CN102623810A

CN102623810A - 用于超导电缆的隔离接头

Info

Publication number: CN102623810A
Application number: CN2011102885913A
Authority: CN
Inventors: 崔彰烈; 李秀吉; 张铉万; 张锡宪
Original assignee: LS Cable Ltd
Current assignee: LS Cable and Systems Ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2012-08-01
Also published as: US8658891B2; KR20120086429A; US20120186854A1; KR101750321B1

Abstract

提供了一种用于超导电缆的隔离接头，通过在不得不安装有长距离超导电缆的长距离线路上安装隔离接头并整合冷却流体的循环路径，来维持超导属性。该隔离接头安装在连接到端子结构的超导电缆的线路上，包括两侧设有引入孔的真空室、容置于真空室内并当引入超导电缆时连接到超导电缆的冷却流体流路的氮室结构、设置在氮室结构内以电连接到从氮室结构的两侧引入的超导电缆的导体的电极结构、结合到电极结构并连接到氮室结构以隔断第一流路与第二流路之间的连通的流路分离构件、及设置在氮室结构中并位于流路分离构件的两侧以与第一流路和第二流路连通并连接到回流管的回流孔。

Description

用于超导电缆的隔离接头

技术领域

本发明涉及一种用于超导电缆的隔离接头(stopjoint)，且更具体地涉及如下的隔离接头：其安装在不得不安装有长距离超导电缆的长距离线路(例如2km或更长)上，以便缩短冷却流体的循环距离，由此维持超导属性。

背景技术

如图1所示，超导电缆系统包括与超导电缆10连接的两个端子结构12、14，以及设置在一个端子结构12的前侧上的制冷器16和循环泵18。

另外，为了延长超导电缆10的长度，在线路上连接有多个中间引线盒20。

在现有超导电缆系统中，在超导电缆10内形成有冷却流路，以使得冷却流体(例如液氮)流动。冷却流体通过供应管22供应到一个端子结构12，并通过另一端子结构14排放，然后通过回收管24再供应到制冷器16以便循环使用。

因此，如图1所示，在超导电缆10的连接到设有制冷器16的那一侧上的端子结构12的入口部26，冷却流体的温度低而压力高。另一方面，在超导电缆10的连接到另一端子结构14的出口部28，由于随着沿线路流动的热量侵入和导体产生的热量，冷却流体具有高温，而且冷却流体的压力与距离成比例地降低。

因此，随着冷却流体流向超导电缆10的出口部28，造成冷却流体温度升高而压力降低，因此不能维持超导属性。为了解决这个问题，可将用于补偿冷却流体压降的冷却流体供应到超导电缆10的入口部26。然而，在此情况下，在超导电缆的端子结构12和低温恒温器中发生机械损害。具体地，由循环泵18执行冷却流体的压力控制。这里，循环泵18的容量有限，因此难以在长距离线路上维持超导属性。

发明内容

本发明提供一种用于超导电缆的隔离接头，通过在长距离线路上安装该隔离接头以缩短冷却流体的循环距离，在应用超导电缆时能够维持超导属性。

在一个方案中，提供一种用于超导电缆的隔离接头；该隔离接头安装在连接到端子结构的超导电缆的线路上，包括：真空室，其两侧设有引入孔；氮室结构，其容置于真空室内，并当引入超导电缆时连接到超导电缆的冷却流体流路；电极结构，其设置在氮室结构内，以电连接到从氮室结构的两侧引入的超导电缆的导体；流路分离构件，其结合到电极结构并连接到氮室结构，以隔断第一流路与第二流路之间的连通；以及回流孔，其设置在氮室结构中，位于流路分离构件的两侧，以与第一流路和第二流路连通，并连接到回流管。

氮室结构的两侧包括分别设有引入孔和法兰的第一氮室和第二氮室，第一氮室和第二氮室的法兰设置成彼此面对，回流孔设置在分别具有第一流路和第二流路的第一氮室和第二氮室中。

