Бесшумный проводник
Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат – снижение уровня шума, вызывающего помехи, без увеличения массы проводника. Проводник для транспортировки энергии содержит продолговатый сердечник, выполненный из материала сердечника, и продолговатую проводящую оболочку, выполненную из проводящего материала. Продолговатая проводящая оболочка располагается вокруг продолговатого сердечника и выполнена из различных слоев жил, состоящих из набора жил, расположенных рядом друг с другом. Жилы выполняются такой формы, что для поперечного сечения жилы описанная окружность заполняется только от 50 до 90% материалом жилы. Поперечное сечение жилы имеет центральную часть, заполненную жилой, и множество выступов с одной или более впадин между выступами или поперечное сечение жилы имеет один или более полых участков, образованных внешней частью жилы. Причем форма выступов и указанных впадин или форма одного или более полых участков и внешних частей жил такова, что между жилами имеются промежутки, не занятые материалом жилы по меньшей мере на участке одной или более впадин или одного или более участков. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к транспортировке энергии. В частности, настоящее изобретение относится к проводникам, таким как кабели для транспортировки энергии и распределения энергии, а также способам производства проводников данного типа, в котором кабели создают как можно меньше шума, который может быть связан с напряжением (корона) или током (силы Лоренца).
Уровень техники
Вокруг проводников существует электрическое поле. Данное поле наиболее сильно на поверхности проводника. Чем меньше локальный радиус, тем сильнее будет электрическое поле локально. Иногда электрическое поле настолько сильно, что это может вызывать локальную ионизацию воздуха (корона). Поведение капель воды и загрязнений в данном переменном поле приводит к потенциально вызывающему помехи шуму, в частности если возникает преобладающий низкий тон в спектре, в данном случае 100 Гц и его гармоники. Различные анализы связывают шум конкретно с поведением капель воды в данной зоне, при этом 100 Гц объясняются тем, что поле проходит через амплитудные экстремумы дважды за цикл.
Известно, что данное явление зависит от диаметра проводника; в частности, чем больше диаметр, тем меньше возникает данный эффект, и это соответствует соображениям, относящимся к зависимости между размером электрического поля и диаметром проводника.
В прошлом уже был сделан ряд предложений по изготовлению проводника с большим диаметром. Первым примером является проводник, в котором некоторые жилы, формирующие оболочку, выполняются из полимера, чтобы уменьшить общую массу проводника и, таким образом, создать проводник, имеющий больший диаметр с той же массой.
Вторым примером является проводник с зазором, в котором вводится разделение между сердечником и оболочкой.
Третьим примером является расширенная полая трубка, имеющая проводник с рифленым сердечником.
Однако все еще остаются возможности для совершенствования.
Сущность изобретения
Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление хороших проводников для транспортировки энергии.
Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в возможности предоставления хороших проводников, например, воздушных линий поездов, надземных кабелей высокого напряжения для транспортировки энергии или распределения энергии и всех других видов применения, где используются проводники, при этом проводники вызывают небольшие помехи или вовсе не вызывают помех, например, будучи менее подвержены созданию вызывающего помехи шума (монотонного или иного), которое прямо или опосредованно сопутствует переменным электромагнитным полям.
Данная цель достигается посредством изделия или использования в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Настоящее изобретение относится к проводнику для транспортировки энергии, при этом проводник содержит продолговатый сердечник, выполненный из материала сердечника, и продолговатую проводящую оболочку, выполненную из проводящего материала, при этом продолговатая проводящая оболочка располагается вокруг продолговатого сердечника и выполнена из различных слоев жил, при этом каждый слой жил состоит из набора жил, которые располагаются рядом друг с другом, и по меньшей мере доля этих жил выполняется такой формы, что для поперечного сечения жилы имеется описанная окружность, заполненная только от 50 до 90% материалом жилы. Поперечное сечение жилы имеет центральную часть, заполненную материалом жилы (иными словами, жила не полая), и присутствует множество выступов (т. е. частей, которые выступают из центральной части). Форма данных жил далее является такой, что пространство (место), занимаемое данными жилами в пучке жил в слоях, является по существу цилиндрическим.
Вышеупомянутое условие может быть также сформулировано иначе таким образом, что жилы предоставляют оболочку, в которой слои оболочки имеют меньшую степень заполнения, чем если бы слои выполнялись посредством жил, имеющих в качестве поперечного сечения диск.
Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что, при той же массе проводника, что у традиционных проводников, получается проводник, имеющий больший диаметр. В результате это дает уменьшение локального электромагнитного поля и, таким образом, уменьшение фона проводника.
Большинство жил в слоях, например, все жилы в слоях, могут выполняться такой формы, что для поперечного сечения жилы описанная окружность только от 50 до 90% заполняется материалом жилы.
Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что проводники, имеющие различный диаметр, могут выполняться простым образом. Это дает возможность адаптировать диаметр проводника таким образом, что может быть подобран диаметр, при котором не возникают эффекты короны. Данный диаметр может зависеть от локальных параметров и от обычно возникающих напряжений.
Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что проводники представляют собой высокотемпературные проводники, чего нельзя сказать, например, о случае, если ряд жил заменяются полимерными жилами для получения меньшей массы при том же диаметре.
По меньшей мере одна из жил может иметь поперечное сечение, имеющее центральную часть, заполненную материалом жилы и имеющую множество выступов, выполненных из материалов жилы.
Множество выступов может касаться описанной окружности.
Множество выступов может иметь схожую форму, например такую же форму.
Множество выступов может иметь форму лепестка.
Множество выступов может быть равномерно распределено по периферии поперечного сечения.
Множество выступов может быть выполнено таким образом, чтобы они демонстрировали расширение вблизи описанной окружности.
Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что из-за расширения внешних концов выступов верхние части шире промежуточных, более глубоких частей, при этом жилы не могут входить друг в друга.
По меньшей мере одна из жил может иметь поперечное сечение, имеющее полую центральную часть.
Поперечное сечение может быть точечно-симметричным.
Поперечное сечение может быть асимметричным.
Поперечное сечение может, по меньшей мере в каждом квадранте описанной окружности, иметь материал жилы, который касается описанной окружности.
В поперечном сечении жилы, описанная окружность может быть только от 50 до 80% заполнена материалом жилы, т. е. описанная окружность заполняется материалом жилы только от 50 до 80%.
Жила может представлять собой цилиндрическую жилу, оснащенную множеством канавок во внешнем крае цилиндрической жилы.
Одна или более жил могут быть скрученными. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что в результате скручивания жил вдоль их продольного направления, точки поперечного сечения жилы, которые касаются описанной окружности, не находятся в фиксированных положениях вдоль длины оболочки, и, таким образом, данные точки могут формировать точки опоры для смежных жил таким образом, чтобы жилы не могли входить друг в друга.
По меньшей мере одна из жил может быть обмотана вокруг центрального сердечника. Предпочтительно, жилы внутри того же слоя следуют той же обмотке таким образом, чтобы они могли последовательно располагаться внутри слоя.
Различные жилы в одном и том же или в различных слоях могут иметь различные поперечное сечение.
Жилы проводящей оболочки могут состоять из материала, выбираемого из меди, медного сплава, алюминия и/или алюминиевого сплава.
Сердечник может быть выполнен из материала сердечника, выбираемого из одного или более из следующего: инвар, композит с металлической матрицей, композит с полимерной матрицей, стали, сталь с алюминиевым покрытием, сталь с медным покрытием или нержавеющая сталь.
В другом аспекте, настоящее изобретение также относится к проводящей жиле, при этом жила выполняется такой формы, чтобы для поперечного сечения жилы имелась описанная окружность, заполненная только от 50 до 90% материалом жилы, например только от 50 до 80%. Поперечное сечение жилы имеет центральную часть, заполненную материалом жилы (иными словами, жила не полая), и присутствует множество выступов (т. е. частей, которые выступают из центральной части). Форма жилы является такой, что, когда эти жилы укладываются в пучок, занимаемое пространство (место) является по существу цилиндрическим.
Поперечное сечение может иметь центральную часть, заполненную материалом жилы, и множество выступов.
Множество выступов может касаться описанной окружности.
Множество выступов может иметь схожую форму.
Множество выступов может иметь форму лепестка.
Множество выступов может быть равномерно распределено по периферии поперечного сечения.
Множество выступов может быть выполнено таким образом, чтобы они демонстрировали расширение вблизи описанной окружности.
Поперечное сечение может иметь полую центральную часть.
Поперечное сечение может быть точечно-симметричным.
Поперечное сечение может быть асимметричным.
В поперечном сечении, материал жилы может касаться описанной окружности по меньшей мере в каждом квадранте.
