CN85101632A - 一个改进的柔性条形载体 - Google Patents

Abstract

一根架空导线包括一个管形的金属制的中心体52，至少有一层螺旋形伸展的裸金属导线层55围绕在中心体周围，至少有一个光导纤维单元11松弛地装在中心体的孔中。光导纤维单元11包括一个柔性管17，在柔性管中松弛地装入一根光导纤维束结构件12。柔性管是一种弹性装置，它包括有波浪形平滑弯曲的部分，波浪形的曲率半径相互平行，并与柔性管的轴线相垂直。

Description

本发明涉及这样的一种柔性条形载体，载体包括一组多股金属合金材料的条形加固体，如此构成的导线，在长度方向能任意地支承在支持架上。本发明不排除由金属或合金材料制成的一层或多层的条形加固体的架空电传输线的功用。容易理解，本发明所涉及的柔性条形载体，并不打算传输电流，而是作为绞索用。

在我们已提交的专利申请№1598438中，已对柔性绞形载体进行过说明并提高了权利要求，该柔性绞形载体至少包括一层由金属或合金材料制成的螺旋形条状加固体，在其中至少有一个条状室体，该条状室体沾柔性绞形载体的长度方向布置在整个空间之内，并且至少有一根光导纤维和/或至少有一根光导纤维束松弛地装入一个条状室体或条状室体之中的一个。

本发明的一个主题是，提出一种改进的柔性条状载体，该载体可用作架空导线。

根据本发明，一种柔性的改进型条状载体至少包括一层金属或合金材料制成的螺旋形条状加固体，沾条状载体的长度方向的整个长度空间内至少有一个条状室体，至少有一根光导纤维松弛地装入条状室体中。单一个带孔的柔性光纤管由光纤元件构成。当光纤管弯曲或以其它方式折曲时，这根光纤或每一根光导纤维在各自的管子中的横切方向可以自由移动。柔性管有弹性地安装，以使它在纵向可以有一个松动距离。位于两个纵向空间位置之间的柔性管长度，比这两个空间位置还稍大些。当光纤管受到一个纵向张力时，光纤管在长度方向就产生一个反抗张力作用趋于挺直的一个力，这样就可以减少作用到这根或每一根光导纤维上的力。而且当张力消失时，光纤管将通过弹性的作用，回复到原始位置上。

更为可取的是，柔性光纤管是一个弹性装置体，在光纤管中装有光导纤维元件。柔性光纤管这样安装，使光纤管能够有一个波形平滑的弯曲距离，波形弯曲的曲率半径相互平行，并且和光纤管的纵向轴线基本上垂直。借助于波浪形的平滑的弯曲，当弹性地装设的光纤管在纵向受到一个张力时，光纤管本身将产生一个反抗这个张力的趋向于伸直的力，也就是说，波浪形平滑弯曲的曲率半径长度将相应增加。另一方面，装有光导纤维的光纤管弹性地装设，光导纤维管可以有一个螺旋形路径，螺旋形路径和螺旋形路径形成的长管的轴线之间有一个5°至15°的夹角。

装设光纤元件的柔性光纤管的横断面可以作成园形的或非园形的。在这种情况，管壁厚度在管壁的所有断面上都有基本上是相同的。当柔性光纤管的横断面是非园形的形状时，它是呈现两个相互平行的长边，该长边由接近半园形的断面的边缘连接起来。这样，柔性光纤管弹性地装设，它可以有一个波浪形的平滑的弯曲，波浪形平滑弯曲的曲率半径和光纤管的纵向轴线基本上垂直。

光导纤维元件所使用的光纤管由塑料或几种塑料材料制造，这种材料可以产生一定的弹性弯曲，以满足所希望的形状，在某些情况下，这种光纤管可以由弹性金属或弹性合金制成。

这根光导纤维或每一根光导纤维松弛地装入弹性的柔性光纤管中，而且无须支撑。在某些情况下，如果光导纤维柔性管沾长度方向是有波浪形弯曲部分，那么，光导纤维单元可以是至少一根光导纤维束结构件的组成部分;而光导纤维单元中包括两根或多根光导纤维，光导纤维束结构件松弛地装入柔性管的孔中。在这种情况，光导纤维束结构件的光导纤维并排布置，如果需要，再加入一根或多根柔性条状加固件，并完全或部分地嵌入到柔性条状载体中，或者并排布置、装入并固定到柔性管的一个长边表面上。

