【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及電纜領域，具體講是一種電容式傳輸電纜。
技術介紹
1、現(xiàn)有的電力傳輸系統(tǒng)的導體都采用傳統(tǒng)的導體結構，如實心型、絞合型、分割型、異型導體，采用傳統(tǒng)導體結構的電力傳輸系統(tǒng)有以下缺點：
2、1、重載下，系統(tǒng)將會出現(xiàn)明顯的電壓降，導致電氣設備性能不佳。隨著電纜長度的增加，這種影響將進一步放大。目前，該問題主要通過以下方法解決：①通過增加傳輸電壓從而降低所需的負載電流，然而這對輸出電壓設備要求較高，大幅度增加了輸出電壓設備的使用成本；②降低傳輸線阻抗，這需要并聯(lián)其他的電纜或增加導電芯的橫截面才能夠實現(xiàn)；③采用高壓直流(hvdc)技術，這需要大型且昂貴的功率轉換器基礎設施，但其操作要求高，易發(fā)生運行事故，同樣會增加電傳輸成本。
3、2、在不解決電壓降的情況下，需要更多的電流來提供相同的有功功率。這種額外電流增加了功率損耗，通過加熱導體來實現(xiàn)這種電流會進一步增加交流電阻，從而增加電壓降。由于電纜材料都具有溫度上限，因此產生的多余熱量降低了電纜的載流能力。
4、3、輕載下的電壓上升和電流泄漏。在輕載電傳輸過程中，電流形成的電感會進一步形成滯后負載而造成低功率因數(shù)，從而會進行分流電容的設計，以提供領先的負載對滯后的負載進行抵消并將功率因數(shù)提高到可接受的限度，但分流電容會造成電流的泄漏，從而造成在輕負載下的電纜在接收端的電壓升高(所謂的費蘭蒂效應)，限制了它們的功率傳輸能力。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種降低電纜的輸入端與
2、本專利技術解決上述問題所采用的技術方案為：一種電容式傳輸電纜，包括纜芯，所述纜芯包括輸入線芯和輸出線芯，所述輸入線芯與輸出線芯之間設有介電層，所述介電層采用絕緣材料制成，所述輸入線芯與輸入電壓電連接，所述輸出線芯與輸出電壓電連接，所述介電層的電容可變。
3、與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的優(yōu)點在于：
4、一、在輸入線芯與輸出線芯之間通過介電層的設計，相當于在輸入端和輸出端之間串聯(lián)了多個電容進行電傳輸，在電傳輸過程中，可進行交流電的電傳輸，也可進行直流電的電傳輸，多個電容的串聯(lián)電路本身并不會影響交流電的傳輸，而在直流電的電傳輸過程中，多個串聯(lián)電容的設計，會將電流分解成矩陣脈沖波，類似于交流電，故而也能進行直流電的傳輸；
5、二、在電容式傳輸電纜中，多個電容串聯(lián)的電路，其中電容會與電感相互平衡，從而抵消大部分的電感性電抗，只留下阻抗的電阻部分，從而減少電壓的損耗，保證電傳輸效率；
6、三、在電壓降曲線上，除著傳輸距離的延長，電壓降的曲線斜率也會越大，即單段傳輸距離越長，電壓降數(shù)據(jù)越大，而通過電容式傳輸電纜的設計，將單段傳輸距離縮小，以降低電壓降的影響，相較于傳統(tǒng)傳輸電纜，同樣截面的電容式傳輸電纜可以提供更多的電力，從而降低資本支出和運營成本，從而保證電傳輸效率；
7、四、在電容式傳輸電纜傳輸電流過程中，介電層分解成多個電容的形式，每一個電容大小都是根據(jù)當前的電壓、溫度、輸入線芯與輸出線芯之間的間距、介電層的介電常數(shù)自行分割形成的，從而使每一個電容的數(shù)值均是不一致的，整段電容式傳輸電纜的結合最終電容是與電容分割成的數(shù)量有著密切的關系，其分割的數(shù)量越多，結合的最終電容就越小，從而整體上被電容所泄漏的電流就越小，在電容分割過程中，可以理解成每一塊電容均完成了滿電容的充電，故而電容的容量越大，則分割的數(shù)量就越少，這是不利于電容式傳輸電纜的傳輸效率的；其中電壓越高，電容越大，正常情況下電容兩端的電勢差與電容并沒有直接關系，但在本方案中，電容的長度是可變的，即電容的正對面積是可變的，電壓越高的情況下，單位時間內的電荷量就會增加，而電容自行分割的長度就會增加，從而造成自行分割的電容長度加長，使電容變大；溫度越高、電容越小，溫度越高，電子越活躍，相同長度內的電容的電荷量就會減少，即電容可容納的電子減少，從而電容減少；輸入線芯與輸出線芯之間的間距越大，電容越小，間距增加導致的電容變化，這是電容的固有屬性；同時電容式電傳輸還需要保證電容的有效性，當電容過小時，則直接造成斷路，無法進行電傳輸；即在進行電容式傳輸電纜設計時，電容大，可以保證電傳輸?shù)挠行裕渥孕蟹纸獬傻碾娙荻螖?shù)量少，從而消除電壓降的有效性就會降低，而在電傳輸過程中，電壓是逐漸下降的，電容相應得也會下降，而輸入電壓端的溫度會高于輸出電壓端的溫度，電容相應得發(fā)生上升，而電壓的改變對電容的影響大于溫度的改變對電容的影響，兩者并不能形成平衡，故而需要對電容的自行分割進行補償；對整條傳輸電纜進行固定電容的結構設計，而后固定電容會其跟隨電傳輸過程進行電容的改變并不能達到較高效的電傳輸效率，故而采用介電層的電容可變的設計進行補償，來維持電傳輸?shù)挠行院碗妭鬏數(shù)男省?/p>