Жила может быть скрученной.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к использованию проводящей жилы, описываемой выше, для изготовления проводника для транспортировки энергии, например, для изготовления проводника, описанного выше.
Настоящее изобретение также относится к кабелю, содержащему проводник в соответствии с любым из предшествующих пунктов.
Конкретные преимущественные аспекты изобретения изложены в прилагаемых независимых и зависимых пунктах формулы изобретения. Признаки по зависимым пунктам формулы изобретения могут комбинироваться с признаками по независимым пунктам формулы изобретения и с признаками по другим зависимым пунктам формулы, как указано, а не только как явным образом изложено в формуле изобретения.
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны из вариантов осуществления, описываемых ниже, и будут разъяснены со ссылкой на них.
Краткое описание графических материалов
На ФИГ. 1 показан пример проводника в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 2 показаны возможные поперечные сечения жил, которые могут использоваться в проводнике в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 3 проиллюстрирован конкретный пример поперечного сечения жилы, в котором показана описанная окружность, используемая в вариантах осуществления настоящего изобретения.
Графические материалы являются лишь схематичными и не носят ограничительного характера. На графических материалах размеры некоторых частей могут быть изображены увеличенным образом, а не в масштабе, в иллюстративных целях.
Позиционные обозначения в формуле изобретения не могут интерпретироваться как ограничивающие объем правовой охраны. На различных графических материалах подобные позиционные обозначения обозначают подобные или схожие элементы.
Подробное описание иллюстративных вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение должно описываться со ссылкой на конкретные варианты осуществления и со ссылкой на конкретные графические материалы; однако изобретение не ограничивается ими, но ограничивается только формулой изобретения. Описываемые графические материалы являются лишь схематичными и не носят ограничительного характера. На графических материалах, размеры некоторых элементов могут быть показаны увеличенным образом, а не в масштабе, в иллюстративных целях. Размеры и относительные размеры иногда не соответствуют фактической реализации изобретения на практике.
Далее, термины первый, второй, третий и т. п. используются в описании и формуле изобретения для различения схожих элементов и не обязательно для описания порядка во времени, пространстве, приоритета или в любом другом смысле. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, взаимозаменяемы в соответствующих обстоятельствах, и что описанные в настоящем документе варианты осуществления изобретения пригодны к применению в порядке, отличном от того, который описан или представлен в настоящем документе.
Кроме того, термины верхний, нижний, над, перед и т. п. используются в описании и формуле в описательных целях и не обязательно для описания относительных положений. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, взаимозаменяемы в определенных обстоятельствах, и что описанные в настоящем документе варианты осуществления изобретения также пригодны к применению в ориентациях, отличных от тех, которые описаны или представлены в настоящем документе.
Следует отметить, что термин «содержит», используемый в формуле изобретения, не следует интерпретировать как ограничиваемый описанными ниже средствами; данный термин не исключает никакие другие элементы или шаги. Его следует интерпретировать как указание на присутствие заявленных признаков, значений, шагов или компонентов, на которые приводится ссылка, но не как исключение присутствия или добавления одного или более других признаков, значений, шагов или компонентов или их групп. Таким образом, объем выражения «устройство, содержащее средства A и B» не должен ограничиваться устройствами, состоящими только из компонентов A и B. Это означает, что, для настоящего изобретения, A и B являются единственными релевантными компонентами устройства.
Ссылка во всем описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описываемая в связи с вариантом осуществления, присутствует в по меньшей мере одном варианте осуществления настоящего изобретения. Таким образом, присутствие выражений «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в различных местах в данном описании может, но не обязательно должно относиться к одному и тому же варианту осуществления в каждом случае. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут комбинироваться любым подходящим образом, как это было бы понятно среднему специалисту в данной области техники на основе данного описания, в одном или нескольких вариантах осуществления.
