СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ОБРАТНОГО ПРОВОДНИКА ПИТАЮЩЕГО КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЧАСТОК ПИТАЮЩЕГО КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
METHOD FOR CONNECTION OF COUNTER CONDUCTOR IN SUPPLY COAXIAL DC CABLE AND CONNECTING AREA OF SUPPLY COAXIAL DC CABLE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу соединения обратных проводников в соединительном участке между питающими коаксиальными кабелями постоянного тока, имеющими центральный основной проводник и коаксиально размещенный обратный проводник, и относится к соединительному участку питающего коаксиального кабеля постоянного тока.
Уровень техники
Фиг.17 показывает пример питающего коаксиального кабеля постоянного тока. Коаксиальный кабель А постоянного тока включает в себя основной проводник 1 в середине и внутренний полупроводниковый слой 2, основной изолирующий слой 3, внешний полупроводниковый слой 4, обратный проводник 5, обратный внутренний полупроводниковый слой 6, обратный изолирующий слой 7, обратный внешний полупроводниковый слой 8, свинцовую оплетку 9 и антикоррозионный слой 10, последовательно предусмотренные на внешней границе основного проводника 1 коаксиальным образом (см. фиг.1 патентной литературы 1).
Часть кабеля от основного проводника 1 до внешнего полупроводникового слоя 4 составляет кабельную жилу 11. Обратный проводник 5 образован коаксиально навитым множеством проводов обратного проводника (медные провода) по внешней окружности кабельной жилы 11. Способ свивания проводов обратного проводника подразделяется на однонаправленное свивание (спиральную намотку), в котором направление свивания не меняется, и свивание SZ (см. фиг.2 патентной литературы 1), в котором направление свивания инвертируется с постоянным шагом.
При соединении таких коаксиальных кабелей постоянного тока друг с другом необходимо также выполнить соединение обратных проводников в соединительном участке кабеля. Традиционный способ соединения обратных проводников состоит в сварке проводов обратного проводника один за другим при их стыковке. Фиг.18-1 и 18-2 показывают состояние соединения обратного проводника 5, когда провода 12 обратного проводника навиты в одном направлении на кабельной жиле 11, а фиг.18-3 показывает состояние соединения обратного проводника 5, когда провода 12 обратного проводника навиты с изменением направления (SZ). Ссылочная позиция 13 отмечает участок сварного соединения проводов 12 обратного проводника.
Области поперечного сечения основного проводника и обратного проводника в питающем коаксиальном кабеле постоянного тока сконструированы в соответствии со средой, в которой этот кабель установлен, и определяются таким образом, чтобы температура основного проводника не превышала температурного допуска (например, 90°С), а температура обратного проводника не превышала своего максимального температурного допуска (например, 75°С) по всей длине кабеля, когда к основному проводнику и обратному проводнику приложен номинальный ток.
Соединительный участок коаксиального кабеля постоянного тока включает в себя соединительный участок основного проводника в середине соединительного участка, армирующий основной изолирующий слой для соединения основных изолирующих слоев друг с другом на внешней окружности соединительного участка основного проводника, соединительный участок обратного проводника на внешней окружности армирующего основного изолирующего слоя, армирующий обратный изолирующий слой для соединения обратных изолирующих слоев друг с другом на внешней окружности соединительного участка обратного проводника и соединительный участок металлического слоя на внешней окружности армирующего обратного изолирующего слоя.
Патентная литература 1: выложенная заявка на патент Японии:Н11-111071.
Сущность изобретения
Решаемая изобретением проблема
Традиционный способ сварки проводов обратного проводника один за другим может быть применен для соединения обратных проводников между коаксиальными кабелями постоянного тока с обратными проводниками одной и той же конфигурации (диаметр провода и число проводов). Однако когда число проводов обратного проводника велико, традиционный способ имеет проблему в том, что число процессов сварки увеличивается, что приводит к длительному времени всего процесса сварки.
Помимо этого традиционный способ сварки проводов обратного проводника один за другим нельзя использовать для соединения проводов обратного проводника коаксиальных кабелей постоянного тока, имеющих различное число проводов обратного проводника. Иными словами, будет избыток проводов обратного проводника, которые останутся несоединенными в коаксиальном кабеле постоянного тока с большим числом проводов обратного проводника.
Далее, когда провода обратного проводника свариваются на внешнем полупроводниковом слое кабельной жилы или соединительного участка, имеется проблема в том, что тепло, выделяемое во время сварки, оказывает тепловое повреждение внешнему полупроводниковому слою и основному изолирующему слою кабеля или внешнему полупроводниковому слою и армирующему основному изолирующему слою соединительного участка.
Чтобы справиться с вышеуказанными проблемами, можно рассмотреть способ, используемый для коаксиального кабеля постоянного тока с навитыми с изменением направления проводами обратного проводника, как показано на фиг.18-3, в котором провода обратного проводника, подлежащие сварке, отделяют от внешнего полупроводникового слоя кабельной жилы или соединительного участка и сваривают, а после того как сварка завершена, провода обратного проводника возвращают в навитое с изменением направления состояние. Однако этот способ можно применять только к коаксиальным кабелям постоянного тока с навивкой проводов обратного проводника с изменением направления. Поскольку коаксиальные кабели постоянного тока с навивкой проводов обратного проводника с изменением направления имеют низкую производительность и высокую стоимость по сравнению с коаксиальным кабелем постоянного тока с проводами обратного проводника, навитыми в одном направлении, неблагоразумно иметь провода обратного проводника, навитые с изменением направления только для сварного соединения проводов обратного проводника.
В общем, армирующий основной изолирующий слой и армирующий обратный изолирующий слой соединительного участка сформированы более толстыми, чем толщина основного изолирующего слоя и обратного изолирующего слоя кабельного участка, соответственно. По этой причине тепловое сопротивление соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока в радиальном направлении становится больше, чем тепловое сопротивление кабельного участка в радиальном направлении. Например, хотя соединительный участок заводской стыковки ((ЗС) (FJ), на котором соединительный участок заканчивается фактически тем же самым диаметром, что и кабельный участок (полуидентичный диаметр) между коаксиальными кабелями постоянного тока, имеет фактически ту же самую конфигурацию, что и кабельный участок, тепловое сопротивление соединительного участка в радиальном направлении все же больше, чем тепловое сопротивление кабельного участка.
Кроме того, когда соединительная трубка (или защитная трубка), сделанная из металла или пластика, предусматривается на внешней стороне соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока, обычно пространство между обратным изолирующим слоем/армирующим обратным изолирующим слоем и соединительной трубкой заполняется составом для влагозащиты (или для изоляции). В этом типе соединительного участка тепловое сопротивление в радиальном направлении становится даже еще больше.
Поскольку номинальный ток прикладывается как к основному проводнику, так и к обратному проводнику в коаксиальном кабеле постоянного тока, и основной проводник, и обратный проводник становятся источником тепла, так что увеличение теплового сопротивления в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока становится фактором, который усиливает рост температуры соединительного участка.
При соединении коаксиального кабеля постоянного тока имеется случай, в котором выполняется соединение коаксиальных кабелей постоянного тока с различными конфигурациями, а также соединение коаксиальных кабелей постоянного тока с одной и той же конфигурацией, как в случае заводской стыковки. Например, подводный коаксиальный кабель постоянного тока, который установлен под водой, и наземный коаксиальный кабель постоянного тока, который установлен на земле, имеют разные площади поперечного сечения основного проводника и обратного проводника, потому что окружающая среда, в которой они установлены, различная. Когда подводный коаксиальный кабель постоянного тока соединяется с наземным коаксиальным кабелем постоянного тока (в общем, это называется береговым соединительным участком, потому что кабели соединяются на берегу), количество тепла основного проводника и обратного проводника различно в соединительном участке в продольном направлении, и количество тепла больше на стороне кабеля с меньшими площадями поперечного сечения основного проводника и обратного проводника. Поэтому имеется беспокойство, что увеличение теплового сопротивления в участке соединения коаксиального кабеля постоянного тока в радиальном направлении вызывает значительный рост температуры в соединительном участке.
Помимо этого, поскольку обратный проводник коаксиального кабеля постоянного тока образован плотно навитыми проводами обратного проводника коаксиальным образом, смежные провода обратного проводника почти соприкасаются друг с другом. Наоборот, в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока внешний диаметр армирующего основного изолирующего слоя соединительного участка больше, чем внешний диаметр основного изолирующего слоя кабеля, и обратный проводник, расположенный на внешней стороне армирующего основного изолирующего слоя соединительного участка, имеет более широкое разнесение между смежными проводами обратного проводника по сравнению с обратным проводником кабельного участка.
Когда разнесение между проводами обратного проводника велико, возникает проблема, что характеристика электромагнитной оплетки становится недостаточной. Далее, когда имеется зазор между проводами обратного проводника, можно считать, что почти никакого тока не протекает между смежными проводами обратного проводника, и если в соединительном участке кабеля между проводами обратного проводника течет уравновешенный ток, этот ток концентрируется на части проводов обратного проводника, что приводит к возможности выделения ненормального тепла.
Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении способа соединения обратного проводника коаксиального кабеля постоянного тока, при котором рабочее время сварки проводов обратного проводника может быть сокращено и который может применяться для соединения обратного проводника между коаксиальными кабелями постоянного тока с различным числом проводов обратного проводника.
Далее, другая цель настоящего изобретения состоит в обеспечении способа соединения обратного проводника коаксиального кабеля постоянного тока, при котором можно избежать теплового повреждения внешнего полупроводникового слоя, основного изолирующего слоя кабельного участка, внешнего полупроводникового слоя и армирующего основного изолирующего слоя соединительного участка при сварном соединении обратных проводников.
