CN110011287A - 一种超导限流线圈和一种超导限流器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种超导限流线圈和一种超导限流器，其中超导限流线圈包括：超导线匝、非超导线匝、输入引线和输出引线；所述非超导线匝的阻值与所述超导线匝的阻值的比值为预设置；所述超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，所述非超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，使得所述超导线匝和所述非超导线匝并联。本申请中采用超导带材和非超导带材的结构，节省了超导材料的使用，且在使用超导材料最小的同时，满足了超导线圈的性能，从而解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及输变电设备技术领域，尤其涉及一种超导限流线圈和一种超导限流器。
背景技术
超导限流器作为一种有效的短路电流限制装置，在系统正常运行状态下呈现很小的阻抗，当系统因故障等原因出现过电流时产生较大的阻抗，进而限制短路电流，提高系统的可靠性。超导限流器有多种类型，主要为饱和型、桥路型、电阻型、无感电抗器型等。其中，电阻型超导限流器结构最简单、使用最广泛，其主要依赖于电阻进行限流，在正常状态时超导限流线圈处于超导态，在需要限流或发生过电流时，超导限流线圈转变为正常态产生电阻，从而限制电流。
由于单根超导材料的载流能力和耐受短路电流冲击能力有限，为提高超导限流器的稳态载流能力，电阻型超导限流器比其它类型超导限流器使用更多的超导材料，即并联多组超导限流线圈，但并联数量的增加会减小限流电阻值。根据欧姆定律可知，假定单个超导限流线圈的电阻值为R，则m个相同超导限流线圈并联后产生的电阻值为R/m。此时为保证超导限流器产生的电阻值为R，即要求单个超导限流线圈的电阻值为mR，则需要将并联的超导限流线圈的长度增加m倍，这样使用较多的超导材料导致成本较高。
因此，对现有电阻型超导限流器的超导限流线圈改进以解决成本较高的技术缺陷成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种超导限流线圈和一种超导限流器，解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
本申请第一方面提供了一种超导限流线圈，包括：超导线匝、非超导线匝、输入引线和输出引线；
所述非超导线匝的阻值与所述超导线匝的阻值的比值为预设置；
所述超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，所述非超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，使得所述超导线匝和所述非超导线匝并联。
优选地，
所述非超导线匝贴合于所述超导线匝上，且所述非超导线匝的形状配合于所述超导线匝的形状。
优选地，
所述贴合方式为压接或焊接。
优选地，
所述超导线匝的形状为饼式线圈或螺线管线圈。
优选地，
所述非超导线匝中导线的直径和所述超导线匝中导线的直径相同。
优选地，
所述非超导线匝的材料为不锈钢。
优选地，
所述非超导线匝的厚度为0.1-0.3mm。
本申请第二方面提供了一种超导限流器，包括第一方面所述的超导限流线圈。
综上所述，本申请提供的超导限流线圈包括：超导线匝、非超导线匝、输入引线和输出引线；所述非超导线匝的阻值与所述超导线匝的阻值的比值为预设置；所述超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，所述非超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，使得所述超导线匝和所述非超导线匝并联。本申请中，超导线匝和非超导线匝并联，且所处超导线匝和所述非超导线匝的阻值的比值为预设值，由于非超导线匝的阻值较大一般为Ω级，在超导限流线圈稳态运行时认为不传输电流，所有电流均通过超导线匝进行传输，当故障电流发生时，超导线匝将从超导转变为有电阻状态，即电阻由μΩ转变为Ω，从而使得部分故障电流转移至非超导线匝，采用超导带材和非超导带材的结构，节省了超导材料的使用，且在使用超导材料最小的同时，满足了超导线圈的性能，从而解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种超导限流线圈的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种超导限流线圈局部放大图；
图3为图1的超导限流线圈的电流传输方向示意图；
其中，附图标记如下：
1、超导线匝；2、非超导线匝；3、输入引线；4、输出引线。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种超导限流线圈和一种超导限流器，解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例提供的一种超导限流线圈的一个实施例，具体请参阅图1。
本实施例中的超导限流器包括：超导线匝1、非超导线匝2、输入引线3和输出引线4；非超导线匝2的阻值与超导线匝1的阻值的比值为预设置；超导线匝1和输入引线3、输出引线4均连接，非超导线匝2和输入引线3、输出引线4均连接，使得超导线匝1和非超导线匝2并联。
