專利名稱：耐水滲透的電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電纜，特別是在中電壓或高電壓下用于輸電和配電的電纜，含有在金屬網(wǎng)徑向外部位置適于形成對于水滲透屏蔽的可水溶脹層。
在本發(fā)明中，術(shù)語“中電壓”表示約1kV-約30kV的電壓，同時“高電壓”表示大于30kV的電壓。
在中電壓或高電壓下用于輸電和配電的電纜一般含有金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體分別涂敷有第一內(nèi)部半導(dǎo)體層，絕緣層和外部半導(dǎo)體層。在本描述的過程中，元件的這種預(yù)定順序由術(shù)語“芯”表示。
在上述芯的徑向外部位置，該電纜含有金屬網(wǎng)，通常為鋁、鉛或銅，它的內(nèi)部包含上述芯，該金屬網(wǎng)一般由連續(xù)管組成，或由根據(jù)管狀形式成形和焊接或密封以保證密封性的金屬帶組成。
因此，該網(wǎng)具有雙重作用一方面它通過在徑向方向插入對于水滲透的屏蔽而提供抗電纜外部的密封性，和另一方面它通過在電纜內(nèi)部，由于在金屬網(wǎng)和該芯外部半導(dǎo)體層之間的直接接觸，產(chǎn)生徑向類型的均勻電場，和同時抵消該電纜的外部電場而起到電本質(zhì)的功能。仍然另一個功能是抵抗短路電流的功能。
在單極類型的配置中，該電纜最終在上述金屬網(wǎng)的徑向外部位置含有外部聚合物護(hù)套。
此外，用于輸電和配電的電纜一般含有一個或多個層，特定地放置這些層以達(dá)到屏蔽效果，能夠阻斷向電纜內(nèi)部(芯)的任何水滲透。
水向電纜內(nèi)部的進(jìn)入是特別不希望的方面，這是由于在不存在設(shè)計(jì)成堵塞水的合適方案情況下，一旦后者滲透，它能夠在該電纜內(nèi)部自由流動。在后者的整體性方面這是特別有害的，這是由于可在它的內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕問題，以及隨著絕緣層(特別是當(dāng)后者由交聯(lián)聚乙烯組成時)電特性退化電纜自身加速老化的問題，該現(xiàn)象更好地稱為術(shù)語“成水樹(water treeing)”和表現(xiàn)為以支化結(jié)構(gòu)(“樹”)微觀溝槽的形成，微觀溝槽的形成是由于如下兩種因素的結(jié)合作用由電流在導(dǎo)體中的通過產(chǎn)生的電場，和滲透到該絕緣層內(nèi)部的水分。
因此，這樣表示在水滲透到電纜內(nèi)部的情況下，后者必須更換。此外，一旦水達(dá)到連接點(diǎn)，終端或連接到電纜一端的任何其它設(shè)備，水不僅使后者停止起作用，而且損害該設(shè)備，在大多數(shù)情況下引起在經(jīng)濟(jì)方面不能取消和顯著的損害。
水滲透到電纜內(nèi)部可通過多種原因發(fā)生，特別是當(dāng)該電纜形成地下裝置的一部分時。這樣的滲透可通過如下方式發(fā)生例如，水通過電纜外部聚合物護(hù)套的簡單擴(kuò)散或由于磨損，意外沖擊或嚙齒動物的作用，可導(dǎo)致電纜外部護(hù)套出現(xiàn)切口或甚至破裂，且因此導(dǎo)致用于水進(jìn)入電纜內(nèi)部的優(yōu)選途徑產(chǎn)生的因素。
已知許多方案用于解決這些問題。其中，我們可以提及，例如形式為粉末或凝膠的疏水性和可水溶脹化合物的使用，根據(jù)被考慮電纜的類型將在各種位置將它放入電纜內(nèi)部。
例如，該化合物可放入金屬網(wǎng)徑向內(nèi)部的位置，更精確地放入在電纜芯和它的金屬網(wǎng)之間的位置或放入該金屬網(wǎng)徑向外部的位置，一般情況下放入直接在外部聚合物護(hù)套以下的位置，或同時放入前述兩個位置。
可水溶脹化合物，由于與水接觸，具有體積膨脹的能力和因此通過插入對于它自由流動的物理屏蔽而防止水的縱向擴(kuò)展。此方案因此使得可以將對電纜部分的損害限制到有限的長度，這樣，一旦確定，可以更換損害部分保護(hù)連接到它的任何設(shè)備。
根據(jù)已知方案，對于促進(jìn)該可水溶脹材料施加的目的，電纜設(shè)置有帶子，上述材料與其結(jié)合。更具體地，該帶子螺旋或縱向卷繞在電纜自身的合適元件上，彼此情況不同和如所述的那樣依賴于考慮的電纜類型和依賴于要產(chǎn)生的屏蔽的定位、金屬網(wǎng)的徑向內(nèi)部或外部。
例如，此帶子可由一對纖維素材料的織物組成，以一定的方式彼此疊加，使得在該對織物之間的空間可以容易地放置如上所述的可水溶脹粉末。根據(jù)不同的實(shí)施方案，對于降低它的厚度的目的，該帶子由這樣的材料組成，該材料是足夠可壓縮的和多孔的以允許可水溶脹或高吸水性材料的捕捉(參見，例如專利US-4,867,526)。根據(jù)已知現(xiàn)有技術(shù)的另一個實(shí)施方案，該帶子由高吸水性纖維材料組成，該高吸水性纖維材料沿電纜線性排列或螺旋卷繞在電纜上或卷繞在電纜的預(yù)定部分上。
為了在金屬網(wǎng)徑向內(nèi)部的位置提供對于水滲透的屏蔽，另一種已知技術(shù)是提供含有多個縱向溝槽的電纜芯的外部半導(dǎo)體層，優(yōu)選具有V輪廓，其中放置可水溶脹粉末。
文獻(xiàn)WO99/33070描述了與電纜芯直接接觸排列的膨脹聚合物材料層的使用，位置直接在電纜金屬網(wǎng)以下，和具有預(yù)定的半導(dǎo)體性能目的在于保證在導(dǎo)電元件和金屬網(wǎng)之間的必須電連續(xù)性。
在WO99/33070中面對的技術(shù)問題是電纜的覆蓋層連續(xù)承受機(jī)械膨脹和收縮，這是由于在它的正常使用期間電纜經(jīng)受的無數(shù)熱循環(huán)。該熱循環(huán)由攜帶的電流強(qiáng)度的每日變化引起，它與電纜自身內(nèi)部相應(yīng)的溫度變化相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致電纜內(nèi)部徑向應(yīng)力的產(chǎn)生，這樣影響電纜的每一層和，因此，也影響它的金屬網(wǎng)。因此，這意味著后者可承受相關(guān)的機(jī)械變形，在網(wǎng)和外部半導(dǎo)體層之間形成空的空間和在電場中可能產(chǎn)生非均勻性，或隨時間的過去，甚至引起網(wǎng)自身的破裂。
