高效節(jié)能漆包絞合電線電纜及其制造方法
【專利摘要】高效節(jié)能漆包絞合電線電纜及其制造方法。是一種改變導(dǎo)線截面周長(zhǎng)的新產(chǎn)品新方法。由圓裸線改為圓漆包線絞合。交流電的趨膚效應(yīng)使圓裸線的有效電阻增大，降低了它的導(dǎo)電效率。根據(jù)交流電在導(dǎo)體中允許通過(guò)的最大電流跟導(dǎo)體的截面周長(zhǎng)成正比(新發(fā)現(xiàn))這一理論。不增加導(dǎo)線截面積增加它的截面周長(zhǎng)。以增加它的表面面積，減小電阻，增加了它的導(dǎo)電能力，提高了它的導(dǎo)電效率。以摘要附圖為例，它比相同截面積裸絞合線提高了40％的導(dǎo)電效率。有重大的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】高效節(jié)能漆包絞合電線電纜及其制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]我國(guó)的各行各業(yè)以及人們的家庭生活都離不開(kāi)電能。電能的廣泛使用，也給電能 的生產(chǎn)供給造成緊張局面。電能的生產(chǎn)和使用過(guò)程也會(huì)有一定程度的污染環(huán)境，也加劇了 氣候的變暖。所以，如何使用電能，有效的利用電能，節(jié)約電能就成為當(dāng)前迫在眉節(jié)的重大 問(wèn)題。大多數(shù)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能先輸送給升壓變壓器，由高壓輸電線路送給遙遠(yuǎn)的地方，給 變電站降壓變壓器，再送給配電變壓器，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)給廠礦、車間和城市街道。農(nóng)村的變壓器 配電室送給各用戶、電機(jī)、電器設(shè)備供人們使用。電流經(jīng)過(guò)這樣遙遠(yuǎn)的線路、電機(jī)、變壓器和 電器設(shè)備都離不開(kāi)導(dǎo)線。導(dǎo)線是發(fā)電的搖籃。是輸電的高速公路，是用電的海洋。電離不 開(kāi)線。然而電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)線的過(guò)程中都會(huì)因?yàn)橛须娮璁a(chǎn)生熱效應(yīng)。使一部分電能變成熱量白 白散發(fā)在空氣中。給我們周圍的空氣增加了溫度，加劇了氣候變暖。那么它們?yōu)槭裁磿?huì)發(fā) 熱呢那就是電流在傳導(dǎo)中的導(dǎo)體有電阻造成的。所謂導(dǎo)體就是具有自由電子的物體。也就 是說(shuō)電能的傳導(dǎo)主要是通過(guò)自由電子傳送的。我們通常的導(dǎo)線都是銅、鋁以及它們合金的 圓導(dǎo)線。銅鋁有良好的導(dǎo)電性能。該發(fā)明涉及導(dǎo)線截面周長(zhǎng)增長(zhǎng)的問(wèn)題，發(fā)明特征是將已 有的技術(shù)中圓裸絞合線改為圓漆包絞合線。用以增加它的截面周長(zhǎng)。提高導(dǎo)電效率。【背景技術(shù)】[0002]人們經(jīng)常把水管的水流比作電子在導(dǎo)體里的電流。我認(rèn)為是個(gè)誤解，水管在相 同的水壓下，輸水管內(nèi)徑的截面積越大單位時(shí)間內(nèi)的輸水量就越大，而且是隨著水管內(nèi)徑 截面積的增大是成正比例的增加的，交流電則不是隨著導(dǎo)線截面積的增大是成正比例增加 的。這是因?yàn)榻涣麟姷内吥w效應(yīng)的原因。趨膚效應(yīng)就是電子電流在導(dǎo)體中傳輸移動(dòng)過(guò)程中， 電子、電流集中在導(dǎo)體導(dǎo)線的表皮、表面部位。(趨膚效應(yīng)是由電的基本特性同性相斥、異性 相吸決定的也是由導(dǎo)線的自由電子決定的)。自由電子也是構(gòu)成原子的最外層電子，原子核 對(duì)它的吸引力相對(duì)較弱，它才能自由的活動(dòng)。導(dǎo)體是由許多原子構(gòu)成的分子組成的。如果 電子在導(dǎo)體的中心或內(nèi)部移動(dòng)，它就會(huì)受到內(nèi)部周圍的原子核的束縛吸引，還會(huì)跟點(diǎn)陣中 的在作熱震動(dòng)的金屬原子發(fā)生碰撞，這就阻礙了電子的定向運(yùn)動(dòng)。所以，也造成導(dǎo)體表面的 自由電子容易移動(dòng)。我們先用七根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較比較，看看他們 的截面積和周長(zhǎng)發(fā)生了怎樣的改變和變化它為什么會(huì)有這樣的變化呢它允許通過(guò)的最大 電流又有什么變化。