CN102655033A - 柔性电缆 - Google Patents

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CN102655033A CN2012100527097A CN201210052709A CN102655033A CN 102655033 A CN102655033 A CN 102655033A CN 2012100527097 A CN2012100527097 A CN 2012100527097A CN 201210052709 A CN201210052709 A CN 201210052709A CN 102655033 A CN102655033 A CN 102655033A
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Abstract

本发明涉及一种柔性电缆。在电缆芯内，作为电芯线设三个互相绞合的用于1kV以上电压输电的相位芯线(1、2、3)，它们各有至少一个围绕导线的内导电层(5)和一个位于该内导电层上的绝缘层(6)。传感器元件芯线的导线由铜丝组成，它们分为两层(14、15)以互相相反的扭绞方向围绕抗拉的中心元件(13)。传感器元件芯线的绝缘层(16)由借助挤压敷设的交联弹性体材料组成，该材料在室温下的介电常数至少为6.0。由传感器元件的互相绞合的芯线和绝缘填料(17、18)组成的单元，被导电聚合材料组成的外套(16)包围。电缆的由相位芯线和传感器元件组成的电缆芯，被公共的通过挤压制造的内套围绕，外套(10)设置在该内套上。

Description

柔性电缆
技术领域
本发明涉及一种柔性电缆，它在一个电缆芯内有至少一个传感器元件和一些由电绝缘导线组成的芯线，它们被一个公共的绝缘材料外套包围，在电缆中传感器元件由两个分别具有一个包括抗拉的中心元件的电绝缘导线的芯线组成，它们与两个由绝缘材料组成的绝缘填料
Figure BDA0000140128610000011
绞合成一个单元，这一单元用绝缘材料制成的箍带(Bandierung)围绕，在它上面加上外套(DE102006015878A1)。
背景技术
这种电缆可例如使用于大型起重设备，它们在港区内例如沿轨道系统运动。电缆卷绕在卷筒上，卷筒例如可旋转地安装在起重机上。在载荷或整个起重机运动时，电缆被卷取或退卷。在此过程中，尤其在卷筒的旋转方向改变时以及在起动和/或制动时，导致在电缆上作用拉力荷载。这些拉力荷载可以通过包含在电缆内的传感器元件检测和进行显示。
按前言已提及的DE102006015878A1已知的柔性电缆，有一个安置在中心的传感器元件，它的电容值随电缆的拉力荷载改变。可以测得这些改变，并使用于影响其上卷绕有电缆的卷筒的驱动器，以达到减轻电缆负荷的目的。在这种电缆中，在传感器元件上绞合两层控制芯线，它们被一个绝缘材料外套包围。借助这些控制芯线，可例如将信号传给起重机或其上卷绕有电缆的卷筒的驱动器。同样可以通过这些控制芯线向起重设备的辅助机组供应最高1kV的电压。这种传感器元件有一对由两个电绝缘导线组成的芯线。芯线对的每个芯线包括一个用抗拉塑料制成的核心元件、一个扭绞在此核心元件上的铜丝层以及一个用可压缩的绝缘材料制成的包封这一层的外层。这一对芯线与两个由聚对苯二甲酸乙二醇酯股线组成的绝缘填料绞合在一起。该传感器元件被一个塑料外套包围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，进一步发展前言所述电缆，使之在提高传感器元件响应灵敏度的同时，也能输送平均电压水平超过1kV电压的电能。
按本发明上述技术问题采取下列措施得以解决：
-在电缆的电缆芯内，作为电芯线设三个互相绞合的用于1kV以上电压输电的相位芯线，它们各有至少一个围绕导线的内导电层和一个位于其上的绝缘层；
-传感器元件芯线的导线由铜丝组成，它们分为两层以互相相反的扭绞方向围绕抗拉力的中心元件；
-传感器元件芯线的绝缘层由借助挤压敷设的交联弹性体材料组成，这种材料在室温下的介电常数至少6.0；
-由传感器元件的互相绞合的芯线和绝缘填料组成的单元，被由导电聚合材料组成的外套包围；以及，
-电缆的由相位芯线和传感器元件组成的电缆芯，被一个公共的通过挤压制造的内套围绕，外套设置在所述内套上。
