包括电力电缆和能量采集设备的用于照亮电缆等用途的能量采集系统，该系统的制造与维修方法

摘要

一种用于照亮电缆的能量采集系统，包括一根或多根可以是三相或单相的电力电缆以及能量采集设备，基于能量采集设备处于包括电缆的至少一个电力电缆上的布置。所述设备包括：磁芯，执行将外周磁场聚集在其整个体积内的功能，所述磁芯是开放且连续的磁芯，其螺旋式布置在电力电缆上；以给定间隔结合在磁芯上的一系列线圈，在所述线圈的端子处感生电压；负载，与每个线圈相关联并相连接，优选地为LED；用于存储能量的电池。本发明还涉及用于制造系统的方法、用于维修系统的方法以及用于制造能量采集设备的方法。

说明书

技术领域

对本发明应用领域的介绍

目前，某些工业得益于作为其活动结果所出售产品的价格的强劲而稳定的上升。这种情况就是已经经历所提取矿物的价格上涨一段时间的矿业。作为这种现象的结果，操作近来集中在对这些产品增加产量，以很好地利用其高价格。这种情况就是诸如铁、铜、铝、银、金等几种矿物。

为了增加产量并很好地利用矿物的高价格，某些关键装备的良好管理是最重要的。在机器密集使用的每一种工业中，这都是真正的事实，并且在矿业的情况下，操作效率的一个重要部分可以在被称为“采矿作业”的第一过程中实现。除其它步骤之外，这组操作还包括：(i)“钻探”，其中某种专用的机器钻探岩石；(ii)“爆炸”，其中每个钻孔装载炸药。一旦引爆，岩石就被减小至适合在进一步的步骤中被处理的尺寸；及(iii)最后一步是“托运”，其中岩石通过铲装车或铲刀作业被装到大型卡车上。

在采矿作业中，通常每5至10辆大型卡车有一辆铲装车，因此这些铲装车当中一辆的故障会很容易变成整个采矿作业的瓶颈。

由此，采矿作业中的一个关键装备是铲装车。除了这种装备，还有其它的关键装备，诸如钻孔机和钻孔器。

在地下采矿中执行完全相同的操作，但是装备型号是不同的，尤其在高度方面，这是由于更窄的可用空间。因此，允许这种类型装备的更高效操作的任何改进都会在整体上转变成采矿作业的运营效率。

诸如铲装车和一些钻孔机的这种类型的装备利用三相中压电力(8kV)供电。因此，使这些装备能够正确操作的电源也是关键的。电力通过布置在与其中大型装备(钻孔机、铲装车和卡车)自由并不断移动的相同地点的多极、绝缘、柔性、中压、拖拽电缆提供。

如果这些大型装备由于在电缆上穿梭时破坏或严重磨损而最终损坏电缆，则这些大型装备在中压电缆所在的相同现场的通行对于电源以及操作该装备的工人的安全是有危险的。

另一方面，采矿作业通常一天24小时地执行，因此有完全黑暗的时段。在这种条件下，由于其定位变得困难，因此电缆更有可能被损坏。因而，装备的可用性减小，这可能造成采矿作业的生产力下降。

在这些条件下，具有可以从远方并且尤其是黑暗中通过光发射或任何其它信号定位的电缆的可行性是对为工业活动实现更大生产率以及更好安全性和工作条件的实际贡献。

在下文中，采矿将仅仅用作工业的一个具体例子，而不意味着本发明的应用将仅限于这种活动。

本发明的申请不仅仅局限于采矿或局限于特定的矿石，也不局限于其任何开采手段：露天采场或露天矿和/或地下方法。既不局限于矿井的尺寸：(大、中和小型采矿)也不局限于特定的装备，除了利用低、中和/或高电压供电的那些装备之外。

背景技术

如今有许多技术解决方案来帮助可视化电缆，以便最小化由于大型采矿装备的通行而对其造成的损害。

实际上，迄今为止有三种已知的解决方案：

a)第一种解决方案在电缆上包括外部荧光颜料层。但是，由于它是拖拽电缆，因此颜料由于直接暴露于粗糙的土壤、空气、水和UV辐射而是短寿命的。除此之外，荧光在黑暗中持续很短时间，因为这种类型的颜料通过之前被太阳光激发的电子的衰变而发射荧光(一般而言，颜料具有共振化学结构)并且这种类型的电化学过程是短寿命的。

b)第二种解决方案是在电缆外层上使用螺旋形缠绕的反射带。这种技术可以在Amer Cable的产品，“具有反射虎爪纹的电缆”上找到。但是，由于它是拖拽电缆，因此这种反射带太多地暴露于土壤磨损并且很容易被破坏。反射带通过电缆上外部入射光的折射和反射现象而工作。这种现象基于共振化学结构中的过激励和快速电子解耦，这造成带子响应于照明而发光，然后，如果入射光不再维持，则停止发光。

c)第三种解决方案是前面提到的两种解决方案的混合。这意味着它是包括荧光或光致发光层加反射层的电缆，这两层都受透明热塑性护套的保护。这种解决方案对磨损提供更高的抵抗力，但是(i)反射层只在光束在电缆上处于某个角度内时才高亮电缆。如果入射角度不在该范围内，则电缆不反射光，从而与其周围环境一样维持黑暗；及(ii)光致发光层的发光效果具有低强度并且虽然白天暴露于太阳光下数小时也只有一小时的寿命。这些技术以No.：CL1705-2009、PCT/IB2009/056024和US 2010/0282491 A1被申请专利。

因此，很清楚，该工业需要一种检测给关键装备馈电的电缆存在的解决方案，这是如今可用的解决方案还未解决的问题。

发明内容

解决方案需求

解决方案必须满足以下需求，使得它可以是对本工业的实际贡献：

(i)通过光、声和/或电信信号传输使电力电缆在白天或者在黑暗中可见和/或可检测。

(ii)光、声和/或电信信号传输只要装备继续运行就可用，其中装备的电力电缆为了保护而被高亮。

(iii)如果其一个部件故障(由于切断的电缆或者任何部件内部的故障)，则这不意味整个系统故障，就此而言系统是可靠的。

(iv)抵抗在电缆被使用的环境中典型的磨损以及空气、水和UV辐射暴露。

(v)不需要外部照明使其可见(反射型)。

(vi)给定现场和机器尺寸，所发射的信号具有足够的强度可被检测到。

(vii)关于信号的接收，由系统发射的信号具有更少的限制。在光信号的情况下，这种限制是指观察者的视觉角度。

(viii)使电缆中存在的电源足够，因此不需要附加的电源。

(ix)不与各相的导体进行电连接。由于它们与之工作的高电压，因此需要绝缘或变压器来避免对操作而言具有难以承受的大小的电流。

(x)其在电缆中的实现不意味着电缆尺寸的显著增加。

(xi)它将被调整到电缆的尺寸(即，在相同的结构内)。对于用来给铲装车供电的电缆的特定情况，它必须满足限制电力电缆外直径的ICEA标准(绝缘电缆工程师协会)S-75-381-2008，部分3.22。

(xii)可通过使用当前的制造技术以及在电缆工厂中可获得的机器在电缆中实现。

用于该工业这个特殊问题的办法需要可靠的能量源，这可以通过间接地(不进行电接触)从预期要被高亮的相同电缆提取这种能量而获得。因而，只要电缆携带电流，电缆本身就变成可靠并且自足的电源。

