屏蔽由电力传输线产生磁场的方法和电力传输线技术

给出了一种用来屏蔽由包括至少一根电缆的电力传输线产生磁场的方法的描述。该方法包括把电缆插入在一个导管中，导管包括一层具有相对导磁率的最大值（μ＃－［ｍａｘ］）与低于１０００Ａ／ｍ的磁场值（Ｈ＃－［μｍａｘ］）相对应的磁性曲线的非晶粒取向铁磁材料。在一个例子中，铁磁材料是具有低杂质含量的钢。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来屏蔽由电力传输线产生磁场的方法。本专利技术也涉及一种磁屏蔽的电力传输线。一般地，电力传输线设计成承受几百kV(典型地400kV)量级的电压和几千安培(典型地500-2000A)量级的电流。在这些线中输送的电力能达到几千MVA的量级的值，典型地为1000MVA。通常，输送的电流是在低频下的交变电流，换句话说一般低于400Hz，并且典型地50-60Hz。一般地，这些线用来越过几十km(通常10-100km)量级的距离从电站向城市传输电力。在一种典型配置中，三相线包括以1-1.5m深度埋入电缆沟中的三根电缆。在紧挨着电缆周围的空间中，磁场H能达到103A/m的量级的值。在地平面处，可测量的磁感应能达到20-60μT，取决于电缆相对于彼此的排列。尽管还没有证明归因于暴露于由低频(50Hz)产生的这种大小的磁场的生物影响，但在科学界当前有关于由法律采纳的可能“安全阈值”的争论，在该“安全阈值”下，如果不能消除，则能把生物损害的可能性减至最小。对其科学界似乎已经达到一致、并且对其一些国家立法趋向于一致的磁感应阈值是0.2μT。因而讨论的值近似小于以前叙述的100倍。把磁感应值减小到小于0.2μT肯定认为是希望的。本申请者已经解决了屏蔽由包括埋在电缆沟中的电缆的大功率电力传输线产生的磁场的问题，目的在于实现在地面处近似为0.2μT或更小的磁感应值。P.Argaut、J.Y.Daurelle、F.Protat、K.Savina及C.A.Wallaert的文章“Shielding technique to reduce magnetic fields from buriedcables(减小来自进埋入电缆的磁场的屏蔽技术)”A 10.5，JICABLE1999描述了用来屏幕由三根埋入电缆产生的磁场的一些解决方案。特别是，它叙述了借助于开放截面屏蔽物(例如放置在电缆上方的一层铁磁材料)和封闭截面屏蔽物(例如由铁磁材料制成的矩形截面导管)实现的一些模拟的结果。分析了屏蔽效率对各种因数，如屏蔽材料的相对磁导率、使用的材料的厚度及电缆和磁性屏蔽物的相对位置，的依赖性。根据作者，最佳材料应该具有700到1000范围的相对磁导率和3到5 mm范围的厚度；在封闭截面屏蔽物的情况下，最佳相对位置是其中电缆在下方离屏蔽物顶部近似是电缆孔的1/3的位置。也根据作者，对于开放截面屏蔽物能得到近似5-7的衰减因数，对于封闭截面屏蔽物能得到近似15-20的因数，当非常接近电缆(例如由直接缠绕三根电缆的一层铁磁材料)形成封闭截面屏蔽物时，能得到近似30-50的因数。代表Nippon Steel Co.的专利申请(Kokai)JP 10-117083提供了一种屏幕由电力传输电缆产生的磁场的解决方案，包括通过螺旋缠绕磁性材料带制成的铁磁材料管，最好在管状支撑上，例如一根金属或树脂管。在描述的例子中，带条由晶粒取向钢制成，并且具有在平行于缠绕方向的方向上比在垂直于其的方向上高的导磁率。也代表Nippon Steel Co.的专利EP 606884描述了一种用来生产晶粒取向硅钢的过程，其中钢在再结晶抑制剂存在的情况下以预定时间和温度经受复合轧制过程和以后的退火阶段。本申请者已经观察到，以上引用的Argaut的文章中描述的解决方案不允许非常高屏蔽因数的实现，如屏蔽由电力传输线产生的磁场必需的那些因数。本申请者也观察到，在以上引用的专利申请JP 10-117083描述的解决方案提供了晶粒取向钢的使用。在这种类型的钢中，晶粒具有平行于缠绕方向的取向这使得有可能得到非常高的磁通密度。它由复合生产过程生产，这使得有可能仅在具有十分之一毫米量级的厚度的薄板中取向晶粒(见例如，以上引用的专利EP 606884)。因为厚度是如此之小，只有通过把螺旋钢带缠绕在支撑上就能生产屏蔽管，如在专利申请JP 10-117083中描述那样，以便保证足够的机构压缩强度。所有这都使得生产屏蔽管的过程极为复杂。另一方面，申请者已经发现，通过把电缆插入在包括具有在1000A/m以下磁场值范围中的高相对导磁率的至少一层非晶粒取向铁磁材料的导管中，有可能以100或以上量级的衰减因数屏蔽由电力传输线产生的磁场。屏蔽导管能便利地通过挤压或轧制方法生产，而不用利用在上述专利申请JP 10-117083中那样的用来取向晶粒或通过缠绕的复杂生产过程。这里和在描述的剩余部分中，术语“非晶粒取向材料”指示一种其中晶畴(晶粒)基本上没有取向的最佳方向的材料。取向程度能通过已知方法估计，例如通过光学显微镜分析、或通过X射线衍射分析。换句话说，材料不经受根据在晶粒取向钢的生产中使用的方法的特殊轧制和退火过程，并且在材料中可能存在的唯一取向是由正常的挤压或轧制过程引起的取向。在第一方面，本专利技术涉及一种用来屏蔽由包括至少一根电缆的电力传输线产生的磁场的方法，所述方法包括步骤-把所述电缆插入在一个包括一种铁磁材料的至少一个层的导管中，其特征在于所述铁磁材料是非晶粒取向的，并且具有相对导磁率的最大值(μmax)与低于1000A/m的磁场值(Hμmax)相对应的磁性曲线。最好，材料的磁性曲线具有与在范围10A/m至800A/m中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。甚至更希望，磁性曲线具有与在范围30A/m至650A/m中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。