这种电缆有三个互相绞合在一起的相位芯线，借助它们可以输送电压高于1kV的电能。所使用的电压有利地处于1kV与45kV之间的所谓平均电压水平。通过这些相位芯线可以给与此电缆连接的设备，例如起重设备供电，无需其他接头。通过所选择的传感器元件芯线的导线包括由扭绞的铜丝组成的两层这种结构，在导线的导电横截面尺寸不变的情况下，可以减小芯线的径向尺寸。由此也可以在总体上减小传感器元件的径向尺寸，从而使传感器元件可以有利地例如布置在相位芯线之间的中心。铜丝可优选地镀锡。
此外，传感器元件通过所说明的结构具有更好的电气特性，并因而提高响应灵敏度。一方面传感器元件的导电外套减少了来自传感器元件外部的电干扰影响。另一方面通过芯线的绝缘层材料，这种材料在室温下有高的至少为6.0的介电常数，显著提高了在两个导线之间的电容，从而基于作用在电缆上的拉力荷载，造成这一电容更大的改变，并因而可以更快和更准确地测量其变化。芯线绝缘层材料的介电常数有利地在室温下为至少6.5。
附图说明
附图表示本发明技术主题的实施例。
其中：
图1表示本发明的电缆的横截面；
图2表示存在于图1所示的电缆中的传感器元件的放大图；
图3表示图2中的一个局部的进一步放大详图；以及
图4表示一种与按图1的实施形式不同的电缆的横截面。
具体实施方式
用1、2和3表示三个相位芯线，借助它们可以传输优选地平均电压范围高于1kV的电能。这三个相位芯线1、2和3的每一个，有一个被导电内层5围绕的电导线4，绝缘层6处于导电内层5上面。为了视图简化起见只针对相位芯线1描绘了这一结构。这种结构也适用于相位芯线2和3。导线4有利地分别设计为包括一些也可以镀锡的铜丝的绞线。在导线4上还可以分别加上用导电的无纺织物材料制成的箍带(Bandierung)，在箍带上例如通过挤压敷设导电内层5。它例如由一种通过添加炭黑使之能导电的聚合材料。
绝缘层6在所有三个相位芯线1、2和3中有利地由一种以乙烯-丙烯橡胶(EPR)为基的材料组成。它挤压在导电内层5周围。在绝缘层6上还可以施加一个挤压的导电外层，它的结构与导电内层5一样。
除三个相位芯线1、2和3外，按图1的电缆还包括一个传感器元件S和三个填充元件7，后者处于相位芯线1、2和3之间的三角区内，通过它们使按图1的电缆具有大体圆形的横截面。由图2和3可以看出传感器元件S的结构。填充元件7原则上可任意设计。有利的是填充元件7中至少一个是接地导线。
相位芯线1、2和3、传感器元件S和填充元件7作为扭绞元件互相绞合。这些扭绞元件被一个通过挤压制造的内套8包围，它有一个大体圆柱形的外表面。内套8可以由一个充填扭绞元件之间三角区的内层和一个导电的橡胶层组成，以及由施加在它上面不导电的绝缘层构成外层。围绕内套8可布置一个起防扭作用的编织物9，它例如由聚酯丝组成。在此编织物9上有一个外套10，它通过挤压制成以及有利地可以由一种以氯化橡胶为基的材料制成的橡胶层组成。
在电缆按图1的实施形式中，传感器元件S处于相位芯线1、2和3之间的中心。它由两个芯线11和12组成，它们每一个有中央抗拉的元件13，在它上面设有各自的电导线。抗拉力的元件13例如由尼龙丝构成。芯线11和12的导线分别由两个铜丝层14和15组成，它们以互相相反的扭绞方向敷设在芯线11和12上。内层14总是围绕抗拉力的元件13扭绞，而外层15则围绕内层14扭绞(图3)。在芯线11和12的导线上，分别加上用优质电工材料通过挤压制成的绝缘层16。它有利地由一种使绝缘层16在室温下有相对介电常数为至少6.0的交联聚合材料组成。按优选的实施形式，在室温下绝缘层16的相对介电常数为至少6.5。
在芯线11与12之间的三角区内安置两个绝缘填料
Figure BDA0000140128610000041
17和18，它们与芯线11和12绞合在一起。它们例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯股线组成。此绞合的由芯线11和12以及绝缘填料17和18组成的单元，例如被一个聚酯无纺织物层包围，在它上面施加一层聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜19。在此薄膜19上加上一个通过挤压制成的外套20，它由导电的聚合材料组成。也可以取代聚酯无纺织物，使用由铜丝制成的无纺织物或铜编织物，然后在它上面加上薄膜19。因此这种传感器元件S有更好的电屏蔽效果。
按电缆的结构，传感器元件S也可以有不同于图1的定位。按图4，其中只示意表示这些扭绞元件但没有表示围绕它们的各层，它例如可以绞合在相位芯线1、2或3之间的一个三角区内处于非中心的位置。在电缆的这种实施形式中仍存在三个填充元件7，其中之一起核心元件的作用。另外两个处于相位芯线1、2和3之间剩余的三角区内。除此之外，电缆的结构与针对按图1的电缆所说明的结构一致。

