CN110415885B - 高温超导输电线以及输电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高温超导输电线以及输电设备，其中，该高温超导输电线包括：绝缘层；电磁屏蔽层，安装于绝缘层内侧；隔仓，安装于电磁屏蔽层内侧，隔仓内部设置有若干供制冷剂通过的通道；以及若干导线，每一导线安装于一通道内。如此设置，便于高温超导输电线的生产和制造。

Description

高温超导输电线以及输电设备

技术领域

本发明涉及输电设备技术领域，特别涉及一种高温超导输电线。

背景技术

电能是人类当前以及可预见未来一段时间内赖以生存的主要能源，随着人力用电水平的不断升级，对高功率高密度输电的需求也与日俱增，在此形势下，高温超导电缆技术的提出以及转化为现实，使得高功率高密度输电得以实现。

然而，现有的高温超导线材结构精密，其加工工艺复杂，这就导致高温超导线材生产制造的难度比较大。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种高温超导输电线，旨在方便高温超导输电线的生产制造。

为实现上述目的，本发明提出的一种高温超导输电线，其包括：

绝缘层；

电磁屏蔽层，安装于所述绝缘层内侧；

隔仓，安装于所述电磁屏蔽层内侧，所述隔仓内部设置有若干供制冷剂通过的通道；以及

若干导线，每一所述导线安装于一所述通道内。

可选地，所述高温超导输还包括若干个支架，每一所述支架安装于一所述通道内，每一所述支架用于固定对应通道内的导线。

可选地，所述支架包括至少一筒体以及与所述筒体的外周壁连接的多个支撑脚，所述筒体供导线安装，多个所述支撑脚与所述通道的内周壁抵接。

可选地，所述高温超导输电线还包括隔热层，所述隔热层设于所述绝缘层外侧。

可选地，所述高温超导输电线还包括若干内层钉扎，每一所述内层钉扎的固定端均与所述绝缘层固定连接，每一所述内层钉扎的自由端扎入所述隔热层内。

可选地，所述高温超导输电线还包括外套，所述外套设于所述隔热层的外侧。

可选地，所述高温超导输电线还包括若干外层钉扎，每一所述外层钉扎的固定端均与所述外套固定连接，每一所述外层钉扎的自由端均扎入所述隔热层内。

可选地，所述高温超导输电线包括若干连接段以及若干长度可伸缩的伸缩段，任意相邻的两所述连接段之间通过伸缩段连接。

可选地，所述连接段和所述伸缩段均包括绝缘层、电磁屏蔽层、隔仓以及支架；其中，所述伸缩段的绝缘层、电磁屏蔽层、隔仓均呈波纹管状设置，所述伸缩段的绝缘层与两连接段的绝缘层连接，所述伸缩段的电磁屏蔽层与两连接段的电磁屏蔽层连接，所述伸缩段的隔仓与两连接段的隔仓连接，所述伸缩段的支架与两所述连接段的支架均呈筒状设置，所述伸缩段的支架与两所述连接段的支架活动套接配合。

本发明还提出一种输电设备，其包括高温超导输电线，所述高温超导输电线包括：

绝缘层；

电磁屏蔽层，安装于所述绝缘层内侧；

隔仓，安装于所述电磁屏蔽层内侧，所述隔仓内部设置有若干供制冷剂通过的通道；以及

若干导线，每一所述导线安装于一所述通道内。

本发明通过将高温超导输电线设置为绝缘层、电磁屏蔽层、隔仓以及若干导线，该电磁屏蔽层安装于绝缘层的内侧，该隔仓安装于电磁屏蔽层内侧，该隔仓内部设置有多个供制冷剂通过的通道，若干导线分设于若干个通道内。该高温超导输电线的绝缘层、电磁屏蔽层以及隔仓可以作为一个部分生产制造，该高温超导输电线可以作为另一个部分生产制造，在使用时只需将二者进行组装即可，这样不仅方便了高温超导输电线的生产制造，同时还方便高温超导输电线的检修及更换。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明高温超导输电线一实施例的剖视图示意图；

