CN110729079B - 超导输电电缆及超导输电电缆系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超导输电电缆及超导输电电缆系统。超导输电电缆包括：壳体、三相交流超导电缆和直流超导电缆；其中，壳体的内部填充有具有预设绝缘等级的第一绝缘层，三相交流超导电缆和直流超导电缆均插设于第一绝缘层内；三相交流超导电缆的引出线伸出至壳体的外部以与交流用电设备相连接；直流超导电缆的引出线伸出至壳体的外部以与直流用电设备相连接。本发明能够同时输送交流电和直流电，实现了简洁、高效地交直流供电，并且，避免了交直流的转换，进而避免了电能的损耗，提高了电能的输送效率和空间利用效率，还能保证超导电缆的性质，结构简单，便于实施。

Description

超导输电电缆及超导输电电缆系统

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体而言，涉及一种超导输电电缆及超导输电电缆系统。

背景技术

随着电力电子技术快速发展，配电网和船舰飞机等“电气化”运载工具中更多地使用直流配电和相关的设备。直流配电可以减少设备的交直流转换过程，降低电能在转换中的网损，增大电能使用的效率。然而，在当前配电范围，尤其是公用配电网，简单、经济灵活的交流配电技术仍然是主流的商业模式，因此，发展交直流混合配电网是目前的发展方向。

随着城市电力需求的增长、电网运行安全要求和环境保护要求的提高，“电气化”船舰和飞机中等运载工具对推进效率和振动噪音的更高要求，传统局域电力网络已不能完全满足供电的需求，高温超导电缆的发展为解决这些问题提供了可能，超导电缆可以应用在受制于空间和安全因素而不能采用常规电缆的地方，以满足负荷需要。超导电缆与传统电缆相比，具有低损耗、大容量、结构紧凑、环境友好、优化电网结构等技术优势。超导电缆运行在临界电流之下具有零电阻特性，即使考虑到电缆本身磁滞、涡流损耗及制冷系统的电能消耗，超导电缆的损耗也比常规电缆降低了20％～70％；利用超导材料高密度无阻载流能力，同一电压等级下超导电缆的送电容量较常规电缆可提高3～5倍以上，在传输容量一定的情况下，可大大降低输电电压等级；相同电压等级下，输电走廊的需求可以减少1/3～1/2，节省空间满足新能源接入和负载增长的需要。

然而，现有的超导电缆的形式包括：直流超导电缆和交流超导电缆。其中，直流超导电缆和交流超导电缆均是单独供应直流和交流，无法同时输出交流电和直流电。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种超导输电电缆，旨在解决现有技术中超导电缆无法同时输出交流电和直流电的问题。本发明还提出了一种具有该超导输电电缆的超导输电电缆系统。

一个方面，本发明提出了一种超导输电电缆，超导输电电缆包括：壳体、三相交流超导电缆和直流超导电缆；其中，壳体的内部填充有具有预设绝缘等级的第一绝缘层，三相交流超导电缆和直流超导电缆均插设于第一绝缘层内；三相交流超导电缆的引出线伸出至壳体的外部以与交流用电设备相连接；直流超导电缆的引出线伸出至壳体的外部以与直流用电设备相连接。

进一步地，上述超导输电电缆中，直流超导电缆为两个，分别为正极直流超导电缆和负极直流超导电缆。

进一步地，上述超导输电电缆中，直流超导电缆为三个，分别为正极直流超导电缆、负极直流超导电缆和零极直流超导电缆。

进一步地，上述超导输电电缆中，三相交流超导电缆和直流超导电缆在第一绝缘层内间隔设置。

进一步地，上述超导输电电缆中，三相交流超导电缆和直流超导电缆均与壳体同轴设置且依次套接连接；相比于直流超导电缆，三相交流超导电缆置于壳体的中心位置处。

进一步地，上述超导输电电缆中，三相交流超导电缆包括：第一骨架、以及依次绕设于第一骨架外部的第一超导层、第二超导层、第三超导层、第一屏蔽层和第二绝缘层；第一骨架与壳体同轴设置且置于壳体的中心位置处；第一骨架的内部用于通入冷却液；第一屏蔽层与第二绝缘层之间具有预设间隙以将冷却液输出；每个直流超导电缆均包括：第二骨架、以及依次绕设于第二骨架外部的第四超导层、第二屏蔽层和第三绝缘层；置于中间的直流超导电缆中的第二骨架套设于第二绝缘层的外部且与第二绝缘层之间具有预设间隙以通入冷却液；置于外侧的直流超导电缆中的第二骨架套设于置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层的外部且与该第三绝缘层之间具有预设间隙以通入冷却液；每个直流超导电缆中的第二屏蔽层与第三绝缘层之间均具有预设间隙以将冷却液输出。

进一步地，上述超导输电电缆中，置于中间的直流超导电缆为正极直流超导电缆，置于外侧的直流超导电缆为负极直流超导电缆；或者，置于中间的直流超导电缆为负极直流超导电缆，置于外侧的直流超导电缆为正极直流超导电缆。