Claims (7)

1.一种柔性电缆，它在一个电缆芯内具有至少一个传感器元件和一些由电绝缘导线组成的芯线，它们被一个公共的绝缘材料外套包围，在电缆中传感器元件由两个分别具有一个包括抗拉力中心元件的电绝缘导线的芯线组成，它们与两个由绝缘材料组成的绝缘填料共同绞合成一个单元，这一单元被绝缘材料制的箍带围绕，在它上面设有外套，其特征为：
-在电缆的电缆芯内，作为电芯线设三个互相绞合的用于1kV以上电压输电的相位芯线(1、2、3)，它们各有至少一个围绕导线的内导电层(5)和一个位于该内导电层上的绝缘层(6)；
-传感器元件(S)的芯线(11、12)的导线由铜丝组成，它们分为两层(14、15)以互相相反的扭绞方向围绕抗拉的中心元件(13)；
-传感器元件(S)的芯线(11、12)的绝缘层(16)由借助挤压敷设的交联弹性体材料组成，这种材料在室温下的介电常数为至少6.0；
-由传感器元件(S)的互相绞合的芯线(11、12)和绝缘填料(17、18)组成的单元，被导电聚合材料组成的外套(16)包围；以及，
-电缆的由相位芯线(1、2、3)和传感器元件(S)组成的电缆芯，被一个公共的通过挤压制造的内套围绕，外套(10)设置在该内套上。
2.按照权利要求1所述的电缆，其特征为，传感器元件(S)的芯线(11、12)的导线的铜丝是镀锡的。
3.按照权利要求1或2所述的电缆，其特征为，由传感器元件(S)的互相绞合的芯线(11、12)和绝缘填料(17、18)组成的单元被由铜丝制成的无纺织物包围，在该无纺织物施加聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(19)。
4.按照权利要求1或2所述的电缆，其特征为，由传感器元件(S)的互相绞合的芯线(11、12)和绝缘填料(17、18)组成的单元被铜编织物包围，在该铜编织物上施加聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(19)。
5.按照权利要求1至4之一所述的电缆，其特征为，内套(8)由挤压的内部导电橡胶层和挤压在它上面的不导电绝缘材料层组成。
6.按照权利要求1至5之一所述的电缆，其特征为，内套(8)被一个起防扭作用的聚酯丝编织物(9)包围。
7.按照权利要求1至6之一所述的电缆，其特征为，外套(10)由以氯化橡胶为基的材料组成。
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