Кроме того, еще одна цель настоящего изобретения состоит в подавлении роста температуры в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, а конкретнее в подавлении роста температуры в соединительном участке коаксиальных кабелей постоянного тока с обратными проводниками различных площадей поперечного сечения.
Далее, еще одна цель настоящего изобретения состоит в предотвращении ухудшения характеристики электромагнитной оплетки и в предотвращении выделения ненормального количества тепла в обратном проводнике в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока.
Средства решения проблемы
Чтобы решить вышеуказанные проблемы и достичь цели, создан способ соединения обратного проводника, питающего коаксиального кабеля постоянного тока в соединительном участке между питающими коаксиальными кабелями постоянного тока, причем питающий коаксиальный кабель постоянного тока включает в себя основной проводник в середине, основной изолирующий слой вокруг основного проводника и обратный проводник, который образован коаксиальной навивкой множества проводов обратного проводника вокруг основного изолирующего слоя. Способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока включает в себя этапы, на которых формируют пучок проводов обратного проводника путем размещения множества проводов обратного проводника рядом друг с другом для каждого из питающих коаксиальных кабелей постоянного тока и сваривают пучки проводов обратного проводника питающих коаксиальных кабелей постоянного тока при их стыковке.
Далее, способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что в вышеописанном изобретении разность между шириной соединяемых пучков проводов обратного проводника вдвое меньше, чем диаметр провода, который образует более широкий пучок проводов (ширина провода, когда поперечное сечение провода некруглое).
Кроме того, предложен способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока в соединительном участке между питающими коаксиальными кабелями постоянного тока, причем питающий коаксиальный кабель постоянного тока включает в себя основной проводник в середине, основной изолирующий слой вокруг основного проводника и обратный проводник, который образован коаксиальной навивкой множества проводов обратного проводника вокруг основного изолирующего слоя. Способ соединения обратного проводника включает в себя этапы, на которых формируют пучок проводов обратного проводника путем размещения множества проводов обратного проводника рядом друг с другом для каждого из питающих коаксиальных кабелей постоянного тока и соединяют пучки проводов обратного проводника питающих коаксиальных кабелей постоянного тока путем сварки концов пучков проводов обратного проводника со стыковочным проводником, который подготовлен отдельно.
Далее, способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что в вышеописанном изобретении стыковочный проводник представляет собой пучок проводов проводника, подготовленных отдельно для каждого из соединяемых пучков проводов обратного проводника.
Кроме того, способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что стыковочный проводник представляет собой либо медную пластинку, либо медную ленту, подготовленную отдельно для каждого из соединяемых пучков проводов обратного проводника.
Далее, предложен способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока в соединительном участке между питающими коаксиальными кабелями постоянного тока, причем питающий коаксиальный кабель постоянного тока включает в себя основной проводник в середине, внутренний полупроводниковый слой, основной изолирующий слой и внешний полупроводниковый слой вокруг основного проводника и обратный проводник, который образован коаксиальной навивкой множества проводов обратного проводника вокруг внешнего полупроводникового слоя. Способ соединения обратного проводника включает в себя этапы, на которых обеспечивают буферный слой на внешнем полупроводниковом слое в области, где выполняется сварное соединение обратных проводников, и выполняют сварное соединение обратных проводников на этом буферном слое.
Кроме того, способ соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что буферный слой сформирован на внешнем полупроводниковом слое кабеля.
Далее, соединительный участок питающих коаксиальных кабелей постоянного тока согласно настоящему изобретению предназначен для питающих коаксиальных кабелей постоянного тока, имеющих обратные проводники с различной площадью поперечного сечения. Обратный проводник коаксиального кабеля постоянного тока с обратным проводником, имеющий большую площадь поперечного сечения, размещен с возможностью прохождения по внешней окружности армированного основного изолирующего слоя соединительного участка. Соединительный участок, соединяющий обратные проводники питающих коаксиальных кабелей постоянного тока, расположен на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя коаксиального кабеля постоянного тока с обратным проводником, имеющего меньшую площадь поперечного сечения.
Кроме того, соединительный участок питающих коаксиальных кабелей постоянного тока согласно настоящему изобретению предназначен для питающих коаксиальных кабелей постоянного тока, имеющих обратные проводники с различной площадью поперечного сечения. Обратный проводник первого коаксиального кабеля постоянного тока, который является коаксиальным кабелем постоянного тока с обратным проводником меньшей площади поперечного сечения, и обратный проводник второго коаксиального кабеля постоянного тока, который является коаксиальным кабелем постоянного тока с обратным проводником большей площади поперечного сечения, соединены друг с другом через стыковочный проводник, имеющий площадь поперечного сечения, равную или большую, чем площадь поперечного сечения обратного проводника второго коаксиального кабеля постоянного тока. Стыковочный проводник размещен с возможностью прохождения по внешней окружности армированного основного изолирующего слоя соединительного участка. Соединительный участок, соединяющий обратный проводник первого коаксиального кабеля постоянного тока и стыковочный проводник, расположен на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя первого коаксиального кабеля постоянного тока. Соединительный участок, соединяющий обратный проводник второго коаксиального кабеля постоянного тока и стыковочный проводник, расположен на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя второго коаксиального кабеля постоянного тока.
Далее, соединительный участок питающих коаксиальных кабелей постоянного тока согласно настоящему изобретению предназначен для питающих коаксиальных кабелей постоянного тока с обратными проводниками. Обратные проводники соединены друг с другом через стыковочный проводник, имеющий площадь поперечного сечения, равную или большую, чем площадь поперечного сечения обратных проводников. Стыковочный проводник размещен с возможностью прохождения по внешней окружности армированного основного изолирующего слоя соединительного участка. Соединительный участок, соединяющий обратный проводник и стыковочный проводник, расположен на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя коаксиального кабеля постоянного тока.
Кроме того, соединительный участок питающих коаксиальных кабелей постоянного тока согласно настоящему изобретению предназначен для питающего коаксиального кабеля постоянного тока, который включает в себя основной проводник в середине, внутренний полупроводниковый слой, основной изолирующий слой и внешний полупроводниковый слой вокруг основного проводника и обратный проводник, который образован коаксиальной навивкой множества проводов обратного проводника вокруг внешнего полупроводникового слоя. Непосредственно на или под обратным проводником в соединительном участке по всей окружности обратного проводника предусмотрен металлический слой.
Технический результат
Согласно настоящему изобретению возможно соединять обратные проводники между коаксиальными кабелями постоянного тока с обратными проводниками различной конфигурации (число проводов). Помимо этого при соединении обратных проводников между коаксиальными кабелями постоянного тока с одной и той же конфигурацией обратных проводников рабочее время для соединения обратных проводников может быть сокращено.
Далее, согласно настоящему изобретению, можно избежать теплового повреждения внешнего полупроводникового слоя и основного изолирующего слоя коаксиального кабеля постоянного тока и изолирующего слоя соединительного участка из-за тепла, выделяемого во время сварки обратных проводников. Помимо этого можно также избежать наружного повреждения внешнего полупроводникового слоя и основного изолирующего слоя коаксиального кабеля постоянного тока и внешнего полупроводникового слоя и армированного основного изолирующего слоя соединительного участка. Далее, вследствие того, что внешний диаметр внешнего полупроводникового слоя кабельного участка меньше, чем внешний диаметр внешнего полупроводникового слоя соединительного участка в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, если на внешнем полупроводниковом слое кабельного участка образован буферный слой за счет использования разности между внешними диаметрами, внешний диаметр соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока может быть сокращен до малого, и в то же время технологичность соединения обратных проводников может быть улучшена. Кроме того, если внешний диаметр сделан одним и тем же от буферного слоя до внешнего полупроводникового слоя соединительного участка, имеется преимущество в том, что искривление обратного проводника можно сделать малым.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, поскольку площадь поперечного сечения обратного проводника становится большой (а сопротивление обратного проводника становится малым) в большей части площади соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока в продольном направлении, количество тепла, выделяемое при протекании тока через обратный проводник в соединительном участке, уменьшается, что делает возможным подавить рост температуры в соединительном участке.
Далее, согласно настоящему изобретению, даже когда зазор между проводами обратного проводника становится больше, можно дополнить ухудшение характеристики электромагнитной оплетки металлическим слоем. Помимо этого, поскольку металлический слой находится в электрическом контакте с множеством проводов обратного проводника, распределение тока становится равномерным между проводами обратного проводника благодаря этому металлическому слою, который функционирует как токовый тракт, и в то же время, поскольку сопротивление обратного проводника уменьшается, выделение тепла в обратном проводнике может быть сокращено, что приводит к снижению роста температуры в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока, к которому применим способ соединения обратного проводника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4-1 - вид сверху пучка проводов обратного проводника, показывающий состояние конец к концу и сваренное состояние, согласно способу соединения обратного проводника, показанному на фиг.3.
Фиг.4-2 - вид спереди пучка проводов обратного проводника, показывающий состояние конец к концу и сваренное состояние согласно способу соединения обратного проводника, показанному на фиг.3.
Фиг.5 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8-1 - схематическое представление для пояснения способа соединения обратного проводника согласно модифицированному примеру второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8-2 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно модифицированному примеру третьего варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8-3 - схематическое представление способа соединения обратного проводника согласно модифицированному примеру четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока, к которому применим способ соединения обратного проводника согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.11-1 - график, показывающий распределение температуры основного проводника и обратного проводника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.11-2 - график, показывающий распределение температуры основного проводника и обратного проводника согласно сравнительному примеру в отношении настоящего изобретения.
