[发明专利]用于运输高电压交流电流的方法及铠装电缆

说明书

一种铠装电缆(10)包括：‑多个芯(12)，根据芯绞合方向绞合在一起；‑铠装(16)，包围所述多个芯(12)并且包括根据铠装缠绕方向螺旋缠绕在芯(12)上的一层金属丝线(16a)；其中芯绞合方向(21)和铠装缠绕方向(22)中的至少一个沿着电缆长度L循环反转，使得铠装电缆(10)沿着电缆长度包括同向铺设区段(102)，其中芯绞合方向(21)和铠装缠绕方向(22)相同。本发明还涉及用于改善铠装电缆(10)的性能的方法以及用于制造铠装电缆(10)的方法。

技术领域

本发明涉及用于运输交流电流的铠装电缆。本发明还涉及用于改善铠装电缆的性能的方法以及用于制造所述铠装电缆的方法。

背景技术

一般在预期有机械应力的应用中使用铠装电缆。在铠装电缆中，一个或多个电缆芯(在后一种情况下，通常为三股芯)被至少一层金属线形式的铠装层围绕，该铠装层被构造为在维持合适柔性的同时增强电缆结构。每个电缆芯包括棒或绞合线形式的电导体，以及绝缘系统(包括内部半导体层、绝缘层和外部半导体层)，它们可以单独地通过金属筛网进行筛网。金属筛网可以例如由一般挤压层形式的铅制成，或者由纵向包裹的箔片或编织线形式的铜制成。

当交流电流(AC)被运输到电缆中时，电缆芯内的电导体的温度会由于电阻损耗而升高，这种现象称为焦耳效应。

通常确定被运输的电流和电导体的尺寸，以保证电导体中的最高温度维持在保证电缆完整性的预定阈值以下(例如，低于90℃)。

国际标准IEC 60287-1-1(第二版2006-12)提供了根据许可的温度上升、导体电阻、损耗和热阻率的详细信息来计算电缆的许可额定电流的方法。特别地，电缆中额定电流的计算适用于所有交流电压下的稳态操作条件。术语“稳态”旨在表示刚好足以渐近产生最大导体温度的连续恒定电流(100％负载系数)，假设周围环境条件是恒定的。还给出了计算损耗的公式。

在IEC 60287-1-1中，AC电缆的许可的额定电流是从高于环境温度θ_a的导体许可的温度升高Δθ的表达式中得出的，其中Δθ＝θ-θ_a，θ是当电流I流入导体时的导体温度，并且θ_a是在正常情况下、在已安装或将要安装电缆的情况下周围介质的温度，包括任何局部热源的影响，但不包括由于其而发热的紧邻电缆附近的温度升高。例如，导体温度θ应当保持低于大约90℃。

例如，根据IEC 60287-1-1，在埋入式AC电缆中不会发生土壤干裂或空气中AC电缆不存在的情况下，许可的额定电流可以从高于环境温度的温度升高表达式中得出：

图片可在“原始文档”上找到

其中：

I是在一个导体中流动的电流(安培)

Δθ是高于环境温度的导体温度升高(开尔文)

R是在最高工作温度下导体的每单位长度的交流电阻(Ω/m)；

W_d是包围导体的绝缘体的每单位长度的介电损耗(W/m)；

T₁是一个导体与护套之间的每单位长度的热阻(K.m/W)；

T₂是护套与铠装之间的每单位长度的热阻(K.m/W)；

T₃是电缆的外部被覆物(serving)的每单位长度的热阻(K.m/W)；

T₄是电缆表面与周围介质之间的每单位长度的热阻(K.m/W)；

n是电缆中的负载携带导体的数量(相等尺寸且携带相同负载的导体)；

λ₁是金属筛网中的损耗与那根电缆中所有导体的总损耗之比；