CN101228595A - 超导电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超导电缆，该超导电缆不具备真空隔热结构而能保持预定隔热性能。本发明的超导电缆包括：电缆单元(100)，其中具有超导层和电绝缘层的芯部被安放在芯部容纳管中；隔热构件(200)，该隔热构件被设置在电缆单元的外面并保持在非真空状态；和密封构件，该密封构件用于防止水分渗入隔热构件。通过设置保持在非真空状态的隔热构件(200)在电缆单元的外面，在不具备真空隔热结构的情况下使保持预定隔热性能成为可能。

Description

超导电缆

技术领域

本发明涉及一种超导电缆。

特别地，本发明涉及一种不具有真空隔热结构的超导电缆，或具有真空隔热结构但即使真空条件被破坏仍能保持隔热性能的超导电缆。

技术背景

如图8所示的超导电缆是一种被推荐的传统超导电缆。图8是具有三个芯110安放在隔热管600内的结构的三芯合一型超导电缆剖面图。

电缆芯110设置有定径管111、超导层112、电绝缘层113、屏蔽层114和保护层115，它们以所例举的顺序从其中心排列。超导层112通过以多层形式在定径管上螺旋缠绕超导线而形成。一般地，超导线具有类似带状结构，其中由氧化物超导材料组成多根丝线被放置于如银外鞘的基体里。绝缘层113通过缠绕绝缘纸如半合成绝缘纸而形成。屏蔽层114通过螺旋缠绕超导线，类似于超导层112，在电绝缘层113上而形成。绝缘纸或类似物用作保护层115。

另一方面，将隔热材料(未示出)放置于内管610和外管620组成的双层管之间构成隔热管600，双层管的内侧被抽真空。防腐层630在隔热管600外面形成。进一步，定径管110内部存在的空间(假如定径管是空的)和内管610与芯部110之间的空间用在内循环的冷却剂如液氮或类似物填充以使隔热管在绝缘层113被冷却剂浸渍的状态下使用。

[专利文件1]日本专利申请公开说明书No.2002-140944(图2)

发明内容

于是，关于上面提及的超导电缆存在下面的问题。

(1)超导电缆所需的真空隔热结构导致电缆的尺寸大。为了制造真空隔热结构，必须使用具有双层管结构的隔热管并在隔热管的内管和外管间的空间抽真空。因此，增加了隔热管的厚度，尤其超导电缆的外径变为大尺寸。相应地，提高了超导电缆的制造成本。

(2)隔热管的真空性能的保持和控制是复杂的。使用具有双层管结构抽真空的隔热管需要在超导电缆的生产、制造和加工阶段真空性能的保持和控制。特别地，当隔热管的真空性能出现故障，需要花费大量时间重新恢复预定真空状态。依情况，在给定时间内恢复预定真空度可能是困难的，可导致保持冷却剂温度的失败，从而引起能量传输性能的馈乏。

鉴于上面提及的情况完成本发明，发明的主要目的是提供一种超导电缆，该超导电缆在不具备真空隔热结构情况下能够保持预定的隔热性能。

本发明的另一个目的提供一种具有真空隔热结构的超导电缆，该超导电缆即使在真空状态被破坏的情况下仍能保持预定隔热性能。

本发明通过使用隔热构件而非真空隔热达到上述目的。

本发明的超导电缆特征在于该电缆包括电缆单元、隔热构件和密封构件：电缆单元包括芯部，该芯部具有超导层和电绝缘层，和用于容纳芯部的芯部容纳管；隔热构件设置在电缆单元的外面并保持在非真空状态；密封构件防止水分渗入隔热构件。

通过在电缆单元的外面设置非真空状态的隔热构件，在不采用真空隔热结构的情况下能保持预定的隔热性能。通过在隔热构件上设置密封构件，防止水分渗入隔热构件并保持其隔热性能是可能的。