通過如下方式解決此問題在金屬網(wǎng)以下插入膨脹聚合物材料層，該聚合物材料能夠沿電纜彈性地和均勻地吸收膨脹/收縮的上述徑向力，以防止對金屬網(wǎng)的可能損害。
此外，文獻(xiàn)WO99/33070公開了在該膨脹聚合物材料內(nèi)部，位于金屬網(wǎng)以下，嵌入可水溶脹粉末材料，它能夠阻斷可滲透到電纜內(nèi)部甚至到該金屬網(wǎng)以下的水分和/或少量水。
文獻(xiàn)WO98/52197描述了用于輸電的電纜結(jié)構(gòu)，包括，優(yōu)選直接在外部聚合物覆蓋護(hù)套以下的位置，具有合適厚度的膨脹聚合物材料覆蓋物，能夠賦予電纜高的沖擊強(qiáng)度。因此，此強(qiáng)度使得可以消除傳統(tǒng)的金屬保護(hù)鎧裝層。文獻(xiàn)WO98/52197沒有提及水滲透到這樣電纜內(nèi)部的問題。
現(xiàn)在，申請人給自己設(shè)定的目標(biāo)是在電纜徑向最外層中，即在金屬網(wǎng)徑向外部的位置，更精確地直接在該電纜外部聚合物護(hù)套以下的位置，找到用于水滲透到電纜內(nèi)部問題的補(bǔ)救措施。
事實(shí)上，在申請人的理解中，基本重要的是向電纜提供作用于水滲透的屏蔽物，特別是在徑向最外層的附近，即盡可能靠近外部聚合物護(hù)套，后者是與環(huán)境直接接觸的元件和因此最曝露于任何沖擊和/或磨損，它們可導(dǎo)致裂紋的形成或真實(shí)的破裂，隨后形成用于水進(jìn)入的優(yōu)選途徑。
現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際解決方案，和在本說明書中以上描述的那些，在申請人的觀點(diǎn)來看，顯示了由本發(fā)明解決的多個缺點(diǎn)，如下解釋會變得更清楚。
例如，第一缺點(diǎn)是可水溶脹材料的使用，不管形式是粉末或凝膠，將該可水溶脹材料放入已經(jīng)變空的電纜內(nèi)部區(qū)域或放入半導(dǎo)體層的上述縱向溝槽中，導(dǎo)致許多問題，特別是在電纜自身的制造階段。
該自由粉末自身，即未結(jié)合到任何載體上，在電纜的制造期間難以施加到電纜上，使得生產(chǎn)工藝特別費(fèi)力。
此外，自由粉末的使用既不能保證電纜內(nèi)部空余空間的完全填充，也不能在電纜的整個長度上產(chǎn)生均勻的可水溶脹層，和因此并不能保證對于水滲透的有效屏蔽物的形成。
已知技術(shù)的另一個缺點(diǎn)在于，位于電纜內(nèi)部的該游離粉末，在電纜安裝期間，可容易地分散到環(huán)境中，以及當(dāng)必須在兩個電纜之間制備接頭或在電纜與終端或任何無論什么設(shè)備之間進(jìn)行連接時，產(chǎn)生干擾傳統(tǒng)焊接或粘合工藝的問題。
另一方面，例如形式為粉末的可水溶脹材料的使用，與形式為帶子的負(fù)載材料，如上述現(xiàn)有技術(shù)的一個帶子結(jié)合，盡管解決了與自由粉末相關(guān)的一些問題，但導(dǎo)致了各種另外的問題，特別是在該電纜的制造階段。
事實(shí)上，電纜用帶包裝(taping)階段，即可水溶脹帶子的施加(意味著通過可水溶脹帶，一種與可水溶脹材料結(jié)合的帶子)，表示電纜制造工藝的另外階段，此外要求使用致力于此特定操作的設(shè)備更具體地，為了通過已知用帶包裝技術(shù)，在金屬網(wǎng)徑向外部的位置，產(chǎn)生對于水滲透的屏蔽物，如單芯電纜的生產(chǎn)工藝必須包括·致力于電纜芯擠出的第一生產(chǎn)線，一旦獲得電纜芯，將它卷繞在第一收集卷軸上；·第二生產(chǎn)線，不同于第一生產(chǎn)線且提供了從上述第一卷軸上展開的芯，對于金屬網(wǎng)的布置和用于可水溶脹帶的施加；和然后將這樣獲得的中間體卷繞在第二收集卷軸上；·第三生產(chǎn)線，含有該中間體和用于覆蓋可水溶脹帶的外部聚合物護(hù)套的擠出和完成電纜生產(chǎn)工藝。
所述第二生產(chǎn)線，如需要，可以僅致力于金屬網(wǎng)的布置，在此情況下，在外部聚合物護(hù)套的擠出步驟之前，用帶包裝步驟在第三生產(chǎn)線上進(jìn)行。然而，此運(yùn)轉(zhuǎn)方法證明是有缺點(diǎn)的，這是由于在相同的生產(chǎn)線上會有如下兩者典型地間歇工藝，即如傳統(tǒng)進(jìn)行的用帶包裝步驟，和典型地連續(xù)工藝，即擠出操作。
因此，申請人已經(jīng)認(rèn)識到如下情況的重要性在金屬網(wǎng)的徑向外部位置，提供能夠形成對于水滲透的屏蔽物的可水溶脹層，采用連續(xù)類型的運(yùn)轉(zhuǎn)方法使得可以消除現(xiàn)有技術(shù)的用帶包裝步驟。該步驟不可避免地在電纜生產(chǎn)工藝中引入不連續(xù)性，它影響以下兩者在降低生產(chǎn)率方面，和在裝置工程化水平下增加成本方面。
申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了在電纜金屬網(wǎng)的徑向外部位置提供具有對水滲透屏蔽性能的連續(xù)可水溶脹層，現(xiàn)有技術(shù)的可水溶脹帶可有效地和有利地被如下物質(zhì)的層代替其中嵌入例如為粉末形式的可水溶脹材料的膨脹聚合物材料。根據(jù)本發(fā)明的該層是連續(xù)層，它沿電纜的長度上均勻分布，沒有該層部分的任何重疊，甚至部分重疊。
具有可水溶脹性能的該膨脹材料層可以在連續(xù)操作中直接擠出在電纜上，也可能同時與外部聚合物護(hù)套的一起沉積(使用共擠出工藝)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的可水溶脹層不僅起吸收存在于電纜內(nèi)部的任何水分的功能，也能夠阻斷甚至以顯著數(shù)量偶然滲透到外部聚合物護(hù)套以下的水的縱向移動。
因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種電纜，包括至少一個導(dǎo)體，絕緣覆蓋物，位于該絕緣覆蓋物外部的金屬網(wǎng)和設(shè)置于該金屬網(wǎng)徑向外部的至少一個可水溶脹層，其特征在于該至少一個可水溶脹層由膨脹材料組成，其中嵌入可水溶脹材料以形成對于水滲透的屏蔽。
根據(jù)本發(fā)明，該可水溶脹層是沿該電纜縱向方向均勻分布的連續(xù)層。
該可水溶脹層的膨脹程度一般為5％-500％，優(yōu)選10％-200％，和更優(yōu)選10％-50％。