Фиг.12 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.14 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.15 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.16 - поперечное сечение в продольном направлении с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно двенадцатому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.17 - поперечное сечение в поперечном направлении примера питающего коаксиального кабеля постоянного тока.
Фиг.18-1 - схематическое представление традиционного способа соединения обратного проводника для коаксиального кабеля постоянного тока.
Фиг.18-2 - схематическое представление традиционного способа соединения обратного проводника для коаксиального кабеля постоянного тока.
Фиг.18-3 - схематическое представление традиционного способа соединения обратного проводника для коаксиального кабеля постоянного тока.
Пояснения букв или цифр
1, 1a-1с - Основной проводник
2, 2a-c, 2ab - Внутренний полупроводниковый слой
3, 3а-3с - Основной изолирующий слой
4,4а-4с - Внешний полупроводниковый слой
5,5а-5с - Обратный проводник
6 - Обратный внутренний полупроводниковый слой
7, 7а-7с - Обратный изолирующий слой
8 - Обратный внешний полупроводниковый слой
9, 9а-9с - Свинцовая оплетка
10, 10а-10с - Антикоррозионный слой
11 - Кабельная жила
12, 12а-12с - Провод обратного проводника
13, 21 - Сварной соединительный участок
22 - Армирующий основной изолирующий слой
23, 23b, 23с - Буферный слой
24а-24е - Пучок проводов обратного проводника
25, 25b, 25с - Сварной участок
26 - Пучок проводов стыковочного проводника
26а - Стыковочный проводник
27 - Медная лента
28 - Внешний полупроводниковый слой
28а - Суженный концевой участок
29 - Армирующий обратный изолирующий слой
30 - Свинцовая оплетка
31 - Антикоррозионный слой
32 - Металлический слой
121 - Муфта
A-D - Коаксиальный кабель постоянного тока
Р, Р1, Р2 - Области
Наилучшие варианты осуществления изобретения
Примерные варианты осуществления способа соединения обратного проводника питающего коаксиального кабеля постоянного тока и соединительного участка питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно настоящему изобретению подробно поясняются ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено этими вариантами осуществления.
Первый вариант осуществления
Фиг.1 представляет собой продольное сечение с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока, к которому применим способ соединения обратного проводника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Соединяемые друг с другом коаксиальные кабели А и В постоянного тока имеют ту же самую структуру, что и показанная на фиг.17. Антикоррозионные слои 10а и 10b, свинцовые оплетки 9а и 9b, обратные изолирующие слои 7а и 7b, внешние полупроводниковые слои 4а и 4b и основные изолирующие слои 3а и 3b последовательно счищены так, что основные проводники 1а и 1b открыты на дальних концах кабелей, а затем основные проводники 1а и 1b соединены сваркой друг с другом. Позиция 21 указывает сварной соединительный участок основных проводников 1а и 1b. Основные проводники 1а и 1b и сварной соединительный участок 21 изолированы армирующим основным изолирующим слоем 22, который образован по основным изолирующим слоям 3а и 3b обоих кабелей. Далее, на внешнем полупроводниковом слое 4а коаксиального кабеля А постоянного тока образован буферный слой 23 с фактически тем же самым внешним диаметром, что и у армирующего основного изолирующего слоя 22. Обратные проводники 5а и 5b обоих кабелей соединены друг с другом на буферном слое 23. Подробности буферного слоя 23 описаны ниже.
Способ соединения согласно первому варианту осуществления для обратных проводников 5а и 5b иллюстрируется на фиг.2. В этом способе соединения провода 12а и 12b обратных проводников коаксиальных кабелей А и В постоянного тока выровнены таким образом, чтобы множество проводов рядом друг с другом образовывало пучки 24а и 24b проводов обратного проводника, и дальние концы пучков 24а и 24b проводов обратного проводника соединены сваркой на буферном слое 23. Позиция 25 обозначает сварной участок.
За счет принятия такого способа соединения возможно сохранение плоскостности соединительного участка обратного проводника и предотвращение появления локальных областей высоких электрических полей. Помимо этого, по сравнению с традиционным способом сварки проводов обратного проводника один в один, возможно сокращение времени сварки. В случае отсутствия буферного слоя 23 пучки 24а и 24b проводов обратного проводника можно сваривать на внешнем полупроводниковом слое 4а, т.е. на кабельной жиле коаксиального кабеля А постоянного тока.
Второй вариант осуществления
Описанный выше первый вариант осуществления предназначен для случая, в котором число проводов и диаметры проводов одинаковы между проводами обратного проводника соединяемых друг с другом коаксиальных кабелей постоянного тока. Однако настоящее изобретение позволяет соединять обратные проводники, даже когда провода обратного проводника имеют различное число проводов и различные диаметры проводов. Фиг.3 является условной схемой для пояснения способа соединения обратного проводника согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, когда число проводов и диаметры проводов в обратных проводниках отличны друг от друга. Во втором варианте осуществления коаксиальный кабель А постоянного тока в первом варианте осуществления заменен коаксиальным кабелем С постоянного тока с отличным числом проводов обратного проводника и отличным диаметром проводов. Остальные части структуры те же самые, что и показанные в первом варианте осуществления, и теми же позициями обозначены идентичные части. Во втором варианте осуществления число проводов в пучках 24b и 24с проводов обратного проводника регулируется так, чтобы число пучков проводов обратного проводника было одним и тем же между соединяемыми друг с другом коаксиальными кабелями В и С постоянного тока. После этого провода 12b и 12с обратного проводника выравниваются путем регулировки числа проводов рядом друг с другом для образования пучков 24b и 24с проводов обратного проводника. Затем дальние концы пучков 24b и 24с проводов обратного проводника соединяются сваркой на буферном слое 23, как показано на фиг.4-1 и 4-2. Позиция 25 указывает сварной участок.
Третий вариант осуществления
Фиг.5 - схема для пояснения способа соединения обратного проводника согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. В этом способе соединения положение такое же, как и в описанном выше втором варианте осуществления, в котором провода 12b и 12с обратного проводника совмещены путем регулировки числа проводов рядом друг с другом для образования пучков 24b и 24с проводов обратного проводника. Однако дальние концы пучков 24b и 24с проводов обратного проводника соединены друг с другом путем соответствующей сварки дальних концов пучков 24b и 24с проводов обратного проводника с пучком 26 проводов стыковочного проводника, который подготовлен отдельно.
В данном способе соединения обратного проводника, по сравнению со способом непосредственной сварки пучков проводов обратного проводника коаксиального кабеля В постоянного тока и коаксиального кабеля С постоянного тока, положение сварки дальних концов пучков проводов обратного проводника можно легко регулировать. Кроме того, соединение возможно, даже когда структуры (диаметр проводов и число проводов) пучков проводов обратного проводника, соединяемых друг с другом, различны.
В этом случае, площадь поперечного сечения вставляемого пучка 26 проводов стыковочного проводника установлена равной или больше, чем площадь поперечного сечения пучка проводов обратного проводника, который меньше из числа соединяемых коаксиальных кабелей В и С. Это делает возможным уменьшить количество теплоты, выделяемой в соединительном участке обратного проводника, когда к обратному проводнику приложен ток, до такого же или меньшего количества тепла, выделяемого, когда пучки проводов обратного проводника сварены непосредственно.
Четвертый вариант осуществления
Фиг.6 - схема для пояснения способа соединения обратного проводника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Различие между третьим вариантом осуществления и четвертым вариантом осуществления состоит в том, что в качестве стыковочного проводника применена медная лента 27. Остальные части структуры те же самые, что и показанные на фиг.5, и теми же позициями обозначены идентичные части. В этом случае, площадь поперечного сечения вставляемой медной ленты 27 также выбрана равной или больше, чем площадь поперечного сечения пучка проводов обратного проводника, который меньше в одном из соединяемых коаксиальных кабелей В и С, чтобы сократить количество теплоты, выделяемое в соединительном участке обратного проводника, когда к обратному проводнику приложен ток. Помимо этого вместо медной ленты 27 можно использовать медную пластину.
Пятый вариант осуществления
Фиг.7 - схема для пояснения способа соединения обратного проводника согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. В пятом варианте осуществления соединяемые друг с другом в первом варианте коаксиальные кабели А и В постоянного тока заменены коаксиальными кабелями D и Е постоянного тока, в которых провода 12 обратного проводника навиты с изменением направления (SZ), соответственно. В этом случае, провода 12d и 12е обратного проводника в обоих коаксиальных кабелях D и Е постоянного тока также выровнены таким образом, чтобы множество проводов рядом друг с другом образовали пучки 24d и 24е проводов обратного проводника, и дальше концы пучков 24d и 24е проводов обратного проводника могут быть соединены сваркой друг с другом. Хотя дальние концы пучков 24d и 24е проводов обратного проводника на фиг.7 сварены непосредственно, даже когда эти провода навиты с изменением направления, дальние концы пучков 24d и 24е проводов обратного проводника могут быть также соединены друг с другом соответствующей сваркой дальних концов пучков 24d и 24е проводов обратного проводника с пучком проводов стыковочного проводника, который подготовлен отдельно, как показано на фиг.5 или фиг.6.
Что касается площади поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника, когда соединяются коаксиальные кабели постоянного тока, то предпочтительно, например, установить «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника, которое определяется нижеследующим уравнением (1), в диапазоне между 0,7 и 1,4.
(Численное выражение 1):
Нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника = отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника / отношение площадей полных поперечных сечений обратных проводников (1).
Отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника и отношение площадей полных поперечных сечений обратных проводников в уравнении (1) получаются из уравнения (2) и уравнения (3), соответственно.
(Численное выражение 2):
Отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника = площадь поперечного сечения пучков проводов обратного проводника соединяемого второго коаксиального кабеля / площадь поперечного сечения пучков проводов обратного проводника соединяемого первого коаксиального кабеля (2).
(Численное выражение 3):
Отношение площадей полного поперечного сечения обратных проводников = полная площадь поперечного сечения обратного проводника второго коаксиального кабеля / полная площадь поперечного сечения обратного проводника первого коаксиального кабеля (3).
Основание для вышеприведенного условия состоит в следующем. В большинстве случаев нельзя получить хороший электрический контакт (электрическое сопротивление большое) между смежными пучками проводов обратного проводника в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, и считается, что очень малый ток течет через смежные пучки проводов обратного проводника. В этом случае, когда отношение площадей поперечного сечения пучков проводов обратного проводника в соединяемых первом коаксиальном кабеле постоянного тока и втором коаксиальном кабеле постоянного тока полностью идентично отношению площадей полного поперечного сечения обратных проводников в первом коаксиальном кабеле постоянного тока и втором коаксиальном кабеле постоянного тока, значение тока, текущего через каждый из проводов обратного проводника, становится идентичным значению тока, текущего через каждый из проводов обратного проводника, когда все провода обратного проводника первого коаксиального кабеля постоянного тока и второго коаксиального кабеля постоянного тока соединены совместно друг с другом (эквивалентно случаю, в котором одинаковый ток течет через каждый из проводов обратного проводника), что можно рассматривать как идеальное состояние. Иными словами, в идеале «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника», определяемое уравнением (1), равно 1,0 в соединяемых пучках проводов обратного проводника в целом.
Однако, если число проводов обратного проводника различно, как в случае коаксиального кабеля В постоянного тока и коаксиального кабеля С постоянного тока, «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» не может всегда равняться 1,0 для соединяемых пучков проводов обратного проводника в целом, потому что число проводов обратного проводника является целым числом. В этом случае, тот факт, что «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» отклоняется от 1,0, означает, что происходит разбаланс в значении тока, текущего через каждый из проводов обратного проводника, и когда величина отклонения от 1,0 велика, ток концентрируется в некоторых проводах обратного проводника или пучках проводов обратного проводника, что приводит к появлению возможности выделения «ненормального» тепла. По этой причине необходимо определить комбинацию пучков проводов обратного проводника таким образом, чтобы «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника», определяемое уравнением (1), стало близким к 1,0.
2
2
2
2
Таблица 1 показывает пример результата измерения температуры в каждом из проводов обратного проводника и сварном участке пучков проводов обратного проводника в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, когда номинальный ток 700 А приложен к обратному проводнику в случае соединения коаксиального кабеля С, имеющего площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с проводами обратного проводника ϕ2,6 мм × 55 проводов (навитые в одном направлении с полной площадью поперечного сечения обратного проводника 215 мм), с коаксиальным кабелем С постоянного тока, имеющим площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с проводами обратного проводника ϕ4,6 мм × 31 провод (навитые в одном направлении с полной площадью поперечного сечения обратного проводника 405 мм).
В вышеприведенном примере число точек соединения пучков проводов обратного проводника составляет 11 точек, причем комбинация пучков проводов обратного проводника коаксиального кабеля С постоянного тока и коаксиального кабеля В постоянного тока включает в себя 9 точек комбинации ϕ2,6 мм × 5 проводов и ϕ4,6 мм × 3 провода и две точки комбинации ϕ2,6 мм × 5 проводов и ϕ4,6 мм × 2 провода. В этом случае «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» составляет 1,07 с комбинацией ϕ2,6 мм × 5 проводов и ϕ4,6 мм × 3 провода и 0,71 с комбинацией ϕ2,6 мм × 5 проводов и ϕ4,6 мм × 2 провода. При этом разность температур между проводами обратного проводника в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока равна 0,5°С на стороне коаксиального кабеля С постоянного тока и 1,1°С на стороне коаксиального кабеля В постоянного тока, а разность температур в каждом из сварных участков пучков проводов обратного проводника составляет 1,3°С, что может подтвердить, что ненормального роста температуры нет. А именно, ненормального роста температуры нет даже тогда, когда «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» составляет 0,71. Кроме того, замена числителя и знаменателя в каждом из уравнений (2) и (3) не вызывает никакой проблемы. Если коаксиальный кабель С постоянного тока и коаксиальный кабель В постоянного тока поменять друг с другом в таблице 1, «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» составит 0,93 (=1/1,07) с комбинацией ϕ4,6 мм × 3 провода и ϕ2,6 мм×5 проводов и 1,41 (1/0,71) с комбинацией ϕ4,6 мм × 2 провода и ϕ2,6 мм × 5 проводов. Из этого результата можно заключить, что выделение ненормального тепла в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока может быть предотвращено, когда ток прикладывается к обратному проводнику, если «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» лежит в диапазоне между 0,7 и 1,4.
Однако, если число проводов и диаметр проводов обратного проводника соединяемых друг с другом коаксиальных кабелей постоянного тока различны, когда эти провода размещены рядом друг с другом, как показано на фиг.1-4, имеется случай, в котором ширина пучка проводов обратного проводника (например, когда поперечное сечение провода круглое, ширина пучка проводов = диаметр провода × число проводов) различна между соединяемыми пучками проводов обратного проводника. Когда ширина пучков проводов обратного проводника отличается одна от другой, предпочтительно, чтобы разность между ширинами (здесь и далее «разность по ширине между соединяемыми пучками проводов обратного проводника») была меньше, чем два диаметра провода, который является большим из соединяемых пучков проводов обратного проводника. При этом возможно очищать провода, которые не полностью перекрыты, когда свариваемые пучки проводов стыкуются друг с другом, что дает возможность сделать операцию сварки легкой и предотвратить выделение ненормального тепла в соединительном участке пучков проводов обратного проводника, когда по обратному проводнику течет ток.
Помимо этого возможно иметь пучки проводов обратного проводника, навитые в одном направлении, в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока (фиг.2, фиг.3, фиг.5 и фиг.6). Например, когда провода обратных проводников соединяемых друг с другом коаксиальных кабелей постоянного тока навиты в одном направлении, возможно получить характеристики электромагнитного экрана, гибкость и распределение выделения тепла обратного проводника, равные или близкие к величинам кабельного участка, за счет выполнения структуры пучков проводов обратного проводника соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока такой же, как и структура кабеля. Кроме того, даже когда провода обратного проводника обоих соединяемых друг с другом кабелей, навиты с изменением направления (SZ), возможно, чтобы пучки проводов обратного проводника были навиты в одном направлении в соединительном участке кабелей. Более того, даже когда провода обратного проводника первого соединяемого кабеля навиты в одном направлении, тогда как провода обратного проводника второго кабеля навиты с изменением направления, возможно навить пучки проводов обратного проводника в одном направлении в соединительном участке кабеля.
Помимо этого могут быть также пучки проводов обратного проводника, навитые с изменением направления, в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока (фиг.7). Например, когда провода обратного проводника соединяемого коаксиального кабеля постоянного тока навиты с изменением направления, возможно получить характеристики электромагнитного экранирования, гибкость и распределение выделения тепла обратного проводника, равные или близкие к величинам кабельного участка, за счет выполнения структуры пучков проводов обратного проводника соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока такой же, как и структура кабеля, навитая с изменением направления. Далее, даже когда провода обратного проводника обоих соединяемых кабелей навиты в одном направлении, возможно сделать пучки проводов обратного проводника в соединительном участке кабеля навитыми с изменением направления. Кроме того, даже когда провода обратного проводника первого соединяемого кабеля навиты с изменением направления, тогда как провода обратного проводника второго кабеля навиты в одном направлении, возможно навить пучки проводов обратного проводника с изменением направления в соединительном участке кабеля.
Помимо этого, как модификация примеров со второго по четвертый варианты осуществления, пучки 24b и 24с проводов обратного проводника могут быть размещены в линию в продольном направлении кабеля и равномерно в направлении окружности в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, как показано на фиг.8-1 - фиг.8-3. Фиг.8-1, фиг.8-2 и фиг.8-3 соответствуют фиг.3, фиг.5 и фиг.6 соответственно, и, поскольку одни и те же позиции обозначают идентичные части, подробные пояснения этих частей опущены. За счет размещения пучков проводов обратного проводника на соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, как показано на фиг.8-1 - 8-3, можно обеспечить в направлении окружности симметрию пучков проводов обратного проводника в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока. Кроме того, можно подавить формирование локальной области с высоким электромагнитным полем и электромагнитное поле утечки. Размещение пучков проводов обратного проводника в соединительном участке кабеля, как показано на фиг.8-1 - 8-3, можно применять, когда, например, провода обратного проводника соединяемых друг с другом кабелей навиты в одном направлении или навиты с изменением направления. Кроме того, его можно также применять, даже когда провода обратного проводника первого соединяемого кабеля навиты в одном направлении, а провода обратного проводника второго кабеля навиты с изменением направления.