图2为本发明高温超导输电线另一实施例的剖视图示意图；

图3为图2中局部A的放大示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	高温超导输电线	60	隔热层
10	绝缘层	70	内层钉扎
				20	电磁屏蔽层	80	外套
30	隔仓	90	外层钉扎
				40	导线	100a	连接段
50	支架	100b	伸缩段
				51	筒体
52	支撑脚

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了方便高温超导输电线的生产制造，本发明提出一种新的高温超导输电线，请参照图1，图1示出了本发明的高温超导输电线的剖视图。该高温超导输电线100包括：绝缘层10、电磁屏蔽层20、隔仓30以及若干导线40；其中，该电磁屏蔽层20安装于绝缘层10内侧；该隔仓30安装于电磁屏蔽层20内侧，该隔仓30内部设置有若干个供制冷剂通过的通道；若干导线40分设于若干个通道内。

该绝缘层10的横截面形状有多种，其可以是圆形、方形、椭圆形等等，在此对该绝缘层10的横截面的形状不做具体的限定，该绝缘层10采用绝缘材料制成，绝缘材料可以是塑料、橡胶等等，该绝缘层10主要是防止该高温超导输电线100内部的导线40破损或感生电场引起的漏电问题。

该电磁屏蔽层20安装于该绝缘层10的内侧，该电磁屏蔽层20的横截面形状有很多种，通常该电磁屏蔽层20的横截面形状与该绝缘层10的横截面形状相匹配，即该绝缘层10的横截面形状为圆形，该电磁屏蔽层20的横截面形状也为圆形；该绝缘层10的横截面形状为方形，该电磁屏蔽层20的横截面形状也为方形等等。该电磁屏蔽层20采用金属银、金属铜等低电阻率材料制成，该电磁屏蔽层20主要用于屏蔽其内侧以及外侧的电磁环境，即防止该电磁屏蔽层20内侧磁场的外泄同时阻挡外部磁场对电磁屏蔽内侧的影响。

该隔仓30安装于该电磁屏蔽层20的内侧，该隔仓30的横截面形状有很多种，通常该隔仓30的横截面形状与该绝缘层10的形状相匹配，即该电磁屏蔽层20的横截面形状为圆形，该隔仓30的横截面形状也为圆形；该电磁屏蔽层20的横截面形状为方形，该隔仓30的横截面形状也为方形等等。该隔仓30可以采用不锈钢这类在低温环境下仍有较高强度、密封性好的材料制成，该隔仓30内部设置有若干个供制冷剂通过的通道，该通道的横截面形状可以是圆形、方形、多边形等等，在此对通道的横截面形状不做具体的限定。

该导线40包括高温超导体以及包覆高温超导体的外壳，该导线40可用于输送规定范围内的电压和规定范围内电流的电能；若干导线40分设于隔仓30的若干个通道内，即每一个隔仓30的通道内可以安装一根、两根、三根甚至多根导线40，在此对每一隔仓30的通道内安装多少根导线40不做具体的限定。

本发明通过将高温超导输电线100设置为绝缘层10、电磁屏蔽层20、隔仓30以及若干导线40，该电磁屏蔽层20安装于绝缘层10的内侧，该隔仓30安装于电磁屏蔽层20内侧，该隔仓30内部设置有多个供制冷剂通过的通道，若干导线40分设于若干个通道内。该高温超导输电线100的绝缘层10、电磁屏蔽层20以及隔仓30可以作为一个部分生产制造，该高温超导输电线100可以作为另一个部分生产制造，在使用时只需将二者进行组装即可，这样不仅方便了高温超导输电线100的生产制造，同时还方便高温超导输电线100的检修及更换。

