本发明属于电缆,涉及一种特种直线电机用同轴电缆。
背景技术:
1、特种直线电机是为了满足特定应用场景下的高性能、高可靠性和特殊功能要求而设计制造的直线电机产品。这种电机依然遵循直线电机的基本工作原理,即将电能直接转化为直线运动机械能,不需通过齿轮、皮带等中间传动装置。
2、特种直线电机用电缆是专为配合直线电机工作特性而设计制造的高性能电缆,需要综合考虑机械强度、电气性能、环境适应性和使用寿命等多个关键因素,旨在满足直线电机系统对于电缆的严格要求。传统的同轴电缆中,在传输高频或快速变化的高压大电流脉冲时,集肤效应(也称作趋肤效应)会导致电流主要集中在导体的表层。集肤效应是由于交变电流在导体内部产生的感应磁场导致的,这个磁场使得导体内各层电子受到垂直于导体表面的力的作用,使得电子趋向于在导体表面附近振动,进而使得电流密度在外表面处显著增强。
3、随着频率的增高,电流集中在导体表面的现象更加明显,这样就造成了导体内部大部分体积的截面积实际上并未得到有效利用,等效于导体的电阻增大,因为电流集中区域的电阻相对较大。此外,由于电流集中导致的局部发热增加,如果不采取有效的措施,可能会加速电缆的老化和损坏,降低电缆的稳定性和使用寿命。
4、针对这一问题,亟需设计一种能使电流在各个导体之间更均匀分布的电缆,增大电缆实际利用的导电面积,从而大大提升电缆在高电压、大电流条件下的载流量,满足更高电流应用环境的需求,步保证电缆在极端工作条件下的稳定性与可靠性。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术中直线电机用同轴电缆存在的问题,提供一种特种直线电机用同轴电缆。
2、本发明的一个目的通过以下技术方案来实现:
3、一种特种直线电机用同轴电缆,所述特种直线电机用同轴电缆包括内导体和外导体以及多层防护体系,所述内导体设置于电缆中心,由若干股内导体股线和带绕包带的内导体股线组成,所述内导体由若干绕包带分割隔离成中心内导体和若干层外层内导体,中心内导体由内导体股线组成,每层外层内导体包括若干内导体股线和带绕包带的内导体股线。
4、作为优选,所述内导体包括30~100股内导体股线和3~40股带绕包带的内导体股线。
5、作为优选,所述内导体包括1~10层外层内导体。
6、作为优选,所述带绕包带的内导体股线均匀分布在每层外层内导体中。所述带绕包带的内导体股线为绕包了一层绕包带的内导体股线。
7、作为优选,所述绕包带采用聚酯材料,进一步优选为pet材料。
8、作为优选,每股内导体股线由若干根软铜丝和/或镀锡软铜丝绞合而成。
9、进一步优选,每股内导体股线由5~100根软铜丝和/或镀锡软铜丝绞合而成。
10、进一步优选,所述软铜丝或镀锡软铜丝为gb/t3956-2008中第五种软铜丝或第五种镀锡软铜丝。
11、作为优选,所述外导体为若干股外导体股线和带绕包带的外导体股线组成的单层结构,带绕包带的外导体股线均匀分布在外导体中。
12、作为优选,所述外导体包括5~50股外导体股线和3~10股带绕包带的外导体股线。所述带绕包带的外导体股线为绕包了一层绕包带的外导体股线。
13、作为优选,所述绕包带采用聚酯材料,进一步优选为pet材料。
14、作为优选,每股外导体股线由若干根软铜丝和/或镀锡软铜丝绞合而成。
15、进一步优选,每股外导体股线由5~100根软铜丝和/或镀锡软铜丝绞合而成。
16、进一步优选,所述软铜丝或镀锡软铜丝为gb/t3956-2008中第五种软铜丝或第五种镀锡软铜丝。
17、本发明提供的一种特种直线电机用同轴电缆,考虑到电缆内外导体截面较大,存在一定的集肤效应,故在设计内外导体结构时采用分层、分割导体结构,以减小电缆的集肤效应。
18、作为优选,所述多层防护体系包括:在内导体外绕包一层半导电带,半导电带外通过三层共挤依次挤包内屏蔽层、内绝缘层、内绝缘屏蔽层,内绝缘屏蔽层外绕包一层半导电带,半导电带外设置外导体。
19、进一步优选,所述多层防护体系包括:在内导体外绕包一层半导电带,半导电带外通过三层共挤依次挤包内屏蔽层、内绝缘层、内绝缘屏蔽层,内绝缘屏蔽层外绕包一层半导电带,半导电带外设置外导体,外导体外绕包一层半导电带,半导电带外依次编织外屏蔽层、外绝缘层、外绝缘屏蔽层,外绝缘屏蔽层外绕包一层半导电带,半导电带外再编织一层金属屏蔽层,金属屏蔽层外再挤包一层护套。
20、作为优选,所述半导电带采用尼龙半导体带材料。
21、作为优选,所述内外屏蔽层采用镀锡铜丝或不镀锡铜丝编织而成。
22、作为优选,所述内外绝缘层采用高压乙丙橡胶。
23、作为优选,所述内外绝缘屏蔽层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
