具有线性电流接收的柔性多线供电电缆的制作方法

具有线性电流接收的柔性多线供电电缆
1.本发明的主题是具有线性电流接收的柔性多线供电电缆，其保证了沿指定路线移动的移动电接收器的安全接触供电，所述电接收器例如公共汽车(无轨电车)、悬挂式和电缆运输车、矿山中的装载机、农业中用于作物处理和收获的自动系统、自行式起重机、龙门起重机、运输车等，也在现场条件下和临时使用，例如在建筑工地或农田和果园。
2.常用的用于车辆(例如有轨电车、铁路发动机、无轨电车、地铁)的基于接触的有线供电系统，通常使用顶部的非绝缘电力线来进行，从中在使用受电弓、倾斜受电弓或特别是在无轨电车的情况下，使用带接触鞋的受电弓来获取电力。地铁系统通常使用所谓的第三轨用作其供电。由刚性导体提供的供电先于使用柔性供电线的供电。金属管道的直径约20至25cm，底部有狭缝，是架空供电系统的早期形式之一。移动的车辆拉动在管道内移动的线芯，车辆通过柔性电缆连接到管道。通常使用由两条平行管道提供的两极供电系统。该管道连接到载绳上。该系统由西门子(siemens)开发，并于1881年在巴黎国际电力博览会期间首次亮相。刚性导体首次在巴尔的摩和俄亥俄铁路的市中心线巴尔的摩环线(美国)中在国家铁路网络中使用，并在1895年电气化后使用了很短的时间。使用z形金属型材作为牵引电缆，并为发动机配备有特殊的接收器(随后引入所谓的“第三轨”)。从架空线提供的供电最初不得不相当复杂，例如charles j.van depoele的系统，其中电力是使用用其侧滚轮环绕该线的电车(trolley)收集的(美国专利公布us 336453)。尽管事实是这种接收器很快被更新和更有效的设计所取代，但它们是有轨电车车道的两个美国名称之一(电车)的起源。
3.在发现触轮杆(trolley pole)(frank j.sprague，1888年在里士满有轨电车车道线路富兰克林街铁路中使用)和接触杆(contact pole)(例如倾斜杆(b
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gelstromabnehmer,werner von siemens,约1890年))后，架空线的供电变得更加简单得多。带触点的杆不必看起来像里拉琴(lyre)，它也可以是矩形的(例如，用于斯德哥尔摩-于什霍尔姆线路中，在三相线路中-一种带有额外框架的设计，直到最近它们还用于罗马的有轨电车车道中)。触轮杆和接触杆技术是通过一个共同的想法联系起来的——杆与驱动线的接触是通过杆本身的灵活设计来实现的。然而，正如已经提到的，两种技术都需要不同类型的架空线。可追溯到20世纪初的受电弓的发明显示对适应接触杆的架空线的形状没有显著影响。
4.在用于无轨电车线路之前，如果市政府不批准为此目的使用供电轨道，例如在东京、辛辛那提、哈瓦那(两杆供电系统)，则在一些有轨电车轨道网络中使用两极供电(两条架空线)。其中一种变化形式包括没有所谓“零”线的供电，例如用于捷克的t
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铁路线(铁路线()：一条线在 700v下运行，另一条在
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700v下运行。
5.已知的解决方案提高了架空线的供电安全性，并提供了使用三相供电而不会对供电系统的配置带来不必要的复杂性的选项。例如，中国专利申请cn1283493c使用刚性介电架空导线屏蔽，其覆盖线路的三个侧面，其中一个特殊的杆能够使用四根电缆实现三相供电。德国专利申请和实用新型de202014102489u1、de202014102490u1、de102014107468a1、de102014107466a、de202016104836u1公开了刚性电力线的多种设计，包括呈矩形provile管道形式的半封闭槽，其中一侧沿母线的纵向轴线切割，或由介电材料或涂有介电材料的
金属制成的这种槽的系统，具有以多种布局放置在这种槽内的刚性母线。
6.所有这些系统都预见到使用非绝缘、拉伸的电缆或刚性结构，这需要使用适当的承载基础设施，并且出于安全原因，意味着使用低电压(例如，无轨电车电力系统通常使用例如600v或750v的电压)，这会导致损耗和投资成本增加(大电缆截面)。采用三相供电系统(其改造损耗显著降低，并简化了整车安装结构)也非常困难。
7.在现场中，以及在现场条件和临时使用场景中仍然存在对确保充分绝缘的新型柔性电力电缆的需求，这些电缆可用于车辆的接触式供电系统，所述车辆例如有轨电车轨道、铁路发动机、无轨电车、地铁车辆、悬挂式和线式运输车厢。
8.因此，本发明的目的是开发一种用于各种车辆的接触式供电系统的具有线性电力接收、确保绝缘的柔性多线供电电缆的设计。
