TW202032581A - 電線及其披覆材 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電線及其披覆材，主要是在絕緣基材中混合加入粉末狀的紅外線放射材，藉由紅外線放射材放射的紅外線照射電線中的電線芯，可在電線芯的材料引發電子能階躍遷，降低阻抗，從而降低電力傳輸系統的功率耗損，達成節能、安全以及延緩設備老化的效果。

Description

電線及其披覆材

本創作是一種電線以及披覆於電線表面的電線披覆材。

在現有的電力系統中，電能的傳輸需要仰賴大型的電線以高電壓進行傳遞，以減少電能傳遞的耗損，但在用戶端的低壓配電網中，就難以避免電線容量所造成的電能損耗。

此外，由於電力電子設備的普及，整體電網中的非線性負載的數量與比例不斷上升，整流器、調變器與重負載的啟動開關都會在電網中產生高頻雜訊與突波，使電網中的諧波污染日趨嚴重，而諧波污染的出現與惡化將會導致電網中的輸電損耗增加，引發用電設備與線路的過載，造成線路發熱，對於正常使用的用電設備，也會加速其中電線及電子元件的老化，還可能會使裝置發生噪音、震動，或是在電子裝置中引發雜訊與噪音，不僅危害電力用戶的正常使用，還會因加速各個元件的老化而引起安全問題。

針對電網中的諧波問題，目前已經有被動濾波器、不斷電系統與功率因數校正器可供一般用戶選用，能夠保護電器或電力用戶，降低諧波造成的危害，然而，電網中的輸電損耗以及發熱、線路老化等問題仍有待解決。

有鑑於此，本發明的其中一項目的即在於提供一種電線，能夠降低諧波在電線或電網中造成的危害，減輕電線發熱、老化等問題。

為了降低諧波在電網中引起的功率損耗、發熱與線路老化等問題，最直觀的解決方式就是降低電線中的電阻，然而，若將現有的電線汰換為芯材具有更高導電率的電線，例如將鋁製電線汰換為銅製電線，或將銅製電線汰換為銀製電線，將會產生極高的汰換成本，在現實商業應用中將難以推行。

另一方面，晚近對於紅外線的研究發現，波長2.5至1000微米，尤其是2.5至30微米的遠紅外線於照射載有電流的導體時，會將能量傳遞給予導體，於導體發生共振與吸收，使導體分子活躍化，導體分子中的電子會躍遷至較高能階，甚或使電子依自旋方向排列，當導體中發生電流時有助於在周圍空間中協助建構旋轉電磁波，由能帶理論與量子自旋霍爾效應理論而言，能夠降低導體的阻抗，相關技術已經記載於CN 104106197號專利以及KR 10-0419312號專利中。

由此，本發明提供一種電線披覆材，包括絕緣基材與紅外線放射材，該紅外線放射材以粉末形式混合分佈於該絕緣基材中。

其中，該絕緣基材可以是塑膠材質或橡膠材質，該紅外線放射材可以是電氣石粉末或陶瓷改質電氣石粉末，該紅外線放射材所佔的重量百分比可介於0.05%至8%之間，該紅外線放射材的平均粒徑於實作中可能小於0.3微米。

本發明還提供一種電線，包括電線芯與絕緣護套，絕緣護套包覆於電線芯，且絕緣護套是以上述的電線披覆材製成。

在上述的電線中，電線芯可以是單股或多股金屬線。

藉此，本發明所提供的電線披覆材與電線可應用於電網或電氣設備中，當電力傳輸中發生諧波時，由於高頻電波引發電荷震盪或溫度變化，紅外線放射材會發出紅外線，照射於電線芯的導體材料，降低導體的阻抗，從而減少諧波引起的高溫及功率損耗，維持能量的傳遞效率，同時避免電線老化。

請參考第1圖，本實施例揭露一種電線，可用於傳輸電力，或者也可以進一步加以捲繞製成線組，能夠應用於變壓器或馬達中。本實施例中的電線包括電線芯10與絕緣護套20。

電線芯10是能夠導電的芯材，例如是銅線或其他金屬線，電線芯10在第1圖所示的本實施例中為單股金屬線，惟如第2圖與第3圖所示，改以多股線材螺旋捲繞絞成電線芯者，亦無不可。此外，若以單股或多股預先已經包覆絕緣材料的金屬線做為本創作中的電線芯使用，亦屬可行，較佳者，預先包覆的絕緣材料為紅外線可穿透之材料，例如透明的塑膠或紅外線穿透塑膠。

絕緣護套20包覆於電線芯10，避免電線芯10裸露於外，具體而言，絕緣護套20可以採用擠出包覆方式包覆電線芯10，從而形成如第1圖所示之結構，或者也可以採用預先製做的帶狀結構，利用捲繞包覆或縱向包覆方式包覆電線芯10，而形成如第2圖或第3圖所示之結構，均屬可行的具體做法。絕緣護套20是以預先製備的電線披覆材製成，電線披覆材則包含絕緣基材與紅外線放射材。

