CN102290189B - 一种电流引线绝缘密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于低温超导技术领域，具体涉及一种电流引线绝缘密封装置。该装置包括电流引线、内密封件、螺母、底座和外密封件，所述内密封件通过底座进行支撑，将电流引线的上、下端分别穿过外密封件和内密封件中的轴向通孔后，将外密封件扣合在内密封件上、并通过套设于外密封件上的螺母对电流引线进行固定。该种绝缘密封装置具有结构简单、装配方便、成本低廉以及绝缘密封性能佳等优点，解决了电流引线绝缘、密封、耐低温、耐高压等方面问题。
Description
技术领域
本发明属于低温超导技术领域，具体涉及一种电流引线绝缘密封装置。
背景技术
一般说来，电流引线将电流从室温端电源引入低温端超导装置，发挥着桥梁和纽带作用。由于两端温差比较大，电流引线漏热量相当可观，超导电力装置稳定性运行维护费用比较高。电流引线设计，是超导电力技术领域的重要研究课题。
电流引线在穿过液氮杜瓦时，需要同时满足电绝缘、气密封和抗气压等技术要求。高电压绝缘、气体密封、耐低温和抗高气压等问题叠加，电流引线绝缘密封结构设计比较复杂。在以往的低温大电流引线绝缘密封结构专利中，涉及到环氧玻璃钢和陶瓷管绝缘结构。不过，由于强大预紧力导致永久变形，环氧玻璃钢界面在升降温过程中容易漏气；由于陶瓷管与电流引线、液氮杜瓦焊接结构不能随意拆分装配，更换维修十分麻烦。超导电力装置对电压和载流量要求不断提升，电流引线绝缘密封技术要求越来越高。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种绝缘密封性能更佳的电流引线绝缘密封装置。
为此，本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种电流引线绝缘密封装置，其特征在于：该装置包括电流引线、内密封件、螺母、底座和外密封件，所述内密封件通过底座进行支撑，将电流引线的上、下端分别穿过外密封件和内密封件中的轴向通孔后，将外密封件扣合在内密封件上、并通过套设于外密封件上的螺母对电流引线进行固定。
其中，所述电流引线包括铜棒和转换接头，所述铜棒包括实心部分和空心部分，所述空心部分的上、下端分别与转换接头和实心部分相连接。
其中，所述铜棒的实心部分外表面上开设有螺旋形凹槽，该凹槽作为用于输送冷却气体的通道，螺旋形凹槽的入口位于实心部分的底端，螺旋形凹槽的出口位于实心部分的顶端，所述螺旋形凹槽的出口与空心部分和转换接头相连通，所述实心部分的外表面缠绕有胶带，通过该胶带的设置对螺旋形凹槽进行密封。
其中，当螺旋线通道的数量为两条以上时，每条螺旋形凹槽的入口均匀分布在实心部分的底端圆周上，所述每条螺旋形凹槽的出口汇集于实心部分顶端的中心处。
其中，所述转换接头呈中空圆柱体，所述转换接头的顶端作为电流输入端和抽真空接入端、分别通过电源线和绝缘管道连接电源和抽真空装置，所述抽真空装置将流经螺旋形凹槽、空心部分及转换接头的冷却气体从转换接头的顶端抽出。
其中，所述转换接头的外表面设有用于固定电源线和绝缘管道的外螺纹。
其中，所述铜棒的空心部分外表面上设有一个与空心部分同轴设置的凸台。
其中，所述螺母与外密封件之间设有垫圈。
其中，所述内密封件的主体呈中空圆柱体，其上端设有一圈外折边I，所述外折边I卡接于底座内部。
其中，所述外密封件的主体呈中空圆柱体，其下端设有一圈外折边II，所述外折边II顶在底座内部底端并与内密封件紧密结合将电流引线固定其中。
本发明的有益效果在于：
1)该绝缘密封装置具有结构简单、装配方便、成本低廉以及绝缘密封性能佳等优点，解决了电流引线绝缘、密封、耐低温、耐高压等方面问题；