电缆中存在的内部和外部能量源是：

(i)由电缆携带的电(电压和电流)。为了直接从电缆提取能量，需要到至少一相的电连接，但是，由于高电压(8kV)的存在，这种采集面临多个技术难题：连接所需的电绝缘和/或变压器的使用阻止这种操作被执行，这是由于这种安装的所需的尺寸和安全性的缺乏。

(ii)太阳能和光能沿表面的入射。与现有材料(单独或结合使用的光致发光和反射材料)结合的外部光能不提供对这个问题的有效解决方案。

这是因为光致发光材料就功率和持续时间而言不能够传递足够的能量。另一方面，反射材料只反射入射光，而入射光被入射角度减少。最后，由外部护套上的磨损造成的不透明性使两种材料都变得不太有效。

(iii)由于电缆内部流动的电流所产生的热量。给定所述导体的通风条件，流经电缆的电流仅当电流密度(A/mm²)足够高时生成大量的热。电缆被设计成具有可忽略的热损耗，因此这种能量源既不可用也不可取。

(iv)由于在导体内部流动的电流而存在的电磁场。毫无疑问，这是在单极电缆中存在的能量源。实际上，存在关于这个问题的文献：于2010年4月公开的US 2010/0084920 A1“POWER LINEENERGY HARVESTING POWER SUPPLY”。

但是，需要被照射和/或高亮的电缆优选地是具有其中流动的电流具有相位差的多于一个导体的电缆(多相电缆)。这不排除单极电力电缆。

对于这种类型的电缆，由于两个原因，情况更复杂：

首先，应使用把电缆尺寸(最终的外直径)维持在可接受范围内的配置从具有多于一个内部导体的电缆提取能量。如果电缆外直径要保持在由限制电力线外直径的ICEA(绝缘电缆工程师协会)标准S-75-381-2008，部分3.22接受的范围内，则于2010年4月公开的US2010/0084920 A1“POWER LINE ENERGY HARVESTINGPOWER SUPPLY”建议的解决方案不能应用到具有多于一个导体或单个导体的电缆。

图6示例了传统的三相电力电缆，作为在大型采矿工业中给电铲馈电的电缆。电缆的复杂配置可以由其多个元件和每个元件的层而观察到。

其次，为了从具有多于一个内部导体的电缆提取能量，在内部流动的电流、它们之间的相移以及由那些电流当中每一个生成的电磁场的所导致的几何形状应当被考虑在内。

在电缆的三相当中每一相(120°的相移)中流动的电流在该电缆的外周中生成电磁场。但是，在其内部电流相的相量相加是零。因此，由三相生成的电磁场总体上也是零。因而，乍一看这看起来不是可行的能量源，因为，如果环形形状的磁芯沿周界放在电缆外面，则它将在其整个体积内具有零磁通。在这些条件下，不可能利用以上提到的配置从电缆提取能量。

所提到的能量源(电压和电流、太阳能和光能、热能和电磁能)是以不适合从电缆进行有效的能量采集的方式给出的。因为它们具有某些缺点，所以它们不能被认为是用于要实现的目的的可行来源。

本发明允许从三相电缆提取电能而不干预导体本身，从而允许考虑电缆在现场存在的某些设备馈电。设备可以是各种各样的，诸如光发射器、声音和/或电信信号(GPS、射频等)，并且给某些远程机械设备馈电，而不限制能量的采集以及能量对这些设备的应用。

通过满足检测给关键装备供电的电缆的存在的每个需求，本发明解决现有技术的问题并且对该工业提供实际的解决方案。

本发明的应用领域

除了前面所描述的领域(采矿)，本发明还解决各种其它领域中的问题。在下文中将提到某些应用领域，但是它们不意味着对要申请的本发明的限制。

应用领域可以归为至少三类：

I.位置：

a.海底电缆定位：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许通过光、声和/或电信信号定位海底电缆。

b.高压线路定位：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许通过光、声和/或电信信号获知高压线路的存在。

c.空中交通区中的架空线路定位：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许通过光、声和/或电信信号获知架空线路的存在。

II.通过照明和发光的识别：

a.地下隧道：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许通过不同颜色的光识别地下隧道中的电缆，并且附加地照亮所述隧道并标记隧道系统中的紧急出口路线。

b.城乡照明：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许照亮在配电网络附近的区域。

c.电缆识别：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许在相、电路以及甚至电缆之间进行区分，其中所有电缆都与许多类似的电缆一起敷设在托架或管道上。该系统还允许给负载电路提供电能，负载电路又允许通过不同颜色的光和/或电信信号编码电缆的不同电压、线规、起点和/或终点，等等。

d.电流存在的识别：能量采集系统允许电力电缆给负载电路馈电，负载电路又允许通过发射信号来识别电流的存在。

III.监测变量和/或参数：

能量采集系统允许电力电缆给负载电路(或传感器)馈电，负载电路又将允许：(i)监测操作变量，(ii)有时存储它们，以及(iii)有时候把它们作为信息发送。

应用领域的一个例子是监测电力传输和/或分配网络中的变量和/或参数。

因为不利的天气和环境条件以及必须穿行很大的距离，所以监测主要处于变电站之外的网络的物理元件和电力线代表巨大的挑战。

监测这些参数的一个解决方案是具有小传感器的网络，这些传感器可以把通过无线电信捕捉的信息发送到监测站。

在电能分配系统中被监测的感兴趣的参数当中，有：

a.在变电站之外的那些参数：某些关键点的电压和电流；吊线式架空电缆的箭头(电缆离地平面的最小距离)；影响其长度和传导性的电缆温度；功率；瞬变和谐波；电流与电压之间的相移(功率因子)；供电质量失真；等等。

b.在变电站内部的那些参数：变压器线圈温度；电介质的质量和变压器的油位；开关和其它装备的操作温度，等等。

诸如压力、温度、风速、污染、颗粒物质的量、太阳辐射、亮度级别等天气和环境参数可以附加地被监测。防止电缆被偷盗或攫取的报警信号也可以被监测。

IV.发射声音，以击退动物：

从电力电缆提取能量的系统允许电流提供给负载电路，负载电路又允许生成可听、亚音速和/或超声声音，用于击退诸如鸟类、啮齿类、昆虫等动物。

V.存储电池的使用：

用于从电力电缆提取能量的本系统允许在诸如电池、电容器、超级电容器等设备中存储电能。

甚至在没有电流流经主导体的时候，所存储的能量也被用来保持给之前提到的电力负载馈电。

电池向每个负荷的电力供应的持续时间将依赖于负载的消耗、电池的容量以及每个电池的充电和放电时间比。

VI.电磁场的捕捉：

从电力电缆采集能量的能量采集系统允许含铁的磁芯中的磁场集中使用它给电气负载馈电，电气负载又生成能量。含铁的磁芯内部的磁场集中允许引导磁力线并且由此防止磁辐射朝远离电缆的环境分散。因此，这种辐射可以变得有用。

本发明解决的技术问题

已经已知的技术关于用于从以下携带交流电的单极(一个单一导体)进行电能采集的配置：(i)在电缆周围沿周界部署的、集中磁场并产生交替磁通的闭合电路的铁金属磁芯；(ii)在其端子中具有感应的电压的铁芯线圈；及(iii)连接到闭合最终从电力电缆提取能量的电路的每个线圈端子的负荷。

