CN102439497A - 包括能够发射光辐射的层的电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力和/或远程通信电缆(1a、1b)，所述电力和/或远程通信电缆(1a、1b)包括由外护层围绕的一个或几个导体元件(10、20、30)，其中所述外护层(40、50)包括：能够发射光辐射的第一层(40a、40b)，以及围绕所述第一层(40a、40b)由光透射热塑性聚亚安酯(TPU)材料制成的第二层(50)，以使得所述第一层(40a、40b)通过所述第二层(50)可见。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括能够发射光辐射的层的电力和/或远程通信电缆。
更特别地，电力和/或远程通信电缆在矿井和类似应用中使用，类似环境如严重的磨蚀和黑暗环境。
背景技术
传统的电力或远程通信电缆包括一个或多个导体元件，尤其具有保护性外护层的绝缘导体元件。电力电缆典型地由有效传导期望规模的电力的铜线形成的导体元件构成。远程通信电缆典型地由相对小的用于传导电信号的电线导体元件和/或用于传导光学信号的光纤股线构成。
电力和/或远程通信电缆用在许多环境中。用于电缆的最恶劣的环境之一是在黑暗环境中的矿井操作。特别地，由于装备、运输和矿井材料在矿井电缆上或者沿着矿井电缆移动，在矿井操作中使用的导体倾向于遭受严重的磨蚀。此外，在所述黑暗环境中缺乏电缆可见性，由矿车和铲机频繁地产生电缆挤压或者磨蚀磨损。
出现技术解决方法使电缆可视化以使得电缆更少遭受到严重的磨蚀。在这个方面，已知两种变型：
第一个变型在于使用外护层，如使用荧光染料着色的外橡胶护层。然而，所述外护层由于直接暴露于地面、空气、水和UV光，存在低的荧光着色耐久性。
第二个变型是使用反射带，其成螺旋形地卷绕在电缆的外护层上。然而，所述附加的反射带由于在矿井条件中恶劣地使用而遭受易于被破坏的危险。
发明内容
本发明寻求解决现有技术的上述问题，并且提出了一种显示出高耐磨蚀性和在黑暗环境中，更特别地在室外的黑暗环境中的好的可视性的电缆。
为了这个目的，本发明的目标是提供一种电力和/或远程通信电缆，该电力和/或远程通信电缆包括由外护层围绕的一个或几个导体元件，其中所述外护层包括：
能够发射光辐射的第一层，以及
围绕第一层由光透射热塑性聚亚安酯(TPU)材料制成的第二层，以使得第一层通过第二层可见，优选第二层是电缆的最外层。
更特别地，第一层在黑暗环境中发射光辐射，可以通过第二层可见。
第一层可以典型地是成螺旋形围绕导体元件卷绕的带(卷绕带)或者围绕导体元件挤出的层(挤出层)。
由“能够发射光辐射的第一层”的表述的一个理解为：层可以直接地或者间接地发射光辐射，尤其是可见光辐射。术语“直接地”表示光辐射从第一层本身发射。术语“间接地”表示辐射光通过第一层发射，但是来自于外部光辐射源的媒介。
在第一实施例中，第一层由发光的材料制成。发光的材料允许直接发射光。所述光不是源自于发射材料的温度的能量。
发光的材料可以在荧光材料、磷光材料和生物发光材料，或者其混合物之间选择。
优选地，使用荧光材料。第一层的荧光材料吸收光以使得在黑暗环境中发射光。因此，一旦根据本发明的电缆暴露到光中，它能够在黑暗环境中发射光。例如，布置在室外环境中，电缆可以在白天由日光供能，在夜里发射所吸收的光。
在第一个例子中，当第一层是带时，带的外表面涂敷有荧光墨水。
例如，这种带的材料在棉纤维、在聚酯/尼龙基底上的交联丙烯酸的化合物和其它适合的纤维之间选择。
在第二个例子中，当第一层是挤出层时，挤出层由包括荧光染料的热塑性聚合物制成。
在第二实施例中，第一层由反射材料制成。反射材料允许间接地发射光。实际上，反射材料是表面，来自于外部源(例如，汽车灯)的光在它的表面被反射。
反射材料优选带，其可以单独使用或者与在该领域众所周知的彩色包扎带螺旋型且交替卷绕。反射材料可以是镀银反射带。
第二个实施例尤其适于用于室内黑暗环境例如地面下的矿井。
在第三个实施例中，第一层由发光材料和反射材料制成，两种材料已经在前面描述。
更特别地，第一层可以包括发光材料带，该发光材料带围绕导体元件与反射材料带成螺旋形和交替卷绕。
当如果基本上没有介入材料时，光透射材料使得第一层通过第二层可视地看见。通过例子，透射光的材料可以是半透明的材料或者透明的材料。