在上述各种情况，光导纤维元件所用的柔性光纤管，在其整个长度内填充树脂之料的不透水润滑脂介质，这种润滑脂是稠性的，以使这根光导纤维或每一根光导纤维，这根光导纤维束或每根光导纤维束相对于光纤管可以自由移动，而当柔性条状载体受到颤动，振动或其它方式的折曲时，就会产生这种活动。不透水润滑脂主要由硅胶等成份组成。

上述讨论的光导纤维元件已经在我们于同一天提交的待批专利№84/…中作了描述。

借助于光纤元件松弛地装入条状室体中的方式，当柔性条状载体发生颤动，振动或其它方式的折曲时，光导纤维和柔性条状载体之间可以有一个有限的相对移动。例如，当架空电导线或以一种方式支承的柔性条状载体受到风的吹动时，就会产生上述的振动，颤动。当载体在装配过程中受到绞车或成形机所施加的力的作用，或者当载体受到变化的张力负荷时，这根光导纤维或每一根光导纤维和柔性条状载体之间也会产生一些相对移动，或者在为了得到所需的弯曲弧度而拉紧载体时，也会产生这样相对移动，在装配完毕以后，由于外部负荷的变化，或者由于温度的变化，也会引起作用在载体上的张力的变化。另外，在载体使用过程中，或者载体本身的塑料变形引起的非弹性延展，都会产生这根光导纤维或每一根光导纤维元件与柔性条状载体之间的相对移动。总之在任何情况下，当张力作用到柔性条状载体时，在这个力再作用到这根松弛安装的光导纤维上时，或者这个再作用到任何一根松弛地安装的光导纤维元件上时，这个张力将得到缓冲，或者得到部分的缓冲。柔性光纤管产生的一个反抗张力的弹性作用力使管子本身有一个趋向拉直的作用，因而将减少可能加到这根光纤上或者加到任何一根光导纤维上的张力。当张力消失以后，柔性光纤管在弹性作用下回复到原来的状态。

本发明一个可取的方面是，在条状室体中，装有一根贯穿整个长度的，基本上是园形的中心体，这一层或者每一层由金属或合金材料制成的螺旋状条形加固体围绕这个中心体。根据本发明的这个方面的一个较好的实施例，中心体是一个构成条形空间的中空的单一条状室体。该单一的条状室体的横断面基本上是U形的，U形室体的一条边或者每条边能向内弯曲，以使U形室体的两边之间的空隙至少部分地得以闭合。U形室体两个闭合边和U形室体的底部之间构成一个空间，而且是一个长度方向的条状空间。或者单一条状室体也可由带状的金属或合金材料成型，其横断面是园型的。带状金属的边相互连接并焊接在一起，或者也可以用其它方法固定在一起。在各种情况下，中心体基本上都有园形的横断面。

当然这种中心体也可以如我们已提交的申请专利No1598438中所描述的一种或多种可选择的结构。

本发明的另一方面是，铝或铝为主的铝合金的中心体，至少有一层钢制的条状加固体围绕在中心体周围，然后，至少再有一层基本上是环形的连续不断的铝或以铝为主的铝合金材料制成的条状加固体外层围绕在一层或几层钢制条状加固体层上。中心体的铝或以铝为主体的铝合金和/或外层的铝体或以铝为主体的铝合金填在钢制条状加固体之间。在这种情况，中心体可以至少由一层铝或以铝为主体的铝合金制成的条状加固元件，每一层元件的横断面近似于扇形或类似的形状。当柔性载体受到张力作用时，所说的元件就与相邻的条状加固体相互衔接。

在各种情况，条状室中光导纤维元件所没有占据的空间，基本上都可以用硅胶或其它不透水的润滑脂介质和树脂来填充，硅胶或不透水的润滑脂介质是稠性的。当柔性条状载体颤动，振动或其它方式的折曲时，这根光导纤维或每根光导纤维相对于柔性条状载体可以移动。另一种不透水润滑脂介质可以由以矿脂为主成份的材料组成。

当改进的柔性条状载体是一种架空传输导线时，有时会短时地流过电流，例如，当雷击或发生故障时，就会有电流流过导线，这种电流可以达到危险的数值。当电流流过条状加固体时产生热，这个热量传到光导纤维元件，传到这根光导纤维或任何一根光导纤维。结果光导纤维元件或光导纤维就受到损害，光导纤维的光传输频率就会减少到不理想的程度。再例如，电流引起的导体发热会使光导纤维元件的柔性管的塑料材料变软，将对松弛地装在管中这根光通纤维或任何一根光导纤维产生一个压力，结果也会减少光传输效率到一个不理想的程度。