这种配置用来从单极提取能量并且在于2010年4月公开的US2010/0084920 A1，“POWER LINE ENERGY HARVESTINGPOWER SUPPLY”中描述。

图1示出了导体(101)的横截面(102)，电流(103)通过该导体流动，生成沿周界的磁场(104)，其量值随着远离导体中心移动而线性减小。

图2显示磁场被铁环或环形线圈(201)集中。环被电铜线绕组(202)缠绕，绕组通常是铜的，从而构成线圈，线圈连接成给指定的负荷(203)馈电。

但是，不是用于住宅和工业应用的所有电力电缆都是单极的。

实际上，它们大部分是多极电缆：相同的外部护套保持多于一个携带低、中或高电压的导体。

图3示出了这些多极电缆的横截面。具有两个导体的多极电缆(301)和具有三个导体的多极电缆(302)，其中外部点线对应于外部覆盖物或电缆护套(303)。

为了从在内部具有多于一个导体的电缆提取能量，应当使用把电缆尺寸(最终的外直径)保持在对于操作可接受范围内的设计。如果电缆最终的直径要保持在对于本工业的某个可接受的尺寸范围内，则由2010年4月公开的US 2010/0084920 A1，“POWER LINEENERGY HARVESTING POWER SUPPLY”建议的解决方案不能应用到具有多于一个导体的电缆。

具体而言，对于在大型采矿中给铲装车馈电的柔性中压电缆，ICEA(绝缘电缆工程师协会)S75-381-2008，部分3.22是限制那些电缆的外直径的标准。

另一方面，为了从具有多于一个导体的电缆提取能量，流经其的电流、它们之间的相移以及由那些电流当中每一个生成的电磁场的结果几何形状都应当考虑在内。

图4绘出了在其内部保持两个导体的最简单的现有多极电缆。

具有完全相同量值的相反方向的电流流经这种多极电缆，使得电缆内部这些循环电流的相量和为零。这种情况(零相量和)转换多相电缆中的多极。这种特定情况的更具体的说明在图5中示出。这些相反方向的电流(103A和103B)生成总和变为零的相反方向的磁场(104A和104B)。

多极电缆的一个重要部分是多相(多于一个相)并且其特征在于由它们的导体运输的电流的相量相加等于零。

多相电缆在大型采矿中用来向不同的装备类型并且具体而言是向用于装载大型卡车的铲装车提供电力。图6具体地示出了所使用的电缆。它是中压三相电缆(601A、601B和601C)。每一相具有单个电力导体(602)、第一内部半导电层(603)、其电绝缘(604)、外部半导电层(605)以及静电屏蔽(606)。此外，电缆具有接地检查线(607)和两根接地线(608)，所有这些都被外部护套覆盖。

不管怎样，为了从这种多相电缆提取能量，图2中所显示的系统(包围如在于2010年4月公开的专利US 2010/0084920 A1“POWER LINE ENERGY HARVESTING POWER SUPPLY”中所建议的围绕电缆的环形线圈)根本没有效果，因为流经三个导体的电流的相量和是零，因而在整个环形线圈中的磁场是零。因此，在线圈中没有感应并且从电缆采集不到电能。

图7是三相系统的一般表示(最常见的多相系统)。对于由这种显示提供的任何可能性：以三角形(703)或星形(704)连接的三相发电机(701)连同以三角形(703)或星形(704)连接的平衡或未平衡的三相负荷(702)，导体a-A、b-B、c-C、n中电流的相量相加为零，因此，如果那些导体属于相同的电缆，则从单极电缆(于2010年4月公开的US 2010/0084920 A1，“POWER LINEENERGY HARVESTING POWER SUPPLY”)提取能量的现有技术不起作用。

基于这种技术，三相电缆应当在其整个外周界都被磁芯包围，以便把在电缆外面存在的磁场集中到磁芯中。如前面所提到的，电流的相量相加为零，因此整个磁芯中的磁场为零。

本发明允许从三相电缆本身提取电能，而不用与导体电连接，由此允许给表明电缆在现场存在的某些设备供电。设备可以是各种各样的，诸如光发射器、声发射器和/或任何电信信号(GPS、射频)等，并且给某些远程机械设备馈电，而不限制能量的采集和能量对这些设备的应用。

本发明解决以上提到的技术问题，并且对本工业是实际的解决方案，因为它满足检测电力电缆存在的需求，其中电力电缆给馈电关键装备通电。

发明的描述

应当理解，本发明不限于本文所述的具体方法、成分、材料、制造技术、用途和应用，因为它们可以变化。还应当知道，本文所采用的术语只是为了描述具体的表示而不是要限制本发明的范围和潜能。

电力电缆将被定义为被绝缘或保护器材料覆盖的一个导体(一般而言由铜制成)或者一组导体。

我们把三相电力电缆定义为使用至少三根导线的电缆，其中每根导线代表每一相。它们被保护器或绝缘层和材料覆盖。

应当理解，在权利要求列表中并且贯穿整个正文，除非在上下文中清楚地包含，否则单数形式的使用不排除复数形式。例如，对一个“元件”的参考是对一个或多个元件的参考并且包括本领域技术人员已知的等效形式。另一个类似的例子是对“一个步骤”、“一个阶段”或“一个方法”的参考，此时参考意在一个或多个步骤、阶段或方法并且甚至可以包括隐含的或可以突然发生的子步骤、子阶段或子方法。

所使用的每个连词都应当以其更不限制性并且更包容性可能意义来理解。例如，除上下文或正文明确地需要这样或这样陈述之外，连词“或者”应当以其正规的逻辑意义来理解而不应当理解为排他性的“或者”。应当理解，所描述的结构、材料和/或元件还可以参考那些功能等效物，使得避免限制性和无尽的列举。

除非上下文明确地表述不同的含义，否则用来指示近似或概念的表述应当以其本质意义来理解。除清楚地表述不同的含义时之外，本文所使用的每个技术和/或科学名称或术语具有由本领域普通技术人员给出的普通含义。

描述了方法、技术、元件、装备和材料，但是与已经描述的那些类似的和/或等效的方法、技术、元件、装备和材料可以在本发明的实践和/或实验中使用或者是优选地。

应当理解，本文所述的结构还指任何类似或功能等效的结构。

所有专利和其它出版物都作为参考而被包括，以描述和/或通知例如在这种公开物中所描述的可能对本发明有用的方法为目的。这些出版物的包括仅仅是作为在本专利申请的注册日期之前的现有信息的来源。

在这方面，不应理解为，未授权关于作者和/或发明人的承认或接受、拒绝或排斥，或者此类出版物在其它之前的出版物之前公开，或者由于任何其它原因。

本发明范围的一部分是能量采集系统，包括具有低、中或高电压的裸电力电缆，或者具有其保护器和/或绝缘、具有一个或多个相的电力电缆，以及具有其不同用途的能量采集设备。

本发明范围的一部分是具有一个或多个相的电力电缆，其保持能量采集设备，如以上提到的能量采集设备，以及其各种各样的用途。

本发明范围的一部分是从电缆采集能量的能量采集系统，该系统还允许通过电池、电容器、超级电容器等对提取出的能量的累积，以及其不同的用途。

本发明范围的一部分是能量采集设备，如前面提到的能量采集设备。

本发明范围的一部分是处于一个或多个相中的能量采集系统的制造过程，其中在电力电缆中结合以上提到的能量采集设备和/或累积设备，及其各种各样的用途。

本发明范围的一部分是用于能量采集系统的维修工具包，该工具包包括尤其是其尺寸设计成执行维修，优选地是一米，的能量采集系统，以及密封之前准备好的能量采集系统以便替换电缆受损部分的特殊的带子。