电极结构包括：流路分离部嵌入电极；以及结合到流路分离部嵌入电极的绝缘体。

流路分离构件结合到绝缘体，并且流路分离构件的外端部插置在第一氮室的法兰和第二氮室的法兰之间并固定到这些法兰。

还包括加强绝缘体，当超导电缆的导体连接到流路分离部嵌入电极时，加强绝缘体封闭导体的露出部和流路分离部嵌入电极的从绝缘体拉出的露出部。

附图说明

本发明以上及其他的方案、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中变得更明显，其中：

图1是示出根据现有技术的超导电缆系统的解释性视图；

图2是示出根据实施例的超导电缆系统的解释性视图；

图3是图2中的部分A的放大剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更详细地描述示例性实施例，其中示出了示例性实施例。然而，本发明可用许多不同的形式实施，且不应解释为局限于在此提出的示例性实施例。更准确地说，提供这些示意性实施例，为的是使本发明的公开彻底和完整，并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在描述中，可省略公知的特征和技术的细节，以避免不必要地模糊本发明。

在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并非旨在限制本发明。如在此使用的单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式，除非文中明确指出不含此意。此外，使用的术语“一”、“一个”等不是表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所涉及的项。还将理解，当在说明书中使用术语“包括”和/或“包含”或者“含有”时，表明的是存在指定的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或还有一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

除非另外限定，在此使用的所有词汇(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员通常所理解的相同的含义。还将理解，除非这里表明如此，例如常用字典中定义的那些词汇应解释为其含义与它们在现有技术和本发明的语境下的含义一致，并将不按想象地或超过表面意思地来解释。

在图中，图中相同的附图标记表示相同的元件。为了表达清楚，可能夸大图中的形状、尺寸和区域等。

图2是示出根据本发明的超导电缆系统的解释性视图。如图2所示，超导电缆系统包括两个端子结构12和14、制冷器32和34、及循环泵36和38，超导电缆30a、30b分别连接到两个端子结构12、14，循环泵36、38分别设置在端子结构12、14的前侧。

为了延长超导电缆30a、30b的长度，有多个中间接线盒40和隔离接头42连接到线路中。

在根据本发明的超导电缆系统中，在超导电缆30a、30b的内部形成有冷却流体流路C1、C2，以使得冷却流体(例如液氮)流动。

冷却流体分别通过供应管44、46供应到端子结构12、14，沿线路流动的冷却流体通过隔离接头42排放到回收管48、50，以被制冷器32、34回收。

图3是图2中的部分A的放大剖视图。如图3所示，隔离接头42包括真空室52、氮室结构54、电极结构56、流路分离构件58、及回流管48和50；其中，氮室结构54容置在真空室52内；电极结构56沿纵向设置在氮室结构54内，以便电连接到从氮室结构54的两侧引入的超导电缆30a和30b的导体84a和84b；流路分离构件58设置成围绕电极结构56并连接到氮室结构54，以隔离第一流路C3和第二流路C4；回流管48和50连接到氮室结构54。

具体地，真空室54的两侧设有引入孔60、62，以便引入连接到端子结构12、14的超导电缆30a、30b。

氮室结构54分成第一氮室64和第二氮室66。另外，在第一氮室64和第二氮室66的一侧上分别形成引入孔68、70，在第一氮室64和第二氮室66的另一侧上分别形成法兰72、74，引入孔68、70分别于对应真空室52的引入孔60、62。第一氮室64和第二氮室66的法兰72、74设置成彼此面对。

另外，第一氮室64和第二氮室66分别设有回流孔76、78。回流孔76、78分别连接到回流管48、50，回流管48、50分别连接到端子结构12、14的前侧上设置的制冷器32、34(见图2)。

电极结构56包括流路分离部嵌入电极80和设置成围绕流路分离部嵌入电极80的外周边的绝缘体82。当超导电缆30a、30b的导体84a、84b连接到流路分离部嵌入电极80时(例如使用压力结合或焊接)，为了加强导体84a、84b的露出部和流路分离部嵌入电极80的露出部的绝缘，可进一步包括用于封闭这些露出部的外周边的加强绝缘体86。