Теперь ниже поясняются подробности буферного слоя 23. Множество соединительных точек пучков проводов обратного проводника распределены в продольном направлении и направлении по окружности соединительного участка кабеля, и предпочтительно создать буферный слой 23 между внешним полупроводниковым слоем кабельной жилы, включая и область, где распределены соединительные точки пучков проводов, и обратным проводником, как показано на фиг.1, чтобы предотвратить физические повреждения на кабельной жиле во время выполнения операции соединения обратного проводника и предотвратить тепловое повреждение на кабельной жиле теплом, выделяемым при сварке обратных проводников. Буферный слой 23 образован, например, за счет наматывания полупроводниковой прокладочной ленты на внешний полупроводниковый слой кабельной жилы. Альтернативно, можно использовать ленту или лист, имеющие электроизоляционные свойства (например, лента или лист фтористой смольной основы, силиконовой каучуковой основы или этилен-пропилен каучуковой основы). Тепловое повреждение и физическое повреждение на основном изолирующем слое 3а и внешнем полупроводниковом слое 4а кабеля можно предотвратить за счет сварки пучков 24а и 24b проводов обратного проводника друг с другом на буферном слое 23, образованном вышеописанным образом.
Как показано на фиг.1, буферный слой 23 можно сформировать путем размещения соединительных точек пучков 24а и 24b проводов обратного проводника на одном из кабелей, например на основном изолирующем слое 3а (включая и внешний полупроводниковый слой 4а) коаксиального кабеля А постоянного тока, и наматывания полупроводниковой прокладочной ленты между внешним полупроводниковым слоем 4а и пучками 24а обратного проводника проводов до фактически того же диаметра, что и армирующий основной изолирующий слой 22, в диапазоне от основного изолирующего слоя 3а, включая область Р, где распределены соединительные точки пучков 24а проводов обратного проводника, до армирующего основного изолирующего слоя 22 кабеля. Поскольку существует разность диаметров между основным изолирующим слоем 3а и армирующим основным изолирующим слоем 22 кабеля, имеется возможность сформировать буферный слой 23 для предотвращения теплового повреждения и физического повреждения основного изолирующего слоя 3а и внешнего полупроводникового слоя 4а кабеля при выполнении операции соединения обратных проводников за счет использования этой разности диаметров.
Как правило, разность диаметров между основным изолирующим слоем и армирующим изолирующим слоем 22 кабеля составляет примерно от 6 мм до 40 мм, и толщина буферного слоя, сформированного намоткой полупроводниковой прокладочной ленты, становится примерно от 3 мм до 20 мм. Толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты, необходимая для предотвращения теплового повреждения, вызванного теплом, выделяемым при сварке пучков проводов обратного провода, должна быть равна или больше чем 3 мм, и толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты достаточна для предотвращения физического повреждения на основном изолирующем слое и внешнем полупроводниковом слое кабеля при соединении обратных проводников. Однако предпочтительно, чтобы внешний диаметр буферного слоя 23, сформированного на основном изолирующем слое 3а кабеля, был таким же, как и внешний диаметр армирующего изолирующего слоя 22.
Теперь, ниже поясняются примеры вариантов осуществления настоящего изобретения. Коаксиальный кабель постоянного тока, используемый в этих примерах, такой же, как показанный на фиг.17, в котором внутренний полупроводниковый слой 2, основной изолирующий слой 3, образованный сшитым полиэтиленом, и внешний полупроводниковый слой 4 последовательно сформированы на основном проводнике 1 кабеля. Как правило, внутренний полупроводниковый слой 2, основной изолирующий слой 3 и внешний полупроводниковый слой 4 образованы способом одновременного экструдирования и целиком сформированы между внутренним полупроводниковым слоем 2 и основным изолирующим слоем 3, сформированным сшитым полиэтиленом, и между основным изолирующим слоем 3 и внешним полупроводниковым слоем 4. Обратный проводник 5 образован на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя 4, он сформирован навивкой множества медных проводов (провода обратного проводника) в одном направлении. Обратный изолирующий слой 7, образованный полиэтиленом, сформирован на обратном проводнике 5 в качестве изолирующего слоя обратного проводника через обратный внутренний полупроводниковый слой 6, а обратный внешний полупроводниковый слой 8, свинцовая оплетка 9 и антикоррозионный слой 10 последовательно наложены на обратный изолирующий слой 7. Разумеется, применение способа соединения обратного проводника согласно настоящему изобретению не ограничено структурой коаксиального кабеля постоянного тока, показанной на фиг.17.
2
2
Первый пример варианта осуществления приведен для случая, в котором коаксиальные кабели Х и Y постоянного тока, имеющие площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с проводами обратного проводника ϕ2,6 мм × 55 проводов (навитые в одном направлении с полной площадью поперечного сечения обратного проводника 215 мм), соединены друг с другом (соединяемые коаксиальный кабель Х постоянного тока и коаксиальный кабель Y постоянного тока имеют одну и ту же структуру). Аналогично показанному на фиг.1, основные проводники соединены сваркой друг с другом, и основные изолирующие слои соединены армирующим основным изолирующим слоем, сформированным с помощью процесса теплового формования после наматывания изолирующей ленты, на которой сформирован внешний полупроводниковый слой. После наматывания полупроводниковой прокладочной ленты на внешний полупроводниковый слой на основном изолирующем слое и армирующем основном изолирующем слое кабеля (толщина примерно от 1 мм до 2 мм) обеспечивается буферный слой в пределах, включающих в себя область сварки пучков проводов обратного проводника, для предотвращения физического повреждения и теплового повреждения во время выполнения операции соединения обратного проводника. Буферный слой формируется наматыванием полупроводниковой прокладочной ленты, и его толщина составляет примерно 5 мм. Пучки проводов обратного проводника как коаксиального кабеля Х постоянного тока, так и коаксиального кабеля Y постоянного тока формируются из проводов обратного проводника ϕ2,6 мм × 55 проводов с 11 пучками проводов обратного проводника на каждой стороне. Эти пучки проводов обратного проводника навиты в одном направлении и свариваются пучок за пучком на буферном слое аналогично показанному на фиг.2. При этом «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника», определенное уравнением (1), составляет 1,0 в каждой точке соединения. Далее, «разность по ширине между соединяемыми пучками проводов обратного проводника» равна нулю в каждой из точек соединения.
2
2
2
Второй пример варианта осуществления приведен для случая, в котором соединены друг с другом коаксиальный кабель Х постоянного тока, имеющий площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с проводами обратного проводника ϕ2,6 мм × 55 проводов (навитые в одном направлении с полной площадью поперечного сечения обратного проводника 215 мм), и коаксиальный кабель Z постоянного тока, имеющий площадь поперечного сечения основного проводника 500 мм с проводами обратного проводника ϕ5,0 мм × 30 проводов (навитые в одном направлении с полной площадью поперечного сечения обратного проводника 463 мм). Основные проводники соединены друг с другом путем прижатия с помощью муфты для соединения проводников разных диаметров, а основные изолирующие слои соединены армирующим основным изолирующим слоем, сформированным с помощью процесса теплового формования после наматывания изолирующей ленты, на которой сформирован внешний полупроводниковый слой. После наматывания полупроводниковой прокладочной ленты на внешний полупроводниковый слой на основном изолирующем слое и армирующем основном изолирующем слое кабеля (толщина примерно от 1 мм до 2 мм) обеспечивается буферный слой в пределах, включающих в себя область сварки пучков проводов обратного проводника, для предотвращения физического повреждения и теплового повреждения во время выполнения операции соединения обратного проводника. Буферный слой формируется наматыванием полупроводниковой прокладочной ленты, и его толщина составляет примерно 13 мм. Чтобы снизить количество выделяемого тепла в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока при протекании тока по обратному проводнику, местоположение соединения пучков проводов обратного проводника находится на кабельной жиле на стороне коаксиального кабеля Х постоянного тока, имеющего меньшую площадь поперечного сечения обратного проводника. Число точек соединения пучков проводов обратного проводника составляет всего 13 точек, как показано в таблице 2. Конфигурация пучков проводов обратного проводника коаксиального кабеля Х постоянного тока включает в себя четыре набора пучков из ϕ2,6 мм × 5 проводов, восемь наборов пучков из ϕ2,6 мм × 4 провода и один набор пучков из ϕ2,6 мм × 3 провода, а конфигурация пучков проводов обратного проводника коаксиального кабеля Z постоянного тока включает в себя четыре набора пучков из ϕ5,0 мм × 3 провода и девять наборов пучков из ϕ5,0 мм × 2 провода. Комбинация соединяемых пучков проводов обратного провода включает в себя четыре точки комбинации из пучка ϕ2,6 мм × 5 проводов и пучка из ϕ5,0 мм × 3 провода, восемь точек комбинации из пучка ϕ2,6 мм × 4 провода и пучка из ϕ5,0 мм × 2 провода и одна точка комбинации из пучка ϕ2,6 мм × 3 провода и пучка из ϕ5,0 мм × 2 провода. Вышеуказанные пучки навиты в одном направлении, как показано на фиг.3, и соединены сваркой пучок за пучком на буферном слое, как показано на фиг.1. При этом «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника», определенное уравнением (1), и «разность по ширине между соединяемыми пучками проводов обратного проводника» в каждой из соединительных точек показаны в таблице 2, удовлетворяя условию, что «нормированное отношение площадей поперечного сечения соединяемых пучков проводов обратного проводника» должно быть в диапазоне между 0,7 и 1,4, а «разность по ширине между соединяемыми пучками проводов обратного проводника» должна быть меньшей, чем два «диаметра провода, который больше в соединяемых пучках проводов обратного проводника».
