專利名稱：完全絕緣材料的自支撐式光纜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纜，并且更具體地，本發(fā)明涉及一種完全絕緣材料的自支撐式光纜(以后稱之為“ADSS光纜”)的設(shè)計(jì)，該光纜是一種與超高壓電力線安裝在一起的完全絕緣材料的光纜。
一條高架線沿著利用架空桿和建筑物的結(jié)構(gòu)等形成的空中線路安裝。在這種高架線中，由于高架線的重量集中在建筑物上的安裝部位，實(shí)踐中采用了一種通過多個(gè)支撐線支撐高架線的方法。這種情況下，基于高架線的重量而產(chǎn)生的大部分拉壓載荷由多個(gè)纜繩承受。與此同時(shí)，在合成纖維的高架地線(OHGW)的情況下，以一種由其自身承受該拉壓載荷的方式構(gòu)造電纜體。作為用多個(gè)支撐纜繩支撐的這種電纜，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了一種通過已經(jīng)安裝在支撐纜繩上的掛鉤懸掛的光纜和有一個(gè)與之整體形成在一起的支撐結(jié)構(gòu)的一種自支撐光纜。


圖1是一個(gè)ADSS光纜安裝在橋塔上的狀態(tài)示意圖。
一條高架地線120安裝在超高壓電力傳輸橋塔110的最頂部，一條電力線130安裝在該高架地線120的下面，以及一條ADSS光纜140安裝在電力線130的下面。該ADSS光纜140通過一個(gè)鎧裝桿150捆綁在該超高壓電力傳輸橋塔110上。
圖2顯示的是一個(gè)電場(chǎng)，該電場(chǎng)取決于該ADSS光纜所安裝的位置。P1點(diǎn)的電場(chǎng)用由電力線產(chǎn)生的+Q電荷和由于橋塔(-Q)、大地(-Q2)以及原點(diǎn)(+Q)產(chǎn)生的鏡像電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的總和表示。在該ADSS光纜的終端配備的該橋塔、大地和金屬(鎧裝桿)使得該ADSS光纜的終端處的電場(chǎng)在水平方向內(nèi)轉(zhuǎn)變方向。用相對(duì)于電力線的某一線段的積分和來表示該ADSS光纜的安裝位置處的電場(chǎng)的大小和方向。
此后，將參照?qǐng)D3詳細(xì)說明取決于ADSS光纜的安裝位置的該電場(chǎng)的大小和方向。[公式1]E‾P1=∫0SpandE‾P11cosθ=∫0SpanP1d1cosθ4πE0R2=P14π∈0∫θ1θ2htan2θdθcosθh2tan2θ]]>=P14π∈0∫θ1θ2cosθdθh=P14π∈0[sinθ]θ1θ2]]>其中r是橋塔和位置P1之間的距離，1是位置P1和電力線的遠(yuǎn)端之間的距離，h是電力線和ADSS光纜之間的高度，ρ1是直線電荷密度，R2＝h2+l2＝h2(1+sec2θ)＝h2tan2θl＝hsecθdl＝htan2θdθθ1=(180-αtanhr)----θ2=αtan(hspan-r),]]>并且跨度span是兩個(gè)橋塔之間的電力線的全長(zhǎng)。
圖4顯示的是由電力線輸出的電場(chǎng)Ep在橋塔、大地和ADSS光纜的鎧裝桿的作用下，其方向和大小沿該ADSS光纜的表面軸線的變化。
通過水平方向的一部分鎧裝桿的電場(chǎng)跟蹤形成該ADSS光纜的包皮層的放電路徑。
圖5是狀態(tài)示意圖，其中當(dāng)該ADSS光纜的表面上存在包含離子的鹽水或水蒸氣時(shí)，通過在它們之間起電而形成一個(gè)電場(chǎng)。
用EA與EPA的矢量和表示區(qū)域A的電場(chǎng)EA-sum的大小和方向，其中EA是由單個(gè)水滴的形狀(曲率半徑)、離子濃度、鎧裝桿的末端的曲率以及分開的距離決定的，而EPA是由該鎧裝桿與電力線上的單個(gè)水滴之間的空間形成的。EA-SUM＝EA+EPA如果該EA-sum的電場(chǎng)超出空氣的介電擊穿強(qiáng)度，該ADSS光纜的包皮層由于金屬元件的自由電子的介入而受到破壞。
用EB與EPB的矢量和表示區(qū)域B的電場(chǎng)EB-sum的大小和方向，其中EB是由單個(gè)水滴的形狀(曲率半徑)、離子濃度以及單個(gè)水滴之間的分割距離決定的，并且EPB是在該電力線上的單個(gè)水滴之間的空間形成的。