本实施例中，超导线匝1和非超导线匝2并联，且所处超导线匝1和非超导线匝的阻值的比值为预设值，由于非超导线匝2的阻值较大一般为Ω级，在超导限流线圈稳态运行时认为不传输电流，所有电流均通过超导线匝1进行传输，当故障电流发生时，超导线匝1将从超导转变为有电阻状态，即电阻由μΩ转变为Ω，从而使得部分故障电流转移至非超导线匝2，采用超导带材和非超导带材的结构，节省了超导材料的使用，且在使用超导材料最小的同时，满足了超导线圈的性能，从而解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种超导限流线圈的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种超导限流线圈的实施例二，具体请参阅图1。
本实施例中的超导限流器包括：超导线匝1、非超导线匝2、输入引线3和输出引线4；非超导线匝2的阻值与超导线匝1的阻值的比值为预设置；超导线匝1和输入引线3、输出引线4均连接，非超导线匝2和输入引线3、输出引线4均连接，使得超导线匝1和非超导线匝2并联。
为了使得超大限流线圈的结构紧凑提高空间利用率，非超导线匝2不独立占用装配空间，本实施例中的非超导线匝2贴合于超导线匝1上，且非超导线匝2的形状配合于超导线匝1的形状。可以理解的是贴合方式可以为压接或者焊接。
需要说明的是，本实施例中的超导线匝1的形状为饼式线圈或螺线管线圈。
为了使得超大限流线圈的结构紧凑提高空间利用率，本实施例中非超导线匝2的导线宽度和非超导线匝2的导线宽度相同。
本实施例中超导线匝1的材料为ST-12-L型不锈钢封装YBCO超导带材，该超导带材的宽度为12mm。非超导线匝2的材料为304不锈钢带材，宽度为12mm。
为了使得非超导线匝2可以紧密贴合在超导线匝1上，非超导线匝2的厚度不宜过厚，本实施例中设置非超导线匝2的厚度为0.1-0.3mm。
图2所示为图1中超导限流线圈声纹局部放大图，可以看出超导线匝1和非超导线匝2紧密贴合在一起，相邻线匝之间的间隙为绝缘介质通道。
图3所示为图1中超导限流线圈的电流传输方向示意图。可以看出，该超导线圈的电流从外侧的输入引线3沿线匝螺旋方向传输至内，通过内侧的输出引线4输出电流。
与现有技术中的电阻型超导限流线圈相比，本实施例中的超导限流线圈具有如下有益效果：
(1)结构紧凑，提高了超导装置的空间利用率；
(2)超导线匝1和非超导线匝2间不需要进行做任何绝缘处理，极大降低了绝缘结构复杂程度；
(3)非超导线匝2不需要单独制作骨架和连接件，极大节约了制造成本。
本实施例中，超导线匝1和非超导线匝2并联，且所处超导线匝1和非超导线匝的阻值的比值为预设值，由于非超导线匝2的阻值较大一般为Ω级，在超导限流线圈稳态运行时认为不传输电流，所有电流均通过超导线匝1进行传输，当故障电流发生时，超导线匝1将从超导转变为有电阻状态，即电阻由μΩ转变为Ω，从而使得部分故障电流转移至非超导线匝2，采用超导带材和非超导带材的结构，节省了超导材料的使用，且在使用超导材料最小的同时，满足了超导线圈的性能，从而解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种超导限流线圈的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种超导限流器的实施例。
本实施例中的超导限流器包括：上述任一实施例中的超导限流线圈。
本实施例中，超导线匝1和非超导线匝2并联，且所处超导线匝1和非超导线匝的阻值的比值为预设值，由于非超导线匝2的阻值较大一般为Ω级，在超导限流线圈稳态运行时认为不传输电流，所有电流均通过超导线匝1进行传输，当故障电流发生时，超导线匝1将从超导转变为有电阻状态，即电阻由μΩ转变为Ω，从而使得部分故障电流转移至非超导线匝2，采用超导带材和非超导带材的结构，节省了超导材料的使用，且在使用超导材料最小的同时，满足了超导线圈的性能，从而解决了现有电阻型超导限流器的超导限流线圈成本较高的技术问题。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种超导限流线圈，其特征在于，包括：超导线匝、非超导线匝、输入引线和输出引线；
所述非超导线匝的阻值与所述超导线匝的阻值的比值为预设置；
所述超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，所述非超导线匝和所述输入引线、所述输出引线均连接，使得所述超导线匝和所述非超导线匝并联。
2.根据权利要求1所述的超导限流线圈，其特征在于，所述非超导线匝贴合于所述超导线匝上，且所述非超导线匝的形状配合于所述超导线匝的形状。
3.根据权利要求2所述的超导限流线圈，其特征在于，所述贴合方式为压接或焊接。
4.根据权利要求2所述的超导限流线圈，其特征在于，所述超导线匝的形状为饼式线圈或螺线管线圈。
5.根据权利要求2所述的超导限流线圈，其特征在于，所述非超导线匝的导线宽度和所述超导线匝的导线宽度相同。
6.根据权利要求1所述的超导限流线圈，其特征在于，所述非超导线匝的材料为不锈钢。
7.根据权利要求2所述的超导限流线圈，其特征在于，所述非超导线匝的厚度为0.1-0.3mm。
8.一种超导限流器，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的超导限流线圈。
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