CN107204218A - 电缆、电缆系统及其构造方法和使电缆系统接地的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆、电缆系统、使电缆系统接地的方法以及构造电缆系统的方法，该电缆包括从中央朝向外侧设置的：导体；绝缘体；内屏蔽层；内耐蚀层；外屏蔽层；以及外耐蚀层，其中，在电缆的轴向上的一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅内屏蔽层直接接地，并且在电缆的轴向上的另一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅外屏蔽层直接接地。

Description

电缆、电缆系统及其构造方法和使电缆系统接地的方法

技术领域

本发明涉及电缆、电缆系统、使电缆系统接地的方法以及构造电缆系统的方法。

背景技术

在一端接地系统的电缆系统中，可以沿电缆设置平行接地线(例如，非专利文献1)。由此，当接地故障发生时，故障电流可以安全地释放到平行接地线。这种平行接地线被国际标准称为接地导线(ECC)。根据该国际标准，基于上述安全性的原因而推荐设置ECC。

然而，对于包括ECC的常规电缆系统，当长距离安装电缆时难以沿电缆设置ECC。

非专利文献1：CIGRE TB 283

发明内容

本发明是根据上述问题作出的，并且提供即使在长距离安装电缆时也能确保安全的技术。

根据实施例，提供一种电缆，其包括从中央朝向外侧设置的：导体；绝缘体；内屏蔽层；内耐蚀层；外屏蔽层；以及外耐蚀层，其中，在所述电缆的轴向上的一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地，并且在所述电缆的所述轴向上的另一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

根据另一实施例，提供一种电缆系统，该电缆系统包括：电缆，其包括从中央朝向外侧设置的：导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层，其中，在所述电缆的轴向上的一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地，并且在所述电缆的所述轴向上的另一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

根据另一实施例，提供一种使电缆系统接地的方法，该方法包括：制备电缆，所述电缆包括从中央朝向外侧设置的导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层；在所述电缆的轴向上的一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地；以及在所述电缆的所述轴向上的另一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

根据另一实施例，提供一种构造电缆系统的方法，该方法包括：在地下挖掘管路插入孔；将管路插入所述管路插入孔中；将包括从中央朝向外侧设置的导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层的电缆插入所述管路中；在所述电缆的轴向上的一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地；以及在所述电缆的所述轴向上的另一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

附图说明

从结合附图所阅读的以下详细描述中，本发明的其它方面、特征和优点将变得更加显而易见。

图1是示出实施例的电缆系统的示意图；

图2是沿电缆的轴向截取的实施例的电缆系统的剖视图；

图3是沿与电缆的轴向垂直的方向截取的实施例的电缆系统的剖视图；

图4是沿与轴向垂直的方向截取的实施例的电缆的剖视图；

图5是示出当在实施例的电缆系统中发生接地故障时的第一实例的示意图；

图6是示出当在实施例的电缆系统中发生接地故障时的第二实例的示意图；

图7是示出构造实施例的电缆系统的方法的流程图；

图8是示出挖掘步骤的示意图；

图9是示出管路插入步骤的示意图；

图10是示出当在比较例1的电缆系统中发生接地故障时的情况的示意图；

图11是示出比较例2的电缆系统的示意图；

图12是示出当在比较例3的电缆系统中发生接地故障时的情况的示意图；

图13A是沿与电缆的轴向垂直的方向截取的比较例3的电缆系统的第一实例的剖视图；

图13B是沿与电缆的轴向垂直的方向截取的比较例3的电缆系统的第二实例的剖视图；并且

图14是示出沿与电缆的轴向垂直的方向截取的比较例3的电缆系统的第三实例的剖视图。

具体实施方式

在本文中，将参考示例性实施例对本发明进行描述。本领域的技术人员将认识到，使用本发明的教导可以实现许多替代的实施例，并且本发明不限于出于说明的目的而示出的实施例。

应注意的是，在附图的说明中，对相同的构件给予相同的附图标记，并且不重复说明。

(本发明人所作的观察)

首先，详细描述本发明人关于使电缆系统接地的常规方法的观察。在下文中，描述作为常规实例的电缆系统的三个比较例。

在本说明书中，“接地的”或“使接地”意思是与大地连接，并且“直接接地的”或“使直接接地”意思是直接与大地连接而不经过电阻元件等。

(比较例1)

参考图10，描述比较例1的电缆系统。图10是示出在比较例1的电缆系统91中发生接地故障的情况的示意图。在图10中，示出了三相电缆910的单个电缆910。

如图10所示，比较例1的电缆系统91是所谓的一端接地系统。具体地说，电缆910包括例如从中央朝向外侧设置的：导体911、绝缘体(在附图中未示出)、屏蔽层913和耐蚀层(在附图中未示出)。屏蔽层913在电缆910的轴向上的一端E1处直接接地，并且屏蔽层913在电缆910的轴向上的另一端E2处开路(开放)。

这里，存在这样的情况：作为电源的变电站950是设置在电缆910的一端E1侧还是在电缆910的另一端E2侧预先是不知道的。因此，可能存在变电站950设置在屏蔽层913直接接地侧的情况，以及变电站950设置在屏蔽层913直接接地侧的相反侧的情况。图10示出了后一种情况。

