CN1009312B

CN1009312B - 用于架空高压线路的光缆

Info

Publication number: CN1009312B
Application number: CN85101625A
Authority: CN
Inventors: 奥斯特赖克
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1990-08-22
Also published as: CN85101625A

Abstract

一条用于架空高压线路的架空光缆的外部包层由一种具有自动熄灭特性的，抗部分放电和漏电电流的材料构成。为了这个目的就需要在外部包层中加入一种金属的氢氧化物。

Description

本发明涉及一种用在架空高压线路的带有塑料外包层的架空光缆。

当一根架空光缆没有被固定在另一根架空高压线路（电压U≥30KV）的引导线上，而是采用自支撑式空间电缆悬挂时，将会产生电晕（corona）现象和漏电电流应力（tracking current stresses），特别是接近邻近相线的肮脏而潮湿的电缆，它们之间的耦合电容会产生强烈的空间电场。

本发明的一个目的是制作适用于架空光缆的外部包层。这种外皮材料应能限制漏电电流作用并且本身不会融化或蒸发。它们的价格也应该比较便宜。按照本发明，就能制成上述那种类型的架空光缆，其特点是选用一种能够自动熄灭的、抗部分放电和漏电电流具有自动保护作用的材料作为光缆的外部包层。采用了这种技术，放电现象以及漏电电流就不再会给架空光缆带来不希望的损坏。

在本发明一个具体的较佳实施例中，在加热或燃烧之后外部包层材料剩下的残余物是高度绝缘的且具有抗蠕变力。

本发明采用的包层材料中也含有一种不会被碳化的塑料，而且能较好地提供抗碳化性。这是由于它以较高的比例加入了一种在高温下会逸出水分的金属氢氧化物，这具有冷却作用，因而对辉光放电，蠕缓放电，电弧放电具有冷熄效用，不会使上述复合材料产生导电的剩余物。已经证明这些特性不仅适用于大功率电弧引起的着火上，尤其适用于辉光和蠕缓放电。

塑料表面的原来的绝缘程度会被作用在一条（电流很小）放电渠道上的相当高的或就集中于放电路径局部的温度所破坏。这时，立即逸出的水蒸汽就会具有冷却和熄灭作用。燃烧后留下的金属氧化物骨架是完全绝缘的，并可以防止塑料表面的进一步被破坏。由于该塑料是直接被保护在裸露的铝的氢氧化物之下，所以也就阻止了蠕缓放电。在所展示的塑料外皮材料中只有（昂贵的）含氟聚合物具有类似的性能，但是当它们燃烧时会释放出HF（氢氟酸）并产生其他化学反应物质。本发明中燃烧的或者部分燃烧的塑料复合材料不会形成任何导电的剩余物或桥路。因此，该光缆仍可以保持绝缘状态。

本发明光缆的漏电电流性能远远优于一般聚乙烯聚合物作外皮的光缆。使漏电电流引起损坏的局部加热在本发明提出的这种外皮材料中会被逸出的水蒸汽所缓和。融化和汽化现象（例如受电弧加热时），是很难用数据或文件予以证明的，因为一当材料的表皮被破坏，立刻会从金属的氢氧化物〔如铝的氢氧化物Al（OH）₃〕中生成一种新的起保护作用的无机物（Al₂O₃）复盖在材料外面。这种现象之所以发生是因为在外皮材料的混合物中含有最适当的高成份的重量百分比在30至60之间，最佳的重量百分比为50左右的金属氢氧化物。较有利的是选用了一种PE-EVA共聚物作为基底材料。然而，没有EVA（一种聚烯烃塑料）仅依靠基底塑料中的聚合物交联同样可以合成金属的氢氧化物。另外几种较好的基底塑料是ERP和EPDM。

无极或者弱极化合物最适用于作为外层结构的塑料成份。

图1是按照本发明的用于架空高压线路的架空光缆结构的横截面图。

图2是关于一条架空高压线路和一条架空光缆外形的说明。

图3给出了两条漏电电流负载线之间的关系。

图1中，架空光缆标记为OK，它的外部包层AM是由含有金属氢氧化物，特别是铝的氢氧化物的塑料材料构成。金属氢氧化物的重量百分比在30至60之间，最佳的重量百分比为50左右（即20至30体积百分比）。

这种外皮材料具有抗蠕变力，它不会因为出现低电流的表面放电而造成断裂，漏电电流性能大大优于其它材料，如标准聚乙烯的塑料复盖层。抗径向部分的放电（电晕）能力也比提出的其它标准材料高得多。