EB-SUM＝EB+EPB如果該EB-sum的電場(chǎng)超出空氣的介電擊穿強(qiáng)度，盡管不會(huì)出現(xiàn)在鎧裝桿的情況下的自由電子的介入，但是，該ADSS光纜的包皮層由于靜電現(xiàn)象而受到破壞。
從而，安裝在超高壓電力傳輸橋塔上的ADSS光纜的空端處的電場(chǎng)，在橋塔、大地和該ADSS光纜的空端的作用下在水平方向內(nèi)轉(zhuǎn)變方向。由于鹽分和環(huán)境污染而存在的包含離子的雨滴、露珠等水滴在鎧裝桿的末端引起帶電，這樣，這些水滴之間的電場(chǎng)強(qiáng)度引起空氣的介電擊穿。結(jié)果，帶來一個(gè)問題是該ADSS光纜的包皮層受到所述鎧裝桿的自由電子的破壞。
因此，本發(fā)明致力于解決相關(guān)技術(shù)中存在的問題，并且本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種完全絕緣材料的自支撐式光纜以及制造這種光纜的方法，其中鎧裝桿的遠(yuǎn)端用一個(gè)絕緣件形成絕緣，從而由于鹽分和環(huán)境污染形成的包含離子的雨滴、露珠等水滴用來在鎧裝桿的遠(yuǎn)端引起帶電，當(dāng)這些水滴之間的電場(chǎng)強(qiáng)度引起空氣的介電擊穿時(shí)，通過在橋塔、大地和ADSS光纜的終端(包括鎧裝桿)的作用下，ADSS光纜的終端處的電場(chǎng)在水平方向內(nèi)轉(zhuǎn)變方向這一事實(shí)，防止該ADSS光纜的包皮層受到鎧裝桿的自由電子的破壞。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種安裝在超高壓電力傳輸橋塔上的完全絕緣材料的自支撐式光纜，該光纜包括一個(gè)第一鎧裝桿以及一個(gè)用來絕緣該第一鎧裝桿的絕緣件，所述那個(gè)第一鎧裝桿由金屬材料制成并且與該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造安裝在超高壓電力傳輸橋塔上的完全絕緣材料的自支撐式光纜的方法，該方法包括以下步驟將該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端與由金屬材料制成的第一鎧裝桿彼此相連接，從而將該完全絕緣材料的自支撐式光纜與超高壓電力傳輸橋塔相連接；并且用一個(gè)絕緣件將與該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端相連接的第一鎧裝桿絕緣。
通過參照所附附圖對(duì)最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，將更清楚地說明本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)圖1是一條ADSS光纜安裝在橋塔上的狀態(tài)示意圖2是由橋塔、大地和原點(diǎn)產(chǎn)生的鏡像電荷的位置，其所述原點(diǎn)取決于該ADSS光纜的安裝位置；圖3是說明取決于該ADSS光纜的安裝位置的電場(chǎng)的大小的示意圖；圖4顯示的是在橋塔、大地和ADSS光纜的鎧裝桿的作用下，由電力線輸出的電場(chǎng)的方向和大小沿該ADSS光纜的表面軸線的變化的狀態(tài)示意圖；圖5是狀態(tài)示意圖，說明當(dāng)該ADSS光纜的表面上存在包含離子的鹽水或水蒸氣時(shí)，通過在它們之間帶電而形成的電場(chǎng)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ADSS光纜的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的ADSS光纜與電力線一同安裝在橋塔上的狀態(tài)示意圖；現(xiàn)在來更詳細(xì)地說明一些本發(fā)明最佳實(shí)施例。在附圖中，即使是在不同的附圖中采用同一標(biāo)記表示相同或相似的元件。在本發(fā)明的以下說明中，當(dāng)能使本發(fā)明的主要內(nèi)容更清楚時(shí)，將省略已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