如圖是一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線，左邊一根，右邊一根，它們的截面積和 周長(zhǎng)是一樣的，它們各自允許通過(guò)的最大電流是19安；圖2是兩根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線，左 邊是沒(méi)有挨在一起的，它們的截面積之和和周長(zhǎng)之和都是圖1左邊一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線 的2倍；圖2右邊兩根是緊緊挨在一起的Imm2的圓裸銅導(dǎo)線。它們的截面積之和與左邊是 一樣的，也是圖1左邊一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的2倍，圖2右邊兩根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的 截面周長(zhǎng)之和就不是圖1左邊一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的2倍了，它是小于一根Imm2的圓裸 銅導(dǎo)線的2倍的，因?yàn)樗鼈儍筛g有了一條切線使它們的周長(zhǎng)之和減小了。因此允許通 過(guò)的最大電流也不是圖1左邊一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的2倍了。它是小于2倍的；圖3是 三根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線，左邊是沒(méi)有挨在一起的，右邊是緊緊挨在一起的，左邊三根截面積和周長(zhǎng)之和分別是圖1左邊一根Irnm2圓裸銅導(dǎo)線的3倍，右邊三根的截面積之和也是圖1 左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的3倍。而右邊三根每根的截面周長(zhǎng)都減小了 1/6，每根只有圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線周長(zhǎng)的5/6 了，所以右邊三根截面周長(zhǎng)之和只有圖1左邊I根 Imm2圓裸銅導(dǎo)線周長(zhǎng)的2.5倍了，它們所允許通過(guò)的最大電流也只有圖1左邊I根Imm2圓 裸銅導(dǎo)線的2.5倍了。以此類推，圖4是七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線，左邊是沒(méi)有挨在一起的，右 邊是緊緊挨在一起的，左邊七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線截面積之和和截面周長(zhǎng)之和分別是圖1左 邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的7倍，它們?cè)试S通過(guò)的最大電流也是圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo) 線的7倍，右邊七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的截面積之和也是圖1左邊Imm2圓裸銅導(dǎo)線截面積的 7倍。右邊七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線截面周長(zhǎng)更是減小了很多，周圍六根每根減小了 1/3，截面 周長(zhǎng)只有圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線周長(zhǎng)的2/3 了，中心中間那根對(duì)于7根和在一起的 裸銅導(dǎo)線來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有外表面周長(zhǎng)了，變成了零。所以右邊七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的截面周 長(zhǎng)只有圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線截面周長(zhǎng)的4倍了，它們?cè)试S通過(guò)的最大電流也就是 圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的4倍了。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體允許通過(guò)的最大電流 是隨著導(dǎo)體的截面周長(zhǎng)的增加而不斷的增加，而且是成正比例增加的，總結(jié)這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們 得出這樣一個(gè)結(jié)論；在同一溫度下，同一種材料制成的均勻?qū)w中，導(dǎo)體允許通過(guò)的最大電 流跟導(dǎo)體的截面周長(zhǎng)成正比。