用于电力传输的电缆制造技术

一种电缆，其包括限定中空内部的导体、围绕导体的壳、定位在导体和壳之间的电绝缘体、以及定位在导体的中空内部内的流体。以及定位在导体的中空内部内的流体。以及定位在导体的中空内部内的流体。

【技术实现步骤摘要】
用于电力传输的电缆
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是根据35 U.S.C.
§
119(e)要求2021年8月11日提交的美国临时申请第63/231,865号的优先权的非临时申请，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及用于电力传输的电缆和电缆系统。

技术介绍

[0004]电缆和相关联附件经常用于电力传输。对于某些应用，减少电缆和相关联电缆系统增加的重量是重要的。此外，增加可通过电缆传输的电力量也是重要的。因此，本公开的专利技术人已经发现用于可传输大量电力的轻质电缆和电缆系统的各种解决方案。
附图说明
[0005]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0006]图1是根据本公开的示例性实施例的飞行器的俯视图。
[0007]图2是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意横截面视图，该燃气涡轮发动机可以安装到图1的示例性飞行器。
[0008]图3是根据本公开的示例性实施例的辅助推进器组件的示意横截面视图，该辅助推进器组件可以安装到图1的示例性飞行器。
[0009]图4是根据本公开的示例性实施例的电缆的横截面视图。
[0010]图5是根据本公开的示例性实施例的电缆的横截面视图。
[0011]图6是根据本公开的示例性实施例的电缆的横截面视图。
[0012]图7是根据本公开的示例性实施例的电缆的剖视立体图。
[0013]图8是根据本公开的示例性实施例的流体循环系统的示意图。
[0014]图9是根据本公开的示例性实施例的流体循环系统的示意图。
[0015]图10是根据本公开的示例性实施例的流体电缆系统的剖视俯视图。
[0016]图11是根据本公开的示例性实施例的图10的流体电缆系统的局部剖视俯视图。
[0017]图12是根据本公开的示例性实施例的电气系统的示意图。
[0018]图13是根据本公开的示例性实施例的图12的电气系统的示意图。
[0019]图14是根据本公开的示例性实施例的电气系统的电气部件的横截面示意图。
[0020]图15是根据本公开的示例性实施例的电气系统的电气部件的横截面示意图。
具体实施方式
[0021]现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指
代本公开的相似或类似部分。
[0022]本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
[0023]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0024]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0025]术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
[0026]除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。
[0027]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
[0028]在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被识别并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
[0029]根据本文描述的一个或多个实施例，电缆包括限定中空内部的导体、围绕导体的壳、定位在导体和壳之间的电绝缘体、以及定位在导体的中空内部的流体。流体可以是气体、液体或超临界流体。流体可以处于单相态(液态、气态或超临界)或两相态(液态和气态共存)。流体可以是液态天然气、液态碳氢化合物或低温流体，例如液态氮(N2)或液态氢(H2)。在电缆内结合流体有若干益处。
[0030]首先，在电缆内结合流体可以使电缆的重量最小化。例如，电缆的导体在通过它们传输电力时会生成热量。为了散热，可以增加导体的质量，这增加了电缆的重量。然而，当使用流体从导体吸收热量时，可以减少导体的质量，这可以减小电缆的重量。
[0031]其次，在电缆内结合流体可以增加可以通过电缆传输的电力量。例如，电缆经常具有热限制以确保电缆的安全性和可靠性。这些热限制与电缆的视在功率限制相关。因为流体可能会从电缆的导体吸收热量，所以可以增加以兆伏安(MVA)为单位测量的视在功率限制。
[0032]根据本文所述的一个或多个实施例，流体是超临界二氧化碳(CO2)。使用超临界CO2作为流体的益处之一是CO2的304.13K的临界温度可以处于电气部件的正常操作范围内，这可能易于控制。使用超临界CO2的另一个主要益处是，CO2与气体一样具有极低的粘度，并与液体一样具有高密度和比热容；因此，超临界CO2提供了非常高的热传递系数(与过冷沸腾2相流相同的数量级)，这可以增加低质量的冷却能力。此外，它可以具有相对较低的毒性和环境影响。
[0033]根据本文所述的一个或多个实施例，电缆的电绝缘体可以是加压气体，例如CO2。电绝缘体也可以是加压空气、氮气(N2)、氦气、氩气、氢气、碳氟化合物、碳氢化合物、六氟化硫或任何电负性气体，或其任何组合。将加压气体结合到电缆中作为电绝缘体也有若干益处。
[0034]首先，将加压气体结合在电缆内作为电绝缘体可以减少海拔对电缆的电压能力的影响。例如，当制造电缆时，可以将一定体积的气体引入电缆中，并且可以密封电缆所在的腔。因为气体的体积是密封的，所以体积和密度可以不受海拔影响。气体的介电击穿由其密度决定。因此，由于加压气体的密度可以不受海拔影响，所以气体的介电击穿可以不受海拔影响。因为气体的介电击穿可以不受影响，所以电缆的电压能力也可以不受海拔影响。
[0035]其次，将加压气体结合在电缆内作为电绝缘体可以减少高海拔处局部放电引起的退化。例如，空气的绝缘性能随着海拔升高而降低。对于结合有非加压流体的电绝缘体的电缆，空气或其他气体可以存在于电绝缘体中。因此，由于根据Paschen定律，空气或任何气体的击穿电压随着海拔升高而降低，因此电绝缘体的绝缘性能也会降低。因此，由于绝缘性能降低，电缆的局部放电的风险随着海拔升高而增加。然而，对于结合有加压气体作为电绝缘体的电缆，加压气体的绝缘性能不会随着海拔升高而降低。因此，电缆的局部放电的风险可以不受海拔影响或受海拔影响较小。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电力传输的电缆，其特征在于，所述电缆包括：导体，所述导体限定中空内部；壳，所述壳围绕所述导体；电绝缘体，所述电绝缘体定位在所述导体和所述壳之间；以及流体，所述流体定位在所述导体的所述中空内部内。2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，其中，所述电绝缘体是加压气体。3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，其中，所述电绝缘体是加压二氧化碳(CO2)。4.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，其中，所述电绝缘体包括加压氮气(N2)、加压空气、加压CO2或加压碳氟化合物。5.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，其中，所述电绝缘体是具有至少0.1兆帕(MPa)的压力的加压流体。6.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，其中，所述导体的所述中空内部内的所述流体是超临界流体。7.根据权利要求6所述的电缆，其特征在于，其中，所述超临界流体是超临界C...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹卫军，卡里姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：