CN111328423B - 电导体及其制造和使用的方法 - Google Patents

Abstract

电导体及其制造和使用方法。在一些示例中，电导体可以包括内部导电元件，该内部导电元件可以限定中心纵向轴线。第一聚合物层可以围绕内部导电元件周向设置。多个电导体段可以围绕第一聚合物层设置并且围绕中心纵向轴线间隔开。可以在电导体段之间设置第二聚合物层。第二聚合物层和电导体段一起可以限定基本环形的横截面区域和外周表面。可以围绕由第二聚合物层和电导体段限定的外周表面布置电绝缘体。

Description

电导体及其制造和使用的方法

相关申请的交叉引用

本文基于并要求于2017年9月21日提交的美国专利申请序列号15/711,550的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

所描述的实施例大体上涉及电缆及其制造和使用的方法。

背景技术

用于承载电流的电缆可以具有单股或多股导体。与多股导体相比，单股导体每横截面积可提供更多的导体材料。然而，单股导体在经受反复弯曲的电缆中使用时，容易发生金属疲劳。与给定整体横截面直径的单股导体相比，多股导体较小的经受金属疲劳。然而，多股导体的每横截面积比单股导体包含更少的导体材料，并且在各股之间具有间隙。相对于具有相同总直径的单个实心导体，间隙空间减小了多股导体中的导电材料的总横截面积。间隙空间还可以允许流体在导电股之间流动。

因此，需要具有减少或消除间隙空间的改进的多股导体。

发明内容

根据一个或多个实施例的电导体可包括限定中心纵向轴线的内部导电元件。第一聚合物层可围绕内部导电元件周向设置；以及多个电导体段可以围绕第一聚合物层设置并且围绕中心纵向轴线间隔开。可以在电导体段之间设置第二聚合物层，其中第二聚合物和电导体段一起限定了基本环形的横截面区域和外周表面。此外，可以围绕由第二聚合物和电导体段限定的外周表面设置电绝缘体。

根据一个或多个实施例的用于制造导体的方法可以包括用第一聚合物材料涂覆内部导电元件。该方法还可以包括将电导体材料拉入多个导电段中，每个电导体段具有大体上块弧形的横截面区域，并对导电段进行退火。该方法还可包括使导电段围绕涂覆的内部导电元件间隔开。另外，该方法可以包括在电导体段之间延伸第二聚合物材料，使得第二聚合物材料和电导体段一起限定具有外周边的基本环形的横截面区域。该方法还可以包括用第一电绝缘体材料涂覆第二聚合物材料和电导体段的外周。

根据一个或多个实施例的用于制造导体的另一种方法可以包括用第一聚合物材料涂覆内部导电元件。该方法还可以包括将电导体材料拉入多个电导体段中，每个电导体段具有基本块弧形的横截面区域，并对电导体段进行退火。该方法还可以包括用第二聚合物材料涂覆电导体段。该方法可以进一步包括使涂覆的电导体段围绕涂覆的内部导电段间隔开。

附图说明

图1描绘了根据所描述的一个或多个实施例的说明性电导体的端视图；

图2描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图1所示的电导体的圆形内部导电元件的端视图；

图3描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图1所示的电导体的电导体的外部段的端视图；

图4描绘了根据所描述的一个或多个实施例的围绕图2所示的内部导电元件布置的图3所示的多个电导体段的端视图；

图5描绘了根据所描述的一个或多个实施例的围绕图2所示的内部导电元件的聚合物护套设置的图4所示的电导体段的端视图；

图6描绘了根据所描述的一个或多个实施例的另一说明性电导体的端视图；

图7描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图6所示的电导体的内部导电元件的端视图；

图8描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图6所示的电导体的外部电导体段的端视图；

图9描绘了根据所描述的一个或多个实施例的围绕图7所示的内部电导体元件布置的图8所示的多个外部电导体段的端视图；

图10描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图7所示的内部电导体元件的聚合物护套布置的图9所示的电导体段的端视图；