对于图10的实例，当在电缆910中发生接地故障时，故障电流(FC)从导体911的另一端E2经由故障点AP流向屏蔽层913的一端E1。由于屏蔽层913的一端E1侧的大地远离变电站950侧的大地，因此从屏蔽层913的一端E1流入大地的故障电流经由地下深层路径进一步流至变电站950侧的大地。在此时，由于地下深层路径处的电阻高，因此存在故障电流不能充分地释放到大地的风险。此外，由于故障电流长距离地流过地下路径，因此存在故障电流流过任何种类的导体(例如，水管等)以及故障电流扩散到电缆系统91的电力路径的外部的风险。

此外，对于图10的实例，当故障电流流过电缆910时，在电缆910周围可能产生大的磁场。这里，如果变电站950设置在屏蔽层913直接接地侧，则故障电流从导体911的一端E1朝向故障点AP流过导体911，然后从故障点AP朝向一端E1流过屏蔽层913。因此，流过导体911的故障电流的方向和流过屏蔽层913的故障电流的方向彼此相反。因此，由于流过导体911的故障电流而在电缆910周围产生的磁场与由于流过屏蔽层913的故障电流而在电缆910周围产生的磁场彼此抵消。

然而，如果变电站950设置在屏蔽层913直接接地处的大地的相反侧(如图10的实例)，则在电缆910的导体911和屏蔽层913中故障电流均沿相同方向流动。此外，流过电缆910的导体911和屏蔽层913的故障电流与从屏蔽层913的一端E1流至变电站950侧的大地的故障电流之间的距离较远。因此，不能抵消电缆910周围的磁场并会产生大的磁场。结果，对于图10的实例，在电缆系统91附近的通信设备等中存在发生通信故障的风险。

(比较例2)

接下来，参考图11，描述比较例2的电缆系统。图11是示出比较例2的电缆系统92的示意图。在图11中，示出了三相电缆910的单个电缆910。

如图11所示，比较例2的电缆系统92是两端接地系统。屏蔽层913在电缆910的轴向上的一端E1和另一端E2处均直接接地。

当在作为比较例2的两端接地系统中的电缆910中发生接地故障时，故障电流总是流入变电站950侧的大地。因此，可以抑制故障电流的扩散。

然而，由于在比较例2中屏蔽层913在电缆910的轴向上的一端E1和另一端E2处均直接接地从而形成闭合回路，因此当正常电流(NC)流过导体911时，循环电流(感应电流)沿正常电流流过导体911的方向的相反方向流过屏蔽层913，从而抵消在导体911周围产生的磁场。因此，在作为比较例2的两端接地系统中，当正常电流流过电缆910时，电缆910的屏蔽层913被因流过屏蔽层913的循环电流而产生的焦耳损失(Joule loss)加热。因此，导体911的温度可能也会提高。结果，可能降低电缆910的传输能力。

(比较例3)

接下来，参考图12至图14，描述比较例3的电缆系统。图12是示出在比较例3的电缆系统93中发生接地故障的情况的示意图。在图12中，示出了三相电缆910的单个电缆910。图13A是沿与电缆910的轴向垂直的方向截取的比较例3的电缆系统93的第一实例的剖视图。图13B是沿与电缆910的轴向垂直的方向截取的比较例3的电缆系统93的第二实例的剖视图。图14是示出沿与电缆910的轴向垂直的方向截取的比较例3的电缆系统93的第三实例的剖视图。

如图12所示，比较例3的电缆系统93除了电缆910的屏蔽层913外还包括平行接地线919，以便解决在上述一端接地系统和两端接地系统中出现的问题。具体地说，例如，屏蔽层913在电缆910的轴向上的一端E1处直接接地，并且屏蔽层913在电缆910的轴向上的另一端E2处开路。平行接地线919设置为沿电缆910的轴向延伸并与电缆910相邻。平行接地线919的轴向上一端E1与电缆910的屏蔽层913连接并且也直接接地。此外，平行接地线919的轴向上的另一端E2与作为电源的变电站950在大地侧连接并且也直接接地。如上文所述，这种平行接地线919被国际标准称为ECC。

为了布置比较例3的电缆系统93的电缆910和平行接地线919，例如，提出以下两个实例。

在图13A所示的第一实例中，在管路插入孔(钻孔)928中插入四个管路920(920a至920d)。将电缆910a至910c分别插入管路920a至920c中。将平行接地线919插入管路920d中。

在图13B所示的第二实例中，将钢管929插入管路插入孔928中。将管路920中的三个(920a至920c)插入钢管929中，并且将电缆910a至910c分别插入管路920a至920c中。钢管929构造为起平行接地线919的作用。

