[發(fā)明專(zhuān)利]高功率、高頻率電力電纜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310483305.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103730202B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·高;S·劉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01B9/00
• 分類(lèi)號(hào): H01B9/00;H01B7/42
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,張全信

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及電力電纜。具體地其涉及高功率、高頻率電力電纜。

背景技術(shù)

目前，對(duì)于常規(guī)的電力電纜設(shè)計(jì)，沿著電纜表面從電力電纜釋放熱。因此，這些常規(guī)的電力電纜設(shè)計(jì)需要龐大空間的冷卻系統(tǒng)，以保持電力電纜的溫度低于最高溫度閾值。本公開(kāi)提供了電纜設(shè)計(jì)，其允許有效使用材料、并且提供了有效的散熱、而同時(shí)適于高功率傳輸和高頻率電力傳輸。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)涉及用于高功率、高頻率電力電纜的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，本公開(kāi)教導(dǎo)包括細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體的電力電纜設(shè)備。電力電纜設(shè)備還包括圍繞至少一部分細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體的電導(dǎo)體層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，在電力電纜中產(chǎn)生的熱經(jīng)由細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體被傳輸至電力電纜的至少一端。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，電力電纜設(shè)備還包括圍繞至少一部分電導(dǎo)體層的電絕緣層。

在至少一個(gè)實(shí)施方式中，電絕緣層由聚氯乙烯(PVC)、氟化乙烯丙烯(FEP)或者聚四氟乙烯(TFE)特氟隆制造。

在一些實(shí)施方式中，電力電纜設(shè)備還包括圍繞至少一部分電絕緣層的熱絕緣層。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備還包括圍繞至少一部分電絕緣層的屏蔽層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備還包括圍繞至少一部分屏蔽層的第二電絕緣層。

在至少一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備還包括圍繞至少一部分電導(dǎo)體層的第二熱導(dǎo)體層。在一些實(shí)施方式中，設(shè)備還包括圍繞至少一部分第二熱導(dǎo)體層的電絕緣層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備還包括圍繞至少一部分電絕緣層的熱絕緣層。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)熱導(dǎo)體的橫截面形狀是圓形的、矩形的或者多邊形的。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體由柔性的、輕質(zhì)的并且具有非常高的熱導(dǎo)率的材料制造。在一些實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體由熱解石墨或者碳納米管(CNT)制造。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，電導(dǎo)體層包括單股線(xiàn)(single solid)或者多股線(xiàn)。在一些實(shí)施方式中，電導(dǎo)體層由銅合金；鋁合金；或者銅、鐵和銀合金的組合制造。在一些實(shí)施方式中，電力電纜的至少一端被連接至冷卻系統(tǒng)。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)了配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)包括至少一個(gè)電力電纜。至少一個(gè)電力電纜包括細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體，以及圍繞至少一部分細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體的電導(dǎo)體層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，在電力電纜中產(chǎn)生的熱經(jīng)由細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體被傳輸至電力電纜(一個(gè)或者多個(gè))的至少一端。在一些實(shí)施方式中，配電系統(tǒng)還包括至少一個(gè)冷卻系統(tǒng)，其被連接至至少一個(gè)電力電纜的至少一端。

在至少一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分電導(dǎo)體層的電絕緣層。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分電絕緣層的熱絕緣層。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分電絕緣層的屏蔽層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分屏蔽層的第二電絕緣層。

在至少一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分電導(dǎo)體層的第二熱導(dǎo)體層。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分第二熱導(dǎo)體層的電絕緣層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電力電纜還包括圍繞至少一部分電絕緣層的熱絕緣層。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)了冷卻電力電纜的方法。本方法包括為電力電纜提供細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體。本方法還包括為電力電纜提供圍繞至少一部分細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體的電導(dǎo)體層。另外，本方法包括將在電力電纜中產(chǎn)生的熱經(jīng)由細(xì)長(zhǎng)的熱導(dǎo)體傳輸至電力電纜的至少一端。

在至少一個(gè)實(shí)施方式中，用于產(chǎn)生電力電纜的規(guī)格的方法包括對(duì)于至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)，提供電力電纜的要求、條件以及約束。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，要求包括電力電纜的電學(xué)要求、條件包括用于制造電力電纜的材料、以及約束包括電力電纜的溫度約束。本方法還包括利用至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過(guò)使用提供的電力電纜的要求、條件以及約束，產(chǎn)生一組用于電力電纜的關(guān)聯(lián)的電熱穩(wěn)態(tài)算法。此外，本方法包括利用至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過(guò)使用一組用于電力電纜的關(guān)聯(lián)的電熱穩(wěn)態(tài)算法，計(jì)算電力電纜的規(guī)格。

在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中可單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)特征、功能和優(yōu)勢(shì)或者可在又其它實(shí)施方式中組合特征、功能和優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

參考以下描述、所附權(quán)利要求和附圖將更好地理解本公開(kāi)的這些和其他特征、方面以及優(yōu)勢(shì)，其中：

圖1A是根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式描繪公開(kāi)的高功率、高頻率電力電纜的不同層的橫截面端視圖。

圖1B是根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式描繪公開(kāi)的高功率、高頻率電力電纜的不同層的橫截面?zhèn)纫晥D。