CN102168783A - 超导电缆系统 - Google Patents

超导电缆系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102168783A
CN102168783A CN2010106251880A CN201010625188A CN102168783A CN 102168783 A CN102168783 A CN 102168783A CN 2010106251880 A CN2010106251880 A CN 2010106251880A CN 201010625188 A CN201010625188 A CN 201010625188A CN 102168783 A CN102168783 A CN 102168783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
freezer
gap
cable system
vacuum
heat insulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010106251880A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102168783B (zh
Inventor
雷纳·索伊卡
克劳斯·希普尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexans SA filed Critical Nexans SA
Publication of CN102168783A publication Critical patent/CN102168783A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102168783B publication Critical patent/CN102168783B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/14—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by the disposition of thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/141—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems in which the temperature of the medium is below that of the ambient temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

详述了一种超导电缆系统，在该系统中，在一个致冷器中设置至少一个超导电缆，该致冷器由两个金属管组成，两个金属管彼此同轴地间距设置。两管之间间距形成的环形间隙真空绝缘，该真空绝缘由具有低导热性的材料和涂覆一金属的具有高反射率的塑性层组成，该间隙被抽真空。另外，热绝缘材料(9)设置在间隙中，并且其热绝缘特性与两管(5，6)之间产生的真空无关。

Description

超导电缆系统
技术领域
本发明涉及一种超导电缆系统，在该系统中，在一个致冷器内设置至少一个超导电缆，致冷器由两个金属管组成，两个金属管彼此同轴地间距设置，两管之间间距形成的环形间隙配装有真空绝缘件，该真空绝缘件由具有低导热性的材料和涂覆金属且具有高反射率的塑性膜组成的间隔件构成，其中的间隙被抽真空。
背景技术
在EP0 326 923B1中描述了一个这样的电缆系统。
在一个像这样的电缆系统中，致冷器(cryostat)被用作至少一个超导电缆和在终端的其连接区域的护套。目的是确保这里携带的低温介质的温度长时间和相对地长距离地保持，不会明显变热。一种这样的介质是，例如氮，例如将其引入温度在67K和90K之间的致冷器中。
如前面引用的EP 0 326 923B1，致冷器由两个管组成，在两管之间密封了一个间隙，两管由不锈钢组成，并也可以相对于它们的纵向横向折皱。在两管之间设置有间隙间隔件，该间隙间隔件由具有低导热性的材料和涂覆金属并具有高反射率的塑性膜组成。两管间的间隔件减少了热辐射。该间隙也被抽真空。只要真空存在，这样的致冷器就能够实现其功能。可是，如果真空被破坏，例如致冷器的外层管的损坏，大量的热量被引入到致冷器中，导致电缆系统的运行稳定性不再被确保。超导电缆必须立刻与供电系统断开，以阻止在电缆系统中发生电跳火(flashover)，这是因为引入的热量导致在冷却介质中形成气泡，特别是在氮中。这样的跳火将会导致部分电缆系统的毁坏。这将会导致相当大的损坏，尤其是在终端。直到致冷器修好超导电缆才能再次使用。这就需要相对大量的工作。
发明内容
本发明是基于设计最初所描述的电缆系统以使当致冷器损坏时电缆系统能够继续运行的目的。
这个目的是根据这样一种电缆系统得以实现，即：在该系统中，在致冷器内设置至少一个超导电缆，该致冷器由两个金属管组成，两个金属管彼此同轴并间隔一定距离设置，两管之间的距离所形成的环形间隙配装有真空绝缘件，该真空绝缘件由具有低导热性的材料和涂覆金属且具有高反射率的塑性膜组成的间隔件构成，且其中间隙被抽真空，热绝缘材料附加地设置在两管之间的间隙内，并且其热绝缘特性与两管之间产生的真空无关。
附加的热绝缘材料确保如果致冷器中的真空被破坏，引入电缆系统的热量足够的少，以至于电缆系统仍可能像最初地可靠地继续运行。由跳火引起的电缆系统损坏的危险被消除，尤其因为在冷却介质中没有气泡产生。在超导电缆与供电系统断开之前，保留足够的时间切换电力传输线到另一路径。
作为例子，适合的热绝缘材料是聚亚安酯，并尤其是，包含多孔热绝缘材料的真空绝缘板(vacuum insulation panel)，其中所述热绝缘材料被膜以气密密封状包围，由该膜包围的空间被抽空。作为例子，一种这样的材料是硅酸。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例：
图1显示了本发明超导电缆系统的示意图。
图2显示了在电缆系统使用的致冷器横截面的放大示意图。
具体实施方式
图1所示的电缆系统有两个终端1和2，在两个终端之间设置有超导电缆3。在终端1和2中，电缆3可以与超导电缆连接，该超导电缆继续延伸或者连接至常规导电电缆，或者通过一个适当地设计的套管连接至一个电气设备。超导电缆3的结构和它与进一步延伸的部件的电气连接在这里并不重要，因此不在此详述。
超导电缆3和两个终端1和2被致冷器KR环绕，致冷器的设计例如图2所示。作为例子，在供应区4中存在的制冷介质，例如氮被馈送到致冷器KR中。借助于制冷介质，电缆3中的超导导体变为超导状态并保持这种状态。这由致冷器KR确保，致冷器KR内的电缆3被容纳在两个终端1和2之间的路径上。在致冷器KR内也可以设置两根或多根超导电缆。
致冷器KR由两个金属管5和6组成，它们彼此同轴且间隔一定距离设置，在两管之间有环形间隙。管5和6优选地由不锈钢组成。相对于它们的纵向，金属管5和6也可以横向折皱。间隔件7配装在管5和6之间的间隙中，该间隔件7由热传导性差的材料构成，在整个长度上支撑管5和6相对彼此同轴。间隔件7优选绞线的形式，在管5和6之间以螺旋形设置。间隔件7也可以有不同的设计，只要能确保热绝缘材料能够在管5和6之间的间隙中没有任何空隙的设置。
当致冷器KR功能完好时，所谓的超绝缘件8安置在管5和6之间的间隙中，该超绝缘件8例如由涂覆有金属的塑性膜组成，该金属例如是铝，并且任何情况下无纺材料位于塑性膜之间。图2中用连成圆形的虚线表示超绝缘件8。管5和6之间的间隙同样被抽真空。
除超绝缘件8之外，在图2中用交叉线示出的热绝缘材料9被配装在管5和6之间的间隙中。在管5和6之间的间隙中绝缘材料9中没有空隙，它与超绝缘件8的膜一起大量填充此间隙。热绝缘材料9可以设置在超绝缘件8之上，也可以在超绝缘件8的膜之间。热绝缘材料9优选地位于超绝缘件8的下面，如图2所示。
作为例子，聚亚安酯或其它一些所知的热绝缘材料可用于热绝缘材料9。可是，在一个优选实施例中，多孔材料，例如硅酸，被使用，其以气密密封的方式被膜包围在真空绝缘板(vacuum insulation panel)中，该膜所包围的区域被抽真空。这个真空与管5和6之间的间隙中存在的真空彼此独立。因此即使间隙中的真空被破坏，该真空仍能保持。即使该真空被破坏时，由于热绝缘材料9保持其特性，因而保护被致冷器KR环绕的区域免受瞬时热进入的破坏。