便利的是，相对导磁率的最大值(μmax)是至少500，最好在700至5000的范围中。典型地，根据本专利技术的方法包括把导管埋入预定深度的电缆沟中的步骤。屏蔽层能通过挤压、或通过预定尺寸板的弯曲，例如由轧制生产的板、和以后沿其纵向相对侧的板焊接生产。在一个最佳实施例中，根据本专利技术的方法另外包括以这样一种方式把电缆布置在导管中的步骤，电缆横截面的重心在导管对应截面的几何中心附近。便利的是，根据本专利技术的方法另外包括绕所述至少一根电缆缠绕至少一个细长元件，例如一根绳索，的步骤。在第二方面，本专利技术涉及一种电力传输线，包括-一根导管，包括至少一层铁磁材料，-至少一根电缆，在所述导管内，其特征在于-所述铁磁材料是非晶粒取向型的，并且具有相对导磁率的最大值(μmax)与低于1000A/m的磁场值(Hμmax)相对应的磁性曲线。最好，材料的磁性曲线具有与在范围10A/m至800A/m中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。甚至更希望，磁性曲线具有与在范围30A/m至650A/m中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。便利的是，相对导磁率的最大值(μmax)是至少500，最好在700至5000的范围中。在一个第一例子中，铁磁材料是一种其总杂质含量不超过1.5％的钢。希望总杂质含量不超过1％，并且甚至更希望它不超过0.5％。具有低杂质含量所述钢能是低碳钢最好，碳含量不超过0.16％，并且甚至更希望它不超过0.03％。具有低杂质含量所述钢能是低锰钢最好，锰含量不超过1％，并且甚至更希望它不超过0.5％。便利的是，具有低杂质含量所述钢的电阻率小于20μΩ·cm。为改进屏蔽效果，根据ASTM E-112标准测量的所述钢的晶粒尺寸指数G小于9。在一个第二例子中，铁磁材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来屏蔽由包括至少一根电缆（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）的电力传输线（１００）产生的磁场的方法，所述方法包括步骤：－把所述电缆插入在一个包括至少一个铁磁材料层的导管（１０１）中，其特征在于所述铁磁材料是非晶粒取向的，并且具 有相对导磁率的最大值（μ↓［ｍａｘ］）与低于１０００Ａ／ｍ的磁场值（Ｈ↓［μｍａｘ］）相对应的磁性曲线。

【技术特征摘要】
EP 2000-5-31 00111645.81.一种用来屏蔽由包括至少一根电缆(102a、102b、102c)的电力传输线(100)产生的磁场的方法，所述方法包括步骤-把所述电缆插入在一个包括至少一个铁磁材料层的导管(101)中，其特征在于所述铁磁材料是非晶粒取向的，并且具有相对导磁率的最大值(μmax)与低于1000A/m的磁场值(Hμmax)相对应的磁性曲线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁性曲线具有与在10A/m至800A/m的范围中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁性曲线具有与在30A/m至650A/m的范围中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。4.根据以上权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述相对导磁率的最大值(μmax)是至少500。5.根据以上权利要求任一项所述的方法，另外包括步骤-把所述导管(101)埋入预定深度的电缆沟中。6.根据以上权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述层通过挤压生产。7.根据权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述层通过预定尺寸板的弯曲、和以后沿其纵向相对侧的板焊接生产。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述板通过轧制生产。9.根据以上权利要求任一项所述的方法，另外包括步骤-以这样一种方式把所述至少一根电缆布置在所述导管(101)中，所述至少一根电缆横截面的重心在导管(101)对应截面的几何中心附近。10.根据以上权利要求任一项所述的方法，另外包括步骤-绕所述至少一根电缆缠绕至少一个细长元件(103)。11.电力传输线(100)，包括-一根导管(101)，包括至少一层铁磁材料，-至少一根电缆(102a、102b、102c)，在所述导管(101)内，其特征在于-所述铁磁材料是非晶粒取向型的，并且具有相对导磁率的最大值(μmax)与低于1000A/m的磁场值(Hμmax)相对应的磁性曲线。12.根据权利要求11所述的电力传输线，其特征在于，所述磁性曲线具有与在范围10A/m至800A/m中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。13.根据权利要求12所述的电力传输线，其特征在于，所述磁性曲线具有与在范围30A/m至650A/m中的磁场值(Hμmax)相对应的相对导磁率的最大值(μmax)。14.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里奇奥多纳奇，帕奥罗梅奥里，
申请(专利权)人：皮雷利卡维系统有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]