此外，該可水溶脹層的厚度為0.3mm-6mm，優(yōu)選1mm-4mm，和該可水溶脹材料的數(shù)量為1phr-120phr，優(yōu)選5phr-80phr。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種阻斷已經(jīng)偶然滲透到電纜內(nèi)部的水縱向流動的方法，在后者的部分是由該電纜具有的至少一個金屬網(wǎng)的徑向外部，其特征在于在該至少一個金屬網(wǎng)的徑向外部位置提供可水溶脹層，該可水溶脹層由其中嵌入可水溶脹材料的膨脹材料制成。
按照本發(fā)明兩個優(yōu)選實(shí)施方案的如下描述，另外的特征和優(yōu)點(diǎn)會更清楚。
以下給出的描述，參考附圖，僅用于解釋的目的而非任何的限制，其中·

圖1顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，含有金屬鎧裝層的三芯類型的用于輸電的電纜；·圖2顯示根據(jù)本發(fā)明三芯類型電纜的第一個實(shí)施方案，和·圖3顯示根據(jù)本發(fā)明單芯類型電纜的第二個實(shí)施方案。
在本描述的如下部分，術(shù)語“膨脹聚合物材料”指的是在材料內(nèi)部含有預(yù)定百分比“自由”空間的聚合物材料，即空間不由聚合物材料，而是由氣體或空氣占據(jù)。
一般情況下，膨脹聚合物中自由空間的該百分比表達(dá)為所謂的“膨脹程度”(G)，定義如下G＝(d0/de-1)*100其中d0表示未膨脹聚合物的密度和de表示在膨脹聚合物中測量的表觀密度。
如已經(jīng)強(qiáng)調(diào)的那樣，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在膨脹聚合物材料內(nèi)部，嵌入形式優(yōu)選為粉末的可水溶脹材料，在電纜金屬網(wǎng)徑向外部的位置，可以產(chǎn)生可水溶脹層，它能夠形成對于水滲透的屏蔽，可水溶脹材料在與水接觸時能夠膨脹和，因此能夠防止已經(jīng)滲透到該電纜中的任何水的縱向擴(kuò)展。
該可水溶脹材料一般由沿聚合物鏈含有親水性基團(tuán)的聚合物組成，例如已經(jīng)交聯(lián)和至少部分成鹽化的聚丙烯酸(例如來自C.F.Stockhausen GmbH的產(chǎn)品Cabloc，或來自Sanyo的Waterlock)、與丙烯酰胺/丙烯酸鈉共聚物混合的淀粉或其衍生物(例如來自Henkel AG的產(chǎn)品SGP Absorbent Polymer)、羧甲基纖維素鈉(例如來自Hercules Inc.的產(chǎn)品Blanose)。
用于可水溶脹層的膨脹聚合物材料一般由可膨脹聚合物組成。如需要該聚合物，在膨脹之后，可以進(jìn)行交聯(lián)，如在本發(fā)明如下部分更詳細(xì)描述的那樣。
該可膨脹聚合物可選自聚烯烴、各種烯烴的共聚物、烯烴/不飽和酯共聚物、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、酚醛樹脂、脲醛樹脂，和它們的混合物。合適的聚合物的例子是聚乙烯(PE)、特別是低密度PE(LDPE)、中密度PE(MDPE)、高密度PE(HDPE)和線性低密度PE(LLDPE)；聚丙烯(PP)；乙烯-丙烯彈性體共聚物(EPM)或乙烯-丙烯-二烯烴三元共聚物(EPDM)；天然橡膠；丁基橡膠；乙烯/乙烯基酯共聚物，例如乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)；乙烯/丙烯酸酯共聚物，特別是乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯/丙烯酸丁酯(EBA)；乙烯/α-烯烴熱塑性共聚物；聚苯乙烯；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)、鹵化聚合物，特別是聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚酰胺；芳族聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；和它們的共聚物或機(jī)械共混物。
優(yōu)選，聚合物材料是聚烯烴聚合物或基于乙烯和/或丙烯的共聚物，和特別選自(a)乙烯和烯屬不飽和酯，例如醋酸乙烯酯或乙酸丁酯的共聚物，其中不飽和酯的數(shù)量一般為5wt.％-80wt.％，優(yōu)選10wt.％-50wt.％；(b)乙烯和至少一種C3-C12的α-烯烴和非必要地二烯烴的彈性體共聚物，優(yōu)選乙烯-丙烯(EPR)共聚物或乙烯-丙烯-二烯烴(EPDM)共聚物，優(yōu)選具有如下組成35-90mol.％乙烯，10-65mol.％α-烯烴，0-10mol.％二烯烴(例如1，4-己二烯或5-亞乙基-2-降冰片烯)；(c)乙烯和至少一種C4-C12的α-烯烴，優(yōu)選1-己烯、1-辛烯等，和非必要地二烯烴的共聚物，密度一般為0.86-0.90g/cm3和具有如下組成75-97mol.％乙烯，3-25mol.％α-烯烴，0-5mol.％二烯烴；(d)采用乙烯/C3-C12的α-烯烴共聚物改性的聚丙烯，其中聚丙烯和乙烯/C3-C12的α-烯烴共聚物的重量比為90/10-30/70，優(yōu)選50/50-30/70。
例如，類別(a)包括市售產(chǎn)品Elvax(Du Pont)、Levapren(Bayer)、Lotryl(Elf-Atochem)；類別(b)包括產(chǎn)品Dutral(Enichem)或Nordel(Dow-Du Pont)，和類別(c)包括產(chǎn)品Engage(Dow-Du Pont)或Exact(Exxon)，然而采用乙烯/α-烯烴共聚物改性的聚丙烯的市場化產(chǎn)品是商品名Moplen或Hifax(Montell)或Fina-Pro(Fina)等。
在類別(d)中，特別優(yōu)選的是熱塑性彈性體，包括熱塑性聚合物，例如聚丙烯的連續(xù)基體，和分散在熱塑性基體中的硫化彈性體聚合物，例如交聯(lián)EPR或EPDM的小粒子(直徑一般為1-10μm)。彈性體聚合物可以在未硫化態(tài)引入到熱塑性基體中，和然后可以在加工期間通過加入合適量的交聯(lián)劑而動態(tài)交聯(lián)?；蛘撸瑥椥泽w聚合物可以單獨(dú)硫化和然后可以以小粒子的形式分散在熱塑性基體中。例如，此類型的熱塑性彈性體描述在US-4,104,210或EP-324,430中。
