[發明專利]用于繞組的高壓電纜以及包括該電纜的電磁感應裝置

有效

• 申請號: 201780049075.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109643604B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: G·埃里克森;M·普拉德漢;T·瓦斯
• 申請（專利權）人: 日立能源瑞士股份公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/36;H01B7/30;H01B9/02
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 王菲;張濤

本公開涉及一種用于電磁感應裝置的高壓繞組的電纜(1)。電纜(1)包括：具有寬度w的導體(5)；以及被布置在導體(5)的至少一部分周圍的屏蔽件(3)，其中在導體(5)的任何橫截面中，導體具有在范圍w/5＜r≤w/3內的半徑r的圓角(5a)。本文中還公開了包括形成高壓繞組的電纜的高壓電磁感應裝置。

技術領域

本公開總體涉及高壓設備。特別地，它涉及用于電磁感應裝置的高壓繞組的電纜。

背景技術

電磁感應裝置(諸如，變壓器以及電抗器)被用在功率系統中以進行電壓電平控制。至此，變壓器是用于升高和降低功率系統中的電壓的電磁感應裝置，以便以有成本效益的方式產生、傳輸以及利用電功率。在更一般的意義上，變壓器具有兩個主要部分：磁路，芯，例如由層壓鐵或鋼制成；以及電路，繞組，通常由鋁線或銅線制成。

用于電功率網絡的較大的變壓器通常被設計成具有高效率并且具有一系列嚴格的操作標準，例如：電介質、熱學、機械以及聲學標準。由于變壓器的功率處理能力(即，功率和電壓額定值)不斷地增加，變壓器設計面臨越來越多的約束。

變壓器設計的現代實踐尤其涉及在損耗以及在芯和繞組中的材料的使用的平衡。由于通過大型功率變壓器處理大量功率并且由于長使用壽命(通常為40年)，如果可以通過成本證明，損耗減少的任何改進都將是可觀的。

由于負載電流引起的變壓器中的功率損耗是總損耗的很大一部分。基于它們的來源，負載損耗(LL)包括可感知的三種不同類型的損耗：i)由于繞組導體的固有電阻引起的I²R損耗，還被稱為DC損耗； ii)由于時變磁場引起的繞組中的渦流損耗(ECL)，時變磁場由所有繞組導體中的負載電流產生；漏磁場以及iii)雜散損耗，即由于漏磁場引起的在變壓器的其它結構部分中的ECL。

用于降低渦流損耗的當前解決方案包括多股連續換位電纜(CTC)。這些電纜需要更牢固的銅，以便能夠處理高壓應用中的短路。此外，具有多個足夠薄且換位的股線的CTC電纜的制造是非常昂貴的工藝，并且需要借助于環氧樹脂來膠合并且絕緣股線。因此，高壓感應裝置的材料成本大幅增加。

WO2012136754中公開了另一種方法。該文件公開了用于電磁感應裝置的繞組的電纜。電纜包括：導體；以及層，該層包括具有在2至100000的范圍的相對磁導率的磁性材料，其中層至少部分地圍繞導體。由此可以減少渦流損耗。

US 5 545 853公開了用于在電動機的引線以及繞線定子中使用的浪涌(surge)保護電纜。電纜是“濾線”類型，并且通過衰減峰值電壓以及瞬態電壓尖峰來減少變頻驅動(VFD)電機的定子繞組中的故障。“濾線”類型的電纜絕緣防止“臟”功率沿軸線不衰減的行進。濾線電纜的特征在于導電材料的一個或多個股線的芯構件，其覆蓋有包含鐵氧體和/或磁鐵礦的主絕緣層。然后該層進一步覆蓋有由高溫材料制成的阻燃絕緣夾套(jacket)層。主絕緣層和外夾套層兩者都是交聯的。

US 2010/294531公開了機動車輛動力電纜，其包括由至少一個第一絕緣元件圍繞的至少一個第一扁平導體元件。機動車輛動力電纜進一步包括至少一個第二扁平導體元件和至少一個屏蔽元件，至少一個第二扁平導體元件由至少一個第二絕緣元件圍繞，至少一個屏蔽元件圍繞至少一個第一絕緣元件以及至少一個第二絕緣元件。除此之外，由第一絕緣元件圍繞的第一扁平導體元件以及由第二絕緣元件圍繞的第二扁平導體元件以這樣的方式布置，使得扁平導體元件的寬表面彼此疊置。

EP 1 453 068公開了縱向矩形橫截面的扁平導電電纜，包括沿著矩形側的較長側的兩個平行表面以及沿著較短矩形側的兩個平行表面，其中兩個表面中的一個表面具有由電線組成的覆蓋屏蔽件。