本发明范围的一部分是具有内置采集设备的电缆中的能量采集系统的维修，这种维修允许维修之前提到的能量采集系统和/或累积系统，以及其不同的用途。

本发明范围的一部分是不具有内置能量采集设备的电力电缆的维修，使得它可以允许结合之前提到的能量采集系统和/或累积系统以及其不同的用途。

具体实施方式

能量采集系统的描述

能量采集系统是：(i)为电力电缆预期的任何功能从电源(相同的电力电缆)采集电能的系统；(ii)把电力电缆的尺寸(外直径)保持在可接受范围内的系统；对于用来给铲装车馈电并且遵循ICEA(绝缘电缆工程师协会)S75-381-2008，部分3.22标准的电力电缆的特定情况，其中ICEA标准限制用于采矿的中压柔性电力电缆的外直径；(iii)最小化地修改多相电缆的目前制造过程的系统；(iv)使用已经安装在电力电缆工厂中的相同机器的系统。

能量采集系统包括2个部件，这两个部件是电力电缆的一个或多个相，以便从相同的电力电缆提取能量，以及能量采集设备。

能量采集设备使用三个基本部件(1，2，3)和另一个可选的部件(4)。

1)螺旋形连续含铁磁芯。

2)铜线圈。

3)由用于系统所提取的能量的预期使用(例如，电缆照明、电信信号发射、声信号等)确定的负荷。

4)蓄电器。在被各自的负荷及其不同用途消耗之前，从电缆提取的能量可以预先由电池、电容器和/或超级电容器存储。

图8示出了在电缆的一相中实现的能量采集系统，以照明LED作为线圈负载的一个例子。

就像前面所提到的，能量采集设备使用三个基本部件：

1)磁芯：由含铁材料制成，其目的是在其整个体积中集中在电流在其中流动的任何导体中存在的周界磁场。

这种磁场集中器材料的几何形状可以是各种各样的：实心主体、金属片集合、导线、或者更小直径的几根导线。

具有铁磁特征的任何材料都适用于磁芯，因为它是磁通的良好导体：镀锌铁、铸铁、黑导线、钢、一些类型的不锈钢、硅质铁或相关的材料，优选地是熟铁。

这种磁芯材料是相关的，因为由电流生成的磁场优先在含铁介质中而不是在诸如空气的介质中行进距离，由此实现磁场集中，以及随之发生的系统尺寸的减小。

设备磁芯类型是开口式连续螺旋形磁芯。它是开口磁芯，因为它具有分离的末端，而不像在变压器中使用的典型闭合磁芯。它是连续的磁芯，因为铁丝是唯一且单独的部件，或者磁芯全都沿着电缆。最后，它被描述为螺旋形，因为它以螺旋方式在电缆周围、在其自身周围缠绕并且同时使所述磁芯沿着其前进。

以上对磁芯的描述允许整个系统(磁芯、线圈和负载)就好像是一个单一的元件，即，能量采集设备，一样表现。这种配置允许通过把一个附加阶段添加到其利用如今在制造电缆工业可用的相同机器的制造过程将其实现到电缆中。

2)线圈由任何有延展性的导电材料，诸如铝、银、金、电绝缘的(优选地是退火的)漆包铜，制成。

线圈是通过以螺旋形式在磁芯周围缠绕电导体而制成，或者它们在卷轴上预制，其中卷轴是非导电的中空元件(管道)，退火漆包铜线在其周围缠绕。前面段落中描述的含铁磁芯经过卷轴的中心。

在磁芯中实现的线圈之间有间隔距离。由于被磁芯捕捉的变化的磁场，在这些线圈的末端中感应出电压。

所提取的能量允许给一个或多个负载馈电，这些负载定义系统的使用或应用及其不同用途。

3)连接到线圈的负载将依赖于预期要操作的设备。不作为限制，可以连接到线圈的各种负载的一些例子是：生成光信号的LED、声音发射器、电信发射器，等等。

4)蓄电器。如果需要恒定的低消耗，则负载可以直接连接到线圈，或者在其它情况下，不管是需要具有更高消耗的系统还是即使导体中有或者完全没有电流都需要长期使用的系统，都通过诸如电容器或电池的某种电力蓄电器设备连接。

单相或多相能量采集系统的制造过程的描述

通过使用目前在电缆制造工业中应用的基本上相同的机器和制造过程，能量采集系统组装到单相或多相电力电缆中。这种技术同样适用于制造电缆、导线和绳索并且已经用了超过50年。图9示出了用于制造不同类型的电缆的一般过程。这个过程在互联网上描述：

http://turnkey.taiwntrade.com.tw/en/Content,aspx？ID＝65，并且通过其它互联网信息链接被广泛地知道。

独立于材料的类型，丝线、聚酯长丝、铁丝、铜丝、缝纫线等当中随便哪一种，已知的技术都可以用来把若干细元件结合到一起(关于所要求的最终直径)，其目的是形成由具有较小直径或截面的若干元件制成的单个新元件。

该过程包括向组成新元件中的每个元件馈电，并且，当这些元件放到一起时，两个(或更多个)元件在组件的纵轴上拧绞，直到所有元件都缠绕在纵轴周围。

在组装元件被结合并在纵轴周围螺旋形拧绞之后，它们被缠绕在卷轴上。

拧绞和缠绕的过程可以利用可以变成新拧绞和缠绕过程的元件的两个或更多个元件进行。这个过程可以一遍又一遍地执行，其目的是具有由尽可能多的所需元件制成的最终期望产品。

这个过程是用于制造电缆并且并入所提议的用于从多相电缆提取能量的系统的基础，并且其适合用于制造电缆、丝线和绳索的当前技术。

作为本发明的一部分，从相同的电缆采集能量的能量采集系统的制造过程如下具体描述：

1.能量采集系统的制造中的第一步是根据其规范给予构成电力电缆的每个导体确切的量规(直径)。以其中每一个最初都在卷轴中的盘条(在刚性电缆的情况下)或者具有较小直径的导线(在柔性电缆的情况下)被组装成单个导体开始，这单个导体利用已经组装并螺旋形拧绞以便为导体提供为电力电缆规定的量规的导线建立。图10示出了中压三相电力电缆的一相。导体(602)包括7根线材。

在过程的这个阶段，只剩下裸导体被拧绞在新卷轴周围，该新卷轴比每个构成导线或线材在其上缠绕的之前任何一个卷轴都大。

2.接下来，对于低压电力电缆，必要的挤出绝缘添加到每个电缆导体，以便依据其规范给出由电缆电压生成的零结果电场。每个绝缘的导体保留在新卷轴中。

3.控制电场的每个挤出层被添加到中和高压电力电缆的每一相(图6，标号(601A、601B和601C)，图10，标号(601))：内部半导电层(图6，标号(603)，图10，标号(603))、电绝缘层(图6，标号(604)，图10，标号(604))、外部半导电层(图6，标号(605)，图10，标号(605))、静电接地屏蔽(图6，标号(606)，图10，标号(606))。每个分层的相都留在新卷轴中。