在聚合物材料之中，特別優(yōu)選是在熔融態(tài)具有高機(jī)械強(qiáng)度的聚丙烯(高熔體強(qiáng)度聚丙烯)，例如在專利US-4,916,198中描述的那些，以商品名Profax(Montell S.p.A.)購得。該文獻(xiàn)說明了通過如下方式的該聚丙烯生產(chǎn)工藝使用高能電離輻射進(jìn)行足夠時間的線性聚丙烯的輻照以引起大量長支鏈的形成的階段，該階段之后進(jìn)行輻照材料的合適處理以將存在于輻照材料中基本上所有的自由基失活。
甚至更優(yōu)選，聚合物材料中特別優(yōu)選的是聚合物組合物，包括具有高支化度的上述聚丙烯，數(shù)量一般為30wt.％-70wt.％，與屬于上述類別(d)類型的熱塑性彈性體混合，數(shù)量一般為30wt.％-70wt.％，該百分比表示相對于聚合物組合物的總重量。該聚合物組合物是特別有利的，這是由于可水溶脹材料可以容易和有效地嵌入到該組合物中，加入可水溶脹材料的該物質(zhì)，在用于形成本發(fā)明可水溶脹層的膨脹過程期間，并不顯示任何的問題。此外，使用該聚合物組合物，可以生產(chǎn)可水溶脹層，它沿電纜整個長度是連續(xù)和均勻的，和由于采用的聚合物組合物的高彎曲模量，該模量等于約500MPa，具有令人滿意的沖擊強(qiáng)度。
該方面，如上所述，是特別有利的，這是由于它使得可以避免引入金屬鎧裝層，隨后降低了電纜的總重量和減少了該電纜的生產(chǎn)成本。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在中電壓下用于輸電的電纜(10)以橫截面示于圖1中。
該電纜(10)是三芯類型和包括三個導(dǎo)體(1)，每個由內(nèi)部半導(dǎo)體覆蓋物(2)覆蓋，絕緣材料層(3)和外部半導(dǎo)體層(4)。該半完成結(jié)構(gòu)，如上所述，已經(jīng)定義為術(shù)語“芯”。金屬網(wǎng)(5)，例如由銅帶構(gòu)成的網(wǎng)，位于該芯的徑向外部位置。
將三個芯，每個含有它自己的金屬網(wǎng)(5)，扭在一起和在它們之間獲得的星形區(qū)域由填料(6)(一般是基于EPR的彈性體混合物和由回收材料，如碳酸鈣填充)填充，以得到圓形截面的結(jié)構(gòu)，整體依次由如下部分覆蓋內(nèi)部聚合物護(hù)套(7)，起對于水滲透屏蔽功能的可水溶脹帶(8)，金屬鎧裝層(9)和外部聚合物護(hù)套(11)。金屬鎧裝層(9)可由金屬網(wǎng)的金屬線，例如鋼線組成，金屬網(wǎng)形式為鋁、鉛或銅的連續(xù)管，或由形式為管的金屬條組成，和將金屬鎧裝層焊接或采用粘合劑密封，它能夠保證合適的密封性。
已知技術(shù)的該類型電纜(10)的變化方案(未示出)設(shè)想也將可水溶脹帶布置在金屬網(wǎng)的徑向內(nèi)部位置，就在后者之下，以提供也在金屬網(wǎng)內(nèi)部電纜部件中的水滲透的屏蔽。根據(jù)該特定的實(shí)施方案，考慮到該帶的特定位置，后者必須具有合適的半導(dǎo)體性能，由導(dǎo)電炭黑，如乙炔黑、導(dǎo)電爐黑等的存在賦予，該炭黑與該帶結(jié)合。根據(jù)已知技術(shù)的另外實(shí)施方案(未示出)，由可水溶脹粉末浸漬的該帶，也可位于由每個導(dǎo)體具有的金屬網(wǎng)外部。
已知技術(shù)的該類型電纜(10)的另外變化方案(未示出)設(shè)想使用排列于金屬鎧裝層(9)外部的薄鋁箔，例如粘合在外部聚合物護(hù)套(11)以下，該薄鋁箔在徑向方向作為對于水滲透的屏蔽。
圖2在橫截面上顯示，用于中電壓輸電的三芯類型的根據(jù)本發(fā)明電纜(20)的第一個實(shí)施方案。
為了描述的簡便，在附圖中，相似或相同的元件已經(jīng)給出相同的數(shù)字符號。
本發(fā)明的電纜(20)包括三個導(dǎo)體(1)，每個由內(nèi)部半導(dǎo)體覆蓋物(2)覆蓋，絕緣層(3)，定義上述“芯”的外部半導(dǎo)體層(4)，每個在徑向外部位置含有金屬網(wǎng)(5)。
如圖1中的情況一樣，采用填料(6)填充由金屬網(wǎng)(5)覆蓋的，在上述芯之間確定的星形區(qū)域。
在后者的外部，根據(jù)本發(fā)明的電纜(20)含有膨脹聚合物材料的可水溶脹層(21)，其中嵌入可水溶脹材料，優(yōu)選為粉末形式，該層(21)所起的功能是提供對于水滲透到電纜內(nèi)部的有效屏蔽。
在該可水溶脹層(21)的徑向外部位置，電纜(20)也可含有管狀元件(未示出)，管狀元件由，例如焊接或擠出的，鋁的薄箔或護(hù)套組成，能夠起的功能是阻斷水在徑向方向上的滲透。
最后，該可水溶脹層(21)由外部聚合物護(hù)套(11)覆蓋。
根據(jù)所示的實(shí)施方案，可水溶脹層(21)，完全代替金屬鎧裝層(9)，也起到了保護(hù)電纜抗可能發(fā)生的偶然沖擊的功能。
因此，如已知的那樣，傳統(tǒng)的金屬鎧裝層(9)起的功能是機(jī)械保護(hù)電纜抗偶然沖擊，偶然例如可能在運(yùn)輸，放置等期間發(fā)生，和可能嚴(yán)重地?fù)p害電纜結(jié)構(gòu)。例如，這樣的沖擊會引起絕緣層的變形，引起絕緣覆蓋物電梯度的變化和，因此，它的絕緣能力的降低，或在絕緣層和半導(dǎo)體層之間的分離，引起部分放電，它可導(dǎo)致電纜的過早老化和/或擊穿。
然而，根據(jù)一個實(shí)施方案(未示出)，可以在外部聚合物護(hù)套(11)以下的位置，提供上述傳統(tǒng)類型的鎧裝層(9)。
圖3在橫截面上顯示根據(jù)本發(fā)明用于中電壓輸電的電纜(30)的第二個實(shí)施方案，該電纜是單芯類型。
此電纜(30)包括中心導(dǎo)體(1)，由內(nèi)部半導(dǎo)體覆蓋物(2)覆蓋，絕緣層(3)，外部半導(dǎo)體層(4)和金屬網(wǎng)(5)。
根據(jù)本發(fā)明，在該金屬網(wǎng)(5)的徑向外部位置，電纜(30)含有膨脹聚合物材料的可水溶脹層(21)，其中嵌入上述可水溶脹材料。
最后，電纜(30)含有在該層(21)外部的外部聚合物護(hù)套(11)。
相似于參見圖2的三芯情況的以上描述，將單芯電纜(30)的可水溶脹層(21)合適地尺寸化，使得它起的功能也是保護(hù)該電纜抗可能的偶然沖擊，完全代替已知技術(shù)的任何金屬鎧裝層(9)。
