ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ Российский патент 2024 года по МПК H01B11/20 H01B9/00 

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к высоковольтным электрическим воздушным кабелям для транспортировки электроэнергии, называемым воздушными линиями электропередачи, и может быть использовано для передачи электрической энергии повышенной частоты до 12000 Гц в силовых сетях номинальным переменным напряжением до 2000 В.

Известен сверхпроводящий кабель (патент на изобретение RU №2340969, МПК Н01 В 12/02, опубл. 10.12.2008 г. ), содержащий каркас из нормально-проводящего металла, первый сверхпроводящий слой, сформированный вокруг внешней окружности каркаса, электроизоляционный слой, сформированный вокруг внешней окружности первого сверхпроводящего слоя, второй сверхпроводящий слой, сформированный вокруг внешней окружности электроизоляционного слоя, и нормально-проводящий металлический слой, сформированный между электроизоляционным слоем и вторым сверхпроводящим слоем.

Недостатками указанного сверхпроводящего кабеля является использование проводников из сверхпроводящих материалов, циркуляции хладагента через кабель для достижения необходимой рабочей температуры проводников.

Известен кабель нагревательный коаксиальный трехфазный (патент на изобретение RU №2516219, МПК Н05 В 3/56, опубл. 20.05.2014 г. ), содержащий три жилы, каждая из которых покрыта внешней герметичной термоэлектроизоляционной оболочкой и имеет внутренний и наружный проводники, последовательно соединенные между собой и коаксиально размещенные с кольцевым зазором между ними, заполненным внутренней термоэлектроизоляционной оболочкой, и общую защитную оболочку.

Недостатком этого технического решения является то, что изобретение относится к электрическим нагревательным кабелям, а именно к конструкциям кабелей нагревательных коаксиальных трехфазных, которые предназначены для обогрева объектов различной формы. Данный кабель по своим конструктивным и изоляционным характеристикам не предназначен для передачи электроэнергии высокого напряжения.

Известен кабель коаксиальный для передачи и распространения электрической энергии (патент на полезную модель RU №81370, МПК Н01 В 9/04, опубл. 10.03.2009 г. ), содержащий внутренний проводник, изоляцию внутреннего проводника, на которую концентрично наложен внешний многожильный проводник из алюминиевых проволок, и внешнюю изолирующую оболочку, внутренний проводник выполнен одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок, скрученных между собой в сердечник, часть жил внутреннего и внешнего проводников выполнена из стальных оцинкованных проволок, причем количество стальных проволок определяется требуемым разрывным усилием, которое должен выдерживать кабель.

Недостатками указанного кабеля коаксиального для передачи и распространения электрической энергии является отсутствие необходимого количества проводников и, как следствие, невозможность передачи электроэнергии по трехфазной системе электропередачи.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель (патент на изобретение RU №2790859, МПК Н01 В 9/02, опубл. 28.02.2023 г. ), содержащий первый проводник, выполненный одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок и расположенный в центре кабеля, последующие проводники выполнены одножильными или с оплеткой медными или алюминиевыми проволоками, накладывающимися концентрично на изоляцию предыдущего проводника, три проводника изолированы фторопластом, а четвертый проводник покрыт внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена.

Недостатками указанного высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля является растяжение и провисание его в процессе эксплуатации на воздушных линиях электропередачи, что снижает надежность и безопасность силовых сетей.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности кабеля и безопасности эксплуатации силовых сетей с возможностью передачи электроэнергии повышенной частоты по высоковольтному трехфазному коаксиальному кабелю.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности посредством устранения провисания и растяжения высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля.

Это достигается тем, что высоковольтный коаксиальный трехфазный кабель, содержащий четыре проводника, три из которых изолированы фторопластом, проводники из медных или алюминиевых проволок расположены соосно, первый проводник выполнен одножильным или многожильным и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля, последующие проводники выполнены в виде оплетки или одножильными, причем каждый проводник накладывается концентрично на изоляцию предыдущего проводника, согласно изобретению, дополнительно содержит два продольно уложенных на четвертый проводник арамидных несущих троса, причем четвертый проводник и два продольно уложенных на него арамидных несущих троса покрыты внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема кабеля (продольная), на фиг. 2 - принципиальная схема кабеля (поперечная).