9.因此，本发明的目的包括具有线性电流接收的柔性多线供电电缆，其设置有由具有电绝缘子的典型特性的弹性体制成的柔性屏蔽，优选为柔性的，其特征在于线部分导电，即，在截面的圆周的部分处，模制在柔性屏蔽内部，其中内部分隔条在它们之间构成柔性屏蔽的组成部分，其外表面过渡至对称的屏蔽条，屏蔽条与内部分隔条一起形成在底部开口的导向槽，从而为导线的非绝缘部分提供空间。
10.用于制作所述导线的柔性电导体优选为由多根细线制成的绞合绳形式，优选由导体带覆盖。
11.屏蔽条的截面边缘优选长于所述分隔条的高度，其中所述边缘沿电缆的纵向轴线接触而不固定，从而形成使导线绝缘的袋。
12.所述分隔条优选沿纵向轴线分离至至少两个条，其在所述屏蔽条的外部边缘处沿所述电缆的纵向轴线接触而不固定，从而形成两个使所述导线绝缘的袋。
13.由钢或其他金属或者聚合物纤维或其与金属的混合物或者天然纤维或其与聚合物纤维的混合物制成的载绳优选地模制在所述柔性屏蔽内部，位于所述导线上方。
14.由钢带或其他金属或者聚合物带或其与金属带的混合物或者天然纤维或其与聚合物纤维的混合物制成的载条优选地模制在所述柔性屏蔽内部，位于所述导线上方。
15.所述柔性屏蔽优选形成为具有顶面和底面的条，其平滑过渡至所述屏蔽条，所述屏蔽条的外边缘沿着平行于所述电缆的纵向轴线的线接触而不固定，而在所述屏蔽条和所述导线之间形成形成为使所述导线绝缘的袋的纵向导向槽。
16.所述柔性屏蔽的底面中优选地设置有非贯通凹陷，其沿所述电缆的纵向轴线均匀或不均匀地放置，其中这种凹陷之间的距离优选为5mm至300mm。
17.所述柔性屏蔽的顶面中优选地设置有非贯通凹陷，其沿所述电缆的纵向轴线均匀或不均匀地放置，其中这种凹陷之间的距离优选为5mm至300mm。
18.所述导线优选形成为导体带束。
19.所述柔性屏蔽优选地在其顶部设置有固定条，其上基部b的宽度等于或大于所述条的下基部b的宽度。
20.由钢或其他金属或者聚合物纤维或其与金属的混合物或者天然纤维或其与聚合物纤维的混合物制成的载绳优选模制在所述柔性屏蔽的所述固定条内部。
21.所述柔性屏蔽的顶部优选设置有固定条，其中开口设置在所述条中在横向于所述电缆的纵向轴线的表面中，其中所述开口形成为贯通开口或非贯通开口。
22.贯通开口优选设置在所述柔性屏蔽中在所述顶面和所述底面之间，彼此之间的距离相等或不同。
23.贯通开口的截面的表面积优选地在所述底面一侧大于在所述顶面一侧。
24.在所述柔性屏蔽的顶部沿所述电缆的纵向轴线优选地设置有齿梳结构。
25.固定槽优选地沿所述电缆的纵向轴线设置在所述柔性屏蔽的顶部，其截面的开放的出口边缘比位于所述柔性屏蔽中更深处的槽边缘更窄。
26.使用根据本发明的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆将能够快速构建用于移动电接收器的安全供电装置，包括临时解决方案，例如无轨电车，并且使用特殊的受电弓电车允许从根本上简化汽车运输公司基础设施，还可以使用显著更高的电压和三相电力。这些机会降低了成本并简化了电动汽车运输解决方案的实施，以及在露天矿、大型建筑工地和交通流量较低的运输线上实施电动汽车。根据本发明的新颖的解决方案还旨在作为一些检查系统的供电源，所述检查系统包括悬挂式或附接式无人机。
27.本发明的主题在附图中的实施方案中呈现，其中：
28.图1示出了具有两根导线和在底部开口的导向槽的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
29.图2示出了具有三根导线的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
30.图3示出了具有在其外边缘接触的屏蔽条的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
31.图4示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中分裂的内部分隔条的外边缘和屏蔽条的外边缘相互接触。
32.图5示出了带有载绳的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
33.图6示出了带有载条的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
34.图7示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆以扁平条的形式提供，其具有柔性屏蔽的一体式的顶面和底面，并从侧面接入被屏蔽条覆盖的导向槽中的导线；
35.图8示出了具有载绳并且在底部屏蔽表面中具有凹陷的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