4.一旦电力电缆的每一相的构造完成，能量采集设备就物理地实现到其中(图11，标号(802、803和804)，其中负载，尤其是在这种方案中，是标号为(804)的LED。遵循电缆规范，线圈、负载以及可选的电荷蓄电器当中每一个都已经结合到设备中。这种规范确定线圈类型、漆包线量规(其电感和电阻强度)，线圈之间的分离空间、由每个线圈携带的负载的类型以及所考虑的蓄电器的类型。

如对这种特定电缆制造次序所规定的，能量采集设备在卷轴中等待结合到每一相中。能量采集设备可以被挤出填充绝缘和保护层覆盖，这沿其全部长度给出均匀圆形的横截面。如果线圈的负载是发光元件，则填充材料应当是透明或半透明的。一旦填充材料被结合到其中，能量采集设备就可以在新的卷轴上缠绕。

能量采集设备实现在已经完成的至少一相(图12，标号(601))中，使得电力电缆之上该相的路径是螺旋形的(图12，标号(802))，注意节距(由能量采集设备沿该相的一米长度围绕该相所产生的匝数)，使得它允许能量采集设备的最佳运行。该节距还由电缆的规范确定。具有所实现的能量采集设备的电力电缆的每一相缠绕在单独的新卷轴上。

所有相都与之前包括的能量采集设备(图6，标号(601A、601B和601C))、接地导体(图6，标号(608))和接地检查(图6，标号(607))放到一起，这将建立能量采集系统。这些元件中每一个都在其自己的卷轴(图13，标号(601A、601B和601C))中。所有相都螺旋形拧绞，从而构成一个单一的装置(set)并卷在新卷轴上。

通过挤出，护套添加到构成电缆的相(图6，标号(609)，图14，标号(609))。如果能量采集系统的线圈中的负载是发光部件，则这种护套应当是半透明和透明的聚合物护套。

能量采集系统已经完成并且缠绕在其最终的卷轴上。

能量采集系统可以被切割成任意长度，使得这种长度比安装在完成的电缆中的线圈之间的长度更长并且不破坏线圈或其负载。

能量采集设备制造过程的描述

这种设备的制造过程包括以下阶段：

a.可用的含铁磁芯长度将根据预期要从设备提取的能量来规定。

b.线圈通过把它们缠到磁芯上而被并入。线圈的数量将依赖于预期要利用设备提取的能量的量。线圈可以在磁芯周围缠绕，或者就像要并入在磁芯周围的小弹簧一样在工厂组装。

c.将消耗由设备提取的能量的负载并联到线圈。(负载也可以是蓄电器或存储电池。)

d.在组装好后，设备还可以用聚合物材料覆盖。

具有内置采集设备的能量采集系统的维修的描述

为了维修能量采集系统，有必要考虑其两个部件：电力电缆和能量采集设备。

电力电缆的维修基于两个基本原理：(i)在维修之后，电缆必须具有相同的原始电气和机械特性，及(ii)电缆的每一层应当重建，以便具有相同的原始电气和机械特性。

另一方面，能量采集设备，本发明的主题，具有非常特别的特征。

它是模块化的，即，沿电力电缆的能量采集设备集(铁丝的区段、线圈和负载)以这样一种方式工作，使得一个布置(设备)与其余布置独立地行动。所有布置可以属于同一单元(相同的铁丝或铁磁磁芯)，因此其在电缆中的结合将是容易的，但是它们彼此独立地工作。当最终该设备集的确定区段被损坏时，这是尤其重要的。如果电力电缆的任意区段中的设备集或布置被损坏，则其余的布置可以毫无问题地保持操作。

这种模块化概念方便电缆的维修，因为能量采集系统的维修只需要添加一区段的能量采集设备，该区段由铁磁磁芯(铁丝)以及对应的线圈、负载和蓄电器组成。该区段可以结合在用于电缆维修的商用工具包中，并且因此执行能量采集系统的维修所需的元件将很容易获得。

因此，具有内置能量采集设备的能量采集系统的维修过程如下：

1).受损的能量采集系统应当从操作中除去并且最终被处于理想操作条件的另一个系统更换。

2).应当识别从操作中除去并且要被维修的能量采集系统的受损区段。

3).然后，能量采集系统应当被切割，以消除受损区段。

4).接下来，能量采集系统的每一层应当遵循所使用的电缆维修工具包的指示而被除去。一般而言，要遵循的指示表示能量采集系统的每个末端的层将以这样一种方式被除去，使得在被除去时最外面的层应当更长，如图15中看到的。层必须被除去以供随后利用特殊的材料和带子逐层地重构。

5).要被维修的能量采集系统被认为分成三个区：对应于能量采集系统中处于良好条件的区段的两个区以及必须被维修的一个区。前两个区中的能量采集设备将也处于良好条件并且将在每个区段中独立地工作，这仅因为电流将再次流经能量采集设备在其中实现的相。

6).这就是为什么能量采集设备在维修区中的实现完全可选的原因，如果它不被结合，则它将不影响电缆剩余区段中能量采集系统的操作。

7).当通过除去每一层而在能量采集系统内部工作时，内置的能量采集设备将出现。除去它然后决定是否将组装将与电缆其它区段中现存的那些设备独立地工作的新能量采集设备是方便的。

8).如果决定要并入能量采集设备，则要遵循的具体过程步骤是：

9).能量采集系统的每一层必须利用特殊的材料和带子(图16中所示)重建(图10)，其中，重建了第一半导体层电缆(标号603)、主绝缘体(标号604)、外半导体层(标号605)。

10).一旦每个被重建的内层已经重建，能量采集设备就应当被组装。设备已经包括了其元件：作为铁磁磁芯工作的铁丝(图17，标号(802))、铜线圈(图17，标号(803))、以及负载(图17，标号(804))。

11).能量采集设备通过在要结合到设备中的每一相周围螺旋形缠绕铁丝来手动组装。

12).不需要在内置的能量采集设备与新能量采集设备之间进行连接或焊接。

13).接下来的维修步骤与电缆的正常维修完全相同，可以由任何技术人员执行。最后，并入外部护套。当用于能量采集设备的负载是发光二极管LED时，护套必须是半透明或透明的聚合物护套，使得在内部发射的光可以从外部看到。

关于用于把能量采集设备结合到电缆中并且建立能量采集系统的不带内置能量采集设备的电力电缆的维修的描述

维修不带内置能量采集设备的电缆要遵循的步骤与以上所述用于维修具有内置能量采集设备的那些步骤相同。

所提议的能量采集系统的特征

基于处于多相电缆配置的能量采集系统、电缆的能量采集设备本身、其制造过程、其维修和在电缆中的实现，结论是本发明的特性是：

1).它类似于目前的用于电力电缆的制造方法，即，在任何电缆的制造过程中结合此技术考虑了目前在电缆制造工业中安装的相同装备以及如今应用的相同制造技术。

2).它允许电缆尺寸(最终的外直径)维持在对其用途可接受的范围内。

3).它是对于其良好性能只需要机器的相同馈电电流的能量源。

4).螺旋形开口磁芯可以或者可以不与它缠绕在其上的导体进行电接触并且其性能是相同的，无需附加的绝缘。

5).它只由在电力电缆每一相之外可用的磁能量馈电，具有在一相或多相中实现的可能性。

6).它只需要确定量的电流循环通过该设备在其上实现的相。由于电缆给在实践当中一天工作24小时的装备馈电，因此存在持久性地通过它们的电流，这使能量采集系统变成永久性的能量源。