圖6說明根據(jù)本發(fā)明的ADSS光纜的一個(gè)實(shí)施例。一個(gè)ADSS光纜組合包括一條ADSS光纜610，一個(gè)第一鎧裝桿620，一個(gè)絕緣件630和一個(gè)第二鎧裝桿640。
上述ADSS光纜610是一種與超高壓電力線安裝在一起的完全絕緣材料的光纜。該ADSS光纜610用作為一個(gè)自支撐光纜。上述第一鎧裝桿620由金屬材料制成并且作為將超高壓電力傳輸橋塔和該ADSS光纜610彼此連接的裝置，從而將該ADSS光纜610安裝在該超高壓電力傳輸橋塔上。所說絕緣件630將與所說的ADSS光纜610的終端相連接的第一鎧裝桿620絕緣，并且該絕緣件由聚合物、橡膠或類似的高阻抗材料制成。該第二鎧裝桿640由絕緣材料制成。通過纏繞，該第二鎧裝桿640以預(yù)定的長(zhǎng)度從用絕緣件630絕緣的該ADSS光纜的末端部分開始包繞該ADSS光纜610。
此后，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
為了將該ADSS光纜610與該超高壓電力傳輸橋塔相連接，該ADSS光纜610的終端與用金屬制成的第一鎧裝桿620彼此相連接。用絕緣件630將與該ADSS光纜610的終端相連接的第一鎧裝桿620絕緣。該絕緣件630用聚合物、橡膠或類似的高阻抗材料制成。進(jìn)而，通過纏繞，該第二鎧裝桿640以預(yù)定的長(zhǎng)度從用絕緣件630絕緣的該ADSS光纜的末端部分開始包繞該ADSS光纜610，其中由金屬材料制成的該第一鎧裝桿620與該ADSS光纜610的終端相耦合。
由于用所說的絕緣件630將第一鎧裝桿620絕緣，防止由于該第一鎧裝桿620的存在，導(dǎo)致自由電子進(jìn)入到ADSS光纜610中?；诖?，由于ADSS光纜610的終端的電場(chǎng)在橋塔、大地和該ADSS光纜610的終端(包括第一鎧裝桿620)的作用下在水平方向內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)變方向的情況，由于鹽分和環(huán)境污染通過包含離子在內(nèi)的雨滴、露珠等在該第一鎧裝桿620的遠(yuǎn)端引起帶電的水滴，這些水滴之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)引起空氣之間的電介質(zhì)的擊穿。結(jié)果，從該電力線輸出的電場(chǎng)Ep防止該ADSS光纜610的包皮層由于在第一鎧裝桿620的水平方向的部分靜電場(chǎng)而繼續(xù)形成放電路徑。
此外，由于包繞該ADSS光纜610的事實(shí)，通過纏繞該第二鎧裝桿640，借助于在第一鎧裝桿620與該ADSS光纜610的終端耦合的狀態(tài)中從絕緣的ADSS光纜610的末端部分開始的預(yù)定長(zhǎng)度，由帶電的單個(gè)水滴之間的絕緣就可能防止該ADSS光纜610受到破壞。
圖7說明的是通過纏繞包繞ADSS光纜的包皮層的所說第二鎧裝桿與電力線之間的關(guān)系。
第二鎧裝桿730是由絕緣的材料制成并且通過纏繞來包繞ADSS光纜720的包皮層，該第二鎧裝桿730的P位置的電場(chǎng)的大小和方向，不受電力線710的全長(zhǎng)的影響，但是受電力線710從A點(diǎn)到B點(diǎn)的長(zhǎng)度的影響。這樣，電場(chǎng)的大小減少并且電場(chǎng)的方向保持垂直。
如從上面提到的公式1中已經(jīng)可以看出，由絕緣材料制成的第二鎧裝桿730在位置P的電場(chǎng)的大小和方向根據(jù)電力線710的全長(zhǎng)而發(fā)生變化。因而，如果加長(zhǎng)該電力線710的全長(zhǎng)，影響ADSS光纜720的電場(chǎng)增大。
因而，電力線710通過用絕緣材料制成的第二鎧裝桿730的間距p，通過一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度在該ADSS光纜720上產(chǎn)生作用，該電場(chǎng)強(qiáng)度受到電力線710的線段AB的限制。
進(jìn)而，通過纏繞，所說第二鎧裝桿730包繞ADSS光纜的一部分(該光纜連接在橋塔上，并且這一部分在水平方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度很大)這一事實(shí)，單個(gè)水滴之間的距離增加，并且在一定的區(qū)域內(nèi)，水平方向的電場(chǎng)轉(zhuǎn)化成垂直方向。