2)与传统铜电流引线相比，该电流引线采用实心部分和空心部分相结合的结构，在实心部分的外表面设计有螺旋线通道，有效增加了换热面积和换热时间，在螺旋线通道内受迫流动的冷却气体对电流引线实施冷却，有效增大对流换热系数，并通过与空心部分顶端连接的抽真空装置实时带走电流引线的放热量；
3)空心部分外表面设有一同轴凸台，有效提高了电流引线的耐压性能。
附图说明
图1是电流引线本体的结构示意图；
图2是绝缘密封组件的结构示意图；
图3是电流引线绝缘密封装置的装配结构示意图；
其中，1-实心部分，2-空心部分，3-转换接头，4-内密封件，5-垫圈，6-螺母，7-底座，8-外密封件，9-凸台，10-螺旋形凹槽，11-外折边I，12-外折边II。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的绝缘密封装置做进一步详细的说明。
本发明的绝缘密封装置主要包括电流引线和绝缘密封组件。如图1所示，电流引线主要由铜棒和转换接头3组成，铜棒包含下部实心部分1和上部空心部分2，空心部分2的上端连接有转换接头3、空心部分2的下端连接有实心部分1。实心部分1呈实心圆柱体；空心部分2的主体呈中空圆柱体，其的下部同轴设有一凸台9，用于提高棒体的耐压性；实心部分1的外表面设有螺旋形凹槽10，其作为输送冷却气体(如氮气)的通道，螺旋形凹槽的设置有效增加了换热面积和换热时间，同时在实心部分1的外表面缠绕有多层胶带，该胶带最好采用聚酰亚胺胶带，通过该胶带对螺旋形凹槽10进行密封；在密封后的螺旋形凹槽内采用抽空减压降温方法，即通过冷却气体(如氮气)对电流引线实现迫流冷却，有效增大对流换热系数，实时带走电流引线的放热量。螺旋形凹槽的入口位于实心部分1的底端、自该入口充入冷却气体或通过该入口连接有一外部充气装置，螺旋形凹槽的出口位于实心部分1的顶端，螺旋形凹槽的出口与空心部分2和转换接头3内部的通孔相连通，本例中螺旋形凹槽10的数量为四条，四条螺旋形凹槽的入口均匀分布在实心部分1的底端圆周上，四条螺旋形凹槽的出口汇集于一个出口、位于实心部分1顶端的中心处。
转换接头3呈中空圆柱体，其顶端既是电流输入端又是抽真空接入端：通过电源线连接有电源、同时还通过绝缘管道(该绝缘管道可采用聚四氟乙烯制成)连接有抽真空装置，抽真空装置将流经螺旋形凹槽10、空心部分2及转换接头3的冷却气体从转换接头的顶端抽出；转换接头3的外表面设有外螺纹，用于固定电源线和绝缘管道。
如图2所示，绝缘密封组件主要由内密封件4、垫圈5、螺母6.、底座7和外密封件8组成。内密封件4和外密封件8上设有供电流引线穿过的通孔，内密封件4的主体呈筒形，在内密封件4的上端设有一圈外折边I，使得电流引线通过通孔插入内密封件4时、空心钢棒的凸台9恰好卡接在该外折边I 11处；外密封件8的主体也呈筒形，其内、外径均与内密封件4相同，在外密封件8的下端也设有一圈略大于外折边I的外折边II 12，外密封件8的外折边II 12罩住内密封件4的外折边I 11且两者紧密接合后将空心部分2上的凸台9压紧，以防止电流引线的移动和变形。内密封件4与外密封件8由底座7进行支撑，底座7为上、下开口的上宽下窄形结构，内密封件4的下端穿过底座7，内密封件4的外折边I 11卡接于底座7内部，外密封件8的外折边II 12顶在底座上，并与内密封件4结合对电流引线进行密封；螺母6套接于外密封件8上，将电流引线固定于绝缘密封组件中；为了使螺母6的固定更紧固，最好在螺母6和外密封件8之间设置一垫圈5。内密封件4可以采用环氧树脂或聚四氟乙烯制成；外密封件8可以采用聚四氟乙烯制成；垫圈5、螺母6和底座7均采用不锈钢材料制成，底座7可焊接于液氮杜瓦法兰盘上，以保持稳定性。
