具有厚绝缘层的电力电缆和其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电缆。在一个方面中，本发明涉及包含厚绝缘层的电力电缆，而在 另一个方面中，本发明涉及一种制造具有厚绝缘层的电力电缆的方法。
【背景技术】
[0002] 挤压式高压电缆利用厚绝缘层以确保可靠使用寿命。这类电缆设计在电缆制造中 产生挑战，包括以下：i)足够长的硫化过程以确保内部绝缘层的充分交联，ii)足够冷却过 程以冷却电缆从而使得能够卷取，iii)控制冷却以使造成导体从绝缘层"向后收缩"的纵向 应力最小化，iv)在一些制造配置中电缆定心的困难，在所述配置中厚壁电缆设计经受导致 导体周围的熔融绝缘材料下垂的重力，v)需要较长脱气时间以经由通过厚绝缘层的扩散过 程移出交联副产物，以及vi)适用于高压电缆制造的电缆线路的可用性受限制。
[0003] 现有技术水平的电缆制造方法涉及在两个半导体（屏蔽）层之间以同心方式围绕 导体真正三层挤压绝缘层。这一方法在绝缘材料和周围材料之间提供光滑界面并且避免在 多步方法中引入污染物。但是，对于厚绝缘层，热诱导的交联和将交联副产物随后抽空或脱 气导致低生产率。
[0004] 尽管已知在多个步骤中挤压绝缘层的潜能，但无参考文献建议由高导电性和/或 介电常数的中间层分离的多挤压绝缘层。在不存在此类中间层的情况下层的多重性使得有 可能在配合绝缘层之间引入污染物或空隙，其将不利地影响电缆可靠性。此外，因为在多个 步骤中挤压绝缘层将需要步骤相对快速连续进行以使得可以应用第二半导体层以允许收 集和储存电缆，所以归因于固化较薄层的交联和脱气时间减少的优势丢失，因为绝缘层正 如同其在单一步骤中挤压一样厚。另外，在单道次方法中使用多个挤压层将需要现有制造 方法安装额外挤压机，以试图获得目前在现有技术水平的真正三层方法中获得的品质。
【发明内容】
[0005] 在一个实施例中，本发明是一种制造包含导体、半导体层以及绝缘层的电力电缆 的方法，所述方法包含以下步骤：
[0006] (A)围绕所述导体挤压位于第一和第二半导体层之间的第一绝缘层以制造包含以 下的内部电力电缆：
[0007] (1)所述导体，所述导体接触
[0008] (2)第一半导体层，所述第一半导体层还接触
[0009] (3)第一绝缘层，所述第一绝缘层还接触 [0010] (4)第二半导体层，以及
[0011] (B)围绕所述内部电力电缆挤压位于第三和第四半导体层之间的第二绝缘层以制 造包含所述内部电力电缆的所述电力电缆，其中所述第二半导体层接触：
[0012] (5)所述第三半导体层，所述第三半导体层还接触
[0013] (6)所述第二绝缘层，所述第二绝缘层还接触
[0014] (7)所述第四半导体层。
[0015] 在一个实施例中，本发明是一种包含以下的电力电缆：
[0016] (A)具有外部端面表面的导体，
[0017] (B)具有第一和第二端面表面的第一半导体层，所述第一半导体层的所述第一端 面表面接触所述导体的所述外部端面表面；
[0018] (C)具有第一和第二端面表面的第一绝缘层，所述第一绝缘层的所述第一端面表 面接触所述第一半导体的所述第二端面表面；
[0019] (D)具有第一和第二端面表面的第二半导体层，所述第二半导体层的所述第一端 面表面接触所述第一绝缘层的所述第二端面表面；
[0020] (E)具有第一和第二端面表面的第三半导体层，所述第三半导体层的所述第一端 面表面接触所述第二半导体层的所述第二端面表面；
[0021] (F)具有第一和第二端面表面的第二绝缘层，所述第二绝缘层的所述第一端面表 面接触所述第三半导体层的所述第二端面表面；以及
[0022] (G)具有第一和第二端面表面的第四半导体层，所述第四半导体层的所述第一端 面表面接触所述第二绝缘层的所述第二端面表面。