根據(jù)一個變化方案(未示出)，在外部半導(dǎo)體層的外部位置，本發(fā)明的單芯電纜(30)可含有由已知類型的可水溶脹粉末浸漬的帶子，目的在于也在金屬網(wǎng)(5)的徑向內(nèi)部位置提供對于水滲透的屏蔽，或它可含有如在WO99/33070中描述的膨脹半導(dǎo)體層。
以上所述的圖僅顯示一些電纜的可能實(shí)施方案，其中有利地采用本發(fā)明。
事實(shí)上，顯然的是對于上述實(shí)施方案可以進(jìn)行合適的改進(jìn)，而不暗示對于本發(fā)明應(yīng)用的限制。例如，可以設(shè)想具有扇形橫截面的芯，這樣當(dāng)結(jié)合該芯時，獲得的電纜橫截面幾乎是圓形的，而不需要使用用于星形區(qū)域的填料；將可水溶脹層(21)和然后外部聚合物護(hù)套(11)直接擠出在這些結(jié)合的芯上。
在用于低電壓輸電電纜的情況下，該電纜的構(gòu)造會正常地包括直接與導(dǎo)體接觸的單一絕緣覆蓋物，以它的次序由如下物質(zhì)覆蓋其中嵌入可水溶脹粉末的膨脹聚合物材料的覆蓋物，和外部聚合物護(hù)套。
另外的措施對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定最合適的方案，例如與成本相關(guān)，電纜放置的類型(地上、插放入導(dǎo)管中、直接埋入地下，在建筑物中，海下等)和電纜的工作溫度(最大和最小溫度，環(huán)境的熱波動)。
關(guān)于根據(jù)本發(fā)明電纜的制造工藝，在當(dāng)生產(chǎn)單芯電纜的情況下，表征上述工藝的主要步驟給出如下。如果進(jìn)行多芯類型例如三芯類型的制造，在由本領(lǐng)域技術(shù)人員提供的信息和所具有的技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，可以合適地改進(jìn)用于單芯電纜的所述工藝。
將根據(jù)已知技術(shù)，特別是通過擠出生產(chǎn)的半導(dǎo)體層，內(nèi)部層(2)和外部層(4)，施加到導(dǎo)體(1)上，從合適的卷軸上展開，從上述那些中選擇聚合物材料和炭黑。
相似地，同樣是絕緣層(3)，排列在該半導(dǎo)體層(2，4)之間的位置，優(yōu)選通過如下物質(zhì)的擠出獲得選自上述那些的聚烯烴，特別是聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。
在擠出步驟結(jié)束時，將材料根據(jù)已知技術(shù)，例如通過過氧化物或通過硅烷交聯(lián)。
或者，電纜芯，即導(dǎo)體(1)，內(nèi)部半導(dǎo)體層(2)，絕緣層(3)和外部半導(dǎo)體層(4)的組合，也可以根據(jù)已知技術(shù)，通過上述層的共擠出工藝生產(chǎn)。一旦完成，將芯貯存在第一收集卷軸上。
在制造裝置的不同生產(chǎn)線上，將芯從該第一卷軸上展開，和通過已知方式將金屬網(wǎng)(5)施加到它上。例如，使用帶成網(wǎng)機(jī)，它將薄銅片(例如厚度等于0.1-0.2mm)螺旋放置，通過合適的旋轉(zhuǎn)頭，優(yōu)選以約等于它們面積33％的數(shù)量，重疊該片的邊緣。
或者，該金屬網(wǎng)可由多個銅線(如直徑為1mm)組成，銅線從位于合適旋轉(zhuǎn)籠上的卷軸展開和螺旋地施加到該芯上。一般，在這樣的情況下，也必須施加反螺旋物(例如由厚度為0.1-0.2mm的銅帶表示)，它的功能是在隨后的生產(chǎn)步驟期間將上述銅線保持位置。一旦完成，將迄今為止獲得的中間體，即芯和金屬網(wǎng)，貯存在第二收集卷軸上。
根據(jù)本發(fā)明，下一步驟是在另外、不同的生產(chǎn)線中的可水溶脹層(21)的生產(chǎn)，其中將上述中間體從該第二卷軸展開。根據(jù)在本領(lǐng)域已知的方法，將可水溶脹層的聚合物材料預(yù)先與可水溶脹材料和添加劑混合。例如，混合可以在如下設(shè)備中進(jìn)行含有切向轉(zhuǎn)子(Banbury)或含有共滲透轉(zhuǎn)子類型的密閉式混合機(jī)，或連續(xù)混合機(jī)如Ko-Kneader類型(Buss)的那些或含有同向或異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿類型的那些。
一旦已經(jīng)進(jìn)行混合，可水溶脹層，即膨脹聚合物材料的層，其中嵌入可水溶脹材料，由直接在上述中間體上進(jìn)行的擠出操作獲得。因此，該擠出操作在金屬網(wǎng)的徑向外部位置產(chǎn)生該可水溶脹層。
在擠出步驟期間進(jìn)行聚合物的膨脹。該膨脹可以按如下方式進(jìn)行化學(xué)方式，通過加入合適的發(fā)泡劑，即在確定的壓力和溫度條件下能夠釋放氣體，或物理方式，通過將在高壓下的氣體直接注入到擠出機(jī)的機(jī)筒中。
合適發(fā)泡劑的例子是；偶氮二脲、對甲苯磺?；ｋ?、有機(jī)酸(如檸檬酸)和碳酸鹽和/或碳酸氫鹽(如碳酸氫鈉)的混合物等。
可以在高壓下注入到擠出機(jī)機(jī)筒中的氣體例子是氮?dú)?；二氧化碳；空氣；低沸點(diǎn)烴，如丙烷或丁烷；鹵代烴，如二氯甲烷、三氯氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷等，及其混合物。
優(yōu)選，擠出機(jī)頭部的模頭直徑略小于含有膨脹覆蓋物的電纜的最終直徑，膨脹覆蓋物是必須獲得的，以這樣的方式使得聚合物在擠出機(jī)以外的膨脹導(dǎo)致所需直徑的達(dá)到。
已經(jīng)觀察到，在一些擠出條件下(如螺桿的旋轉(zhuǎn)速度，擠出生產(chǎn)線的速度，擠出機(jī)頭部的直徑)，對膨脹程度最有影響的一個工藝變量是擠出溫度。一般情況下，對于小于130℃的擠出溫度，難以獲得足夠的膨脹程度；擠出溫度優(yōu)選至少為140℃，和特別為約180℃。正常地，擠出溫度的增加相應(yīng)于更高的膨脹程度。
此外，可以通過作用于冷卻速率，而將聚合物的膨脹程度控制到一定的程度。事實(shí)上，當(dāng)它離開擠出機(jī)時，通過延遲或通過合適地加速形成膨脹覆蓋物的聚合物的冷卻，可以增加或降低該聚合物的膨脹程度。
根據(jù)本發(fā)明，膨脹程度可為5％-500％，優(yōu)選10％-200％，和甚至更優(yōu)選10％-50％。