這一規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及理論的研究將為更高效地利用電能以及 線纜的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。導(dǎo)體允許通過(guò)的最大電流跟它的截面周長(zhǎng)成正比。這是由于交流 電的趨膚效應(yīng)產(chǎn)生的必然結(jié)果(關(guān)于趨膚效應(yīng)的論述可參閱理論物理第三冊(cè)電磁學(xué)第217 頁(yè)，吳大猷1983年科學(xué)出版社出版，或高等學(xué)校試用教材電磁學(xué)下冊(cè)第15頁(yè)，趙凱華、陳 熙謀著，1978年人民教育出版社出版)。我再做一個(gè)實(shí)驗(yàn):用七根Imm2圓銅漆包線，左邊七 根是沒(méi)有挨在一起的，這七根Imm2圓銅漆包線的總截面積和總周長(zhǎng)都分別是圖1左邊一根 Imm2圓銅裸導(dǎo)線的7倍。它們?cè)试S通過(guò)的最大電流也是圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的7 倍。圖5右邊是七根Imm2圓銅漆包線是緊緊挨在一起的，它們的總截面積和總周長(zhǎng)，分別都 是圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的7倍，它們?cè)试S通過(guò)的最大電流也是圖1左邊一根Imm2 圓裸銅導(dǎo)線的7倍。圖5的左邊和右邊的實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是一樣的，沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，只是 距離的遠(yuǎn)近而已，因?yàn)樗鼈兌际瞧岚€，本身已經(jīng)給外界隔開(kāi)了，挨的再緊也是跟其它的漆 包線隔絕的，絕緣的，它們分別都是獨(dú)立的七根Imm2圓滾包線，所以它們跟圖4右邊的七根 I2圓裸銅導(dǎo)線是有本質(zhì)區(qū)別的，是根本不同的，這很像現(xiàn)代人和野人，穿上衣裳就是文明的 (現(xiàn)代人)，不穿衣裳就是野人，是不文明的。圖5右邊這七根Imm2圓銅漆包線是相互獨(dú)立 的七根導(dǎo)線，它們的截面積和周長(zhǎng)都是相互獨(dú)立的，就像一個(gè)大企業(yè)集團(tuán)下邊各個(gè)公司、廠 礦、車間都獨(dú)立核算一樣。無(wú)論怎樣挨近它們都不會(huì)走出自已的邊界線，所以它們的截面積 和周長(zhǎng)都是隨著根數(shù)的增加而增加的，不會(huì)因?yàn)榫o緊挨在一起或者絞合成粗線芯而減小周 長(zhǎng)，所以它允許通過(guò)的最大電流也不會(huì)減小。如果以圖5右邊的七根Imm2圓銅漆包線跟圖 4右邊的七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線做個(gè)比較，它們總的截面積都是7_2，而圖4右邊的七根Imm2 圓裸銅導(dǎo)線只是圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的4倍，圖5右邊七根Imm2圓裸銅漆包線是 圖1左邊一根Imm2圓裸銅導(dǎo)線的7倍。這圖5七根Imm2圓銅漆包線比圖4右邊的七根Imm2 圓裸銅導(dǎo)線的截面周長(zhǎng)提高了 42.875%，導(dǎo)電效率也提高了 42.875%，這就是為什么要采 取圓銅漆包線代替圓銅裸線做絞合線的根本目的。如果把這七根相互絕緣的漆包線同時(shí)接 上一定電壓的交流電，它們每根導(dǎo)線里的自由電子都會(huì)在電壓、電場(chǎng)的作用下向電壓高端方向移動(dòng)(電流的方向引自高級(jí)中學(xué)課本物理學(xué)第三冊(cè)第35頁(yè)倒數(shù)第二行，1965年人民 教育出版社)流動(dòng)，流動(dòng)后的導(dǎo)線里就有了很多電子空缺位置，這些空缺的電子位置又給 低電壓端的多余電子打開(kāi)了通道。把多余的電子推送給每一根導(dǎo)線的空余位置，連續(xù)不斷 的、特別快速的循環(huán)往復(fù)，這就使每根導(dǎo)線里都有了電流通過(guò)，成為連續(xù)不斷的電流。根據(jù) 交流電在導(dǎo)體里允許通過(guò)的最大電流跟導(dǎo)體的截面周長(zhǎng)成正比(新發(fā)現(xiàn))這一理論，我們 就會(huì)千方百計(jì)，想方設(shè)法增加它的截面周長(zhǎng)來(lái)增加它的表面面積，減小它的電阻。