可减少交流电阻的导体及其配设的正电荷量实时调节系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可减少交流电阻的导体及为该导体配设的正电荷量实时调节系统。该导体包括一通入正直流电、使其自身带有正电荷的内芯，内芯的外表面包覆一层内绝缘层，内绝缘层的外表面包覆一层外层导体，内芯、内绝缘层、外层导体同心，内芯、外层导体为良导体材料制作而成，防止内芯中的正电荷进入外层导体的内绝缘层为绝缘材料制作而成。该系统可实时调节与控制内芯内的正电荷量，以使本发明导体在交流电力传输中，使外层导体内流动的自由导电电子趋向均匀分布，以减少外层导体上的外表层的交流电阻，降低因交流电阻带来的电能损耗，使外层导体充分发挥导体作用，大大提高导体的导电性能和在电力传输中的利用率。
【专利说明】可减少交流电阻的导体及其配设的正电荷量实时调节系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可减少其自身交流电阻、提高自身在交流电传输中利用率的导体以及为该导体配设的正电荷量实时调节系统，属于交流电力传输领域。
【背景技术】
[0002]目前，交流电力传输领域在进行交流电的传输过程中，存在着“趋肤效应”。趋肤效应是指当导体中有交流电流过时，导体内部流动的交流电流分布不均匀，都集中在导体的外表层(视为“皮肤”)流动的一种现象。从实际使用中可以看到，趋肤效应使得导体内部的实际电流变小，电流都集中在了导体的外表层，结果增加了导体外表层中自由导电电子流动的交流电阻，使导体的电能损耗增加，使导体没有被充分利用。
[0003]由此可见，设计出一种可减少其自身交流电阻、提高自身在交流电传输中利用率的导体是目前急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可减少交流电阻的导体，该导体在交流电力传输中，能使外层导体内流动的自由导电电子趋向均匀分布，以减少外层导体上的外表层的交流电阻，降低因交流电阻给导体带来的电能损耗，使外层导体充分发挥导体作用，大大提高本发明导体的导电性能和在电力传输中的利用率。
[0005]本发明的另一个目的在于提供一种为上述可减少交流电阻的导体配设的正电荷量实时调节系统，该正电荷量实时调节系统可使本发明导体实现降低自身外层导体外表层的交流电阻，降低电能损耗，充分发挥导体作用，提高导电性能和利用率的目的。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0007]—种可减少交流电阻的导体，其特征在于:它包括一通入正直流电、使其自身带有正电荷的内芯，该内芯的外表面包覆一层内绝缘层，该内绝缘层的外表面包覆一层用于传输交流电的外层导体，该内芯、该内绝缘层、该外层导体同心，其中:该内芯、该外层导体为良导体材料制作而成，防止该内芯中的正电荷进入该外层导体的该内绝缘层为绝缘材料制作而成。
[0008]较佳地，所述内芯、所述外层导体为易于弯曲的良导体材料制作而成。
[0009]较佳地，所述内芯为铜或铝材质制成，所述外层导体为铜材质制成。
[0010]在实际设计时，所述内芯可为高强度内芯。较佳地，所述内芯为钢材质制成。
[0011]在实际设计时，所述内芯、所述外层导体的横截面均为圆形，或者，所述内芯、所述外层导体的横截面均为矩形，且所述内芯的宽边、长边分别与所述外层导体的宽边、长边平行。
[0012]较佳地，所述外层导体的外表面包覆一层外绝缘层。
[0013] 一种正电荷量实时调节系统，用于实时调节、控制所述的导体中的所述内芯中的正电荷量，其特征在于:该正电荷量调节系统包括与所述外层导体连接、用于实时检测所述外层导体内所通过的电流强度的电流强度检测模块，该电流强度检测模块经由A/D转换模块与计算机连接，该计算机经由可调直流电源与所述内芯连接，以通过该计算机基于实时检测到的所述外层导体内所通过的电流强度，对该可调直流电源输出的直流电压正值进行实时调节，来实现对所述内芯内正电荷量多少的实时调节与控制。
[0014]本发明的优点是:
[0015]1、在本发明导体进行交流电力传输中，内芯中的正电荷可将外层导体的外表层中的部分自由导电电子吸引到该外层导体的内部或该外层导体中靠近内绝缘层的区域流动，远离外层导体的外表层，从而使外层导体内流动的自由导电电子趋向均匀分布，以降低外层导体的外表层的交流电阻，降低交流电阻对自由导电电子的流动影响，降低因交流电阻给导体带来的电能损耗，使外层导体充分发挥导体作用，大大提高本发明导体的导电性能和在电力传输中的利用率。