同样地，在有些情况下，这根光纤元件或每一根光纤元件的柔性管可用聚醚砜（Polyethersulphone），聚醚亚酰胺（polyetherimide）或者其它能短时间的承受300℃高温的塑料材料制成，并且/或者在条状室体内加上一层隔热材料，这层隔热材料可以围着光导纤维包复。更可取的是，该隔热层是一个连续不断的环形层，它与条状室体的界面相接，或者就粘在条状室体的界面上。隔热材料层可以坚固地粘接在条状室体界面的整个区域内，还可以将隔热材料层粘接到界面区域的相互之间的空间位置之中。而且，隔热层和界面之间的空隙气还可以作为一层附加的隔热层。隔热材料层可以是塑料隔热材料涂层。例如硅橡胶，聚四氟乙烯，及其其它含氟乙烯聚合物（fluoroethylene    polymers），聚砜（polysulphones），聚脂（polyesters）和Kevlar。为了增加隔热效果，这些塑料可以做成多孔状的材料。

本发明将根据附图来说明，例如，适合于装在一根架空输导线中的三种较好的光导纤维单元的形式，已经装入光导纤维单元的四种架空输电导线的形式。附图说明如下：

图1至图3是放大了的尺寸的三种光导纤维单元的透视图，

图4至图7是四种较好的架空输电导线的横断面图。

参考图1，第一种光导纤维单元形式1包括八根光导纤维4，每一根光导纤维直径为：250μm，光导纤维松弛地装在取向对苯二甲酸聚乙烯（Orientated    polyethylene    teraphthalate）制成的柔性管7的孔中。柔性管在整个长度方向基本上都是相同的园形横截面，管壁的径向厚度为0.4mm，管的内径是1.8mm。光导纤维4的每一根可以涂以互不相同的彩色涂复层。柔性管7是具有弹性的，管7可以有一点波浪形平滑弯曲8，其弯曲的曲率半径大约为60mm，每个弯曲段的曲率半径相互平行，并且还与柔性管的纵向轴线相垂直。

图2表示第二种形式的光导纤维单元11，该种形式的光导纤维包括光导纤维束结构件12，光导纤维束结构12由并排布置的八根光导纤维14组成，并把光导纤维束结构件12嵌入到条状载体16中，条状载体16是由丙烯酸硅（Silieone    aerylate）制成。光导纤维14的每一根直径为250μm，每根光导纤维可以涂上不同的彩色。光导纤维束结构件12松弛地装入柔性管17的孔中。柔性管是用取向对苯二甲酸聚乙烯制成，柔性管横断面形状是扁的，两个主要的平行边由两个近似半园形的端部连接起来。柔性管17的管壁厚度基本上是均匀的，约为0.3mm，柔性管平行边之间的净宽度大者为2.5mm，小者为1.0mm。光导纤维束结构件12横断面宽度大者为2.2mm，小者为0.3mm。柔性管17是有弹性，它可以有一点平滑的波浪形弯曲18，该波浪形弯曲18，该波浪形弯曲18的曲率半径大约为60mm，该园弧的半径方向基本上与柔性管的横断面径向轴线平行。

参看图3，第三种形状的光导纤维单元21由条状载体27构成，条状载体27由热塑性材料制成，条状载体27的横截面是扁形的，两个长边相互平行，并由半园形的端部将它们连接起来。条状载体27的横断面宽度大的到6.0mm，小的为2.0mm。条状载体27的整个长度上有一个孔29，孔29的形状和条状载体27的形状相同，将具有弹性的一对铜线25嵌入载体的长边和孔的长边之间，并使两根铜线处于对称的位置上。将二根光导纤维束结构件22松弛地装入孔29中，每一根光导纤维束结构件22包括八根光导纤维24，光导纤维并排布置，并且将光导纤维束结构件嵌入丙烯酸硅条状载体26中。（译者注：标号24，26及19可能有误）。每一根光导纤维的直径为250μm。每一根铜线25以这样的方式装入条状载体27中，使条状载体27可以有一点波浪形平滑的弯曲28，波浪形弯曲的曲率半径约为60mm，各个波浪形弧度的辐射径向相互平行，并且与条状载体的横断面径向相互平行。

当图1至图3中的光导纤维单元11，1，21受到一个张力时，柔性管7和17及其条状载体27将因弹性作用而在长度方向产生一个趋向于拉直的作用。这种弹性作用是由管本身或由铜线25产生的。由于这样的原因，将加到光导纤维4、光导纤维束12和22上的张力减少了。当张力消除以后，管7和17本身的弹性和铜线25将使得光导纤维单元1，11，21回复到它们的原来波浪形弯曲的状态。