絕緣基材較佳者為塑膠材質或橡膠材質，具有良好的絕緣特性，具體而言，可以採用PP、PE、PU、PVC、TPR或其他具有類似性質的塑膠或橡膠，其中為了提高電線或絕緣護套20的絕緣性、耐用性與耐燃性等性質，可以在採用的塑膠或橡膠中添加雲母粉末、紫外線吸收劑與其他耐燃性或阻燃性礦物質粉末或其他具有類似性質之物質，亦可添加色粉以調製絕緣護套的顏色，絕緣基材中具體採用的材料及可用的添加物，可參考例如TW I322176號專利中所述的防火組成物。

紅外線放射材具有能夠向外釋放出紅外線的能力，所述的紅外線為波長2.5至1000微米的電磁波，尤其是2.5至30微米的電磁波，紅外線放射材具體而言可以採用CN 104106197號專利中所述的高分子黏土奈米複合體，或較佳者可以採用電氣石，即環狀矽酸鹽礦物。

紅外線放射材是以粉末形式混合分佈於絕緣基材中，混合後的電線披覆材中可含有重量百分比0.05%至8%之間的紅外線放射材，較佳者，紅外線放射材可採用小於0.3微米的粉末顆粒平均粒徑，較小的粉末粒徑能夠使紅外線放射材在相同重量下具有較大的表面積，從而充分發揮放射紅外線的能力。紅外線放射材混合於絕緣基材中時是以粉末形式混入，為避免粉末狀的紅外線放射材在混入絕緣基材的過程中結塊或不能均勻分散，可以先將紅外線放射材研磨至50至150奈米，再進一步預先以陶瓷材料進行改質，最終獲得粒徑小於0.3微米的粉末，以利於將紅外線放射材均勻分布在絕緣基材中。

紅外線放射材的粉末粒徑較佳者是小於0.3微米，能夠便於適用於各式塑膠射出或塑膠擠出機使用，然而，在搭配適當加工方式的情形下，於紅外線放射材粉末改採大於0.3微米的粒徑者，亦無不可。

藉此，由於上述電線中的電線芯周圍受到電線披覆材包覆，電線披覆材中的紅外線放射材會圍繞分佈於電線芯周圍，當電線因載流電流有功率耗損而發熱，甚至因諧波汙染而發生震盪時，將會引發例如電氣石粉末之紅外線放射材放射出紅外線，藉由紅外線照射電線芯而使導體的阻抗下降，降低諧波汙染所額外引發的功率耗損。

其次，當紅外線放射材採用電氣石時，由於電氣石具有自發性極化特性，將會在電線芯周圍產生微弱電場，可降低電線整體的電感阻抗，提高電流波動的反應速度，使載流電流受到的阻抗降低，進而能夠減少電線中的功率損耗。

利用上述的電線披覆材與電線，使用者可以將電線直接使用於電網的導電線路中，或者也可以使用於變壓器或馬達的繞組中，可降低電線的功率損耗，獲得節能的使用效果，同時還降低電線的發熱量，減緩電線與相關裝置的老化，提高電線及電器用品的使用壽命。

上述電線披覆材及電線除了可以應用於商用電網的輸配線網中，也可以應用於具有獨立電力系統的設備中，例如汽車、電動車，同樣可降低車輛中的電力系統的功率損耗，提高設備的能量效率，具有節能的使用效果。

總結以上說明，本發明所提供的電線與絕緣護套能夠降低電網或電力系統中的功率損耗，獲致節能的使用效果，而功率損耗降低後，電力系統自身的發熱量也能降低，可提高電線與相關設備的使用壽命，同時減少因電力系統過熱而引發的異常問題，兼具節能環保、延長電器裝置使用壽命以及提高安全性等特點，對節能及電力相關業者與消費者均有助益，惟上述說明僅在於舉具體實例以闡述本發明的技術內容，本發明的申請專利範圍應以後述的申請專利範圍為準。

10:電線芯 20:絕緣護套

第1圖為本發明第一實施例之立體圖。 第2圖為本發明另一實施例之立體圖。 第3圖為本發明又一實施例之立體圖。

10:電線芯

20:絕緣護套

Claims (10)

1. 一種電線披覆材，包含絕緣基材與紅外線放射材，該紅外線放射材以粉末形式混合分佈於該絕緣基材中。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電線披覆材，其中該紅外線放射材所佔的重量百分比介於0.05%至8%之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電線披覆材，其中該紅外線放射材的平均粒徑小於0.3微米。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電線披覆材，其中該絕緣基材為塑膠材質或橡膠材質。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電線披覆材，其中該紅外線放射材為電氣石粉末或陶瓷改質電氣石粉末。
6. 如申請專利範圍第2項所述的電線披覆材，其中該紅外線放射材為電氣石粉末或陶瓷改質電氣石粉末。
7. 如申請專利範圍第3項所述的電線披覆材，其中該紅外線放射材為電氣石粉末或陶瓷改質電氣石粉末。
8. 如申請專利範圍第4項所述的電線披覆材，其中該紅外線放射材為電氣石粉末或陶瓷改質電氣石粉末。
9. 一種電線，包含： 一電線芯； 一絕緣護套，包覆於該電線芯，該絕緣護套是以如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的電線披覆材製成。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電線，其中該電線芯為單股或多股金屬線。

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