图11描绘了根据所描述的一个或多个实施例的用于制造图1和图6所示的电导体的方法的流程图；

图12描绘了根据所描述的一个或多个实施例的另一说明性电导体的端视图；

图13描绘了根据所描述的一个或多个实施例的具有围绕电导体的外周设置的电绝缘体的图1所示的电导体的端视图，注意，该电绝缘体232应与聚合物护套化学可键合；

图14描绘了根据所描述的一个或多个实施例的具有嵌入在电绝缘体中的多个圆形电导体元件的图13所示的电导体和电绝缘体的端视图；

图15描绘了根据所描述的一个或多个实施例的具有多个电导体元件的图13所示的电导体和电绝缘体的端视图，所述多个电导体元件具有另一构造并嵌入电绝缘体；

图16描绘了根据所描述的一个或多个实施例的另一示例性电导体的端视图；

图17描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图16中所示的电导体的内部导电元件的端视图；

图18描绘了根据所描述的一个或多个实施例的图16中所示的电导体的非圆形电导体段的端视图；

图19描绘了根据所描述的一个或多个实施例的具有聚合物护套的图18所示的非圆形电导体段的端视图。

具体实施方式

某些示例示出在上述附图中并在下面进行了详细描述。在描述这些示例中，相似或相同的附图标记用于标识共同或相似的元件。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和/或简洁起见，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大或以示意图示出。

图1描绘了根据一个或多个实施例的说明性电导体100的端视图。电导体100可以包括内部导电元件102，其可以限定由十字104表示的中心纵向轴线。中心纵向轴线104可以沿着电导体100的长度向下延伸并且可以垂直于电导体100的横截面视图延伸，如图1所示。内部导电元件102可以包括一个或多个股(示出了一个)导电材料，并且内部导电元件102可以包括横截面区域106。在一些示例中，横截面106可以至少部分地为椭圆形的，例如，至少部分地为圆形的和/或基本上为圆形的。内部导电元件102可以限定围绕内部导电元件102的外表面110延伸的外周108。内部导电元件102可以限定外周108，而不管横截面区域106的形状或构成内部导电元件102的股数如何。电导体100还可以包括第一聚合物护套112、多个电导体段120、第二聚合物护套140和第一电绝缘体146。该电绝缘体146可以沿着电导体100的长度围绕外周表面144设置。

图2描绘了根据一个或多个实施例的图1所示的电导体100的内部导电元件102的端视图。第一聚合物护套112可围绕内部导电元件102设置在外表面110上。在一个或多个示例中，包括其中内部导电元件102包括多股(未示出)的示例，第一聚合物护套112可以完全填充股之间的任何间隙空间的至少一部分。

图3描绘了根据一个或多个实施例的图1所示的电导体100的电导电段120之一的端视图。在一些示例中，导电段120可以具有至少部分为块弧形的横截面区域122。导电段120的块弧形横截面区域122可包括环形的一部分，使得两个或更多个导电段120一起可至少部分地形成环形横截面区域122(图1)。导电段120可以具有外周表面124，该外周表面可以包括第一弧形表面126、第二弧形表面132、第一径向延伸表面136和第二径向延伸表面138。第一弧形表面126可以由从段纵向轴线130延伸的第一半径128限定，第二弧形表面132可以由从段纵向轴线130延伸的第二半径134限定。第一径向延伸表面136可以在第一弧形表面126和第二弧形表面132之间延伸，并可以在相对于段纵向轴线130的第一方位角方向上延伸。第二径向延伸表面138可以在第一弧形表面126和第二弧形表面132之间延伸，并且可以在相对于段纵向轴线130的第二方位角方向上延伸。

图4描绘了根据一个或多个实施例的、围绕图2所示的内部导电元件102布置的、图3所示的多个导电段120的端视图。导电段120(示出了六个)被示出为围绕内部导电元件102方位角地间隔开并且与内部导电元件102径向地间隔开。在图4所示的构造中，导电段120尚未被组装成导体100中发现的最终布置。根据一个或多个实施例，图5示出了图4中所示的电导体段120的端视图，该电导体段120围绕图2中所示的内部电导体102的第一电绝缘体112布置。图5所示的构造包括组装成导体100(图1)中发现的最终布置的导电段120。如图5中所示，导电段120的第一弧形表面126可以与第一聚合物护套112的外表面114接触。导电段120可以彼此方位角地间隔开，使得一个导电段120的径向延伸的表面136/138可以不与另一导电段120的径向延伸的表面136/138接触。当导体100被组装时，导电段120的段纵向轴线130(图3)可以与内部导电元件102的中心纵向轴线104是共线性的。