[0023] 在一个实施例中，第一和第二道次都是三层挤压物。本发明的方法允许两个道次 用相同设备进行，并且维持良好品质界面。中间（第二和第三）半导体层提供高导电性或 介电常数的屏障，并且其以可以避免应力集中的方式囊封任何潜在污染物。换句话说，当第 三半导体层施加到第二半导体层上时，可能积聚在第二半导体层上的任何污染物被截留在 第二和第三半导体层之间。
【附图说明】
[0024] 图1是制造本发明内部电力电缆的方法的一个实施例的示意性说明。
[0025] 图2是本发明的内部电力电缆的一个实施例的示意性说明。
[0026] 图3是在内部电力电缆上方挤压第三和第四半导体层和第二绝缘层的一个实施 例的示意性说明。
[0027] 图4是本发明的电力电缆的一个实施例的示意性说明。
[0028] 图5是呈分解形式的本发明电力电缆的组件部分的示意性说明。
【具体实施方式】
[0029] 定义
[0030] 除非相反地陈述，从上下文暗示或本领域惯用的，否则所有份数和百分比都以重 量计，并且所有测试方法都是到本发明的提交日为止的现行方法。出于美国专利实践的目 的，任何所参考的专利、专利申请或公开的内容都以全文引用的方式并入（或其等效美国 版本如此以引用的方式并入），尤其在所属领域中的定义（在不会与本发明具体提供的任 何定义不一致的程度上）和常识的公开方面。
[0031] 除非另外指示，否则本发明中的数字范围是近似值，并且因此可以包括在所述范 围外的值。数字范围包括来自并且包括下限值和上限值、以一个单位递增的全部值，其限制 条件是任何较低值和任何较高值之间存在至少两个单位的间隔。举例来说，如果组成特性、 物理特性或其他特性（如温度）是从100到1，〇〇〇,那么明确列举全部个别值（如100、101、 102等）和子范围（如100到144、155到170、197到200等）。对于含有小于一的值或含 有大于一的分数（例如L 1、L5等）的范围，一个单位按需要被视为0·0001、0·001、0·01 或0. 1。对于含有小于十的个位数（例如1到5)的范围，一个单位典型地被视为0. 1。这 些仅是特别预期的实例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合将被视 为明确陈述在本发明中。本发明内尤其提供各种电力电缆层的厚度的数值范围。
[0032] "包含"、"包括"、"具有"和类似术语意味着组合物、方法等不限于所公开的组分、 步骤等，而是相反地可以包括其它未公开的组分、步骤等。相比之下，术语"基本上由……组 成"从任何组合物、方法等的范围排除除了对组合物、方法等的性能、可操作性等等并非必 需的那些组分、步骤等之外的任何其它组分、步骤等。术语"由……组成"从组合物、方法等 排除并未具体公开的任何组分、步骤等。除非另外说明，否则术语"或"是指单独以及呈任 何组合形式的所公开的成员。
[0033] "电缆"、"电力电缆"和类似术语意味着保护性夹套或护套内的至少一个导电线或 光纤。典型地，电缆是典型地在常见保护性夹套或护套中粘结在一起的两个或更多个电线 或光纤。个别电线或光纤可以裸露或经覆盖。保护性夹套或护套可以包含一或多个半导体 层和/或绝缘层和/或金属带和/或外部涂层。组合电缆可以含有电线和光纤两者。电缆等 可以经设计用于低、中、高或超高压应用。典型电缆设计说明于USP 5, 246, 783、6, 496, 629 以及 6, 714, 707 中。
[0034] "端面表面"、"平坦表面"、"顶表面"、"底表面"等等与"边缘表面"区别使用。如果 形状或配置是矩形，那么物件（例如薄片或膜）将包含通过四个边缘表面（两对相对的边 缘表面，每对以直角与另一对相交）接合的两个相对端面表面。如果配置是圆形，那么物件 将包含通过一个连续边缘表面接合的两个相对端面表面。在电缆的情况下，层的形状是圆 柱形并且因此，内部和外部或第一和第二端面表面弯曲。
[0035] "层（Layer) "意味着铺展开或覆盖表面的单一层（thickness)、涂层或层 (stratum)〇
[0036] "多层"意味着其中相邻层彼此接