如图12所示，在比较例3中，当接地故障发生时，故障电流(FC)从导体911的另一端E2经由故障点AP流向屏蔽层913的一端E1。然后，从屏蔽层913的一端E1流入大地的故障电流通过平行接地线919进一步流至变电站950侧的大地。由此，故障电流可以安全地释放到变电站950侧的大地。此外，由于故障电流流过平行接地线919，因此可以抑制故障电流扩散到电缆系统93的电力路径的外部。此外，流过导体911和屏蔽层913的故障电流的方向以及流过屏蔽层913的故障电流的方向彼此相反。由此，由于故障电流流过导体911和屏蔽层913而在电缆910周围产生的磁场以及由于故障电流流过平行接地线919而在电缆910周围产生的磁场可以彼此抵消。

此外，在比较例3中，当正常电流流过三相电缆910中的每一个(附图中未示出)时，在三相电缆910中的每一个中流动的电流具有2π/3的相移。因此，通过流过三相电缆910中的每一个的电流使在电缆910周围产生的磁场在整个三相中抵消。因此，不会有大量的循环电流流过设置为与电缆910a至910c相邻的平行接地线919，并且抑制了平行接地线919等被加热。

(用于长距离的安装)

这里，如果长距离安装电缆910，则当将平行接地线919设置为沿电缆910的ECC时可能产生以下问题。

在挖掘如图13A或图13B所示的管路插入孔928时，使用所谓的水平定向钻进。对于附图中所示的结构，需要挖掘这样的管路插入孔928：其直径大到足以将多个管路920插入管路插入孔928中。因此，挖掘该管路插入孔928需要大钻头。在使用大钻头时，难以长距离地挖掘管路插入孔928。

另一方面，为了长距离地挖掘管路插入孔，可以考虑管路插入孔的直径较小的情况。例如，通过将单个管路插入单个管路插入孔中，可以使管路插入孔的直径较小。然而，由于在水平定向钻进中挖掘的定位精确度低，因此难以挖掘与用于电缆的管路插入孔相邻的用于平行接地线的管路插入孔。

此外，作为另一方法，如图14所示的第三实例，可以将电缆910和平行接地线919都插入单个管路920中。在该情况下，例如，将电缆910a至910c分别插入管路920a至920c中，并且将平行接地线919a至919c设置为分别在管路920a至920c中沿电缆910a至910c延伸。利用该结构，可以使管路插入孔928中的每一个的直径较小，并且可以长距离地挖掘管路插入孔928。

然而，对于图14的第三实例，由于三相电缆910设置为彼此分离，因此当正常电流流过电缆910中的每一个时，即使电流的相移也不能抵消在电缆910中的每一个周围产生的磁场。因此，与电缆910相邻的平行接地线919起到与两端接地的屏蔽层类似的作用。由此，循环电流沿与流过电缆910的电流的方向相反的方向流过平行接地线919，从而抵消电缆910中的每一个周围产生的磁场。结果，平行接地线919被因流过平行接地线919的循环电流而产生的焦耳损失加热。因此，也可能增加电缆910的导体的温度。结果，可能会降低电缆910的传输能力。

如上文所述，根据使用平行接地线的常规电缆系统，当长距离地安装彼此分离的三相电缆时，例如难以沿电缆设置平行接地线。因此，希望提供即使在长距离安装电缆时也能确保安全的技术。本发明基于由本发明人所作出的上述观察。

(第一实施例)

(1)电缆系统

参考图1至图4描述实施例的电缆系统。图1是示出实施例的电缆系统10的示意图。在图1中，示出了三相电缆100的单个电缆100。图2是沿电缆100的轴向截取的实施例的电缆系统10的剖视图。图3是沿与电缆100的轴向垂直的方向截取的实施例的电缆系统10的剖视图。图4是沿与轴向垂直的方向截取的实施例的电缆100的剖视图。

在下文中，电缆100的轴向上的一端被称为“一端E1”并且电缆100的轴向上的另一端被称为“另一端E2”。类似地，内屏蔽层130的轴向上的一端被称为“内屏蔽层130的一端E1”，并且内屏蔽层130的轴向上的另一端被称为“内屏蔽层130的另一端E2”。这对导体110或外屏蔽层150来说是相同的。

在下文中，当将多个相同的构件中的每一个彼此区分时，用数字以及字母表示构件，并且当泛指多个构件时，仅用数字表示构件。例如，当泛指电缆时以“100”表示多个电缆，并且当将多个电缆中的每一个彼此区分时，以“100a”等表示电缆。

如图1至图3所示，实施例的电缆系统10被构造为高压地下电力传输线，并且具有不使用平行接地线作为ECC的新的接地结构。电缆系统10例如包括电缆100和管路200。

(管路)

如图2和图3所示，电缆系统10构造为使得例如将三相电缆100分别插入三个管路200中。具体地说，例如，通过水平定向钻进在地下形成三个管路插入孔(钻孔)280(280a至280c)。管路插入孔280中的每一个包括从地面沿倾斜向下的方向向地下挖掘出的第一倾斜部分281，从第一倾斜部分281的端部分以预定深度沿水平方向挖掘出的水平部分282，以及从水平部分282的端部分沿倾斜向上的方向朝向地面挖掘出的第二倾斜部分283。管路插入孔280a至280c设置为沿相同方向延伸，并且设置为在水平方向上以预定距离彼此分离。管路200a至200c分别插在管路插入孔280a至280c中。管路200a至200c中的每一个例如由聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、FRP(纤维增强塑料)等制成。电缆100a至100c分别插在管路200a至200c中。

