Многожильный скрученный кабель, способ его изготовления и его применение

Многожильный скрученный кабель, способ его изготовления и его применение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение в основном относится к многожильным скрученным кабелям, способу их изготовления и их применению. В частности, изобретение относится к многожильным кабелям, скрученным спирально, способу их изготовления и их применению. Такие многожильные скрученные спирально композитные кабели могут быть использованы в качестве кабелей для линий электропередачи и для других случаев.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Скрутка кабеля - это процесс получения готового кабеля, согласно которому отдельные провода соединяются, как правило, посредством их скручивания спирально. Такие способы описаны в патентах US 5171942 и US 5554826. Гибкость многожильного кабеля или проволочного каната, изготовленного таким способом, гораздо больше, чем у одножильного провода с эквивалентным поперечным сечением. Скручивание также имеет существенное значение, поскольку при изгибании скрученного кабеля во время транспортировки, при его установке и использовании круглая форма поперечного сечения кабеля сохраняется по всей его длине. Такие спирально скрученные кабели используются в разных случаях, например в грузоподъемных тросах, авиационных тросах и кабелях для линий электропередачи.

Многожильные спирально скрученные кабели обычно изготавливают из гибких металлов, таких как сталь, алюминий или медь. В некоторых случаях, например в неизолированных воздушных линиях электропередачи, кабель состоит из сердечника, выполненного из скрученного спирально провода и токопроводящего слоя. Сердечник, выполненный из спирально скрученных проводов, может включать провода из гибкого металла, выполненные из первого материала, например такого как сталь, а наружный токопроводящий слой может включать провода из гибкого металла, выполненные из другого материала, например такого как алюминий. В некоторых случаях предварительно скрученный кабель используется в качестве сердечника для производства кабеля большего диаметра для линий электропередачи. Многожильные спирально скрученные кабели, в основном, могут включать не менее семи отдельных проводов, а более распространенные конструкции включают 50 проводов или больше.

На Фиг.1 изображен типичный многожильный спирально скрученный кабель для линий электропередачи, описанный в патенте US 5554826. Изображенный многожильный спирально скрученный кабель 20 для линий электропередачи включает центральную гибкую токопроводящую жилу или провод 1, первый слой 13 из гибких токопроводящих проводов 3 (показаны шесть проводов), скрученных вокруг центральной гибкой токопроводящей жилы 1 в первом направлении скрутки (показано направление скрутки по часовой стрелке, соответствующее направлению скрутки вправо), второй слой 15 из гибких токопроводящих проводов 5, скрученных вокруг первого слоя 13 во втором направлении скрутки, противоположном первому направлению скрутки (показано направление скрутки против часовой стрелки, соответствующее направлению скрутки влево), и третий слой 17 из гибких токопроводящих проводов 7, скрученных вокруг второго слоя 15 в третьем направлении скрутки, противоположном второму направлению скрутки (показано направление скрутки по часовой стрелке, соответствующее направлению скрутки вправо).

В процессе скручивания кабеля провода, выполненные из гибких металлов, подвергаются воздействию нагрузок, превышающих напряжение текучести металлического материала и не превышающих предельное или разрушающее напряжение. Такая нагрузка вызывает пластическую деформацию металлического провода по мере того, как он накручивается вокруг центрального провода или вокруг предыдущего слоя с относительно маленьким радиусом скрутки. Недавно появились удобные в использовании кабели, которые выполнены из композитных материалов и поэтому не подвержены пластической деформации и изменению формы. Типичными примерами таких материалов являются армированные волокнами композиционные материалы, привлекающие своими улучшенными по отношению к металлам техническими свойствами.

Композитные кабели, содержащие провода, выполненные из полимерного композиционного материала, известны в области техники, так же как и композитные кабели, содержащие провода, армированные керамическим волокном, которые описаны, например, в патентах US 6559385, US 7093416 и международной заявке WO 97/00976.