8、作為本專利技術的一種改進，所述輸入線芯的外層依次包裹有陶瓷樹脂層和熱脹樹脂層，所述輸出線芯的外層也依次設有陶瓷樹脂層和熱脹樹脂層，所述陶瓷樹脂層用于定型輸入線芯和輸出線芯，所述熱脹樹脂層根據(jù)電纜的溫度環(huán)境調節(jié)介電層的厚度，通過所述改進，陶瓷樹脂層為陶瓷樹脂成型而成，熱脹樹脂層為熱脹樹脂成型而成，陶瓷樹脂與熱脹樹脂均可以通過調節(jié)材料的配比來改變物理特性，通過陶瓷樹脂層的設計，可以保證輸入線芯與輸出線芯的強度，而熱脹樹脂層的設計，可以在電容式傳輸電纜升溫時，熱脹樹脂層發(fā)生膨脹，以增加輸入線芯與輸出線芯之間的間距，從而縮小電容，從而由輸入電壓端向輸出電壓端方向，因為溫度的遞減，輸入線芯與輸出線芯之間的間距逐漸減少，實現(xiàn)了電容的逐漸增加的變化趨勢，對電壓降造成的電容減少形成了補償。
9、作為本專利技術的一種改進，所述輸入線芯排列成多個沿著周向設置且直徑大小不同的輸入線環(huán)，所述輸出線芯排也列成多個沿著周向設置且直徑大小不同的輸出線環(huán)，多個輸入線環(huán)與多個輸出線環(huán)沿著徑向間隔設置，相鄰的所述輸入線環(huán)與輸出線環(huán)之間設有熱脹樹脂環(huán)，通過所述改進，輸入線環(huán)與輸出線環(huán)沿著徑向逐層設計，可以使形成的電容形成穩(wěn)定的徑向電場，有利于電傳輸?shù)姆€(wěn)定性；在輸入線芯與輸出線芯分布時，會在纜芯上形成集膚效應，而集膚效應會使通過導體的交流電的電阻隨著頻率的增加而增加，集膚效應越強，電傳輸效率越低，通過徑向逐層分布，也可以降低引起集膚效應的渦流，比傳統(tǒng)電纜形成更低的集膚效應，從而降低因集膚效應造成的電能損耗，提高電傳輸效率；而熱脹樹脂環(huán)的設計，可以在電容式傳輸電纜升溫時，熱脹樹脂環(huán)發(fā)生膨脹，以增加輸入線環(huán)與輸出線環(huán)之間的間距，從而縮小電容，從而由輸入電壓端向輸出電壓端方向，因為溫度的遞減，輸入線環(huán)與輸出線環(huán)之間的間距逐漸減少，實現(xiàn)了電容的逐漸增加的變化趨勢，對電壓降造成的電容減少形成了補償。
10、作為本專利技術的一種改進，所述纜芯的外層包括一個熱脹緩沖層，所述熱脹緩沖層呈鏤空設置，所述熱脹緩沖層的壓縮壓力小于熱脹樹脂層和熱脹樹脂環(huán)的膨脹壓力，且所述熱脹緩沖層的壓縮壓力大于電纜成型加工壓力，通過所述改進，在電容式傳輸電纜成型后，電纜直徑會通過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電容式傳輸電纜，其特征在于：包括纜芯，所述纜芯包括輸入線芯(1)和輸出線芯(2)，所述輸入線芯(1)與輸出線芯(2)之間設有介電層(14)，所述介電層(14)采用絕緣材料制成，所述輸入線芯(1)與輸入電壓電連接，所述輸出線芯(2)與輸出電壓電連接，所述介電層(14)的電容可變。
2.根據(jù)權利要求1所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述輸入線芯(1)的外層依次包裹有陶瓷樹脂層(3)和熱脹樹脂層(4)，所述輸出線芯(2)的外層也依次設有陶瓷樹脂層(3)和熱脹樹脂層(4)，所述陶瓷樹脂層(3)用于定型輸入線芯(1)和輸出線芯(2)，所述熱脹樹脂層(4)根據(jù)電纜的溫度環(huán)境調節(jié)介電層(14)的厚度。
3.根據(jù)權利要求2所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述輸入線芯(1)排列成多個沿著周向設置且直徑大小不同的輸入線環(huán)(5)，所述輸出線芯(2)排也列成多個沿著周向設置且直徑大小不同的輸出線環(huán)(6)，多個輸入線環(huán)(5)與多個輸出線環(huán)(6)沿著徑向間隔設置，相鄰的所述輸入線環(huán)(5)與輸出線環(huán)(6)之間設有熱脹樹脂環(huán)(7)。
4.根據(jù)權利要求3所述一種
5.根據(jù)權利要求4所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述熱脹緩沖層(8)由多塊弧形的緩沖層拼合塊(8.1)拼接成環(huán)，所述緩沖層拼合塊(8.1)的兩端設有向緩沖層拼合塊(8.1)的中心凹陷的彈性凹條(8.1.1)。