电导体100可以包括第二聚合物护套140，该第二聚合物护套可以位于导电段120的径向延伸表面136/138之间。第二聚合物护套140可以将导电段120彼此物理分开，并且可以将导电段120彼此方位角地隔开。第二聚合物护套140和导电段120可沿着电导体100的长度(图1)限定环形横截面区域142和外周表面144。如图1所示，电绝缘体146可沿着电导体100的长度围绕外周表面144设置。

图6描绘了根据一个或多个实施例的另一说明性电导体150的端视图。电导体150可包括内部导电元件152，该内部导电元件可限定由十字154表示的中心纵向轴线。中心纵向轴线154可沿着电导体150的长度延伸并且可垂直于如图6所示的电导体150的横截面延伸。内部导电元件152可包括一股或多股(示出一个)导电材料，并且内部导电元件152可包括横截面区域156。在一些示例中，横截面区域156可以至少部分地为椭圆形的，例如，至少部分地为圆形的和/或基本上为圆形的。内导电元件152可以限定围绕内导电元件152的外表面160延伸的外周158。内导电元件152可以限定外周158，而与横截面156的形状或构成内部导电元件152的股数无关。电导体150可包括第一聚合物护套162、多个电导体段170、第二聚合物护套190和电绝缘体196。

图7描绘了根据一个或多个实施例的图6所示的电导体150的内部导电元件152的端视图。第一聚合物护套162可以围绕外表面160上的内部导电元件152周向地布置。第一聚合物护套162可以限定第一聚合物护套162的外表面164。在一个或多个示例中，包括其其中内部导电元件152包括多股(未示出)的示例，第一聚合物护套162可以完全填充股之间的任何间隙空间的至少一部分。相对于电导体段120/170的横截面区域122/173，内部导电元件102/152可具有更大、更小或相同的横截面区域106/156。

图8描绘了根据一个或多个实施例的图1所示的电导体150的电导体段170之一的端视图。导电段170可以具有至少部分为块弧形的横截面区域172。导电段170的块弧形横截面区域172可以包括环形的一部分，使得两个或更多个电导体段170一起可以至少部分地形成环形横截面区域172(图6)。导电段170可以具有外周表面174，该外周表面可以包括第一弧形表面176、第二弧形表面182、第一径向延伸表面186和第二径向延伸表面188。第一弧形表面176可以由从段纵向轴线180延伸的第一半径178限定，第二弧形表面182可以由从段纵向轴线180延伸的第二半径184限定。第一径向延伸表面186可以在第一弧形表面176和第二弧形表面182之间延伸，并且可以在相对于段纵向轴线180的第一方位角方向上延伸。第二径向延伸表面188可以在第一弧形表面176和第二弧形表面182之间延伸，并且可以在相对于段纵向轴线180的第二方位角方向上延伸。

图9描绘了根据一个或多个实施例的、围绕图6所示的内部导电元件152布置的、图8所示的多个导电段170的端视图。导电段170(示出了十二个)被示出为围绕内部导电元件152方位角地间隔开并且与内部导电元件152径向地间隔开。在图9所示的构造中，导电段170必须尚未组装成成在导体150中发现的最终布置。图10描绘了根据一个或多个实施例的围绕内部导电元件152的第一聚合物护套162设置的图8所示的导电段170的端视图。如图10所示，导电段170已经组装成想导体150(图6)中发现的最终布置。如图10所示，导电段170的第一弧形表面176可以与第一聚合物护套162的外表面164接触。导电段170可以方位角地彼此间隔开，使得一个导电段170的径向延伸表面186/188可以不与另一导电段170的径向延伸表面186/188接触。当组装电导体150时，该导电段170的段纵向轴线180(图8)可以与内部导电元件152的中心纵向轴线154是共线性的。

