專(zhuān)利名稱：電線及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電線及其制造方法，并且更加具體地涉及這樣的電線，該電線包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體(例如具有攜帶如交流電(AC)或直流電(DC)供電或者如語(yǔ)音這樣的通信信號(hào)或數(shù)據(jù)傳送信號(hào)的目的)和至少基本上夾住所述可起電導(dǎo)體的回路導(dǎo)體(例如第一和第二回路導(dǎo)體)。
背景技術(shù)：
最早的電線家族(19世紀(jì)20年代-19世紀(jì)50年代)的形式使用由滲透蟲(chóng)膠的布外皮而絕緣的金屬絲。在19世紀(jì)50年代至19世紀(jì)70年代使用用瀝青處理的布外皮。在19世紀(jì)60年代中期至19世紀(jì)70年代中期的電線家族中使用鋁電線。我們今天所知道的電線就是從19世紀(jì)50年代中期開(kāi)始使用的具有兩條絕緣內(nèi)部導(dǎo)體(例如火線/中線或可起電/回路導(dǎo)體)和一條非絕緣地線(如接地導(dǎo)體)并且其都是在熱塑性外部絕緣體之內(nèi)的電線。
圖1A-1B顯示了這樣的傳統(tǒng)電線的例子。如圖1A所示，一根傳統(tǒng)的電線50包括由第一絕緣層60包圍的可起電(火)導(dǎo)體55和由第二絕緣層70包圍的回路(中)導(dǎo)體65。第三絕緣層75包圍被絕緣的導(dǎo)體55、65。
如圖1B所示，另一種傳統(tǒng)的電線100包括由第一絕緣層110包圍的可起電(火)導(dǎo)體105、由第二絕緣層120包圍的回路導(dǎo)體115和接地導(dǎo)體125。第三絕緣層130包圍所有的導(dǎo)體105、115和125。
數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的家庭如今正面臨著他們的年久的電線的壽命終止的情況，并且遇到火災(zāi)損害和事故的重大危險(xiǎn)。根據(jù)國(guó)家科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)2000年的報(bào)告，“電線系統(tǒng)由于不良設(shè)計(jì)、使用了缺陷材料、不當(dāng)?shù)慕^緣或其它原因可能會(huì)變得不可靠或者發(fā)生故障，由于環(huán)境影響(如熱、冷、濕氣或振動(dòng))的累積效應(yīng)、維護(hù)過(guò)程中無(wú)意的損害和日常使用中的磨損，出現(xiàn)故障的危險(xiǎn)會(huì)隨著電線系統(tǒng)的老化而增加，電線系統(tǒng)的老化會(huì)造成由該系統(tǒng)供電的設(shè)備中嚴(yán)重的功能損失、危及公眾健康和安全并導(dǎo)致災(zāi)難性的設(shè)備故障或冒煙而起火災(zāi)”。消費(fèi)品安全委員會(huì)估計(jì)美國(guó)的五千萬(wàn)家庭已經(jīng)達(dá)到或馬上要達(dá)到其電線系統(tǒng)的“壽命終止”。
另外，電線絕緣材料和/或?qū)w會(huì)由于輻射、高溫、蒸氣、摩擦、誤操作、腐蝕、機(jī)械載荷和振動(dòng)而惡化。消費(fèi)品安全委員會(huì)(CPSC)發(fā)布的報(bào)告顯示在1997年家用電線系統(tǒng)導(dǎo)致了超過(guò)40,000次火災(zāi)，導(dǎo)致了250人死亡和超過(guò)$670,000,000的財(cái)產(chǎn)損失。CPSC根據(jù)40,300次電路火災(zāi)的進(jìn)一步研究顯示36％的火災(zāi)是由于安裝的布線造成的，而16％的火災(zāi)是由于引線/插頭造成的。伴隨著由于老化和環(huán)境影響所引起的應(yīng)力造成的通常的電線系統(tǒng)故障，鋁電線系統(tǒng)“易于惡化和危險(xiǎn)的過(guò)熱”。
關(guān)于現(xiàn)代電線系統(tǒng)和技術(shù)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)和建筑與防火研究實(shí)驗(yàn)室(BFRL)證實(shí)，“用碳氟化合物制成的電線和電纜雖然具有極好的燃燒性，但是非常昂貴。阻燃的聚氯乙烯(PVC)電纜也具有極好的燃燒性和物理性能……但是，(所有)PVC電纜的氯含量都涉及到焚化過(guò)程中會(huì)潛在地形成二氧(雜)芑”。
如圖1A-1B所示，如今家庭和辦公室中通常使用的常規(guī)電線包括由PVC獨(dú)立絕緣(除了地線之外)的固態(tài)的圓形電線，其用外部的PVC外殼包圍內(nèi)部的電線?；馂?zāi)日益由過(guò)熱的電線、絕緣擊穿和穿透造成。傳統(tǒng)的墻內(nèi)或天花板內(nèi)所提供的開(kāi)放的空間給予了相關(guān)于電發(fā)火災(zāi)的起火燃燒和擴(kuò)大的足夠的氧氣。
另外，這樣的傳統(tǒng)電線形成了電擊危險(xiǎn)并且因此導(dǎo)致了安全方面的關(guān)注。也就是說(shuō)，這樣的傳統(tǒng)電線經(jīng)常會(huì)意外被諸如釘子、螺絲、鉆頭等物體刺穿，這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重傷害或死亡。因此，這樣的傳統(tǒng)電線在被前面所述的電導(dǎo)物體中的任一種刺穿時(shí)具有導(dǎo)致嚴(yán)重傷亡的很高的隱患。
在變化的市場(chǎng)中傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)的不足的其它關(guān)鍵例子包括(a)整體墻(和天花板)構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展；和(b)安裝在新的特別是現(xiàn)有的家庭和辦公室環(huán)境中的需要布線接口的新技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，這些家庭和辦公室環(huán)境中的很多都被設(shè)計(jì)用于設(shè)備的表面安裝。
形成于整體墻(和屋頂)板中的新材料，諸如用于澆灌的混凝土墻的泡沫塊結(jié)構(gòu)、可更換結(jié)構(gòu)的澆灌混凝土墻以及木材和回收材料的裝配式替換材料相對(duì)于當(dāng)前的“中空”外及內(nèi)墻(和天花板)構(gòu)造技術(shù)都代表著更好的長(zhǎng)期特性和優(yōu)點(diǎn)。這些固體材料構(gòu)造技術(shù)要求一些類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的侵入式鑿溝。這種鑿溝有很多缺點(diǎn)、安全隱患和相關(guān)成本。它通常也將布線設(shè)置得更靠近所完工的表面，在這些地方前面所述的將來(lái)的侵入會(huì)導(dǎo)致電擊或電弧故障以及火災(zāi)隱患。在全球范圍內(nèi)，根據(jù)施工技術(shù)的不同，這些施工問(wèn)題也存在了很多年。
另外，音頻、視頻和計(jì)算機(jī)/因特網(wǎng)應(yīng)用中的發(fā)展極大地改變了家庭和辦公室的模式。環(huán)繞聲家庭影院和多媒體會(huì)議室音頻系統(tǒng)、平板等離子和液晶顯示(LCD)電視、聯(lián)網(wǎng)的家庭和辦公室、新的照明應(yīng)用以及空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的壓力并且在很多情況下危及了布線系統(tǒng)的安全。對(duì)交流電(AC)或直流電(DC)電源接口以及相關(guān)布線的要求對(duì)于安裝者和用戶而言引發(fā)了很多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)的方法的前述的以及其它的問(wèn)題、不利條件和缺點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例的示例性方面提供一種電線及其制造方法，該方法可以提供能容易地制造的安全方便的電線。
發(fā)明人確定了一種新布線系統(tǒng)，其內(nèi)在安全并且被設(shè)計(jì)解決設(shè)備和技術(shù)的當(dāng)前及未來(lái)需要，并且其安裝和使用方式可能是下一代長(zhǎng)期以及在很多情況下短期布線危機(jī)的唯一解決方案。
本發(fā)明的示例性方面包括電線，其包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；和第一和第二回路導(dǎo)體(例如至少一個(gè)回路導(dǎo)體)，它們分別形成在該至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)，并且使得該至少一個(gè)可起電導(dǎo)體被該第一和第二回路導(dǎo)體至少基本上夾住。被“基本上夾住”意思是刺穿電線外部表面的物體在不接觸回路導(dǎo)體的情況下被實(shí)質(zhì)上防止接觸所述可起電導(dǎo)體。
進(jìn)一步，所述電線可以被表面安裝并且也可以安全地用于實(shí)際上任何電壓應(yīng)用(例如0V-240V或更高)。
所述電線進(jìn)一步包括第一和第二絕緣層，它們分別形成于所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體之間。進(jìn)一步，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體可以包括具有堆疊布置的基本上平坦的導(dǎo)電層。所述電線還包括形成于所述第一和第二回路導(dǎo)體上的外絕緣層(例如第三和第四絕緣層)。