Одним из примеров применения многожильных скрученных композитных кабелей (например, кабелей, содержащих композитные провода, выполненные из полимерной матрицы или металлической матрицы) является их использование в качестве элемента жесткости в неизолированных кабелях для линий электропередачи. Несмотря на то, что кабели для линий электропередачи, включающие композитные провода, выполненные из алюминиевой матрицы, известны, в некоторых случаях использования таких кабелей по-прежнему существует необходимость в улучшении их технических характеристик. Специалисты в области техники постоянно стараются улучшить характеристики многожильных скрученных композитных кабелей и усовершенствовать способы их изготовления, а также расширить область их использования.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для некоторых случаев конструкцию многожильных скрученных кабелей и способ их изготовления необходимо дополнительно усовершенствовать. В определенных случаях использования многожильных спирально скрученных кабелей желательно улучшать их физические свойства, например прочность на разрыв и предельное растяжение. В некоторых особых случаях применения желательно дополнительно иметь удобное средство для удерживания композитных проводов в скрученном состоянии до того, как они будут использованы в последующем продукте, таком как кабель для линий электропередачи. Такое средство для удерживания в скрученном состоянии было не нужно в прежних сердечниках, включающих гибкие металлические провода, поддающиеся пластической деформации, или провода, которые можно использовать после их предварительного скручивания спирально.

В отдельных примерах осуществления заявляемого изобретения описаны многожильные скрученные кабели и способы скрутки композитных проводов спирально в одном направлении, что, в результате, приводит к поразительному увеличению прочности на разрыв композитного кабеля по сравнению с композитными кабелями, спирально скрученными с попеременным направлением скрутки каждого слоя композитных проводов. Такое поразительное увеличение предела прочности на разрыв не наблюдается у обычных гибких (например, металлических или других не композитных) проводов при скручивании в одном направлении. К тому же, практически нет заинтересованности в таком скручивании содержащихся в обычном кабеле гибких проводов, так как гибкие провода могут легко пластически деформироваться, шаги скрутки в таких кабелях, в большинстве случаев, более короткие, и для сохранения целостности кабеля могут быть предпочтительны попеременные направления скрутки.

Таким образом, одной задачей заявляемого изобретения является создание усовершенствованного многожильного скрученного кабеля. В соответствии с изобретением многожильный скрученный кабель включает одиночный провод, задающий центральную продольную ось, первое множество композитных проводов, скрученных вокруг одиночного провода в первом направлении скрутки под первым углом скрутки относительно центральной продольной оси и с первым шагом скрутки, и второе множество композитных проводов, скрученных вокруг первого множества композитных проводов в первом направлении скрутки под вторым углом скрутки относительно центральной продольной оси и со вторым шагом скрутки, при этом относительная разность между первым углом скрутки и вторым углом скрутки составляет не больше, чем около 4°.

В одном из примеров осуществления заявляемого изобретения многожильный скрученный кабель дополнительно включает третье множество композитных проводов, скрученных вокруг второго множества композитных проводов в первом направлении скрутки под третьим углом скрутки относительно центральной продольной оси с третьим шагом скрутки, при этом относительная разность между вторым углом скрутки и третьим углом скрутки составляет не больше 4°. В другом примере осуществления заявляемого изобретения многожильный скрученный кабель дополнительно включает четвертое множество композитных проводов, скрученных вокруг третьего множества композитных проводов в первом направлении скрутки под четвертым углом скрутки относительно центральной продольной оси с четвертым шагом скрутки, при этом относительная разность между третьим углом скрутки и четвертым углом скрутки составляет не больше 4°.

В других примерах осуществления заявляемого изобретения многожильный скрученный кабель может дополнительно включать дополнительные композитные провода, скрученные вокруг четвертого множества композитных проводов в первом направлении скрутки под некоторым углом скрутки относительно центральной продольной оси, при этом композитные провода имеют собственный шаг скрутки, а относительная разность между четвертым углом скрутки и углом скрутки любого последующего множества проводов составляет не больше 4°.

