EA201690871A1 20170228 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/201690871 Полный текст описания [**] EA201690871 20160525 Регистрационный номер и дата заявки FI20155390 20150526 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21702 Номер бюллетеня [**] УСАЖИВАЕМАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ТРУБКА Название документа [8] H02G 15/04 Индексы МПК [FI] Аарнио Ансси, [FI] Алкила Кауко, [FI] Вякевяйнен Кеннет Сведения об авторах [FI] ЭНСТО ФИНЛАНД ОЙ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201690871a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Описаны усаживаемая многослойная трубка (1) для электрического соединения или концевой заделки кабелей и способ ее получения. Многослойная трубка (1) включает проводящий внешний слой (2), изоляционный внутренний слой (3), расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя, и самый внутренний слой (4), расположенный концентрически внутри изоляционного слоя (3), при этом самый внутренний слой (4) выполнен из регулирующего напряженность поля материала.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Описаны усаживаемая многослойная трубка (1) для электрического соединения или концевой заделки кабелей и способ ее получения. Многослойная трубка (1) включает проводящий внешний слой (2), изоляционный внутренний слой (3), расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя, и самый внутренний слой (4), расположенный концентрически внутри изоляционного слоя (3), при этом самый внутренний слой (4) выполнен из регулирующего напряженность поля материала.


Евразийское (21) 201690871 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. H02G15/04 (2006.01)
2017.02.28
(22) Дата подачи заявки 2016.05.25
(54) УСАЖИВАЕМАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ТРУБКА
(31) (32) (33)
(71) (72)
(74)
20155390
2015.05.26
Заявитель:
ЭНСТО ФИНЛАНД ОЙ (FI)
Изобретатель:
Аарнио Ансси, Алкила Кауко, Вякевяйнен Кеннет (FI)
Представитель: Поликарпов А.В. (RU)
(57) Описаны усаживаемая многослойная трубка (1) для электрического соединения или концевой заделки кабелей и способ ее получения. Многослойная трубка (1) включает проводящий внешний слой (2), изоляционный внутренний слой (3), расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя, и самый внутренний слой (4), расположенный концентрически внутри изоляционного слоя (3), при этом самый внутренний слой (4) выполнен из регулирующего напряженность поля материала.
УСАЖИВАЕМАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ТРУБКА
Область техники
Изобретение относится к усаживаемой многослойной трубке для электрического соединения или концевой заделки кабелей, к способу ее получения и к кабельному соединительному устройству.
Уровень техники
Усаживаемые муфты и трубки из соответствующего материала применяют для концевой заделки и соединения кабелей. Они могут быть усажены в положении вокруг концов кабелей, электрически соединенных друг с другом. Такие усаживаемые муфты или трубки обычно включают по меньшей мере изоляционный слой.
Если такую муфту или трубку устанавливают поверх концевой заделки или места соединения кабеля, между муфтой или трубкой и кабелем возникает электрическая поверхность раздела. Кабели обычно снабжены защитной оболочкой, и часть этой защитной оболочки кабеля следует удалить для организации концевой заделки или места соединения кабеля. Кабель может также включать другие слои поверх проводника, которые можно удалить при монтаже. Кромка кабельной защитной оболочки образует разрыв непрерывности экрана, и в кабелях высокого или среднего напряжения место соединения или концевой заделки кабеля образует область повышенного электрического поля вокруг проводника кабеля. Это повышенное электрическое поле можно ослабить, чтобы свести к минимуму риск разряда. Ослабление этого повышенного электрического поля называют регулированием напряженности (а также регулированием поля или нивелированием поля).
Для ослабления локального пика электрического поля были разработаны такие средства, как покрытие места соединения кабелей регулирующим напряженность поля материалом, таким как регулирующая напряженность поля мастика, или установка нескольких усаживаемых муфт или трубок, одна поверх другой. Такие средства, однако, могут потребовать дополнительных стадий при монтаже соединения или концевой заделки кабеля, а также могут создавать риск, если какая-то стадия или компонент случайно были опущены.
Сущность изобретения
Раздел "Сущность изобретения" предназначен для того, чтобы в упрощенном виде ввести набор концепций, которые далее более подробно описаны в разделе "Подробное описание изобретения". Раздел "Сущность изобретения" не предполагает идентификации ключевых отличительных особенностей или существенных отличительных особенностей заявленного объекта изобретения, а также не предполагается его использование для ограничения объема заявленного изобретения.
Описана усовершенствованная усаживаемая многослойная трубка, также предложена усаживаемая многослойная трубка для электрического соединения или концевой заделки кабелей, а также способ ее получения. Многослойная трубка включает проводящий внешний слой, изоляционный внутренний слой, расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя, и самый внутренний слой, расположенный концентрически внутри изоляционного слоя; при этом самый внутренний слой выполнен из регулирующего напряженность поля материала.
Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи, которые включены для обеспечения дополнительного понимания изобретения и составляют часть данного описания, иллюстрируют примеры воплощения изобретения и, совместно с описанием, помогают разъяснить принципы изобретения. В этих чертежах:
Фиг. 1 представляет вид в поперечном сечении усаживаемой многослойной трубки по одному из примеров воплощения;
Фиг. 2 представляет вид в поперечном сечении кабеля, иллюстрирующий электрическое поле; и
Фиг. 3 представляет вид в поперечном сечении соединительного устройства, с графиком, иллюстрирующим интенсивность электрического поля внутри соединительного устройства.
Подробное описание изобретения Подробное описание, приведенное далее в связи с прилагаемыми чертежами, следует рассматривать как описание представленных примеров, и оно не предполагает изобразить единственные формы, в которых данный
пример может быть воплощен или применен. В то же время такие же или эквивалентные функции и последовательности могут быть осуществлены в других примерах.
Усаживаемая многослойная трубка для электрического соединения или концевой заделки кабелей включает проводящий внешний слой; изоляционный внутренний слой, расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя; и самый внутренний слой, расположенный концентрически внутри изоляционного слоя. Самый внутренний слой выполнен из регулирующего напряженность поля материала.
Таким образом, проводящий внешний слой расположен вокруг изоляционного внутреннего слоя, а изоляционный внутренний слой расположен вокруг самого внутреннего слоя.