7).设备是模块化的，即，提取能量的设备集(铁丝、线圈和负载的区段)以这样一种方式安装在电缆的整个长度，使得每个设备与其它设备独立地起作用。所有设备可以属于同一个单元(属于相同的铁丝)，这便于它们在电力电缆中的实现，但是它们独立地工作。当能量采集系统的确定区段最终被损坏时，这是尤其重要的。如果能量采集系统中电缆的任何区段被损坏，则其余的设备可以毫无问题地继续操作。

8).它可以在设计成用于在具有高机械需求的环境中操作的电缆中使用。该技术可以结合在护套内的电力电缆中，其中护套保护电缆，因此它可以在“高强度”环境中使用(对牵引、磨损、扭转、撕裂、水下等的大机械需求)。

由于这些条件，实现在电力电缆中的所提议系统是对本工业的重要贡献。

能量采集系统的应用实例

能量采集系统应用的实际例子是具有内置能量采集设备的采矿三极柔性中压电力电缆。这可以在图10、11、12、13和14中看到。但是，这仅仅是一个例子，它不限制能量采集设备在其它类型电缆中的使用。

能量采集系统的制造方法的应用实例

这些图当中每一个都说明了能量采集系统的制造过程以及设备的实现如何在过程的具体部分中发生。

在下文中，将具体描述表示在三极采矿柔性中压电缆中的能量采集系统制造过程中配置设备的实现过程的阶段的每个图。但是，这个特定的应用不限制能量采集设备在其它电力电缆类型中的使用。

图10示出了三相中压电力电缆的一相。导体(602)包括7根线材。这一相已经结合了对应于中压电力电缆(中压的范围在2kV和69kV之间)的层。所有这些层都满足控制由导体(602)与静电屏蔽(606)之间的电位差所生成的电场的功能。

以这种方式，导体(602)已经具有根据其规范的量规(直径)及其内部半导电层(图10，(603))、主要电气绝缘(图10，(604))、外部半导电层(图10，(605))、静电接地屏蔽(图10，(606))。

电力电缆的三相(601A)、(601B)和(601C)当中每一相，以及其包括的所有层，留在新卷轴中，等待与其它两相、接地检查电缆(607)和接地线(608)拧绞到一起。

一旦三相电力电缆的每一相的构造完成，电缆的能量采集设备就在每一相中独立地物理实现。设备是有延展性的长连续铁丝(铁磁磁芯)(图11，(802))，该设备结合了铜线圈(图11，(803))和负载(图11，(804))。负载，尤其是在这种方案中，是LED(发光二极管)。

具有其开放式连续铁磁磁芯的设备已经实现了线圈、负载以及可选地电荷蓄电器当中的每一个，所有这些都是由电缆规范确定的。这种规范确定线圈类型(漆包线量规，其电感和电阻)、线圈之间的间隔距离、由每个线圈携带的负载的类型以及所考虑的蓄电器的类型。

能量采集设备(铁丝(铁磁磁芯)，其中每个和全部多个线圈和负载以及最终蓄电器都在铁磁磁芯的全长度布置)在卷轴中等待在由特定电缆规定的每一相中实现。能量采集设备可以用挤出填充的绝缘和保护层覆盖，这给予其圆形且均匀的横截面。在线圈负载是光发射器的情况下，这种填充材料应当是半透明或透明的。一旦填充完成，磁芯就在新卷轴中缠绕。

能量采集设备实现在已经完成的至少一相(图12(601))中，使得该相之上的路径是螺旋形的(图12，(802))，并且节距(由能量采集设备在该相的一米长度周围所产生的匝数)使得允许能量采集设备的最佳功能。该节距还由电缆的规范确定。具有被实现的能量采集设备的每一相是缠绕在新卷轴上的相。

组合在一起的所有相(结合了能量采集设备的一个或全部相)(图13，(601A、601B和601C))螺旋形拧绞，从而构成要缠绕在新卷轴上的一个单一的布置。

护套被挤出到配置电缆的拧绞相集合(图14，(609))，注意，如果能量采集系统的线圈负载是光发射器，则挤出的护套必须是半透明或透明的聚合物护套。一旦能量采集系统完成，它就缠绕在其最终的卷轴上。