电导体150可以包括第二聚合物护套190，该第二聚合物护套可以位于导电段170的径向延伸表面186/188之间。第二聚合物护套190可以将导电段170彼此物理分离，并且可以将导电段170彼此方位角地隔开。第二聚合物护套190和导电段170可沿着电导体150的长度限定环形横截面区域192和外周表面194(图6)。电绝缘体196可沿着电导体150的长度围绕外周表面194布置，如图6所示。

图11描绘了根据一个或多个实施例的、用于制造图1和图6所示的电导体100/150的方法200的流程图。如图2和图7所示，内部导电元件102/152可以涂覆有第一聚合物护套112/162(方法框202)。第一聚合物护套112/162的材料可以被挤出或以其他方式施加到内部导电元件102/152上。

如图3和图8所示，导电段120/170可以形成为基本上具有块弧形横截面区域122/172(方法框204)。可以通过滚动、拉伸和/或迫使导电材料通过一种或多种形式和/或模具直到导电段120/170采取块弧形为止来形成导电段120/170。电导体100/150可包括2个或更多个导电段120/170。

可对导电段120/170进行退火，以降低和/或增加电导体段120/170的硬度和/或延展性(方法框206)。退火可以降低电导体段120/170的电阻。如图4和9所示，导电段120/170可围绕第一聚合物护套112/162设置，并且彼此方位角地隔开(方法框208)。

当热施加于第一聚合物护套112/162时，导电段120/170可朝中心纵向轴线104/154向内压缩(方法框210)。如图5和图10所示，热量足以使第一聚合物护套112/162的材料流动，并且加热后的第一聚合物护套材料至少部分地在导电段120/170之间流动，并且可以将导电段120/170嵌入第一聚合物护套112/162中。

电导体段120/170之间的第二聚合物护套可以称为第二聚合物护套140/190，并且可以至少部分地由来自第一聚合物护套112/162的材料构成。可以施加第一聚合物护套112/162，使得聚合物材料可以在电导体段120/170之间流动以形成第二聚合物护套112/162，而其余的第一聚合物材料可以覆盖和/或保护内部电导体102/152。电导体段120/170可以向内压缩，并且可以使用加热的模具和/或单独的热源施加热量(方法框210)。可使用热空气、辐射(例如红外线辐射)、感应加热和/或足以流动例如以熔化第一聚合物护套112/162的另一加热源将热施加到第一聚合物套112/162。

压缩导电段120/170和加热第一聚合物护套112/162可导致聚合物材料绕导电段流动，并可基本消除、减少和/或消除来自分离导电段120/170之间的任何间隙空间，以及来自内部导电元件102/152和导电段120/170之间的任何间隙空间。基本上消除间隙空间可包括减小间隙空间，例如，包括空隙或空的空间的导体的横截面积，分别为电导体100，150，220和/或260的总横截面区域的至多5％、至多2％、至多1％、至多0.5％或至多0.1％以下。

电绝缘体146/196可以围绕第二聚合物护套140/190的外周长表面144/194和导电段120/170设置，如图1和6所示(方法框212)。电绝缘体146/196可以挤压或以其他方式施加，并且可以密封电导体100/150以防止外部污染物，例如液体，并且能够对导电段120/170进行电绝缘，以防止电流从导电段120/170流出在电导体100/150之外。

图12描绘了根据一个或多个实施例的另一个说明性电导体220的端视图。电导体220可以包括内芯222，其可以包括内部电导体224、第一聚合物护套226、多个导电段228、第二聚合物护套230和电绝缘体232。电导体220可以限定中心纵向轴线234。内芯222可以类似于图1和图6所示的电导体100/150构造，并且可以具有比图12所示更多或更少的导电段228。电导体220可以包括第二电绝缘体236、多个电导体元件240和第三电绝缘体248。

图13描绘了根据一个或多个实施例的图12中所示的电导体内芯222的端视图，其中第二电绝缘体236围绕内芯222的外周长238设置，制作绝缘导体300。第二电绝缘体236可以是与第一电绝缘体232相同或不同的材料。在一个或多个示例中，第二电绝缘体236的熔点可以低于第一电绝缘体232。