Шестой вариант осуществления
Фиг.9 - продольное сечение с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока, к которому применим способ соединения обратного проводника согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. В коаксиальных кабелях А и В постоянного тока, соединяемых друг с другом, антикоррозионные слои 10а и 10b, свинцовые оплетки 9а и 9b, обратные изолирующие слои 7а и 7b (полупроводниковые слои внутри и снаружи не показаны), внешние полупроводниковые слои 4а и 4b, основные изолирующие слои 3а и 3b и внутренние полупроводниковые слои (не показаны) последовательно сняты, чтобы открыть основные проводники 1а и 1b на дальних концах кабелей, а затем основные проводники 1а и 1b соединены сваркой друг с другом. Позиция 21 обозначает сварной соединительный участок основного проводника 1. Позиция 2ab обозначает внутренний полупроводниковый слой в соединительном участке, который сформирован по сварному соединительному участку 21 и внутреннему полупроводниковому слою (не показан) кабеля на обеих сторонах, позиция 22 обозначает армирующий основной изолирующий слой, сформированный по внутреннему полупроводниковому слою 2ab и основным изолирующим слоям 3а и 3b на обеих сторонах, а позиция 28 обозначает внешний полупроводниковый слой, сформированный по армирующему основному изолирующему слою 22 и внешнему полупроводниковому слою 4 кабеля на обеих сторонах.
В шестом варианте осуществления сварное соединение обратного проводника 5а выполнено в области Р, где открыт внешний полупроводниковый слой 4а коаксиального кабеля А постоянного тока, и в этой области Р предусмотрен буферный слой 23. Буферный слой 23 образован так, чтобы он проходил по внешнему полупроводниковому слою 4а коаксиального кабеля А постоянного тока и внешнему полупроводниковому слою 28 соединительного участка. Предпочтительно буферный слой 23 формируется путем намотки полупроводниковой прокладочной ленты. Альтернативно, можно использовать ленту или лист с электроизоляционным свойством (например, лента или лист с фтористой полимерной основой, силиконовой каучуковой основой, этилен-пропилен каучуковой основой или бутил-каучуковой основой). Предпочтительно буферный слой 23 формируется путем намотки полупроводниковой прокладочной ленты так, чтобы его внешний диаметр стал таким же, как участок максимального диаметра внешнего полупроводникового слоя 28 соединительного участка от внешнего полупроводникового слоя 4а кабеля до суженного концевого участка 28а внешнего полупроводникового слоя 28 соединительного участка. Как правило, разность диаметров между основным изолирующим слоем и армирующим основным изолирующим слоем кабеля составляет примерно от 6 мм до 40 мм, а толщина буферного слоя, сформированного намоткой полупроводниковой прокладочной ленты, становится примерно от 3 мм до 20 мм. Толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты, необходимая для предотвращения теплового повреждения, вызванного теплом, выделяемым при сварке пучков проводов обратного проводника, должна быть равна или толще чем 3 мм, и эта толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты достаточна для предотвращения теплового повреждения на внешнем полупроводниковом слое и основном изолирующем слое кабеля во время выполнения операции сварки обратных проводников, и в то же время достаточна для предотвращения и физического повреждения.
После формирования буферного слоя 23, как описано выше, сварное соединение обратных проводников 5а и 5b обоих кабелей проводится на буферном слое 23. Позиция 25 обозначает сварной участок обратного проводника 5. Поскольку буферный слой 23 сформирован на внешнем полупроводниковом слое 4а коаксиального кабеля А постоянного тока, то не нужно беспокоиться о том, что произойдет тепловое повреждение на внешнем полупроводниковом слое 4а и основном изолирующем слое 3а и внешнем полупроводниковом слое 28 и армирующем основном изолирующем слое 22 соединительного участка из-за тепла, выделяемого при сварке обратных проводников 5а и 5b. Помимо этого, за счет обеспечения буферного слоя 23, возможно также предотвратить механическое повреждение, вызванное инструментом или чем-то подобным, на внешнем полупроводниковом слое 4а, основном изолирующем слое 3а и т.п., когда проводится сварка обратных проводников 5а и 5b. Кроме того, за счет обеспечения буферного слоя 23 с постоянным внешним диаметром от внешнего полупроводникового слоя 4а кабеля до внешнего полупроводникового слоя 28 соединительного участка, как описано выше, возможно выполнить операцию соединения сваркой обратных проводников легко и в то же время сократить внешний диаметр всего соединительного участка кабелей.
При соединении сваркой обратных проводников 5а и 5b друг к другу провода обратных проводников могут свариваться один за другим; однако, как показано в вариантах осуществления с первого по пятый, множество проводов обратного проводника можно собрать в пучки для каждого из коаксиальных кабелей А и В постоянного тока, так что эти пучки свариваются непосредственно встык или свариваются через стыковочный проводник. Это дает возможность снизить число операций сварки и выполнять операцию сварки эффективно. Когда структуры (диаметр проводов и число проводов) обратных проводников отличаются друг от друга, соединение через стыковочный проводник является легким; однако при соответствующем выполнении пучков проводов соединение непосредственной сваркой встык тоже можно применять.
Операция соединения после сварного соединения обратных проводников 5а и 5b является такой же, как обычная операция. Иными словами, армирующий обратный изолирующий слой 29 сформирован по обратным изолирующим слоям 7а и 7b обоих кабелей, а затем можно сформировать свинцовую оплетку 30 и антикоррозионный слой 31. На внутренней стороне армирующего обратного изолирующего слоя 29 формируется обратный полупроводниковый слой соединительного участка по обратным полупроводниковым слоям обоих коаксиальных кабелей А и В постоянного тока, а на внешней стороне армирующего обратного изолирующего слоя 29 формируется обратный внешний полупроводниковый слой соединительного участка по обратным полупроводниковым слоям обоих кабелей, хотя они и не показаны на чертеже.
Способ соединения обратных проводников согласно настоящему изобретению не ограничен коаксиальным кабелем постоянного тока, но может также применяться к соединению внешних проводников на соединительном участке питающих кабелей переменного тока, имеющих такие наружные проводники как проволочная оплетка или тому подобное.
Теперь ниже поясняется третий пример варианта осуществления настоящего изобретения. Коаксиальный кабель постоянного тока, используемый в этих примерах, такой же, как показанный на фиг.17, в котором внутренний полупроводниковый слой 2, основной изолирующий слой 3, образованный сшитым полиэтиленом, и внешний полупроводниковый слой 4 последовательно сформированы на основном проводнике 1 кабеля. Как правило, внутренний полупроводниковый слой 2, основной изолирующий слой 3 и внешний полупроводниковый слой 4 образованы способом одновременного экструдирования и целиком сформированы между внутренним полупроводниковым слоем 2 и основным изолирующим слоем 3 и между основным изолирующим слоем 3 и внешним полупроводниковым слоем 4. Обратный проводник 5 образован на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя 4, он сформирован навивкой множества медных проводов (провода обратного проводника) в одном направлении. Обратный изолирующий слой 7, образованный полиэтиленом, сформирован на обратном проводнике 5 в качестве изолирующего слоя обратного проводника через внутренний полупроводниковый слой 6, и обратный внешний полупроводниковый слой 8, свинцовая оплетка 9 и антикоррозионный слой 10 последовательно наложены на обратный изолирующий слой 7. Разумеется, применение способа соединения обратного проводника согласно настоящему изобретению не ограничено структурой коаксиального кабеля постоянного тока, показанной на фиг.17.
2
2
Третий пример варианта осуществления приведен для случая, в котором коаксиальные кабели Х и Y постоянного тока, имеющие площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с проводами обратного проводника ϕ2,6 мм × 55 проводов (навитые в одном направлении с полной площадью поперечного сечения обратного проводника 215 мм), соединены друг с другом (соединяемые коаксиальный кабель Х постоянного тока и коаксиальный кабель Y постоянного тока имеют одну и ту же структуру). Аналогично показанному на фиг.9, основные проводники соединены сваркой друг с другом, и основные изолирующие слои соединены армирующим основным изолирующим слоем, сформированным с помощью процесса теплового формования после наматывания изолирующей ленты, на котором сформирован внешний полупроводниковый слой. В данном примере внешний диаметр внешнего полупроводникового слоя кабеля составляет ϕ53,8 мм, внешний диаметр внешнего полупроводникового слоя соединительного участка составляет ϕ63,8 мм, а разность внешних диаметров между обоими внешними полупроводниковыми слоями составляет 10 мм (разность внешних радиусов составляет 5 мм).
После этого полупроводниковая прокладочная лента намотана на один оборот в промежутке, на внешнем полупроводниковом слое коаксиального кабеля Х постоянного тока и на внешнем полупроводниковом слое соединительного участка, а затем полупроводниковая прокладочная лента намотана от внешнего полупроводникового слоя кабеля до суженного концевого участка 28а внешнего полупроводникового слоя соединительного участка, включая, по меньшей мере, сваренную область обратных проводников, так что формируется буферный слой толщиной примерно 5 мм. Этот буферный слой служит для предотвращения теплового повреждения на внешнем полупроводниковом слое и основном изолирующем слое кабеля и внешнем полупроводниковом слое и армирующем основном изолирующем слое соединительного участка во время выполнения операции сварки обратных проводников, и в то же время для предотвращения и физического повреждения. Буферный слой формируется за счет разности внешних радиусов (5 мм) между внешним полупроводниковым слоем кабеля и внешним полупроводниковым слоем соединительного участка. Толщина буферного слоя может быть установлена немного больше, чем разность внешних радиусов. Толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты, необходимая для предотвращения теплового повреждения, вызванного теплом, выделяемым при сварке обратных проводников, должна быть равна или толще чем 3 мм, и толщина буферного слоя в 5 мм достаточна для предотвращения теплового повреждения во время выполнения операции сварки обратных проводников и для предотвращения физического повреждения.