附图说明

图1

该图示出了携带生成磁场(104)的电流(103)的导体(101)。

标号101代表电导体。

标号102代表电导体横截面。

标号103示出了流经电导体的横截面的电流的方向。

标号104代表通过遵循右手定则由流经导体横截面的电流生成的周界磁场。

图2

图2说明了通常用来从导体提取能量的设计。

标号201代表含铁的环形线圈或环。

标号202示出了线圈，绝缘的导线绕组。

标号203代表确定的负载或负荷。

图3

图3绘出了包括两个和三个导体的两根电力电缆的横截面。

标号301说明了包括两个导体的电力电缆。

标号302代表包括三个导体的电力电缆。

标号303示出了每根电缆的外部护套。

标号102代表电导体横截面。

图4

图4示出了最简单的现有多极电力电缆；一根电缆中包括两个导体。

标号101A和101B代表电缆电导体。

标号102代表电导体横截面。

标号103A和103B示出了流经电线横截面的电流的方向。

标号301示出了包括两个导体的电力电缆。

图5

图5示出了与图4所示相同的两个导体(属于相同的电缆)，但是具有相反方向流动的电流。也可以看到相反方向的磁场(104A和104B)。

标号101A和101B代表电力电缆电导体。

标号102A和102B代表电导体横截面。

标号103A和103B代表流经电导体横截面的电流的方向。

标号104A和104B代表通过遵循右手定则由流经电导体横截面的电流生成的周界磁场。

图6

图6绘出了具有三相的中压电缆。

标号601A绘出了电力电缆的完整的A相。

标号601B绘出了电力电缆的完整的B相。

标号601C绘出了电力电缆的完整的C相。

标号602绘出了电力电缆每一相的电力导体。

标号603绘出了电力电缆每一相的第一内部半导电层。

标号604绘出了电力电缆每一相的电绝缘。

标号605绘出了电力电缆每一相的外部半导电层。

标号606绘出了电力电缆每一相的静电掩蔽。

标号607绘出了中压电缆的接地检查线。

标号608代表中压电缆的两个接地导体。

标号609是覆盖以上提到的所有中压电缆部件的外部护套。

图7

图7示出了三相系统(最常见的多相系统)的一般表示。

标号601A绘出了电力电缆的完整的A相。

标号601B绘出了电力电缆的完整的B相。

标号601C绘出了电力电缆的完整的C相。

标号701示出了三相发电机。

标号702绘出了三相负载(例如，通过电缆馈电的装备)。

标号703是一种可能的三角形连接的表示。

标号704是一种可能的星形连接的表示。

图8

图8示出了具有内置能量采集设备的电力电缆的一相。

标号601示出了电力电缆的该相。

标号802示出了铁磁磁芯。

标号803示出线圈的图。

标号804示出了负载。这个具体的图示出了LED，但是它可以是利用通过磁芯和线圈从电力电缆提取的能量馈电的任何负载。

图9

图9是不同电缆制造过程的图。能量采集系统可以在这些制造过程当中每一种中实现。

所列举的数字是：

标号1代表铜线材。

标号2代表工作过程和退火。

标号3代表利用PVC的绝缘过程。

标号4a是已制造好的单根电缆。

标号4b代表已制造好的多线电缆。

标号4c是已制造好的柔性电缆。

标号4d说明了已制造好的具有两根导线的扁平电缆。

标号4e示出了已制造好的电力电缆。

标号4f示出了已制造好的屏蔽电缆。

标号5示出了PVC。

标号6示出了编织和拧绞过程。

标号7示出了外部覆盖层过程。

标号8代表7至61根绞线。

标号9示出了编织和配置过程。

标号10示出了磁芯的设计。

标号11示出了钢缆。

标号12示出了屏蔽钢丝。

标号13是XLPE(交联聚乙烯)。

标号14是线(Line)CCV。

图10

图10绘出了三极中压电缆的一相，示意性地示出了其各层。

该图对应于可以与能量采集设备一起使用的特定情况。

图11

图11示出了一组能量采集设备(802)、(803)、(804)。要连接到线圈的(在这个图中示出的)负载是发光负载(LED)。这个表示中的新元件是：

标号1101A对应于线圈的两个端子之一。

标号1101B是线圈的另一个端子。

标号1102A是负载(LED)的两个端子之一。

标号1102B是负载(LED)的另一个端子。

这个图代表应用实例并且这是能量采集设备应用的具体情况。

图12

图12代表已经安装在三相电力电缆的一相中的能量采集设备方案(802)、(803)和(804)。连接到线圈的负载是特定的负载：光发射器(LED)。这个图对应于应用实例并且是能量采集设备应用的特定情况。

图13

图13说明了已经安装在三相电力电缆的一相(601A)中的能量采集设备的图，标号为(802)、(803)和(804)，其中电力电缆又已经附带该三相电力电缆中不带能量采集设备的其它两相(601B)和(601C)。连接到线圈(803)的负载(804)是特定的负载：光发射器(LED)。这个图对应于应用实例并且是能量采集设备应用的特定情况。

图14

图14代表三相电力电缆及其全部部件的图，还示出了在电缆内部的能量采集系统的外部护套(标号609)以及已经组装到该三相电力电缆的一相(601)中的能量采集设备(802)、(803)和(804)。连接到线圈的负载是特定的负载：光发射器LED。这个图对应于应用实例并且是能量采集设备应用的特定情况。这个表示中的新元件是：

电缆内部能量采集系统的外部护套(609)。对于这种其中连接到线圈(803)的负载(804)是光发射器LED的特定应用，护套是半透明的，使得从电缆内部发射的光可以从电缆外面看到。

图15

图15绘出了被维修的中压三相电缆的图。该图示出了为了执行维修而必须被重构的电缆的每个构成层。

图16

图16示出了被维修的中压三相电缆的图。该图示出了为了执行维修而必须被重构的电缆的每个构成层。尤其看到了电缆最里面的半导电层(604)通过使用半导电带子的重构。

图17

图17示出了在维修当中的中压三相电缆的线路图。该图示出了为了执行维修而必须被重构的电缆的每个构成层。尤其看到了当能量采集设备与其所有部件(铁丝(802)、铜线圈(803)和负载(804))一起实现时的阶段。

图18

图18示出了已经安装在三相电力电缆的两相中的能量采集设备(802)、(803)和(804)的图。被看到连接到线圈的负载是特定的负载：光发射器LED。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，所述系统包括一根或多根电力电缆、以及在电力电缆周围单独缠绕的电磁能量采集设备(所述电磁能量采集设备没有到主导体–电缆的相–的直接电接触)。

2.如权利要求1所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，所述系统受到外电缆直径的限制。

3.如权利要求1所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，电缆基于其应用具有透明的聚合物覆盖物或者不具有透明的聚合物覆盖物。

4.如权利要求1所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，优选地被使用的电缆是三相电缆。

5.如权利要求4所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，电缆基于其应用具有透明的聚合物覆盖物或者不具有透明的聚合物覆盖物。

6.如权利要求1所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，优选地被使用的电缆是单相电缆。

7.如权利要求6所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，电缆基于其应用具有透明的聚合物覆盖物或者不具有透明的聚合物覆盖物。

8.如权利要求1所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，所述系统包括裸露的、受保护的和/或绝缘的电缆。

9.如权利要求1所述的电缆内部的电磁能量采集系统，其特征在于，所述系统具有低压、中压或高压电缆，优选地具有中压电缆。

10.如权利要求1所述的电磁能量采集设备，其特征在于，所述电磁能量采集设备具有含铁螺旋形连续磁芯，所述磁芯被连接到负载的线圈缠绕，所述负载消耗由系统提取的能量，蓄电器能够可选地连接到它们，或者同时连接到二者。

11.如权利要求10所述的电磁能量采集设备，其特征在于，含铁螺旋形连续磁芯由铁磁材料，优选地是熟铁，制成。

12.如权利要求11所述的电磁能量采集设备，其特征在于，含铁螺旋形磁芯由于其分开的末端优选地是开口磁芯。

13.如权利要求10所述的电磁能量采集设备，其特征在于，线圈是利用电绝缘的导电材料制造的，优选地是退火的漆包铜。

14.如权利要求10所述的电磁能量采集设备，其特征在于，负载消耗由线圈传递的能量。

15.如权利要求14所述的电磁能量采集设备，其特征在于，消耗由线圈传递的能量的负载包括不同的设备，优选地是LED灯。

16.如权利要求10所述的电磁能量采集设备，其特征在于，蓄电器存储由线圈传递的能量，并且即使有或没有电流流经导体都能够释放所述能量。

17.如权利要求16所述的电磁能量采集设备，其特征在于，存储由线圈提供的能量的蓄电器包括电容器、超级电容器和/或电池。

18.如权利要求10所述的电磁能量采集设备，其特征在于，有多个模块可用，所述多个模块已经通过要安装的电磁能量采集系统的扩展范围而被确定。

19.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.为了开始准备电力电缆，将要包括到系统中的每个导体都必须根据客户要求的规范来测量。

b.盘条(在刚性电缆的情况下)或具有较小直径的导线(在柔性电缆的情况下)被组装成一个单一的导体(602)，其中每个所述盘条或导线都单独地缠绕在卷轴上，所述单一的导体由已经螺旋形组装并拧绞的导线构成，所述单一的导体将变成缠绕在单独卷轴上的具有具体量规的裸导体。

c.1为了准备低压电缆，具有具体量规的裸导体通过挤出被绝缘，以便根据其规范给出由电缆电压生成的零结果电场，然后，每个被绝缘的导体围绕新卷轴拧绞。

c.2准备由各个相(601、601A、601B和601C)组成的中压和高压电缆的过程，所述过程以每一相具有具体量规的裸导体开始，控制电场的挤出层被添加到具有具体量规的每个裸导体，具体的裸导体层包括：内部半导电层(603)、电绝缘层(604)、外部半导电层(605)以及静电接地屏蔽或掩蔽(606)，被组装的电场的控制层和裸导体构成相，所述相又在单独的卷轴中缠绕。

d.能量采集设备在绝缘的导体之上或者以别的方式在所述相之上实现，绝缘的导体和相都在单独的卷轴中，它们围绕电缆螺旋形缠绕，监测电磁能量采集设备在所述相或绝缘的导体周围产生的匝数。

e.电磁能量采集设备与绝缘的导体一起，或者，在没有绝缘的导体的情况下，与所述相一起，可以或者可以不被挤压填充绝缘物和保护层覆盖，以便在全长度都给予元件圆形且均匀的横截面区域(直径)，然后缠绕在新卷轴上。

f.如果电磁能量采集系统的电力电缆包括各个相，则组装到一起的所有相(其中一个或全部相具有内置的电磁能量采集设备)、接地线(608)和接地检查线(607)被螺旋形拧绞并且作为一个单一的组件缠绕在新卷轴上，该新组件进一步被护套(609)覆盖并且由此最终的电磁能量采集系统在单独的卷轴中交付。