另外，如以上所述，在电极结构56中，包括流路分离构件58以围绕绝缘体82。流路分离构件58的外端部插置在第一氮室64的法兰72与第二氮室66的法兰74之间，以附接和固定至法兰72与法兰74。因此，在流路分离构件58的两侧上形成的第一流路C3和第二流路C4彼此隔离。

因此，在根据本发明的超导电缆系统中，重复如下一连串循环操作：流经超导电缆30a、30b的冷却流体流路C1、C2的冷却流体流入隔离接头42的第一流路C3和第二冷却流路C4，而存在于第一流路C3和第二流路C4中的冷却流体分别通过回收管48、50被制冷器32、34回收。

在上述超导电缆系统中，当将隔离接头42用于连接时，冷却流体的流路被分隔，因此能够缩短循环路径的长度并能够最小化冷却流体的压降。因此，防止了根据现有技术，随着线路长度的增加就不能维持超导电缆10的出口28处的超导属性的现象。具体地，防止了因供应到超导电缆入口26的冷却流体的压力增加，而造成端子结构和超导电缆的低温恒温器的机械损坏。

亦即，通过使用隔离接头12，能够防止在将超导电缆应用于长距离线路时引起超导性能退化、载流能力下降、断路等。

根据本发明，将隔离接头安装在长距离线路上，用以分隔冷却流体的循环，由此维持应用于长距离线路的超导电缆的超导属性。

虽然已经显示并描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，可进行形式和细节的各种改变而不背离随附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

另外，本公开教授的内容可进行许多更改以适应具体的情况或材料，而不背离本发明的基本范围。因此，希望本发明不限于为实现本发明的最佳模式所公开的具体示例性实施例，而涵盖落在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种用于超导电缆的隔离接头；所述隔离接头安装在连接到端子结构的所述超导电缆的线路上，包括：

真空室，其两侧设有引入孔；

氮室结构，其容置于所述真空室内，并当引入所述超导电缆时连接到所述超导电缆的冷却流体流路；

电极结构，其设置在所述氮室结构内，以电连接到从所述氮室结构的两侧引入的所述超导电缆的导体上；

流路分离构件，其结合到所述电极结构并连接到所述氮室结构，以隔断第一流路与第二流路之间的连通；以及

回流孔，其设置在所述氮室结构中，位于所述流路分离构件的两侧，用以与所述第一流路和所述第二流路连通，并连接到回流管。

2.根据权利要求1所述的用于超导电缆的隔离接头，其中：

所述氮室结构的两侧包括第一氮室和第二氮室，所述第一氮室和所述第二氮室分别设有引入孔和法兰部；

所述第一氮室和所述第二氮室的所述法兰部设置成彼此面对；而且

所述回流孔设置在分别具有所述第一流路和所述第二流路的所述第一氮室和所述第二氮室中。

3.根据权利要求2所述的用于超导电缆的隔离接头，其中所述电极结构包括：

流路分离部嵌入电极；以及

绝缘体，其结合到所述流路分离部嵌入电极。

4.根据权利要求3所述的用于超导电缆的隔离接头，其中：

所述流路分离构件结合到所述绝缘体；而且

所述流路分离构件的外端部插置在所述第一氮室的所述法兰部和所述第二氮室的所述法兰部之间，并固定到所述法兰部。

5.根据权利要求3所述的用于超导电缆的隔离接头，还包括加强绝缘体，当所述超导电缆的所述导体连接到所述流路分离部嵌入电极时，所述加强绝缘体封闭所述导体的露出部和所述流路分离部嵌入电极的从所述绝缘体拉出的露出部。

6.根据权利要求4所述的用于超导电缆的隔离接头，还包括加强绝缘体，当所述超导电缆的所述导体连接到所述流路分离部嵌入电极时，所述加强绝缘体封闭所述导体的露出部和所述流路分离部嵌入电极的从所述导体拉出的露出部。