如图3所示，在零部件装配前，处于液氮杜瓦内的电流引线(包括实心部分1和空心部分2)需要缠绕多层聚酰亚胺胶带，使实心部分1的螺旋形凹槽10处于密封状态，这种绝缘密封结构，成功解决了电流引线绝缘、密封、耐低温、耐高压等方面问题，结构简单，便于装拆，经济实惠。在装配时，先将内密封件4穿过底座7，使内密封件4的外折边I 11卡接于底座7的内折弯处，然后将电流引线穿过内密封件4的通孔并使电流引线中空心部分2的凸台9卡接于内密封件4的外折边I 11处，再将外密封件8的通孔穿过电流引线使外密封件8的外折边II 12罩住内密封件4的外折边I 11，直至外折边II12顶在底座7上，最后在外密封件8上设置一垫圈5，通过螺母6套接于外密封件8上，将电流引线密封于绝缘密封组件中，完成本发明绝缘密封装置的装配。
该种绝缘密封结构，成功解决了电流引线绝缘、密封、耐低温、耐高压等方面问题，结构简单，便于装拆，经济实惠。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种电流引线绝缘密封装置，其特征在于：该装置包括电流引线、内密封件（4）、螺母（6）、底座（7）和外密封件（8），所述内密封件（4）通过底座（7）进行支撑，将电流引线的上、下端分别穿过外密封件（8）和内密封件（4）中的轴向通孔后，将外密封件（8）扣合在内密封件上、并通过套设于外密封件上的螺母对电流引线进行固定；
所述电流引线包括铜棒和转换接头（3），所述铜棒包括实心部分（1）和空心部分（2），所述空心部分（2）的上、下端分别与转换接头（3）和实心部分（1）相连接；
所述铜棒的实心部分（1）外表面上开设有螺旋形凹槽（10），该凹槽作为用于输送冷却气体的通道，螺旋形凹槽的入口位于实心部分的底端，螺旋形凹槽的出口位于实心部分的顶端，所述螺旋形凹槽的出口与空心部分（2）和转换接头（3）相连通，所述实心部分（1）的外表面缠绕有胶带，通过该胶带的设置对螺旋形凹槽进行密封。
2.如权利要求1所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：当螺旋形凹槽的数量为两条以上时，每条螺旋形凹槽的入口均匀分布在实心部分（1）的底端圆周上，所述每条螺旋形凹槽的出口汇集于实心部分（1）顶端的中心处。
3.如权利要求1所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：所述转换接头（3）呈中空圆柱体，所述转换接头的顶端作为电流输入端和抽真空接入端、分别通过电源线和绝缘管道连接电源和抽真空装置，所述抽真空装置将流经螺旋形凹槽（10）、空心部分（2）及转换接头（3）的冷却气体从转换接头的顶端抽出。
4.如权利要求3所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：所述转换接头（3）的外表面设有用于固定电源线和绝缘管道的外螺纹。
5.如权利要求1所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：所述铜棒的空心部分（2）外表面上设有一个与空心部分同轴设置的凸台（9）。
6.如权利要求1所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：所述螺母（6）与外密封件（8）之间设有垫圈（5）。
7.如权利要求1所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：所述内密封件（4）的主体呈中空圆柱体，其上端设有一圈外折边I（11），所述外折边I（11）卡接于底座（7）内部。
8.如权利要求1所述的电流引线绝缘密封装置，其特征在于：所述外密封件（8）的主体呈中空圆柱体，其下端设有一圈外折边II（12），所述外折边II（12）顶在底座（7）内部底端并与内密封件紧密结合将电流引线固定其中。
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