CN105679450A - 一种适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，包括从内到外依次呈同心圆分布的中心圆铜线层、第一漆包线隔离层、第一圆铜线层、第二漆包线隔离层、第二圆铜线层、第三漆包线隔离层和第三圆铜线层，通过漆包线和电缆用纤维绝缘纸、阻水带等将大截面电缆导体分割若干块面积相似的同心圆环，减少集肤效应，减少电阻的增加，能大幅度减少大截面交流海底电缆的运行损耗，降低线损，提高输电效率，具有良好的应用前景。

Description

一种适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体
技术领域
本发明涉及一种适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，属于输电线路技术领域。
背景技术
集肤效应亦称趋肤效应，是指当交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大的一种现象。这种现象称“集肤效应”。集肤效应会使导体的有效电阻增加，在低频电流流过细导线时，集肤效应可不加考虑，但是，高频频率越高、导体截面越大集肤效应就越不可忽略。特别是在大截面电缆导体中的集肤效应是造成交流电阻大幅高于直流电阻的主要原因，引起大量的电能量消耗，尤其在海底电缆输电工程中。
目前，海底电缆输电工程是跨海域联网工程建设的重要组成部分，交联聚乙烯绝缘交流海底电缆具有传输容量高、安装方便、无敷设落差限制、运行维护简单等优点，因而，已基本取代第一代充油海底电缆。交流海底电缆因要采取导体阻水措施，在电缆导体截面较大时，无法采取有效措施降低集肤效应，交流电阻最大可达到直流电阻的160%，造成大截面海底电缆的运行损耗较大。
现有的陆地交流电缆导体为了减小集肤效应，如截面高于800mm2时多采取分割导体技术，将导体分成等面积的若干个扇形导体块，每一块之间采用电缆绝缘纸进行绝缘，主要是减少导体外层到中心的距离，实际效果是增加了导体的等效表面积，降低集肤效应有限，但是海底电缆导体对密封性要求高，上述方式不能运用到海底电缆导体中。
发明内容
本发明目的是为了克服现有的为了减小集肤效应采用扇形分割导体截面的方法，效果不佳，且不适用海底电缆导体的问题。本发明适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，通过漆包线隔离层将大截面电缆导体分割若干块面积相似的同心圆环及选用不同规格直径的圆铜线导体可以实现最高可达2500mm2截面的电缆导体的设计，本结构的导体与普通交流电缆导体相比，具有集肤效应小，导体交直流电阻比明显减小的特点，能大幅度减少大截面交流海底电缆的运行损耗，降低线损，提高输电效率，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：包括从内到外依次呈同心圆分布的中心圆铜线层、第一漆包线隔离层、第一圆铜线层、第二漆包线隔离层、第二圆铜线层、第三漆包线层和第三圆铜线层，
所述中心圆铜线层包括二圈圆铜线导体，最内圈的圆铜线导体数量为1根，第二圈的圆铜线导体数量为6根，所述第一漆包线隔离层包括一圈数量为12根的漆包圆绕组线导体，所述第一圆铜线层包括一圈数量为17根的圆铜线导体，所述第二漆包线隔离层为一圈数量为22根的漆包圆绕组线导体，所述第二圆铜线层包括一圈数量为25根的圆铜线导体和2根对称分布的漆包圆绕组线导体，所述第三漆包线隔离层为一圈数量为32根的漆包圆绕组线导体，所述第三圆铜线层为一圈37根圆铜线导体，
所述漆包圆绕组线导体内的铜导体直径与所述圆铜线导体的直径相同。
前述的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：所述圆铜线导体为符合标准GB/T3953-2009标准的TR牌号电工圆铜线。
前述的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：所述中心圆铜线层、第一漆包线隔离层、第一圆铜线层、第二漆包线隔离层、第二圆铜线层、第三漆包线隔离层和第三圆铜线层，相邻的两层之间采用电缆绝缘纸或者聚酰亚胺薄膜实现电隔离。
所述中心圆铜线层、第一漆包线隔离层、第一圆铜线层、第二漆包线隔离层、第二圆铜线层、第三漆包线隔离层和第三圆铜线层均采用导体紧压技术，但紧压系数不同，层与层之间添加阻水粉，以进一步提高该导体的阻水性能。
本发明的有益效果是：本发明适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，通过漆包线和电缆用纤维绝缘纸、阻水带和等将大截面电缆导体分割若干块面积相似的同心圆环及选用不同规格直径的圆铜线导体可以实现最高可达2500mm2截面的电缆导体的设计，本结构的导体与普通交流电缆导体相比，具有集肤效应小，导体交直流电阻比明显减小的特点，减少集肤效应，减少电阻的增加，能大幅度减少大截面交流海底电缆的运行损耗，降低线损，提高输电效率，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体的结构示意图。
附图中的标记含义如下：
1：中心圆铜线层；2：第一漆包线隔离层；3：第一圆铜线层；4：第二漆包线隔离层；5：第二圆铜线层；6：第三漆包线隔离层；7：第三圆铜线层。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，包括从内到外依次呈同心圆分布的中心圆铜线层1、第一漆包线隔离层2、第二圆铜线层3、第二漆包线隔离层4、第二圆铜线层5、第三漆包线层6和第三圆铜线层7，以1800mm2的海底电缆导体为实施例进行具体叙述。
所述中心圆铜线层1包括二圈圆铜线导体，最内圈的圆铜线导体数量为1根，第二圈的圆铜线导体数量为6根，所述第一漆包线隔离层2包括一圈数量为12根的漆包圆绕组线导体，所述第一圆铜线层3包括一圈数量为17根的圆铜线导体，所述第二漆包线隔离层4包括一圈数量为22根的漆包圆绕组线导体，所述第二圆铜线层5包括一圈数量为25根的圆铜线导体和2根对称圆周分布的漆包圆绕组线，所述第三漆包线隔离层6包括一圈数量为32根的漆包圆绕组线导体，所述第三圆铜线层7包括一圈数量为37根的圆铜线导体，所述漆包圆绕组线导体内的铜导体直径与所述圆铜线导体的直径相同。
所述圆铜线导体为电工铜制成，使用寿命长，导电系数高，符合国家标准，可选择符合标准GB/T3953-2009标准的TR牌号的电工圆铜线。
所述中心圆铜线层1、第一漆包线隔离层2、第一圆铜线层3、第二漆包线隔离层4、第二圆铜线层5、第三漆包线隔离层6和第三圆铜线层7，相邻的两层之间的隔离方式除用漆包线、电缆用纤维绝缘纸、阻水带进行隔离之外，同时应包括但不限于和聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜复合木纤维纸PPLP等，实现相邻的两层之间的电隔离。
所述中心圆铜线层1、第一漆包线隔离层2、第一圆铜线层3、第二漆包线隔离层4、第二圆铜线层5、第三漆包线隔离层6和第三圆铜线层7均采用导体紧压技术，但紧压系数不同，层与层之间添加阻水粉，以进一步提高该导体的阻水性能。
本发明通过漆包线或者电缆用纤维绝缘纸、阻水带等将大截面电缆导体分割若干块面积相似的同心圆环，减少集肤效应，减少电阻的增加，能大幅度减少大截面交流海底电缆的运行损耗，降低线损，提高输电效率。
综上所述，本发明适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，通过漆包线和电缆用纤维绝缘纸、阻水带和等将大截面电缆导体分割若干块面积相似的同心圆环及选用不同规格直径的圆铜线导体可以实现最高可达2500mm2截面的电缆导体的设计，本结构的导体与普通交流电缆导体相比，具有集肤效应小，减少电阻的增加，导体交直流电阻比明显减小的特点，能大幅度减少大截面交流海底电缆的运行损耗，降低线损，提高输电效率，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：包括从内到外依次呈同心圆分布的中心圆铜线层（1）、第一漆包线隔离层（2）、第一圆铜线层（3）、第二漆包线隔离层（4）、第二圆铜线层（5）、第三漆包线隔离层（6）和第三圆铜线导体层（7），
所述中心圆铜线层（1）包括二圈圆铜线导体，最内圈的圆铜线导体数量为1根，第二圈的圆铜线导体数量为6根，所述第一漆包线隔离层（2）包括一圈数量为12根的漆包圆绕组线导体，所述第一圆铜线层（3）包括一圈数量为17根的圆铜线导体，所述第二漆包线隔离层（4）包括一圈数量为22根的漆包圆绕组线导体，所述第二圆铜线层（5）包括一圈数量为25根的圆铜线导体和2根对称分布的漆包圆绕组线导体，所述第三漆包线隔离层（6）包括一圈数量为32根的漆包圆绕组线导体，所述第三圆铜线层（7）包括一圈数量为37根的圆铜线导体，
所述漆包圆绕组线导体内的铜导体直径与所述圆铜线导体的直径相同。
2.根据权利要求1所述的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：所述圆铜线导体为符合标准GB/T3953-2009标准的TR牌号电工圆铜线。
3.根据权利要求1所述的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：所述中心圆铜线层（1）、第一漆包线隔离层（2）、第一圆铜线层（3）、第二漆包线隔离层（4）、第二圆铜线层（5）、第三漆包线隔离层（6）和第三圆铜线层（7），相邻的两层之间采用电缆绝缘纸或者聚酰亚胺薄膜实现电隔离。
4.根据权利要求1所述的适用于交流海底电缆的节能降损大截面导体，其特征在于：所述中心圆铜线层（1）、第一漆包线隔离层（2）、第一圆铜线层（3）、第二漆包线隔离层（4）、第二圆铜线层（5）、第三漆包线隔离层（6）和第三圆铜线层（7）均采用导体紧压，层与层之间添加阻水粉。
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