考虑到导线40安装于通道内后，由于导线40的横截面积要小于通道的横截面积，这就使得导线40是可以在通道内活动，从而使得导线40容易与通道的内周壁之间发生摩擦，进而使得导线40的外壳容易破损，鉴于此，在本发明的一实施例中，请参照图1或图2,，该高温超导输电线100还包括若干个支架50，每一支架50安装于一通道内，每一支架50用于固定对应通道内的导线40。如此设置，确保了每一通道内的导线40是无法在通道内自由活动的，这样就避免了该导线40的外壳被磨破，进而有利于提高该高温超导输电线100的安全性能。

值得注意的是，该支架50的结构有很多种，在本发明的一实施例中，该支架50包括至少一筒体51以及自该筒体51的外周壁向远离筒体51的方向延伸的多个支撑脚52，该筒体51供导线40安装，多个支撑脚52与对应的通道内周壁抵接，这样就使得导线40能够被固定在通道内。另外，该导线40被支架50固定于通道内，还使得该导线40的四周均能够与通过通道的制冷剂进行热交换，进而能够提高导线40的降温速度。

需要说明的是，该支架50的筒体51数量为多个时，筒体51与筒体51之间可以直接连接，筒体51与筒体51支架50也可以通过连接件连接，在此不做具体的限定。

在本发明的另一实施例中，该支架50还可以是套管结构，该支架50内部可以供导线40穿过，该支架50的外周壁与通道的内周壁抵接，同时该支架50的外周壁与该通道的内周壁之间存在间隙，这样同样可以将导线40固定在通道内。

当然，该支架50还可以是其他结构，在此就不一一列举了。

为了维持通道内部的低温环境，在本发明的一实施例中，请参照,图2，该高温超导输电线100还包括隔热层60，该隔热层60设于绝缘层10外侧。该隔热层60采用隔热材料制成，该隔热材料可以是玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等；该隔热层60的厚度可以根据漏热要求来设定；该隔热层60主要用于阻碍外部热量侵入至通道内，同时还用于维持通道内部的低温环境，以确保通道内的导线40一直处于低温环境下。

进一步地，该高温超导输电线100还包括若干内层钉扎70，每一内层钉扎70的固定端均与绝缘层10固定连接，每一内层钉扎70的自由端扎入隔热层60内。如此设置，一方面使得该隔热层60和该绝缘层10之间连接的更加牢固，另一方面还使得该隔热层60和该绝缘层10处于高温环境下，不易产生相对位移。

为了避免高温超导输电线100的外层被磨损，在本发明的一实施例中，请参照图2以及图3,，该高温超导输电线100还包括外套80，该外套80设于隔热层60的外侧。该外套80采用强度高且能够适应高温、低温、潮湿、强光照等环境条件的材料制成，该外套80的制造材料可以是PU(聚氨基甲酸酯)、无碱玻璃丝等等，该外套80用于外部防护，以避免环境因素或者小动物对高温超导输电线100造成损害。

进一步地，请参照图2以及图3，该高温超导输电线100还包括若干外层钉扎90，每一外层钉扎90的固定端均与外套80固定连接，每一外层钉扎90的自由端扎入隔热层60内。如此设置，一方面使得该外套80和该隔热层60之间连接的更加牢固，另一方面还使得该外套80和该隔热层60处于高温环境下，不易产生相对位移。

考虑到热胀冷缩对高温超导输电线100各层的影响，在本发明的一实施例中，请参照图2，将该高温超导输电线100设置成若干个连接段100a以及若干个长度可伸缩的伸缩段100b，任意相邻的两连接段100a之间通过伸缩段100b连接，即任意相邻的两连接段100a之间通过一伸缩段100b连接，任意相邻的两连接段100a之间还可以通过多个伸缩段100b连接。由于导线40自身具有良好的延展性，这就使得高温超导输电线100不管是在高温环境下还是低温环境下，均可以通过伸缩段100b的形变来消除高温超导输电线100在高温环境下产生的热膨胀或者在低温环境下产生的冷收缩。

值得注意的是，该伸缩段100b的结构有很多种，在本发明的一实施例中，该伸缩段100b的绝缘层10、电磁屏蔽层20、隔仓30均呈波纹管状设置；该伸缩段100b的支架50与两连接段100a的支架50均呈筒状设置。

