CN103578648B - 具有三个超导性的相线导体的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有三个超导性的相线导体的装置，所述三根相线导体被安置在至少一个引导冷却剂的低温恒温器中，所述低温恒温器由至少一个具有绝热层的管组成，并且所述相线导体由超导性的导体以及电介质和包围所述电介质的导电的屏蔽罩构成。所述三个相线导体(1、2、3)中的每一个相线导体的屏蔽罩(S1、S2、S3)在两个或者各两个相互间隔设置的位置上被完全地中断，用于形成三个或者三的整数倍个沿屏蔽罩的纵向一个接一个地设置的、具有部分屏蔽罩的部段(A1、A2、A3)，也就是第一、第二和第三部段。所述每个相线导体的第一部段的部分屏蔽罩与另外两个相线导体的第二部段和第三部段的部分屏蔽罩相继串联地导电地连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有三个超导性的相线导体的装置，所述三根相线导体被安置在至少一个引导冷却剂的低温恒温器中，所述低温恒温器由至少一个具有绝热层的管组成，并且所述相线导体由超导性的导体以及电介质和包围所述电介质的导电的屏蔽罩构成(US7,238,887B2)。
背景技术
超导性的电缆或者相应的相线导体具有由一种材料制成的电导体，该材料在达到足够低温度时转变为超导状态。相应构成导体的直流电阻在足够冷却时为零，只要确定的电流强度不超过临界电流强度。已知超导性的电缆具有冷电介质和温电介质。
当超导性的电缆具有冷电介质时，超导性的导体被由绝热材料层构成的电介质包围。例如可以将聚丙烯构成的、与纸压制成薄板的条带用作电介质。这种电缆例如由超导性的导体和与导体同心安置的超导性的屏蔽罩组成，该导体和屏蔽罩被电介质相互分离并且保持间隔。相应的电缆在工作时被引导冷却剂、如液氮的低温恒温器包围，该低温恒温器例如由两个同心的、被绝热层彼此绝热的金属管构成。冷却剂侵入电缆的电介质，并由此同时成为电缆的浸渍剂。
当超导性的电缆具有温电介质时，超导性的导体只是直接地安置在被冷却剂流过的低温恒温器内。该电介质和在此由一般导电材料、如铜制成的屏蔽罩被安置在低温恒温器的外部。
由前述的US7,238,887B2已知一种具有三个超导性的相线导体的装置，所述三根相线导体安置在由两个同心的、相互绝热的管构成的低温恒温器内。每个相线导体由一个超导性的导体、一个包围该导体的电介质和一个安置在该电介质之上的超导性的屏蔽罩或反馈导体组成。三个相线导体在装置工作时被置于有冷却剂流过的低温恒温器内。该装置的结构相当于所述的具有冷电介质的电缆。
发明内容
由此，本发明要解决的技术问题是，一方面更容易地构造上述装置，并且另一方面减少被置入所述装置内的相线导体的传输损耗。
按照本发明，所述技术问题被由此解决：
-所述三个相线导体中的每一个相线导体的屏蔽罩在两个或者各两个相互间隔设置的位置上被完全地中断，用于形成三个或者三的整数倍个、沿屏蔽罩的纵向一个接一个地设置的、具有部分屏蔽罩的部段，也就是第一、第二和第三部段，并且
-所述每个相线导体的第一部段的部分屏蔽罩与另外两个相线导体的第二部段和第三部段的部分屏蔽罩相继串联地导电地连接。
按照本发明的三个相线导体的不同部段的部分屏蔽罩的直通连接也可以被称为“循环交叉”。当具有根据“冷电介质”原则而构造的相线导体的装置工作时，所述部分屏蔽罩的循环交叉所具有的优点是，对于屏蔽罩自身可以使用总体上相对于超导性材料价格相当低廉的普通导体材料，例如铜。因为部分屏蔽罩的循环交叉，这些部分屏蔽罩不会感应引起电流，从而减少了相线导体的传输损耗。当在所述装置内使用根据“温电介质”原则而构造的相线导体时，这也是适用的。与之相应地，通过所述装置可以在与相线导体的结构无关的情况下传输更高的功率。
附图说明
以下附图中示出发明对象的实施例。在附图中：
图1示出具有三个超导性的相线导体的装置示意图；
图2和3示出不同构造的相线导体的剖面图；
图4示出用于在按照本发明的装置中使用而准备的相线导体的侧视示意图；
图5示出用于直通连接相线导体的屏蔽罩的交叉线路图。
具体实施方式
在图1中示出具有三个超导性的相线导体1、2和3的装置的示意图，所述相线导体1、2和3一同被安置在低温恒温器KR中。根据所示的实施例，所述低温恒温器KR由两个同心的且相互间隔安置的金属管4和5构成，在两个管之间安置有绝热层6，优选为真空绝热。管4和5优选由不锈钢构成。管4和5可以横向于其纵向被制成波纹状。管4和5也可以由足够稳定的塑料制成，该塑料可以由玻璃纤维增强。随之形成所谓的“玻璃纤维增强塑料管”。低温恒温器KR包括一个空腔HR，其中安置有三个相线导体1、2和3并且在装置运行时通过空腔导入冷却剂，例如液氮。低温恒温器KR应具有至少一个由有效的绝热层包围的管。