可以理解为由光透射TPU材料制成的第二层是光透射层。
由光透射TPU材料制成的第二层可以是挤出TPU层，其通过本领域众所周知的挤出工艺得到。
在特定实施例中，TPU材料(即，第二层)可以是交联的。交联工艺是本领域中众所周知的，一个例子可以是在X-辐射存在下交联TPU材料。
第二层可以进一步包括至少一个阻燃剂填料，该阻燃剂填料在三苯磷酸盐、叔丁基苯基、联苯磷酸盐和叔丁基联苯磷酸盐或者其混合物中选择，以得到阻燃剂层，更特别地，无卤素阻燃剂(HFFR)第二层。所述阻燃剂填料优选的是不影响所述第二层的透明度。
得到的第二层可以因此是透明的HFFR特重载热塑性聚亚安酯护套。
根据本发明，外护层的第一和第二层允许有利地提供非常坚固的在黑暗环境中可见的外护层。
此外，根据本发明的电缆满足关于“在矿井和相似应用中使用的可移动和电力供给电缆”的ICEA S-75-381-2008标准。
在第一个变型中，第二层可以直接与第一层接触，或者换言之，没有设置在第一层和第二层之间的中间层。
在第二个变型中，电缆进一步包括沿着电缆在第一层和第二层之间的中间层，以使得第一层通过中间层可见。
在这个方面，所述中间层可以是加强型开口材料和/或可以由光透射材料制成。
例如，加强型开口材料可以是开口筛网，如用于双重作用的线(threads)。
光透射材料可以是覆盖整个第一层表面的非挤出层，例如带，更特别地成螺旋形围绕第一层卷绕的聚酯带。
当第一层是反射带时，更特别的是镀银反射带时，作为中间层的所述光透射材料更特别地适合。实际上，直接围绕反射带的TPU层的挤出会损坏反射带的微晶结构，这是因为申请人注意到在这种情况中，反射带失去了它的反射特性。
第二层的厚度和第二层材料的填料的特性和数量为使得第二层保持基本上充分地透明度，以可视化在黑暗环境中的光辐射发射材料。在该方面，本领域技术人员能够实施试验，来通过常规实验以发现最优或者可工作的第二层。当使用中间层时，同样的条件应用到中间层。
附图说明
根据下面的详细描述和附图，本发明将变得更被完全理解，附图仅通过示例的方式给出，因此其不是本发明的限制，并且其中：
图1表示了根据本发明的电缆的第一实施例的示意性横截面图；
图2表示了根据本发明的电缆的第二实施例的示意性横截面图。
这两个实施例有利于在黑暗环境中使用，尤其是作为矿井电缆。
为了清楚的原因，相同的元件用相同的附图标记表示。类似地，只有那些对于理解本发明是必须的元件以图的方式示出，并且不遵循比例。
具体实施方式
参照图1，电缆1a包括多个导体元件10、20、30，所述多个导体元件由根据本发明的外保护性护层40a、50围绕。根据ICEA S-75-381-2008标准的3.10.3.2部分，所述电缆示意性地说明SHD、屏蔽的圆形三导体电缆。
绝缘导体元件包括三个电力绝缘导体10，一个接地检查绝缘导体20和两个接地的非绝缘导体30。电力绝缘导体10例如由多股导线11构成，该多股导线11依次由第一半导体层12、介电绝缘层13、第二半导体层14和屏蔽层15围绕。
外保护性护层40a、50是根据本发明的两层护层。
内层40a是围绕导体元件10、20、30卷绕的荧光带。光透射热塑性聚亚安酯挤出外层50围绕所述内层40，外层50与内层40直接接触，以通过外层可视地看见内层，特别地在黑暗环境中。
此外，根据本发明的电缆可以在内层和外层之间包括加强型开口材料，例如尼龙线(未示出)。
图1表示的电缆被制造以使得电力绝缘导体10、接地检查绝缘导体20和接地非绝缘导体30聚集在一起以形成一个组件。随后，内层40a和最终的加强型尼龙线被施加到所述组件上。最后，光透射热塑性聚亚安酯材料围绕荧光带挤出，或者如果存在加强型尼龙线的话，围绕加强型尼龙线挤出，以形成外护层的外层50。
在这个例子中，荧光带由Loypos商业化作为参考的荧光带，所述带具有大约0.20mm的厚度。光透射热塑性聚亚安酯材料由Lubrizol以Estane ZHF80AT3NAT 021为索引或者由AlphaGary以Irogran A78P 4766NM为索引商品化，挤出的热塑性聚亚安酯层具有大约7.5mm的厚度。加强型尼龙线由Synthetic Thread Co Inc.以Nylon 1050/3Ply Preshrunk为索引商品化。根据本发明的外护层可以根据在ICEA S-75-381-2008标准的3.21.2部分中的外护层厚度和根据在ICEA S-75-381-2008标准的3.22部分中的电缆的外直径限定。在两层外护层之间的附加线根据ICEA S-75-381-2008标准的3.21.2部分设置。