提高導(dǎo)電 效率，也提高它的散熱效率，設(shè)計(jì)橢圓導(dǎo)線是第一途徑；第二種技術(shù)途徑還是在保持截面面 積不變的情況下，通過(guò)變細(xì)增根的技術(shù)方案增加它的截面周長(zhǎng)(也就是在總截面不變的情 況下，把原來(lái)的一根或多根導(dǎo)線的直徑減小增加根數(shù))，如果在絞合線的范疇內(nèi)，還應(yīng)該將 裸圓導(dǎo)線線芯噴涂絕緣漆，烘干后才能絞合這樣才能保持它的每一根導(dǎo)線線芯的截面周長(zhǎng) 不致于由于絞合而減小，而是隨著根數(shù)的增加而增大。再舉一個(gè)例了比較一下，一根直徑為 4mm圓銅導(dǎo)線,它的截面積:S_= r2 π = 22 π = 4 π mm2，它的周長(zhǎng):1 _= 2r π = 2X2 π =4π mm ;—根直徑為8mm的圓銅導(dǎo)線的截面積:S_= r2 π = 42 π = 16 ji mm2，它的周長(zhǎng):1 _ = 2r η = 2X4 π = 8 π mm ;四根直徑為4mm的圓銅導(dǎo)線的截面積:S總=4(22 π ) = 16 π mm2, 這根直徑為8mm的圓銅導(dǎo)線的截面積是相等的，I總=4X2r π = 4X2X2 π =16:nmm，它 們的截面積是相等的，但是周長(zhǎng)確長(zhǎng)了一倍。所以它的導(dǎo)電效率也比一根直徑8_圓銅導(dǎo) 線提高了一倍，是它的2倍。在截面積不變的情況，通過(guò)減小導(dǎo)線直徑增加根數(shù)的技術(shù)手 段來(lái)增加它們的截面周長(zhǎng)，周長(zhǎng)的增加，大大增大了它的表面面積。減小了導(dǎo)線的電阻，提 高了它的導(dǎo)電效率和散熱效率。為交流電的趨膚效應(yīng)創(chuàng)造了技術(shù)條件，彌補(bǔ)了由于趨膚效 應(yīng)使導(dǎo)線有效電阻增大的缺陷，減小了電流在線路中的損耗，提高了電壓的質(zhì)量，提高了導(dǎo) 線的利用率；但現(xiàn)有技術(shù)中都采用裸導(dǎo)線緊緊挨在一起或者絞合而成的導(dǎo)電線芯，就像圖 4右邊七根Imm2裸銅導(dǎo)線緊緊挨在一起，它們就成了由七根裸銅導(dǎo)線組成的一根粗導(dǎo)線了， 它和一根72圓裸銅導(dǎo)線性質(zhì)是一樣的，沒(méi)有本質(zhì)性的區(qū)別，它們七根中的每一根中的自由 電子也能在這七根中穿梭活動(dòng)。因而也減小了它們的截面周長(zhǎng)降低了導(dǎo)電能力。所以我 們還應(yīng)該繼續(xù)采取技術(shù)措施，我們就用絕緣漆把它們各自隔開(kāi)，限定了它們的自由電子的 活動(dòng)范圍，增加它們的周長(zhǎng)，方法就是先將要絞合的每一根單線噴涂絕緣漆后，烘烤晾干， 使它們變成普通漆包線(漆層的厚薄關(guān)系不大，因?yàn)樗鼈兌际峭幌嚯妷海粫?huì)有電壓差) 然后才能將線芯絞合在一起，就不會(huì)減小截面周長(zhǎng)了，這樣就能大大的增加截面周長(zhǎng)，大大 增加了它們的表面面積，而表面面積的增大，降低了它們的有效電阻，提高了導(dǎo)電效率和導(dǎo) 線的散熱效率。而且是隨著絞合線根數(shù)的增多總截面周長(zhǎng)就增加的更多，效果就會(huì)更好更 高。如果此項(xiàng)技術(shù)能夠在全國(guó)范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 因?yàn)殡娔苁且粋€(gè)使用最廣泛，使用量最大的能源系統(tǒng)。不僅會(huì)節(jié)省很多電能和導(dǎo)線等原材 料，還能節(jié)省很多燃煤，燃油等發(fā)電用的一次能源，也會(huì)減少排污散熱，減少環(huán)境污染，緩解 氣候變暖。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的最終目的就是想節(jié)省原材料，節(jié)省電能。對(duì)于導(dǎo)線來(lái)說(shuō)它的用途就是傳 導(dǎo)輸送電能。初衷就是在不增加導(dǎo)線截面積的前題下，提高它的輸電能力；或者說(shuō)在減小截 面積的情況下，不減少它的輸電能力。這就是本發(fā)明的宗旨。也是科技發(fā)明奇特魅力之所在。因?yàn)榻涣麟姷内吥w效應(yīng)。也就是說(shuō)交流電在導(dǎo)體導(dǎo)線中的傳導(dǎo)輸送主要是通過(guò)導(dǎo)體導(dǎo) 線的表面為途徑的。導(dǎo)線的表面面積實(shí)際上是由兩方面決定的。一個(gè)是它的長(zhǎng)度，一個(gè)就 是導(dǎo)線截面的周長(zhǎng)，如果一條導(dǎo)線的長(zhǎng)度已經(jīng)確定了，那么決定它表面面積大小的唯一因 素就是它的截面周長(zhǎng)。我們也可以進(jìn)一步分析，把一根一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線外表面展開(kāi)就是一 個(gè)很長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，長(zhǎng)方形的面積是由長(zhǎng)和寬決定的。