光缆芯的结构可为众所周知的现有技术中那种情况，根据这一点本实施例给出了一根实心光缆，其中填充混合物FM用于充填缆芯。因此在光缆OK中没有可以导电的部分存在（即选择了一种完全不会导电的格式）。单根的光波导管LWL汇集在塑料的支撑导管AH内，AH之上则复盖着一层具有拉伸能力的物质BS，所有这些在以前的技术中都可以了解到。图2中表示的光缆OK能够（非导电地）被固定在一根绝缘携载缆索TS上（固定用的夹具SC一见图2）。当使用自支撑式光缆时，要注要把它们分别紧固在传输铁塔的横梁上。此时，光缆的形式要作相应的改动，携载缆索将由光缆自己提供，这种缆索能够承担足够的机械负载。

图3示意性的实施例描绘了一条高压线路，光缆OK独立地放置（即相线和保护线之外放置），并且固定在网格结构铁塔GM的横梁上。保护线记为ES，相线标作PS。因为光缆OK是由绝缘物质组成，所以其外层表面在等效电路图可以用一系列串联的电阻RL来模拟。发生在光缆OK与保护线ES之间傍路电容记作CE，处在光缆OK和相线PS之间的傍路电容标为CP。产生的电晕和漏电电流负载能导至光缆OK外皮的局部解体和腐蚀，这种腐蚀会被逸出的水蒸汽减轻。融解和汽化是很难确定的，因为在外部包层表面被破坏以后，会立刻生成一种新的无机物保护表面，这是由于在外皮材料中使用了铝的氢氧化物。

光缆OK的外部包层AM的混合材料由下列各量组成较有利：

55 重量% 铝的氢氧化物

38 ″ PE/EVA聚合物

4 ″ 乙烯/丙烯橡胶

0.3 ″ 稳定剂

0.5 ″ 润滑剂

1.5 ″ 彩色颜料

0.7 ″ 硅氢化物

在上述的混合材料中，也能用锌或镁的氢氧化物替换铝的氢氧化物，但最好采用铝的氢氧化物。

混合了金属氢氧化物的PE/EVA聚合物用来作为基底材料。特殊情况时，也可用EPR或EDPM混入金属氢氧化物作为基底材料。

前面提到的稳定剂可用酚醛抗氧化剂如：Irganox1010（商品名称为：Ciba Geigy，Basel瑞士）。润滑剂可以用PE-Wax。

大量生产这种电缆外皮材料时，可将所有成分（硅氢化物除外）放入一台内部搅拌机（捏合机）中充分混合。然后加入硅氢化物（Silan）进行另一道混合工序。将这些混合产生的产品再投入一台使之粒化的机器中，产生的颗粒被送入挤压机，最后在挤压机中产生外部包层或外包层复盖物AM。

虽然精通这项技术的专家们会提出各种样细微的改变和修正方案，但可以理解我希望将所有这些改变和修正合理地作为我对该项技术所作贡献的一部分，包括在本专利的权利要求范围之内。

Claims

1、一光缆，包括：

至少一条光波导管，

一围绕光波导管的外部包层，

一介于光波导管和外部包层之间的，用于使光波导在外部包层内支撑和定位的部件，

其特征在于，

所说的外部包层含有一由在加热、燃烧或放电影响后仍保持高绝缘性和抗蠕变力的材料构成的自保护器件，

所说的外部包层含有重量百分比为30-60%的金属氢氧化物，

所说的光缆由不带任何导电部份的绝缘材料组成，

所说的光缆独立放置和固定在网格铁塔上。

2、据权利要求1的光缆，其特征在于，外部包层中含有大约百分之五十重量的金属氢氧化物。

3、据权利要求1的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物混合在塑料材料之中。

4、据权利要求3的光缆，其特征在于，所说的塑料材料中包括有一种无极的化合物。

5、据权利要求3的光缆，其特征在于，所说的塑料材料中包括有一种弱极性的化合物。

6、据权利要求1的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物被混合在一种PE-EVA共聚物中作为基底材料。

7、据权利要求6的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物被混合在EPR中作为上述的基底材料。

8、据权利要求7的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物被混合在EDPM中作为基底材料。

9、据权利要求1的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物采用铝的氢氧化物。

10、据权利要求1的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物采用镁的氢氧化物。

11、据权利要求1的光缆，其特征在于，所说的金属氢氧化物采用锌的氢氧化物。

12、据权利要求1的光缆，其特征在于，所说的外部包层是包括铝的氢氧化物，PE-EVA共聚物、乙烯/丙烯橡胶、一种稳定剂、一种润滑剂、彩色颜料和硅氢化合物。