图14描绘了根据一个或多个实施例的、图13所示的电导体内芯222和第二聚合物护套236的端视图，其中多个电导体元件240嵌入第二聚合物护套236中。导电元件240可以围绕中心纵向轴线234方位角地间隔开并且可以嵌入第二聚合物护套236中。在一个或多个示例中，导电元件240的横截面区域242可以分别是大致圆形的并且/或者可以至少部分地为椭圆形的，例如至少部分地为圆形的。

图15描绘了根据一个或多个实施例的图13所示的电导体内芯222和第二聚合物护套236的端视图，其中多个导电元件244的横截面区域246嵌入第二聚合物护套236中。在一或多个示例中，导电元件244的横截面区域246可具有基本矩形的形状。在一个或多个示例中，横截面区域246可以具有带有圆形端部的基本矩形的形状。

在一个或多个示例中，导电元件240/244可以至少部分地(例如，至少在导电元件240/244的厚度的一半处)嵌入第二电绝缘体236中。在一个或多个示例中，可通过加热导电元件240/244和/或第二电绝缘体236并朝向中心纵向轴线向导电元件240/244施加压力，将导电元件240嵌入第二聚合物护套236中。如图12所示，电导体220可以包括围绕导电元件240/244布置的电绝缘体248。电绝缘体248(图12)可以被挤压或以其他方式施加并且可以密封电导体220以防止外部污染物和流体，并且可以使导电元件240/244电绝缘，以防止电流从所述元件流动到电导体220外部。在一个或多个示例中，电导体220可用于形成同轴电缆。

图16描绘了根据一个或多个实施例的另一种说明性电导体260的端视图。电导体260可以包括内部导电元件262，该内部导电元件可以限定中心纵向轴线264。图17描绘了根据一个或多个实施例的图16所示的电导体260的内部导电元件262的端视图。电导体260可以包括第一聚合物护套266，其可以覆盖内部导电元件262的表面268。电导体260可以包括多个导电段274和第二聚合物护套296。第三聚合物护套278可以被挤出到整个组件260上，以填充段274之间的剩余的外部间隙空隙。第三聚合物护套278可以是电绝缘的或可以不是电绝缘的。

图18描绘了根据一个或多个实施例的图16所示的电导体260的导电段274之一的端视图。导电段274可以具有至少部分为块弧形的横截面区域276。导电段274的块弧形横截面区域276可以包括环形的一部分，使得两个或更多个导电段274一起可以至少部分地形成环形横截面区域278(图16)。导电段274可以具有外周表面280，该外周表面可以包括第一弧形表面282、第二弧形表面288、第一径向延伸表面292和第二径向延伸表面294。第一弧形表面282可以由从段纵向轴线286延伸的第一半径284限定，第二弧形表面288可以由从段纵向轴线286延伸的第二半径290限定。第一径向延伸表面292可以在第一弧形表面282和第二弧形表面288之间延伸，并且可以相对于段纵向轴线286在第一方位角方向上延伸。第二径向延伸表面294可以在第一弧形表面282和第二弧形表面288之间延伸，并且可以相对于段纵向轴线286在第二方位角方向上延伸。

图19描绘了根据一个或多个实施例的、具有第二聚合物护套296的图18所示的导电段274的端视图。导电段274可以单独地涂覆有第二聚合物护套296。可以通过将第二聚合物护套296的材料挤出到导电段274上和/或通过另一种用绝缘体涂覆导体的方法来施加涂层。第二聚合物护套296可以涂覆在第一弧形表面282、第二弧形表面288、第一径向延伸表面292和第二径向延伸表面294上，并且每个表面282，288，292和294可以具有相同和/或不同厚度的第二聚合物护套296以及相同和/或不同类型的聚合物材料。

在一个或多个示例中，如图16所示，可将涂覆的导电段274围绕涂覆的内部导电元件262方位角地间隔开，以形成完整的电导体260。在一个或多个示例中，导电段274可以围绕内部导电元件262间隔开，使得段纵向轴线286与内部导电元件的中心纵向轴线264是共线性的。在一个或多个示例中，可以将第一聚合物护套266和第二电聚合物护套296加热直到熔化在一起。在一个或多个示例中，导电段274可以朝向中心纵向轴线264向内压缩和/或可以施加热量以部分地或完全地封闭任何间隙空间。