另外，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體中的每一個(gè)之間的距離(即這些導(dǎo)體之間的絕緣層的厚度)不大于0.030英寸。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該距離不大于0.005英寸。進(jìn)一步，所述第一和第二回路導(dǎo)體可以彼此沿著電線的縱向側(cè)(即寬度一側(cè))接觸，以使得所述可起電導(dǎo)體被所述第一和第二回路導(dǎo)體完全夾住(即完全圍繞)。
另外，通過(guò)加工(即處理)所述絕緣層、回路導(dǎo)體和/或接地導(dǎo)體的縱向側(cè)可以提供額外的保護(hù)。例如，通過(guò)機(jī)械、熱或化學(xué)處理方法中的至少之一來(lái)處理所述第一和第二回路導(dǎo)體以形成所述電線的保護(hù)性縱向邊緣，該保護(hù)邊緣阻止外物在不接觸所述第一和第二回路導(dǎo)體之一的情況下刺穿所述電線并接觸所述可起電導(dǎo)體。
類(lèi)似地，所述第一和第二絕緣層可以沿著所述電線的縱向側(cè)彼此接觸。進(jìn)一步，通過(guò)機(jī)械、熱或化學(xué)處理方法中的至少之一來(lái)處理所述第一和第二絕緣層以形成所述電線的保護(hù)性縱向邊緣，該保護(hù)邊緣阻止外物刺穿所述電線并接觸所述可起電導(dǎo)體。
本發(fā)明的另一個(gè)方面包括電線，其包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；形成在該至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)的第一和第二絕緣層；分別形成在所述第一和第二絕緣層上的第一和第二回路導(dǎo)體，并使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上由所述第一和第二回路導(dǎo)體夾??；分別形成在所述第一和第二回路導(dǎo)體上的第三和第四絕緣層；分別形成在所述第三和第四絕緣層上的第一和第二接地導(dǎo)體；和分別形成在所述第一和第二接地導(dǎo)體上的第五和第六絕緣層。
進(jìn)一步，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體可以包括以跨越電線的寬度的多個(gè)水平分段和跨越電線的厚度的多個(gè)垂直分段的方式形成的多個(gè)可起電導(dǎo)體。另外，所述可起電導(dǎo)體的多個(gè)水平分段中的至少一個(gè)分段可以用來(lái)傳送通信信號(hào)(例如語(yǔ)音通信信號(hào)和/或數(shù)據(jù)通信信號(hào))，所述可起電導(dǎo)體的多個(gè)水平分段中的至少一個(gè)分段可以用來(lái)提供AC或DC電能。
進(jìn)一步，在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體之間形成的電容由C＝1.5·W·L·ε/d給出，其中W為回路和可起電導(dǎo)體的寬度，L為回路和可起電導(dǎo)體的長(zhǎng)度，ε為絕緣層(例如回路和可起電導(dǎo)體之間的電介質(zhì))的介電常數(shù)，d為各個(gè)回路和可起電導(dǎo)體之間的距離。
另外，所述第一和第二接地導(dǎo)體可以防止在所述電線中產(chǎn)生電力傳送信號(hào)和負(fù)載產(chǎn)生的電噪聲。另外，所述第一和第二回路導(dǎo)體和所述第一和第二接地導(dǎo)體可以是(例如實(shí)質(zhì)上是)熱傳導(dǎo)的，以將熱量從所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體散發(fā)出去。具體地，對(duì)于給定的橫截面積，所述第一和第二回路導(dǎo)體和所述第一和第二接地導(dǎo)體可以具有(例如均可以具有)大于圓形導(dǎo)體的散熱率的散熱率。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是基本上平坦的導(dǎo)體可以具有比圓形導(dǎo)體(例如對(duì)于給定的導(dǎo)體橫截面積)更大的表面積。所增加的表面積提供了大得多的散熱率。因?yàn)闄M截面幾何形狀對(duì)于縱向方向不會(huì)有實(shí)質(zhì)的不同，因此相關(guān)的變量是沿著任何給定的導(dǎo)體的邊緣的周邊以及在總的橫截面積保持不變的情況下該周邊如何變化。
因此，如果所形成的穩(wěn)態(tài)溫度保持穩(wěn)恒并且如果周?chē)h(huán)境保持穩(wěn)恒的話，所述基本上平坦的導(dǎo)體對(duì)于給定的(例如導(dǎo)體的)橫截面積會(huì)帶更大量的電。另外，如果電流保持穩(wěn)恒并且所有其它因素都相同，基本上平坦的導(dǎo)體的穩(wěn)態(tài)溫度相對(duì)于圓形導(dǎo)體更低。
另外，優(yōu)選地電線具有大約大于等于1的厚度比。也就是，所述第一和第二回路導(dǎo)體均具有TG的厚度，所述第一和第二接地導(dǎo)體均具有TN的厚度，所述可起電導(dǎo)體具有TH的厚度，使得厚度比率R＝(TG+TN)/TH為大約大于等于1.00(例如優(yōu)選地R被最大化)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面包括電線，其包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；圍繞所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體形成的第一絕緣層；圍繞(例如至少基本上圍繞)所述第一絕緣層形成的回路導(dǎo)體，并使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述回路導(dǎo)體夾?。缓蛧@所述回路導(dǎo)體形成第二絕緣層。所述電線可以進(jìn)一步包括圍繞所述第二絕緣層形成的接地導(dǎo)體和圍繞所述接地導(dǎo)體形成的第三絕緣層。
所述電線的這個(gè)方面可以包括例如具有這樣的導(dǎo)體(例如可起電導(dǎo)體、回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體)的電線，所述導(dǎo)體具有基本上曲線形狀橫截面幾何結(jié)構(gòu)和基本上直線橫截面幾何結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)，并且可以在基本上平行的平面內(nèi)形成。也就是，可起電導(dǎo)體、回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體可以包括以平行的縱軸(即共軸)布置的實(shí)質(zhì)上圓形的導(dǎo)體，或者可起電導(dǎo)體、回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體可以包括基本上橢圓形的導(dǎo)體(例如在相同的空間布置中)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面包括制造電線的方法，其包括形成至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)形成第一和第二回路導(dǎo)體，并使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述回路導(dǎo)體夾住。
本發(fā)明的另一個(gè)方面包括電流輸送系統(tǒng)，其包括所述電線。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方面為包括該電線的電信號(hào)傳送系統(tǒng)。
利用其獨(dú)特且新穎的特征，本發(fā)明提供了一種電線和制造該電線的方法，該方法可以提供能容易地制造的安全且方便的電線。


上述的以及其它的目的、方面和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)參考附圖根據(jù)下面的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述能得到更好的理解，其中
圖1A-1B顯示了傳統(tǒng)的電線50和100；圖2A-2F顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電線200的各個(gè)方面；圖3A-3W顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電線200的各種可能的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；圖4A-4C顯示了根據(jù)其中的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有熱區(qū)295的電線200的一個(gè)方面；圖5顯示了根據(jù)其中的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電線200的另一個(gè)方面；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電線200的可能的終端結(jié)構(gòu)；圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的制造電線的方法700；圖8-10分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的典型的兩板電容器、四板電容器和三板電容器的示意圖；圖11-12顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的如何在電線中消除電容性耦合的電流；圖13提供了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的使用該電線檢測(cè)接地回路接通性的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖；圖14提供了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的提供分離的接地信令的示意圖；圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的制造電線的方法1500；圖16-17提供了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線200的示例性結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖，特別是附圖2A-17，本發(fā)明包括電線200和制造電線的方法1500。如圖2A所示，本發(fā)明的示例性實(shí)施例致力于一種電線200，其包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體210；和第一和第二回路導(dǎo)體221，它們分別形成在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體210的相對(duì)側(cè)，并使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述第一和第二回路導(dǎo)體221夾住。電線200還包括第一絕緣層215和第二絕緣層225。