Claims (3)

1.一种超导电缆系统，在该系统中，在致冷器内设置至少一个超导电缆，致冷器由两个金属管组成，两个金属管彼此同轴且间隔一定距离设置，两管之间的距离形成的环形间隙中配装有真空绝缘件，该真空绝缘件由具有低导热性的材料和涂覆金属且具有高反射率的塑性膜组成的间隔件构成，且其中该间隙被抽真空，其特征在于：热绝缘材料(9)被附加地设置在两管(5，6)之间的间隙内，并且该热绝缘材料的热绝缘特性与两管(5，6)之间产生的真空无关。
2.如权利要求1所述的电缆系统，其特征在于，真空绝缘板被用作热绝缘材料(9)。
3.如权利要求1所述的电缆系统，其特征在于，聚亚安酯被用作热绝缘材料(9)。
CN201010625188.0A 2009-12-16 2010-12-16 超导电缆系统 Expired - Fee Related CN102168783B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09306240A EP2339593B1 (de) 2009-12-16 2009-12-16 Supraleitfähiges Kabelsystem
EP09306240.4 2009-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102168783A true CN102168783A (zh) 2011-08-31
CN102168783B CN102168783B (zh) 2014-08-06

Family

ID=41818566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010625188.0A Expired - Fee Related CN102168783B (zh) 2009-12-16 2010-12-16 超导电缆系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8380267B2 (zh)
EP (1) EP2339593B1 (zh)
KR (1) KR20110068932A (zh)
CN (1) CN102168783B (zh)
AT (1) ATE545140T1 (zh)
DK (1) DK2339593T3 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104653903A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 尼克桑斯公司 柔性导管