如以上所公開的那樣，膨脹聚合物材料可以是交聯(lián)或未交聯(lián)的。在擠出和膨脹之后，根據(jù)已知技術(shù)，特別是通過在自由基引發(fā)劑，例如有機(jī)過氧化物如過氧化二枯基存在下加熱，進(jìn)行交聯(lián)?；蛘?，可以使用硅烷進(jìn)行交聯(lián)，它設(shè)想使用屬于上述組的聚合物，特別是聚烯烴，向其上共價結(jié)合包括如下的硅烷單元至少一個可水解基團(tuán)，例如三烷氧基硅烷基團(tuán)，特別是三甲氧基硅烷?？梢酝ㄟ^與硅烷化合物，例如甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷等的自由基反應(yīng)，進(jìn)行硅烷單元的接枝。在水和交聯(lián)催化劑，例如有機(jī)鈦酸酯或金屬羧酸鹽存在下，進(jìn)行交聯(lián)。特別優(yōu)選是二月桂酸二丁基錫(DBTL)。
申請人已經(jīng)觀察到，進(jìn)行膨脹的聚合物材料，特別是在烯烴聚合物，特別是聚乙烯或聚丙烯的情況下，可以與如下物質(zhì)機(jī)械混合預(yù)定量形式為粉末的橡膠，例如硫化天然橡膠。
典型地，這些粉末由尺寸為10μm-1000μm，優(yōu)選300μm-600μm的粒子形成。可以有利地使用從輪胎制造獲得的廢棄硫化橡膠。形式為粉末的橡膠的百分比可為10wt.％-60wt.％，相對于要膨脹的聚合物，和優(yōu)選30％-50％。
根據(jù)本發(fā)明可水溶脹層的厚度優(yōu)選為0.3mm-6mm，和更優(yōu)選1mm-4mm。
在該可水溶脹層的徑向外部位置，如上所述，可以布置由例如鋁、鉛或銅護(hù)套(例如使用擠出壓擠機(jī))組成的管狀覆蓋物(未示出)，或一個或多個鋁條或鋼條，含有邊緣重疊和它們的縱向粘合或通過合適設(shè)備，例如激光器類型的焊接。
在當(dāng)電纜也含有金屬鎧裝層的情況下(未示出)，生產(chǎn)工藝設(shè)想例如通過絲線或帶鎧裝機(jī)器，將該鎧裝層放置在可水溶脹層的外表面上，該機(jī)器根據(jù)上述成網(wǎng)機(jī)器的相同原理操作。
最后，迄今為止獲得的電纜采用外部聚合物護(hù)套覆蓋，該護(hù)套可例如通過聚合物材料，通常是聚氯乙烯或聚乙烯的擠出獲得。
對于本發(fā)明的另外描述，以下給出一些說明性實(shí)施例。
實(shí)施例1制備混合物，該混合物適于制備根據(jù)本發(fā)明的可水溶脹層，即膨脹聚合物材料層，其中嵌入可水溶脹材料以提供水滲透入電纜的屏蔽。該混合物的組成見表1(表達(dá)為每100重量份基礎(chǔ)聚合物的重量份數(shù)，或phr)。
將混合物組分在Werner類型的密閉混合機(jī)(6升的有用體積)中混合，同時加入基礎(chǔ)聚合物，可水溶脹粉末和其它添加劑；混合進(jìn)行大約5分鐘。在此操作結(jié)束時，將在約210-220℃排出的混合物，然后在開口混合機(jī)中進(jìn)一步混合。然后將從該開口混合機(jī)下游獲得的混合物條進(jìn)行造粒操作。
表1
Santoprene201/121-68 W228(Advanced Elastomer System)密度為0.97kg/l，硬度為68肖氏A(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2240測量)，23℃的壓縮形變(168h)為23％(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D395，方法B測量)的熱塑性橡膠；ProfaxPF814(Montell)具有高支化度結(jié)構(gòu)的等規(guī)丙烯均聚物(MFI＝3g/10’-ASTM D1238)；WaterlockJ550(Grain Processing Co.)交聯(lián)聚丙烯酸(部分成鹽)(大于50wt.％的粒子直徑為10-45μm)。
實(shí)施例2根據(jù)如圖2所示的設(shè)計(jì)進(jìn)行中電壓電纜的生產(chǎn)。
該電纜三個芯的每一個由如下銅導(dǎo)體組成橫截面等于150mm2，在懸鏈線上由過氧化物交聯(lián)的如下層覆蓋·基于EPR的內(nèi)部半導(dǎo)體層(厚度0.5mm)；·基于EPR的絕緣層(厚度6.5mm)；·基于EVA的外部半導(dǎo)體層(厚度0.5mm)。
然后將該芯(每個外直徑約為65mm)通過擠出，由基于EPR的填料層覆蓋，采用碳酸鈣和石蠟填充，以在該芯徑向外部位置，即在后者的表面上獲得約等于0.7mm的填料厚度。使用以20D配置，螺桿轉(zhuǎn)速約為6rev/min的160mm單螺桿擠出機(jī)沉積填料。
然后將填料層采用具有如表1實(shí)施例1所述組成的水可溶脹層覆蓋，獲得等于2mm的該層厚度。使用以20D配置，該螺桿在約為10rev/min轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的120mm單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出。擠出機(jī)裝配有含有縱向凹槽的機(jī)筒初始部分，箱式類型進(jìn)料口和含有長度20D的傳遞螺紋的螺桿。螺桿槽深度在進(jìn)料區(qū)等于10mm和在末端部分為7mm，螺桿的總壓縮比約為1∶1.42。擠出頭的壓力，在相應(yīng)于擠出頭和擠出機(jī)主體之間的連接區(qū)域測量，是55atm。擠出機(jī)電機(jī)的輸入是60A。
在擠出步驟之前是根據(jù)實(shí)施例1組合物的材料的過濾步驟，該過濾使用50NIT類型過濾器(以50直線mm的目計(jì)數(shù))進(jìn)行。
在擠出機(jī)的下游，然后使用電加熱的正交擠出頭，裝配有雙接縫線輸送器。使用如下模頭組件直徑67mm的陽模，69.5mm直徑壓縮類型的陰模。
在根據(jù)本發(fā)明的可水溶脹層的沉積步驟中，在擠出機(jī)中和在擠出頭中使用如表II所示的熱分布。
表II
相關(guān)于可水溶脹層的要求厚度，設(shè)定迄今為止獲得的要覆蓋的電纜，即含有金屬網(wǎng)和填料層的芯的進(jìn)料速率。在被考慮的情況下，使用2.8m/min的線速度，生產(chǎn)如所述的，2mm的可水溶脹層的厚度。
通過在料斗中加入0.5phr由Boehringer Ingelheim生產(chǎn)的發(fā)泡劑HydrocerolBM70(羧酸/碳酸氫鈉)，以化學(xué)方式獲得后者的膨脹。
