[发明专利]用于绕组的高压电缆以及包括该电缆的电磁感应装置

说明书

本公开涉及一种用于电磁感应装置的高压绕组的电缆(1)。电缆(1)包括：具有宽度w的导体(5)；以及被布置在导体(5)的至少一部分周围的屏蔽件(3)，其中在导体(5)的任何横截面中，导体具有在范围w/5＜r≤w/3内的半径r的圆角(5a)。本文中还公开了包括形成高压绕组的电缆的高压电磁感应装置。

技术领域

本公开总体涉及高压设备。特别地，它涉及用于电磁感应装置的高压绕组的电缆。

背景技术

电磁感应装置(诸如，变压器以及电抗器)被用在功率系统中以进行电压电平控制。至此，变压器是用于升高和降低功率系统中的电压的电磁感应装置，以便以有成本效益的方式产生、传输以及利用电功率。在更一般的意义上，变压器具有两个主要部分：磁路，芯，例如由层压铁或钢制成；以及电路，绕组，通常由铝线或铜线制成。

用于电功率网络的较大的变压器通常被设计成具有高效率并且具有一系列严格的操作标准，例如：电介质、热学、机械以及声学标准。由于变压器的功率处理能力(即，功率和电压额定值)不断地增加，变压器设计面临越来越多的约束。

变压器设计的现代实践尤其涉及在损耗以及在芯和绕组中的材料的使用的平衡。由于通过大型功率变压器处理大量功率并且由于长使用寿命(通常为40年)，如果可以通过成本证明，损耗减少的任何改进都将是可观的。

由于负载电流引起的变压器中的功率损耗是总损耗的很大一部分。基于它们的来源，负载损耗(LL)包括可感知的三种不同类型的损耗：i)由于绕组导体的固有电阻引起的I²R损耗，还被称为DC损耗； ii)由于时变磁场引起的绕组中的涡流损耗(ECL)，时变磁场由所有绕组导体中的负载电流产生；漏磁场以及iii)杂散损耗，即由于漏磁场引起的在变压器的其它结构部分中的ECL。

用于降低涡流损耗的当前解决方案包括多股连续换位电缆(CTC)。这些电缆需要更牢固的铜，以便能够处理高压应用中的短路。此外，具有多个足够薄且换位的股线的CTC电缆的制造是非常昂贵的工艺，并且需要借助于环氧树脂来胶合并且绝缘股线。因此，高压感应装置的材料成本大幅增加。

WO2012136754中公开了另一种方法。该文件公开了用于电磁感应装置的绕组的电缆。电缆包括：导体；以及层，该层包括具有在2至100000的范围的相对磁导率的磁性材料，其中层至少部分地围绕导体。由此可以减少涡流损耗。

US 5 545 853公开了用于在电动机的引线以及绕线定子中使用的浪涌(surge)保护电缆。电缆是“滤线”类型，并且通过衰减峰值电压以及瞬态电压尖峰来减少变频驱动(VFD)电机的定子绕组中的故障。“滤线”类型的电缆绝缘防止“脏”功率沿轴线不衰减的行进。滤线电缆的特征在于导电材料的一个或多个股线的芯构件，其覆盖有包含铁氧体和/或磁铁矿的主绝缘层。然后该层进一步覆盖有由高温材料制成的阻燃绝缘夹套(jacket)层。主绝缘层和外夹套层两者都是交联的。

US 2010/294531公开了机动车辆动力电缆，其包括由至少一个第一绝缘元件围绕的至少一个第一扁平导体元件。机动车辆动力电缆进一步包括至少一个第二扁平导体元件和至少一个屏蔽元件，至少一个第二扁平导体元件由至少一个第二绝缘元件围绕，至少一个屏蔽元件围绕至少一个第一绝缘元件以及至少一个第二绝缘元件。除此之外，由第一绝缘元件围绕的第一扁平导体元件以及由第二绝缘元件围绕的第二扁平导体元件以这样的方式布置，使得扁平导体元件的宽表面彼此叠置。

EP 1 453 068公开了纵向矩形横截面的扁平导电电缆，包括沿着矩形侧的较长侧的两个平行表面以及沿着较短矩形侧的两个平行表面，其中两个表面中的一个表面具有由电线组成的覆盖屏蔽件。