20.如权利要求19所述的电磁能量采集系统的制造方法，其特征在于，在步骤e)和f)中，如果电磁能量采集设备的负载是发光元件，则系统中实现的填充物和护套应当是半透明和/或透明的。

21.如权利要求19所述的电磁能量采集系统的制造方法，其特征在于，如果其相关，则步骤d)中电磁能量采集设备的实现是在至少一相中以螺旋形方式执行的。

22.如权利要求21所述的电磁能量采集系统的制造方法，其特征在于，在至少一相中电磁能量采集设备的螺旋形实现必须监测电磁能量采集设备在该相周围产生的匝数，并且这是由电缆规范确定的，即使优选地是沿该相1米周围产生的匝数。

23.如权利要求20所述的电磁能量采集系统的制造方法，其特征在于，它能够在与目前制造电缆工业中所使用的相同过程中实现。

24.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的维修方法，其特征在于，如果是已经具有内置电磁能量采集设备和还不具有内置电磁能量采集设备的电力电缆的电磁能量采集系统，则这个过程具有以下阶段：

a.受损的电磁能量采集系统必须从运行中除去并且最终被处于最佳运行条件的系统代替；

b.必须识别从运行中除去并且预期要被维修的电磁能量采集系统的受损区段；

c.接下来，电磁能量采集系统必须被切割并且其受损区段被消除；

d.然后，电磁能量采集系统的每一层都必须被除去，这以除去电磁能量采集系统末端的每一层开始，使得被除去的最外面的层更长并且因此每一层将利用适当的绝缘材料和带子被进一步重建；

e.要被维修的电磁能量采集系统能够被认为分成三个区：对应于保留在电磁能量采集系统中处于良好条件的区段的两个区、以及要被维修的一个区：用于前两个区的电磁能量采集设备也处于良好条件，并且，由于电流再次流经内置电磁能量采集设备处于其中的相，电磁能量采集设备将在每个区段中独立地工作；

f.因此，维修区中的电磁能量采集设备实现是可选的，并且，如果它不被包括，则电磁能量采集系统的功能将不受影响，因为系统基于模块操作；

g.另一方面，如果维修区要被修改，则每一层的去除将允许找出内置的电磁能量采集设备并除去它，如果新的电磁能量采集设备被组装，则它将独立于在系统其它区段中实现的那些设备而独立地运行；

h.如果电磁能量采集设备的实现要被执行，则电缆的每一层必须利用特殊的材料和带子被重建，从更靠近导体的层开始，这些层是：内半导电层(603)、电绝缘层(604)和外半导电层(605)；

i.一旦最里面的层已经重建，电磁能量采集设备就应当通过在设备预期要在其中实现的每一相周围螺旋形地缠绕铁丝来实现；及

j.下一步是要在电缆内部的电磁能量采集系统中结合外部护套。

25.一种如权利要求11所述的电磁能量采集设备的制造方法，特征在于，所述方法包括以下阶段：

a.可用的含铁磁芯能够如用于从设备提取预期能量所需的那么长；

b.线圈是通过缠绕某些磁芯区段而引入的，并且其数目将取决于要求利用设备提取的能量的量，线圈可以缠绕在磁芯周围或者可以之前在工厂中组装，就像将在磁芯周围实现的小弹簧；

c.将消耗由设备提取的能量的负载被并联到线圈(负载也可以是蓄电器或存储电池)；及

d.设备组装之后，能够被聚合物材料覆盖。

26.一种用于如权利要求24所述的电磁能量采集系统的维修工具包，其特征在于，所述工具包具有电磁能量采集设备的一区段，优选地是1米长，以及用于密封之前为代替受损区段而准备的电磁采集系统的特殊带子。

27.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统能够在不利的天气条件下使用，因为它包括在电缆直径中以及因此其具有较小的暴露表面积，所以不可能受环境条件的影响。

28.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统用在系统位置的定位中。

29.如权利要求28所述的用于电磁能量采集的系统的用途，其特征在于，所述系统用在海底电缆、高压线、架空线等的定位中。

30.一种如权利要求1所述的用于电磁能量采集的系统的用途，其特征在于，该系统用在系统的照明和识别中。

31.如权利要求30所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，所述系统用在地下隧道的照明和识别、城乡照明、电缆或具体相的识别、电流存在的识别等中。

32.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统用在系统变量监测中。

33.如权利要求32所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统用在传输网络和变电站中的操作变量、电气参数变量、物理变量，环境变量等的监测中。

34.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，其被系统用来发射声音。

35.如权利要求34所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统被用来发射声音，以击退鸟类、啮齿类动物或昆虫等。

36.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统被用作存储电池(蓄电器)。

37.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统被用作电磁场捕捉器。

38.如权利要求34所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统被用作在电力电缆中生成的电磁场的捕捉器，因为所生成的整个磁场通过负载被消耗。

39.一种如权利要求1所述的电磁能量采集系统的用途，其特征在于，该系统通过使用由流经电力电缆的电流生成的电磁能量从电力电缆提取电能。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

        

    

                                   

                                     

对权利要求的修改是为了更清楚地限定本发明的技术问题。为此，“电磁”一词被加入到权利要求的前序以及特征部分。此外，对主要特征进行了限制，即，“(所述电磁能量采集设备没有到主导体–电缆的相–的直接电接触)”，以便清楚地限定与现有技术之间的区别。这些词语和语句在说明书以下部分中有明确支持：说明书第4页第15行记载了“(不进行电接触)”，第6页第7行记载了“而不干预导体本身”，第14页第20－21行记载了“由于被磁芯捕捉的变化的磁场，在这些线圈的末端中感应出电压”，第20页第13－14行记载了“它只由在电力电缆每一相之外可用的磁能量馈电，具有在一相或多相中实现的可能性”，以及图1和18，在其中及其相关描述中示出了与电力电缆的主导体(相)的任何类型的直接电连接。

词语“可能”从权利要求28－38中删除，“可以”从权利要求8中删除，“可选地”从权利要求3、5和7中删除。

这些修改对于主语句的影响在识别正确的技术问题方面是极为重要的。这些澄清是鉴于国际审查中对现有技术的分析而作出的，这些现有技术包括对于从其采集能量的电缆的改进，与电缆的主导体进行直接接触等。

尽管如此，本发明与需要与电缆的主导体直接接触的其它装置毫无关系。相反，本发明使用具有漆包铜线圈的含铁磁芯来采集电磁能。所有这些沿电缆的一个或多个相螺旋形放置。含铁磁芯可以是连续的或不连续的，包括一个或多个线圈。

关于本发明不需要与电缆的主导体进行直接电接触的确认出现在当在绝缘电缆中实现本装置时，不需要为了该功能而穿过、破坏或消除主导体的绝缘。这可以在图12/18，13/18，14/18，17/18和18/18中看出，其中，含铁磁芯、线圈和负载(LED)螺旋地放置在导体的绝缘层上，而没有与主导体的电接触。

所表明的特征构成了本专利申请相对于已知技术的创造性。