構(gòu)成可水溶脹層的材料的最終密度為0.85g/l和膨脹程度為25％。
在本發(fā)明可水溶脹層的徑向外部位置，最后通過使用已知的擠出技術(shù)，擠出基于聚氯乙烯的外部聚合物護(hù)套。該擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為5rev/min和產(chǎn)生約3.5mm的護(hù)套厚度。
然后將半完成的產(chǎn)品在水中冷卻和卷繞在卷軸上。
水滲透測試根據(jù)如下所述和基本上相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)ENEL DC4584的條件，將這樣獲得的長度為3m的電纜樣品，進(jìn)行水滲透測試。
沿該樣品長度的約中間位置，從環(huán)形部分除去寬度約為50cm的外部聚合物護(hù)套，使本發(fā)明的水可溶脹層從外部可見，以產(chǎn)生水對電纜內(nèi)部的通道。
測試設(shè)備包括能夠與該樣品同心和在它外部布置的中空管狀元件，相應(yīng)于如以上除去的環(huán)形部分。在該管狀元件的每一端，布置連接元件，形狀基本為截圓錐，能夠?qū)⒃摴軤钤菪亟Y(jié)合到討論的電纜的外表面。因此，精確地在圍繞其中除去上述環(huán)形部分的電纜部分的區(qū)域，該設(shè)備在樣品周圍形成密閉的腔室。該設(shè)備進(jìn)一步包括與該腔室軸成直角，和因此與電纜軸成直角排列的進(jìn)料管，和能夠允許水引入到該腔室和，歸功于連接元件的密封性，水滲透入上述電纜速率的評定。首先，通過進(jìn)料管，采用水在室溫下填充腔室。在此步驟中，有約15分鐘的等待時間，它也包括要求用于填充腔室的時間，在大氣壓下讓水保留在腔室內(nèi)部。其后，例如通過另一根管子，將該進(jìn)料管連接到包含在相同溫度下水的外部罐上，以在該電纜上得到1m的水壓頭24h的時間。在此時間結(jié)束時，將樣品除去和分析，用于確定水滲透入電纜的水平，即從已經(jīng)除去上述環(huán)形部分的電纜區(qū)域開始，水通過的電纜長度。
在24h時間結(jié)束時，電纜樣品并不顯示出水從它的末端逸出，和發(fā)現(xiàn)，從環(huán)形部分除去的區(qū)域開始，水已經(jīng)在兩個方向滲透入電纜的內(nèi)部約230mm的長度部分。
沖擊強(qiáng)度測試為評價沖擊強(qiáng)度，在電纜樣品上進(jìn)行沖擊測試和然后評價損害程度。該評價是基于在沖擊點(diǎn)的目測檢驗(yàn)。
該沖擊測試是基于法國標(biāo)準(zhǔn)HN33-S-52，它設(shè)想將電纜承受約72焦耳(J)的沖擊能量，沖擊能量由從27cm的高度，降落27kg的沖擊測試楔，它的V形端具有略微的圓形(曲率半徑為1mm)。對于本發(fā)明的目的，沖擊強(qiáng)度的評價是基于單一沖擊。
在測試結(jié)束時，從樣品除去本發(fā)明的外部聚合物護(hù)套和可水溶脹層兩者，以評價在填料層和在外部半導(dǎo)體層上的殘余變形。樣品顯示在填料上0.2mm的殘余變形，然而在外部半導(dǎo)體層上沒有發(fā)現(xiàn)殘余變形。
本發(fā)明提供了相對于上述已知技術(shù)的一些重要優(yōu)點(diǎn)。
首先，如上所述，相對于已知方法，根據(jù)本發(fā)明電纜的生產(chǎn)方法得到了顯著的簡化，這是由于通過擠出操作，它可以在金屬網(wǎng)的徑向外部位置獲得具有對于水滲透屏蔽性能的連續(xù)層，這樣使得可以消除已知技術(shù)的用帶包裝步驟和它涉及的顯著缺點(diǎn)。其中，例如，需要在另外的單獨(dú)步驟中進(jìn)行該用帶包裝步驟，這樣在生產(chǎn)工藝中引入了不連續(xù)性，在裝置工程化水平下它必然地涉及更大的資金成本，更高的維修成本，更復(fù)雜的裝置輸給系統(tǒng)，以及生產(chǎn)工藝能力的恒定降低。
反而，其中嵌入根據(jù)本發(fā)明的可水溶脹粉末的膨脹材料使得可以，通過有利地在生產(chǎn)線上進(jìn)行的擠出步驟，連續(xù)地生產(chǎn)上述水可溶脹層，而沒有任何另外的階段。此外，水可溶脹層可以有利地與組成被討論的電纜的各種涂敷材料共擠出。因此，這意味著，進(jìn)行連續(xù)類型的工藝，在如下兩方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)裝置成本，和更大的生產(chǎn)率，這是由于工藝的更加簡化和由于相對于已知技術(shù)的時間和措施的節(jié)省。
另外，膨脹聚合物材料可用于嵌入相當(dāng)量的可水溶脹材料，即使當(dāng)有可觀量的水滲透入電纜中時，保證有效的屏蔽效果，這是一般不涉及金屬網(wǎng)徑向內(nèi)部的電纜部分的狀態(tài)，其中該網(wǎng)的存在表示對于水滲透的有效屏蔽。
本發(fā)明的另外優(yōu)點(diǎn)涉及這樣的實(shí)施方案，其中水可溶脹層也代替電纜一般具有的金屬鎧裝層。在該情況下，事實(shí)上，可以采用單一的組件，即水可溶脹層，它起對于水滲透的屏蔽和耐沖擊增強(qiáng)層的雙重功能，代替兩種不同的元件，即水可溶脹帶和金屬鎧裝層。上述實(shí)施方案導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步簡化以及導(dǎo)致更經(jīng)濟(jì)和更輕類型電纜的生產(chǎn)，然而，它能夠在如下兩方面保證優(yōu)異的結(jié)果沖擊強(qiáng)度和對于水滲透的屏蔽。
權(quán)利要求