Обратные проводники коаксиальных кабелей Х и Y постоянного тока соединены сваркой пучок за пучком для множества проводов обратного проводника на буферном слое аналогично тому, как показано на фиг.2. Оба пучка проводов обратного проводника сформированы проводами обратного проводника ϕ2,6 мм × 5 проводов, а число точек соединения пучков проводов обратного проводника составляет 11 точек.
Как описано выше, за счет обеспечения буферного слоя с использованием разности диаметров между внешним полупроводниковым слоем кабеля и внешним полупроводниковым слоем соединительного участка возможно снизить внешний диаметр соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока. Кроме того, технологичность соединения обратных проводников лучше, когда диаметр намотки полупроводниковой прокладочной ленты один и тот же по промежутку между внешним полупроводниковым слоем соединительного участка и внешним полупроводниковым слоем кабеля.
Седьмой вариант осуществления
Фиг.10 - продольное сечение с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения. В коаксиальных кабелях В и С постоянного тока, соединяемых друг с другом, антикоррозионные слои 10b и 10с, свинцовые оплетки 9b и 9с и обратные изолирующие слои 7b и 7с (полупроводниковые слои внутри и снаружи не показаны), внешние полупроводниковые слои 4а и 4b, основные изолирующие слои 3а и 3b и внутренние полупроводниковые слои (не показаны) последовательно сняты, чтобы открыть обратные проводники 5b и 5с, а внешние полупроводниковые слои 4b и 4с, основные изолирующие слои 3b и 3с и внутренние полупроводниковые слои (не показаны) последовательно сняты, чтобы открыть основные проводники 1b и 1с на дальних концах кабелей. Площадь поперечного сечения обратного проводника 5с коаксиального кабеля С постоянного тока меньше, чем площадь поперечного сечения обратного проводника 5b коаксиального кабеля В постоянного тока.
Основной проводник 1с коаксиального кабеля С постоянного тока и основной проводник 1b коаксиального кабеля В постоянного тока соединены друг с другом путем прижатия с помощью муфты 121 для соединения проводников разных диаметров. Позиция 22 обозначает армирующий основной изолирующий слой, сформированный по муфте 121 и основным изолирующим слоям 3b и 3с коаксиальных кабелей В и С постоянного тока на обеих сторонах, а позиция 23 обозначает буферный слой, сформированный на внешнем полупроводниковом слое 4с коаксиального кабеля С постоянного тока.
Обратный проводник 5b коаксиального кабеля В постоянного тока достигает буферного слоя 23 при прохождении по внешней окружности армирующего основного изолирующего слоя 22 и соединен сваркой с обратным проводником 5с коаксиального кабеля С постоянного тока на буферном слое 23. Позиция 25 обозначает сварной участок.
Буферный слой 23 служит для предотвращения повреждения внешнего полупроводникового слоя 4с и основного изолирующего слоя 3с коаксиального кабеля С постоянного тока теплом, выделяемым во время выполнения операции сварки обратных проводников. Предпочтительно буферный слой 23 формируется намоткой полупроводниковой прокладочной ленты так, чтобы его внешний диаметр стал фактически таким же, как и внешний диаметр армирующего основного изолирующего слоя от внешнего полупроводникового слоя 4с внешнего полупроводникового слоя (не показан) соединительного участка. Буферный слой 23 может также предотвращать физическое повреждение на внешнем полупроводниковом слое 4с и основном изолирующем слое 3с коаксиального кабеля С постоянного тока во время выполнения операции сварки обратных проводников.
При соединении сваркой обратных проводников 5b и 5с друг с другом провода обратного проводника могут свариваться один за другим; однако, как описано выше, множество проводов обратного проводника можно собрать в пучки, так чтобы эти пучки соединять друг с другом сваркой. За счет сварки пучков друг с другом число операций сварки можно снизить, а операцию сварки можно выполнять эффективно.
После соединения сваркой обратных проводников 5b и 5с, как описано выше, армирующий обратный изолирующий слой 29 формируется по обратному изолирующему слою 7b и 7с обоих кабелей, а затем можно сформировать свинцовую оплетку 30 и антикоррозионный слой 31. На внутренней стороне армирующего обратного изолирующего слоя 29 формируется обратный полупроводниковый слой соединительного участка по обратным полупроводниковым слоям обоих коаксиальных кабелей В и С постоянного тока, а на внешней стороне армирующего обратного изолирующего слоя 29 формируется обратный внешний полупроводниковый слой соединительного участка по обратным полупроводниковым слоям обоих кабелей, хотя они и не показаны на чертеже.
В соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, как описано выше, площадь поперечного сечения обратного проводника становится больше на большей части соединительного участка в продольном направлении (сопротивление обратного проводника становится меньше); а потому может быть уменьшено количество тепла, выделяемого при протекании тока по обратным проводникам 5b и 5с, и возможно подавление роста температуры в соединительном участке.
2
2
2
2
Более подробно конфигурация соединительного участка коаксиального кабеля постоянного тока, показанная на фиг.10, поясняется ниже. Коаксиальный кабель С постоянного тока имеет, например, площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с площадью поперечного сечения обратного проводника 215 мм (медные провода ϕ2,6 мм×55 проводов, навитые коаксиально), а коаксиальный кабель В постоянного тока имеет, например, площадь поперечного сечения основного проводника 500 мм с площадью поперечного сечения обратного проводника 463 мм (медные провода ϕ5,0 мм×30 проводов, навитые коаксиально). Основные проводники 1b и 1с обоих коаксиальных кабелей В и С постоянного тока являются медными проводами, основные изолирующие слои 3b и 3с сформированы сшитым полиэтиленом, а обратные изолирующие слои 7b и 7с сформированы несшитым полиэтиленом. Армирующий основной изолирующий слой 22 формируется в процессе теплового формования после наматывания изолирующей ленты. Буферный слой формируется наматыванием полупроводниковой прокладочной ленты, и его толщина составляет примерно 13 мм. Обратные проводники 5b и 5с коаксиальных кабелей В и С постоянного тока соединены сваркой пучок за пучком, и число точек соединения пучков проводов обратного проводника составляет 13 точек. Конфигурация пучков проводов обратного проводника коаксиального кабеля С постоянного тока включает в себя четыре набора пучков из ϕ2,6 мм × 5 проводов, восемь наборов пучков из ϕ2,6 мм × 4 провода и один набор пучков из ϕ2,6 мм × 3 провода. Конфигурация пучков проводов обратного проводника коаксиального кабеля В постоянного тока включает в себя четыре набора пучков из ϕ5,0 мм × 3 провода и девять наборов пучков из ϕ5,0 мм × 2 провода. Комбинация соединяемых пучков проводов обратного провода включает в себя четыре точки из комбинации пучок ϕ2,6 мм × 5 проводов и пучок ϕ5,0 мм × 3 провода, восемь точек из комбинации пучок ϕ2,6 мм×4 провода и пучок ϕ5,0 мм × 2 провода и одну точку из комбинации пучок ϕ2,6 мм × 3 провода и пучок ϕ5,0 мм × 2 провода.
С приведенными выше конфигурациями результат вычисления распределения температуры основного проводника и распределения температуры обратного проводника при приложении тока 700 А к каждому основному проводнику и обратному проводнику показан на фиг.11-1 и 11-2 для случая, в котором соединительный участок обратных проводников расположен на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя коаксиального кабеля С постоянного тока (четвертый пример варианта осуществления по настоящему изобретению), и случая, в котором он расположен на внешней окружности внешнего полупроводникового слоя коаксиального кабеля В постоянного тока (сравнительный пример). Согласно результату вычислений, температура основного проводника в соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока составляет 70°С в четвертом примере варианта осуществления настоящего изобретения (фиг.11-1) и 80°С в сравнительном примере (фиг.11-2). От этой точки, согласно настоящему изобретению, рост температуры основного проводника можно снизить примерно на 10°С, потому что количество тепла, выделяемого при приложении тока к обратному проводнику, можно уменьшить в соединительном участке.
Восьмой вариант осуществления
Фиг.12 - продольное сечение с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения. В соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока обратный проводник 5 с коаксиального кабеля С постоянного тока, площадь поперечного сечения обратного проводника которого меньше, и обратный проводник 5b коаксиального кабеля В постоянного тока, площадь поперечного сечения обратного проводника которого больше, соединены друг с другом посредством стыковочного проводника 26а. Стыковочный проводник 26а сформирован тем же самым медным проводом, что и провод, который составляет обратные проводники 5b и 5с, и его площадь поперечного сечения установлена равной или больше, чем площадь поперечного сечения обратного проводника коаксиального кабеля В постоянного тока. Стыковочный проводник 26а размещен так, чтобы проходить по внешней окружности армирующего основного изолирующего слоя 22 соединительного участка, так что сварной участок 25с между обратным проводником 5с коаксиального кабеля С постоянного тока и стыковочным проводником 26а расположен вокруг внешнего полупроводникового слоя 4с коаксиального кабеля С постоянного тока, а сварной участок 25b между обратным проводником 5b коаксиального кабеля В постоянного тока и стыковочным проводником 26а расположен вокруг внешнего полупроводникового слоя 4b коаксиального кабеля В постоянного тока. Далее, буферные слои 23b и 23с сформированы на внешних полупроводниковых слоях 4b и 4с коаксиальных кабелей В и С постоянного тока, соответственно, а сварные участки 25b и 25с обратных проводников 5b и 5с и стыковочного проводника 26а расположены на буферных слоях 23b и 23с, соответственно. Предпочтительно обратные проводники 5b и 5с и стыковочный проводник 26а должны соединяться путем сварки пучков из множества проводов проводника, пучок за пучком, аналогично седьмому варианту осуществления.