В определенных примерах осуществления изобретения относительная разность между первым углом скрутки и вторым углом скрутки, вторым углом скрутки и третьим углом скрутки, третьим углом скрутки и четвертым углом скрутки и, в общем случае, между углом скрутки любого внутреннего слоя и углом скрутки прилегающего наружного слоя составляет не больше 4°, более предпочтительно не больше 3°, наиболее предпочтительно не больше 0,5°. В некоторых примерах осуществления изобретения первый угол скрутки равен второму углу скрутки, и/или второй угол скрутки равен третьему углу скрутки, и/или третий угол скрутки равен четвертому углу скрутки, и, в общем случае, угол скрутки любого внутреннего слоя равен углу скрутки прилегающего наружного слоя проводов.

В дополнительных примерах осуществления заявляемого изобретения первый шаг скрутки меньше, чем второй шаг скрутки или равен ему, и/или второй шаг скрутки меньше или равен третьему шагу скрутки, и/или четвертый шаг скрутки меньше или равен непосредственно следующему за ним шагу скрутки, и/или каждый последующий шаг скрутки меньше или равен непосредственно предшествующему шагу скрутки. В других примерах осуществления заявляемого изобретения один или несколько первых шагов скрутки равен второму шагу скрутки, второй шаг скрутки равен третьему шагу скрутки, и третий шаг скрутки равен четвертому шагу скрутки. В некоторых примерах осуществления заявляемого изобретения может быть предпочтительно использование параллельной скрутки, известной специалистам в данной области техники.

Дополнительно, в альтернативных примерах осуществления заявляемого изобретения описывается многожильный скрученный кабель для линий электропередачи, состоящий из сердечника и токопроводящего слоя, в котором в качестве сердечника использован любой из описанных выше многожильных скрученных кабелей. В некоторых примерах осуществления изобретения многожильный скрученный кабель дополнительно включает множество гибких проводов, накрученных вокруг скрученных композитных проводов сердечника многожильного скрученного композитного кабеля.

В определенных примерах осуществления заявляемого изобретения множество гибких проводов накручивается относительно центральной продольной оси в виде множества кольцевых слоев вокруг композитных проводов композитного кабеля. В дополнительных типичных примерах осуществления изобретения, по меньшей мере, часть множества гибких проводов накручивается в первом направлении скрутки под некоторым углом скрутки относительно центральной продольной оси и с первым шагом скрутки. В других типичных примерах осуществления изобретения, по меньшей мере, часть множества гибких проводов накручивается во втором направлении скрутки под некоторым углом скрутки относительно центральной продольной оси и со вторым шагом скрутки.

Для выполнения любой из описанных выше задач для многожильных скрученных кабелей и в соответствующих им примерах осуществления могут выгодно использоваться следующие типичные примеры осуществления изобретения. Так, в одном типичном примере осуществления изобретения одиночный провод имеет круглую или овальную форму поперечного сечения. В определенных примерах осуществления изобретения одиночный провод является композитным проводом. В дополнительных типичных примерах осуществления изобретения каждый композитный провод и/или гибкий провод имеет круглую, овальную или трапециевидную форму поперечного сечения.

В дополнительных типичных примерах осуществления изобретения многожильный скрученный кабель дополнительно включает удерживающее средство вокруг, по меньшей мере, одного из множеств композитных проводов, первого, второго, третьего или четвертого. В некоторых примерах осуществления изобретения удерживающее средство выполнено в виде связующего или клейкой ленты. В определенных примерах осуществления изобретения лента выполнена в виде клейкой ленты, намотанной вокруг, по меньшей мере, одного из множеств композитных проводов, первого множества или второго. В настоящее время в предпочтительных примерах осуществления изобретения в качестве клейкой ленты используют самоклеющуюся пленку.