應(yīng)當(dāng)注意，除非另外指明，本發(fā)明中的以及這里所討論的任何層(例如，導(dǎo)體、絕緣層等)都可以形成為多個(gè)層。因此，例如絕緣層215應(yīng)當(dāng)被理解為至少一個(gè)絕緣層215，可起電導(dǎo)體應(yīng)當(dāng)被理解為至少一個(gè)(例如多個(gè))可起電導(dǎo)體，等等。
所述電線可以被用于基本上無(wú)限制范圍的適用電壓(例如0V到240V以及更高)。例如，電線可以包括等級(jí)1或等級(jí)2的性能以及其它的低電壓/電流性能，還可以用于商業(yè)用途的電壓如120V AC和240VAC，并且還可以用于除等級(jí)1、等級(jí)2以及這些商用電壓之外的其它應(yīng)用。
如圖2B所示，電線200可以具有縱向(長(zhǎng)度)方向，L，以及橫向(寬度)方向，W。這些方向也可以被稱之為電線的水平尺度。電線還進(jìn)一步被認(rèn)為具有厚度(例如所有堆疊的層的總厚度)，其被稱之為垂直尺度。
電線200還可以包括沿縱向方向形成于電線200端部的終端部分(例如終端)(未示于圖2B中)。例如，電線200的一個(gè)端部(即終端部分)可以被連接于源模塊(例如電源、語(yǔ)音/數(shù)據(jù)發(fā)送源，等)，而另一端部(即終端部分)可以被連接于目標(biāo)模塊(例如，開(kāi)關(guān)、插座、電器裝置等)。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明并不一定包括任何形式的終端(例如電流源、大地等)，而是可以包括形成在兩個(gè)終端點(diǎn)之間的電線的縱向部分。
如進(jìn)一步所描述的，第一和第二回路導(dǎo)體221被形成以使得該至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被第一和第二回路導(dǎo)體夾住(例如，包圍、圍繞、包住)。被“實(shí)質(zhì)上夾住”的意思是，對(duì)于所有的實(shí)用目的，外來(lái)物體(例如釘子、螺絲、U形釘?shù)?在不首先接觸回路導(dǎo)體220之一的情況下不能接觸可起電導(dǎo)體210。術(shù)語(yǔ)“基本上夾住”并不是一定意味著回路導(dǎo)體220完全圍繞可起電導(dǎo)體(盡管這樣的設(shè)計(jì)是可能的)。相反，它的意思是回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體之間的任意距離(即可起電導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的絕緣層的厚度)是如此的小(例如大約小于等于0.030”)以至于外來(lái)物體在不接觸回路導(dǎo)體的情況下不能合理地進(jìn)入回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體之間。
例如，如圖2B所示，電線200可以由具有疊層結(jié)構(gòu)的層(例如基本上平坦的層)形成。至少這些層中的一些(例如回路導(dǎo)體221、絕緣層215、225)可以沿電線200的縱向邊緣，T，設(shè)置在一起(例如通過(guò)折壓、粘合等配合在一起)。
很重要地要注意可以在回路導(dǎo)體層221之間保持距離S。也就是，可起電導(dǎo)體210并不一定要被回路導(dǎo)體221完全夾住。發(fā)明人確定，只要回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體之間的任意距離(即可起電導(dǎo)體和回路導(dǎo)體之間的絕緣層的厚度)充分地小(例如大約小于等于0.030”)以至于物體在不接觸回路導(dǎo)體221的情況下不可能刺穿電線200并接觸可起電導(dǎo)體210即可。
應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語(yǔ)“可起電”的用意是指具有連接電源或者電流并且攜帶(例如發(fā)送)電流或者電信號(hào)(例如AC或DC電源，或者如語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳送信號(hào)這樣的電通信信號(hào))的能力(例如目的)?？善痣妼?dǎo)體可以被稱之為“非回路導(dǎo)體)?？善痣妼?dǎo)體還可以被稱之為“火線”。進(jìn)一步，術(shù)語(yǔ)“回路”的意思是指具有返回電流的目的(即不具有發(fā)送電流或電能供應(yīng)到負(fù)載的目的)?；芈穼?dǎo)體還可以被稱之為被接地的導(dǎo)體或中線。
具體地，“可起電”導(dǎo)體可以被認(rèn)為是在這里定義的“火區(qū)”范圍內(nèi)的任何導(dǎo)體。可起電導(dǎo)體(例如火區(qū)中的導(dǎo)體)可以是工作中的“火”線，但也不一定。例如，對(duì)于三路開(kāi)關(guān)，可起電導(dǎo)體(例如“火區(qū)”中的導(dǎo)體)可以在一種條件下起到火線的作用，但是在另一種條件下起到地線的作用。
另外，術(shù)語(yǔ)“接地”的用意是指具有連接到“大地”的目的或能力。接地導(dǎo)體也可以簡(jiǎn)單地稱為“地線”。接地導(dǎo)體并不意欲在其上具有回路電流。進(jìn)一步，術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)體”被定義為能夠攜帶電流的導(dǎo)電介質(zhì)。
圖2C-2D描述了本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例。在圖2C所示出的示例性方面中，電線200包括至少一個(gè)可起電的第一導(dǎo)體210，至少一個(gè)回路導(dǎo)體221和至少一個(gè)接地導(dǎo)體222。
在該方面中，電線200還可以包括第一絕緣層215、第二絕緣層225和第三絕緣層230。如圖2C所示，第一絕緣層215可以形成在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體210和所述至少一個(gè)回路導(dǎo)體221之間，第二絕緣層225可以形成在所述至少一個(gè)回路導(dǎo)體221和所述至少一個(gè)接地導(dǎo)體222之間，第三絕緣層230可以形成在所述至少一個(gè)接地導(dǎo)體222之上。
圖2D顯示了電線200的示例性方面的剖視圖。如圖2D所示，電線200的導(dǎo)體可以具有堆疊布置。電線200還可以包括用于在電線中粘合相鄰的絕緣層和導(dǎo)體的粘合劑290。
應(yīng)當(dāng)注意，所述附圖的目的僅僅是描述性的。在本發(fā)明的實(shí)際電線中，在下面將進(jìn)一步分別描述的導(dǎo)體、絕緣層和粘合部件之間可以不具有看得見(jiàn)的間隔(即圖2D中的白色區(qū)域)。
圖2E-2F顯示了電線200的另外的示例性方面。例如，在圖2E的示例性方面中，導(dǎo)體210、221、222可以包括基本上圓形的導(dǎo)體(例如共軸布置)。在圖2F的方面中，導(dǎo)體210、221、222可以包括實(shí)質(zhì)上橢圓形的導(dǎo)體。
通常，本發(fā)明的電線(即保護(hù)性層化電線)提供了一種替代物，其可以以多種方式應(yīng)用，可以應(yīng)用于多種位置，并且代表了所有其它的電線系統(tǒng)的示范性改變。該電線可以包括保護(hù)性層化電線，其可以具有有平行的縱軸的導(dǎo)體(即具有曲線橫截面的導(dǎo)體)，或者所述電線可以按性質(zhì)進(jìn)行實(shí)質(zhì)上的層疊，以使得各個(gè)導(dǎo)體具有實(shí)質(zhì)上平行的平面(即平行軸)。但是，導(dǎo)體的截面并不一定一致(例如同心)或同軸。
例如，在一個(gè)方面中，內(nèi)部(火性)導(dǎo)體被絕緣體包圍或限制，然后是中間(中性)導(dǎo)體、第二絕緣體，然后是外部(接地)導(dǎo)體和外部絕緣體。
電線的示例性實(shí)施例可以具有范圍在基本上曲線幾何形狀如圓形(如同心圓)、卵圓形、橢圓形和平坦形(如線性或直線)層的截面形狀。同心形式(如圖2E)(即長(zhǎng)軸和短軸幾乎相等)是關(guān)于具有較小表面積的最內(nèi)部導(dǎo)體(即火線/可起電導(dǎo)體)對(duì)稱。卵圓或橢圓形式(如圖2F)(即長(zhǎng)軸和短軸不相等)支持相對(duì)平坦的最內(nèi)部導(dǎo)體。平坦形式(如圖2B-2D)(即長(zhǎng)軸＝1，短軸＝0)支持所有平坦的導(dǎo)體和絕緣體(如多平面平坦導(dǎo)體)。