如上所述，通過本發(fā)明提供了一些優(yōu)點(diǎn)由于用金屬材料制成的并且與ADSS光纜的終端相連接的第一鎧裝桿用一個(gè)絕緣件加以絕緣，防止該ADSS光纜的包皮層由于自由電子的進(jìn)入而受到破壞，從而保證了長(zhǎng)期的可靠性；進(jìn)而，因?yàn)橥ㄟ^纏繞，用絕緣材料制成的第二鎧裝桿從絕緣的ADSS光纜的末端部分開始以預(yù)定的長(zhǎng)度包繞ADSS光纜，防止ADSS光纜的包皮層由于在帶電的單個(gè)水滴之間存在的空氣的介電擊穿而受到破壞，從而保證長(zhǎng)期的可靠性。
盡管業(yè)已參照目前認(rèn)為最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例公開了本發(fā)明，可以理解本發(fā)明不僅僅限于所公開的實(shí)施例，并且，與之相對(duì)應(yīng)，在所附的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)希望能覆蓋各種改進(jìn)方案。
權(quán)利要求
1.一種安裝在超高壓電力傳輸橋塔上的完全絕緣材料的自支撐式光纜，包括一個(gè)第一鎧裝桿，該鎧裝桿由金屬材料制成并且與該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端連接；以及一個(gè)用來絕緣該第一鎧裝桿的絕緣件。
2.如權(quán)利要求1所述的完全絕緣材料的自支撐式光纜，進(jìn)一步包括一個(gè)第二鎧裝桿，該鎧裝桿由絕緣材料制成并且以一個(gè)從用絕緣件絕緣的完全絕緣材料的自支撐式光纜的末端開始的預(yù)定長(zhǎng)度包繞該完全絕緣材料的自支撐式光纜。
3.如權(quán)利要求2所述的完全絕緣材料的自支撐式光纜，其特征在于通過纏繞，所說的第二鎧裝桿以一個(gè)從以一種狀態(tài)絕緣的完全絕緣材料的自支撐式光纜的末端開始的預(yù)定長(zhǎng)度包繞該完全絕緣材料的自支撐式光纜，其中在所述的狀態(tài)中所說的用金屬材料制成的第一鎧裝桿與所說的完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端耦合。
4.一種制造安裝在超高壓電力傳輸橋塔上的完全絕緣材料的自支撐式光纜的方法，該方法包括以下步驟將該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端與由金屬材料制成的第一鎧裝桿彼此相連接，從而將該完全絕緣材料的自支撐式光纜與超高壓電力傳輸橋塔相連接；并且用一個(gè)絕緣件將與該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端相連接的第一鎧裝桿絕緣。
5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，進(jìn)一步包括如下步驟通過纏繞由絕緣材料制成的第二鎧裝桿，以一個(gè)從以一種狀態(tài)絕緣的完全絕緣材料的自支撐式光纜的末端開始的預(yù)定長(zhǎng)度、包繞該完全絕緣材料的自支撐式光纜，其中在所述狀態(tài)中所說的用金屬材料制成的第一鎧裝桿與所說的完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端耦合。
全文摘要
公開了一種完全絕緣材料的自支撐式光纜及其制造方法。該安裝在超高壓電力傳輸橋塔上的完全絕緣材料的自支撐式光纜包括:一個(gè)第一鎧裝桿以及一個(gè)用來絕緣該第一鎧裝桿的絕緣件,這個(gè)第一鎧裝桿由金屬材料制成并且與該完全絕緣材料的自支撐式光纜的終端連接。
文檔編號(hào)G02B6/46GK1256428SQ99126639
公開日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1999年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月23日
發(fā)明者樸勁泰 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社