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2587492B1 (de) * 2011-10-27 2017-03-01 Nexans Vorrichtung zum Kühlen mindestens eines supraleitfähigen Kabels
DK2770514T3 (en) * 2013-02-20 2018-05-22 Nexans Method of cooling a superconducting cable
EP4248467A1 (en) 2020-11-18 2023-09-27 Veir, Inc. Conductor systems for suspended or underground transmission lines
CA3197224A1 (en) 2020-11-18 2022-05-27 Stephen Paul Ashworth Systems and methods for cooling of superconducting power transmission lines
CA3197746A1 (en) 2020-11-18 2022-05-27 Stephen Paul Ashworth Suspended superconducting transmission lines

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1177719A (zh) * 1996-07-29 1998-04-01 拜尔公司 一种固定的真空绝缘板和包含它的致冷箱部件
WO2007094593A2 (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Sukyoon Kim Insulating pipe fixing system
EP1826779A1 (en) * 2004-12-06 2007-08-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dc superconductive cable design system
CN101281807A (zh) * 2007-04-04 2008-10-08 北京云电英纳超导电缆有限公司 一种绝缘绝热一体的超导电缆

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3895159A (en) * 1972-11-13 1975-07-15 Ataka & Company Ltd Cryogenic insulating material
US4044184A (en) * 1973-06-27 1977-08-23 Mitsubishi Chemical Industries Ltd. Cryogenic insulating structure
US3929247A (en) * 1973-07-11 1975-12-30 Kaiser Aluminium Chem Corp Cryogenic tank
US3941272A (en) * 1974-03-27 1976-03-02 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Cryogenic transport
DE3803112A1 (de) 1988-02-03 1989-08-17 Kabelmetal Electro Gmbh Leitungsrohr zum transport von tiefgekuehlten medien
CA2086215A1 (en) * 1991-12-31 1993-07-01 Alexander P. Varghese Method and apparatus for insulating cryogenic devices
US7562534B2 (en) * 2006-03-23 2009-07-21 Praxair Technology, Inc. Cryogenic aerogel insulation system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1177719A (zh) * 1996-07-29 1998-04-01 拜尔公司 一种固定的真空绝缘板和包含它的致冷箱部件
EP1826779A1 (en) * 2004-12-06 2007-08-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dc superconductive cable design system
WO2007094593A2 (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Sukyoon Kim Insulating pipe fixing system
CN101281807A (zh) * 2007-04-04 2008-10-08 北京云电英纳超导电缆有限公司 一种绝缘绝热一体的超导电缆

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104653903A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 尼克桑斯公司 柔性导管

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110068932A (ko) 2011-06-22
US8380267B2 (en) 2013-02-19
CN102168783B (zh) 2014-08-06
EP2339593B1 (de) 2012-02-08
ATE545140T1 (de) 2012-02-15
US20110160063A1 (en) 2011-06-30
EP2339593A1 (de) 2011-06-29
DK2339593T3 (da) 2012-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102168783B (zh) 超导电缆系统
JP5118815B2 (ja) 超伝導部材のための電気ブッシング
US8295900B2 (en) Terminal apparatus with built-in fault current limiter for superconducting cable system
KR101556792B1 (ko) 초전도 케이블의 저온유지장치
RU2541503C2 (ru) Устройство, по меньшей мере, с одним сверхпроводящим кабелем
KR102032394B1 (ko) 하나 이상의 초전도성 케이블을 구비한 장치
KR20110120230A (ko) 초전도성 케이블의 연결 장치
JP2010251713A (ja) 限流装置
US8332005B2 (en) Superconducting electrical cable
US20100200275A1 (en) Gas insulated transmission line having improved performance of electric contact at connection parts of the conductors
CN102254618A (zh) 带有超导电缆的输电系统
KR20040111104A (ko) 극저온 케이블의 단말 구조
CN104134921B (zh) 一种冷绝缘高温超导电缆导体端部连接方法
CN102903454A (zh) 带有超导直流电缆系统的设备
CN104143405A (zh) 一种连接结构及其制造方法
CN106537711B (zh) 用于组装超导电缆系统的方法及构造
CN101507069A (zh) 带有封装壳体的连接模块
US10218165B2 (en) Termination for a superconductive cable
Dai et al. The three-phase 75 m long HTS power cable
US20080066957A1 (en) High Pressure, High Current, Low Inductance, High-Reliability Sealed Terminals
CN101329931A (zh) 防雪抗冰冻环保仪表控制电缆
US20100285967A1 (en) Use of a two-phase superconducting cable as a power supply cable
KR20100091639A (ko) 초전도 케이블용 단말의 접속구조체
JP2009542187A (ja) 超電導素子のための電気ブッシング構造体
CN202855924U (zh) 耐高温焊接型电缆连接器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140806

Termination date: 20151216

EXPY Termination of patent right or utility model