高功率、高频率电力电缆制造技术

一种电力电缆设备(100)，所述电力电缆设备包括：细长的热导体(110)；和围绕至少一部分所述细长的热导体的电导体层(120)，其中在所述电力电缆设备中产生的热经由所述细长的热导体被传输至所述电力电缆的至少一端。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术名称为高功率、高频率电力电缆。本公开提供电力电缆设备，其包括细长的热导体，以及围绕至少一部分细长的热导体的电导体层。在一个或多个实施方式中，在电力电缆中产生的热经由细长的热导体被传输至电力电缆的至少一端。在至少一个实施方式中，设备还包括围绕至少一部分电导体层的电绝缘层。在一些实施方式中，设备还包括围绕至少一部分电绝缘层的热绝缘层。【专利说明】高功率、高频率电力电缆
本公开涉及电力电缆。具体地其涉及高功率、高频率电力电缆。
技术介绍
目前，对于常规的电力电缆设计，沿着电缆表面从电力电缆释放热。因此，这些常规的电力电缆设计需要庞大空间的冷却系统，以保持电力电缆的温度低于最高温度阈值。本公开提供了电缆设计，其允许有效使用材料、并且提供了有效的散热、而同时适于高功率传输和高频率电力传输。
技术实现思路
本公开涉及用于高功率、高频率电力电缆的方法、系统和设备。在一个或多个实施方式中，本公开教导包括细长的热导体的电力电缆设备。电力电缆设备还包括围绕至少一部分细长的热导体的电导体层。在至少一个实施方式中，在电力电缆中产生的热经由细长的热导体被传输至电力电缆的至少一端。在一个或多个实施方式中，电力电缆设备还包括围绕至少一部分电导体层的电绝缘层。 在至少一个实施方式中，电绝缘层由聚氯乙烯(PVC)、氟化乙烯丙烯(FEP)或者聚四氟乙烯(TFE)特氟隆制造。在一些实施方式中，电力电缆设备还包括围绕至少一部分电绝缘层的热绝缘层。在一个或多个实施方式中，设备还包括围绕至少一部分电绝缘层的屏蔽层。在至少一个实施方式中，设备还包括围绕至少一部分屏蔽层的第二电绝缘层。在至少一个实施方式中，设备还包括围绕至少一部分电导体层的第二热导体层。在一些实施方式中，设备还包括围绕至少一部分第二热导体层的电绝缘层。在至少一个实施方式中，设备还包括围绕至少一部分电绝缘层的热绝缘层。在一个或多个实施方式中，细长热导体的横截面形状是圆形的、矩形的或者多边形的。在至少一个实施方式中，细长的热导体由柔性的、轻质的并且具有非常高的热导率的材料制造。在一些实施方式中，细长的热导体由热解石墨或者碳纳米管(CNT)制造。在一个或多个实施方式中，电导体层包括单股线(single solid)或者多股线。在一些实施方式中，电导体层由铜合金；铝合金；或者铜、铁和银合金的组合制造。在一些实施方式中，电力电缆的至少一端被连接至冷却系统。在一个或多个实施方式中，公开了配电系统。配电系统包括至少一个电力电缆。至少一个电力电缆包括细长的热导体，以及围绕至少一部分细长的热导体的电导体层。在至少一个实施方式中，在电力电缆中产生的热经由细长的热导体被传输至电力电缆(一个或者多个)的至少一端。在一些实施方式中，配电系统还包括至少一个冷却系统,其被连接至至少一个电力电缆的至少一端。在至少一个实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分电导体层的电绝缘层。在一些实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分电绝缘层的热绝缘层。在一个或多个实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分电绝缘层的屏蔽层。在至少一个实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分屏蔽层的第二电绝缘层。在至少一个实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分电导体层的第二热导体层。在一些实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分第二热导体层的电绝缘层。在至少一个实施方式中，至少一个电力电缆还包括围绕至少一部分电绝缘层的热绝缘层。在一个或多个实施方式中，公开了冷却电力电缆的方法。