長(zhǎng)就是一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線，寬則是導(dǎo)線截 面的周長(zhǎng)。導(dǎo)線的截面積和導(dǎo)線截面積周長(zhǎng)是兩個(gè)完全不同的概念。一個(gè)是面積單位，是衡 量導(dǎo)線截面積大小的:一個(gè)是長(zhǎng)度單位，是衡量導(dǎo)線截面周長(zhǎng)的長(zhǎng)短的。怎樣才能增加導(dǎo)線 的截面周長(zhǎng)呢還有一種途徑就是在截面積不變的情況下，增加它的根數(shù)，因?yàn)樵黾恿烁鶖?shù)， 它們每根的直徑就得縮小，這樣才能保證它的總截面積保持不變。我們用一根直徑為4mm 圓銅裸導(dǎo)線和4根直徑為2_圓銅裸導(dǎo)線比較一下:一根直徑4_的圓裸銅導(dǎo)線的面積為:S大=T2Ji = 22 π = 4 π mm2,1大=2r π = 2X2 ττ = 4 π mm ;四根直徑為2mm圓裸銅導(dǎo)線的 截面積之和:S 四=4Χ12π = 4 π mm2,1 四=2r:n = 4(2X I π ) = 8 π mm, —根直徑為 4mm 圓 裸銅導(dǎo)線和4根直徑為2mm的圓裸銅導(dǎo)線截面是相等的，但4根直徑為2mm的圓裸銅導(dǎo)線 的截面周長(zhǎng)確比一根直徑為4_的圓裸銅導(dǎo)線的周長(zhǎng)長(zhǎng)了一倍。因此它能允許通過(guò)的最大 電流也是一根直徑為4mm圓裸銅導(dǎo)線的2倍了。如果增加根數(shù)更多它允許通過(guò)的最大電流 就會(huì)更大。但是我們通過(guò)圖4右邊的七根Imm2圓裸銅導(dǎo)線增加截面周長(zhǎng)的分析，它們總的 面積周長(zhǎng)確增加不到一根Imm2的7倍，而只有4倍，這使它的效果大大降低了。那么我們就 應(yīng)該繼續(xù)采取技術(shù)措施保證它的截面周長(zhǎng)的增長(zhǎng)不會(huì)減小，第三種技術(shù)手段就是噴涂絕緣 漆隔離的方法。像圖5右邊的七根Imm2的絕緣圓銅導(dǎo)線。任憑你怎樣的緊緊的挨在一起 或者絞合在一起，它們都不會(huì)成為一體，只能各干各的活了。圖5右邊的七根I2的絕緣導(dǎo) 線又比圖4右邊的七根I2圓裸銅導(dǎo)線增加了 42%截面周長(zhǎng)，它的導(dǎo)電性也將提高42%這 是很可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們?yōu)槭裁辞Х桨儆?jì)增加導(dǎo)線的截面周長(zhǎng)呢這是因交流電有趨膚效 應(yīng)的技術(shù)特性，而且我們又發(fā)現(xiàn)了一條規(guī)律:在一定的溫度下，用同一種材料制成的均勻?qū)?體中，導(dǎo)體允許通過(guò)的最大電流跟導(dǎo)體的截面周長(zhǎng)成正比。這一理論的發(fā)現(xiàn)為我們研發(fā)電 線電纜指明了方向。交流電的趨膚效應(yīng)，使得圓導(dǎo)線的有效電阻增大了，使它的有效截面積 減小，降低了它的導(dǎo)電效率，另外圓導(dǎo)線表面面積小，降低了它本身的散熱效率，這樣就會(huì) 浪費(fèi)大量的原材料，增加重量，加大線路的造價(jià)成本，同時(shí)還由于有效電阻的增大浪費(fèi)了很 多電能，使大量的熱白白的散發(fā)在空氣中，也加劇了氣候的變暖，相同截面的一根導(dǎo)線跟多 跟導(dǎo)線相比它的周長(zhǎng)小了很多，就是相同總截面積的多跟導(dǎo)線與一根導(dǎo)線相比，雖然截面 積相同，但是截面的周長(zhǎng)確長(zhǎng)出了很多，甚至多少倍。這就大大的增大了導(dǎo)線的表面面積， 表面面積的大大增大減小了導(dǎo)線的電阻，大大提高了導(dǎo)線的導(dǎo)電效率和散熱效率。提高了 輸電能力，降低了線路的損耗，提高了電壓的質(zhì)量。這種縮徑增根的增大周長(zhǎng)技術(shù)方法和絕 緣隔離的技術(shù)手段相結(jié)合，就會(huì)產(chǎn)生更佳的經(jīng)濟(jì)效果。如果這項(xiàng)技術(shù)在全國(guó)、全世界得以推 廣應(yīng)用。就會(huì)開(kāi)辟人類輸電高效節(jié)能的新途徑。開(kāi)創(chuàng)人類節(jié)能、節(jié)電的新紀(jì)元，這是一項(xiàng)開(kāi) 拓性發(fā)明創(chuàng)造，是一個(gè)方向性的，一個(gè)領(lǐng)域性的開(kāi)拓發(fā)明創(chuàng)造。它對(duì)我國(guó)乃至全世界人民的 經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切關(guān)系和重大的推動(dòng)作用，關(guān)系國(guó)計(jì)民生，關(guān)系國(guó)家重大利益。