電線的示例性實(shí)施例可以提供關(guān)于安全、應(yīng)用方法、成本和制造容易度的不同的優(yōu)點(diǎn)。同心和橢圓形式可以具有異常好的安全方面(例如非常低的刺穿危險(xiǎn))，而平坦形式則由于各個(gè)導(dǎo)體的大的表面面積而具有異常好的電流攜帶能力，并且在任何刺穿的情況下會(huì)跳開(kāi)任何安全切斷裝置(如斷路器、GFCI等)。另外，所述電線(即保護(hù)性層化電線)的使用從包括安全、電干擾屏蔽和燃燒性的很多視點(diǎn)來(lái)看都具有優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于電擊致死的危險(xiǎn)，這個(gè)不可避免的問(wèn)題集中在由諸如釘子、螺絲、鉆頭等物體對(duì)通電導(dǎo)體(即可起電導(dǎo)體)的刺穿。傳統(tǒng)的墻內(nèi)和天花板內(nèi)布線具有被任何的上述物體刺穿的隱患，因此具有電擊致死的可能性。
盡管本發(fā)明的電線可以進(jìn)行表面安裝(即在墻上或天花板上，或者在如地毯下的地板上)，但是它具有超過(guò)傳統(tǒng)電線的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其確保物體在接觸可起電(即火/最內(nèi)部)導(dǎo)體之前首先穿過(guò)至少一個(gè)非可起電導(dǎo)體(如回路導(dǎo)體和/或接地導(dǎo)體)。因此，隨著刺穿動(dòng)作的進(jìn)行，在火線至地線和中線上產(chǎn)生高電流，導(dǎo)致電流斷路器迅速跳閘。
具體地，對(duì)于電線(即層疊的電線)的這種刺穿動(dòng)力狀態(tài)的解決，為了減少刺穿物體起電的機(jī)會(huì)，可起電導(dǎo)體(即火線)的導(dǎo)體厚度應(yīng)當(dāng)相對(duì)于外層(如接地導(dǎo)體和回路導(dǎo)體)的總厚度低(如盡可能地低)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了好的層厚度比率R，其中R＝(TG+TN)/TH＝1.00，TG、TN、TH分別是接地、被接地、和可起電導(dǎo)體的導(dǎo)體厚度，R是層厚比。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，接地和回路導(dǎo)體的厚度為0.001”，可起電導(dǎo)體的厚度為0.002”，并使得R＝(TG+TN)/TH＝(0.001”+0.001”)/0.002”＝1.00。
進(jìn)一步，在電線的刺穿的動(dòng)力狀態(tài)中，相對(duì)的被接地和接地層還可以有利地貢獻(xiàn)于比率R，從而形成更安全的情況。已顯示出，比率R越高，在導(dǎo)電物體如釘子的刺穿過(guò)程中，電線越安全。
在短路過(guò)程中，該電線可以起到從源到該刺穿點(diǎn)的分壓器的作用。所述層厚比率產(chǎn)生了從內(nèi)部施加到該刺穿物體的電壓的比率度量的比例換算。因此，從釘子等處的更低的電壓產(chǎn)生了更安全的條件。
在刺穿以增加安全裝置(如斷路器、電路斷流器(如GFCI)或其它安全斷開(kāi)裝置)的動(dòng)作的可能性以及減少動(dòng)作時(shí)間的過(guò)程中，外部(如接地和回路導(dǎo)體)層的導(dǎo)體厚度必須實(shí)質(zhì)上足夠以導(dǎo)致在刺穿點(diǎn)處的可靠的短路。短路必須造成能使安全設(shè)備以其最快響應(yīng)時(shí)間跳閘的高電流。這造成了基于時(shí)間的更安全的條件。更低的電壓和更短的時(shí)間的結(jié)合產(chǎn)生了比任何條件自己更顯著安全的條件。
在刺穿點(diǎn)，在從電源移走了安全裝置之后，可以認(rèn)為所有的層保持為相對(duì)低電阻的關(guān)系。這是由于刺穿物體的存在和/或各個(gè)層的絕緣位置的破壞。進(jìn)一步，刺穿閃點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致某種程度的刺穿的周邊中的熔合或熔化區(qū)域。通過(guò)在破壞區(qū)域中重復(fù)地施加電能，該周邊的尺寸會(huì)增加(例如，特別是移走了刺穿物體的情況下)，但是足夠的電阻會(huì)充分殘留下來(lái)以在復(fù)位時(shí)重復(fù)安全裝置的恢復(fù)活動(dòng)。
避免在損壞區(qū)域中重復(fù)施加電能的方式是可以在主動(dòng)安全設(shè)備(ASD)中設(shè)置電路，該電路可以在向電線加電之前檢測(cè)到地線的實(shí)質(zhì)上的短路。這種特征能力為本發(fā)明電線的設(shè)計(jì)所支持。
因此，本發(fā)明的電線(即保護(hù)性層化電線)可以認(rèn)為對(duì)斷路器或保險(xiǎn)絲固有地安全。另外，當(dāng)電線與安全裝置(如斷路器、電路斷流器(如接地故障電路斷流器(GFCI))或其它安全斷開(kāi)裝置)結(jié)合使用時(shí)，所述安全性會(huì)進(jìn)一步得以提高。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例還提供了關(guān)于其它電安全問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)，例如導(dǎo)致意外接觸的磨損絕緣和可能的觸電身亡可以由本發(fā)明的示例性實(shí)施例(即保護(hù)性層化電線)很好地解決，因?yàn)槠湓诨鹁€和外部世界(任何方向)之間可以包括三層絕緣。與當(dāng)前的雙重絕緣傳統(tǒng)電線相對(duì)，這通常被稱之為“三重絕緣”。
關(guān)于電屏蔽，本發(fā)明的電線(即保護(hù)性層化電線)的外部接地層可以提供屏蔽，由此電力傳輸信號(hào)或負(fù)載生成的電噪聲就不能穿透電纜而干擾廣播信號(hào)或?qū)е乱纛l裝置中的“嗡嗡聲”。
另外，關(guān)于可燃性，本發(fā)明的電線提供了優(yōu)于傳統(tǒng)電線和布線系統(tǒng)的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具體地，本發(fā)明的電線可以提供用于散熱的較大的表面面積。由此，外部導(dǎo)體(例如回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體)可以容易地將熱量從被外部源加熱的膜絕緣皮導(dǎo)走，降低所述熱量引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。另外，熱傳導(dǎo)率可以超過(guò)燃燒率，由此抑制局部的燃燒面積。
額外的“保護(hù)層”可以添加到本發(fā)明的電線中。例如，除了電線(即保護(hù)性層化電線)和斷路器配置之外，GFCI、電弧故障探測(cè)器和專(zhuān)門(mén)研發(fā)的“主動(dòng)安全設(shè)備”也可以被包括進(jìn)來(lái)與電線一起使用，以進(jìn)一步降低電擊、觸電身亡或火災(zāi)的可能性。
另外，由于本發(fā)明中的可起電導(dǎo)體可以提供在回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體之間(例如內(nèi)部)，回路導(dǎo)體、接地導(dǎo)體以及絕緣層可以提供對(duì)可起電導(dǎo)體的耐磨保護(hù)。也就是說(shuō)，形成于可起電導(dǎo)體之上的層(即絕緣層、回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體)在例如電線要被安裝于其上的墻(或屋頂)被砂紙或任何其它研磨劑擦磨時(shí)可以禁止對(duì)可起電導(dǎo)體的磨損。
進(jìn)一步，本發(fā)明的電線可以包括扁平的軟線，其允許用戶將電引到房間中的墻壁或屋頂?shù)娜魏螀^(qū)域。電線可以非常薄(例如總厚度不大于0.050英寸)并可以安裝到墻、屋頂或地板的表面(例如，使用粘合劑)，由此不需要昂貴的內(nèi)墻、屋頂或地板的重新布線。還可以在布線上噴涂油漆或用紙糊以匹配表面的其余部分。
本發(fā)明的電線中的各個(gè)導(dǎo)體可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層(例如導(dǎo)電的銅、鋁或其它導(dǎo)電材料層)，其分別為大約0.0004到大約0.020英寸厚，并且優(yōu)選地在大約0.001英寸厚或更小的數(shù)量級(jí)。
導(dǎo)體可以由多種材料形成并且具有多種模式、尺度和間距。例如，導(dǎo)體可以由電導(dǎo)材料如金屬(例如銅、鋁、銀、其它導(dǎo)電材料等)、多晶硅、陶瓷材料、碳纖維或?qū)щ娪湍纬?。進(jìn)一步，導(dǎo)體可以非常薄。
導(dǎo)體厚度應(yīng)當(dāng)貫穿其長(zhǎng)度和寬度一致，由此消除任何電阻“熱點(diǎn)”。特定應(yīng)用的電流攜帶規(guī)格可以單獨(dú)地或組合地由三種方式中的任一種實(shí)現(xiàn)。第一，導(dǎo)體的寬度可以改變。第二，額外的薄導(dǎo)電層(例如銅、鋁或其它導(dǎo)電材料)可以為各個(gè)導(dǎo)體進(jìn)行層疊。第三，導(dǎo)體的厚度可以增加。
例如，在一個(gè)示例性負(fù)載電流應(yīng)用中，每個(gè)導(dǎo)體可以包括大約兩個(gè)導(dǎo)電層(例如銅、鋁或其它導(dǎo)電材料層)。但是應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于下面公開(kāi)的每個(gè)實(shí)施例，使用或多或少的層都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
