Высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель

Авторы патента:

H01B9/02 - с экранами или токопроводящими слоями, например для предотвращения больших перепадов напряжения

Владельцы патента RU 2790859:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к высоковольтным электрическим передающим кабелям или воздушным кабелям для транспортировки электроэнергии, называемым воздушными линиями электропередачи, и может быть использовано для передачи электрической энергии повышенной частоты. Высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель состоит из четырех проводников для трехфазного тока повышенной частоты. Первый проводник выполнен одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля. Последующие проводники выполнены одножильными или с оплеткой, медными или алюминиевыми проволоками, накладывающимися концентрично на изоляцию предыдущего проводника. Три проводника изолированы фторопластом, а четвертый проводник покрыт внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена. Изобретение позволяет снижать электрическое сопротивление высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля.1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Известен высоковольтный импульсный коаксиальный кабель (патент на изобретение SU №1348914, МПК Н01В 7/02, опубл. 30.10.1987 г.), состоящий из сплошной алюминиевой жилы с пленкой из окиси алюминия, пропитанной костровым маслом, монолитной полиэтиленовой изоляции, экрана из полупроводящего полиэтилена, обратного токопровода и защитной полимерной оболочки.

Недостатками указанного высоковольтного коаксиального кабеля является отсутствие необходимого количества проводников и как следствие невозможность передачи электроэнергии по трехфазной системе электропередачи.

Известен кабель электрический (патент на полезную модель RU №51275, МПК Н01В 7/00, опубл. 27.01.2006 г.), содержащий концентрично расположенные внутренний однопроволочный или многопроволочный алюминиевый проводник с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, наружный проводник, выполненный в виде повива из отдельных алюминиевых проволок, с продольно уложенным стальным несущим тросом, изоляционную защитную оболочку.

Недостатками указанного кабеля электрического является отсутствие необходимого количества проводников и, как следствие, невозможность передачи электроэнергии по трехфазной системе электропередачи.

Наиболее близким по технической сущности с заявленного технического решения является кабель нагревательный коаксиальный трехфазный (патент на изобретение RU №2516219, МПК Н05В 3/56, опубл. 20.05.2014 г.), содержащий три жилы каждая из которых покрыта внешней герметичной термоэлектроизоляционной оболочкой и имеет внутренний и наружный проводники, последовательно соединенные между собой и коаксиально размещенные с кольцевым зазором между ними, заполненным внутренней термоэлектроизоляционной оболочкой, и общую защитную оболочку.

Недостатком этого технического решения является то, что изобретение относится к электрическим нагревательным кабелям, а именно к конструкциям кабелей нагревательных коаксиальных трехфазных, которые предназначены для обогрева объектов различной формы. Данный кабель по своим конструктивным и изоляционным характеристикам не предназначен для передачи электроэнергии высокого напряжения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является возможность передачи электроэнергии повышенной частоты по высоковольтному трехфазному коаксиальному кабелю.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение электрического сопротивления высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля.

Это достигается тем, что высоковольтный коаксиальный трехфазный кабель, содержащий четыре проводника, три из которых изолированы фторопластом, а четвертый проводник покрыт внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена, согласно изобретению проводники из медных или алюминиевых проволок и расположены соосно, первый проводник выполнен одножильным или многожильным и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля, последующие проводники выполнены в виде оплетки, причем каждый проводник накладывается концентрично на изоляцию предыдущего проводника.

Дополнительно последующие проводники могут быть выполнены одножильными.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема кабеля (продольная), на фиг. 2 - принципиальная схема кабеля (поперечная), на фиг. 3 - распределение токов повышенной частоты по проводникам.

Конструкции предлагаемого высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля содержит (см. фиг. 1 и фиг. 2):

1. Проводник №1;

2. Изоляция проводника №1 из фторопласта;

3. Проводник №2;

4. Изоляция проводника №2 из фторопласта;

5. Проводник №3;

6. Изоляция проводника №3 из фторопласта;

7. Проводник №4;

8. Внешняя изолирующая оболочка из светостабилизированного сшитого полиэтилена.

Высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель состоит из четырех проводников для трехфазного тока повышенной частоты, проводники 1,3,5-для трех фаз L1, L2, L3, а проводник 7 - в зависимости от выбранной системы заземления. Проводник 1 выполнен одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля. Последующие проводники 3, 5 и 7 выполнены одножильными или оплеткой, медными или алюминиевыми проволоками, накладывающимися концентрично на изоляцию предыдущего проводника.

Высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель работает следующим образом.

Изоляция из фторопласта 2, 4 и 6 обеспечивает защиту от короткого замыкания между проводниками 1, 3; 3, 5 и 5, 7. Внешняя изолирующая оболочкой 8 из светостабилизированного сшитого полиэтилена предотвращает вредные внешние воздействия на высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель, находящийся в контакте со средой, а также защищает людей от поражения электрическим током повышенной частоты при непосредственном контакте с проводником 7.

При протекании тока повышенной частоты в высоковольтном трехфазном коаксиальном кабеле его распределение по площади сечения проводников 1, 3, 5 и 7 происходит периферийно согласно поверхностному эффекту. При равномерной нагрузке всех фаз L1, L2, L3, согласно эффекту близости, ток повышенной частоты проходит по внешней поверхности проводника 1, в проводнике 3 ток повышенной частоты проходит по внутренней и внешней поверхности, а в проводнике 5 ток повышенной частоты проходит по внутренней поверхности. По проводнику 7 ток повышенной частоты равен нулю.

При несимметричной нагрузке фаз L1, L2, L3, когда ток повышенной частоты в проводнике 7 не равен нулю и направление его может меняться, распределение токов в поверхностях проводников 1, 3, 5 тоже соответственно может меняться. Распределение токов повышенной частоты по проводникам 1, 3, 5 и 7 будет соответствовать фиг. 3, когда ток повышенной частоты в проводнике 7 имеет другое направление, чем ток повышенной частоты проводника 1. Если же ток повышенной частоты в проводнике 7 имеет, то же направление, что и ток повышенной частоты проводника 1, то он сосредоточивается на наружной поверхности проводника 7, а не на внутренней, как это показано на фиг. 3.

Таким образом при передачи электрической энергии повышенной частоты в предлагаемом высоковольтном трехфазном коаксиальном кабеле материал проводников используется наиболее эффективно. Так как расстояние между проводниками 1, 3, 5 и 7 мало, то предлагаемый высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель имеет небольшое индуктивное сопротивление.

Использование изобретения позволяет передавать электроэнергию повышенной частоты по высоковольтному трехфазному коаксиальному кабелю и снизить электрическое сопротивление высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля, благодаря новому взаимному расположению конструктивных элементов.

1. Высоковольтный коаксиальный трехфазный кабель, содержащий четыре проводника, три из которых изолированы фторопластом, а четвертый проводник покрыт внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена, отличающийся тем, что проводники из медных или алюминиевых проволок расположены соосно, первый проводник выполнен одножильным или многожильным и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля, последующие проводники выполнены в виде оплетки, причем каждый проводник накладывается концентрично на изоляцию предыдущего проводника.

2. Высоковольтный коаксиальный трехфазный кабель по п. 1, отличающийся тем, что последующие проводники выполнены одножильными.

Изобретение относится к области получения люминесцентных материалов и области изготовления кабелей со светоизлучающим слоем, содержащим люминофор, и может найти применение при изготовлении силовых кабелей, предназначенных для нетрадиционной прокладки (воздушной или шахтной), требующей постоянного или периодического визуального контроля положения кабеля в пространстве.

Силовой кабель с системой сшитой электрической изоляции и способ его изготовления с извлечением побочных продуктов сшивания // 2704009

Силовой кабель, содержащий по меньшей мере один сердечник кабеля, включающий в себя токопроводящую жилу, систему сшитой электрической изоляции, содержащую внутренний полупроводящий слой, изолирующий слой и внешний полупроводящий слой, и частицы цеолита, размещенные между токопроводящей жилой и внутренним полупроводящим слоем системы изоляции.