本方法包括为电力电缆提供细长的热导体。本方法还包括为电力电缆提供围绕至少一部分细长的热导体的电导体层。另外，本方法包括将在电力电缆中产生的热经由细长的热导体传输至电力电缆的至少一端。在至少一个实施方式中，用于产生电力电缆的规格的方法包括对于至少一台计算机，提供电力电缆的要求、条件以及约束。在一个或多个实施方式中，要求包括电力电缆的电学要求、条件包括用于制造电力电缆的材料、以及约束包括电力电缆的温度约束。本方法还包括利用至少一台计算机，通过使用提供的电力电缆的要求、条件以及约束，产生一组用于电力电缆的关联的电热稳态算法。此外，本方法包括利用至少一台计算机，通过使用一组用于电力电缆的关联的电热稳态算法，计算电力电缆的规格。在本专利技术的各个实施方式中可单独地实现特征、功能和优势或者可在又其它实施方式中组合特征、功能和优势。【专利附图】【附图说明】参考以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面以及优势，其中:图1A是根据本公开的至少一个实施方式描绘公开的高功率、高频率电力电缆的不同层的横截面端视图。图1B是根据本公开的至少一个实施方式描绘公开的高功率、高频率电力电缆的不同层的横截面侧视图。图2是根据本公开的至少一个实施方式提供不同导体的表皮深度的背景信息的图表，该不同导体可以被公开的电力电缆采用，该图表由各种不同的材料作为频率的函数制成。图3A是根据本公开的至少一个实施方式的公开的高功率、高频率电力电缆的示例性设计的示意图，其示出径向横截面视图和轴向横截面视图二者。在轴向横截面视图中，由于电缆关于沿电缆的轴向中心线、并且也关于电缆中点处的径向横截面平面是热对称的事实，仅示出电缆左半部分的上半部分。在该图中，指定了电缆性能模拟的边界条件。图3B是具有电绝缘层的常规的单股线导体电缆的示意图，其示出径向横截面视图和轴向横截面视图二者。在该轴向横截面视图中，由于电缆关于沿电缆的轴向中心线、并且也关于电缆中点处的径向横截面平面是热对称的事实，仅示出电缆左半部分的上半部分。在该图中，指定了电缆性能模拟的边界条件。图4是根据本公开的至少一个实施方式示出图3A的公开的高功率、高频率电力电缆的左半部分的温度分布的示意图。图5是示出图3B的常规电缆的温度分布的示意图。图6A是根据本公开的至少一个实施方式描绘公开的高功率、高频率电力电缆的另一个实施方式的不同层的横截面端视图。图6B是根据本公开的至少一个实施方式描绘图6A的公开的高功率、高频率电力电缆的不同层的横截面侧视图。图7A是根据本公开的至少一个实施方式描绘公开的高功率、高频率电力电缆的又另一个实施方式的不同层的横截面端视图。图7B是根据本公开的至少一个实施方式描绘图7A的公开的高功率、高频率电力电缆的不同层的横截面侧视图。图8是根据本公开的至少一个实施方式用于产生高功率、高频率电力电缆的规格的公开的方法的流程图。【具体实施方式】本文公开的方法和设备提供了高功率、高频率电力电缆的操作系统。具体地，该系统采用包括多层同心结构的电力电缆设计，其允许经由电力电缆的一端或两端从电力电缆移除热。公开的电力电缆设计的多层同心结构包括细长的中心热导体、围绕细长的热导体的电导体层、围绕电导体层的电绝缘层和围绕电绝缘层的任选的热绝缘层。在一个或多个实施方式中，电力电缆设计采用圆柱形的电导体。电导体的圆柱设计允许金属材料的使用的最小化，而同时考虑高频率交流电(AC)电流趋肤效应。中心细长的热导体可以由表现柔性、轻质的并且具有非常高的热导率的各种材料制造。可以制造中心细长的热导体的材料类型包括，但不限于热解石墨和碳纳米管(CNT)。公开的电力电缆设计允许电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电缆设备(100)，所述电力电缆设备包括：细长的热导体(110)；和围绕至少一部分所述细长的热导体的电导体层(120)，其中在所述电力电缆设备中产生的热经由所述细长的热导体被传输至所述电力电缆的至少一端。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L·高，S·刘，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：