電線中的絕緣層可以由多種材料形成。例如，絕緣層可以包括聚合材料(例如聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜等)。進(jìn)一步，絕緣層可以具有例如0.00025到0.030英寸范圍的厚度。
形成于導(dǎo)體之間的絕緣層還可以定向?qū)щ妼?。此外，絕緣材料可以單獨(dú)使用或者與內(nèi)部粘合劑組合使用，以隔開(kāi)導(dǎo)體并保持不同目的的導(dǎo)體(例如接地對(duì)回路或可起電(即火))之間的安全距離。進(jìn)一步，電線可以具有楔形邊緣(即沿橫寬度方向逐漸變細(xì))以便于視覺(jué)封閉(例如當(dāng)安裝到屋頂或墻壁上時(shí))。例如，各個(gè)層(例如導(dǎo)電層和/或絕緣層)可以具有不同的寬度以方便形成所述的楔形邊緣。
應(yīng)當(dāng)理解，額外的絕緣材料也被考慮落入本發(fā)明的范圍并可以使用，只要該絕緣材料柔軟、可噴涂并且能夠與表面粘合。該絕緣材料還應(yīng)當(dāng)與掩藏(如蓋板)化合物相容，抗紫外線，并具有與導(dǎo)體和其要黏附的表面相類(lèi)似的熱膨脹收縮特性。
其它期望的特性為絕緣材料應(yīng)當(dāng)抗在制造過(guò)程中施加的張力，在存儲(chǔ)條件下不收縮不松弛，并且當(dāng)結(jié)束其使用時(shí)能夠去除。任何磨損、破裂、切割、刺穿或者任何其它絕緣損害(例如會(huì)導(dǎo)致身體傷害或損害，或者會(huì)導(dǎo)致對(duì)例如結(jié)構(gòu)的物理或構(gòu)造損害的不安全暴露)利用故障探測(cè)電子裝置會(huì)使得安全，該故障探測(cè)電子裝置在能阻止永久傷害的時(shí)間范圍內(nèi)將潛在的傷害性的或破壞性的電流從用戶切斷。
進(jìn)一步，粘合材料290(例如附圖2D)應(yīng)當(dāng)能夠粘合絕緣層和導(dǎo)體。例如，膠帶、液態(tài)粘合劑、熱粘合劑、壓敏粘合劑或UV敏粘合劑或者這樣的粘合劑或粘合方法的任意的組合也可以用作內(nèi)部粘合劑。內(nèi)部粘合劑材料還可以起到隔開(kāi)導(dǎo)體層組并保持不同目的的導(dǎo)體之間的安全絕緣距離的作用。
外部粘合劑層還可以形成在電線的最外部絕緣層上，用于將電線與期望的表面粘合。該外部粘合劑層可以是例如雙面膠帶，一面固定在電線的背面，另一面固定在墻壁(或屋頂)或者表面上。另外，也可以單獨(dú)施加化學(xué)粘合劑，該化學(xué)粘合劑可以包括具有與絕緣層和電線要粘合于其上的期望的表面好的粘合特性的任何粘合劑。還可以不添加任何粘合劑，而通過(guò)機(jī)械形變和熱熔合來(lái)連接絕緣層。
再次參照附圖，圖3A-3W描述了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線200的可能的結(jié)構(gòu)的橫截面圖(為簡(jiǎn)略起見(jiàn)，在圖3A-3W中未示出絕緣層)。
例如，圖3A和3M的電線分別類(lèi)似于圖2B和2C的電線。如圖3B、3E和3N所示，導(dǎo)體可以具有交錯(cuò)布置并可以包括不均勻的寬度(即沿橫向)。
如圖3C所示，導(dǎo)體(如接地導(dǎo)體222)可以在其自身上折疊。進(jìn)一步，如圖3D所示，另一種導(dǎo)體(如回路導(dǎo)體221)可以在折疊的導(dǎo)體(如可起電導(dǎo)體210)上進(jìn)行折疊。
如圖3F所示，導(dǎo)體可以在其一側(cè)通過(guò)某種方式進(jìn)行處理(如熱、化學(xué)或機(jī)械)或粘合。例如，在圖3F中，上部導(dǎo)體222(通過(guò)點(diǎn)焊、縫焊、化學(xué)粘合或其它機(jī)械方式)被連接到下部導(dǎo)體222。這可以用于沿電線的縱向邊緣提供更加有保護(hù)性的壁，使得物體更難于從該縱向側(cè)刺穿電線并接觸可起電導(dǎo)體。
圖3G-3I描述了這樣的電線，其中導(dǎo)體210為圓形，而導(dǎo)體221和222為波形或基本上平坦。進(jìn)一步，圖3J-3L描述了這樣的電線，其中導(dǎo)體可以分別被彎曲以便它們被形成于多于一個(gè)平面中。例如，在圖3J中，導(dǎo)體221具有彎曲的結(jié)構(gòu)以基本上包圍導(dǎo)體210。
圖3O和3S描述了這樣的電線，其中導(dǎo)體210具有基本上長(zhǎng)方形(或橢圓形)的形狀，而其它導(dǎo)體221、222可以基本上平坦或彎曲。在圖3P-3R和3T中，一些導(dǎo)體可以基本上平坦并且其它的導(dǎo)體可以圍繞(例如部分圍繞)所述平坦導(dǎo)體。進(jìn)一步，如圖3U-3W所示，導(dǎo)體(如圖3U中的導(dǎo)體210)可以以連鎖的方式相互彎曲圍繞。
圖4A-4C描述了根據(jù)本發(fā)明的電線的另一個(gè)示例性方面。這些圖描述了“火區(qū)(hot zone)”，其是本發(fā)明引入的一個(gè)重要概念。具體地，“火區(qū)”可以被認(rèn)為是至少被回路導(dǎo)體“基本上夾住”的區(qū)域。如圖4A所示，取決于電線的應(yīng)用，火區(qū)可以包括以水平和垂直方式布置的層段。
例如，圖4A描述了導(dǎo)體取向的通常情況的橫截面圖。應(yīng)當(dāng)注意為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在圖4A-4C中未顯示絕緣層(和粘合劑)。
如圖4A所示，電線200包括形成于火區(qū)295的相對(duì)側(cè)(即上側(cè)和下側(cè))上的接地導(dǎo)體222和回路導(dǎo)體221。另外，在火區(qū)295中包括可起電導(dǎo)體的“M”個(gè)垂直分段和“N”個(gè)水平分段。更具體地，火區(qū)295包括分段(1，1)296到分段(1，M)297以及分段(N，1)298到分段(M，N)299。應(yīng)當(dāng)注意M和N都不被特別地限定。
另外，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線的應(yīng)用包括諸如語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)這樣的電通信信號(hào)的傳輸。例如，該電線可以被用作電力線載波(PLC)通信系統(tǒng)的一部分，其中該電線(即電線的一部分)被用于提供AC電能并且還被用作(即電線的一部分被用作)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)以傳送語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)通信信號(hào)。因此，只要有AC插座，該電線就可以提供高速網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。
具體地，該電線在與AC電源零交叉的時(shí)間附近期間可以傳送電通信信號(hào)。另外，根據(jù)本發(fā)明，該電線可以傳送包括RS485和HDTV在內(nèi)的多種不同類(lèi)型(如格式)的通信信號(hào)。
例如，如圖4A所示，除了由“熱區(qū)”將電能傳送到其它地方之外，電線200還可以包括為電信號(hào)(例如通信信號(hào))預(yù)留的部分450。例如，該預(yù)留的部分450中的導(dǎo)體可以包括構(gòu)圖的導(dǎo)體，如McCurdy等在2002年5月28日提交的、與本申請(qǐng)共同轉(zhuǎn)讓并在此引入作為參考的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10/154,929(NON-UNIFORM TRANSMISSION LINE ANDMETHOD OF FABRICATION THE SAME)所描述的那樣的構(gòu)圖的導(dǎo)體。進(jìn)一步，電線200還可以包括多個(gè)這樣的部分450，其分別專(zhuān)用于攜帶相同或不同類(lèi)型(如格式)的通信信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線可以獨(dú)立于任何電流被用于傳送通信信號(hào)。也就是，可起電導(dǎo)體可以完全專(zhuān)用于通信信號(hào)或者完全專(zhuān)用于電力供應(yīng)。
對(duì)于燈的三相切換，會(huì)需要火區(qū)中的兩個(gè)導(dǎo)體，其從回路導(dǎo)體到可起電導(dǎo)體(即從中線到火線)交替切換。圖4B顯示了利用本發(fā)明來(lái)達(dá)到此目標(biāo)的兩個(gè)可能的實(shí)施例。
例如，第一個(gè)實(shí)施例(左邊)包括回路導(dǎo)體221和接地導(dǎo)體222。另外，該實(shí)施例包括在火區(qū)295中基本上共面的兩個(gè)可起電導(dǎo)體210。第二個(gè)實(shí)施例(右邊)類(lèi)似于第一個(gè)實(shí)施例，不同之處在于可起電導(dǎo)體具有層疊布置。
應(yīng)當(dāng)注意，第一個(gè)實(shí)施例提供的電線具有更小的厚度(即更薄)，而第二個(gè)實(shí)施例提供的電線具有更小的寬度(即更窄)。如上所述，該電線的示例性實(shí)施例可以用于基本上無(wú)限制的電壓應(yīng)用(如0V到240V或更高)。例如，該電線可以用于提供如240V AC的兩相電能。
進(jìn)一步，圖4C顯示了根據(jù)另一個(gè)示例性方面的電線200。如圖4C所示，電線200可以包括“N”多個(gè)水平層疊460，每個(gè)層疊具有“M”個(gè)可起電導(dǎo)體210。
該方面例如可以用于多分支電路。應(yīng)當(dāng)注意，水平分段可以共用層之間的以及接地導(dǎo)體222外部上的公共絕緣體。
再次參照附圖，圖5顯示了本發(fā)明的電線200的另一個(gè)示例性方面(注意圖5的電線類(lèi)似于圖2D的電線)。如圖5所示，電線200可以包括14AWG(即美國(guó)電線標(biāo)準(zhǔn))電線。例如，粘合劑290可以如所示的那樣被包括進(jìn)來(lái)。