36.图9示出了在顶部和底部屏蔽表面中具有凹陷的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
37.图10示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆用于通过将供电线和导向槽一个接一个地放置在柔性屏蔽内，在具有供电线和导向槽的双重配置的四电缆系统中提供三相供电；
38.图11示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中成束导线作为导体带束提供；
39.图12示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆具有从柔性屏蔽中突出的具有燕尾槽截面的窄固定条；
40.图13示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆具有设置有载绳的逐渐变窄的固定条；
41.图14示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中具有矩形截面的
直固定条从柔性屏蔽中突出，并且在直固定条中具有横向开口；
42.图15示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中周期性地设置屏蔽中的垂直于电缆轴线的贯通开口；
43.图16示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中周期性地设置屏蔽中的贯通开口，它们的截面表面积沿着该开口的轴线而增加；
44.图17示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中齿梳从柔性屏蔽中突出；
45.图18示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中纵向固定槽设置在柔性屏蔽的顶表面中；
46.根据本发明的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆，其特征在于，在由具有电绝缘子特征性特性的弹性体制成的柔性屏蔽(1)中，部分地，即不沿着截面的整个圆周，模制有至少两根由电导体制成的导线(2)，所述电导体优选柔性导体，例如呈由多根线制成的绞合电缆的形式，优选地用导体带缠绕，作为构成柔性屏蔽(1)的组成部分的内部分隔条(3)位于其间，其外表面过渡至对称的屏蔽条(4)，所述屏蔽条(4)与内部分隔条(3)一起形成在底部开口的导向槽(5)，从而提供了空间，导线(2)的截面的未绝缘部分在该空间内延伸，其中载绳(6)或载条(7)模制在柔性屏蔽(1)中，位于导线(2)上方，其由钢或其他金属或者合成或天然纤维或者金属和合成纤维、合成或其他的混合物制成，分隔条(3)和屏蔽条(4)可以在它们的外边缘接触或留下狭缝，另外，在柔性屏蔽(1)的底面(9)处，沿电缆的纵向轴线可以以彼此相等或不等距离设置非贯通凹陷(10)，柔性屏蔽(1)的顶部可设置窄固定条(13)或直固定条(14)，另外还可在柔性屏蔽中设置齿梳(18)或纵向槽(19)或者在柔性屏蔽(1)的顶面(8)和底面(9)之间以彼此相等或不等距离垂直于电缆的纵向轴线而设置贯通开口(16)。
实施例
47.实施例1
48.图1示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，所述电缆具有两根导线(2)和在底部开口的导向槽(5)，其中柔性屏蔽(1)由具有典型的电绝缘子特性的弹性体制成，其构成电缆的组成部分。由电导体制成的两根导线(2)部分地模制在柔性屏蔽(1)中。构成柔性屏蔽(1)的组成部分的内部分隔条(3)放置在导线(2)之间，其外表面过渡至对称的屏蔽条(4)，其与内部分隔条(3)一起形成在底部开口的导向槽(5)并提供空间，其中导线(2)的截面的非绝缘部分在该空间中延伸。
49.实施例2
50.图2示出了具有三根导线(2)的具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面；
51.实施例3
52.图3示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中屏蔽条(4)比分隔条(3)更长并且在其外边缘接触，导致导向槽(5)形成袋，另外使导线(2)与环境隔离。
53.实施例4
54.图4示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中分隔条(3)沿纵向线分成至少两个条，它们与屏蔽条的外边缘(4)相接触。，形成两个独立的袋，将导线(2)与
环境隔离。
55.实施例5