对于具体尺寸，电缆100的轴向上的距离(管路插入孔280的轴向上的距离，或管路200的轴向上的距离)例如大于或等于1km且小于或等于5km。当电缆100的轴向上的距离大于或等于1km时，难以使用大钻头通过水平定向钻进来挖掘大的管路插入孔以将三相电缆安装在单个管路插入孔中。因此，当电缆100的轴向上的距离大于或等于1km时，尤其可以获得应用实施例的接地结构的效果(将在后文中描述)。当电缆100的轴向上的距离小于或等于5km时，通过应用水平定向钻进可以适当地挖掘管路插入孔280，并且可以稳定地应用该接地结构(将在后文中描述)。

此外，当例如电缆100的标称电压大于或等于66kV且小于或等于500kV，并且电缆100的直径(外径)大于或等于50mm且小于或等于170mm时，管路200的内径例如大于或等于电缆100的直径的115％。当管路200的内径大于或等于电缆100的直径的115％时，电缆100可以容易地插入管路200中。尽管不特别限定管路200的内径的上限，但管路200的实质外径例如小于或等于400mm。当管路插入孔280的外径小于或等于400mm时，可以适当地长距离地挖掘管路插入孔280。

此外，管路200间的水平方向上的间距例如大于或等于1.5m。当管路200间的水平方向上的间距大于或等于1.5m时，即使在水平定向钻进中挖掘的定位精确度不是很高，也可以抑制相邻的管路插入孔280(换言之，相邻的管路200)彼此干扰。尽管不特别限定管路200间的水平方向上的间距的上限，但管路200间的水平方向上的间距例如小于或等于20m。对于图14所示的上述实例，当管路920间的水平方向上的间距小于或等于20m时，难以从三相电缆910中的每一个散热。因此，当管路200间的水平方向上的间距小于或等于20m时，尤其可以获得应用实施例的接地结构的效果(将在后文中描述)。

(电缆)

如图4所示，实施例的电缆100构成为例如所谓的固体绝缘电缆(交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆或XLPE电缆)，并且包括从中央朝向外侧设置的：导体110、绝缘体120、内屏蔽层130、内耐蚀层140、外屏蔽层150和外耐蚀层160。

通过例如使多个铜线成缆而构成导体110。绝缘体120设置为覆盖导体110的外周，并且由例如交联聚乙烯制成。

内屏蔽层130构造为故障电流流动的路径。具体地说，内屏蔽层130例如构造为覆盖绝缘体120的外周的管状挤出护套。内屏蔽层130由例如铝(Al)或铅(Pb)制成。

内耐蚀层140设置为覆盖内屏蔽层130的外周。内耐蚀层140构造为抑制设置在内侧的内屏蔽层130等的腐蚀，并且使内屏蔽层130和外屏蔽层150彼此绝缘(电绝缘)。内耐蚀层140由例如交联聚乙烯或PVC制成。

外屏蔽层150构造为供故障电流流动的路径。具体地说，通过在内耐蚀层140的外周的周围螺旋地卷绕或纵向地叠加由铜制成的多个扁线材152而构成外屏蔽层150。将构成外屏蔽层150的扁线材152放置在内屏蔽层130的同心圆上。通过这样构造外屏蔽层150，在长距离地拖拽电缆100时，电缆100的张力可以被承载在外屏蔽层150上。

外耐蚀层160设置为覆盖外屏蔽层150的外周。外耐蚀层160构造为抑制设置在内侧的外屏蔽层150等的腐蚀。外耐蚀层160由例如交联聚乙烯或PVC制成。

对于具体尺寸，例如，当电缆100的标称电压大于或等于66kV且小于或等于500kV时，导体110的直径大于或等于20mm且小于或等于70mm，绝缘体120的厚度大于或等于9mm且小于或等于30mm，并且内屏蔽层130的厚度大于或等于0.5mm且小于或等于4.0mm。内耐蚀层140的厚度例如大于或等于1mm且小于或等于8mm。当内耐蚀层140的厚度大于或等于1mm时，内屏蔽层130和外屏蔽层150彼此可以充分地绝缘。当内耐蚀层140的厚度小于或等于8mm时，电缆100的外径可以保持在合适的尺寸。例如，外屏蔽层150的厚度(在径向上的厚度)大于或等于0.5mm且小于或等于4.0mm，并且外耐蚀层160的厚度大于或等于1.0mm且小于或等于8.0mm。

(接地结构)

如图1所示，根据实施例的电缆系统10，电缆100的内屏蔽层130和外屏蔽层150以不同的方式接地。这里，电缆100a至100c具有相同的接地结构。此外，对于图1的实例，作为电源的变电站500例如在电缆100的轴向上的一端E1处与导体110连接。

内屏蔽层130在电缆100的轴向上的一端E1处直接接地。内屏蔽层130在变电站500的位置处(虚线内)接地，使得其电位变得与变电站500侧的大地的电位相同。另一方面，内屏蔽层130在电缆100的轴向上的另一端E2处开路。

