CN100508321C - 电缆均流无压调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供电或配电电路的调节装置，特别是一种电缆均流无压调节装置，其是通过在同相并联电缆上安装一个均流调节装置，该均流装置为一具有相当导磁率的磁体，高压电缆中的某段在该磁体的包围下，其电感抗会大大增加，这样可通过调整磁体气隙来控制电感抗的大小，从而调节电缆的电流，达到电缆均流的目的，本发明的优点在于：由于磁体本身不带电，体积小，故操作简单、方便，不需占用送、受端场地进行布置，也不会增加回路负载损耗。

Description

电缆均流无压调节装置

技术领域

本发明涉及一种供电或配电电路的调节装置，特别是一种电缆均流无压调节装置。

背景技术

随着城区用电负荷密度不断增大，利用高压电缆传输电能越来越普遍，同时由一个电源点通过多个三相回路或采用两根及以上的单芯电缆并联组成的三相回路向同一城区的变电所送电的情况也越来越多，这时，会出现同相的各单芯电缆的输送电流不均衡，不均衡的原因是电缆互感抗不一致及敷设路径不尽相同，不均衡度可达20％～30％，这对送受电方都很不利。目前要解决该技术问题一般采用两种方法：1、采用加大电缆截面以避免过载，这是普遍采用的方法，但加大电缆截面积将使投资大大增加，电能损失也比同截面均流输出电能损失大。2、在回路上串入电抗器，但却带来更多问题：首先，所串入的电抗器体积大，因此要增加所串入的电抗器的布置位置，尤其在送受两端均为电缆引接的场所，设备布置紧凑，要增加布置位置就更为困难了；其次，由于增加了串接元件会使供电的可靠性降低；再者，由于电抗器需要使用供电使用的电能，导致增加回路的电能损耗；还有，电抗值不易调节，在带电情况下调节难度就更大了，需要增加复杂的辅助设备。

发明构成

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种不带电的、不占用送、受端场地进行布置的、不增加回路负载损耗的电缆均流无压调节装置。

本发明是通过以下途径来实现的：

电缆均流无压调节装置，其结构要点在于，包括有圆柱形磁体和紧固件，磁体截面为圆环形状，由复数个扇环形磁体块组合拼装而成，并均匀包围在高压传输电缆需求段的外围，该复数个磁体块相邻间留有一个或复数个气隙，没有留气隙的相邻两磁体块上安装有紧固件，留有气隙的两相邻磁体块上安装有一调节装置，该调节装置包括两固定件以及一调控器，两固定件分别安装在留有气隙的两相邻磁体块上，调控器与两固定件活动连接，可以调节两固定件间的距离。

本发明的原理如下：通电流的导体(如本文中的高压传输电缆)在其周围存在磁场，在距离导体某一距离(为描述方便，用r表示该距离，下面所述的各字母也是为描述方便，各代表不同的参数)处的磁场强度H与电流I成正比，与r成反比，公式如下：

$H=\frac{2I}{r}\×{10}^{-1},$ 式子中的单位分别是：I-安培，r-厘米，H-奥斯特；

这磁场在非导磁的介质中(导磁率μ＝1)，每米直长导线的磁通量为：

$\mathrm{\Φ}=L_{0}I=(0.5{\mathrm{\μ}}_0+2\ln \frac{2h}{r_0})\×I\×{10}^{-7}$ (韦)

上式中：μ₀-导体的导磁率，h-导体的镜像深度(单位：m)，r₀-导体的半径(单位：m)。此时导体的电感为：

$L_0=(0.5{\mathrm{\μ}}_0+2\ln \frac{2h}{r_0})\×{10}^{-7}$ (亨/米)

以上是导体在非导磁的介质中的电感情况，当导体处于导磁介质中(μ>>1)，链绕每米直长导线的磁通量为：

$\mathrm{\Φ}\′=(0.5{\mathrm{\μ}}_0+2\mathrm{\μ}\ln \frac{2h\′}{r_0})\×I\×{10}^{-7}$ (韦)