图4表示的架空柔性输电线包括中心体41，中心体41由基本上是U形横断面的、单个挤压成型条状的、铝材料的室体42构成。U形室体的两边之间连续不断地构成一个条状空间部分。中心体41被三层铝合金螺旋形伸长的裸导线层45围绕着，邻近层的布置方向是相对的。图2所示的波浪形光导纤维单元11松弛地装入条状空间46中。

图5和图6所示的架空柔性输电导线，其结构与图4所示的架空柔性输电导线相似，仅仅中心体的形状不一样。为了方便，相应于图4所示的架空导线，在图5革图6中同样对应的架空导线的标号都比图4中所相应的架空导线的标号大10，大20。在图5中表示的架空输电导线中，中心体51是一个将合金条在横截面方向弯成＝园形的管52。在图6中表示的柔性导线中，中心体61是一个挤压成型的、基本上具有U形横截面的条状铝材料部件62，U形边的末端之间的空隙局部收缩，以使波浪形光导纤维单元11装入条状腔体66中。

图7所示的架空柔性输电导线有一个中心体71，中心体71由二个单独的部分组成，一个部件是一个挤压成型的铝条状体72;在条状体72的外表面形成四个园环形空间，即纵向延伸的凹形空间76。围绕着条状体72，沿纵向包上一层铝带73，铝带将凹形空间76盖住，形成条状的园形空间。如图2所示的一个波浪形光导纤维单元11松弛地装入每一个条状园柱形空间76中。中心体71被三层铝合金螺旋形伸展的园裸导线层75围绕，相邻层的布置方向是相对的。

在图4到图7中表示的每一种柔性导线，其中的一个或每一个条状空间基本都可以在整个长度方向填充硅胶或其它不透水的润脂介质。

勘误表

CPEL855139

勘误表

勘误表

Claims (28)

1、一个柔性的条状载体至少包括一层金属或合金材料的螺旋形伸展的条状裸导线元件(45，55，65，75)，在其中至少有一个条状室体(46，56，66，76)，或者叫做条状空间、条状腔体，条状室体沿条状载体的整个长度方向伸展。在条状室体中或至少在一个条状室体中松弛地装入至少一根光导纤维单元(1，11，21)，光导纤维单元包括一个带孔的柔性管(7，17，27)，在孔中至少松弛地装入一根光导纤维(4，14，24)。当管被弯曲或以其它方式折曲时，这根光导纤维或每根光导纤维相对于管在横向可以有一个有限范围的移动。其特征是，光导纤维单元的柔性是这种形式的一个弹性装置，在纵向的两个空间位置的管的长度比该两点之间的直线距离要大。当弹性管在纵向受到一个张力时，管将因其弹性作用而在长度方向有一个趋于伸直的倾向，于是就减少了加到这根光导纤维或每根光导纤维上的张力。当张力消失时，管在弹性作用下回复到原来的形状。

2、根据权项1的柔性条状载体，其特征是，柔性管（7，17，27）是这样的一种弹性装置，它的纵向路径上有波浪形的平滑弯曲（8，18，28），这些园弧的曲率半径相互平行，并与管的纵向轴线基本上相垂直。

3、根据权项1的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管是这样的一种弹性装置，管伸展方式基本上是一个螺旋形路径，该螺旋形路径的方向和螺旋管的中心轴线之间夹角是5°至15°的范围。

4、根据上述所述权项中的任意一项权项的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管（7，17）的横断面不是园环形的，管壁的径向厚度在管的所有横断面上都是相同的。

5、根据权项2的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管（7，17）具有一个扁形的横断面，它有两个平行的长边，该两个长边由近似于半园形的端部连接起来。该柔性管是这样的一种弹性装置，波浪形平滑弯曲的曲率半径（18）基本上平行于柔性管的横断面的径向。

6、根据上述权项中任一项权项的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管（7，17）是塑装材料或多种塑料材料制成的。

7、根据权项6的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管（7，17）是取向对苯二甲酸聚乙烯材料制成的。

8、根据权项6的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管（7，17）是聚醚砜或聚醚亚酰胺材料制成的。

9、根据权项6的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管（27），光导纤维单元嵌入管壁中，在光导纤维单元和管壁之间的空间，嵌入一组弹性条状加固元件（25），每一根加固件都是这样的一种弹性装置，以使管得到所需的形状。

10、根据权项1至5中任一项权项的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的柔性管是弹性金属或弹性合金制成的。

