CN104253364A - 用于导电连接两条超导电缆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于导电连接两条超导电缆的方法，这两条超导电缆分别具有至少一个由电介质包围的超导导体和设置在电介质上方的有效电屏蔽层。在两条电缆的端部处首先去除待连接的导体和屏蔽层的包围层。然后，将两条电缆(1，2)的端部彼此并排和平行地设置成，使得其自由端部朝相同方向指向并且在该位置中固定地相互连接。两条电缆(1，2)的导体(5)和其屏蔽层(7)分别通过横向于其轴向延伸的电接触元件(8，9)导电连接，两个这样处理的电缆端部在形成用于电能的传输线路时共同地设置在低温恒温器的壳体(10)中，该壳体(10)在传输线路工作时被具有绝缘特性的流动性冷却剂流过。

Description

用于导电连接两条超导电缆的方法
技术领域
本发明涉及一种用于导电连接两条超导电缆的方法，该超导电缆分别具有至少一个被电介质包围的超导导体和设置在电介质上方的有效电屏蔽层，通过该方法，首先在两条电缆的端部处去除待连接的导体和屏蔽层的包围层，然后将之导电连接。
背景技术
自很久以前就已知各种不同的实施形式的超导电缆。这原则上也适用于两条超导电缆的电连接技术。超导电缆相对传统电缆的主要区别在于，它具有由在足够低的温度时转变为超导状态的材料制成的电导体，具有为零的直流电阻力。适合的超导材料例如是基于稀土的氧化物材料。使这种材料进入超导状态的足够低的温度例如处于67K到110K之间。适合于所有这种材料的冷却剂例如是氦、氖和氢或它们的混合物。在具有至少一个超导电缆的用于电能的传输线路工作时，该超导电缆在已知的技术中设置在由至少一个绝热管构成的低温恒温器中，在传输线路工作时，适合于所使用的超导材料的冷却剂被导引通过此绝热管，具有上述冷却剂之一的优点。
在电能的传输线路中，两条或更多超导电缆必须相互导电连接。这意味着，首先必须去除两条电缆的导体和屏蔽层的包围层。在导体导电连接之后，又按已知技术施加去除的层。这尤其适用于包围超导导体的绝缘层(电介质)，该绝缘层又例如通过由绝缘材料制成的带卷绕在整个连接部位(包含两个导体)上而制成。然后，屏蔽层同样导电连接并且必要时制成位于其上的层。这已经在具有仅一个导体和屏蔽层的电缆中是非常昂贵且耗时的。此外，要求采用专业人员。在具有两个或三个同心布置且相互绝缘的导体的电缆中，如例如从EP1552536B1中得知，费用是极其高的，此外还必须确保，重获的一个或多个绝缘层的壁厚至少明显大于原始壁厚。因此，仅然后包围连接部位的低温恒温器的尺寸可以保持这样小，使得它不妨碍传输线路的工作，尤其是冷却剂流动通过低温恒温器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，设计一种开头所述的方法，使得两条超导电缆以明显更少的耗费导电连接。
该技术问题按本发明由此解决，
-将两条电缆的端部彼此并排和平行地布置为，使得其自由端部朝相同的方向指向，
-将两条电缆的端部固定地相互连接，
-分别通过横向于其轴向延伸的电接触元件将两条电缆的导体和其屏蔽层导电连接，并且
-在形成用于电能的传输线路时将两条这样处理的电缆端部共同地设置在低温恒温器的壳体中，该壳体在传输线路工作时被具有绝缘特性的流动性冷却剂流过。
该方法的主要优点在于，在超导导体(与其数量无关)和屏蔽层导电连接之后不必将绝缘层施加到各导体的连接部位上。用于连接两条电缆的开销由此明显降低。这既适用于节省绝缘材料又适用于钳工耗时的日常工作。
该优点在待连接的电缆具有两个或三个彼此共轴布置的导体时被放大。在迄今的技术中，在两个导体导电连接之后必须首先分别为这两个导体又制造绝缘层或电介质，然后才能连接下一个导体。
对该方法和相应的装置也重要的是，两条电缆的端部相互平行延伸地机械地相互连接，以便横向于其轴向延伸的电接触元件以简单的方式和方法安装在各导体和屏蔽层上并且在电缆端部运动时不受损。
对于该方法和通过其制造的装置不重要的是，以什么顺序执行各个措施。优选一种方法，通过该方法首先使两个电缆端部的导体或屏蔽层露出。然后，一条电缆的至少端部弯曲成，使得它平行于另一条电缆的端部定位并且与所述另一条电缆的端部机械地连接。然后，安设接触元件，该接触元件可以有利地从电缆的自由端沿轴向推上导体和屏蔽层。所有上述方法步骤可以原则上在低温恒温器的外部执行。
但特别有利的是，两条电缆已经设置在低温恒温器中并且在使导体和屏蔽层露出之后引入设计成低温恒温器的壳体中。在此，可以在壳体中首先将这两条电缆机械地相互连接，然后再安设接触元件。
例如与包围它的低温恒温器共同地弯回180°的超导电缆提供这种可能性：补偿元件彼此对称地安装在低温恒温器中，低温恒温器的长度变化在电缆冷却时和在电缆再加热时可以通过补偿元件来补偿。
附图说明
根据附图阐述本发明的方法和以此制造的装置的实施例。附图中：
图1至图3单纯地简略示出三种不同实施形式的两条超导电缆的端部的走向，
图4简略示出两条超导电缆之间的连接部位更详细的结构，.
图5是通过超导电缆的横截面。
图6同样简略示出设置在低温恒温器中的按图4所示的连接部位。
具体实施方式
按本发明，两条超导电缆的端部应当在其导体和屏蔽层露出之后彼此并排和平行地布置。为此，两条电缆之一的至少端部弯曲成，使得它可以平行于另外电缆的端部定位。两条电缆的端部相应的走向的三个实施例在图1至图3中示出。在此，仅通过实线表示两条电缆。
按图1，两条超导电缆1和2的端部分别弯曲90°。它们彼此平行并且以其自由端朝相同的方向指向。
按图2，电缆1的端部弯回180°，而电缆2的端部直线延伸。
按图3，电缆1的端部弯曲90°，而电缆2的端部直线延伸。在该实施例中，电缆线路从两条电缆1和2的连接部位开始弯曲成直角。
在下列说明中，结合图4进一步阐述图2所示的实施形式，其中，示出相互平行延伸且机械地相互连接的两条超导电缆1和2的端部。通过交叉阴影线表示两条电缆之间的隔离件3。
两条电缆1和2的每条按图5中所示的实施例具有设置在专业领域内也称作“模具”的支撑体4上的超导导体5。导体5被电介质6(绝缘层)包围，在该电介质上方设有有效电屏蔽层7。在电缆的端部处，从两条电缆1和2的导体5以及其屏蔽层7上去掉包围它们的层，也就是说去掉电介质6。两条电缆1和2的端部朝相同方向指向。它们几乎“全等地”并排定位。为此，电缆1在其端部区域内弯曲180°。也就是说以其端部与其在传输线路中的走向相反地弯回。在图4的图示中，两条电缆1和2的外层分别是屏蔽层7。
两条电缆1和2的导体5通过电接触元件8相互导电连接，该电接触元件横向于两条电缆1和2的轴向延伸。以相同的方式，两条电缆的屏蔽层7通过电接触元件9相互导电连接。接触元件8和9可以有利地从电缆的自由端推上导体5和屏蔽层7。
这样地机械地并且相互电连接的电缆端部可以引入，例如推入图4中用点划线表示的、设计成低温恒温器的壳体10内，以便形成用于电能的传输线路。在传输线路工作时，所使用的冷却剂，例如液态氮也流过壳体10。冷却剂同时是用于两条电缆1和2或其导体5和屏蔽层7的绝缘介质，因此可以省掉(如已提及)绝缘材料的安设。
在优选的实施形式中，电缆1和2首先分别布置在低温恒温器中，它们分别从该低温恒温器中伸出成，使得其导体和屏蔽层会在所描述的意义上暴露出。相应低温恒温器11和12的端部在图6中示出。它们与设计成低温恒温器的壳体10连接。在将两条电缆1和2的端部引入壳体10时，它们可以在该实施形式中通过位于壳体中的固定元件机械地相互连接.
然后，电接触元件8和9可以在壳体10的内部装到，尤其是推到导体5和屏蔽层7上，其中，相应设计的壳体10为此例如在端面13上首先仍然是敞开的。然后，壳体10的端面13封闭。
电缆1弯曲的端部并因此包围该端部的低温恒温器11提供这种可能性，例如两条在图3中通过虚线方框14和15表示的补偿元件彼此对称地安装在低温恒温器11中，该补偿元件适合补偿低温恒温器11在电缆1冷却和再加热时出现的长度变化。适合的补偿元件例如是波纹管。