В принципе, не исключено наличие в усаживаемой многослойной трубке дополнительных слоев. Однако усаживаемая многослойная трубка может также состоять из проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя.
Проводящий внешний слой, изоляционный внутренний слой и самый внутренний слой могут представлять собой слои из полимерного материала. Проводящий внешний слой, изоляционный внутренний слой и самый внутренний слой могут быть экструдированными, например, совместно экструдированными, слоями. Проводящий внешний слой, изоляционный внутренний слой и самый внутренний слой могут также представлять собой сшитые слои из полимерного материала.
Трубку можно получить совместной экструзией проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя в виде многослойной структуры. Трубку также можно получить прессованием в пресс-форме или литьем под давлением проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя в виде многослойной структуры.
Усаживаемая многослойная трубка может быть трубкой, усаживаемой под действием тепла или холода. Материал проводящего внешнего слоя, материал изоляционного внутреннего слоя или оба эти материала могут быть усаживаемыми под действием тепла или холода. Усаживаемая многослойная трубка может иметь коэффициент усадки от 2:1 до 6:1, или от 3:1 до 4:1; его рассчитывают как отношение внутреннего диаметра трубки в расширенном
состоянии к внутреннему диаметру трубки после усадки, то есть после приведения в исходное состояние.
Материалы проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя могут быть выбраны так, что их можно успешно совместно экструдировать, и что они имеют совместимые усадочные свойства.
В данном контексте термин "совместная экструзия" следует понимать как относящийся к способу, в котором материалы слоев продавливают через одну и ту же экструзионную головку, с получением единого изделия, в котором слои соединены друг с другом. Материалы можно совместно экструдировать, подавая материалы с постоянным объемным расходом в единую экструзионную головку.
Полимерный материал или материалы одного или большего количества слоев могут быть сшитыми. Сшивка может представлять собой, например, химическую сшивку, или сшивку за счет облучения, в зависимости от материала или материалов слоя или слоев. Один или большее количество слоев могут быть также сшиты друг с другом, например проводящий слой может быть сшит с изоляционным слоем, и/или изоляционный внутренний слой может быть сшит с самым внутренним слоем.
Проводящий внешний слой может включать термопластичный материал. Подходящие термопластичные материалы могут включать, например, полиолефины. Примерами полиолефинов являются гомополимеры этилена и сополимеры этилена, такие как линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), сополимеры этилена и винилацетата (ЭВА), полипропилен (ПП) и полиметилпентен (ПМП).
Проводящий внешний слой может также включать смесь или сочетание термопластичного материала или другого полимерного материала и проводящего материала, например проводящей сажи, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов или углеродных нанотрубок, для увеличения проводимости материала. Примером такого термопластичного материала является смесь или сополимер полиэтилена, винилацетата и проводящей сажи. Проводящий материал включают в термопластичный материал в количестве, которое делает материал проводящего внешнего слоя электропроводным.
Например, термопластичный материал может включать до 30% масс, или до 20% масс, или до 10% масс, или до 5% масс, проводящего материала. Проводящий внешний слой может иметь объемное удельное сопротивление менее 100 Ом-см. Такой внешний слой является электропроводным. Смесь может также включать один или большее количество других компонентов. Один или большее количество других компонентов могут включать один или большее количество других полимеров, для увеличения пластичности, гибкости, ударной вязкости, способности к усадке и/или для снижения теплопроводности материала, регулирующего напряженность поля. Этот один или большее количество других компонентов также может включать сшивающий агент, фотоинициатор и/или фотосенсибилизатор.
В контексте данного описания, термин "проводящий материал" следует понимать, как относящийся к материалу, обладающему свойствами электропроводности. Проводящие материалы обычно имеют очень низкое объемное удельное сопротивление, такое как, например, объемное удельное сопротивление менее 100 Ом-см, или менее 10 Ом-см, или менее 1 Ом-см.
Изоляционный внутренний слой также может содержать термопластичный материал, включая любые термопластичные материалы, описанные в данном описании, или состоять из этого материала. Примером такого термопластичного материала является композиция или сополимер полиэтилена, винилацетата и, возможно, одного или большего количества других компонентов, таких как наполнитель для улучшения механических свойств изоляционного внутреннего слоя, сшивающий агент и/или краситель. Один или большее количество других компонентов могут также включать один или большее количество других полимеров, для увеличения пластичности, гибкости, ударной вязкости, способности к усадке и/или для снижения теплопроводности материала, регулирующего напряженность поля. Один или большее количество других компонентов также может включать сшивающий агент, фотоинициатор и/или фотосенсибилизатор. Изоляционный внутренний слой может иметь объемное удельное сопротивление выше 1012 Ом-см. Такой внутренний слой является электрически изолирующим.
В контексте данного описания, термин "регулирующий напряженность поля материал" следует понимать как относящийся к материалу, способному
ослаблять локальную концентрацию электрического поля, образующегося в месте соединения или концевой заделки кабеля.
Так как самый внутренний слой оказывает регулирующее напряженность поля действие, любые неблагоприятные эффекты за счет исключения из места соединения или концевой заделки кабеля другого регулирующего напряженность поля материала, например, регулирующей напряженность поля мастики, могут быть уменьшены или даже устранены.
Регулирующий напряженность поля материал может быть эластичным. Таким образом, он может упруго облегать кабель в местах соединения или концевой заделки и прижиматься к месту соединения или концевой заделки кабеля, повышая качество электрической поверхности раздела между трубкой и кабелем.
Регулирующий напряженность поля материал может включать полимерный материал, или состоять из него. В контексте данного описания, термин "полимерный материал" относится к материалу, который можно получить из композиции на основе одного или большего количества полимеров. Полимерный материал может быть пригоден для формования посредством экструзии, прессования в пресс-форме или литья под давлением. Полимерный материал также может быть сшиваемым.
Регулирующий напряженность поля материал может включать эластомер. В контексте данного описания термин "эластомер" следует понимать как относящийся к природному или синтетическому материалу, который обладает физико-химическими свойствами натурального каучука, например, способностью подвергаться значительным упругим деформациям под нагрузкой и возвращаться к исходным размерам при снятии нагрузки.