Другим объектом изобретения является способ изготовления описанного выше многожильного скрученного кабеля, включающий скручивание первого множества композитных проводов вокруг одиночного провода, задающего центральную продольную ось, при этом скручивание первого множества композитных проводов осуществляют в первом направлении скрутки под первым углом скрутки относительно центральной продольной оси с первым шагом скрутки и скручивание второго множества композитных проводов вокруг первого множества композитных проводов, при этом скручивание второго множества композитных проводов осуществляют в первом направлении скрутки под вторым углом скрутки относительно центральной продольной оси со вторым шагом скрутки, при этом скручивание первого и второго множеств проводов осуществляют таким образом, что относительная разность между первым углом скрутки и вторым углом скрутки составляет не больше 4°. В конкретном примере осуществления изобретения способ дополнительно включает скручивание множества гибких проводов вокруг композитных проводов.

Многожильные скрученные кабели согласно типичным примерам осуществления заявляемого изобретения имеют различные признаки и характерные особенности, которые обеспечивают не только возможность использования таких кабелей в разных случаях, но и создают определенные преимущества. Например, в некоторых примерах многожильные скрученные кабели, выполненные согласно заявляемому изобретению, по сравнению с другими композитными кабелями меньше подвержены преждевременному разрыву или повреждению при изготовлении или применении. К тому же, по сравнению с обычными многожильными скрученными кабелями, выполненными из гибких металлов, многожильные скрученные кабели согласно некоторым типичным примерам осуществления изобретения могут проявлять улучшенные антикоррозионные свойства, климатическую износостойкость (например, сопротивление воздействию ультрафиолетового излучения и влагостойкость), устойчивость к потере прочности при повышенных температурах, крипоустойчивость, а также имеют относительно высокий модуль упругости, низкую плотность, низкий коэффициент теплового расширения, высокую электропроводность, высокую устойчивость к провисанию и высокую прочность.

В некоторых типичных примерах осуществления изобретения многожильные скрученные кабели, выполненные согласно примерам осуществления заявляемого изобретения, могут иметь прочность на разрыв на 10% выше или больший этот показатель по сравнению с композитными кабелями, известными из уровня техники. Соответственно, себестоимость многожильных скрученных кабелей, выполненных согласно определенным примерам осуществления заявляемого изобретения, может быть гораздо ниже, так как кабель, выполненный посредством скручивания, отвечает требованиям к прочности на разрыв для определенных, особенно важных случаев его использования, например в воздушном кабеле электропередачи.

Различные особенности и преимущества, описанные в примерах осуществления заявляемого изобретения, обобщены. В части раскрытия изобретения не описывается каждый изображенный пример осуществления изобретения или каждый случай осуществления определенных типичных вариантов осуществления заявляемого изобретения. Чертежи и описание осуществления изобретения, приведенное ниже, более детально поясняют определенные предпочтительные примеры осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Примеры осуществления заявляемого изобретения дополнительно описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

На Фиг.1А изображен в аксонометрии многожильный спирально скрученный кабель для линий электропередачи, известный из уровня техники.

На Фиг.1В изображен в аксонометрии многожильный спирально скрученный композитный кабель согласно примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.2А-2С изображены схематически согласно примерам осуществления заявляемого изобретения виды сверху слоев композитных кабелей, показывающие направление, угол и шаг скрутки.

На Фиг.3A-3D изображены виды поперечного сечения различных многожильных спирально скрученных композитных кабелей согласно примеру осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.4А-4Е изображены виды поперечного сечения различных многожильных скрученных спирально композитных кабелей с одним или более слоями, включающими множество гибких проводов, накрученных вокруг скрученных спирально композитных проводов, согласно другим примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.5А изображен вид сбоку многожильного спирально скрученного композитного кабеля, в том числе показано удерживающее средство, намотанное вокруг сердечника, включающего скрученный композитный провод, согласно дополнительному примеру осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.5B-5D изображены виды поперечного сечения многожильных скрученных композитных кабелей, в том числе различные удерживающие средства вокруг сердечника, включающего скрученный композитный провод, согласно другим примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.6 схематически изображено типичное устройство для скручивания провода, используемое при изготовлении кабеля, согласно дополнительным примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.7 изображен вид поперечного сечения многожильного скрученного композитного кабеля, в том числе удерживающее средство вокруг сердечника, включающего скрученный спирально композитный провод, и один или несколько слоев, содержащих множество гибких проводов, накрученных вокруг такого сердечника, согласно дополнительным примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.8 изображен график зависимости прочности на разрыв от относительной разности между углами скрутки внутреннего и наружного слоев для типичных спирально скрученных композитных кабелей согласно примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.9 изображен график зависимости прочности на разрыв от относительной разности длины шага скрутки наружного и внутреннего слоев для типичных спирально скрученных композитных кабелей согласно примерам осуществления заявляемого изобретения.