在一个或多个示例中，电导体100，150，220和/或260可以通过导电股聚合物护套和电绝缘体的组合而被完全流体阻挡。流体阻挡可以消除导体中的任何间隙体积，这可以减少或消除当电导体携带高电势时可以在间隙体积中形成的电晕。减少或消除电晕可以通过增加聚合物材料的寿命来提高电导体的效率。

在一个或多个示例中，电导体100，150，220和/或260的总横截面区域的至少80％、至少80.5％、至少81％、至少81.5％、至少82％、至少82.5％、至少83％、至少83.5％至少84％、至少84.5％、至少85％、至少85.5％、至少86％、至少86.5％、至少87％、至少87.5％、至少88％、至少88.5％、至少89％、至少89.5％、至少90％、至少90.5％、至少91％或至少91.5％、或至少92％，或至少92.5％或至少93％或至少93.5％，或至少94％，或至少94.5％，或至少95％，或至少95.5％，或至少96％，或至少96.5％，或至少97％，或至少97.5或更多可被构造为承载电流。在一些示例中，电导体100和150的总横截面区域的至少80％至约82％、至少82％至约84％、至少84％至约86％、至少86％至约88％、至少88％至约90％、至少90％至约92％、至少92％至大约94％、至少94％至约96％或至少96％至约98％可以构造为承载电流。

在一些示例中，电导体可以在相似横截面区域的多个圆形绞合电缆之上将用于承载电流的横截面区域的百分比增加至少1％、至少3％、至少5％、至少7％、至少9％、至少有11％、至少13％、至少15％、至少17％、至少19％或至少20％。与具有相同横截面区域但以常规方式制造的多股圆形绞合电缆相比，在此描述的利用电导体的电缆可具有增加的承载电流的横截面区域的百分比。在一些示例中，电缆中的横截面区域的百分比可以增加至少4％、至少5％、至少6％、至少7％、至少8％、至少9％、至少10％、至少11％、至少12％、至少13％、至少14％、至少15％、至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％或更多，与具有相同横截面区域但以常规方式制造的多股圆形绞合电缆相比。

内部导电元件和/或导电段102，120，152，170，224，228，240和/或244可以各自是或包括但不限于金属、导电聚合物，或其组合。在一些示例中，内部导电元件和/或导电段102，120，152，170，224，228，240和/或244可以是或包括但不限于铜、铝、银、金、锡、铅、锌、磷，其合金，或其任何组合。在其他示例中，内部导电元件和/或导电段102，120，152，170，224，228，240和/或244可以是或包括铜、铝、镀铜的铝、镀银的铝、镀银的铜、钢或磷青铜。在一些示例中，内部导电元件和/或导电段102，120，152，170，224，228，240和/或244可以是或包括但不限于导电聚合物或共聚物，例如聚乙炔(PA)、聚吡咯(PPY)、聚(苯乙炔)(PPA)、聚(对苯撑硫醚)(PPS)、聚(对苯撑)(PPP)、聚噻吩(PTP)、聚呋喃(PFU)、聚苯胺(PAN)、聚异硫杂蒽(PIN)、氟化聚乙炔、卤素和氰基取代的聚乙炔、烷氧基取代的聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚(5,6-二硫辛基异噻吩并菲、含丁硫基取代基的芳烃共聚物、丁基硫代苯胺共聚物、氰基取代的二苯乙烯基苯、聚(芴基苯并噻二唑-氰基亚苯基亚乙烯基)、其他聚合物和/或共聚物，或它们的任意组合。在一些示例中，内部导电元件和/或导电段102，120，152，170，224，228，240和/或244可以是实心或单个主体，例如单个金属线。在其他示例中，内部导电元件和/或导电段102，120，152，170，224，228，240和/或244可以由多个主体，例如，多个金属线或多个导电聚合物纤维，构成。