6.根據(jù)權利要求5所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述熱脹緩沖層(8)內設有多個支撐弧(8.2)，多個所述支撐弧(8.2)均勻分布在熱脹緩沖層(8)中，且所述支撐弧(8.2)的數(shù)量與設于最外層的輸入線芯(1)或者輸出線芯(2)數(shù)量相同。
7.根據(jù)權利要求3所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述纜芯的軸線上設有一根熱脹緩沖軸(9)，所述熱脹緩沖軸(9)的軸線上設有熱脹緩沖孔(9.1)，用于壓縮熱脹緩沖孔(9.1)的壓縮壓力小于熱脹樹脂層(4)和熱脹樹脂環(huán)(7)的膨脹壓力，且用于壓縮熱脹緩沖孔(9.1)的壓縮壓力大于電纜成型加工壓力。
8.根據(jù)權利要求1所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述輸入線芯(1)的外層依次包裹有陶瓷樹脂層(3)和復合變性材料層(10)，所述輸出線芯(2)的外層也依次設有陶瓷樹脂層(3)和復合變性材料層(10)，所述復合變性材料層(10)的介電常數(shù)可在溫度或者磁場或者電場的作用下發(fā)生變化。
9.根據(jù)權利要求8所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述纜芯的軸線上設有一根軸線芯(11)，所述軸線芯(11)的外層由內向外依次成形有多個線芯環(huán)(12)，每一個所述線芯環(huán)(12)均由多根輸入線芯(1)和多根輸出線芯(2)間隔設置組成。
10.根據(jù)權利要求9所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：相鄰的兩層所述線芯環(huán)(12)之間設有復合變性材料環(huán)(13)，與軸線芯(11)相鄰的所述線芯環(huán)(12)與軸線芯(11)之間也設有復合變性材料環(huán)(13)。
...【技術特征摘要】
1.一種電容式傳輸電纜，其特征在于：包括纜芯，所述纜芯包括輸入線芯(1)和輸出線芯(2)，所述輸入線芯(1)與輸出線芯(2)之間設有介電層(14)，所述介電層(14)采用絕緣材料制成，所述輸入線芯(1)與輸入電壓電連接，所述輸出線芯(2)與輸出電壓電連接，所述介電層(14)的電容可變。
2.根據(jù)權利要求1所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述輸入線芯(1)的外層依次包裹有陶瓷樹脂層(3)和熱脹樹脂層(4)，所述輸出線芯(2)的外層也依次設有陶瓷樹脂層(3)和熱脹樹脂層(4)，所述陶瓷樹脂層(3)用于定型輸入線芯(1)和輸出線芯(2)，所述熱脹樹脂層(4)根據(jù)電纜的溫度環(huán)境調節(jié)介電層(14)的厚度。
3.根據(jù)權利要求2所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述輸入線芯(1)排列成多個沿著周向設置且直徑大小不同的輸入線環(huán)(5)，所述輸出線芯(2)排也列成多個沿著周向設置且直徑大小不同的輸出線環(huán)(6)，多個輸入線環(huán)(5)與多個輸出線環(huán)(6)沿著徑向間隔設置，相鄰的所述輸入線環(huán)(5)與輸出線環(huán)(6)之間設有熱脹樹脂環(huán)(7)。
4.根據(jù)權利要求3所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述纜芯的外層包括一個熱脹緩沖層(8)，所述熱脹緩沖層(8)呈鏤空設置，所述熱脹緩沖層(8)的壓縮壓力小于熱脹樹脂層(4)和熱脹樹脂環(huán)(7)的膨脹壓力，且所述熱脹緩沖層(8)的壓縮壓力大于電纜成型加工壓力。
5.根據(jù)權利要求4所述一種電容式傳輸電纜，其特征在于：所述熱脹緩沖層(8)由多塊弧形的緩沖層拼合塊(8.1)拼接成環(huán)，所述緩沖層拼合塊(8.1)的兩端設有...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李培瑤，李向南，趙遠濤，張鑫，單潛瑜，劉明月，張怡如，
申請(專利權)人：寧波東方電纜股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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