进一步地，上述超导输电电缆中，直流超导电缆和三相交流超导电缆均与壳体同轴设置且依次套接连接；相比于三相交流超导电缆，其中一个直流超导电缆置于壳体的中心位置处。

进一步地，上述超导输电电缆中，每个直流超导电缆均包括：第二骨架、以及依次绕设于第二骨架外部的第四超导层、第二屏蔽层和第三绝缘层；置于内侧的直流超导电缆中的第二骨架与壳体同轴设置且置于壳体的中心位置处，该第二骨架用于通入冷却液；置于中间的直流超导电缆中的第二骨架套设于置于内侧的直流超导电缆中的第三绝缘层的外部且与该第三绝缘层之间具有预设间隙以通入冷却液；每个直流超导电缆中的第二屏蔽层与第三绝缘层之间均具有预设预设间隙以将冷却液输出；三相交流超导电缆包括：第一骨架、以及依次绕设于第一骨架外部的第一超导层、第二超导层、第三超导层、第一屏蔽层和第二绝缘层；第一骨架套设于置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层的外部且与该第三绝缘层之间具有预设间隙以通入冷却液；第一屏蔽层与第二绝缘层之间具有预设间隙以将冷却液输出。

进一步地，上述超导输电电缆中，置于壳体的中心位置处的直流超导电缆为正极直流超导电缆，置于中间的直流超导电缆为负极直流超导电缆；或者，置于壳体的中心位置处的直流超导电缆为负极直流超导电缆，置于中间的直流超导电缆为正极直流超导电缆。

进一步地，上述超导输电电缆中，三相交流超导电缆的绝缘等级包括：10kV，35kV，66kV，110kV，220kV，330kV和500kV；直流超导电缆的绝缘等级包括：±10kV，±20kV；±100kV；±160kV；±200kV；±250kV；±400kV。

本发明中，通过在壳体内设置三相交流超导电缆和直流超导电缆，能够同时输送交流电和直流电，实现了简洁、高效地交直流供电，并且，避免了交直流的转换，进而避免了电能的损耗，提高了电能的输送效率和空间利用效率，解决了现有技术中超导电缆无法同时输出交流电和直流电的问题，还能保证超导电缆的性质，结构简单，便于实施。

另一方面，本发明还提出了一种超导输电电缆系统，该超导输电电缆系统包括：冷却系统和上述任一种超导输电电缆；其中，冷却系统与超导输电电缆相连接，用于向超导输电电缆内输送冷却液，以对超导输电电缆中的三相交流超导电缆和直流超导电缆进行冷却。

可以看出，本实施例中，超导输电电缆能够同时输送交流电和直流电，实现了简洁、高效地交直流供电，提高了电能的输送效率和空间利用效率，并且，超导输电电缆中三相交流超导电缆和直流超导电缆共用同一个冷却系统，减少了电磁污染，提高了电缆冷却和电能输送效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的超导输电电缆的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的超导输电电缆的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的超导输电电缆的又一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的超导输电电缆的又一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的超导输电电缆系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的超导输电电缆系统中，冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

超导输电电缆实施例：

参见图1至图4，图中示出了本实施例中该超导输电电缆的优选结构。如图所示，超导输电电缆包括：壳体1、三相交流超导电缆2和直流超导电缆。其中，壳体1的内部中空，在壳体1的内部填充有第一绝缘层5，该第一绝缘层5为绝缘材料构成。第一绝缘层5具有预设绝缘等级，该预设绝缘等级可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。这样，第一绝缘层5能够够具有各种不同的绝缘等级，使得超导输电电缆能够适用于任何不同的绝缘等级，扩大了使用范围，还能提高了绝缘性能。

三相交流超导电缆2和直流超导电缆均设置于壳体1内，并且，三相交流超导电缆2和直流超导电缆均插设于第一绝缘层5内，具体地，三相交流超导电缆2和直流超导电缆在壳体1内呈悬空状态，为了使得三相交流超导电缆2和直流超导电缆在壳体1内稳定放置，则在壳体1的内壁与三相交流超导电缆2和直流超导电缆之间均填充绝缘材料从而形成了第一绝缘层5。

优选的，三相交流超导电缆2的绝缘等级包括：10kV，35kV，66kV，110kV，220kV，330kV和500kV等。直流超导电缆的绝缘等级包括：±10kV，±20kV；±100kV；±160kV；±200kV；±250kV；±400kV等。

三相交流超导电缆2的引出线伸出至壳体1的外部，并且，该引出线用于与交流用电设备6相连接，以为交流用电设备6提供交流电。

具体实施时，三相交流超导电缆2的引出线均与一个交流连接头8相连接，该交流连接头8将交流电能输送至交流用电设备6。具体地，交流连接头8通过交流断路器和10kV/380V配电变压器连接，再接入交流用电设备6中。

直流超导电缆的引出线伸出至壳体1的外部，并且，该引出线均用于与直流用电设备7相连接，以为直流用电设备7提供直流电。

直流超导电缆可以应用于双极直流输电，具体地，直流超导电缆也可以为三个，三个直流超导电缆分别为：正极直流超导电缆、负极直流超导电缆和零极直流超导电缆。

直流超导电缆也可以应用于单级直流输电，具体地，直流超导电缆可以为两个，两个直流超导电缆分别为正极直流超导电缆3和负极直流超导电缆4。正极直流超导电缆3、负极直流超导电缆4和三相交流超导电缆2均插设于第一绝缘层5内。正极直流超导电缆3的引出线和负极直流超导电缆4的引出线均伸出至壳体1的外部，并且，两个引出线均用于与直流用电设备7相连接，以为直流用电设备7提供直流电。