Регулирующий напряженность поля материал может включать термопластичный эластомер. Термопластичные эластомеры являются эластичными, и им можно придать желаемую форму с использованием технологий, применимых для термопластичных материалов, таких как литье под давлением и экструзия. Мягкие материалы, которые сжимают нижележащий слой, могут иметь лучший контакт с этим нижележащим слоем. Кроме того, между слоем термопластичного эластомера и нижележащим слоем может быть захвачено меньшее количество воздуха. Воздух может вызвать частичный разряд, и предпочтительно избегать его в соединениях. Кроме того,
термопластичные эластомеры, в противоположность термореактивным эластомерам, можно расплавить и снова переработать, несколько раз. Термопластичные эластомеры также можно сшивать без необходимости в высоких температурах, которые могли бы отрицательно влиять на другие свойства многослойной трубки. Так как термопластичные эластомеры можно экструдировать совместно с материалами проводящего внешнего слоя и изоляционного внутреннего слоя, можно получить хороший контакт, без границ раздела и примесей между этими слоями, и таким образом можно получить более надежную в электрическом отношении структуру. Термопластичные эластомеры можно перерабатывать с применением обычных технологий переработки (экструзии, литья под давлением). Поскольку термопластичные эластомеры можно, например, совместно экструдировать, нет необходимости применять две стадии обработки, которые обычно требуются для изготовления контакта эластомер-термопластичный материал.
Можно считать, что термопластичные эластомеры включают, например, термопластичные полиолефины (олефиновые термопластичные эластомеры, ТПО или ТПЭ-о), блок-сополимеры стирола (ТПЭ-с), эластомерные сплавы (термопластичные вулканизаты, ТПЭ-в или ТПВ), термопластичные полиуретаны (ТПУ), термопластичные сополиэфиры, термопластичные полиамиды, реакторные ТПО (Р-ТПО), полиолефиновые пластомеры (ПОП), полиолефиновые эластомеры (ПОЭ) или любые их смеси.
Регулирующий напряженность поля материал может включать термопластичные полиолефины, которые также называют олефиновыми термопластичными эластомерами. Регулирующий напряженность поля материал на основе термопластичных эластомеров может привести в соответствие и отрегулировать контакты с нижележащей поверхностью лучше, чем термопластичный материал, так как имеется постоянная сила сжатия, сжимающая нижележащий слой. Кроме того, термопластичные эластомерные материалы могут быть мягче, чем термопластичные материалы, и таким образом могут лучше адаптироваться к нижележащей поверхности, чем более твердые материалы. Мягкость термопластичного эластомера может составлять в диапазоне от 10 до 90 единиц по Шору А. Олефиновые термопластичные эластомеры представляют собой композиции, то есть двухкомпонентные системы, состоящие из эластомера (такие как, например, каучук из этилен
пропилен-диеновых мономеров, ЭПДМ), тонкодиспергированного в термопластичном (со)полимере, таком как, например, полипропилен или полиэтилен. Термопластичный (со)полимер может быть основным компонентом, а также может быть непрерывной фазой. Олефиновые термопластичные эластомеры могут содержать по меньшей мере 20% масс, эластомера в термопластичном полимере.
Термопластичные вулканизаты представляют собой термопластичные эластомеры, которые были подвергнуты сшивке. ТПВ являются эластичными и стойкими к нагреванию и к усталостным нагрузкам.
Регулирующий напряженность поля материал может включать термопластичный эластомерный материал, выбранный из группы, состоящей из термопластичных полиолефинов и термопластичных вулканизатов.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см. Объемное удельное сопротивление может зависеть, например, от напряжения в кабеле, который должен быть соединен с применением усаживаемой многослойной трубки.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см, и относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см, и относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 20 до примерно 30.
Регулирующий напряженность поля материал может регулировать напряженность поля по емкости или по сопротивлению; однако механизм регулирования напряженности поля данного материала не ограничен конкретно этими механизмами. Такие материалы могут включать активный агент, внедренный в материал матрицы, такой как, например, термопластичный эластомерный материал, или состоять из него.
Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, представляют собой, например, материалы, обладающие высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Такие материалы способны снижать напряженность электрического поля, окружающего места соединений или концевые заделки кабеля. Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, можно обеспечить с использованием различных композиций. Материал, регулирующий напряженность поля по емкости, может иметь относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30, и/или объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см.
Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, могут включать, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, керамики, обладающей высокой относительной диэлектрической проницаемостью (например, выше 4), наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость (например, выше 4).
Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, могут включать смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, таких как, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, керамики, обладающей высокой относительной диэлектрической проницаемостью (например, выше 4), наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость (например, выше 4), или состоять из этой смеси.
Такая смесь может включать, например, от 10 до 25% (об.) сажи. Примеры подходящих для смеси композиций описаны, например, в примерах ЕР 0522760. Свойства, такие, как объемное удельное сопротивление регулирующего напряженность поля материала, включающего сажу (и другие материалы, обладающие сходными свойствами), не изменяются линейно в
зависимости от относительного количества сажи, из-за явления, известного как перколяция. Регулирующий напряженность поля материал, включающий смесь, содержащую термопластичный эластомер и сажу (или состоящий из этой смеси), должен проявлять подходящие перколяционные свойства, таким образом обеспечивая подходящее регулирование напряженности поля. Специалист способен выбрать смесь, обладающую подходящими перколяционными свойствами.
Эпигалогидринные полимеры, пригодные для применения в регулирующих напряженность поля материалах, представляют собой эластомерные полимеры эпигалогидрина, в форме гомополимера или сополимера. Такие полимеры получают путем полимеризации мономерного материала в массе или в растворе, с металлорганическими катализаторами, и они могут быть гомополимерами, сополимерами, тройными полимерами и т.д. Примеры гомополимеров включают эпихлоргидрин или эпибромгидрин; примеры сополимеров включают сополимеры эпигалогидринов с алкиленоксидами и сополимеры с эпоксидами, например, пропиленоксидом, этиленоксидом, бутеноксидом, и простыми эпоксиэфирами, например этилглицидиловым простым эфиром и аллилглицидиловым простым эфиром.