Аналогичным образом, следует понимать, что в описании примеров осуществления изобретения различные признаки изобретения иногда группируются вместе в одном варианте осуществления, чертеже или его описании с целью упрощения раскрытия и способствования пониманию одного или более различных аспектов изобретения. Однако, эта форма описания не должна интерпретироваться как отражающая намерение, согласно которому изобретение требует больше признаков, чем явно упомянуто в каждом пункте формулы изобретения. Напротив, как отражено в последующей формуле изобретения, аспекты изобретения заключаются меньше чем во всех признаках одного из вариантов осуществления, описанного выше. Таким образом, формула изобретения, следующая за подробным описанием, явным образом включена в это подробное описание, при этом каждый пункт формулы сам по себе является конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Далее, хотя некоторые описанные в настоящем документе варианты осуществления содержат некоторые, но не другие, признаки, включенные в другие варианты осуществления, комбинации признаков различных вариантов осуществления должны включаться в объем изобретения, и они формируют другие варианты осуществления, как было бы понятно специалисту в данной области техники. Например, в нижеследующей формуле изобретения, любой из описанных вариантов осуществления может использоваться в любой комбинации.
В приведенном здесь описании изложены многочисленные конкретные подробности. Однако, следует понимать, что варианты осуществления изобретения могут быть реализованы без этих конкретных подробностей. Иными словами, хорошо известные способы, структуры и методики подробно не описываются для сохранения ясности описания.
В случаях, где варианты осуществления настоящего изобретения относятся к проводнику, это обычно относится к проводнику, имеющему центральный сердечник, который обычно является усиленным элементом, и охватывающий элемент, который обычно является проводящим материалом.
В случаях, где варианты осуществления настоящего изобретения, относятся к поперечному сечению жилы, это обычно относится к сечению поперек продольного направления такой жилы.
В случаях, где варианты осуществления настоящего изобретения относятся к описанной окружности для поперечного сечения жилы, это относится к наименьшей окружности, которая касается внешнего края поперечного сечения жилы таким образом, что поперечное сечение жилы располагается внутри края, т. е. и таким образом не снаружи данной окружности.
С тем чтобы сделать проводники менее подверженными к вызывающему помехи шуму, обусловленному прямыми или опосредованными переменными электромагнитными полями - вызывающий помехи шум также называется фоном - обычно цель состоит в том, чтобы сделать диаметр проводника больше традиционного. Однако в данном контексте важно, что общая масса проводников по существу не увеличивалась. С одной стороны, это имеет преимущество, состоящее в отсутствии дополнительной нагрузки на проводники, так как при воздействии избыточной массы проводники могут разрушаться. С другой стороны, это в равной степени имеет преимущество, состоящее в том, что количество материала, который необходимо использовать, по существу не увеличивается, и это имеет как экономические, так и экологические преимущества.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к проводнику для транспортировки энергии. Проводник такого типа может, например, использоваться для передачи и распределения электричества в качестве кабелей большой емкости, в качестве кабелей питания для поездов или трамваев и т.д. Проводники могут, например, использоваться над землей, хотя этим варианты осуществления не ограничиваются.
Проводник обычно содержит продолговатый сердечник, выполненный из материала сердечника, и продолговатую проводящую оболочку, выполненную из проводящего материала. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, продолговатая проводящая оболочка выполняется из различных слоев жил, при этом каждый слой жил состоит из набора жил, которые располагаются рядом друг с другом. В данном контексте, по меньшей мере одна из данных жил, но предпочтительно несколько и, возможно, все жилы, выполняется такой формы, чтобы в поперечном сечении жилы имелась описанная окружность, заполненная только от 50 до 90%, например заполненная только от 50 до 80%, материалом жилы. Иными словами, жила не является цилиндрической, так как описанная окружность в ее поперечном сечении была бы заполнена на 100%, но жила выполняется такой формы, чтобы часть описанной окружности не была заполнена материалом жилы в вариантах осуществления настоящего изобретения. Форма данных жил далее является такой, что пространство, занимаемое данными жилами в пучке жил в слоях действительно является по существу цилиндрическим. Примеры, подпадающие под «по существу занимающие цилиндрическое пространство», являются, например, жилы, имеющие сечение, показанное на ФИГ. 1, 2 и 3.
Вышеупомянутое условие может быть также сформулировано иначе таким образом, что жилы предоставляют оболочку, в которой слои оболочки имеют меньшую степень заполнения, чем если бы слои выполнялись посредством жил, имеющих в качестве поперечного сечения диск. Степень заполнения в оболочке может, например, составлять менее 90%, например, менее 80%, например, менее 70% или, например, менее 60%.
Дальнейшие подробности и стандартные и необязательные элементы и аспекты проводника будут описаны далее со ссылкой на ФИГ. 1 и т. д. На ФИГ. 1 проиллюстрировано поперечное сечение проводника 100 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Проводник 100 имеет продолговатый сердечник 110 и продолговатую оболочку 120, которая охватывает сердечник.