На Фиг.10 изображен график зависимости прочности на разрыв от угла пересечения для типичных скрученных спирально композитных кабелей согласно примерам осуществления заявляемого изобретения.

Одинаковые цифры означают одни и те же элементы. Нет необходимости в указании масштаба чертежей, на чертежах элементы композитных кабелей изображены в увеличенном виде, чтобы выделить определенные признаки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При раскрытии изобретения и в формуле изобретения используются определенные термины, которые, несмотря на то, что, по большей части, хорошо известны, могут требовать некоторого пояснения. Следует понимать, что в заявляемом изобретении под "ломким" проводом подразумевается то, что провод может сломаться при минимальной растягивающей нагрузке.

Под термином "гибкий", используемым при упоминании о деформации провода, подразумевается то, что провод будет значительно деформироваться при изгибе, при этом не сломается и не разорвется.

Под термином "композитный провод" подразумевается провод, выполненный из комбинации различных по составу или форме материалов, которые связаны и которые являются ломкими или неэластичными.

Под термином "провод, выполненный из композиционного материала с металлической матрицей" подразумевается композитный провод, включающий один или несколько армирующих материалов, связанных в матрицу, выполненную из одного или нескольких гибких металлов.

Под термином "провод, выполненный из композиционного материала с полимерной матрицей" также подразумевается композитный провод, включающий один или несколько армирующих материалов, связанных в матрицу, выполненную из одного или нескольких полимерных композитов.

Под термином "сгибать" или "изгиб" при упоминании о деформации провода подразумевается двумерная плоская и/или трехмерная объемная деформация изгибов, такая как сгибание провода при скручивании его спирально. При упоминании о проводе, имеющем деформацию изгиба, может подразумеваться то, что провод также деформировался вследствие растягивающей силы и/или скручивающей силы.

Под деформацией "значительного упругого изгиба" подразумевается деформация изгиба, которая происходит, когда радиус изгиба провода составляет до 10000 раз радиуса провода. Такая деформация значительного упругого изгиба провода с круглой формой поперечного сечения, как правило, вызывает растяжение наружного волокна, по меньшей мере, на 0,01%.

Термины "свивка" и "скручивание" взаимозаменяемы, так же как и "свитый" и "скрученный".

Под термином "скрутка" подразумевается способ скручивания в спираль проводов в многожильном скрученном кабеле.

Под термином "направление скрутки" подразумевается направление скручивания провода в спирально скрученном слое. Чтобы определить направление скрутки в скрученном спирально слое, монтажник смотрит в направлении тянущегося от него кабеля. Если провода кабеля скручиваются по часовой стрелке в направлении от монтажника, подразумевается, что кабель имеет "правостороннюю скрутку". Если провода кабеля скручиваются в направлении против часовой стрелки от монтажника, подразумевается, что у кабеля "левосторонняя скрутка".

Термины "центральная ось" и "центральная продольная ось" взаимозаменяемы и под ними подразумевается обычная продольная ось, проходящая вдоль многослойного спирально скрученного кабеля.

Под термином "угол скрутки" подразумевается угол, образованный при скручивании провода относительно центральной продольной оси многожильного скрученного кабеля.

Под термином "угол пересечения" подразумевается относительная (абсолютная) разность между углами скрутки примыкающих друг к другу слоев скрученных проводов в многожильном скрученном кабеле.

Под термином "шаг скрутки" подразумевается длина скрученного кабеля, в пределах которой одиночный провод в спирально скрученном ряду завершает один полный спиральный оборот вокруг центральной продольной оси многожильного скрученного кабеля.