Конфигурации, отличные от описанной выше, являются такими же, как в седьмом варианте осуществления, так что одни и те же позиции обозначают идентичные части, и подробное пояснение этих частей будет опущено. С вышеприведенной конфигурацией можно получить тот же самый эффект, что в седьмом варианте осуществления. Далее, за счет установки площади поперечного сечения стыковочного проводника 26а больше, чем площадь поперечного сечения обратного проводника 5b коаксиального кабеля В постоянного тока, можно уменьшить рост температуры соединительного участка по сравнению с седьмым вариантом осуществления.
Девятый вариант осуществления
Фиг.13 - продольное сечение с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения. Различия между данным соединительным участком коаксиального кабеля постоянного тока и соединительным участком в седьмом варианте осуществления состоят в том, что буферный слой опущен и сварной участок 25 обратных проводников 5b и 5с обоих коаксиальных кабелей В и С постоянного тока расположен на внешнем полупроводниковом слое 4с коаксиального кабеля С постоянного тока. Если операция сварки обратных проводников 5b и 5с выполняется аккуратно, то можно применять такую конфигурацию. Конфигурации, отличные от описанной выше, являются такими же, как в седьмом варианте осуществления, так что одни и те же позиции обозначают идентичные части, и подробное пояснение этих частей будет опущено.
Десятый вариант осуществления
Фиг.14 - продольное сечение с частично рассеченным видом сверху существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения. Различия между данным соединительным участком коаксиального кабеля постоянного тока и соединительным участком в восьмом варианте осуществления состоят в том, что друг с другом соединены коаксиальные кабели А и В постоянного тока, имеющие обратные проводники с одной и той же площадью поперечного сечения. Стыковочный проводник 26а имеет площадь поперечного сечения больше, чем у обратных проводников 5а и 5b. Конфигурации, отличные от описанной выше, являются такими же, как в седьмом варианте осуществления, так что одни и те же позиции обозначают идентичные части, и подробное пояснение этих частей будет опущено. Согласно данному варианту осуществления, можно уменьшить рост температуры соединительного участка кабелей по сравнению с вариантом, в котором обратные проводники 5а и 5b соединены друг с другом.
Одиннадцатый вариант осуществления
Фиг.15 - продольное сечение, вид сверху, с частичным рассечением существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения. В соединяемых друг с другом коаксиальных кабелях А и В постоянного тока антикоррозионные слои 10а и 10b, свинцовые оплетки 9а и 9b и обратные изолирующие слои 7а и 7b (полупроводниковые слои внутри и снаружи не показаны), внешние полупроводниковые слои 4b и 4с, основные изолирующие слои 3а и 3b и внутренние полупроводниковые слои (не показаны) последовательно счищены так, что основные проводники 1а и 1b открыты на дальних концах кабелей. Позиция 21 обозначает сварной соединительный участок основного проводника 1. Позиция 2ab обозначает внутренний полупроводниковый слой в соединительном участке, который сформирован по сварному соединительному участку 21 и внутреннему полупроводниковому слою (не показан) кабеля на обеих сторонах, позиция 22 обозначает армирующий основной изолирующий слой, сформированный по внутреннему полупроводниковому слою 2ab и основным изолирующим слоям 3а и 3b на обеих сторонах, а позиция 28 обозначает внешний полупроводниковый слой, сформированный по армирующему основному изолирующему слою 22 и внешним полупроводниковым слоям 4а и 4b коаксиальных кабелей А и В постоянного тока на обеих сторонах. Внешний диаметр армирующего основного изолирующего слоя 22 становится больше, чем внешний диаметр основных изолирующих слоев 3а и 3b кабелей. Таким образом, внешний диаметр внешнего полупроводникового слоя 28 соединительного участка также становится больше, чем внешний диаметр внешних полупроводниковых слоев 4а и 4b кабелей.
В данном варианте осуществления сварное соединение обратных проводников 5а и 5b выполнено в области Р, где внешний полупроводниковый слой 4а коаксиального кабеля А постоянного тока открыт, и в области Р предусмотрен буферный слой 23. Предпочтительно буферный слой 23 формируется намоткой полупроводниковой прокладочной ленты с постоянным внешним диаметром от внешнего полупроводникового слоя 4а коаксиального кабеля А постоянного тока до внешнего полупроводникового слоя 28 соединительного участка таким образом, чтобы внешний диаметр был одинаковым. Как правило, разность диаметров между основным изолирующим слоем и армированным основным изолирующим слоем кабеля составляет примерно от 6 мм до 40 мм, а толщина буферного слоя, сформированного намоткой полупроводниковой прокладочной ленты, составляет примерно от 3 мм до 20 мм. Толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты, необходимая для предотвращения теплового повреждения, вызванного теплом, выделяемым при сварке пучков проводов обратного провода, должна быть равна или больше чем 3 мм, и такая толщина намотки полупроводниковой прокладочной ленты достаточна для предотвращения физического повреждения на основном изолирующем слое и внешнем полупроводниковом слое кабеля при соединении обратных проводников.
После формирования буферного слоя 23, как описано выше, металлический слой 32 формируется по буферному слою 23, внешнему полупроводниковому слою 28 соединительного участка и внешним полупроводниковым слоям 4а и 4b коаксиальных кабелей А и В постоянного тока. Хотя предпочтительно, чтобы металлический слой 32 формировался намоткой медной сетчатой ленты, его также можно формировать намоткой металлической ленты, такой как свинцовая лента, медная лента или алюминиевая лента.
После формирования металлического слоя 32, сварное соединение обратных проводников 5а и 5b обоих коаксиальных кабелей А и В постоянного тока выполняется на металлическом слое 32 в области Р, где сформирован буферный слой 23. Позиция 25 обозначает сварной участок обратных проводников 5а и 5b, поскольку буферный слой 23 сформирован на внешнем полупроводниковом слое 4а коаксиального кабеля А постоянного тока, не нужно беспокоиться о том, что будет тепловое повреждение на внешнем полупроводниковом слое 4а и основном изолирующем слое 3а и внешнем полупроводниковом слое 28 и армирующем основном изолирующем слое 22 соединительного участка из-за тепла, выделяемого при сварке обратных проводников 5а и 5b.
2
При соединении сваркой обратных проводников 5b и 5с друг с другом провода обратного проводника могут свариваться один за другим; однако, как описано выше, множество проводов обратного проводника можно собрать в пучки, так что эти пучки соединяются сваркой друг с другом. За счет сварки пучков друг с другом число операций сварки можно уменьшить, а операцию сварки можно выполнять эффективно. Например, при соединении коаксиальных кабелей постоянного тока, имеющих площадь поперечного сечения основного проводника 400 мм с проводами обратного проводника ϕ2,6 мм × 55 проводов, свитых друг с другом, за счет создания пучков проводов обратного проводника, по 5 проводов в пучке и сварки пучков встык, число операций сварки можно уменьшить в 11 раз.
Соединительная операция после соединения сваркой обратных проводников 5а и 5b такая же, как и обычная операция. Иными словами, армирующий обратный изолирующий слой 29 формируется по обратным изолирующим слоям 7а и 7b обоих коаксиальных кабелей А и В постоянного тока, а затем можно сформировать свинцовую оплетку 30 и антикоррозионный слой 31. На внутренней стороне армирующего обратного изолирующего слоя 29 формируется обратный полупроводниковый слой соединительного участка по обратным полупроводниковым слоям обоих коаксиальных кабелей А и В постоянного тока, а на внешней стороне армирующего обратного изолирующего слоя 29 формируется обратный внешний полупроводниковый слой соединительного участка по обратным полупроводниковым слоям обоих кабелей, хотя они и не показаны на чертеже.
В соединительном участке коаксиального кабеля постоянного тока, как описано выше, поскольку внешний диаметр армирующего основного изолирующего слоя 22 больше, чем внешние диаметры основных изолирующих слоев 3а и 3b кабелей, разнесение между проводами обратных проводников 5а и 5b, расположенных на внешней стороне армирующего основного изолирующего слоя 22 и буферного слоя 23, шире, чем на кабельном участке. Однако, поскольку металлический слой 32 сформирован прямо под обратными проводниками 5а и 5b, можно гарантировать достаточные характеристики электромагнитного экранирования. Помимо этого, благодаря металлическому слою 32, распределение электричества становится равномерным для всех проводов обратного проводника в соединительном участке кабелей, и в то же время уменьшается сопротивление обратного проводника. Таким образом, выделение тепла в обратных проводниках можно уменьшить, и в результате рост температуры можно предотвратить.
Двенадцатый вариант осуществления
Фиг.16 - поперечное продольное сечение, вид сверху, с частичным рассечением существенной части питающего коаксиального кабеля постоянного тока согласно двенадцатому варианту осуществления настоящего изобретения. Различие между данным соединительным участком коаксиального кабеля постоянного тока и одиннадцатым вариантом осуществления состоит в том, что металлический слой 32 предусмотрен прямо над обратными проводниками 5а и 5b, а не под ними. Конфигурации, отличные от описанной выше, являются такими же, как в одиннадцатом варианте осуществления, так что одни и те же позиции обозначают идентичные части, и подробное пояснение этих частей будет опущено. Даже с приведенной выше конфигурацией можно получить такой же эффект, как с одиннадцатым вариантом осуществления.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение пригодно для соединения питающих коаксиальных кабелей постоянного тока.