聚合物护套或涂层112，140，146，162，190，196，226，230，232，236，248，266，296的每个或任何组合可以是或包括但不限于，一种或多种热固性聚合物、一种或多种热塑性聚合物、纸、玻璃纤维或其组合。在一些示例中，聚合物材料112，140，146，162，190，196，226，230，232，236，248，266，296各自可以是或包括但不限于聚乙烯、聚氨酯、橡胶、交联聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、乙烯四氟乙烯、四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、聚酰亚胺、油浸纸、改性乙烯四氟乙烯、邻苯二甲酸甲酚酯、蜡、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳基醚酮(PAEK)，或其任何组合。示例性橡胶可以是或包括但不限于热塑性橡胶、氯丁橡胶(聚氯丁二烯)、丁苯橡胶(SBR)、硅树脂、天然橡胶、乙丙二烯单体(EPDM)、乙丙橡胶(EPR)、氯磺化聚乙烯(CSPE)、其他热固性橡胶，任何其他类型的橡胶，或其任意组合。在一些示例中，电绝缘体112，140，146，162，190，196，226，230，232，236，248，266，296可以至少部分地基于材料、绝缘能力、厚度、成本、熔融性、耐热性、熔融温度、温度容量、稳定性和/或其他性能进行选择。用于填充此处描述的导体设计的间隙空间的聚合物材料可以导电，或也可以不导电。在一实施例中，聚合物护套可以与所使用的电绝缘层化学相容，使得这些材料可以结合在一起，并且不留有很小的空隙空间，气体或其他流体可以通过该空隙空间芯吸或流动。

在一些示例中，电导体100，150，220和/或260可以连接至未示出的井眼工具，并且可以向该工具提供电力或可以用作脐带缆(umbilical)。在一些示例中，电导体100，150，220和/或260的内部导电元件102，152，224和/或262可以电连接至井眼工具，使得电流可以从电缆流到井眼工具。在其他示例中，电导体100，150，220和/或260的导电段120，170，228和/或274可以电连接到井眼工具，使得电流可以从电缆流到井眼工具。在其他示例中，电导体100，150，220和/或260的导电元件240和/或244可以电连接到井眼工具，使得电流可以从电缆流到井眼工具。在其他示例中，电导体的内部导电元件和/或导电段中的任何一个或多个，即102，152，224和262，120，170，228，274，240和/或244，可以电连接至井眼工具，使得电缆可以使井眼工具电接地，向井眼工具提供电力和/或向井眼工具和/或从井眼工具提供电通信信号。在其他示例中，可以包括在电导体中的内部导电元件102，152，224和/或262、导电段120，170，228和/或274和/或电导体元件240和/或244的数量、尺寸和/或材料可以至少部分地取决于给定井眼工具的电需求。

在一些示例中，井眼工具可以包括一个或多个电潜水泵、一个或多个地震成像仪工具、一个或多个马达、一个或多个测井工具，或任何其他可以供电的井下仪器。

在一些示例中，电导体和使用该导体制成的电缆可以用作海洋学电缆。在其他示例中，电导体和使用该导体制成的电缆可用于海底应用，例如用于遥控车辆、潜水钟形脐带电缆、井口控制电缆和/或其他水下电缆。在其他示例中，电导体和使用该导体制成的电缆可以用于使用低电阻和小尺寸的应用中。

本公开的实施例还涉及以下段落中的任何一个或多个：

1.一种电导体，包括：限定中心纵向轴线的内部导电元件；以及围绕所述内部导电元件周向设置的第一聚合物护套；以及围绕所述第一聚合物护套设置并且围绕所述中心纵向轴线间隔开的多个导电段；以及设置在导电段之间的第二电绝缘体，其中第二聚合物护套和导电段共同限定了基本环形的横截面区域和外周表面；以及围绕由第二电绝缘体和电导体段限定的外周表面布置的电绝缘体。

尽管在此已经参考特定的器件、材料和实施例描述了前面的描述，但是其不旨在限于在此公开的细节；相反，它扩展到所有功能等效的结构、方法和用途，例如在所附权利要求的范围之内。

已经使用一组数字上限和一组数字下限描述了某些实施例和特征。应当理解的是，除非另外指出，否则涵盖包括任何两个值的组合的范围，例如，任何较低的值与任何较高的值的组合、任何两个较低的值的组合和/或任何两个较高的值的组合。某些下限、上限和范围出现在下面的一项或多项权利要求中。所有数值都是“大约”或“近似”所指示的值，并且考虑到本领域普通技术人员所期望的实验误差和变化。