同時(shí)也是物 理學(xué)的一次重大發(fā)現(xiàn)。使電線、電纜今后的發(fā)展有了一個(gè)明確的方向，具有重大的經(jīng)濟(jì)效 益和社會(huì)效益。[0004]在各種各樣的線纜中，高效節(jié)能漆包絞合電線電纜及其制造方法。泛指導(dǎo)線線芯由漆包線絞合而成的各類各種規(guī)格的絞合線芯及其制造方法的總和:[0005]1.在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上的縮徑增根來(lái)增加周長(zhǎng)的方法；[0006]2.在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上的絕緣隔離的技術(shù)方法；[0007]3.絕緣絞合電線10—800mm2，將絕緣絞合線的裸導(dǎo)線芯改為絕緣漆包線線芯絞 合，即將裸線芯噴涂絕緣漆后，烘烤、晾干，然后在絞合成絕緣導(dǎo)線的線芯。最后才能附加絕 緣層成為絕緣絞合電線；[0008]4.將裸絞合線的線芯改為漆包絞合裸導(dǎo)線，即將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上的裸線芯絞合， 先將每一根裸線芯噴涂絕緣漆后，烘烤晾干變成漆包線后，然后再絞合成絕緣漆包裸導(dǎo)線 10—800mm2 ；[0009]5.高低壓輸電線10/2，16/3，25/4—1400/135mm2，將導(dǎo)線線芯連同鋼芯都噴涂絕 緣漆后，烘烤晾干后，變成漆包線后，再絞合成輸電線；[0010]6.高低壓電纜線0.75—800mm2，在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上將裸導(dǎo)線芯改為漆包線芯；[0011]7.控制電纜線0.012—120mm2，也是將裸導(dǎo)線芯改為漆包線芯；[0012]交流電的趨膚效應(yīng)，使電子、電流集中在導(dǎo)體導(dǎo)線的外表面的運(yùn)動(dòng)流動(dòng)的特征。所 以就應(yīng)該想法在不斷增大截面積的基礎(chǔ)上增加它的截面周長(zhǎng)，擴(kuò)大它的表面面積，為交流 電的趨膚效應(yīng)創(chuàng)造技術(shù)條件。如果把一根導(dǎo)線分成兩根以上的細(xì)導(dǎo)線就能在不增加它的截 面的基礎(chǔ)上增加它的截面周長(zhǎng)。這樣就增加了它的表面面積，減小了它們的有效電阻，提高 它的導(dǎo)電能力。以漆包線絞合代替裸導(dǎo)線絞合是真正意義上的圈定了根數(shù)，從而也增大了 截面的周長(zhǎng)進(jìn)一步提高了它的導(dǎo)電效率。例如一根4mm2的聚氯乙烯絕緣銅導(dǎo)線在空氣中 敷設(shè)長(zhǎng)期負(fù)荷下的載流量是42安，而四根lmm2的聚氯乙烯絕緣銅導(dǎo)線在空氣中敷設(shè)長(zhǎng)期 負(fù)荷下的載流量是4X 12.5安，是50安，它要比相同截面積的單根導(dǎo)線提高了 8安的導(dǎo)電 電流，它跟一根4mm2的圓銅絕緣導(dǎo)線有什么區(qū)別呢唯一的區(qū)別就是四根Imm2的圓銅絕緣 導(dǎo)線的截面周長(zhǎng)比它長(zhǎng)，可見(jiàn)導(dǎo)線的截面周長(zhǎng)是決定它允許通過(guò)電流大小的關(guān)鍵因素。所 以我們就在截面積相等的情況下盡量來(lái)增加它的導(dǎo)線線芯根數(shù)來(lái)增加它們的截面周長(zhǎng)，力口 大它們的表面面積，來(lái)增加它們的導(dǎo)電能力。這是很有效的技術(shù)措施。像圖4右邊的七根 Imm2的圓裸銅導(dǎo)線，雖然截面積周長(zhǎng)增加了很多，但是并沒(méi)有按照我們的意志增加到一根 Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的7倍，究其原因就是因?yàn)樗鼈兌际菆A裸銅導(dǎo)線，由于緊緊挨在了一起 或者絞合使七根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線成為一體，成為一根7_2的圓裸銅導(dǎo)線了，所以它只是 一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的4倍，這樣我們的計(jì)劃大幅縮水，所以我們要采取第三種技術(shù)手 段來(lái)增加它們的截面周長(zhǎng)，那就是絕緣隔離法:把七根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線噴涂上絕緣漆后， 烘烤、晾干，把它們制成絕緣漆包線后，然后在緊緊地挨在一起或者絞合成各種線芯，用絕 緣漆把它們分離開(kāi)了，如圖5無(wú)論它們之間挨的多緊密，絞合的多緊密它們都不像圖4右邊 那七根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線那樣親密無(wú)間了。