Проводящие пластинки могут быть металлическими пластинками или хлопьями, такими, как алюминиевые пластинки.
Материалами, регулирующими напряженность поля по сопротивлению, являются, например, материалы, обладающие в высокой степени нелинейными, регулируемыми напряжением свойствами по электропроводности. Когда электрическое напряжение достигает порогового напряжения для данного материала, проводимость материала возрастает подобно тому, как это происходит для зависимого от напряжения резистора или варистора, тем самым ограничивая высокую напряженность электрического поля. Материал, регулирующий напряженность поля по сопротивлению, может включать микроваристоры, небольшие частицы, которые позволяют току протекать через материал, когда к нему приложено достаточное напряжение. Микроваристоры образуют проводящий путь, который позволяет уменьшить действие электрического поля внутри соединительного устройства. Материалы, регулирующие напряженность поля по сопротивлению, можно также обеспечить с использованием множества композиций. Материал,
регулирующий напряженность поля по сопротивлению, может обладать объемным удельным сопротивлением от 109 до 5-1013, или от 1011до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см.
Материалы, регулирующие напряженность поля по сопротивлению, могут включать, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других видов полупроводниковой керамики.
Материалы, регулирующие напряженность поля по сопротивлению, могут включать смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, таких как один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других видов полупроводниковой керамики; или состоять из этой смеси.
Таким образом, материал, регулирующий напряженность поля, может включать смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, или состоять из этой смеси. В такой смеси один или большее количество компонентов диспергированы в термопластичном эластомере. Смесь может представлять собой смесь полимеров. Один или большее количество компонентов могут включать, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, хлорированного полиэтилена, керамики, которая обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью (например, выше 4), наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок, а также термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость (например, выше 4), и/или один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других видов полупроводниковой керамики. Один или большее количество других компонентов могут также включать один или большее количество других полимеров, для увеличения пластичности,
гибкости, ударной вязкости, более высокой способности к усадке и/или для снижения теплопроводности регулирующего напряженность поля материала, например, хлорированный полиэтилен. Один или большее количество компонентов могут дополнительно включать сшивающий агент, фотоинициатор, фотосенсибилизатор, агент, обеспечивающий устойчивость к УФ-излучению, агент-светостабилизатор, и/или технологическую добавку.
Исходя из термопластичного эластомера, такого как ТПЭ, ТПО или ТПВ, специалист может сформировать подходящую смесь, путем добавления одного или большего количества других компонентов, пока не будут получены подходящие свойства материала, регулирующего напряженность поля, такие как объемное удельное сопротивление, относительная диэлектрическая проницаемость, перколяция и/или механические свойства.
Усаживаемая многослойная трубка может относиться к кабельному соединительному устройству для электрического соединения кабеля, включающему усаживаемую многослойную трубку по одному или большему количеству примеров воплощения, приведенных в данном патентном описании. Многослойная трубка может также относиться к устройству концевой заделки кабеля или к устройству, обеспечивающему переход от кабеля среднего напряжения к кабелю высокого напряжения, к установочной арматуре или к любой продолговатой оболочке для высоковольтного компонента, в котором необходимо контролировать электрическое поле во избежание дугового разряда.
Кабельное соединительное устройство может представлять собой соединительное устройство для кабеля или концевую заделку кабеля. Кабельное соединительное устройство может дополнительно включать место соединения. В контексте данного патентного описания термин "место соединения" относится к продолговатому электрическому элементу, внутри которого два электрических кабеля размещены так, что их электрические проводники контактируют друг с другом.
Предложен способ получения усаживаемой многослойной трубки по одному или большему количеству примеров воплощения, описанных в данном тексте; и этот способ включает совместную экструзию проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя из регулирующего напряженность поля материала, в виде многослойной трубки, в
которой изоляционный внутренний слой располагают концентрически в проводящем внешнем слое, а самый внутренний слой располагают концентрически внутри изоляционного внутреннего слоя.
Способ может включать непрерывную или полу-непрерывную совместную экструзию проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя из регулирующего напряженность поля материала в виде многослойной трубки.
Усаживаемая многослойная трубка может быть трубкой, усаживаемой под действием тепла или холода. Материал проводящего внешнего слоя, материал изоляционного внутреннего слоя или оба эти материала могут быть усаживаемыми под действием тепла или холода. Усаживаемая многослойная трубка может иметь коэффициент усадки от 2:1 до 6:1, или от 3:1 до 4:1; его рассчитывают как отношение внутреннего диаметра трубки в расширенном состоянии к внутреннему диаметру трубки после усадки, то есть после приведения в исходное состояние.
Материалы проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя могут быть выбраны так, что их можно успешно совместно экструдировать, и что они имеют совместимые усадочные свойства.
В данном контексте термин "совместная экструзия" следует понимать как относящийся к способу, в котором материалы слоев продавливают через одну и ту же экструзионную головку, с получением единого изделия, в котором слои склеены друг с другом. Материалы можно совместно экструдировать, подавая материалы с постоянным объемным расходом в единую экструзионную головку.
Один или большее количество слоев, например самый внутренний слой, могут включать полимерный материал, или состоять из него. Таким образом, способ может дополнительно включать сшивку полимерного материала одного или большего количества слоев. Сшивка может представлять собой, например, химическую сшивку, или сшивку посредством облучения. В результате сшивки может также происходить сшивка одного или большего количества слоев друг с другом, например, сшивка проводящего внешнего слоя с изоляционным внутренним слоем, и/или изоляционного внутреннего слоя с самым внутренним слоем.
Проводящий внешний слой может включать термопластичный материал. Подходящие термопластичные материалы могут включать, например, полиолефины. Примерами полиолефинов являются гомополимеры этилена и сополимеры этилена, такие как линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), сополимеры этилена и винилацетата (ЭВА), полипропилен (ПП) и полиметилпентен (ПМП).