Продолговатый сердечник 110 предусмотрен в качестве усиленного элемента для проводника 100. Материал сердечника, иными словами, материал, из которого выполняется сердечник 110, может, например, выбираться из одного из следующего: сталь, инвар, нержавеющая сталь, сталь с алюминиевым покрытием, сталь с медным покрытием, композиционный материал с полимерной матрицей или композиционный материал с металлической матрицей на основе углеродных волокон, керамических волокон или других волокон, демонстрирующих высокую прочность. Сердечник 110 может иметь круглое поперечное сечение, или может использоваться альтернативное поперечное сечение, такое как шестиугольное, квадратное и т. д. Продолговатый сердечник 110 может быть выполнен из одной жилы. В некоторых случаях сердечник может также состоять из композиции некоторого числа жил. Число жил в данном случае не имеет ограничительного характера, например, 7, 19, 37, 61. Данные жилы могут состоять как из металла, так и из композита. Продолговатый сердечник 110, используемый в качестве усиленного элемента, может, например, иметь диаметр от 4 до 12 мм для сердечников, выполненных из 1 жилы, например, от 3 до 12 мм для штампованных сердечников проводника, состоящих из 7 жил, например, от 5 до 20 мм для штампованных сердечников проводника, состоящих из 19 жил, например, от 7 до 28 мм для штампованных сердечников проводника, состоящих из 37 жил, или от 9 до 36 мм для штампованных жил проводника, выполненных из 61 жилы. В некоторых случаях, однако, диаметр жил может быть даже большим.
В соответствии с настоящим изобретением продолговатая оболочка 120 содержит некоторое число слоев жил, при этом слои обычно выполняются концентрически вокруг сердечника. Описанный диаметр жил или некоторое число слоев проводящей жилы обычно больше, чем в традиционных проводниках, с тем чтобы создать больший диаметр для проводника, в результате чего снижается шум, вызываемый переменными альтернативными полями, и сопутствующий фон. Внутри слоев жилы могут обычно располагаться друг напротив друга.
Жилы могут выполняться из материала, выбираемого из одного из следующего: медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав, или их комбинация.
Проводящий материал, из которого выполняется оболочка, может, например, выбираться из меди или одного из ее сплавов или алюминия или одного из его сплавов. Толщина оболочки может варьироваться, но обычно соблюдается толщина 20 мм или больше, так как цель состоит конкретно в том, чтобы предоставить проводник, имеющий больший диаметр.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере доля жил, внутри одного и того же слоя и/или внутри различных слоев, выполняются такой формы, чтобы в поперечном сечении жилы была описанная окружность, только от 50 до 90% заполненная материалом жилы. В некоторых вариантах осуществления, это предпочтительно составляет только от 50 до 80% или даже от 50 до 70%. Жилы, таким образом, не являются полностью цилиндрическими жилами (в которых степень заполнения материалом жилы составляла бы 100%). Это в результате дает преимущество, состоящее в том, что масса оболочки может быть от 10 до 50% меньше для такого же диаметра или, иными словами, что толщина оболочки может увеличиваться. Большая толщина оболочки и, таким образом, больший диаметр проводника в результате дает уменьшение механических вибраций.
Форма проводящих жил в первом и/или дальнейших слоях в оболочке является такой, что, хотя проводящие жилы в слоях оболочки не являются полноценными цилиндрами, пространство, занимаемое проводящими жилами в пучке жил в слоях оболочки, действительно является по существу цилиндрическим.
Проводящие жилы могут пролегать прямо вдоль сердечника или обматываться вокруг сердечника. Преимущество обматываемых проводящих жил состоит в том, что в результате это дает более стабильную укладку в пучки, в которых жилы меньше вдавливаются друг в друга или не вдавливаются вовсе.
В некоторых вариантах осуществления проводящие жилы могут также скручиваться вокруг собственной оси. Это подразумевает, что поперечное сечение жилы варьируется вдоль осевого направления жилы. Это аналогичным образом имеет преимущество, состоящее в том, что смежные жилы меньше вдавливаются друг в друга или не вдавливаются вовсе.