[0016]2、本发明导体中高强度内芯的设计，可以使内芯的端部固定在坚固的绝缘物体上，以提高本发明导体的抗拉强度。
[0017]3、外绝缘层的设计使得本发明导体与其它物体的直接接触成为可能，这给本发明导体在电力传输线路中的敷设带来极大的便利，同时也缩小了电力传输线路所占用的空间。
[0018]4、为本发明导体配设的本发明正电荷量实时调节系统可使本发明导体实现降低自身外层导体外表层的交流电阻，降低自身电能损耗，充分发挥导体作用，提高导电性能和利用率的目的。本发明正电荷量实时调节系统运行可靠、稳定，控制精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明导体的第一实施例示意图。
[0020]图2是本发明导体的第二实施例示意图。
[0021]图3是本发明导体的第三实施例示意图。
[0022]图4是本发明正电荷量实时调节系统的组成示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1和图2所示，本发明可减少交流电阻的导体包括一通入正直流电、使其自身带有正电荷的内芯11，该内芯11的外表面包覆一层内绝缘层12，该内绝缘层12的外表面包覆一层用于传输交流电的外层导体13，该内绝缘层12与该内芯11之间紧密结合，该外层导体13与该内绝缘层12之间紧密结合，该内芯11、该内绝缘层12、该外层导体13同心(即为同一个轴心)，其中:该内芯11、该外层导体13为良导体材料制作而成，防止该内芯11中的正电荷进入该外层导体13的该内绝缘层12为绝缘材料制作而成。
[0024]在实际设计中，本发明导体的内芯11、外层导体13的横截面可均为圆形，相应地，内绝缘层12的横截面也可为圆形，如图1所示。或者，如图2所示，本发明导体的内芯11、外层导体13的横截面可均为矩形，一般为长方形，相应地，内绝缘层12的横截面形状可设计为与内芯11的横截面形状相同，且内芯11的宽边、长边分别与外层导体13的宽边、长边平行。
[0025]在实际设计中， 本发明导体中的内芯11为一呈长条状的实心体，而外层导体13为传输电力层，内绝缘层12为膜层。
[0026]在实际设计中，内芯11、外层导体13可为易于弯曲的良导体材料制作而成，以使本发明为圆形导体时适用于易于弯曲的场所应用，使其能适应更多不规则的布线环境。
[0027]在实际制作中，内芯11可为铜或铝材质制成，外层导体13可为铜材质制成。
[0028]根据实际需求，内芯11可为高强度内芯，以增强本发明导体的抗拉强度。例如，内芯11采用钢材质制成。
[0029]而在本发明导体中，内绝缘层12为绝缘材料(如有机材料)制作而成。
[0030]如图3，在本发明导体中，外层导体13的外表面还可包覆一层外绝缘层14。该外绝缘层14由绝缘材料制成，该外绝缘层14使外层导体13与外部绝缘，从而对外层导体13及其内部起到保护作用。
[0031]在实际设计中，不同横截面形状的外层导体13的尺寸应根据外层导体13内预通过的电流强度来合理计算得出。内芯11所带的正电荷量应根据外层导体13内预通过的电流强度以及内芯11的横截面形状与尺寸(横截面为圆形时涉及内芯11的直径，横截面为矩形时涉及内芯11的宽边与长边的长度)来合理计算得出。而内绝缘层12的厚度也应根据外层导体13内预通过的电流强度及电压来合理设计。外绝缘层14的耐压等级根据国家相应标准执行即可。
[0032]使用时，将外层导体13与其它导体(或称接线端子)或输出交流电的交流电源连接，使外层导体13用来传输交流电，同时，将内芯11与可调直流电源的正极输出端连接，使其带有正电荷，且可根据实际需要来调节内芯11所带的正电荷量的多少。
[0033]于是，在外层导体13进行交流电力传输过程中，内芯11中的正电荷可将外层导体13的外表层中的部分自由导电电子吸引到该外层导体13的内部或该外层导体13中靠近内绝缘层12的区域流动，远离外层导体13的外表层，从而与现有导体所存在的“趋肤效应”相比，本发明导体使外层导体13内流动的自由导电电子趋向均匀分布，以降低外层导体13的外表层的交流电阻，降低交流电阻对自由导电电子的流动影响，降低因交流电阻带来的电能损耗，使外层导体13充分发挥导体作用，大大提高本发明导体的导电性能和在电力传输中的利用率。
[0034]在本发明导体中，高强度内芯的设计可以使内芯11的端部固定在坚固的绝缘物体上，以提高本发明导体的抗拉强度。