当仅在部分导体长度上包覆导磁率是μ、内径为R_n、外径为R_y、气隙长度为l₀的圆柱型的导磁体时，该导体在这一段被包覆的范围内的电感为：

$L=\{0.5{\mathrm{\μ}}_0+2\ln \frac{2h}{r_0}+2\mathrm{\μ}\ln [1+\frac{2\mathrm{\π}(R_y-R_n)}{2\mathrm{\π}{R}_n+(\mathrm{\μ}-1)l_0}-2\ln \frac{R_y}{R_n}\}\×{10}^{-7}$ (亨/米)

由此可见，当直长导体的某部分处于具有高导磁率的磁体包围时，该部分的电感将大大增加，并可通过调节磁体的气隙来实现对导体的电感大小的调节。本发明中，当交流回路中的各同相并联电缆出现电流不均衡时，可将本发明所述的调节装置按要求安装在电缆中电流过大的那一电缆上，由于该电缆的电感增大，电流将减小，然后通过调整气隙使同相并联电缆的电流达到均衡。

由于具有高导磁率的磁体是包在电缆外面，其本身并不带电，且L/L₀比值大，只要在电缆敷设路径的适当处包上适当内外径以及长度的圆柱体型磁体，通过调节气隙便可方便地调节并联电缆中感抗较小的电缆的感抗，以达到均流的目的。因为磁体本身不带电，体积小，故操作简单、方便，不需占用送、受端场地进行布置，也不会增加回路负载损耗。

本发明可以进一步具体为：

磁体由三个扇环形磁体块组合拼装而成一环状结构，并包围在高压传输电缆的外层上。

这是磁体的一种可选择结构，三个扇环形磁体块可以是完全相同的，为同一圆环等分的三个扇环结构；也可以是不同的，为同一圆环按设计要求分成大小不同的扇环结构。由此磁体的气隙也可进一步有如下选择：

磁体具有三个气隙，即：每相邻两个扇环形磁体块间均留有气隙，并安装有可调节或不可调节的调控器；

磁体具有两个气隙，即：其中有一相邻的扇环形磁体块间为紧密拼接，没有留气隙，并安装有紧固件进行固定，另外两相邻的扇环形磁体块间留有气隙；

磁体只有一个气隙，即：三个扇环形磁体块间只留有一个气隙，另外两相邻的扇环形磁体块间为紧密拼接。

磁体的结构还可以是：

磁体由两个扇环形磁体块组成，可以是两个相同的半圆环形的磁体块，也可以是大小不同的两扇环形磁体块。

此时，该两扇环形磁体块可以留有两个气隙，也可以只留一个气隙用于调节磁体磁场。

除了上述的磁体结构外，磁体还可以由四个或者五个、或者更多的磁体块组成，可以根据具体的设计情况而定。

本发明还可以进一步具体为：

扇形磁体块的外围包覆有一层外壳，紧固件和调节装置通过安装在该外壳上实现与磁体块连接。

磁体块的外层所包覆的外壳是作为保护磁体块的一种装置。同时该外壳还可以作为一种磁体块连接的介质，以防止磁体块在对外连接(如连接紧固件和调节装置)时产生损坏。

磁体的材料可以为一种硅钢片，也可以为一种铁氧体。

磁体最好由高导磁率、高饱和磁通密度的材料制成，以更便于对高压电缆进行均流调节。除了以上所列举的两种以外，还可以由其他相同特性的磁体材料构成。

磁体块为片状材料沿内径向外径方向叠压而成。

可以由片状材料卷制成有一定内径及外径和长度的圆柱形体后，将其按需要裁分成截面为半环形的两磁体块。

磁体块为片状结构的材料沿磁体轴向长度方向叠压而成。

磁体沿长度方向分为复数段磁体块，各段紧密连接。

根据要求所设计的磁体长度如果过长，则在安装上就会带来一系列问题，如果将磁体沿长度方向进行分割成若干段，则可解决这些问题。

本发明还可以进一步具体为：

还包括有一电流监控装置，其安装在高压传输电缆上。

在安装有电缆均流无压调节装置的附近安装一电流监控装置，这样可监视电流的大小，方便对磁体进行调节，以控制各同相并联电缆的电流，使之达到均流。该电流监控装置可以是一种电流表计，也可以是一种可显示电流大小的显示屏。