24、作为优选,所述金属屏蔽层材料包括但不限于铜、银中的一种或多种。
25、作为优选,所述护套采用聚烯烃,进一步优选为低烟无卤阻燃聚烯烃护套料。
26、作为优选,所述特种直线电机用同轴电缆相电压值可达20~25kv(ac),频率为0~300hz,可承受23000a电流冲击1~30s。
27、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
28、1、本发明提供的一种特种直线电机用同轴电缆,针对传统同轴电缆存在的集肤效应问题,对内导体采用了分层、分割导体结构,对外导体也进行了细致的分割处理,使得电流分布更为均衡,从而降低了由于电流集中在导体表面而引起的集肤效应,显著提高了电缆的载流能力和整体效率。
29、2、本发明特种直线电机用同轴电缆采用了多层防护体系,包括在电缆内部的内外导体外层分别设置了屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、以及多层半导电带的保护设计,以确保电缆在传输大功率时的安全稳定;在电缆外侧配置了半导电带、金属屏蔽层、以及护套的多层结构,增强了电缆的耐湿热、低烟无卤阻燃等特性。
30、3、本发明提供的一种特种直线电机用同轴电缆,适用于传输高电压和大电流,其相电压峰值可达22kv(ac),并且能够承受高达23000a的电流冲击持续12秒,克服了传统同轴电缆在传输高规格电能时所遇到的技术瓶颈,拓宽了其在特种直线电机中的应用范围。
31、4、本发明提供的特种直线电机用同轴电缆成功解决了超高电压、超大电流、长时间冲击下的可靠传输问题,满足了特定工业应用场景中对于高性能、高安全性电缆的迫切需求,具有明显的实用价值和技术创新意义。
1.一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述特种直线电机用同轴电缆包括内导体和外导体以及多层防护体系,所述内导体设置于电缆中心,由若干股内导体股线和带绕包带的内导体股线组成,所述内导体由若干绕包带分割隔离成中心内导体和若干层外层内导体,中心内导体由内导体股线组成,每层外层内导体包括若干内导体股线和带绕包带的内导体股线。
2.根据权利要求1所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述内导体包括30~100股内导体股线和3~40股带绕包带的内导体股线;
3.根据权利要求1所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述带绕包带的内导体股线均匀分布在每层外层内导体中;
4.根据权利要求1所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述外导体为若干股外导体股线和带绕包带的外导体股线组成的单层结构,带绕包带的外导体股线均匀分布在外导体中。
5.根据权利要求4所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述外导体包括5~50股外导体股线和3~10股带绕包带的外导体股线;
6.根据权利要求1和3所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述绕包带采用聚酯材料。
7.根据权利要求1所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述多层防护体系包括:在内导体外绕包一层半导电带,半导电带外通过三层共挤依次挤包内屏蔽层、内绝缘层、内绝缘屏蔽层,内绝缘屏蔽层外绕包一层半导电带,半导电带外设置外导体。
8.根据权利要求7所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述多层防护体系包括:在内导体外绕包一层半导电带,半导电带外通过三层共挤依次挤包内屏蔽层、内绝缘层、内绝缘屏蔽层,内绝缘屏蔽层外绕包一层半导电带,半导电带外设置外导体,外导体外绕包一层半导电带,半导电带外依次编织外屏蔽层、外绝缘层、外绝缘屏蔽层,外绝缘屏蔽层外绕包一层半导电带,半导电带外再编织一层金属屏蔽层,金属屏蔽层外再挤包一层护套。
9.根据权利要求8所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述半导电带采用尼龙半导体带材料;
10.根据权利要求1所述的一种特种直线电机用同轴电缆,其特征在于,所述特种直线电机用同轴电缆相电压值可达20~25kv(ac),频率为0~300hz,可承受23000a电流冲击1~30s。