附图说明

图1是示出示例1中本发明的超导电缆的地下安装情况简图；

图2是包括示例1中的超导电缆的电缆单元的横剖面图；

图3是示出示例2中本发明的超导电缆的地下安装情况简图；

图4是示出示例3中本发明的超导电缆的地下安装情况简图；

图5是示出示例4中本发明的超导电缆的地下安装情况简图；

图6是示出示例5中本发明的超导电缆的地下安装情况简图；

图7是示出包括示例6中单芯式超导电缆的电缆单元的横剖面图；

图8是传统超导电缆的剖面图。

附图标记描述

100电缆单元  110  芯部    120  芯部容纳管

111定径管    112  超导层  113  电绝缘层

114屏蔽层      115  保护层   121  内管

122外管        200  隔热构件 210  多层隔热

220填充隔热    300  密封构件 400  冷却剂输送管

500导管        600  隔热管   610  内管     620  外管

630防腐层      G    土壤

具体实施方式

在下文，本发明的超导电缆将被更详细地描述。

本发明的超导电缆具有电缆单元、保持非真空状态的隔热构件和防止水分渗入隔热构件的密封构件。

<电缆单元>

电缆单元包括芯部和容纳5芯部的芯部容纳管。芯部具有至少一个超导层和一个电绝缘层。典型地，芯部设置有定径管、超导层、电绝缘层、屏蔽层和保护层，它们从中心以例举的顺序排列。屏蔽层也可由超导线组成。

用于保持超导层给定的形状的定径管可是类似管状形状，或可由多股绞合线制成。用于定径管合适的材料，例如，是非磁性金属材料如铜或铝。如果定径管具有管类形状，定径管的里面可用作冷却剂通道是可能的。

超导层由，例如，超导材料制成的线螺旋缠绕于定径管上形成。超导线被，例如，制成带状形状，使得多根Bi-2223氧化物超导材料构成的丝线布置在银外鞘的基体中。超导线的缠绕既可制成单层也可多层。假如多层，可设置层间隔离层。层间隔离层可通过，例如，缠绕绝缘纸如牛皮纸或缠绕半合成绝缘纸如PPLP(注册商标，由Sumitomo电子工业公司制造)设置。

电绝缘层优选地通过缠绕绝缘纸如半合成纸等形成，该半合成纸例如是PPLP(注册商标，由Sumitomo电子工业公司制造)，是由层压聚丙烯和牛皮纸制成；或电绝缘层通过缠绕绝缘纸如牛皮纸而形成。此外，半导电层可至少在电绝缘层的一侧形成，即，在超导层和电绝缘层之间，或在电绝缘层和屏蔽层之间。通过形成内部半导电层(如前面的情况)，或外部半导电层(如后面的情况)，提高了在超导层和电绝缘层之间或电绝缘层和屏蔽层之间的粘着力，抑止由于部分放电的出现或类似情况引起的恶化。

此外，优选地在电绝缘层外面设置屏蔽层。屏蔽层可由导电材料形成，为了形成屏蔽层，围绕电绝缘层缠绕与超导层相同的超导线是优选的。用超导线作屏蔽层使限制与超导电流反相的电流流入屏蔽层和抑制交变电流磁场漏损是可能的。

此外，衬垫层可插入定径管和超导层之间。衬垫层避免定径管和超导线之间的金属直接接触，从而防止超导线损坏。特别地，当定径管以多股绞合线结构形成时，衬垫层起到作为使定径管表面平滑的装置的作用。优选地，衬垫层可由绝缘纸或复写纸(carbon paper)制成。

另一方面，作为用于容纳芯部的管状材料的芯部容纳管起到机械保护芯部的作用。例如，由不锈钢或铝制成的波纹管能用作芯部容纳管。基本上，芯部容纳管不需呈现隔热性能，用于保持电缆单元的冷却剂温度，隔热性能由后面所述的隔热构件承担。换句话说，优选地，芯部容纳管不设置隔热层。这样的结构，芯部容纳管的外径能减小到实际可能的最小值。

但是，芯部容纳管可具有隔热功能。在这种情况下，隔热结构不管是真空隔热还是非真空隔热。当芯部容纳管采用真空隔热结构，电缆单元的外径与传统超导电缆相比不能做的更小，但这不是一个问题因为，如果真空性能退化，电缆单元的隔热性能依靠后面所述的隔热构件独立保持或通过芯部容纳管的隔热性能和隔热构件的隔热性能结合保持。在芯部容纳管采用真空隔热结构时为了减小电缆部分的外径，使芯部容纳管的真空度低于传统超导电缆隔热管的真空度是可构想到的。此外，当芯部容纳管采用非真空隔热结构时，隔热性能被设计成低于为保持电缆单元的冷却剂温度所需的隔热性能。这种情况下，芯部容纳管的非真空隔热结构能被简化，用于保持电缆单元的冷却剂温度的必要的隔热性能能依靠芯部容纳管的非真空隔热结构和下文提到的隔热构件相结合来保证。