图2表示了图1中说明的同样类型的电缆，除了外护层涉及本发明的另一个实施例。
更特别地，电缆1b包括多个导体元件10、20、30，所述多个导体元件由根据本发明的外保护性护层40b、40c、50围绕。
外保护性护层40b、40c、50是根据本发明的三层护层。
内层40b是卷绕围绕导体元件的反射带。中间层40c，其是光透射聚酯带，其围绕所述内层40b卷绕，所述中间层40c直接与所述内层40b接触。
光透射热塑性聚亚安酯的挤出外层50围绕所述中间层40c，外层50直接与中间层40c接触以使得内层40b通过外层50并通过中间层40c可见，尤其在黑暗环境中。
在该例子中，反射带由HUATP LIMITED以H-F0101为索引商品化，所述带具有大约0.20mm的厚度。中间带由Gareware polyester Limited以ERE36为索引商品化，所述带具有大约36微米的厚度。光透射热塑性聚亚安酯材料由Lubrizol以Estane ZHF 80AT3NAT 021为索引或者由AlphaGary以Irogran A78P 4766NM为索引商品化，挤出的热塑性聚亚安酯层具有大约7.5mm的厚度。
由图1和图2表示的电缆具有圆形横截面。然而，圆形横截面是通过示例的方式给出的，因此其它形式可以被考虑，如扁平横截面。
Claims (17)
1.一种电力和/或远程通信电缆(1a、1b)，所述电力和/或远程通信电缆(1a、1b)包括由外护层围绕的一个或几个导体元件(10、20、30)，其中所述外护层(40、50)包括：
能够发射光辐射的第一层(40a、40b)，以及
围绕所述第一层(40a、40b)由光透射热塑性聚亚安酯(TPU)材料制成的第二层(50)，以使得所述第一层(40a、40b)通过所述第二层(50)可见。
2.根据权利要求1所述的电缆，其中所述第一层(40a、40b)是卷绕带或者挤出层。
3.根据权利要求1或2所述的电缆，其中所述第一层(40a、40b)由发光材料制成。
4.根据权利要求3所述的电缆，其中所述发光材料在荧光材料、磷光材料和生物发光材料，或者其混合物之间选择。
5.根据权利要求2和4所述的电缆，其中所述带的外表面涂敷有荧光墨水。
6.根据权利要求2和4所述的电缆，其中所述挤出层由包括荧光染料的热塑性聚合物制成。
7.根据权利要求1或2所述的电缆，其中所述第一层(40a、40b)由反射材料制成。
8.根据权利要求2和7所述的电缆，其中所述反射材料是镀银反射带。
9.根据权利要求2所述的电缆，其中所述第一层(40a、40b)由发光材料和反射材料制成。
10.根据权利要求9所述的电缆，其中所述第一层(40a、40b)包括发光材料带，所述发光材料带与反射材料带围绕所述导体元件(10、20、30)成螺旋形和交替地卷绕。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其中所述第二层(50)是挤出的TPU层。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其中所述第二层(50)是交联的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其中所述第二层(50)进一步包括至少一个阻燃剂填料。
14.根据权利要求1至13所述的电缆，其中所述第二层(50)直接与所述第一层(40a、40b)接触。
15.根据权利要求1至13所述的电缆，其中它进一步包括沿着所述电缆在所述第一层(40b)和所述第二层(50)之间的中间层(40c)，以使得所述第一层(40b)通过所述中间层(40c)可见。
16.根据权利要求15所述的电缆，其中所述中间层(40c)是非挤出层。
17.根据权利要求15或16所述的电缆，其中所述中间层(40c)是聚酯带。
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