根据图2，相线导体1、2和3由超导性的导体7、围绕该导体7的电介质8和安置在该电介质8上的屏蔽罩9组成，在不同的实施方式中原则上已知导体7的结构。所述相线导体具有冷电介质。
三个相线导体1、2和3也可以彼此分离地分别安装在各自的低温恒温器内。这尤其适用于根据图3的具有温电介质的超导性的相线导体，其始终作为单芯电缆被安置在独立的低温恒温器内。在此，超导性的导体7被安置在仅用较粗的圆圈表示的低温恒温器KR中，该低温恒温器KR被电介质8包围，在电介质8上安置有屏蔽罩9。优选如图2所述的低温恒温器KR一样，安装该低温恒温器KR。
为了准备相线导体1、2和3在根据本发明的装置中的运行，所述相线导体1、2和3的屏蔽罩至少在两个预设的位置被完全拆分开。例如在图4中所示的相线导体中的一个。在相线导体的屏蔽罩上被拆分的位置的数量取决于屏蔽罩的长度。通过对屏蔽罩的拆分，应优选使每个相线导体获得三个或者三的整数倍的相同长度的部段。
图4所示的相线导体的屏蔽罩通过在位置10和11上的拆分被分割成三个部段A1、A2和A3，这三个部段A1、A2和A3分别被部分屏蔽罩包围。相线导体的导体和包围其的电介质可以被保留。这种保留适用于所有三个相线导体1、2和3。为了使装置运转，相线导体的被拆分的屏蔽罩根据图5所示通过循环的交叉相互并联连接。
三个相线导体1、2和3的每一个都具有如前所述的三个部段A1、A2和A3，所述部段A1、A2和A3被相应的部分屏蔽罩S1、S2和S3包围。所述部分屏蔽罩根据图5通过斜划线后面所标记的数字与相应的相线导体相关联。所述相线导体的超导性的导体在图5中被标记为L1、L2和L3。因此，部分屏蔽线S1/1是相线导体1的第一部段的部分屏蔽罩，同时部分屏蔽罩S2/3属于相线导体3的第二部段。在考虑到标记的情况下，相线导体1、2和3的部分屏蔽罩如下被直通连接：
相线导体1的部分屏蔽罩S1/1与相线导体2的部分屏蔽罩S2/2，并且继续延伸与相线导体3的部分屏蔽罩S3/3导电地连接。与之相似的是，相线导体2的部分屏蔽罩S1/2首先与相线导体3的部分屏蔽罩S2/3，并且继续延伸与相线导体1的部分屏蔽罩S3/1连接。同样地，相线导体3的部分屏蔽罩S1/3首先与相线导体1的部分屏蔽罩S2/1，并且继续延伸与相线导体2的部分屏蔽罩S3/2连接。由此，每个相线导体的部段的部分屏蔽罩都分别只与另外两个相线导体的另外部段的一个部分屏蔽罩相连接。相应的连接在图5中被标记为与交叉线对应命名的“循环交叉”。
所述相线导体1、2和3可以如所述在“冷电介质”的实施方式中一同被安装在一个低温恒温器KR内，但是同样如具有温电介质的相线导体一样，也可以被安装在三个分离的低温恒温器中。在具有三个低温恒温器的变形方案中，三个低温恒温器必须在屏蔽罩的拆分位置同样被拆分，由此根据上述实施方式部分屏蔽罩可以被导电地直通连接。在此所产生的低温恒温器的部分必须随后重新被不导电地相互连接，例如通过“玻璃纤维增强塑料管”。
当三个相线导体1、2和3只被安置在一个低温恒温器KR内时，部分屏蔽罩的循环交叉有利地在连接套管内进行。
Claims (3)
1.一种具有三个超导性的相线导体的装置，所述三根相线导体被安置在至少一个引导冷却剂的低温恒温器中，所述低温恒温器由至少一个具有绝热层的管组成，并且所述相线导体由超导性的导体以及电介质和包围所述电介质的导电的屏蔽罩构成，其特征在于，
-所述三个相线导体(1、2、3)中的每一个相线导体的屏蔽罩(S1、S2、S3)在两个或者各两个相互间隔设置的位置上被完全地中断，用于形成三个或者三的整数倍个、沿屏蔽罩的纵向一个接一个地设置的、具有部分屏蔽罩的部段(A1、A2、A3)，也就是第一、第二和第三部段，并且
-三个相线导体(1、2、3)的屏蔽罩(S1、S2、S3)或它们的部分屏蔽罩由普通导体材料构成，
-所述每个相线导体的第一部段的部分屏蔽罩与另外两个相线导体的第二部段和第三部段的部分屏蔽罩相继串联地导电地连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在使用冷电介质时，所述三根相线导体(1、2、3)被安置在共同的低温恒温器(KR)内。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个相线导体(1、2、3)被安置在各自的低温恒温器内。
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| GR01 | Patent grant | ||
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