56.图5示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中钢载绳(6)模制在柔性屏蔽(1)内部，位于导线(2)上方。载绳由绞合的钢线制成，形成类似于由其他材料绞合而成的绳的结构。载绳旨在使该线松弛(relief)并解除其承载和传递机械负载的功能。在带有钢绳的传送带中使用的钢绳可以是钢载绳的一个实例。
57.实施例6
58.图6示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中钢载条(7)模制在柔性屏蔽(1)内，位于导线(2)上方。载条与载绳类似，可解除电缆承载和传递负载的功能，并在确保其较长的使用寿命、良好的接触和低电阻方面实现电缆的优化，它还可以减轻由可变的周期性机械负载引起的微损伤。例如，载条可以具有并行的细钢线或钢带束的形式。
59.实施例7
60.图7示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆形成为这样的扁平条：具有柔性屏蔽(1)的一体式的顶面(8)和底面(9)，其平滑过渡至屏蔽条(4)，所述屏蔽条(4)的外边缘沿平行于电缆的纵向轴线的线接触而不固定，从而形成将导线(2)与环境隔离的袋。
61.实施例8
62.图8示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆类似于图7中所示的电缆，另外在屏蔽的底面中还设置有载绳(6)和凹陷(10)。凹陷(10)可用于固定支撑-调节结构，也可作为与具有与该凹陷相匹配的几何突出的滑架驱动轮配合的元件。
63.实施例9
64.图9示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆类似于图7中所示的电缆，另外在屏蔽的底面和顶面分别设置有凹陷(10)和(11)。例如，如果滑架沿电缆的顶面移动，则凹陷(10)和(11)可用于在底部支撑电缆。
65.实施例10
66.图10示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，该电缆用于通过将导线(2)和导向槽(4)一个接一个地放置在柔性屏蔽(1)内，在具有导线(2)和导向槽(4)的双重配置的四电缆系统中提供三相供电。
67.实施例11
68.图11示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中成束导线(12)作为导体带束提供。成束线的构造与绞合电缆的目的相同-为了增加整个结构的灵活性。这是例如，使用大电流扁平带例如为移动接收器提供供电的设计。
69.实施例12
70.图12示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中具有“燕尾槽”截面的固定条(13)从柔性屏蔽(1)向上突出，其中b表示固定条(13)的最大宽度，b表示固定条(13)的最小宽度。燕尾槽用于将电缆连接到沿途的支架-固定元件和调节器为异形连接-电缆吊架设置有可拆卸元件，其形状与燕尾榫相对应，这种条的侧面将重量传递到该吊架。
71.实施例13
72.图13示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中设置有钢载绳
(6)的固定条(13)从柔性屏蔽(1)向上突出。
73.实施例14
74.图13示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中具有矩形截面的固定条(14)设置有横向开口，其沿直固定条(14)从柔性屏蔽(1)向上突出。顶部条截面的矩形形状最大限度地减少了滑架滚轮无法接入的截面表面积，并且在该条中形成的垂直开口用于固定目的。
75.实施例15
76.图15示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中在柔性屏蔽(1)中周期性地设置垂直于电缆轴线的贯通开口(16)。这些开口用于固定支撑电缆。
77.实施例16
78.图16示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中在柔性屏蔽(1)中周期性地设置截面表面积沿贯通开口(17)的轴线增加的贯通开口(17)。这样的开口用于将电缆固定在外部支撑结构上，其中负载传递和调节通过螺母或例如由穿过的螺钉支撑的垫的锥形表面而进行。
79.实施例17
80.图17示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中齿梳(18)从柔性屏蔽(1)向上突出。该齿梳与滑架驱动装置的齿轮配合。
81.实施例18
82.图18示出了具有线性电力接收的柔性多线供电电缆的截面，其中在柔性屏蔽(1)的顶表面中设置有梯形形状的纵向固定槽(19)。梯形截面用于将吊架固定为负载传递元件，并且可以轻松组装。