Конструкция предлагаемого высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля, включающего проводники №№1-4, содержит (см. фиг. 1-2):

1. Внешняя изолирующая оболочка из светостабилизированного сшитого полиэтилена;

2. Проводник №4;

3. Изоляция проводника №3 из фторопласта;

4. Проводник №3;

5. Изоляция проводника №2 из фторопласта;

6. Проводник №2;

7. Изоляция проводника №1 из фторопласта;

8. Проводник №1;

9. Арамидный несущий трос.

Высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель (фиг.1 и фиг. 2) состоит из четырех проводников для трехфазного тока повышенной частоты и двух несущих тросов 9, проводники 8,6,4 - для трех фаз L1, L2, L3, а проводник 2 - в зависимости от выбранной системы заземления. Проводник 8 выполнен одножильным или многожильным из медных или алюминиевых проволок и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля. Последующие проводники 6, 4 и 2 выполнены одножильными или в виде оплетки медными или алюминиевыми проволоками, накладывающимися концентрично на изоляцию 7, 5 и 3 предыдущего проводника соответственно. Два несущих троса 9, выполненных из арамидных нитей, уложены продольно на проводник 2 и покрыты внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена 1.

Высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель работает следующим образом.

Изоляция из фторопласта 7, 5 и 3 обеспечивает защиту от короткого замыкания между проводниками 8, 6; 6, 4 и 4, 2. Внешняя изолирующая оболочка 1 из светостабилизированного сшитого полиэтилена предотвращает вредные внешние воздействия на высоковольтный трехфазный коаксиальный кабель, находящийся в контакте со средой, а также защищает людей от поражения электрическим током повышенной частоты при непосредственном контакте с проводником 2.

Арамидный трос 9 принимает все несущие нагрузки, повышая надежность высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля без снижения гибкости.

Таким образом, несущие нагрузки распределяются без снижения эффективности использования материала проводников, не увеличивая электрическое сопротивление при передаче электрической энергии повышенной частоты в предлагаемом высоковольтном трехфазном коаксиальном кабеле.

Использование изобретения позволяет повысить надежность и безопасность передачи электроэнергии повышенной частоты по высоковольтному трехфазному коаксиальному кабелю посредством устранения провисания и растяжения, а также увеличить срок его службы.

Изобретение относится к высоковольтным электрическим воздушным кабелям для транспортировки электроэнергии повышенной частоты. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности передачи электроэнергии повышенной частоты по высоковольтному трехфазному коаксиальному кабелю посредством устранения провисания и растяжения. Технический результат достигается тем, что высоковольтный кабель состоит из четырех проводников для трехфазного тока повышенной частоты, три из которых изолированы фторопластом. Первый проводник выполнен одножильным или многожильным и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля. Последующие проводники выполнены в виде оплетки или одножильными. Каждый проводник накладывается концентрично на изоляцию предыдущего проводника. Кабель дополнительно содержит два продольно уложенных на четвертый проводник арамидных несущих троса, причем четвертый проводник и два продольно уложенных на него арамидных несущих троса покрыты внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена. 2 ил.

Высоковольтный коаксиальный трехфазный кабель, содержащий четыре проводника, три из которых изолированы фторопластом, проводники из медных или алюминиевых проволок расположены соосно, первый проводник выполнен одножильным или многожильным и расположен в центре высоковольтного трехфазного коаксиального кабеля, последующие проводники выполнены в виде оплетки или одножильными, причем каждый проводник накладывается концентрично на изоляцию предыдущего проводника, отличающийся тем, что дополнительно содержит два продольно уложенных на четвертый проводник арамидных несущих троса, причем четвертый проводник и два продольно уложенных на него арамидных несущих троса покрыты внешней изолирующей оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена.