JP2017525119A

JP2017525119A - 電気ケーブル

Info

Publication number: JP2017525119A
Application number: JP2017508096A
Authority: JP
Inventors: スチューダー，クリストフ
Original assignee: スチューダー，クリストフ
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-08-31
Also published as: EP3180794A1; WO2016023872A1; US20170229215A1; CN107148656A; EP3180794B1; CN107148656B; CH709972A2; US10049790B2; CH709972B1

Abstract

本発明は航空機などの装置へ、好ましくは４００Ｈｚより少なくとも部分的に高い周波数を有する交流を供給するための電気ケーブルに関する。ケーブルは、中心の中性及び／又は帰路導体（１）と、その周りに同心円状に分布されるように配置される少なくとも６本の相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）を備え、各相は２つの対称的に配置される相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）に配分される。中性及び／又は帰路導体（１）は、好ましくは６本の個々に絶縁されたコンパクトな中性線（１６）により、非常に小型でかつ低誘導性に形成され、その全断面は個々の単線中性線の断面に概ね対応する。このようにして、６重の冗長性を持って誘導性電圧降下により電気特性を損なうことなく中性線障害の危険を減少させる。【選択図】図１

Description

本発明は、中心の中性及び／又は帰路導体と、その周りに同心円状に分布されるように配置される少なくとも６本の相導体からなり、航空機、エンジンなどへ、好ましくは４００Ｈｚより少なくとも部分的に高い周波数の電気を供給するための電気ケーブルに関する。

このような電気ケーブルは、航空機内及び地中において高周波の大電力の搬送に利用される。全体的に対称的構造と、２つの導体上に分配される相構成により、それらは、また最小化された表皮効果をもつ対称的で、かつ最適に低減された誘導電圧降下を有するために、より長い距離に特に利用される。特に航空機においては、高周波電流の電気供給は、結果としてより軽量な発電機、エンジンなど、特に誘導的に作用する要素および装置が航空機内で利用することができる利点を提供することでよく知られる。

このタイプの従来からの既知の電気ケーブルでは、中性及び／又は帰路導体は一系統、単線又は柔軟性のある中性線の形で作られ、ケーブルの対称的構造は、中性線がケーブルの中心に配置されることを意味する。これらの既知の電気ケーブルは、もしそれらが固定して配置されるならば完全に要求を満足させる。

ケーブルを航空機用の電気供給ケーブルとして使用する場合のように、ケーブルを柔軟なサービスケーブルとして利用する場合、使用しない時には、それらはリール又はドック上に巻き上げられ、それらは航空機により巻き戻され、次にアスファルト面などの上に引き出される。この場合、次に、供給ケーブルは繰り返される巻き上げ及び巻き戻しによる曲げ応力に繰り返し曝されるので、捩れによる強い機械的負荷に曝されるケーブルの中央部に、作動する単線が存在する。

この結果、強い曲げ応力によりケーブルの中性及び／又は帰路導体が損傷する危険が生じ、ケーブルは使用不能になる。これまでの試みでは、中心の中性線における機械的に強化されたコアによりこの欠点を補うことが行われてきた。しかし、このタイプの構造では、依然としてケーブルの負荷と寿命によっては、ケーブルの破損につながりうる。その場合、破損は未強化の中心導体をもつ類似の電気ケーブルに比べて、後の時点で起こる。

汎用ケーブルでは、中性導体は一般に相導体（各２相を有する）の断面の半分の面積しか有していない。特に、航空機上の電源に接続された単相の非対称機器は、中性導体内に発生する高調波を増加させるので、表皮効果、及び従って負荷は不都合なことに中性導体内で増加する。

本発明の根底にある目的は、最初に特定した捩れに対して最適な柔軟性及び抵抗性を有し、しかも中心の中性及び／又は帰路導体の損傷の危険がなく、最適な電気特性を保証するタイプの電気ケーブルを考案することである。さらに、中性又は帰路導体における不利な表皮効果を、中性導体の直径を同じに保持しながら低減させることである。