Проводящий внешний слой может также включать смесь или сочетание термопластичного материала или другого полимерного материала и проводящего материала, например проводящей сажи, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов или углеродных нанотрубок, для увеличения проводимости материала. Примером такого термопластичного материала является смесь или сополимер полиэтилена, винилацетата и проводящей сажи. Проводящий материал включают в термопластичный материал в количестве, которое делает материал проводящего внешнего слоя электропроводным. Например, термопластичный материал может включать до 30% масс, или до 20% масс, или до 10% масс, или до 5% масс, проводящего материала. Проводящий внешний слой может иметь объемное удельное сопротивление менее 100 Ом-см. Такой внешний слой является электропроводным. Смесь может также включать один или большее количество других компонентов. Один или большее количество других компонентов могут включать один или большее количество других полимеров, для увеличения пластичности, гибкости, ударной вязкости, способности к усадке и/или для снижения теплопроводности материала, регулирующего напряженность поля. Этот один или большее количество других компонентов также может включать сшивающий агент, фотоинициатор и/или фотосенсибилизатор.
Изоляционный внутренний слой также может содержать термопластичный материал, включая любые термопластичные материалы, описанные в данном описании, или состоять из этого материала. Примером такого термопластичного материала является композиция или сополимер полиэтилена, винилацетата и, возможно, одного или большего количества других компонентов, таких как наполнитель для улучшения механических свойств изоляционного внутреннего слоя, сшивающий агент и/или краситель.
Один или большее количество других компонентов могут также включать один или большее количество других полимеров, для увеличения пластичности, гибкости, ударной вязкости, способности к усадке и/или для снижения теплопроводности материала, регулирующего напряженность поля. Один или большее количество других компонентов также может включать сшивающий агент, фотоинициатор и/или фотосенсибилизатор. Изоляционный внутренний слой может иметь объемное удельное сопротивление выше 1012 Ом-см. Такой внутренний слой является электрически изолирующим.
Регулирующий напряженность поля материал может быть эластичным. Таким образом, он может упруго облегать кабель в местах соединения или концевой заделки и прижиматься к месту соединения или концевой заделки кабеля, повышая качество электрической поверхности раздела между трубкой и кабелем.
Регулирующий напряженность поля материал может включать полимерный материал, или состоять из него. В контексте данного описания, термин "полимерный материал" относится к материалу, который можно получить из композиции на основе одного или большего количества полимеров. Полимерный материал может быть пригоден для формования посредством экструзии, прессования в пресс-форме или литья под давлением. Полимерный материал также может быть сшиваемым.
Регулирующий напряженность поля материал может включать эластомер. В контексте данного описания термин "эластомер" следует понимать как относящийся к природному или синтетическому материалу, который обладает физико-химическими свойствами натурального каучука, например, способностью подвергаться значительным упругим деформациям под нагрузкой и возвращаться к исходным размерам при снятии нагрузки.
Регулирующий напряженность поля материал может включать термопластичный эластомер. Термопластичные эластомеры являются эластичными, и им можно придать желаемую форму с использованием технологий, применимых для термопластичных материалов, таких как литье под давлением и экструзия. Мягкие материалы, которые сжимают нижележащий слой, могут иметь лучший контакт с этим нижележащим слоем. Кроме того, между слоем термопластичного эластомера и нижележащим слоем может быть захвачено меньшее количество воздуха. Воздух может вызвать
частичный разряд, и предпочтительно избегать его в соединениях. Кроме того, термопластичные эластомеры, в противоположность термореактивным эластомерам, можно расплавить и снова переработать, несколько раз. Термопластичные эластомеры также можно сшивать без необходимости в высоких температурах, которые могли бы отрицательно влиять на другие свойства многослойной трубки. Так как термопластичные эластомеры можно экструдировать совместно с материалами проводящего внешнего слоя и изоляционного внутреннего слоя, можно получить хороший контакт, без границ раздела и примесей между этими слоями, и таким образом можно получить более надежную в электрическом отношении структуру.
Можно считать, что термопластичные эластомеры включают, например, термопластичные полиолефины (олефиновые термопластичные эластомеры, ТПО или ТПЭ-о), блок-сополимеры стирола (ТПЭ-с), эластомерные сплавы (термопластичные вулканизаты, ТПЭ-в или ТПВ), термопластичные полиуретаны (ТПУ), термопластичные сополиэфиры, термопластичные полиамиды, реакторные ТПО (Р-ТПО), полиолефиновые пластомеры (ПОП), полиолефиновые эластомеры (ПОЭ) или любые их смеси.
Регулирующий напряженность поля материал может включать термопластичные полиолефины, которые также называют олефиновыми термопластичными эластомерами. Регулирующий напряженность поля материал на основе термопластичных эластомеров может привести в соответствие и отрегулировать контакты с нижележащей поверхностью лучше, чем термопластичный материал, так как имеется постоянная сила сжатия, сжимающая нижележащий слой. Кроме того, термопластичные эластомерные материалы могут быть мягче, чем термопластичные материалы, и таким образом могут лучше адаптироваться к нижележащей поверхности, чем более твердые материалы. Мягкость термопластичного эластомера может составлять в диапазоне от 10 до 90 единиц по Шору А. Олефиновые термопластичные эластомеры представляют собой композиции, то есть двухкомпонентные системы, состоящие из эластомера (такие как, например, каучук из этилен-пропилен-диеновых мономеров, ЭПДМ), тонкодиспергированного в термопластичном (со)полимере, таком как, например, полипропилен или полиэтилен. Термопластичный (со)полимер может быть основным компонентом, а также может быть непрерывной фазой. Олефиновые
термопластичные эластомеры могут содержать по меньшей мере 20% масс, эластомера в термопластичном полимере.
Термопластичные вулканизаты представляют собой термопластичные эластомеры, которые были подвергнуты сшивке. ТПВ являются эластичными и стойкими к нагреванию и к усталостным нагрузкам.
Регулирующий напряженность поля материал может включать термопластичный эластомерный материал, выбранный из группы, состоящей из термопластичных полиолефинов и термопластичных вулканизатов.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см. Объемное удельное сопротивление может зависеть, например, от напряжения в кабеле, который должен быть соединен с применением усаживаемой многослойной трубки.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см, и относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40.
Регулирующий напряженность поля материал может иметь объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см, и относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 20 до примерно 30.
Регулирующий напряженность поля материал может регулировать напряженность поля по емкости или по сопротивлению; однако механизм регулирования напряженности поля данного материала не ограничен конкретно этими механизмами. Такие материалы могут включать активный агент, внедренный в материал матрицы, такой как, например, термопластичный эластомерный материал, или состоять из него.
Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, представляют собой, например, материалы, обладающие высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Такие материалы способны снижать напряженность электрического поля, окружающего места соединений
или концевые заделки кабеля. Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, можно обеспечить с использованием различных композиций. Материал, регулирующий напряженность поля по емкости, может иметь относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30, и/или объемное удельное сопротивление от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см.
Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, могут включать, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, керамики, обладающей высокой относительной диэлектрической проницаемостью (например, выше 4), наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость (например, выше 4).
Материалы, регулирующие напряженность поля по емкости, могут включать смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, таких как, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, керамики, обладающей высокой относительной диэлектрической проницаемостью (например, выше 4), наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость (например, выше 4); или состоять из этой смеси.
Такая смесь может включать, например, от 10 до 25% (об.) сажи. Примеры подходящих для смеси композиций описаны, например, в примерах ЕР 0522760. Свойства, такие, как объемное удельное сопротивление регулирующего напряженность поля материала, включающего сажу (и другие материалы, обладающие сходными свойствами), не изменяются линейно в зависимости от относительного количества сажи, из-за явления, известного как перколяция. Регулирующий напряженность поля материал, включающий смесь, содержащую термопластичный эластомер и сажу (или состоящий из этой смеси), должен проявлять подходящие перколяционные свойства, таким
образом обеспечивая подходящий контроль напряженности поля. Специалист способен выбрать смесь, обладающую подходящими перколяционными свойствами.
Эпигалогидринные полимеры, пригодные для применения в регулирующих напряженность поля материалах, представляют собой эластомерные полимеры эпигалогидрина, в форме гомополимера или сополимера. Такие полимеры получают путем полимеризации мономерного материала в массе или в растворе, с металлорганическими катализаторами, и они могут быть гомополимерами, сополимерами, тройными полимерами и т.д. Примеры гомополимеров включают эпихлоргидрин или эпибромгидрин; примеры сополимеров включают сополимеры эпигалогидринов с алкиленоксидами и сополимеры с эпоксидами, например, пропиленоксидом, этиленоксидом, бутеноксидом, и простыми эпоксиэфирами, например этилглицидиловым простым эфиром и аллилглицидиловым простым эфиром.
Проводящие пластинки могут быть металлическими пластинками или хлопьями, такими, как алюминиевые пластинки.
Материалами, регулирующими напряженность поля по сопротивлению, являются, например, материалы, обладающие в высокой степени нелинейными, регулируемыми напряжением свойствами по электропроводности. Когда электрическое напряжение достигает порогового напряжения для данного материала, проводимость материала возрастает подобно тому, как это происходит для зависимого от напряжения резистора или варистора, тем самым ограничивая высокую напряженность электрического поля. Материал, регулирующий напряженность поля по сопротивлению, может включать микроваристоры, небольшие частицы, которые позволяют току протекать через материал, когда к нему приложено достаточное напряжение. Микроваристоры образуют проводящий путь, который позволяет уменьшить действие электрического поля внутри соединительного устройства. Материалы, регулирующие напряженность поля по сопротивлению, можно также обеспечить с использованием множества композиций. Материал, регулирующий напряженность поля по сопротивлению, может обладать объемным удельным сопротивлением от 109 до 5-1013, или от 1011до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см.
Материалы, регулирующие напряженность поля по сопротивлению, могут включать, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других видов полупроводниковой керамики.
Материалы, регулирующие напряженность поля по сопротивлению, могут включать смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, таких как один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других видов полупроводниковой керамики, или состоять из этой смеси.
Материал, регулирующий напряженность поля, может включать смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, или состоять из этой смеси. В такой смеси один или большее количество компонентов диспергированы в термопластичном эластомере. Смесь может представлять собой смесь полимеров. Один или большее количество компонентов могут включать, например, один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, хлорированного полиэтилена, керамики, которая обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью (например, выше 4), наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок, а также термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость (например, выше 4), и/или один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других видов полупроводниковой керамики. Один или большее количество других компонентов могут также включать один или большее количество других полимеров, для увеличения пластичности, гибкости, ударной вязкости, более высокой способности к усадке и/или для снижения теплопроводности регулирующего напряженность поля материала, например, хлорированный полиэтилен. Один или большее количество компонентов могут дополнительно включать сшивающий агент,
фотоинициатор, фотосенсибилизатор, агент, обеспечивающий устойчивость к УФ-излучению, агент-светостабилизатор, и/или технологическую добавку.
Исходя из термопластичного эластомера, такого как ТПЭ, ТПО или ТПВ, специалист может сформировать подходящую смесь, путем добавления одного или большего количества других компонентов, пока не будут получены подходящие свойства материала, регулирующего напряженность поля, такие как объемное удельное сопротивление, относительная диэлектрическая проницаемость, перколяция и/или механические свойства.
Способ может также включать расширение многослойной трубки. Многослойная трубка может быть расширена после совместной экструзии, например, путем пропускания ее через проход, имеющий круглое поперечное сечение, при одновременном приложении положительного давления внутри трубки.
Далее способ может включать нарезку многослойной трубки до нужного размера.
Также предложена усаживаемая многослойная трубка, которую можно получить посредством одного или большего количества примеров воплощения данного способа.
Описанные ранее в данном тексте примеры воплощения можно использовать в любом сочетании друг с другом. Некоторые из примеров воплощения можно объединить, с получением дополнительного примера воплощения. Продукт или способ может включать по меньшей мере один из примеров воплощения, описанных ранее в данном тексте.
Технический эффект одного или большего количества примеров воплощения, описанных в данном тексте, заключается в том, что усаживаемая многослойная трубка является простой и легкой для монтажа.
Технический эффект одного или большего количества примеров воплощения, описанных в данном тексте, заключается в том, что усаживаемая многослойная трубка является более износоустойчивой в электрическом отношении.
Технический эффект одного или большего количества примеров воплощения, описанных в данном тексте, заключается в том, что усаживаемая многослойная трубка может улучшить качество электрической поверхности раздела между трубкой и кабелем, который должен быть соединен.