Claims (7)

1.一种用于导电连接两条超导电缆的方法，该超导电缆分别具有至少一个被电介质包围的超导导体和设置在所述电介质上方的有效电屏蔽层，通过该屏蔽层，通过所述方法在两条所述电缆的端部处首先去除待连接的导体和屏蔽层的包围层，然后使之相互导电连接，其特征在于，
～将两条所述电缆(1，2)的端部彼此并排和平行地布置为，使得所述电缆的自由端部朝相同的方向指向，
～将两条所述电缆(1，2)的端部固定地相互连接，
～通过横向于所述电缆轴向延伸的电接触元件(8，9)将两条所述电缆(1，2)的导体(5)和所述电缆的屏蔽层(7)相互导电连接，并且
～将两个这样处理的所述电缆端部在形成用于电能的传输线路时共同地设置在低温恒温器的壳体(10)中，所述壳体在所述传输线路的工作时被具有绝缘特性的流动性冷却剂流过。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将两条所述电缆(1，2)中的一条电缆的至少端部弯曲成，使得它平行于另一条电缆(1，2)的端部延伸。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，将端部被弯曲的那条电缆的端部弯曲90°。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于，将端部被弯曲的那条电缆的端部弯回180°。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将两条所述电缆(1，2)的端部分别弯曲90°。
6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，
-首先将两条所述电缆(1，2)的每条这样地安设在与所述壳体(10)连接的低温恒温器(11，12)上，使得所述各电缆端部从对应的低温恒温器中伸出并且伸入所述壳体(10)中，
-将两条所述电缆端部在仍然敞开的壳体(10)中机械地相互连接，
-在所述壳体(10)的内部将所述接触元件(8，9)安设在所述两条电缆(1，2)的暴露的导体(5)和屏蔽层(7)上，并且
-最后封闭所述壳体(10)。
7.一种通过按权利要求6所述的方法制造的装置，其特征在于，
-在设计成低温恒温器的壳体(10)中设有两条超导电缆(1，2)的端部，其导体(5)和屏蔽层(7)在其端部处未被包围层覆盖，并且
-两条所述电缆(1，2)的导体(5)和其屏蔽层(7)分别通过横向于其轴向延伸的电接触元件(8，9)导电连接。
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