它們七根各自為政，自成一體。各干各的事， 像圖5的左邊和右邊兩邊其實(shí)都一樣的，沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只是它們之間的距離大小而已。 通過(guò)這兩種技術(shù)手段，大大的增大了導(dǎo)線的截面周長(zhǎng)，截面周長(zhǎng)的增加，大大增加了它的表 面面積，導(dǎo)線表面面積的增大，減小了導(dǎo)線的電阻，大大提高了導(dǎo)電能力，降低了輸電線路 的損耗，提高了電壓的質(zhì)量。表面面積的增大，提高了導(dǎo)線的散熱，使導(dǎo)線的溫升低，也在一 定程度降低了它的電阻(導(dǎo)體為什么會(huì)有電阻呢就金屬導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生電阻的原因是這樣 的:金屬導(dǎo)體中有電流的時(shí)候，它里面的電子就有了定向的運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的電子常要跟點(diǎn)陣中的在作熱振動(dòng)的金屬原子發(fā)生碰撞。這就阻礙了電子的定向運(yùn)動(dòng)。作熱振動(dòng)的金屬原 子對(duì)電子的定向運(yùn)動(dòng)的阻礙作用，就使金屬導(dǎo)體具有的電阻。引自高級(jí)中學(xué)課本，物理學(xué)第 三冊(cè)第45頁(yè)第I行至第5行。人民教育出版社出版，1958年第2版，1965年6月第一次印 刷)。[0013]由于交流電的趨膚效應(yīng)，使圓導(dǎo)線的有效電阻增大了。從而也降低了它的導(dǎo)電能 力，減小了它的有效截面積。趨膚效應(yīng)就是交流電在導(dǎo)體、導(dǎo)線中的傳導(dǎo)過(guò)程中，電子、電流 趨于導(dǎo)體、導(dǎo)線外表面移動(dòng)，流動(dòng)的物理特征。還是由于交流電的趨膚效應(yīng)現(xiàn)象。我們發(fā)現(xiàn) 了這樣一條規(guī)律:就是在相同溫度，相同長(zhǎng)度用相同材料制成的均均勻?qū)w、導(dǎo)線中，導(dǎo)體 允許通過(guò)的最大電流跟該導(dǎo)體的截面周長(zhǎng)成正比。也正是在這一理論的指導(dǎo)下，使我們?nèi)?尋找更多的技術(shù)方案來(lái)增大它們的截面周長(zhǎng)，擴(kuò)大它們的表面面積，提高輸電能力。除了設(shè) 計(jì)各種橢圓導(dǎo)線外，還有第二種技術(shù)方案就是縮徑增根的手段。在保持截面積不變的情況 下縮小原來(lái)一根或多根導(dǎo)線的直徑，來(lái)增加它們的導(dǎo)線根數(shù)，以增加它們的截面周長(zhǎng)。舉個(gè) 例子一根2mm2聚氯乙烯銅絕緣導(dǎo)線載流量為28安，而四根0.5mm2聚氯乙烯銅絕緣導(dǎo)線的 載流量為12.5X4 = 50安，它們的截面積是相等的，截面的周長(zhǎng)是不一樣的。四根0.5mm2 銅導(dǎo)線周長(zhǎng)比一根2mm2銅導(dǎo)線的周長(zhǎng)長(zhǎng)出了很多，因此它的導(dǎo)電能力也增加了很多，它比 一根2_2銅導(dǎo)線提高了 22安的電流，這是樂(lè)觀的經(jīng)濟(jì)效益；在絞合線的范疇中，因?yàn)樗鼈?的每一根線芯都是裸導(dǎo)線，加上它們的緊密接觸或者絞合而成為一體(一根導(dǎo)線)從而減 小了它們的截面周長(zhǎng)，降低了它們的導(dǎo)電能力。所以我們就繼續(xù)采取技術(shù)手段來(lái)增加它們 的截面周長(zhǎng)。第三種途徑就是噴涂上絕緣漆烘烤晾干后制成絕緣的漆包線，然后再根據(jù)需 要絞合成各種線芯。像摘要附圖所示，左邊和右邊其實(shí)是一樣的，沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，只是 距離遠(yuǎn)近的區(qū)別。這樣做的目的還是想增加它的周長(zhǎng)，再給圖4右邊的七根Imm2圓銅導(dǎo)線 比較一下，摘要附圖右邊的七根Imm2圓銅漆包線又比圖4右邊增加了 42%的截面周長(zhǎng)，也 就是提高了 42%導(dǎo)電效率。這也是很可觀的經(jīng)濟(jì)效益。由于我們采取了兩種措施，它的效 果就更好更佳。它的經(jīng)濟(jì)效益更高。[0014]一.這兩項(xiàng)技術(shù)措施的實(shí)施大大的增加了它的截面周長(zhǎng)，截面周長(zhǎng)的大大增加， 又大大增加了它的表面面積，表面面積的大大增加，又大大的減小了它的電阻，所以就大大 提聞它的導(dǎo)電效率。[0015]二.