同时，外屏蔽层150在电缆100的轴向上的另一端E2处直接接地。另一方面，外屏蔽层150在电缆100的轴向上的一端E1处开路。

由于内屏蔽层130和外屏蔽层150在彼此相反的端部分直接接地，因此对于当变电站500与电缆100的轴向上的一端E1连接时以及当变电站500与电缆100的轴向上的另一端E2连接时这两种情况，当电缆100中发生接地故障时，故障电流可以通过内屏蔽层130和外屏蔽层150中的一者朝向变电站500侧的大地流动。这一点将在后文中详细描述。

(2)当发生接地故障时故障电流的流动

接下来，参考图5和图6，对当在电缆系统10中发生接地故障时故障电流的流动进行描述。图5是示出当在实施例的电缆系统10中发生接地故障时的第一实例的示意图。图6是示出当在实施例的电缆系统10中发生接地故障时的第二实例的示意图。

这里，如上文所述，存在这样的情况：作为电源的变电站500是设置在电缆100的轴向上的一端E1侧还是在电缆100的轴向上的另一端E2侧预先是不知道的。在下文中，假定在第一实例中，作为电源的变电站500在电缆100的轴向上的一端E1处与导体110连接，并且在第二实施例中，作为电源的变电站500在电缆100的轴向上的另一端E2处与导体110连接。

(第一实例)

在图5的第一实例中，假定由于从电缆100的外周所施加的外力、由于绝缘体120的内部故障等而在电缆100中发生接地故障，并且导体110在故障点AP处经由内屏蔽层130与外屏蔽层150短路。在此时，故障电流(FC)从导体110的与变电站500连接的一端E1侧流向故障点AP。这里，如上文所述，内屏蔽层130的一端E1直接接地并且内屏蔽层130的另一端E2开路。因此，故障电流不流入内屏蔽层130的另一端E2侧的大地，而是通过在故障点AP处返回而流入内屏蔽层130的一端E1侧的大地。如此地，故障电流可以安全地释放到内屏蔽层130的一端E1侧的大地，换言之，变电站500侧的大地。

在此时，由于在故障点AP处发生导体110到外屏蔽层150的短路，因此故障电流可以流过外屏蔽层150。然而，在第一实例中，由于以下原因，故障电流几乎不会流过外屏蔽层150。具体地说，如上文所述，外屏蔽层150的一端E1开路，并且外屏蔽层150的另一端E2直接接地。因此，如果故障电流也流过外屏蔽层150，则故障电流不能流向外屏蔽层150的一端E1侧，但可以经由故障点AP流入外屏蔽层150的另一端E2侧的大地。由于外屏蔽层150的另一端E2侧的大地远离变电站500侧的大地，因此从外屏蔽层150的另一端E2流入大地的故障电流倾向于经由地下深层路径(图5中以虚线示出)进一步流至变电站500侧的大地。然而，由于地下深层路径处电阻高，因此故障电流几乎不会流过从故障点AP经由外屏蔽层150的另一端E2侧的大地到变电站500侧的大地的路径。因此，在第一实例中，如果电缆100中发生接地故障，则故障电流主要通过内屏蔽层130从故障点AP朝向内屏蔽层130的一端E1侧的大地流动。由此，抑制了故障电流在地下扩散到电缆系统10的电力路径的外部。

此外，在此时，流过导体110的故障电流的方向和流过内屏蔽层130的故障电流的方向彼此相反。由此，由于流过导体110的故障电流而在电缆100周围产生的磁场与由于流过内屏蔽层130的故障电流而在电缆100周围产生的磁场可以彼此抵消。

(第二实例)

在图6的第二实例中，与第一实例类似，假定在电缆100中发生接地故障，并且在故障点AP处导体110经由内屏蔽层130与外屏蔽层150短路。在此时，故障电流(FC)从导体110的与变电站500连接的另一端E2侧流向故障点AP。这里，如上文所述，外屏蔽层150的另一端E2直接接地并且外屏蔽层150的一端E1开路。因此，故障电流不流入外屏蔽层150的一端E1侧的大地，而是通过在故障点AP处返回而流入外屏蔽层150的另一端E2侧的大地。如此地，故障电流可以安全地释放到外屏蔽层150的另一端E2侧的大地，换言之，变电站500侧的大地。

在此时，在故障点AP处，不仅导体110与外屏蔽层150短路，导体110与内屏蔽层130也短路。因此，故障电流可以流过内屏蔽层130。然而，在第二实例中，由于以下原因，故障电流几乎不会流过内屏蔽层内屏蔽层130。具体地说，如上文所述，内屏蔽层130的一端E1直接接地并且内屏蔽层130的另一端E2开路。因此，如果故障电流也流过内屏蔽层130，则故障电流不能流向内屏蔽层130的另一端E2侧，但可以经由故障点AP流入内屏蔽层130的一端E1侧的大地。由于内屏蔽层130的一端E1侧的大地远离变电站500侧的大地，因此从内屏蔽层130的一端E1流入大地的故障电流倾向于经由地下深层路径(图6中的虚线)进一步流至变电站500侧的大地。然而，由于地下深层路径中电阻高，因此故障电流几乎不会流过从故障点AP经由内屏蔽层130的一端E1侧的大地到变电站500侧的大地的路径。因此，在第二实例中，如果电缆100中发生接地故障，则故障电流主要通过外屏蔽层150从故障点AP朝向外屏蔽层150的另一端E2侧的大地流动。由此，抑制了故障电流在地下扩散到电缆系统10的电力路径的外部。