Поперечное сечение жил может также различаться в различных слоях, из которых выполнена оболочка. Внутри слоя и/или между слоями могут, таким образом, использоваться жилы, имеющие различные поперечные сечения. Таким образом, например, изменение поперечных сечений может предусматриваться таким образом, чтобы смежные жилы внутри слоя никогда не имели одинакового поперечного сечения. В качестве альтернативы или в дополнение изменение поперечных сечений может предусматриваться таким образом, чтобы смежные жилы из различных слоев никогда не имели одинакового поперечного сечения.
На ФИГ. 2 проиллюстрирован ряд примеров поперечных сечений жил 200 оболочки, в которых степень заполнения описанной окружности поперечным сечением жилы составляет от 50 до 90%. Данные поперечные сечения могут быть симметричными или асимметричными. На ФИГ. 2 (a) и (b) показаны точечно-симметричные конструкции. На ФИГ. 2 (c), (d) и (e) показаны асимметричные конструкции. В конструкциях (a), (c) и (e), видны выступающие части, которые отклоняются в большей или меньшей степени от описанной окружности. Хотя показано несколько конкретных вариантов осуществления, это служит лишь для иллюстрации, и могут использоваться другие поперечные сечения.
В некоторых вариантах осуществления, поперечное сечение жилы демонстрирует центральную часть, заполненную материалом жилы, и ряд выступающих частей. Эти выступающие части могут иметь форму лепестка, пирамиды и т. д. Все выступающие части могут иметь схожую форму или даже одинаковую форму или могут варьироваться по форме. В некоторых вариантах осуществления, выступающие части касаются описанной окружности для поперечного сечения жилы. Число выступающих частей может составлять 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или более. Выступающие части могут иметь расширение далее от сердечника жилы, иными словами плотнее прилегать к описанной окружности. Это имеет преимущество, состоящее в наличии большей опоры для предотвращения вхождения друг в друга жил, расположенных рядом друг с другом.
В некоторых вариантах осуществления, жилы могут формоваться путем формирования канавок в цилиндрических жилах.
На ФИГ. 3 проиллюстрировано поперечное сечение жилы 200, в которой зоны, содержащие материал 301 жилы и зоны, где не присутствует жила или материал 302 жилы, представлены в описанной окружности 303. Конкретный пример аналогичным образом показывает центральную часть 304, заполненную материалом жилы, выступающую часть 305 и расширение 306 вблизи описанной окружности.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к кабелю, содержащему проводник, описанный в первом аспекте. Так же, как проводник, кабель может также содержать дополнительные слои материала, такие как изолирующие слои.
В дополнительном аспекте настоящее изобретение относится к жиле, выполненной из проводящего материала, такого как медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав, при этом жила имеет такое поперечное сечение, что в данном поперечном сечении описанная окружность только от 50 до 90% заполнена материалом жилы. Жила, таким образом, не является цилиндрической со 100% степенью заполнения. Поперечное сечение жилы имеет центральную часть, заполненную материалом жилы, и имеет множество выступов. Форма этих жил является такой, что пространство, занимаемое жилой в пучке данных жил, действительно является по существу цилиндрическим, например, при использовании, например, в слоях оболочки проводника. Жила может обычно выполняться такой формы, что, в поперечном сечении, материал жилы касается описанной окружности по меньшей мере в каждом квадранте описанной окружности. Это может затем служить в качестве опоры для смежных жил или по меньшей мере предотвращать вхождение жил друг в друга. Дальнейшие признаки и преимущества вариантов осуществления могут соответствовать признакам и преимуществам жил, описанных для проводников в первом аспекте. Жилы могут производиться с использованием традиционных методик волочения проволоки или для некоторых конкретных форм поперечного сечения посредством экструзии.
В еще одном дополнительном аспекте, настоящее изобретение также относится к использованию жилы, описанной в предшествующем аспекте, для изготовления проводника в соответствии с первым аспектом.
Различные аспекты могут комбинироваться друг с другом простым образом, и комбинации, таким образом, аналогично соответствуют вариантам осуществления в соответствии с настоящим изобретением.