<隔热构件>

保持在非真空状态的隔热构件布置在这样的芯部容纳管的外面。隔热构件基本上需要具有保持电缆单元的冷却剂温度的隔热性能。隔热构件的结构优选为多层隔热和填充隔热中的任意一个。对于多层隔热，也用在传统超导电缆中被称为超级隔热(由层压金属薄片和塑料筛网制成)被优选选用。另一方面，填充隔热优选使用玻璃纤维、泡沫塑料、沙、砂砾等。

特别地，气凝胶是用作隔热构件的理想材料。气凝胶，包括大量非常小的毫微尺寸空穴的多孔材料，具有高绝热性。例如，二氧化硅气凝胶具有平均10nm的许多空穴和热传导系数是10mW/m-K(38℃，1atm)的很高的绝热性。而且，它们重量非常轻，使用气凝胶的一个例子是产自AspenAerogels，Inc.的Pyrogel(商标名)。

通过单独使用多层隔热和填充隔热中的任何一种，或两者结合使用，作为隔热构件，获得满足各种所需特性的超导电缆是可能的。一般地，多层隔热以缠绕方式覆盖电缆单元，所以多层隔热的外形易于作成圆筒形，另一方面，填充隔热，其在材料特性和外形方面有高度的自由度，能允许选择各种材料和外形，因此能够按照安装情况、允许的尺寸和允许的成本选择。例如，多层隔热设置在隔热构件内周部分，填充隔热设置在隔热构件外周部分是合乎需要的。通过在内周放置多层隔热，能有效地隔离大部分的辐射热，因此获得高的隔热性能。通过在外周放置填充隔热，使得按照安装情况选择超导电缆合适的外形成为可能。

<密封构件>

上述的隔热构件设置在电缆单元的外面并用密封构件密封，密封构件起到防止水分渗入隔热构件从而保持隔热构件的隔热性能的作用。此外，隔热构件，如上面提及的多层隔热或填充隔热，自身保持给定的形状是困难的，因此密封构件起到保持隔热构件预定形状不致于分开的作用。

密封构件由能防止水分渗入的材料组成。优选使用例如，金属管、金属片或由金属片和塑料片制成的层压材料等。这些金属片和层压材料覆盖在隔热构件的外围，通过焊接或粘接方法结合薄板相互边缘防止水分渗入。铝、铝合金、不锈钢等能优选地用作金属管和金属片。

<多个电缆单元的布置>

上述超导电缆既可是单个电缆单元也可是多个电缆单元。在多个电缆单元情况下，电缆单元布置成彼此靠近的位置更可取。特别地，在普通隔热构件内，优选的在彼此靠近位置布置多个电缆单元。电缆单元组和隔热构件间的接触区域(每单个电缆单元)在多个电缆单元一起紧密布置在隔热构件里的情况下小于众多电缆单元单独布置在各自的隔热构件里的情况。因此，能减少每个电缆单元渗入热的量值。特别地，每个电缆单元互相冷却其它毗邻的电缆单元是可能的，相应地得到隔热的更大效果。

理想地，各电缆单元之间的间隙是零，即，电缆单元彼此接触。在电缆单元间存在间隙的情况下，最好它应等于或小于电缆单元外径。选择这样的间隙导致每个电缆单元渗入热的减少。更优选的，电缆单元之间的间隙等于或小于电缆单元外径的一半。

<冷却剂输送管的布置>

此外，冷却剂输送管可设置成靠近电缆单元。这里提到的冷却剂输送管是用于传送各种冷却剂的导管。典型地，导管是用于液氢、液氧、液氮或液态天然气等的传输管。这些冷却剂输送管，一般用于传送用在氢工作站或各种车间里的具有制冷温度的冷却剂，在隔热构件里如果将它们靠近电缆单元放置能更有效地进行电缆单元的隔热(冷却)。

