CN110246626A - 一种超导股线 - Google Patents

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皮伟
马书文
张宏杰
刘子秋
杨艳芳
孟奕然
徐科
李雪
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
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Abstract

本发明公开了一种超导股线。所述超导股线包括：超导股线线芯、金属箔、金属填充物以及金属管套；超导股线线芯包括完全相同的4个二级线芯；每个所述二级线芯包括超导带材以及金属带材；所述超导带材以及所述金属带材交互堆叠；所述超导股线线芯的外表面包覆有所述金属箔；所述金属箔的外表面包覆有所述金属套管；所述金属套管与所述金属箔之间设有金属填充物。采用本发明所提供的超导股线能够在提高工程电流密度的同时增强导体的稳定性。

Description

一种超导股线
技术领域
本发明涉及超导体电力技术领域，特别是涉及一种超导股线。
背景技术
随着电力技术的不断发展，人们对于电力的需求也在不断增大，这对于电力传输中设备的要求越来越高，超导电力技术的出现能够实现电能的大容量低损耗传输，能够克服传统电力系统的缺陷，实现电力系统的革新。
随着超导电力技术的发展，出现了由超导带材交互堆叠起来的高稳定性超导股线，国际上人们提出了许多超导导体结构，如圆形轴心(Conductor On Round Core，CORC)导体、扭绞带材堆叠电缆(Twisted Stacked-Tapes Cable，TSTC)、管内电缆(Cable-in-conduit conductor，CICC)导体等。但是一方面超导带材的堆叠每根带材之间的磁场会相互影响从而导致股线临界电流的降低；另一方面由于高温超导带材的热导率低，当带材中的电流达到临界电流附近时，带材产生的热量不能及时散耗到液氮中导致带材烧坏；另外带材中的的电流超过临界电流时极易损坏，当线路出现故障时，线路中的电流很容易超过临界电流，会对带材造成永久性损坏。因此现有的超导股线中带材的稳定性较差，无法在提高工程电流密度的同时增强导体的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种超导股线，以解决现有的超导股线中带材的稳定性差，无法在提高工程电流密度的同时增强导体的稳定性的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种超导股线，包括：超导股线线芯、金属箔、金属填充物以及金属管套；
所述超导股线线芯包括完全相同的4个二级线芯；每个所述二级线芯包括超导带材以及金属带材；所述超导带材以及所述金属带材交互堆叠；
所述超导股线线芯的外表面包覆有所述金属箔；所述金属箔的外表面包覆有所述金属套管；所述金属套管与所述金属箔之间设有金属填充物。
可选的，所述超导股线线芯的横截面为正方形；
左上部的所述二级线芯和右下部的所述二级线芯为竖直排列拼合；左下部的所述二级线芯和右上部的所述二级线芯为水平排列拼合。
可选的，所述超导带材为ReBCO超导带材；
所述超导带材的厚度为0.1mm，宽度为2mm；其中，ReBCO超导带材为第二代涂层高温超导带材(ReBa2Cu3Oz，REBCO)，Re代表稀土元素，如钬(Ho)、钆(Gd)、钐(Sm)、镝(Dy)和钇(Y)等。
可选的，所述金属带材为铜带材、铝带材或不锈钢带材；
所述金属带材的厚度为0.2mm，宽度为2mm。
可选的，所述金属箔为铝箔、铜箔或不锈钢箔。
可选的，所述金属填充物为截面为半圆形的长条金属或截面为长方形的长条金属；
所述金属填充物的材料为铝金属、铜金属或不锈钢金属。
可选的，所述金属管套为截面为圆形的金属管套或截面为的正方形金属管套。
可选的，所述金属管套为铜管、铝管以及不锈钢管。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种超导股线，在超导股线线芯中两根超导带材之间夹一根金属带材，增加了金属带材以后，电流在超导带材中产生的热量能够快速的传导给金属带材并扩散至液氮中，增加了超导股线的稳定性。
同时，增加的金属带材能够改变相邻两根超导带材之间的磁耦合，改变股线中的磁场分布，进而能够提高股线中单根超导带材的工程电流密度；当股线中的超导带材失超时，超导带材会呈现电阻性，此时金属带材会分担超导带材中的电流，有利于抑制超导带材中的电压的升高，对超导带材起到了一定的保护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的超导股线的结构图；
图2为本发明所提供的超导股线线芯的截面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种超导股线，能够在提高工程电流密度的同时增强导体的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的超导股线结构图，如图1所示，一种超导股线，包括：超导股线线芯6、金属箔3、金属填充物4以及金属管套5；图2为本发明所提供的超导股线线芯的截面图，如图2所示，超导股线线芯6包括完全相同的4个二级线芯；每个所述二级线芯包括超导带材1以及金属带材2；所述超导带材1以及所述金属带材2交互堆叠；所述超导股线线芯6的外表面包覆有所述金属箔3；所述金属箔3的外表面包覆有所述金属套管；所述金属套管与所述金属箔3之间设有金属填充物4。所述超导导体线芯6是由四条完全相同的正方形截面的二级线芯组成，每条二级线芯均由超导带材1和金属带材2按照一根超导带材1一根金属带材2交互排列拼合而成，左上部的二级线芯和右下部的二级线芯为竖直排列拼合，左下部的二级线芯和右上部的二级线芯为水平排列拼合。
包覆超导股线线芯6的金属箔3可以为铝箔、铜箔或不锈钢箔；介于金属箔3和金属管套5之间的金属填充物4可以为铝、铜或不锈钢等材料；金属管套5可以为圆形金属管套或正方形金属管套；金属管套5材质可以为铜管、铝管、不锈钢管。
本发明提供了一种新型的超导股线，能够有效的在提高工程电流密度的同时还能增强导体的稳定性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种超导股线，其特征在于，包括：超导股线线芯、金属箔、金属填充物以及金属管套；
所述超导股线线芯包括完全相同的4个二级线芯；每个所述二级线芯包括超导带材以及金属带材；所述超导带材以及所述金属带材交互堆叠；
所述超导股线线芯的外表面包覆有所述金属箔；所述金属箔的外表面包覆有所述金属套管；所述金属套管与所述金属箔之间设有所述金属填充物。
2.根据权利要求1所述的超导股线，其特征在于，所述超导股线线芯的横截面为正方形；
左上部的所述二级线芯和右下部的所述二级线芯为竖直排列拼合；左下部的所述二级线芯和右上部的所述二级线芯为水平排列拼合。
3.根据权利要求1所述的超导股线，其特征在于，所述超导带材为ReBCO超导带材；
所述超导带材的厚度为0.1mm，宽度为2mm。
4.根据权利要求1所述的超导股线，其特征在于，所述金属带材为铜带材、铝带材或不锈钢带材；
所述金属带材的厚度为0.2mm，宽度为2mm。
5.根据权利要求1所述的超导股线，其特征在于，所述金属箔为铝箔、铜箔或不锈钢箔。
6.根据权利要求1所述的超导股线，其特征在于，所述金属填充物为截面为半圆形的长条金属或截面为长方形的长条金属；
所述金属填充物的材料为铝金属、铜金属或不锈钢金属。
7.根据权利要求1所述的超导股线，其特征在于，所述金属管套为截面为圆形的金属管套或截面为正方形的金属管套。
8.根据权利要求7所述的超导股线，其特征在于，所述金属管套为铜管、铝管或不锈钢管。
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