1. Проводник (100) для транспортировки энергии, при этом проводник (100) содержит
продолговатый сердечник (110), выполненный из материала сердечника, и
продолговатую проводящую оболочку (120), выполненную из проводящего материала, при этом продолговатая проводящая оболочка (120) располагается вокруг продолговатого сердечника (110) и выполнена из различных слоев жил (200), при этом каждый слой жил (200) состоит из набора жил (200), которые располагаются рядом друг с другом, и
при этом по меньшей мере доля данных жил (200) выполнена такой формы, что для поперечного сечения жилы, описанная окружность (303) заполняется только от 50 до 90% материалом (301) жилы, и что поперечное сечение жилы имеет центральную часть, заполненную материалом жилы, а поперечное сечение жилы имеет множество выступов с одной или более впадин между выступами или поперечное сечение жилы имеет один или более полых участков, образованных внешней частью жилы, причем форма выступов и указанных одной или более впадин или форма указанных одного или более полых участков и внешних частей жил такова, что между жилами имеются промежутки, не занятые материалом жилы по меньшей мере на участке одной или более впадин или одного или более полых участков, и при этом форма данных жил является такой, что пространство, занимаемое данной жилой в пучке жил в слоях, является по существу цилиндрическим.
2. Проводник (100) по п. 1, отличающийся тем, что большинство жил (200) в слоях, например все жилы (200) в слоях, выполнены такой формы, что для поперечного сечения жилы (200) описанная окружность (303) заполняется только от 50 до 90% материалом (301) жилы.
3. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что множество выступов (305) касается описанной окружности (303).
4. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что множество выступов (305) имеет схожую форму.
5. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что множество выступов (305) имеет форму лепестка.
6. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что множество выступов (305) равномерно распределено по периферии поперечного сечения.
7. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что множество выступов (305) выполнены таким образом, что они демонстрируют расширение (306) вблизи описанной окружности (303).
8. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поперечное сечение является точечно-симметричным.
9. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поперечное сечение является асимметричным.
10. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в поперечном сечении материал (301) жилы касается описанной окружности (303) по меньшей мере в каждом квадранте описанной окружности (303).
11. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в поперечном сечении жилы (200) описанная окружность (303) только от 50 до 80% заполнена материалом (301) жилы.
12. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что жила (200) представляет собой цилиндрическую жилу, оснащенную множеством канавок во внешнем крае цилиндрической жилы.
13. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из данных жил (200) скручена.
14. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из данных жил (200) обмотана вокруг центрального сердечника.
15. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что различные жилы (200) имеют различное поперечное сечение.
16. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что жилы проводящей оболочки состоят из материала, выбираемого из одного из следующего: медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав.
17. Проводник (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сердечник выполнен из материала сердечника, выбираемого из одного из следующего: инвар, композит с металлической матрицей, композит с полимерной матрицей, сталь, сталь с алюминиевым покрытием, сталь с медным покрытием или нержавеющая сталь.
18. Кабель, содержащий проводник (100) в соответствии с любым из предшествующих пунктов.
19. Проводящая жила (200), отличающаяся тем, что жила выполнена такой формы, что для поперечного сечения жилы, описанная окружность заполняется только от 50 до 90% материалом жилы, при этом поперечное сечение жилы имеет центральную часть, заполненную материалом жилы, а поперечное сечение жилы имеет множество выступов с одной или более впадин между выступами или поперечное сечение жилы имеет один или более полых участков, образованных внешней частью жилы, причем форма выступов и указанных одной или более впадин или форма указанных одного или более полых участков и внешних частей жил такова, что между жилами имеются промежутки, не занятые материалом жилы по меньшей мере на участке одной или более впадин или одного или более полых участков, и при этом форма данных жил является такой, что пространство, занимаемое данной жилой в пучке жил в слоях, является по существу цилиндрическим.
20. Проводящая жила (200) по п. 19, отличающаяся тем, что множество выступов касается описанной окружности.
21. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19, 20, отличающаяся тем, что множество выступов имеет схожую форму.
22. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-21, отличающаяся тем, что множество выступов имеет форму лепестка.
23. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, что множество выступов равномерно распределено по периферии поперечного сечения.
24. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-23, отличающаяся тем, что множество выступов выполнено таким образом, что они демонстрируют расширение вблизи описанной окружности.
25. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-24, отличающаяся тем, что поперечное сечение является точечно-симметричным.
26. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-24, отличающаяся тем, что поперечное сечение является асимметричным.
27. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-26, отличающаяся тем, что в поперечном сечении материал жилы касается описанной окружности по меньшей мере в каждом квадранте описанной окружности.
28. Проводящая жила (200) по любому из пп. 19-27, отличающаяся тем, что жила скручена.
29. Использование проводящей жилы (200) по любому из пп. 19-28 для изготовления проводника (100) для транспортировки энергии.