Технический эффект одного или большего количества примеров воплощения, описанных в данном тексте, заключается в том, что способ изготовления усаживаемой многослойной трубки является простым и экономичным.
Технический эффект одного или большего количества примеров воплощения, описанных в данном тексте, заключается в том, что самый внутренний слой обладает эффектом регулирования напряженности поля, при этом ослабляются отрицательные влияния устранения другого регулирующего напряженность поля материала, такого как регулирующей напряженность поля мастики, из кабельного соединения или концевой заделки кабеля.
Один из аспектов раскрывает усаживаемую многослойную трубку для электрического соединения или концевой заделки кабелей, включающую проводящий внешний слой, изоляционный внутренний слой, расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя, и самый внутренний слой, расположенный концентрически внутри изоляционного слоя, при этом самый внутренний слой выполнен из регулирующего напряженность поля материала. В одном из примеров воплощения трубку можно получить совместной экструзией проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя в виде многослойной структуры. В одном из примеров воплощения усаживаемая многослойная трубка может быть трубкой, усаживаемой под действием тепла или холода. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал включает термопластичный эластомер. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал имеет объемное удельное сопротивление от 109 до 5-Ю13 или от 1011 до 5-Ю13, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал обладает относительной диэлектрической проницаемостью от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал включает смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, хлорированного полиэтилена, керамики, которая обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью, наноглин, проводящих
пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость, и/или один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других полупроводниковых видов керамики; или состоит из этой смеси.
Один из аспектов раскрывает кабельное соединительное устройство, для электрического соединения кабеля, включающее усаживаемую многослойную трубку, описанную ранее.
Один из аспектов раскрывает способ получения усаживаемой многослойной трубки, описанной ранее в данном тексте; и способ включает совместную экструзию проводящего внешнего слоя, изоляционного внутреннего слоя и самого внутреннего слоя из регулирующего напряженность поля материала, в виде многослойной трубки, в которой изоляционный внутренний слой располагают концентрически внутри проводящего внешнего слоя, а самый внутренний слой располагают концентрически внутри изоляционного внутреннего слоя. В одном из примеров воплощения усаживаемая многослойная трубка может быть трубкой, усаживаемой под действием тепла или холода. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал включает термопластичный эластомер. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал обладает объемным удельным сопротивлением от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал имеет относительную диэлектрическую проницаемость от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30. В одном из примеров воплощения регулирующий напряженность поля материал включает смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, хлорированного полиэтилена, керамики, которая обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью, наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную
диэлектрическую проницаемость, и/или один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других полупроводниковых видов керамики, или состоит из этой смеси. В одном из примеров воплощения способ включает сшивку материала по меньшей мере одного из слоев и расширение трубки.
Теперь нужно подробно обратиться к воплощениям данного изобретения, пример которого проиллюстрирован на прилагаемом чертеже.
Приведенное ниже описание раскрывает некоторые примеры воплощения данного изобретения настолько подробно, что специалист может использовать данное изобретение, основываясь на этом описании. Не все стадии примеров воплощения описаны подробно, поскольку многие из этих стадий будут очевидными для специалиста в данной области на основе данного патентного описания.
Из соображений простоты, в случае повторяющихся компонентов в приведенных далее примерах воплощения будут использовать те же численные обозначения.
Фиг. 1 иллюстрирует сечение усаживаемой многослойной трубки 1 по одному из примеров воплощения. Проводящий внешний слой 2 включает термопластичный материал, такой как, например, композицию или смесь из полиэтилена, этилвинилацетата и проводящей сажи, в количестве, которое делает этот материал электропроводным. Проводящий внешний слой 2 окружает изоляционный внутренний слой 3. Изоляционный внутренний слой 3 может также включать термопластичный материал, подобный материалу проводящего внешнего слоя, такой как, например, композицию или смесь из полиэтилена, этилвинилацетата, наполнителя и, возможно, красителя. Изоляционный внутренний слой 3 окружает самый внутренний слой 4, который включает регулирующий напряженность поля материал, такой как, например, термопластичный эластомер (например, ТПО, ТПЭ или ТПВ), смешанный с проводящей сажей и, возможно, другим полимером, для смягчения регулирующего напряженность поля материала. В альтернативном случае проводящую сажу можно заменить любым другим описанным в данном тексте материалом, привносящим свойства регулирования напряженности поля по
емкости или по сопротивлению. Регулирующий напряженность поля материал обладает объемным удельным сопротивлением от 109 до 1013 Ом-см и относительной диэлектрической проницаемостью от примерно 20 до примерно 30.
Фиг. 2 представляет поперечное сечение кабеля 21, иллюстрирующее повышенное электрическое поле. Кабель 21 включает внешнюю оболочку 22, изоляционный слой 23 и проводник 24. В этом примере внешняя оболочка 22 удалена, обнажая часть изоляционного слоя 23 и проводника 24. Электрическое поле проиллюстрировано линиями 25 электрической индукции и эквипотенциальными линиями 26, иллюстрирующими силу электрического поля между проводником 24 и внешней оболочкой 22. Фиг. 2 иллюстрирует эффект изгиба электрического поля без защиты со стороны внешней оболочки 22. Кабель 21 может быть кабелем среднего или высокого напряжения. Линии 25 электрической индукции проходят перпендикулярно эквипотенциальным линиям 26. Для участка, где внешняя оболочка 22 кабеля удалена, эквипотенциальные линии изгибаются за пределы кабеля 21, иллюстрируя разрыв непрерывности экрана и повышенное электрическое поле. Это может привести к образованию электрической дуги, если в области эквипотенциальных линий 26 присутствует другой объект, что вызывает потенциально опасную ситуацию.