本発明によると、この目的は、中性及び／又は戻り導体を複数の個々に絶縁された中性線により構成し、その全断面を個々の単線中心導体の断面に概ね対応させることにより達成される。

この構造により、ケーブル中心の構造は、１つの挿入可能な非導電性中心要素のみにより生成され、それによりケーブル中心は全ての中性導体とともに従来の構造より厚くならずに、より良好な機械的特性を生成させる。この結果、層のストランドの幾何学的寸法を満たすために、相の絶縁を不必要に厚くする必要はなくなる。

本発明によるケーブル構造により、中心の中性導体の多系統構造にも関わらず、僅かな誘導性カバーを保持し、即ち、コンパクトな導体構造を保証することが可能となる。特に、４００Ｈｚの３相交流においては、誘導性の増加は、５０Ｈｚ電流の場合の８倍高い誘導電圧降下をもたらすことから、これは非常に重要なことである。静電変換器、又は電子機器により生じる大部分の高調波に関して、この点での重要性が一段と高まる。

同時に、１系統だけの単線中性線を有する従来構造と異なり、この新しいケーブル構造では、複数系統の中性線の６本の単一導体が全て同時に破損することは事実上考えられないため、中心の中性及び／又は帰路導体の冗長性が増加する。この結果、電気ケーブルの中心には、最早作動する導体が存在しないため、中性線破損の危険は従って非常に減少し、多くの冗長性が有効になる。

本発明のさらなる有利な実施例は、他の従属請求項において特徴づけられる。

以下に本発明を図面を参照して典型的な実施例により、より詳細に記述する。

本発明による電気ケーブルの断面図である。

図１に示す電気ケーブルは、中性及び／又は帰路導体１及び６本の相導体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂのような導体の中心組み合わせを有し、相導体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは、中性及び／又は帰路導体の周りに同心円状に均等に分布し、各相は２本の対称的に向き合う相導体２ａ、２ｂ、又は相導体３ａ、３ｂ、又は相導体４ａ、４ｂに配分される。

６本の相導体２ａ〜４ｂは、例えば３５ｍｍ²の断面を有し、銅製の裸細線ストランド５から製造される。これらの銅製ストランド５は、ＩＥＣ６０２２８標準による少なくとも５級で設計され、各相導体は、好ましくは交差接続の樹脂絶縁、例えばＥＰＲから構成される絶縁材６を備える。

さらに、電気ケーブルは、摩耗表示器として橙色のポリウレタンでできた内側被覆１３、及びその間に強化繊維１５を備える、黄色のポリウレタンでできた外側被覆１４を備える。他の色も使用できることは言うまでもない。

本発明によると、電気ケーブルは、個々に絶縁材１９を有する６本の個々に絶縁された中性線１６からなり、中性線１６、及び相導体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは各々が複数の導線により形成される。

有利には、中性線１６は、各々が６ｍｍ²の断面、即ち、合計３６ｍｍ²の断面を有するＳＣＲ（特殊円形導体）コア、又はＵｎｉｌａｙストランドで作られ、この値は、従来の非分散型中性線の断面に対応する。

既知の単線中性線では、複数のストランドは一般に中心の周りにケーブルのように巻かれ、ストランドはＥＰＲから作られる絶縁材（９）を備える、交差接続で裸細線の銅製ストランド８から製造される。

分布される中性及び／又は帰路導体１の個々の中性線１６は、樹脂材料でできた中心要素１７の周りに配置され、絶縁材でできた薄いケーシング１８、又はそれらを包むバンドを有する。中性線１６は銅製の細線ストランドから製造され、好ましくは交差接続樹脂、例えばポリオレフィン重合体からできた薄壁の電子ビーム交差接続絶縁材１９で個々に絶縁される。