此外，在此时，流过导体110的故障电流的方向和流过外屏蔽层150的故障电流的方向彼此相反。由此，由于流过导体110的故障电流而在电缆100周围产生的磁场与由于流过外屏蔽层150的故障电流而在电缆100周围产生的磁场可以彼此抵消。

(3)构造电缆系统的方法以及使电缆系统接地的方法

接下来，参考图1、图2以及图7至图9，描述构造实施例的电缆系统10的方法以及安装实施例的电缆系统10的方法。图7是示出构造实施例的电缆系统10的方法的流程图。图8是示出挖掘步骤的示意图。图9是示出管路插入步骤的示意图。

(S110：制备步骤)

首先，制备电缆100，电缆100包括从中央朝向外侧设置的导体110、绝缘体120、内屏蔽层130、内耐蚀层140、外屏蔽层150以及外耐蚀层160。对于制造电缆100的具体方法，例如，在沿轴向移动导体110的同时，挤出涂覆绝缘体120，以覆盖导体110的外周。接下来，挤出涂覆内屏蔽层130(其构成挤出护套)，以覆盖绝缘体120的外周。接下来，挤出涂覆内耐蚀层140，以覆盖内屏蔽层130的外周。接下来，通过螺旋状地卷绕多个扁线材152等来形成外屏蔽层150，以覆盖内耐蚀层140的外周。接下来，挤出涂覆外耐蚀层160以覆盖外屏蔽层150的外周。利用这种制造方法，制造三个电缆100。

此外，制备具有能够供电缆100插入的内径的管路200。例如，连续挤出成型管路200，使得管路200的长度变得与电缆100的安装距离相同。

(S120：挖掘步骤)

接下来，如图8所示，采用水平定向钻进，通过在旋转挖掘器700的钻头720的同时挖掘土地而在地下形成管路插入孔280。具体地说，通过从地面倾斜向下地向地下挖掘来形成管路插入孔280的第一倾斜部分281。然后，通过从第一倾斜部分281的端部分以预定深度沿水平方向挖掘来形成管路插入孔280的水平部分282。然后，通过从水平部分282的端部分倾斜向上地向地面挖掘来形成管路插入孔280的第二倾斜部分283(见图2)。通过这种方法，挖掘出沿相同方向延伸并且在水平方向上以预定距离彼此分开的三个管路插入孔280。这里，在挖掘管路插入孔280中的每一个之后，将液体材料加压注入各个管路插入孔280中，以便在插入管路200之前抑制管路插入孔280的收缩。

(S130：管路插入步骤)

接下来，如图9所示，将管路200插入管路插入孔280中。具体地说，首先，将拉孔(拉拽夹具)(在附图中未示出)附接到管路200的前端。接下来，将预先插入管路插入孔280中的线材(在附图中未示出)与拉孔连接。然后，通过拉拽线材将管路200插入管路插入孔280中。通过这种方法，将三个管路200分别插入三个管路插入孔280中。

(S140：电缆插入步骤)

接下来，如图2所示，将电缆100插入管路200中。具体地说，首先，将拉孔(在附图中未示出)附接到电缆100的前端。接下来，将预先插入管路200中的线材(在附图中未示出)与拉孔连接。然后，通过拉拽线材将电缆100插入管路200中。通过这种方法，将电缆100分别插入三个管路200中。

(S150：接地步骤)

接下来，如图1所示，使内屏蔽层130在电缆100的轴向上的一端E1处直接接地。同时，使外屏蔽层150在电缆100的轴向上的另一端E2处直接接地。这里，在此时，内屏蔽层130在电缆100的轴向上的另一端E2处开路，并且外屏蔽层150在电缆100的轴向上的一端E1处开路。

接下来，将导体110与电缆100的轴向上的一端E1处的变电站500连接。

如此地，在三个电缆100的每一个中，通过预定的接地结构使内屏蔽层130和外屏蔽层150接地，并且将导体110与变电站500连接。由此，构造电缆系统10。

(4)实施例的效果

根据实施例，可以得到以下一个或多个效果。

(a)在电缆100的轴向上的一端E1处，内屏蔽层130和外屏蔽层150中仅内屏蔽层130直接接地。另一方面，在电缆100的轴向上的另一端E2处，内屏蔽层130和外屏蔽层150中仅外屏蔽层150直接接地。因此，对于当变电站500与电缆100的轴向上的一端E1连接时以及与电缆100的轴向上的另一端E2连接时这两种情况，当电缆100中发生接地故障时，故障电流总是可以通过内屏蔽层130或外屏蔽层150安全地流入(释放到)变电站500侧的大地。由此，抑制了故障电流经由地下深层路径朝向变电站500侧的大地流动，并且抑制了故障电流在地下扩散到电缆系统10的电力路径的外部。