Фиг. 3 изображает пример воплощения части соединительного устройства и электрическое поле в кабеле среднего-высокого напряжения. Вид в поперечном сечении иллюстрирует верхнюю половину одной из сторон соединительного устройства. Проводник 33 и внешняя оболочка 31 электрического кабеля соединены с местом 34 соединения. Многослойная трубка 37 усажена вокруг соединительного устройства. Силовые линии 42 электрического поля проиллюстрированы пунктирными линиями. Сила электрического поля является наиболее высокой вблизи проводника 33, постепенно снижаясь у поверхности многослойной трубки 37. На участке, где наружная оболочка 31 должным образом размещена вокруг проводника 33, силовые линии 42 электрического поля контролируемым образом находятся внутри внешней оболочки. Материал 43 мастики и лента из мастики являются самыми внутренними защитными элементами, расположенными вокруг проводника 33 в соединительном устройстве. Силовые линии электрического
поля выходят наружу на участке, где материал 43 мастики используют для покрытия кромки оболочки 31 кабеля. Многослойная трубка 37 контролирует электрическое поле 44, удерживая электрическое поле внутри соединительного устройства.
Для специалиста очевидно, что при развитии технологии основная идея данного изобретения может быть осуществлена различными путями. Таким образом, данное изобретение и примеры его воплощения не ограничены вышеописанными примерами; напротив, они могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Усаживаемая многослойная трубка (1) для электрического соединения или концевой заделки кабелей, включающая
проводящий внешний слой (2);
изоляционный внутренний слой (3), расположенный концентрически внутри проводящего внешнего слоя; и
самый внутренний слой (4), расположенный концентрически внутри изоляционного слоя;
где самый внутренний слой (4) выполнен из регулирующего напряженность поля материала.
2. Усаживаемая многослойная трубка по п. 1, в которой трубка (1) может быть получена путем совместной экструзии проводящего внешнего слоя (2), изоляционного внутреннего слоя (3) и самого внутреннего слоя (4), в виде многослойной структуры.
3. Усаживаемая многослойная трубка по п. 1 или 2, в которой усаживаемая многослойная трубка (1) является усаживаемой под действием тепла или холода.
4. Усаживаемая многослойная трубка по любому из п. 1-3, в которой регулирующий напряженность поля материал включает термопластичный эластомер.
5. Усаживаемая многослойная трубка по любому из пп. 1-4, в которой регулирующий напряженность поля материал обладает объемным удельным сопротивлением от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см.
6. Усаживаемая многослойная трубка по любому из пп. 1-5, в которой регулирующий напряженность поля материал обладает относительной диэлектрической проницаемостью от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30.
2.
7. Усаживаемая многослойная трубка по любому из пп. 1-6, в которой регулирующий напряженность поля материал включает смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, хлорированного полиэтилена, керамики, которая обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью, наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость, и/или один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других типов полупроводниковой керамики, или состоит из этой смеси.
8. Кабельное соединительное устройство для электрического соединения кабелей, включающее усаживаемую многослойную трубку (1) по любому из пп. 1-7.
9. Способ получения усаживаемой многослойной трубки (1) по любому из пп. 1-7, включающий совместную экструзию проводящего внешнего слоя (2), изоляционного внутреннего слоя (3) и самого внутреннего слоя (4) из регулирующего напряженность поля материала в виде многослойной трубки, при этом изоляционный внутренний слой (3) располагают концентрически внутри проводящего внешнего слоя (2), а самый внутренний слой (4) располагают концентрически внутри изоляционного внутреннего слоя.
10. Способ по п. 9, в котором многослойная трубка (1) является усаживаемой под действием тепла или холода.
11. Способ по п. 9 или 10, в котором регулирующий напряженность поля материал включает термопластичный эластомер.
10.
12. Способ по любому из пп. 9-11, в котором регулирующий напряженность поля материал обладает объемным удельным сопротивлением от 109 до 5-1013, или от 1011 до 5-1013, или от 1010 до 1013, или от 109 до 1012 Ом-см, или от 1011 до 1012 Ом-см.
13. Способ по любому из пп. 9-12, в котором регулирующий напряженность поля материал обладает относительной диэлектрической проницаемостью от примерно 18 до примерно 40, или от примерно 20 до примерно 30.
14. Способ по любому из пп. 9-13, в котором регулирующий напряженность поля материал включает смесь, содержащую термопластичный эластомер и один или большее количество других компонентов, выбранных из группы, состоящей из сажи, титаната бария, эпигалогидринных полимеров, хлорированного полиэтилена, керамики, которая обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью, наноглин, проводящих пластинок, углеродных волокон, графитов, графенов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и термопластичных эластомеров, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость, и/или из один или большее количество компонентов, выбранных из группы, состоящей из микроваристоров, оксида цинка или других полупроводниковых материалов из материала оксидов металлов, а также карбида кремния или других типов полупроводниковой керамики, или состоит из этой смеси.
15. Способ по любому из пп. 9-14, в котором способ включает сшивку
материала по меньшей мере одного из слоев (2, 3, 4) и расширение трубки (1).
1/2
Фиг. 2
2/2
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки: 201690871
Дата подачи: 25 мая 2016 (25.05.2016) Дата испрашиваемого приоритета: 26 мая 2015 (26.05.2015)
Название изобретения: Усаживаемая многослойная трубка
Заявитель:
ЭНСТО ФИНЛАНД ОЙ
| | Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) I | Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
H02G15/04 (2006.01)
Согласно международной патентной классификации (МПК)
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) H02G 15/00-15/34
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
WO 1997/026693 Al (RAYCHEM GMBH et al.) 24.07.1997
1-15
WO 2003/043155 Al (TYCO ELECTRONICS LTD UK et al.) 22.05.2003
1-15
WO 2001/059901 Al (NKT CABLES OMBH et al.) 16.08.2001
1-15
RU 2031505 CI (ПОПОВ СЕВЕР ГРИГОРЬЕВИЧ) 20.03.1995
1-15
| J последующие документы указаны в продолжении графы В
r^~] данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов:
"А" документ, определяющий общий уровень техники
"Е" более ранний документ, но опубликованный на дату подачи евразийской заявки или после нее
"О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения
"X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету
поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень,
взятый в отдельности "Y" документ, имеющий наиболее близкое отно
поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с
другими документами той же категории " &" документ, являющийся патентом-аналогом "L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
09 декабря 2016 (09.12.2016)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., 30-1. Факс: 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо:
Е. Еськина
Телефон № (495) 531-6481
Усаживаемая многослойная трубка
Усаживаемая многослойная трубка
Усаживаемая многослойная трубка
Усаживаемая многослойная трубка