冷却剂输送管优选靠近电缆单元，如同布置多个电缆单元的情况下。在这种情况下，使间隙与电缆单元相互间间隙相同也是合乎需要的。换句话说，当冷却剂输送管的冷却剂温度低于用于冷却电缆单元超导层的冷却剂温度时，冷却剂输送管的冷却剂温度可以用于冷却靠近冷却剂输送管的电缆单元。

但是，取决于冷却电缆单元的超导层的冷却剂温度和冷却剂输送管的制冷温度间的关系，辅助隔热结构可设置在至少电缆单元或冷却剂输送管之一上。辅助隔热结构是一种隔热结构，该隔热结构用来防止主要由于电缆单元和冷却剂输送管间互相热传递引起的电缆单元和冷却剂输送管的各自冷却剂落到正常温度范围之外。

例如，在电缆单元的冷却剂是液氮(沸点：大约77K、熔点：大约63K)、冷却剂输送管的冷却剂是液氢(沸点：大约20K)的情况下，如果电缆单元和冷却剂输送管相互安排的太近的话，电缆单元的液氮可能太冷以致于凝固，或冷却剂输送管的液氢可能太热以致于蒸发。因此，优选的，电缆单元设置有辅助隔热结构，例如，为抑制电缆单元的液氮比需要的冷很多，或抑制冷却剂输送管的液氢变热。特别地，隔热结构设计成由外面渗入热使电缆单元变热的热量与电缆单元被来自冷却剂输送管的冷所冷却的热量是平衡的。以便电缆单元和冷却剂输送管两者都能轻易地保持适当的温度。

此外，在电缆单元的冷却剂是液氮(沸点：大约77K、熔点：大约63K)和冷却剂输送管的冷却剂是液态天然气LNG(沸点：大约110K、熔点：大约90K)的情况下，根据结构和电缆单元与冷却剂输送管间的距离，电缆单元的液氮可能太热以致蒸发或液态天然气可能太冷以至凝固。因此，优选的，冷却剂输送管设有辅助隔热结构，以使抑制电缆单元的液氮变热或防止液态天然气比需要的冷很多。特别地，隔热结构设计成由外面渗入的热使冷却剂输送管变热的热量与由来自电缆单元的冷所制冷的冷却剂输送管的热量是平衡的，以便电缆单元和冷却剂输送管两者都能轻易地保持适当的温度。

设置于电缆单元或冷却剂输送管的辅助隔热结构可是真空隔热结构或是非真空隔热结构。当电缆单元设置辅助隔热结构时，包括电缆单元的芯部容纳管自身可构成为隔热层，或在组成电缆单元的壳体外面形成隔热层。各种熟知的材料能用于辅助隔热结构作为隔热材料，提供需要的满意的隔热特性。

<导管>

优选地，至少电缆单元和冷却剂输送管中之一安放于导管中，其外面覆盖有隔热构件。在导管中安放电缆单元使分别制造“电缆单元或冷却剂输送管”和“导管、隔热构件和密封构件的组件”是可能的。因此，在随后的制造加工中，通过将电缆单元或冷却剂输送管插入导管中构建超导电缆，因此能提高电缆的制造和组装效率。特别地，通过将电缆单元或冷却剂输送管插入各自对应的导管，电缆单元和冷却剂输送管能独立安装。这种情况下，由于每个电缆或冷却剂输送管都配备导管，轻易地替换导管中安放的东西是可能的。

使导管具有气密性结构是合乎需要的。例如，在安放电缆单元的导管的两端，至少在导管和电缆单元或冷却剂输送管之间的间隙应是气密密封的。这种情况下，容纳电缆单元的管具有真空隔热结构是合乎需要的。当导管内部制成具有气密性并且使用真空密封结构的容纳管时，即使容纳管的真空密封结构被破坏，以有可能抑制容纳管的隔热性能的降低。特别地，导管两端密封后将导管内部抽真空更可取。利用这种结构，由于导管内部保持真空状态，即使管外壳的真空密封结构被破坏也能更有效地抑制电缆单元的隔热性能恶化成为可能。