Под термином "керамика" подразумевается стекло, кристаллическая керамика, стеклокерамика и их комбинации.

Под термином "поликристаллический" подразумевается материал, имеющий в основном множество кристаллических зерен, при этом размер зерна меньше диаметра волокна, в котором есть такие зерна.

Под термином "непрерывное волокно" подразумевается волокно, имеющее много большую длину по сравнению со средним диаметром волокна. Обычно это означает, что коэффициент формы (т.е. соотношение длины волокна к среднему диаметру волокна) составляет, по меньшей мере, 1×10⁵ (в некоторых примерах осуществления изобретения, по меньшей мере, 1×10⁶ или даже, по меньшей мере, 1×10⁷). Обычно такие волокна имеют длину порядка, по меньшей мере, от 15 см до, по меньшей мере, нескольких метров или могут быть даже длиной порядка нескольких или более километров.

В заявляемом изобретении описан многожильный скрученный кабель, включающий множество скрученных композитных проводов. Если композитные провода не достаточно прочные и гибкие, то во время обычных процессов скручивания они не смогут деформироваться так, чтобы скрутка сохранялась, а провода при этом не ломались. В связи с этим в примерах осуществления заявляемого изобретения описан многожильный скрученный кабель с более высокий пределом прочности на разрыв и дополнительно описано в некоторых примерах осуществления изобретения удерживающее средство, обеспечивающее удерживание проводов в скрученном состоянии в многожильном скрученном кабеле. В таком виде удобно поставлять многожильный скрученный кабель в качестве промежуточного или конечного продукта. Многожильный скрученный кабель в качестве промежуточного продукта можно использовать в конечном продукте, таком как кабель для линий электропередачи, например в воздушном кабеле электропередачи.

Различные примеры осуществления заявляемого изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. Типичные примеры осуществления заявляемого изобретения могут охватывать любые модификации и варианты, не выходя за рамки сущности заявляемого изобретения. Следует понимать, что описание примеров осуществления изобретения не ограничивает изобретение, а сущность изобретения охарактеризована формулой или любыми ее эквивалентами.

Таким образом, одним объектом заявляемого изобретения является многожильный скрученный кабель. На Фиг.1В изображен в аксонометрии многожильный скрученный кабель 10 согласно примеру осуществления заявляемого изобретения. Многожильный скрученный кабель 10 включает одиночный провод 2, задающий (или определяющий) центральную продольную ось, первый слой 12, включающий первое множество композитных проводов 4, накрученных вокруг одиночного композитного провода 2 в первом направлении скрутки (показано направление по часовой стрелке, соответствующее правосторонней скрутке), и второй слой 14, включающий второе множество композитных проводов 6, накрученных вокруг первого множества композитных проводов 4 в первом направлении скрутки.

Дополнительно, третий слой 16, включающий третье множество композитных проводов 8, может быть накручен на второе множество композитных проводов 6 в первом направлении скрутки для образования композитного кабеля 10'. Четвертый (не показан) или даже больше дополнительных слоев композитных проводов может быть накручено вокруг второго множества композитных проводов 6 в первом направлении скрутки для образования композитного кабеля 10'. В качестве одиночного провода 2 может быть использован композитный провод, как показано на Фиг.1В, хотя в других примерах осуществления заявляемого изобретения в качестве одиночного провода 2 может быть использован гибкий провод, например гибкий металлический провод 1, как показано на Фиг.1А.

В типичных примерах осуществления заявляемого изобретения два или несколько слоев (например, 12, 14 и 16) композитных проводов (например, 4, 6 и 8) могут спирально накручиваться вокруг одиночного центрального провода 2, задающего центральную продольную ось, в том случае, если каждый последующий слой композитных проводов накручивается в таком же направлении, как и каждый предыдущий. Несмотря на то, что на Фиг.1В изображено, что каждый слой (12, 14 и 16) имеет направление скрутки вправо, каждый слой (12, 14 и 16) может иметь направление скрутки влево.