由于截面周長(zhǎng)的增加，增大了表面面積，表面面積的增大，減小了它的電阻提 高了輸電能力，如果在輸出一定功率時(shí)，可以適當(dāng)減小截面積，這樣就大大節(jié)省了一些電原 材料，可節(jié)省5-15% ；[0016]三.由于它的表面面積大，電阻減小，不僅提高了它的輸電能力，而且還提高了它 的散熱效果，降低了導(dǎo)線的溫度，提高了導(dǎo)線的過(guò)載能力；[0017]四.減小線路的損耗，提高了電壓的質(zhì)量，節(jié)省了很多的電能，減小了由于線路電 阻產(chǎn)生的熱量在空氣中的排放，緩解了氣候變暖；[0018]五.大大的提高了輸電能力，并將會(huì)開(kāi)拓輸送電線路節(jié)能節(jié)電的新途徑，為高壓 超高壓線路4分裂，6分裂，8分裂的技術(shù)問(wèn)題開(kāi)辟一條更加高效節(jié)能的新途徑。具有重大 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0019]圖1是一根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的橫截面圖；圖2是兩根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的橫截面的對(duì)比圖；圖3是三根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線橫截面的對(duì)比圖；圖4是七根Imm2的圓裸銅導(dǎo)線的橫截面的對(duì)比圖；圖5是七根Imm2的圓銅漆包線橫截面的對(duì)比圖。說(shuō)明書圖5和摘要附圖中的兩個(gè)同心圓代表漆包線，小圓代表線芯，小圓以外到大圓代表絕緣漆層，絕緣漆的厚度?！揪唧w實(shí)施方式】[0020]由于交流電在導(dǎo)體里運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)有趨膚效應(yīng)，趨膚效應(yīng)的結(jié)果增大了它的有效電阻，降低了交流電在圓導(dǎo)線有效截面的利用率，縮小了交流電在導(dǎo)體里的輸送通道。限制了一些電子的通行。交流電的趨膚效應(yīng)越來(lái)越類似于我們?cè)诟咚俟飞吓苤钠嚕贿^(guò)它是一個(gè)立體的表面通行。而汽車在高速公路上是一個(gè)真正意義上的平面通行。如果我們把圖5右邊的七根漆包線的表面展開(kāi)，它就是七條并行的很細(xì)很長(zhǎng)的長(zhǎng)方形的電子高速公路。如果把高速公路加寬增加車道，自然會(huì)通過(guò)的汽車更多。導(dǎo)線是電子的高速跑道，我們何嘗不給它加寬多點(diǎn)呢為此我們采取兩種技術(shù)措施，大大的增加了它的截面周長(zhǎng)，大大的增加了它的表面面積，減小了它的電阻，大大提高了它的輸電能力。[0021]實(shí)施例1.在截面相同的情況下用一根7_2的圓裸導(dǎo)線跟七根Imm2的圓裸導(dǎo)線比較比較；看它們的周長(zhǎng)發(fā)生了什么變化。像圖4右邊的七根Imm2的圓裸導(dǎo)線所示，它們的截面周長(zhǎng)是圖1左邊Imm2的圓裸導(dǎo)線的4倍(因?yàn)樗鼈兪菆A裸銅導(dǎo)線緊密接觸成為一根)因?yàn)閳A面積等于:
【權(quán)利要求】
1.在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上的縮徑增根來(lái)增加周長(zhǎng)的方法。
2.在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上的絕緣隔離的技術(shù)方法。
3.絕緣絞合電線10--800mm2，將絕緣絞合線的裸導(dǎo)線芯改為漆包絕緣線線芯絞合，SP 將裸線芯噴涂絕緣漆后，烘烤、晾干，然后在絞合成絕緣導(dǎo)線的線芯。最后才能附加絕緣層成為絕緣漆包絞合電線。
4.將裸絞合線的線芯改為漆包絞合裸導(dǎo)線，即將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上的裸導(dǎo)線芯絞合， 先將每一根裸線芯噴涂絕緣漆后，烘烤晾干變成漆包線后，然后再絞合成漆包絕緣裸導(dǎo)線 10—800mm2。
5.高低壓輸電線10/2，16/3，25/4—1400/135mm2，將裸導(dǎo)線線芯連同鋼芯都噴涂絕緣漆后，烘烤晾干后，變成漆包線后，再絞合成漆包絞合裸導(dǎo)線。
6.高低壓電纜線0.75-800mm2，在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上將裸導(dǎo)線芯改為漆包線芯。
7.控制電纜線0.012-120mm2，也是將裸導(dǎo)線芯改為漆包線芯。
【文檔編號(hào)】H01B9/00GK103559952SQ201310406567
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】陳勝民 申請(qǐng)人:陳勝民