<超导电缆的安装方法>

任何安装方式可用于铺设本发明的超导电缆：敷设在地下或混凝土中、安装在空中或布置在地面等。特别地，敷设在地下或混凝土中，由于超导电缆周围的土壤具有隔热功能，能使超导电缆显示出更有效的隔热性能。

<超导电缆的种类>

本发明的超导电缆能用作直流(DC)电缆或交流(AC)电缆。特别地，DC电缆，因为没有交流损失且损失仅仅由于渗入热，构建其中通过隔热构件的有效隔热使损失最小的动力电缆线成为可能。

<发明的优点>

本发明的超导电缆提供以下效果。

(1)通过在电缆单元外面布置保持在非真空状态的隔热构件，在不采用真空隔热结构的情况下能保持预定的隔热性能。因此，不必如传统超导电缆所需的那样进行真空性能的保持和控制。于是，可预期得到以下效果例如：(A)简化超导电缆的结构，(B)降低电缆成本，(C)避免如传统超导电缆中由于隔热管真空性能故障导致动力传输中断的可能。

(2)通过为隔热构件设置密封构件，使防止水分渗入隔热构件成为可能，从而保持隔热构件的隔热性能。

(3)由于隔热构件承担隔热功能，电缆单元自身基本上不需要具有隔热功能，减小电缆单元外径是可能的。

(4)即使当电缆单元的容纳采用真空隔热结构时真空性能出现故障由于隔热构件能保持电缆单元的隔热性能，构建具有高可靠性的超导电缆性是可能的。

在下文，将描述本发明的优选实施例。

(示例1)

首先，将描述本发明的超导电缆，用地下安装情况作示例。图1是示出示例1中本发明的超导电缆的地下安装情况简图。

超导电缆具有，如图1所示，电缆单元100、覆盖电缆单元的隔热构件200、和覆盖隔热构件200的密封构件300，铺设于地下土壤G里。

单芯超导电缆件100有定径管111、超导层112、电绝缘层113、屏蔽层114、保护层115、芯部容纳管120，它们如图2所示以例举顺序从中心排列。这些组件中，包括定径管111到保护层115的组件组成芯部110，芯部110安放在芯部容纳管120里。超导线用在超导层112和屏蔽层114中。用在电缆单元100中的超导线通过在芯部110和芯部容纳管120之间的空间循环冷却剂(在这种情况：液氮)保持超导状态。

定径管111由绞合大量绝缘铜线制成。由于定径管111采用绞合线结构，同时能实现减小交流损失和抑制由于过流产生的温升。在此示例中，由于绞合出现在定径管111外周表面的沟产生的不均匀通过设计成在外周边的绞合线薄于在中心的绞合线来减小到实际可能的最小值。

超导层112用0.24mm厚和3.8mm宽的Bi-2223基Ag-Mn鞘的带状线形成。带状线绕定径管缠绕多层以形成超导层112。在超导层112中，超导线的缠绕节距层与层不同。另外，每层或多层改变缠绕方向，从而可使电流均匀通过每一层。

电绝缘层113形成于超导层112的外周。电绝缘层113用，例如，由层压牛皮纸和塑料薄膜如聚丙烯(PPLP：注册商标，来自Sumitomo电子工业公司)所制的绝缘带形成。

屏蔽层114设置在电绝缘层113上。屏蔽层114通过缠绕与用于超导层112相同类型的超导线而形成。通过将电流以与超导层112方向相反、大小相同地导向屏蔽层114，从而抵消超导层112出现的磁场，可防止磁场向外漏损。

而且，保护层115通过在屏蔽层114上缠绕牛皮纸而形成。保护层115主要保护屏蔽层114机械和电绝缘于芯部容纳管120。

由上面所述的组件、如包括定径管111到保护层115的组件组成的芯部110容纳于芯部容纳管120中。这种情况下，不锈钢制波纹管用作芯部容纳管120。用于冷却超导线的冷却剂循环在芯部容纳管120里。芯部容纳管120既不是双层管结构也没有设置隔热结构以保持冷却液在低温温度。