На Фиг.1В и Фиг.2А-2С в дополнительных примерах осуществления изобретения многожильный скрученный кабель включает одиночный провод 2, задающий центральную продольную ось 9, первое множество композитных проводов 4, скрученных вокруг одиночного композитного провода 2 в первом направлении скрутки под первым углом скрутки α относительно центральной продольной оси 9 с первым шагом скрутки L (Фиг.2А), и второе множество композитных проводов 6, скрученных вокруг первого множества композитных проводов 4 в первом направлении скрутки под вторым углом скрутки β относительно центральной продольной оси 9 и со вторым шагом скрутки L' (Фиг.2В).

В дополнительных примерах осуществления изобретения многожильный скрученный кабель дополнительно включает третье множество композитных проводов 8, скрученных вокруг второго множества композитных проводов 6 в первом направлении скрутки под третьим углом скрутки γ относительно центральной продольной оси 9 с третьим шагом скрутки L” (Фиг.2С), при этом относительная разность между вторым углом скрутки β и третьим углом скрутки у составляет не больше 4°.

В дополнительных примерах осуществления изобретения (не показаны) многожильный скрученный кабель может дополнительно включать дополнительные (например, последующие) слои (например, четвертый, пятый или другой последующий слой) композитных проводов, скрученных вокруг третьего множества композитных проводов 8 в первом направлении скрутки под некоторым углом скрутки (не показан на чертежах) относительно центральной продольной оси 9, при этом каждый слой композитных проводов имеет присущий ему шаг скрутки (не показаны на чертежах), и относительная разность между третьим углом скрутки γ и четвертым или последующим углом скрутки составляет не больше 4°. В случае осуществления изобретения с четырьмя или более слоями композитных проводов предпочтительно используются композитные провода с диаметром 0,5 мм или меньше.

В некоторых примерах осуществления изобретения относительная (абсолютная) разность между первым углом скрутки α и вторым углом скрутки β составляет не больше 4°. В отдельных примерах осуществления изобретения относительная (абсолютная) разность между первым углом скрутки а и вторым углом скрутки β, и/или вторым углом скрутки β и третьим углом скрутки у составляет не больше 4°, не больше 3°, не больше 2°, не больше 1° или не больше 0,5°. В определенных примерах осуществления изобретения первый угол скрутки равен второму углу скрутки, и/или второй угол скрутки равен третьему углу скрутки, и/или каждый последующий угол скрутки равен непосредственно предшествующему ему углу скрутки.

В дополнительных примерах осуществления изобретения первый шаг скрутки меньше или равен второму шагу скрутки, и/или второй шаг скрутки меньше или равен третьему шагу скрутки, и/или четвертый шаг скрутки меньше или равен непосредственно последующему шагу скрутки, и/или каждый последующий шаг скрутки меньше или равен непосредственно предшествующему шагу скрутки. В других примерах осуществления изобретения первый шаг скрутки равен второму шагу скрутки, и/или второй шаг скрутки равен третьему шагу скрутки, и/или каждый последующий шаг скрутки равен непосредственно предшествующему шагу скрутки. В некоторых примерах осуществления изобретения может быть предпочтительно использовать параллельную скрутку, известную специалистам в области техники.

Поперечные сечения разных многожильных скрученных кабелей (10, 11, 10', 11') показаны на Фиг.3А, Фиг.3В, Фиг.3С и Фиг.3D соответственно. Понятно, что на каждом из представленных на Фиг.3A-3D примерах композитные провода (4, 6 и 8) накручены вокруг одиночного провода (позиция 2 на Фиг.3А и Фиг.3С, позиция 1 на Фиг.3 В и Фиг.3D), задающего центральную продольную ось (не показана), в таком же направлении (не показано), как и каждый соответствующий слой (12, 14 и 16, как показано на Фиг.1В) композитных проводов (4, 6 и 8). Такая скрутка может выполняться в направлении по часовой стрелке (правосторонняя скрутка, как показано на Фиг.1В) или против часовой стрелки (левосторонняя скрутка, не показана).