(b)当接地故障发生时，故障电流通过在故障点AP处从导体110返回而流过内屏蔽层130和外屏蔽层150中的一者。这意味着在导体110中流动的故障电流的方向以及在内屏蔽层130和外屏蔽层150中的一者中流动的故障电流的方向彼此相反。由此，由于流过导体110的故障电流而在电缆100周围产生的磁场与由于在内屏蔽层130和外屏蔽层150中的一者中流动的故障电流而在电缆100周围产生的磁场可以彼此抵消。结果，当接地故障发生时，可以抑制电缆系统10附近的通信设备等中通信故障的产生。

(c)在本实施例中，将内屏蔽层130和外屏蔽层150结合到电缆100中并且在彼此相反的端部分处直接接地。由此，当沿长距离安装电缆100时，以及当难以在电缆100附近设置作为ECC的平行接地线时，通过安装电缆100，电缆100中的每一个中的内屏蔽层130和外屏蔽层150可以用作替代ECC来释放故障电流的路径。因此，可以通过内屏蔽层130和外屏蔽层150中的一者安全地释放故障电流。因此，根据实施例，即使在沿长距离安装电缆100时，也可以在不使用ECC的情况下保持电缆系统10的安全。

(d)在本实施例中，外屏蔽层150在电缆100的轴向上的一端E1处开路，同时内屏蔽层130在电缆100的轴向上的另一端E2处开路。这意味着内屏蔽层130和外屏蔽层150中的每一个是开放电路。由此，当正常电流流过电缆100时，抑制了循环电流流过内屏蔽层130和外屏蔽层150，并且抑制了内屏蔽层130和外屏蔽层150被焦耳损失加热。结果，可以抑制电缆100的传输能力的降低。

尽管已经具体地示出并描述了电缆、电缆系统、使电缆系统接地的方法以及构造电缆系统的方法的优选实施例，但应当理解，在不背离权利要求所限定的发明的要旨和范围的情况下可以在这些优选实施例中作小的修改。

本发明不限于具体的公开实施例，并且在不背离本发明的要旨和范围的情况下可以作出许多改变和修改。

在上述实施例中，描述了长距离安装三相电缆100并且在各电缆100间具有间隔时应用电缆系统10的接地结构的情况。然而，即使在短距离安装电缆时或者在三相电缆安装在彼此附近时，也可以应用上述电缆系统的接地结构。

在上述实施例中，描述了在安装三相电缆100时应用电缆系统10的接地结构的情况。然而，即使在安装单个电缆时也可以应用上述电缆系统的接地结构。作为选择，即使在安装两个、四个或更多个电缆时也可以应用上述电缆系统的接地结构。

在上述实施例中，描述了内屏蔽层130构造为挤出护套并且通过卷绕多个扁线材152来构造外屏蔽层150的情况。然而，不仅内屏蔽层，外屏蔽层也可以构造为挤出护套。作为选择，内屏蔽层和外屏蔽层中的一者可以构造为将金属丝编织成管状形状的编织层。

在上述实施例中，描述了这样的情况：内屏蔽层130在电缆100的轴向上的一端E1处直接接地并且外屏蔽层150在电缆100的轴向上的另一端E2处直接接地，同时内屏蔽层130在电缆100的轴向上的另一端E2处开路并且外屏蔽层150在电缆100的轴向上的一端E1处开路。然而，电缆100的轴向上的另一端E2处的内屏蔽层130以及电缆100的轴向上的一端E1处的外屏蔽层150中的每一个可以不完全开路，而是可以经由电涌放电器接地，电涌放电器作为针对被称作电涌的瞬时现象的应对手段。电涌放电器是指在正常状态下体现高电阻而在施加过电压时体现低电阻的元件。通过应用这种接地结构，即使电涌电压施加到内屏蔽层130或外屏蔽层150，由于电涌放电器体现低的电阻，因此电涌电流也可以安全地释放到大地。

在上述实施例中，描述了通过水平定向钻进来挖掘供管路200插入的管路插入孔280的情况。然而，可以通过其它方法将管路安装在地下。

此外，可以不将电缆100插入管路200中，而是可以将电缆100直接埋在地下。

根据各实施例，即使在长距离安装电缆时也可以确保安全。

本文所描述的主题的各个方面由以下编号的条款非穷尽性地陈述：

(条款1)

根据实施例，提供一种电缆，其包括从中央朝向外侧设置的：

导体；

绝缘体；

内屏蔽层；

内耐蚀层；

外屏蔽层；以及

外耐蚀层，

其中，在电缆的轴向上的一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅内屏蔽层直接接地，并且

在电缆的轴向上的另一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅外屏蔽层直接接地。

(条款2)

根据条款1所述的电缆优选地构造为使得，对于当向导体供应电力的电源与电缆的轴向上的一端连接时以及与电缆的轴向上的另一端连接时这两种情况，当电缆中发生接地故障时，故障电流通过内屏蔽层和外屏蔽层中的一者流入电源侧的大地。

(条款3)