隔热构件200以覆盖上述芯部容纳管120圆周的方式布置(图1)。这里，玻璃绒用作隔热构件200。隔热构件200以能够具有必要的隔热性能以允许电缆单元中的冷却剂保持低温温度的厚度设置，在此示例中，隔热构件200以截面形状基本是矩形的方式布置。可根据安装地点和类似情况确定的截面形状不限制于矩形，可是圆形或其它形式。

此外，隔热构件200的外围被密封构件300覆盖。密封构件300防止水分渗入隔热构件。在此示例中，密封构件通过绕隔热构件200的外围缠绕不锈钢片并由焊接结合钢片边缘而制成。

在具有这种结构的超导电缆中，因为没有采用真空隔热层，不必进行真空的保持和控制。此外，在传统超导电缆中，如果真空隔热层的隔热性能出现故障可偶然地出现动力输送阻滞的情况。但是，在本发明的电缆中，能避免这种情况。而且，由于采用密封构件，隔热构件的隔热性能能长时期保持。

作为此示例的一个改动，二氧化硅气凝胶可用作替代上述隔热构件200。对于二氧化硅气凝胶，可用美国的Aspen Aerogels Inc.的Pyrogel(商标名)或类似物。此外，通过使用二氧化硅气凝胶，可能使隔热构件200的厚度比用其它材料薄，因为二氧化硅气凝胶不仅重量轻而且隔热性能优良。

(示例2)

下面描述的是采用多个电缆单元的本发明的超导电缆。图3是示出示例2中本发明的超导电缆地下安装情况简图。在此示例中，将描述与示例1相比主要的不同点，省略相同部分的说明。

在此示例中，采用三个电缆单元100，和示例1所用的相同种类，在隔热构件内侧布置成在三角形位置互相接触。通过绕电缆单元组缠绕超级隔热形成隔热构件200。

因此，在隔热构件中以相互紧密位置布置三个电缆单元，除示例1能达到的效果外还使减少每个电缆单元渗入热的量值成为可能。这是因为在三个电缆单元100布置成相互接触的情况与每个电缆单元单独布置在隔热构件200中相比较，在电缆单元组和隔热构件之间接触的总面积减少了，并且因为电缆单元能互相冷却。

(示例3)

接下来，用冷却剂输送管与示例2相结合的实施例描述本发明的超导电缆。图4是示出示例3中本发明的超导电缆地下安装情况简图。在此示例中，将描述与示例2相比主要的不同点，省略相同部分的说明。

在此示例中，布置三个冷却剂输送管，每个靠近各自的电缆单元100，在隔热构件200中，电缆单元100和冷却剂输送管一起布置成倒三角形形状作为一个整体。冷却剂输送管400中传送的冷却剂是液氢(制冷温度：大约20K)。

在此示例的情况下，每个电缆单元渗入热的量值也能如示例2那样被减少。另外，因为冷却剂输送管400比电缆单元100冷，冷却剂输送管400冷却电缆单元100成为可能。

此示例的改动是，例如，为电缆单元100设置辅助隔热结构。当电缆单元100的冷却剂是液氮(沸点：大约77K，熔点：大约63K)并且冷却剂输送管400的冷却剂是液氢(沸点：大约20K)时，如果电缆单元100和冷却剂输送管400彼此离的太近，电缆单元100的液氮可能极度冷却以致于凝固，或者冷却剂输送管400的液氢可能受热以致于蒸发。如果为电缆单元100设有辅助隔热结构，抑制电缆单元100的液氮冷于所需或抑制冷却剂输送管400的液氢变热是可能的。辅助隔热结构可例如，通过在作为芯部容纳管的波纹不锈钢管外面覆盖塑料而形成。

(示例4)

下面描述本发明的超导电缆的一个改动，其中示例1中的隔热构件的组成发生变化。图5是示出示例4中本发明的超导电缆的地下安装情况简图。在此示例中，也描述了与示例1相比的主要不同点，省略了相同部分的说明。

在此示例中，隔热构件由两种材料组成。即，多层隔热210设置在靠近电缆单元的内周边，填充隔热220布置在远离电缆单元的外周边。更特别地，超级隔热用作多层隔热210，可膨胀塑料用作填充绝缘220。

通过将多层隔热210和填充隔热220相结合，有效阻止热辐射和热传导，获得高隔热性能成为可能。

(示例5)

接下来，描述本发明的超导电缆的一个改动，其中示例2中的超导电缆容纳在导管中，图6是示出示例5中本发明的超导电缆的地下安装简图。在此示例中也将描述与示例2相比主要的不同点，省略相同部分的说明。

在此示例中，三个电缆单元100的每一个都被安放在导管500中。根据这种结构，事先准备三个超导电缆100，预先分别准备各组件，其中公共的隔热构件200布置在三个导管500的外面，并且隔热构件200的外围覆盖密封构件300。因此，通过将每个电缆单元100放入组件中各自的导管500中获得超导电缆。因此，电缆单元能在逐单元的基础上安装。

在此示例的改动的实施例中，电缆单元100的芯部容纳管是具有双层管结构的真空隔热管，另外，在导管500的端部密封后导管500的里面抽真空。根据这种结构，电缆单元100的隔热性能将不降低，因为即使芯部容纳管的真空密封被破坏，导管500的真空状态仍被保持。既然这样，芯部容纳管和导管的真空水平可低于传统超导电缆隔热管的真空水平。原因是电缆单元100的隔热性能由覆盖于电缆单元100外面的隔热构件200保持。

(示例6)

接下来描述本发明的超导电缆的一个改动，其中改变了示例1中电缆单元的结构。图7是包括示例6中单芯超导电缆的电缆单元的横剖面图。在此示例中也将描述与示例1相比主要的不同点，省略相同部分的说明。

在此示例中，示例1的电缆单元100的芯部容纳管120被设计成双层管组成的真空隔热结构。即，芯部容纳管120具有内管121和外管122，超级隔热放置在管121和122之间，其中间抽真空。

根据此示例的结构，不必保持和控制真空状态，这是因为真空隔热结构用在芯部容纳管120中，但是，即使芯部容纳管120的真空性能出现故障，电缆单元100的隔热性能由隔热构件的装置保持，相应地，能建造具有高可靠性的超导电缆线。在此示例中，对单芯超导电缆作一说明，但是，在三芯合一超导电缆的情况下，电缆单元可具有与图8中相同的结构。

工业应用性

本发明的超导电缆能适用作动力电传输装置。

Claims (13)

1.一种超导电缆，包括电缆单元、隔热构件和密封构件，

所述电缆单元由芯部容纳管构成，该芯部容纳管容纳具有超导层和电绝缘层的芯部；

所述隔热构件设置在所述电缆单元的外侧并保持于非真空状态下；

所述密封构件防止水分渗入所述隔热构件中。

2.如权利要求1所述的超导电缆，其中，所述芯部容纳管未配备有隔热层。

3.如权利要求1所述的超导电缆，其中，所述隔热构件由多层隔热材料(multi-layer thermal insulation)和填充隔热材料(filling thermal insulation)中的至少任一种构成。

4.如权利要求3所述的超导电缆，其中，所述隔热构件的内周部分是多层隔热材料，而所述隔热构件的外周部分为填充隔热材料。

5.如权利要求1到4中任一项所述的超导电缆，其中，多个电缆单元布置在彼此靠近的位置处。

6.如权利要求5所述的超导电缆，其中，各个所述电缆单元之间存在的间隔等于或小于电缆单元的外径。

7.如权利要求1到4中任一项所述的超导电缆，其中，在电缆单元的附近设置冷却剂输送管，该电缆单元和冷却剂输送管由共同的隔热构件覆盖。

8.如权利要求7所述的超导电缆，其中，在所述电缆单元和冷却剂输送管之间存在的间隔等于或小于所述电缆单元的外径。

9.如权利要求7所述的超导电缆，其中，至少在所述电缆单元和所述冷却剂输送管的任一个上设置辅助隔热结构。

10.如权利要求7所述的超导电缆，其中，所述电缆单元和冷却剂输送管中的至少任一个容纳在导管中，而隔热构件布置在该导管的外侧上。

11.如权利要求10所述的超导电缆，其中，所述导管与所述电缆单元和所述冷却剂输送管中的至少任一个之间的间隙被气密密封。

12.如权利要求11所述的超导电缆，其中，所述导管的内侧被抽真空。

13.如权利要求1到4中任一项所述的超导电缆，其中，所述隔热构件由气凝胶(aerojel)制成。

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