综上所述，本发明是通过在同相并联电缆上安装一个均流调节装置，该均流装置为一具有相当导磁率的磁体，高压电缆中的某段在该磁体的包围下，其电感抗会大大增加，这样可通过调整磁体气隙来控制电感抗的大小，从而调节电缆的电流，达到电缆均流的目的，本发明的优点在于：由于磁体本身不带电，体积小，故操作简单、方便，不需占用送、受端场地进行布置，也不会增加回路负载损耗。

附图说明

图1所示为本发明所述电缆均流无压调节装置实施例1的结构示意图；

图2所示为本发明所述电缆均流无压调节装置实施例2的结构示意图。

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施例

实施例1：

电缆均流无压调节装置，包括有磁体和紧固件，磁体为环状，由三个扇环形磁块101、102、103组合拼装成一圆环体结构，高压传输电缆4位于该圆环体结构的中心，环形磁体包围在高压传输电缆4的外围，而每个扇环形磁块的外层包覆有一外壳5，扇环形磁块101和102之间紧密触接，二者的外壳之间安装有紧固件2，紧固件2为一种螺纹紧固件；而扇环形磁块101和102分别与103磁块间留有气隙，留有气隙的两相邻磁体块的外壳上安装有一调节装置3，该调节装置3包括两固定件31以及一调控器32，两固定件31分别安装在留有气隙的两相邻磁体块的外壳上，调控器32与两固定件31活动连接，例如螺纹连接，或者卡扣连接，通过螺纹旋转或者卡扣调节可以调节两固定件31间的距离，从而调节气隙A的大小。安装磁体的附近，在电缆上安装有一电流监控装置，为一种液晶显示器，可显示当前电缆上的电流的大小。

磁体中的气隙变化导致包围有磁体的该段的导电体电感的变化，其感抗也相应变化，在并列的多根电缆(导电体)中，通过调节感抗小(即电流较大)的电缆的磁体的气隙，以使它们的感抗相一致，便可使各并列电缆的电流达到均衡。

本实施例未述部分与现有技术相同。

实施例2：

电缆均流无压调节装置，包括有磁体和紧固件，磁体为环状，由两个半圆环形磁块101、102组合拼装成一圆环体结构，高压传输电缆4位于该圆环体结构的中心，环形磁体包围在高压传输电缆4的外围，扇环形磁块的外层包覆有一外壳5，半圆环形磁块101和102的一端紧密触接，并通过紧固件2进行紧固连接；另一端则留有气隙A，其上安装有一调节装置3，该调节装置3包括两固定件31以及一调控器32，两固定件31分别安装在留有气隙一端的两磁体块上，调控器32与两固定件31活动连接，可以调节两固定件31间的距离。

本实施例未述部分与实施例1相同。

Claims (8)

1、电缆均流无压调节装置，其特征在于，包括有圆柱形磁体和紧固件，磁体的横截面为圆环形状，圆柱形磁体由复数个扇环形磁体块组合拼装而成，并均匀包围在高压传输电缆需求段的外围，该复数个扇环形磁体块相邻间留有至少一个气隙，没有留气隙的相邻两磁体块上安装有紧固件，留有气隙的相邻两磁体块上安装有一调节装置，该调节装置包括两固定件以及一调控器，两固定件分别固定安装在留有气隙的两相邻磁体块上，调控器与两固定件活动连接，能够调节两固定件间的距离。

2、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，磁体由三个扇环形磁体块组合拼装而成一环状结构，其中有一相邻的扇环形磁体块间为紧密拼接，没有留气隙，其他相邻的扇环形磁体块间留有气隙。

3、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，磁体由三个扇环形磁体块组合拼装而成一环状结构，三个扇环形磁体块相邻间只留有一个气隙，其他相邻的扇环形磁体块间为紧密拼接。

4、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，磁体由两个扇环形磁体块组成，两个扇环形磁体块可以是两个相同的，也可以是大小不同的。

5、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，扇形磁体块的外围包覆有一层外壳，紧固件和调节装置通过安装在该外壳上实现与磁体块连接。

6、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，磁体材料为高导磁率、高饱和磁通密度的材料。

7、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，磁体沿长度方向分为复数段磁体块，各段紧密连接。

8、根据权利要求1所述的电缆均流无压调节装置，其特征在于，还包括有一电流监控装置，其安装在高压传输电缆上。

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