進(jìn)一步，電線200可以包括絕緣層215、225和230，它們由聚酯形成，為0.001英寸厚并且全退火。電線200還包括導(dǎo)體210、221和222，它們由銅(或鋁或其它導(dǎo)電材料)CDA102或CDA110形成并且具有0.001英寸的厚度。
如圖5所示很顯然，各層的寬度不同。例如，導(dǎo)體210的寬度為1.620英寸，而導(dǎo)體221和222的寬度為1.750英寸。絕緣層215的寬度為2.000英寸，絕緣層225的寬度為2.250英寸，絕緣層230的寬度為2.500英寸。
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線可以包括形成于兩個(gè)終端部分之間的縱向部分。圖6顯示了電線200的可能的終端。
圖6中的線路端610是電能起始的位置，負(fù)載端620是電能被發(fā)送的位置。線路端電能通常通過(guò)公共插座或其它源頭(如常規(guī)源頭)起始。終端技術(shù)(如電線的任一個(gè)端部)可以包括焊接、壓接、表面接觸、夾緊和絕緣層剝離。
對(duì)于線路端終端，帶有電源線尾部的置于插座中的插頭可以在線路端終端盒615中終止。在這種情況下，該盒子可以安裝在插座附近的墻(或屋頂)上。進(jìn)一步，終端盒可以是作為插入到插座中的主動(dòng)安全設(shè)備(ASD)的機(jī)械接口的“源模塊”。另外，終端盒可以位于插座之上，并插入到插座中。
對(duì)于負(fù)載端終端，可以提供一組三個(gè)“浮動(dòng)頭”或傳統(tǒng)電線以使用戶按需(如壁燈、吊扇等)切割長(zhǎng)度和確定終端。進(jìn)一步，安裝在與電線相連接的小的印刷電路板上的接線板可以向用戶提供螺旋終端設(shè)備。另外，負(fù)載端終端(目的地)盒625可以包括由用戶進(jìn)行插入的其自身的插座。
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線的另一個(gè)方面在于它提供了電容解決方案。也就是，與回路導(dǎo)體很靠近的可起電導(dǎo)體引起的電容表示了與負(fù)載電流疊加的無(wú)功電流。該電容根據(jù)施加的電壓(如AC或DC)被充電。由于回路導(dǎo)體具有相對(duì)于可起電導(dǎo)體低的電壓，在回路導(dǎo)體和接地導(dǎo)體之間形成的電容內(nèi)只會(huì)集聚極少的電荷。
具體地，電線(層化平坦電線)可以被認(rèn)為是形成了一系列電容(即電容器)，其具有如圖7所示的等效電路(即電容電路)。如圖7所示，包括可起電導(dǎo)體210、回路導(dǎo)體221和接地導(dǎo)體222的電線200可以形成電容器C1、C2A和C2B。
在這種情況下，電容器C1是由與可起電(即內(nèi)部(火))導(dǎo)體210非?？拷幕芈穼?dǎo)體221(即中性層)形成的平行板電容器。電容器C2是由回路(即中性)導(dǎo)體221和非?？拷慕拥貙?dǎo)體222形成的。
關(guān)于電容器C1和C2的影響，應(yīng)當(dāng)注意，電容器C1(C1A/C1B)會(huì)導(dǎo)致電流在可起電導(dǎo)體(如平坦導(dǎo)體火線)210和回路導(dǎo)體(如平坦導(dǎo)體中線)221之間通過(guò)其間形成的電介質(zhì)(以及在沒(méi)有粘合劑的情況下存在的任何空氣)流動(dòng)。由此，可以看出在電線200(如平坦電線)被最終固定(例如，由封裝化合物、墻紙、油漆等)之后在層間俘獲的空氣會(huì)導(dǎo)致電容的劇烈降低，這是由于空氣的低的介電常數(shù)(ε＝1.0)。隨著電線的縱向(即長(zhǎng)度方向)距離的增加，會(huì)在電線200(如AC平坦電線)中形成顯著的電容，并且因此會(huì)產(chǎn)生較大的電流。
進(jìn)一步，在回路(即中性)導(dǎo)體221和可起電(即火性)導(dǎo)體210上的來(lái)自電容器C1的電流代表了對(duì)于H-N CT的平衡負(fù)載電流(即回路電流減去火線電流為零)并且因此其不被認(rèn)為是線路源GFCI錯(cuò)誤跳閘的問(wèn)題。在回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體(即中性線和火線)上的電容性電流成為問(wèn)題的情況下，可以實(shí)施“補(bǔ)償”電路來(lái)無(wú)效該電流。
進(jìn)一步，電容器C2(C2A/C2B)不會(huì)導(dǎo)致顯著的電流在回路(即中性)導(dǎo)體221和可起電(即火性)導(dǎo)體210(即平坦電線中性和平坦電線火性)之間流動(dòng)，因?yàn)殡妷翰钔ǔＰ∮?伏特。如上所述，即使在回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體(即中線和火線)上的電容性電流成為問(wèn)題的情況下，也可以實(shí)施“補(bǔ)償”電路(即具有電感的電路)來(lái)無(wú)效該電流。
再次參照附圖，電容器C1A的電容值實(shí)際上可以從平行板電容器模型而推知。圖8-10分別描述了典型的兩板電容器、四板電容器和三板電容器，此處P表示電容器極板，D表示電容器極板之間的電介質(zhì)。
平行板電容C(即電容測(cè)量計(jì)，C測(cè)量計(jì))由C＝εA/d給出，其中導(dǎo)體之間的電介質(zhì)D的介電常數(shù)由ε＝ε0·εR給出，A為平行板電容器的面積，d為極板表面之間的距離，ε0為自由空間的介電常數(shù)(即電容率)，εR為介電材料的相對(duì)電容率。
由此，如圖8所示，對(duì)于兩板電容器，平行板電容器的面積A由A＝L·W給出，其中L為極板的長(zhǎng)度，W為極板的寬度，如圖9所示，對(duì)于四板電容器，面積A由A＝L·W·2給出。
圖10顯示了三板電容器層疊的布線/構(gòu)造，其模擬了具有相對(duì)于每個(gè)可起電(即內(nèi)部)導(dǎo)體的短路的屏蔽的電線200(即平坦電線)。應(yīng)當(dāng)注意圖10的構(gòu)造可以通過(guò)從圖9的結(jié)構(gòu)中去除一個(gè)極板(即導(dǎo)體)和一個(gè)介電分離器(即絕緣層)而得到。
進(jìn)一步，如圖10所示，平行板電容器的面積A由A＝L·W·k給出，其中乘數(shù)常數(shù)k實(shí)際上為極板數(shù)(n)除以2。因此，對(duì)于三板電容器，常數(shù)k＝1.5。
因此，對(duì)于電線(即層疊的平坦電線)，在可起電導(dǎo)體和其兩個(gè)相鄰的回路導(dǎo)體(即層)之間形成的電容器的電容由C＝ε(L·W·1.5)/d或C＝1.5·W·L·ε/d給出。
應(yīng)當(dāng)注意使用上述公式計(jì)算的電容值會(huì)變成最差的情況，因?yàn)閷?dǎo)體(即層)并不一定彼此完全接觸。不存在粘合劑的空氣間隔和間隙產(chǎn)生大值的“d”，由此導(dǎo)致電容的較小的值。該電容根據(jù)層之間的表面粘合的百分比以及施加到電線(即平坦電線)的外表面上的壓力的量而變化。
再次參照附圖，圖11-12顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的如何在電線中除去電容性耦合的電流。具體地，圖11描述了具有可起電導(dǎo)體210和兩個(gè)回路導(dǎo)體221的電線200終止于主動(dòng)安全設(shè)備(ASD)或源模塊1100的情況。
在這種情況下，電容性耦合的電流CC可以如圖11所示進(jìn)行表示。因?yàn)榛芈穼?dǎo)體(即中性導(dǎo)體)沒(méi)有被顯著加電(即低AC伏特)，其對(duì)耦合到屏蔽的電流具有極小的影響。但是可起電導(dǎo)體(即火線)210被高度加電并且貫穿電線(即平坦電線)的長(zhǎng)度將電容性電流耦合到接地導(dǎo)體221(即中性導(dǎo)體)中。
圖12提供了電容性電流去除視圖，其描述了如何使用補(bǔ)償電路在關(guān)于電容的可起電導(dǎo)體210和接地導(dǎo)體(即火線和中性線)上產(chǎn)生純粹的零電流。如圖12所示，補(bǔ)償電路1200可以被包括為主動(dòng)安全設(shè)備1100的一部分或者與主動(dòng)安全設(shè)備結(jié)合使用。
具體地，在施加了補(bǔ)償電路1200之后的電流IL可以由IL＝IN1+IN2-IC給出，其中IN1和IN2是回路導(dǎo)體221上的電流，IC是(即補(bǔ)償電路提供的)補(bǔ)償電流。例如IL可以為0mA。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電線的另一個(gè)方面在于接地(即外部；大地)導(dǎo)體的“屏蔽”能力的雙向性。例如，如上所述，該至少一個(gè)接地層抑制電力傳輸信號(hào)和負(fù)載產(chǎn)生的電噪聲從電線中發(fā)送/發(fā)射出。另外，接地導(dǎo)體所提供的屏蔽防止外部產(chǎn)生的電噪聲進(jìn)入回路導(dǎo)體或可起電導(dǎo)體，這也是一個(gè)有價(jià)值的特征。
同樣為了接地層的安全和通信，電線(如層疊布置)中的兩個(gè)或多個(gè)接地導(dǎo)體222(即隔離的(外部)接地層)提供了通過(guò)目的“模塊”處的布線“跳線”將通信型信號(hào)縱向發(fā)送到接地導(dǎo)體222的另一端的機(jī)會(huì)，并將其縱向返回至源。這可以用于提供例如“接地環(huán)路接通檢驗(yàn)”。
因此，該電線可以在對(duì)可起電導(dǎo)體或可起電導(dǎo)體的分段加電之前由“主動(dòng)安全設(shè)備”提供接通檢驗(yàn)。該特征的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用在電工端接暴露的電線目的端時(shí)提供安全。