[0035]在本发明导体中，外绝缘层14的设计可使得本发明导体与其它物体的直接接触成为可能,这给本发明导体在电力传输线路中的敷设带来极大的便利，同时也缩小了电力传输线路所占用的空间。
[0036]如图4，对于上述本发明导体，本发明还提出了一种正电荷量实时调节系统，用于实时调节、控制本发明导体中的内芯11中的正电荷量，如图，该正电荷量实时调节系统包括与外层导体13连接、用于实时检测外层导体13内所通过的电流强度的电流强度检测模块21，该电流强度检测模块21经由A/D转换模块22与计算机23连接，该计算机23经由可调直流电源24与内芯11连接，以通过该计算机23基于实时检测到的外层导体13内所通过的电流强度，对该可调直流电源24输出的直流电压正值进行实时调节，来实现对内芯11内正电荷量多少的实时调节与控制。
[0037] 如图4，电流强度检测模块21的输入端与外层导体13连接，而其输出端经由A/D转换模块22与计算机23的相应I/O端连接，内芯11与可调直流电源24的正极输出端连接，而可调直流电源24的信号输入端与计算机23的相应I/O端连接。另外，本发明正电荷量实时调节系统还可设有输入模块25、通讯模块26、显示模块27，该输入模块25、通讯模块26、显示模块27的相应信号端分别与计算机23的相应I/O端连接。
[0038]在本发明中，电流强度检测模块21、A/D转换模块22、可调直流电源24、输入模块25、通讯模块26、显示模块27均为本领域的熟知技术，故其具体构成不在这里详述。
[0039]如图4，电流强度检测模块21实时检测外层导体13内所通过的电流强度大小，将检测得到的电流强度值实时经由A/D转换模块22进行模数转换后传送给计算机23，然后计算机23基于接收的电流强度值以及内芯11的横截面形状与尺寸等参数，向可调直流电源24发出用于控制其输出的直流电压正值的控制信号，从而当可调直流电源24接收到计算机23发出的控制信号后，对内芯11输送相应大小的直流电压正值，实现对内芯11中正电荷量多少的调节，以致使本发明导体实现降低外层导体外表层的交流电阻，降低自身电能损耗，充分发挥导体作用，提高导电性能和利用率的目的。
[0040]以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而 易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可减少交流电阻的导体，其特征在于:它包括一通入正直流电、使其自身带有正电荷的内芯，该内芯的外表面包覆一层内绝缘层，该内绝缘层的外表面包覆一层用于传输交流电的外层导体，该内芯、该内绝缘层、该外层导体同心，其中:该内芯、该外层导体为良导体材料制作而成，防止该内芯中的正电荷进入该外层导体的该内绝缘层为绝缘材料制作而成。
2.如权利要求1所述的导体，其特征在于: 所述内芯、所述外层导体为易于弯曲的良导体材料制作而成。
3.如权利要求1或2所述的导体，其特征在于: 所述内芯为铜或铝材质制成，所述外层导体为铜材质制成。
4.如权利要求1所述的导体，其特征在于: 所述内芯为高强度内芯。
5.如权利要求4所述的导体，其特征在于: 所述内芯为钢材质制成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的导体，其特征在于: 所述内芯、所述外层导体的横截面均为圆形，或者，所述内芯、所述外层导体的横截面均为矩形，且所述内芯 的宽边、长边分别与所述外层导体的宽边、长边平行。
7.如权利要求1至5中任一项所述的导体，其特征在于: 所述外层导体的外表面包覆一层外绝缘层。
8.—种正电荷量实时调节系统，用于实时调节、控制权利要求1至7中任一项所述的导体中的所述内芯中的正电荷量，其特征在于:该正电荷量调节系统包括与所述外层导体连接、用于实时检测所述外层导体内所通过的电流强度的电流强度检测模块，该电流强度检测模块经由A/D转换模块与计算机连接，该计算机经由可调直流电源与所述内芯连接，以通过该计算机基于实时检测到的所述外层导体内所通过的电流强度，对该可调直流电源输出的直流电压正值进行实时调节，来实现对所述内芯内正电荷量多少的实时调节与控制。
【文档编号】H01B1/02GK104021872SQ201410202977
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】张念鲁 申请人:北京联合大学