上面已经定义了各种术语。在以上未定义权利要求中使用的术语的范围内，应给相关领域技术人员给出该术语的最广义定义，如反映在至少一个印刷出版物或公布专利中的那样。此外，本申请中引用的所有专利、测试程序和其他文献在这样的公开不与本申请不一致并且对于所有允许这样的结合的司法管辖区的范围内，均通过引用完全结合于此。

尽管前述针对本发明的实施例，但是可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他和进一步的实施例，并且本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (19)

1.一种电导体，包括：

内部导电元件，限定中心纵向轴线；

第一聚合物层，围绕内部导电元件周向设置；

多个电导体段，围绕第一聚合物层设置并围绕中心纵向轴线间隔开；

第二聚合物层，设置在电导体段之间，其中第二聚合物和电导体段一起限定基本环形的横截面区域和外周表面；

第一电绝缘体，围绕由第二聚合物和电导体段限定的外周表面设置；

第二电绝缘体，围绕第一电绝缘体设置；和

多个导电元件，嵌入在第二电绝缘体中并围绕中心纵向轴线方位角地间隔开。

2.根据权利要求1所述的电导体，其中，第一聚合物层和第二聚合物层由相同的聚合物材料构成。

3.根据权利要求1所述的电导体，其中，第一聚合物层、第二聚合物层和第一电绝缘体由相同的电绝缘材料构成。

4.根据权利要求1所述的电导体，其中，内部导电元件、第一聚合物层、第二聚合物层、第一电绝缘体、电导体段和第二电绝缘体基本上完全填充电导体内部的体积。

5.根据权利要求1所述的电导体，其中，存在至少六个电导体段。

6.根据权利要求1所述的电导体，其中，存在至少十二个电导体段。

7.根据权利要求1所述的电导体，其中，第二聚合物层远离所述中心纵向轴线径向延伸。

8.根据权利要求1所述的电导体，其中，每个电导体段限定基本上块弧形的横截面区域。

9.根据权利要求1所述的电导体，其中，导电元件的横截面区域基本上是矩形的。

10.根据权利要求1所述的电导体，还包括：

围绕嵌入在第二电绝缘体中的导电元件设置的第三电绝缘体。

11.根据权利要求1所述的电导体，其中，电导体的总横截面区域的至少80％被构造为承载电流。

12.一种制造导体的方法，包括：

用第一聚合物材料涂覆内部导电元件；

将电导体材料拉成多个电导体段，每个电导体段具有基本上块弧形的横截面区域；

给电导体段退火；

围绕涂覆的内部导电元件将电导体段间隔开；

在电导体段之间延伸第二聚合物材料，使得第二聚合物材料和电导体段一起限定具有外周边的基本环形的横截面区域；和

用第一电绝缘体材料涂覆第二聚合物材料和电导体段的外周。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，第二聚合物材料与第一聚合物材料相同，所述方法还包括：

向第一聚合物材料施加热量；和

朝向内部导电元件压缩电导体段，直到一部分的第一聚合物材料流动并在电导体段之间延伸。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在施加热量并且电导体段被压缩之前，在电导体段之间存在间隙空间，并且其中，施加热量并且电导体段被压缩直到间隙空间基本上被消除。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在围绕第一电绝缘体材料设置的第二电绝缘体材料中嵌入多个电导体元件；和

用第三电绝缘体材料涂覆多个电导体元件。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过加热第二电绝缘体材料，将电导体元件至少部分地嵌入第二电绝缘体中。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在将电导体元件嵌入第二电绝缘体材料中之前，将电导体元件拉成大致矩形的横截面区域。

18.一种用于制造导体的方法，包括：

用第一聚合物材料涂覆内部导电元件；

将电导体材料拉成多个电导体段，每个电导体段具有基本上块弧形的横截面区域；

给电导体段退火；

用第二聚合物材料涂覆电导体段；和

围绕涂覆的内部电导体段将涂覆的电导体段间隔开。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

加热第一聚合物材料和第二聚合物材料，直到它们熔融在一起。

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