圖13提供了使用該電線檢測(cè)接地環(huán)路接通性的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖13所示，接地導(dǎo)體222和相對(duì)的接地導(dǎo)體222可以認(rèn)為是源1310和目的端1320之間的閉合環(huán)路的一部分。
所述電線還可以適應(yīng)額外的通信任務(wù)，如提供發(fā)送變流器(CT)和檢測(cè)變流器(CT)?？梢栽诮拥貙?dǎo)體222之一上(優(yōu)選地)插入比AC線路頻率更高的周期信號(hào)，而通過(guò)檢測(cè)CT檢測(cè)相對(duì)的接地導(dǎo)體222以獲知信號(hào)的返回情況。
圖14顯示了用于提供分離的接地信令的示意圖，其中電線被置于源模塊(分插座)1410和目的模塊1420之間，其可以發(fā)送和接收由發(fā)送接收電子設(shè)備處理的電信號(hào)。所述的兩個(gè)和更多個(gè)回路導(dǎo)體222(即層疊或橫向(平面)布置的隔離的(外部)接地層)可以被進(jìn)一步橫向分離或隔開(kāi)以提供在分離的導(dǎo)體之間縱向或差動(dòng)地發(fā)送通信型信號(hào)的機(jī)會(huì)。
再次參照附圖，圖15顯示了制造根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線的方法1500。該方法1500包括形成(1510)至少一個(gè)可起電導(dǎo)體，在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)上形成(1520)一對(duì)回路導(dǎo)體，以使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述回路導(dǎo)體夾住。
具體地，電線中的導(dǎo)體(即可起電、回路和接地導(dǎo)體)可以由實(shí)質(zhì)上導(dǎo)電的介質(zhì)形成，并且可以包括例如銅、鋁、鋼、銀、金、鉑、鎳、錫、石墨、硅、包括這些材料中任一種的合金、導(dǎo)電氣體、金屬、合金金屬。也就是，導(dǎo)體可以包括任意的能夠傳送電子而不管其效率如何的材料，只要所述“導(dǎo)體”中傳送電子的能力實(shí)質(zhì)上好于“絕緣體”即可。
進(jìn)一步，絕緣層可以由實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的介質(zhì)(“絕緣體”)形成，并且可以包括例如以下的材料有機(jī)、無(wú)機(jī)、合成、金屬的，碳的、同種的、不同種的、熱塑性的(如聚烯烴、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC))、熱固性的、木質(zhì)的、紙質(zhì)的、陽(yáng)極構(gòu)造、腐蝕層或其它。
絕緣層可以由任何定量測(cè)量上(即比例上)比導(dǎo)體更不能導(dǎo)電的材料制成。絕緣層的一個(gè)顯著特征(其確定所述默認(rèn)比率)在于它們的尺寸、形狀和絕緣強(qiáng)度是獨(dú)立變量，它們的因變量是在由于絕緣介質(zhì)的絕緣特性崩潰而導(dǎo)致大電流流過(guò)該絕緣介質(zhì)之前在上述“導(dǎo)體”之間的最大設(shè)計(jì)電壓。
所述大電流通常產(chǎn)生造成電線突變失效的情況。應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)絕緣層以使得在電線的典型應(yīng)用或潛在使用中，在導(dǎo)體(即實(shí)質(zhì)上導(dǎo)電的介質(zhì))之間沒(méi)有通過(guò)絕緣層(即實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的介質(zhì))的擊穿。
電線可以通過(guò)層化(即層疊)導(dǎo)體和絕緣層(即實(shí)質(zhì)上導(dǎo)電和實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的介質(zhì)(即疊片))而形成。另外，包括預(yù)加工材料的疊片便于成批軋制。
大部分電線是通過(guò)圍繞圓形電線束以螺旋線的方式纏繞平坦絕緣體而制成。同樣大部分獨(dú)立的電線通過(guò)使塑料PVC外殼圍繞圓形電線突出而得以絕緣。
但是，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電線可以包括被切成期望寬度的卷狀片或薄片。絕緣材料也是如此。那些經(jīng)由軋制技術(shù)處理的導(dǎo)體和絕緣體隨后可以涂覆粘合劑以允許不同的材料在連續(xù)的供給過(guò)程中相互粘合。所述切割取決于幾何結(jié)構(gòu)而可以在所述不同的材料粘合之前或之后進(jìn)行。例如，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣體和導(dǎo)體在將材料粘合在一起之前切割。
進(jìn)一步，如圖16所示，導(dǎo)體210、221、222可以由絕緣層(例如單獨(dú)的絕緣材料1620和/或成組的絕緣材料1630)密封或封裝，并且可以在絕緣層1620和1630之間形成粘合劑1650。絕緣材料被粘合于導(dǎo)體，并且覆蓋導(dǎo)體的橫向?qū)挾纫员憬^緣材料能夠與絕緣材料粘合。絕緣材料之間的相互粘合產(chǎn)生了更強(qiáng)更持久的結(jié)合，由此進(jìn)一步圍繞導(dǎo)體的整個(gè)橫截面邊緣封裝了導(dǎo)體。
在導(dǎo)體之間可以存在任意數(shù)量的絕緣體。用于單獨(dú)的導(dǎo)體的絕緣體可以彼此靠近(背靠背)直立?；蛘邽榱伺c連接需要有關(guān)的目的也可以存在絕緣體的多層組合。
另外，如圖17所示，可以在任意兩個(gè)導(dǎo)體210、221和222之間放置多個(gè)絕緣體組1710(即絕緣疊片)，其由獨(dú)立的絕緣體1720組形成。組絕緣體層1730也可以圍繞包括絕緣體組1710和導(dǎo)體210、221和222的結(jié)構(gòu)形成。
當(dāng)導(dǎo)體層由一層絕緣材料隔開(kāi)時(shí)，絕緣材料中有存在缺陷的可能性。在疊片的情況下，一個(gè)這樣的缺陷是絕緣材料中的開(kāi)口(如針孔開(kāi)口)。該開(kāi)口阻止了期望的絕緣產(chǎn)生，并且在疊片的開(kāi)口區(qū)域造成導(dǎo)電路徑。通過(guò)在任意兩個(gè)導(dǎo)體之間放置兩個(gè)疊片或兩個(gè)薄片或兩個(gè)帶狀物(不管該基本上平坦的絕緣層是何名稱)，基本上最小化了將兩個(gè)開(kāi)口(即缺陷)放置在重合的位置上的統(tǒng)計(jì)可能性。
獨(dú)立絕緣的導(dǎo)體(即如圖16和17所示)可以通過(guò)將絕緣材料放置在與該導(dǎo)體基本上平行的平面上并且之后將該絕緣材料粘合到導(dǎo)體上固定而形成。導(dǎo)體可以由組絕緣體1630、1730而聚組在一起。獨(dú)立絕緣的導(dǎo)體可以通過(guò)可能的粘合劑1650或替代的結(jié)合方法而結(jié)合在一起。這使得本發(fā)明能夠提供這樣的絕緣電線，其粘合劑和層化結(jié)構(gòu)允許為了端接目的而剝離或折疊獨(dú)立的導(dǎo)體。
利用其獨(dú)特而新穎的特征，本發(fā)明提供了一種電線和制造該電線的方法，在當(dāng)受到外部損害時(shí)，其相對(duì)于傳統(tǒng)的電線能夠降低造成人身傷害或損害或者財(cái)產(chǎn)(即結(jié)構(gòu))損害的危險(xiǎn)。
盡管本發(fā)明借助于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在所附的權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)，也可以進(jìn)行修改來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。具體地，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這里的附圖只是適意性的，所述創(chuàng)造性組件的設(shè)計(jì)并不限于這里所公開(kāi)的內(nèi)容，而是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以修改。
進(jìn)一步，申請(qǐng)人的意愿是包括所有要求保護(hù)的部件的等同物，對(duì)本申請(qǐng)的權(quán)利要求不作修改應(yīng)當(dāng)理解成不放棄對(duì)修改的權(quán)利要求的任何部件或特征的等同物的利益或權(quán)力。
權(quán)利要求