根据条款1或2所述的电缆，优选地，其中内屏蔽层和外屏蔽层通过内耐蚀层而彼此绝缘。

(条款4)

根据另一实施例，提供一种电缆系统，该电缆系统包括：

电缆，其包括从中央朝向外侧设置的：导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层，

其中，在电缆的轴向上的一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅内屏蔽层直接接地，并且

在电缆的轴向上的另一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅外屏蔽层直接接地。

(条款5)

根据条款4所述的电缆系统，优选地，还包括埋在地下的管路，并且电缆插通管路。

(条款6)

根据条款5所述的电缆系统，优选地还包括：

多个电缆；以及

多个管路，其设置为在水平方向上彼此分开，

其中，多个电缆分别插入多个管路中。

(条款7)

根据条款4至6中任一项所述的电缆系统，优选地，其中电缆的轴向上的距离(长度)大于或等于1km且小于或等于5km。

(条款8)

根据条款6所述的电缆系统，优选地，其中多个管路之间的间距大于或等于1.5m且小于或等于20m。

(条款9)

根据另一实施例，提供一种电缆系统，该电缆系统包括：

多个管路，其埋在地下，并且设置为在水平方向上彼此分开；以及

分别插入在多个管路中的多个电缆，

电缆中的每一个包括从中央朝向外侧设置的：导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层，

其中，在电缆中的每一个中，在电缆的轴向上的一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅内屏蔽层直接接地，

其中，在电缆中的每一个中，在电缆的轴向上的另一端处，内屏蔽层和外屏蔽层中仅外屏蔽层直接接地，并且

电缆中的每一个构造为使得，对于当向导体供应电力的电源与电缆的轴向上的一端连接时以及与电缆的轴向上的另一端连接时这两种情况，当电缆中发生接地故障时，故障电流通过内屏蔽层和外屏蔽层中的一者流入电源侧的大地。

(条款10)

根据另一实施例，提供一种使电缆系统接地的方法，该方法包括：

制备电缆，电缆包括从中央朝向外侧设置的导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层；

在电缆的轴向上的一端处，使内屏蔽层和外屏蔽层中仅内屏蔽层直接接地；以及

在电缆的轴向上的另一端处，使内屏蔽层和外屏蔽层中仅外屏蔽层直接接地。

(条款11)

根据另一实施例，提供一种构造电缆系统的方法，该方法包括：

在地下挖掘管路插入孔；

将管路插入管路插入孔中；

将包括从中央朝向外侧设置的导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层的电缆插入管路中；

在电缆的轴向上的一端处，使内屏蔽层和外屏蔽层中仅内屏蔽层直接接地；以及

在电缆的轴向上的另一端处，使内屏蔽层和外屏蔽层中仅外屏蔽层直接接地。

(条款12)

根据条款11所述的构造电缆系统的方法，优选地，其中在管路插入孔的挖掘中，通过水平定向钻进来挖掘水平管路插入孔。

Claims (8)

1.一种电缆，其包括从中央朝向外侧设置的：

导体；

绝缘体；

内屏蔽层；

内耐蚀层；

外屏蔽层；以及

外耐蚀层，

其中，在所述电缆的轴向上的一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地，并且

在所述电缆的所述轴向上的另一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

2.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述电缆构造为使得，对于当向所述导体供应电力的电源与所述电缆的所述轴向上的所述一端连接时以及与所述电缆的所述轴向上的所述另一端连接时这两种情况，当所述电缆中发生接地故障时，故障电流通过所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中的一者流入电源侧的大地。

3.一种电缆系统，其包括：

电缆，其包括从中央朝向外侧设置的：导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层，

其中，在所述电缆的轴向上的一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地，并且

在所述电缆的所述轴向上的另一端处，所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

4.根据权利要求3所述的电缆系统，还包括埋在地下的管路，并且所述电缆插通所述管路。

5.根据权利要求4所述的电缆系统，还包括：

多个所述电缆；以及

多个所述管路，其设置为在水平方向上彼此分开，

其中，多个所述电缆分别插入多个所述管路中。

6.根据权利要求5所述的电缆系统，其中，所述电缆构造为使得，对于当向所述导体供应电力的电源与所述电缆的所述轴向上的所述一端连接时以及与所述电缆的所述轴向上的所述另一端连接时这两种情况，当所述电缆中发生接地故障时，故障电流通过所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中的一者流入电源侧的大地。

7.一种使电缆系统接地的方法，其包括：

制备电缆，所述电缆包括从中央朝向外侧设置的导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层；

在所述电缆的轴向上的一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地；以及

在所述电缆的所述轴向上的另一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。

8.一种构造电缆系统的方法，其包括：

在地下挖掘管路插入孔；

将管路插入所述管路插入孔中；

将包括从中央朝向外侧设置的导体、绝缘体、内屏蔽层、内耐蚀层、外屏蔽层以及外耐蚀层的电缆插入所述管路中；

在所述电缆的轴向上的一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述内屏蔽层直接接地；以及

在所述电缆的所述轴向上的另一端处，使所述内屏蔽层和所述外屏蔽层中仅所述外屏蔽层直接接地。