Устройство транспозиции экранов силовых кабелей // 2684458

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электротехническим устройствам, предназначенным для реализации схемы транспозиции экранов группы из трех однофазных силовых кабелей. В устройстве транспозиции экранов группы из трех однофазных силовых кабелей, содержащем средства, предназначенные для ввода в него шести проводов транспозиции, каждый из которых соединен с одним из двух соседних участков экрана одного из однофазных силовых кабелей, образующих для каждого экрана его левый и правый участки, а также средство коммутации проводов транспозиции, выполненное с обеспечением реализации соединения трех пар указанных проводов по схеме транспозиции, предусматривающей соединение одного из левых участков экрана одного из однофазных силовых кабелей с одним из правых участков экрана другого однофазного силового кабеля, устройство содержит три ячейки, каждая из которых заключена в защитную оболочку и включает средства, предназначенные для ввода в нее двух проводов транспозиции, один из которых соединен с одним из левых участков экрана одного из однофазных силовых кабелей, а другой соединен с одним из правых участков экрана другого однофазного силового кабеля.

Устройство для повышения эффективности линии электропередач напряжением 6 (10) кв, состоящей из трех пофазно-экранированных одножильных кабелей // 2683946

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для соединения экранов трех одножильных пофазно-экранированных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 6 (10) кВ с улучшенными показателями по потерям электроэнергии и пропускной способности. В линии 6 (10) кВ, состоящей из трех пофазно-экранированных одножильных кабелей путем заземления экранов кабелей в начале и в конце линии с землей соединены экран фазы А в начале линии и экран фазы С в конце линии, экраны фазы В и С соединены между собой в начале линии, а экраны фазы А и фазы В соединены между собой в конце линии.

Способ изготовления силового кабеля, имеющего термопластичный электроизоляционный слой // 2590904

Изобретение относится к способу изготовления силового кабеля для передачи или распределения средневольтной или высоковольтной электрической энергии. Способ изготовления силового кабеля, включающего по меньшей мере одну электрически проводящую жилу и по меньшей мере один термопластичный электроизоляционный слой, включает стадии, в которых импрегнируют термопластичный материал в измельченной твердой форме, имеющий энтальпию плавления, равную или меньшую 70 Дж/г, диэлектрической текучей средой для получения импрегнированного термопластичного материала; подают указанный импрегнированный термопластичный материал в измельченной твердой форме в одношнековый экструдер и экструдируют импрегнированный термопластичный материал на указанную по меньшей мере одну проводящую жилу, чтобы сформировать указанный по меньшей мере один термопластичный электроизоляционный слой, сообразно чему указанный импрегнированный термопластичный материал не подвергают никакой обработке в любой стадии механической гомогенизации в расплавленном состоянии.

Интегрированный составной кабель высокой мощности // 2550251

Изобретение относится к интегрированному составному кабелю высокой мощности. Интегрированный составной силовой кабель (K1) включает по меньшей мере один силовой кабель (4) для передачи больших объемов электрической энергии/мощности и заполняющий материал (2, 3) в виде жестких удлиненных пластиковых элементов, уложенных по меньшей мере частично вокруг и между упомянутых силовых кабелей (4).

Кабель силовой на напряжение 6-35 кв // 2546644

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям кабелей силовых с экструдированной полимерной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 6-35 кВ частотой 50 Гц при температуре от минус 40°C до плюс 50°C и относительной влажности воздуха до 98% при температуре плюс 35°C.

Экранированный провод // 2519598

Предлагается экранированный провод, который может быть использован в качестве обмоточного провода или жилы многожильного кабеля, включающий удлиненный проводник (3), изоляционный слой (2) и экранирующий слой (1), окружающие удлиненный проводник (3), при этом экранирующий слой (1) содержит ферромагнитный порошок и связующее из изоляционного материала.

Изолированный композитный электрический кабель и способ его изготовления и использования // 2501109

Изолированный композитный электрический кабель предназначен для использования в качестве подземных или подводных линий электропередачи, имеет сердцевину из проводов, определяющую общую продольную ось, множество композитных проводов вокруг сердцевины из проводов, и изоляционную оболочку, окружающую композитные провода.

Силовой кабель с электромагнитным экраном // 2444075

Изобретение относится к силовым кабелям с экранами, а также к экранированию аппаратов или их деталей от магнитных полей и может применяться для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) силовых кабелей в различных отраслях промышленности, а также для защиты биологических объектов от негативного воздействия электромагнитных полей.