1.一種電線，包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；和第一和第二回路導(dǎo)體，其分別形成于所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)上，以使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述第一和第二回路導(dǎo)體夾住。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線，進(jìn)一步包括第一和第二絕緣層，其分別形成于所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線，其中，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體包括具有層疊布置的基本上平坦的導(dǎo)電層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線，其中，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體中的每一個(gè)之間的距離不大于大約0.030英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線，其中，所述第一和第二回路導(dǎo)體沿著所述電線的縱向邊緣相互接觸，以使得所述可起電導(dǎo)體完全被所述第一和第二回路導(dǎo)體夾住。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線，其中，所述第一和第二回路導(dǎo)體被機(jī)械、化學(xué)和熱處理的至少一種處理而形成所述電線的保護(hù)性縱向邊緣，所述保護(hù)性邊緣防止外部物體在不接觸所述第一和第二回路導(dǎo)體之一的情況下刺穿所述電線并接觸所述可起電導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電線，其中，所述第一和第二絕緣層沿著所述電線的縱向邊緣相互接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電線，其中，所述第一和第二絕緣層被機(jī)械、化學(xué)和熱處理的至少一種處理而形成所述電線的保護(hù)性縱向邊緣，所述保護(hù)性邊緣防止外部物體刺穿所述電線并接觸所述可起電導(dǎo)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電線，進(jìn)一步包括外部絕緣層，其形成于所述第一和第二回路導(dǎo)體之上。
10.一種電線，包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；第一和第二絕緣層，其形成在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)；第一和第二回路導(dǎo)體，其分別形成在所述第一和第二絕緣層上，以使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述第一和第二回路導(dǎo)體夾??；第三和第四絕緣層，其分別形成在所述第一和第二回路導(dǎo)體之上；第一和第二接地導(dǎo)體，其分別形成在所述第三和第四絕緣層上；和第五和第六絕緣層，其分別形成在所述第一和第二接地導(dǎo)體上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，所述第一和第二回路導(dǎo)體被機(jī)械、化學(xué)和熱處理的至少一種處理而形成所述電線的保護(hù)性縱向邊緣，所述保護(hù)性邊緣防止外部物體在不接觸所述第一和第二回路導(dǎo)體之一的情況下刺穿所述電線并接觸所述可起電導(dǎo)體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，所述第一和第二回路導(dǎo)體之間的區(qū)域形成火區(qū)，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體被置于所述火區(qū)之中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電線，其中，所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體包括多個(gè)可起電導(dǎo)體，其形成于所述火區(qū)之中并且包括跨越所述電線寬度的多個(gè)水平分段和跨越所述電線厚度的多個(gè)垂直分段。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電線，其中，所述可起電導(dǎo)體的所述多個(gè)水平分段中的至少一個(gè)分段被用于傳送通信信號(hào)，并且所述可起電導(dǎo)體的所述多個(gè)水平分段中的至少一個(gè)分段被用于提供AC和DC電能的一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電線，其中所述通信信號(hào)包括語(yǔ)音通信信號(hào)和數(shù)據(jù)通信信號(hào)中的一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體和所述第一和第二回路導(dǎo)體之間形成的電容由C＝1.5·W·L·ε/d給出，其中W為回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體的寬度，L為回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體的長(zhǎng)度，ε為第一和第二絕緣層的介電常數(shù)，d為各個(gè)回路導(dǎo)體和可起電導(dǎo)體之間的距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，進(jìn)一步包括粘合劑，用于粘合所述電線中相鄰的絕緣層和導(dǎo)體。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，刺穿所述電線的外表面的物體在接觸所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體之前接觸所述第一和第二接地導(dǎo)體之一和所述第一和第二回路導(dǎo)體之一。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中所述第一和第二接地導(dǎo)體防止電力傳輸信號(hào)和負(fù)載產(chǎn)生的電噪聲從所述電線發(fā)射出去。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，對(duì)于給定的橫截面積，所述第一和第二回路導(dǎo)體和所述第一和第二接地導(dǎo)體具有大于圓形導(dǎo)體的散熱率的散熱率。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，所述電線包括用于提供具有大于0V電勢(shì)的電流的交流(AC)電線和直流(DC)電線之一。
22.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，所述電線包括能表面安裝的電線。
23.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電線，其中，所述第一和第二回路導(dǎo)體均具有TG的厚度，所述第一和第二接地導(dǎo)體均具有TN的厚度，所述可起電導(dǎo)體具有TH的厚度，使得厚度比率R＝(TG+TN)/TH為至少1.00。
24.一種電線，包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；第一絕緣層，其圍繞所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體形成；回路導(dǎo)體，其圍繞所述第一絕緣層形成，并使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述回路導(dǎo)體夾?。缓偷诙^緣層，其圍繞所述回路導(dǎo)體形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電線，進(jìn)一步包括接地導(dǎo)體，其圍繞所述第二絕緣層形成；和第三絕緣層，其圍繞所述接地導(dǎo)體形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電線，其中，所述可起電導(dǎo)體、所述回路導(dǎo)體和所述接地導(dǎo)體包括基本上曲線形狀橫截面幾何結(jié)構(gòu)和基本上直線橫截面幾何結(jié)構(gòu)中的一種。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電線，其中，所述可起電導(dǎo)體、所述回路導(dǎo)體和所述接地導(dǎo)體被形成于基本上平行的平面內(nèi)。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電線，其中所述電線包括總厚度不大于大約0.050英寸的基本上平坦的電線。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電線，其中，所述可起電導(dǎo)體、所述回路導(dǎo)體和所述接地導(dǎo)體包括基本上橢圓形的導(dǎo)體。
30.一種制造電線的方法，包括形成至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；和在所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)形成第一和第二回路導(dǎo)體，并使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述回路導(dǎo)體夾住。
31.一種電流輸送系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求1所述的電線。
32.一種電信號(hào)傳送系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求1所述的電線。
全文摘要
一種電線，包括至少一個(gè)可起電導(dǎo)體；和第一和第二回路導(dǎo)體，其分別形成于所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體的相對(duì)側(cè)上，以使得所述至少一個(gè)可起電導(dǎo)體至少基本上被所述第一和第二回路導(dǎo)體夾住。
文檔編號(hào)H01R12/24GK1868095SQ200480029633
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者羅伯特·J·塞克斯頓, 弗雷德·萊恩·馬丁, 查爾斯·亞歷山大·加里斯三世 申請(qǐng)人:尼威爾公司