1.一種電纜(20，30)，包括至少一個導(dǎo)體(1)，絕緣覆蓋物(3)，位于該絕緣覆蓋物(3)外部的金屬網(wǎng)(5)和排列于該金屬網(wǎng)(5)徑向外部的至少一個可水溶脹層(21)，其特征在于該至少一個可水溶脹層(21)由其中嵌入可水溶脹材料的膨脹材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電纜(20，30)，其特征在于該至少一個可水溶脹層(21)是沿該電纜(20，30)縱向方向均勻分布的連續(xù)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電纜(20，30)，其特征在于該電纜(20，30)包括至少兩個導(dǎo)體(1)，它的每一個含有該絕緣覆蓋物(3)和含有位于該絕緣覆蓋物(3)外部的該金屬網(wǎng)(5)，排列于每個金屬網(wǎng)(5)外部以提供該電纜(20，30)圓形橫截面結(jié)構(gòu)的填料(6)，和排列于該結(jié)構(gòu)徑向外部位置的可水溶脹層(21)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于該可水溶脹層(21)的膨脹程度為5％-500％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電纜(20，30)，其特征在于該膨脹程度為10％-200％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的電纜(20，30)，其特征在于該膨脹程度為10％-50％。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于該可水溶脹層(21)的厚度為0.3mm-6mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電纜(20，30)，其特征在于該厚度為1mm-4mm。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于該可水溶脹材料是沿聚合物鏈具有親水性基團(tuán)的聚合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電纜(20，30)，其特征在于該可水溶脹材料的數(shù)量為1phr-120phr。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電纜(20，30)，其特征在于該可水溶脹材料的數(shù)量為5phr-80phr。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于構(gòu)成該可水溶脹層(21)的聚合物材料是選自如下的可膨脹熱塑性聚合物聚烯烴、各種烯烴的共聚物、烯烴/不飽和酯共聚物、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、酚醛樹脂、脲醛樹脂，和它們的混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電纜(20，30)，其特征在于該聚合物材料是聚烯烴聚合物或基于乙烯和/或丙烯的共聚物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電纜(20，30)，其特征在于該聚合物材料選自(a)乙烯和烯屬不飽和酯的共聚物，其中不飽和酯的數(shù)量為5wt.％-80wt.％，優(yōu)選10wt.％-50wt.％；(b)乙烯和至少一種C3-C12的α-烯烴和非必要地二烯烴的彈性體共聚物，具有如下組成35-90mol.％乙烯，10-65mol.％α-烯烴，0-10mol.％二烯烴；(c)乙烯和至少一種C4-C12的α-烯烴和非必要地二烯烴的共聚物，密度一般為0.86-0.90g/cm3；(d)采用乙烯/C3-C12的α-烯烴共聚物改性的聚丙烯，其中聚丙烯和乙烯/C3-C12的α-烯烴共聚物的重量比為90/10-30/70，優(yōu)選50/50-30/70。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于該可水溶脹層(21)通過擠出獲得。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電纜(20，30)，其特征在于在該擠出期間通過加入發(fā)泡劑進(jìn)行該可水溶脹層(21)的膨脹步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電纜(20，30)，其特征在于通過在高壓下注入氣體而獲得該膨脹。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于在膨脹之后，將該聚合物材料進(jìn)行交聯(lián)步驟。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于管狀覆蓋物排列于該可水溶脹層(21)的徑向外部位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的電纜(20，30)，其特征在于該管狀覆蓋物是由鋁、鉛或銅制成的薄箔。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項(xiàng)的電纜(20，30)，其特征在于金屬鎧裝層排列于該可水溶脹層(21)的徑向外部位置。
22.一種阻斷已經(jīng)偶然滲透到電纜(20，30)內(nèi)部的水縱向流動的方法，在后者的部分是由該電纜(20，30)具有的至少一個金屬網(wǎng)(5)的徑向外部，其特征在于在該至少一個金屬網(wǎng)(5)的徑向外部位置提供可水溶脹層(21)，該可水溶脹層(21)由其中嵌入可水溶脹材料的膨脹材料制成。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于該可水溶脹層(21)連續(xù)和均勻地分布。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的方法，其特征在于該可水溶脹層(21)通過擠出獲得。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于該可水溶脹層(21)與由該電纜(20，30)具有的外部聚合物覆蓋物共擠出。
全文摘要
一種電纜(20)，特別是在中電壓或高電壓下用于輸電和配電的電纜，包括金屬網(wǎng)(5)和在該金屬網(wǎng)(5)的徑向外部位置提供能夠形成對于水滲透屏蔽的可水溶脹層(21)。該可水溶脹層(21)由其中嵌入可水溶脹材料，優(yōu)選以粉末形式的膨脹聚合物材料制成。
文檔編號H01B7/17GK1585989SQ00818285
公開日2005年2月23日 申請日期2000年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月20日
發(fā)明者S·貝利, A·巴爾杰, P·維格蒂, L·卡斯特蘭尼, G·波扎蒂, L·巴爾克尼 申請人:皮雷利·卡維系統(tǒng)有限公司