在伸缩段100b与两个连接段100a连接时，该伸缩段100b的绝缘层10与两连接段100a的绝缘层10连接，该伸缩段100b的电磁屏蔽层20与两连接段100a的电磁屏蔽层20连接，该伸缩段100b的隔仓30与两连接段100a的隔仓30连接，该伸缩段100b的支架50与两连接段100a的支架50活动套接配合。在伸缩段100b两端的连接段100a因温度高产生热膨胀或者因低温产生的冷收缩时，该伸缩段100b的绝缘层10、电磁屏蔽层20、隔仓30均通过形变来消除两连接段100a因高温产生的压力或者因低温产生的拉力，该伸缩段100b的支架50则与两连接段100a的支架50发生相对运动，以调节两连接段100a之间的间距，从而消除两连接段100a因高温产生的压力或者因低温产生的拉力，这样就保证了高温超导输电线100始终能够正常工作。

需要说明的是，该绝缘层10、电磁屏蔽层20、隔仓30、支架50均可以采用相互套接配合的两部分组成，这样同样可以实现伸缩段100b的长度的伸缩。

当然，该伸缩段100b的绝缘层10、电磁屏蔽层20、隔仓30、支架50还可以采用其他能够伸缩的结构制成，在此就不一一列举。

还应当注意的是，位于伸缩段100b两侧的连接段100a的设置有若干内层钉扎70和若干外层钉扎90，内层钉扎70的固定端均与绝缘层10固定连接，内层钉扎70的自由端扎入隔热层60内，外层钉扎90的固定端均与外套80固定连接，外层钉扎90的自由端均扎入隔热层60内。这样就进一步地确保了高温超导输电线100不管是在高温环境还是低温环境，均能够正常工作。

本发明还提出一种输电设备，该输电设备包括高温超导输电线100，该超导输电线的具体结构参照上述实施例，由于本输电设备采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种高温超导输电线，其特征在于，包括若干连接段以及若干长度可伸缩的伸缩段，任意相邻的两所述连接段之间通过伸缩段连接；

其中，所述连接段和伸缩段均包括：

绝缘层；

电磁屏蔽层，安装于所述绝缘层内侧；

隔仓，安装于所述电磁屏蔽层内侧，所述隔仓内部设置有若干供制冷剂通过的通道；若干导线，每一所述导线安装于一所述通道内；

隔热层，所述隔热层设于所述绝缘层外侧；以及

外套，所述外套设于所述隔热层的外侧；

其中，所述连接段还包括：

若干内层钉扎，每一所述内层钉扎的固定端均与所述绝缘层固定连接，每一所述内层钉扎的自由端扎入所述隔热层内；以及

若干外层钉扎，每一所述外层钉扎的固定端均与所述外套固定连接，每一所述外层钉扎的自由端均扎入所述隔热层内。

2.如权利要求1所述的高温超导输电线，其特征在于，所述高温超导输电线还包括若干个支架，每一所述支架安装于一所述通道内，每一所述支架用于固定对应通道内的导线。

3.如权利要求2所述的高温超导输电线，其特征在于，所述支架包括至少一筒体以及与所述筒体的外周壁连接的多个支撑脚，所述筒体供导线安装，多个所述支撑脚与所述通道的内周壁抵接。

4.如权利要求1所述的高温超导输电线，其特征在于，所述连接段和所述伸缩段均包括绝缘层、电磁屏蔽层、隔仓以及支架；其中，所述伸缩段的绝缘层、电磁屏蔽层、隔仓均呈波纹管状设置，所述伸缩段的绝缘层与两连接段的绝缘层连接，所述伸缩段的电磁屏蔽层与两连接段的电磁屏蔽层连接，所述伸缩段的隔仓与两连接段的隔仓连接，所述伸缩段的支架与两所述连接段的支架均呈筒状设置，所述伸缩段的支架与两所述连接段的支架活动套接配合。

5.一种输电设备，其特征在于，包括如权利要求1至4中任意一项的高温超导输电线。

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