Несмотря на то, что на Фиг.3А и Фиг.3С изображен одиночный центральный композитный провод 2, задающий центральную продольную ось (не показана), понятно, что в качестве одиночного провода 2 может быть использован гибкий металлический провод 1, как показано на Фиг.3В и Фиг.3D. Понятно при этом, что у каждого слоя композитных проводов есть шаг скрутки (не показан на Фиг.3A-3D) и что шаг скрутки каждого слоя композитных проводов композитных проводов может быть разным или, предпочтительно, одинаковым.

При этом понятно, что в примерах осуществления изобретения каждый композитный провод имеет поперечное сечение в общем случае круглой, овальной или трапециевидной формы. В отдельных примерах осуществления изобретения поперечное сечение каждого композитного провода, в общем случае, круглой формы, и диаметр каждого композитного провода составляет, по меньшей мере, около 0,1 мм, более предпочтительно, по меньшей мере, 2 мм, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 3 мм и максимально около 15 мм, более предпочтительно максимально 10 мм и еще более предпочтительно максимально 5 мм, даже более предпочтительно максимально 4 мм, наиболее предпочтительно максимально 3 мм. В других примерах осуществления изобретения диаметр каждого композитного провода может составлять менее 1 мм или более 5 мм.

Обычно средний диаметр одиночного центрального провода, имеющего в основном круглую форму поперечного сечения, составляет примерно от 0,1 мм до 15 мм. В некоторых примерах осуществления изобретения средний диаметр одиночного центрального провода должен быть желательно, по меньшей мере, около 0,1 мм, по меньшей мере, 0,5 мм, по меньшей мере, 1 мм, по меньшей мере, 2 мм, по меньшей мере, 3 мм, по меньшей мере, 4 мм или даже 5 мм. В других примерах осуществления изобретения средний диаметр одиночного центрального провода составляет меньше 0,5 мм, меньше 1 мм, меньше 2 мм, меньше 5 мм, меньше 10 мм или меньше 15 мм.

В других примерах осуществления изобретения, не изображенных на Фиг.3A-3D, многожильный скрученный кабель может включать больше трех слоев композитных проводов, накрученных вокруг одиночного провода, задающего центральную продольную ось. В определенных примерах осуществления изобретения каждый композитный провод в каждом слое композитного кабеля может быть одинаковой конструкции и формы, однако это не является обязательным требованием для достижения описанных в заявляемом изобретении преимуществ.

Дополнительным объектом заявляемого изобретения является кабель для линий электропередачи, состоящий из сердечника и токопроводящего слоя, в котором в качестве сердечника использован любой из описанных выше многожильных скрученных кабелей и описаны различные примеры выполнения такого кабеля. В некоторых примерах осуществления изобретения кабель для линий электропередачи может использоваться в качестве воздушного кабеля электропередачи или подземного силового кабеля. В определенных примерах осуществления изобретения токопроводящий слой содержит металлический слой, который соприкасается по существу со всей поверхностью сердечника композитного кабеля. В других примерах осуществления изобретения токопроводящий слой содержит множество гибких металлических токопроводящих проводов, накрученных вокруг сердечника композитного кабеля.

На Фиг.4А-4Е изображены примеры выполнения многожильных скрученных кабелей (30, 40, 50, 60 и 70, изображенных на Фиг.4А, Фиг.4В, Фиг.4С, Фиг.4D и Фиг.4Е), в которых один или несколько дополнительных слоев гибких проводов (например, 28, 28', 28”), например гибких металлических токопроводящих проводов, спирально накручены вокруг сердечника композитного кабеля 10, изображенного на Фиг.3А. Однако следует понимать, что сущность изобретения не ограничена этими примерами осуществления изобретения и что другие примеры осуществления изобретения, в которых используются другие сердечники с композитными кабелями (например, композитные кабели 11, 10', и 11', изображенные на Фиг.3В, Фиг.3С и Фиг.3D соответственно), находятся в рамках сущности этого изобретения.

Так, в частном случае осуществления изоб