中心の中性及び／又は帰路導体１の本発明による構造により、従来技術に比べて、中心導体の破損の危険は、ケーブルの全断面を変更せず、かつその優れた電気特性にマイナスの影響を与えることなく、大いに減少させることができる。実際には６本全ての中性線１６が同時に破損することはあり得ないため、本発明により分布された中性線には多くの冗長性が生み出され、特にケーブルの幾何学的中心に作動する導体がないので、中性線破損の危険性の顕著な低減を伴う。

本発明のフレームワーク内で、電気ケーブルは、隣接する相導体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの間の外側周辺の周りに均等に付加的に分布する外側の細いケーブル１０を備え、それぞれ４ｘ１ｍｍ²の断面を備える４本の導体１１を有し、好ましくは代わって交差接続樹脂の絶縁材でできた絶縁材１２を備える、銅製の細線ストランドとして備えられる。

有利には、絶縁された中性線１６のストランド方向は、相導体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂのそれと同じ方向になるように選択される。撚り長さは、捩りにより内部に設置される中性線の長さ変化が、外側の相導体の長さ変化に概ね同じになるように、互いに関係して決定される。

別の方法として、追加の中性線は、ケーブルの外側の細いケーブルに収容することが可能であり、これにより中性及び／又は帰路導体の全断面のさらなる増加が、例えば全相断面にわたって可能となる。

Claims

中心の中性及び／又は帰路導体（１）及び前記中性及び／又は帰路導体（１）の周りに同心円状に分布されるように配置される、少なくとも複数の相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）からなる、４００Ｈｚより少なくとも部分的に高い周波数の電気を航空機、エンジンに供給するための電気ケーブルであって、
前記中心の中性及び／又は帰路導体（１）は、各々が個々に絶縁材（１９）を有する複数の中性線（１６）から構成され、前記中性線（１６）及び前記相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）は、各々が複数の導線から形成されることを特徴とする電気ケーブル。
複数の、好ましくは６本の中性線（１６）は、非導電性中心要素（１７）の周りに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の電気ケーブル。
前記中性線（１６）は、各々が銅構造の細線が高度に充填された１本以上のストランドから製造されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気ケーブル。
各前記中性線（１６）は、ＳＣＲストランド又はＵｎｉｌａｙストランドから製造されることを特徴とする、請求項３に記載の電気ケーブル。
前記中性線（１６）は、０．０５〜０．７５ｍｍの半径を有する撚線から作られることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気ケーブル。
前記各中性線（１６）は、各々が複数の導線、例えば６ｍｍ²の断面を有する７００〜８００本の導線を備える、幾何学構造を有しない束状ストランドから作られ、それらは絶縁材１９としてフィルムにより囲まれることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気ケーブル。
前記各中性線（１６）は、各々が樹脂でできた、０．１〜１ｍｍの壁厚を有する、極薄でかつ交差結合された絶縁材（１９）を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気ケーブル。
各々が複数の導体（１１）を備える少なくとも１つの外側の細径ケーブル（１０）は、各々が隣接する前記相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）との間で外側に配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気ケーブル。
各々が絶縁材（１２）を備える好ましくは４本の導体（１１）は、それぞれ測定、制御及び／又は調節目的のために使用されることを特徴とする、請求項８に記載の電気ケーブル。
各々が２本の対称的に向き合う前記相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）上に分布される前記相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）、及び前記導体（１１）は、前記導体（１１）を囲む着色樹脂でできた内側被覆（１３）、及び異なる色の樹脂でできた前記導体（１１）を取り囲む外側被覆（１４）により囲まれることを特徴とする、請求項８または９に記載の電気ケーブル。
前記中性線（１６）のストランド方向は、前記相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）のストランド方向と同じ方向に走ることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気ケーブル。
撚り長さは、捩りにより内部に設置される前記中性線（１６）の長さ変化が、前記相導体（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）の長さ変化に概ね同じになるように、互いに関係させて決定されることを特徴とする、請求項１１に記載の電気ケーブル。