11、根据上述权项中任一权项的一个柔性条状载体，其特征是，这根光导纤维或每一根光导纤维（4）松弛地装入弹性装置式的柔性管（7）中，光导纤维单元无需支承。

12、根据权项1至4中的任一权项的一个柔性条状载体，其特征是，两根或多根光导纤维（4，14）是至少一根光导纤维束构件（12，22）的一部分，光导纤维束结构件（12，22）松弛地装入光导纤维单元的弹性装置式的柔性管中。

13、根据权项12的一个柔性条状载体，其特征是，光导纤维单元的这根光导纤维束结构件或每根光导纤维束结构件由两根或多根光导纤维组成，一根或多根柔性条状加固元件并排布置，并且成全地或部分地嵌入到塑料材料的柔性条状载体中;或者加固元件并排布置，固定到柔性管的一个长的表面上（原文为柔性带，可能有错误）。

14、根据上述权项中任意一项权项的一个柔性条状载体，其特征是，在光导纤维单元的弹性装置式柔性管里面，基本上在整个长度范围内填充不透水润滑脂介质如树脂，这样填充料是稠性的，这根光导纤维或每一根光导纤维，或者光导纤维束结构件，若管被弯曲或其它方式的折曲时，可以相对于管作自由移动。

15、根据权项14的一个柔性条状载体，其特征是，不透水润滑脂的主要成份是硅胶。

16、根据上述权项中任一权项的一个柔性条状载体，其特征是，条状室体（或称条状空间）基本上是园环形的，定装在中心体（41，51，61，71）中，中心体被一层或多层金属或合金材料的螺旋形伸展的条状裸导体元件层所围绕。

17、根据权项16的一个柔性条状载体，其特征是，中心体是单个的挤压成型的条状元件，它有一个中心孔，中心体构成了条状室体（或者叫做条状空间）。

18、根据权项16的一个柔性条状载体，其特征是，中心体（41）是横断面基本上是U形的单个条状室体（42），U形的底和边缘之间的空间（46）构成条状空间。

19、根据权项18的一个柔性载体，其特征是，U形（52，62）物的一个边或每一个边向内弯曲，使在边缘之间的空隙至少部分地被缩小。

20、根据权项17至19的任一项的一个柔性条状载体，其特征是，单个挤压成型的条状体（42，52，62）是金属或合金制成的。

21、根据权项16的一个柔性条状载体，其特征是，中心体是一条纵向伸展的金属或合金材料的带材，带材横向弯曲成一个管，带材的边沿纵向搭接，并焊接或以其它方式固定在一起。

22、根据权项16的一个柔性条状载体，其特征是，中心体（71）由两个单独的部分组成，一部分是固体的条状（72），由条状体（72）由金属或合金制成，在条状体的外表面至少有一个纵向伸展的凹槽（76）;围绕条状体（72），沿纵向包上一层横向弯曲的金属或合金制成的带材，带材复盖住纵向伸展的这个凹槽或者每一个凹槽，形成条状室体（或空间）。

23、根据权项16的一个柔性条状载体，其特征是，中心体是铝或以铝为主的铝合金制成的，至少一层钢制的条形裸导线元件围绕在中心体周围，至少一层基本上是园环形的，连续不断的、铝或者以铝为主的合金制成的裸导线外层包围住一层或者多层钢制成的裸导线元件层;中心体的铝或以铝为主的合金和/或外层的铝或以铝为主的合金至少部分地填充在钢制的裸导线元件层之间的间隙中。

24、根据权项16至23中的任何一项权项的一个柔性条状载体，其特征是中心体（41，51，61，71）基本上具有园环形横截面。

25、根据上述权项中任一权项的一个柔性条状载体，其特征是，未被光导纤维单元占据的这个条状室体（或称为空间）或每一个条状室体的其余部分，基本上填充如树脂类的不透水润滑脂介质，或者填充材料或硅胶或其它不透水润滑脂介质，这种介质都是稠性的，这根光导纤维单元或每根光导纤维单元，当柔性条状载体受到颤动，振动或其它方式的折曲时，可以相对于柔性条状载体有自由的移动。

26、根据上述权项中的任何一项权项的一个柔性条状载体，其特征是柔性条状载体是一根架空输电导线。

（注：原文就是这样的排列次序，显然权项的排列次序错了）

27、根据权项26，架空输电导线或配电系统至少包括一根柔性架空导线。

28、根据权项27的一根架空输电导线或配电系统，其特征是，架空柔性导线是系统中的一根地线。

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