具体实施时，正极直流超导电缆3的引出线与一个直流连接头9相连接，直流连接头9均将直流电能输送至直流用电设备7。具体地，直流连接头9通过直流断路器和DC/DC变换器连接，再接入直流微电网输送至直流用电设备7中。相应的，负极直流超导电缆4的引出线也与一个直流连接头9相连接，直直流连接头9通过直流断路器和DC/DC变换器连接，再接入直流微电网输送至直流用电设备7中。

可以看出，本实施例中，通过在壳体1内设置三相交流超导电缆2和直流超导电缆，能够同时输送交流电和直流电，实现了简洁、高效地交直流供电，并且，避免了交直流的转换，进而避免了电能的损耗，提高了电能的输送效率和空间利用效率，解决了现有技术中超导电缆无法同时输出交流电和直流电的问题，还能保证超导电缆的性质，结构简单，便于实施。

参见图2，图中示出了超导输电电缆一种优选实施方式。该实施方式是在直流超导电缆为两个，分别为正极直流超导电缆3和负极直流超导电缆4的前提下进行介绍的。如图所示，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆在壳体1的第一绝缘层5内间隔设置，具体地，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆之间均具有预设距离，则三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆在壳体1内均是独立存在的，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆之间不产生干扰，并且，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆之间为绝缘材料，保证了三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆与壳体1之间的绝缘。具体实施时，预设距离根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。

优选的，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆在第一绝缘层5内均匀分布，具体地，壳体1呈圆柱状，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆所处的位置分别为壳体1截面的三等分的半径上，即三相交流超导电缆2与每个直流超导电缆之间的夹角为120°，两个直流超导电缆之间的夹角也为120°。

本领域技术人员应该理解，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆的结构参见现有技术中的结构即可，本实施例在此不再赘述。具体地，三相交流超导电缆2包括：第一骨架21、以及依次绕设于第一骨架21的第一超导层22、第二超导层23、第三超导层24、第一屏蔽层25和第二绝缘层26。第一骨架21的内部通入冷却液，第一屏蔽层25与第二绝缘层26之间具有预设间隙以将冷却液输出。每个直流超导电缆均包括：第二骨架12、以及依次绕设于第二骨架12的第四超导层13、第二屏蔽层14和第三绝缘层15。第二骨架12的内部通入冷却液，第二屏蔽层14与第三绝缘层15之间具有预设间隙以将冷却液输出。

可以看出，本实施例中，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆在第一绝缘层5内单独独立放置，起到了很好地绝缘性能，还能保证稳定的输出交流电和直流电。

参见图3，图中示出了超导输电电缆的另一种优选实施方式。该实施方式是在直流超导电缆为两个，分别为正极直流超导电缆3和负极直流超导电缆4的前提下进行介绍的。如图所示，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆均与壳体1同轴设置，并且，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆为依次套接连接。相比于两个直流超导电缆，三相交流超导电缆2置于壳体1的中心位置处。具体地，两个直流超导电缆和三相交流超导电缆2的位置进行比较而言，三相交流超导电缆2置于内侧，其中一个直流超导电缆置于中间且套设于三相交流超导电缆2的外部。另一个直流超导电缆相对于置于中间的直流超导电缆而言是置于外侧且套设于置于中间的直流超导电缆的外部，但是，该直流超导电缆仍然设置于壳体1内，该直流超导电缆靠近壳体1的内壁设置。

置于中间的直流超导电缆可以为正极直流超导电缆3，则置于外侧的直流超导电缆为负极直流超导电缆4，即正极直流超导电缆3夹设于三相交流超导电缆2与负极直流超导电缆4之间，负极直流超导电缆4在壳体1内靠近壳体1的内壁设置。或者，置于中间的直流超导电缆可以为负极直流超导电缆4，则置于外侧的直流超导电缆为正极直流超导电缆3，即负极直流超导电缆4夹设于三相交流超导电缆2与正极直流超导电缆3之间，正极直流超导电缆3在壳体1内靠近壳体1的内壁设置。

三相交流超导电缆2包括：第一骨架21、第一超导层22、第二超导层23、第三超导层24、第一屏蔽层25和第二绝缘层26。其中，第一骨架21与壳体1同轴设置，并且，第一骨架21置于壳体1的中心位置处，第一骨架21的内部中空用于通入冷却液，该冷却液用于对三相交流超导电缆2进行冷却。第一超导层22、第二超导层23、第二超导层23、第三超导层24、第一屏蔽层25和第二绝缘层26依次绕设于第一骨架21的外部，具体地，第一骨架21的外部绕设第一超导层22，第一超导层22的外部绕设第二超导层23，第二超导层23的外部绕设第三超导层24，第三超导层24的外部绕设第一屏蔽层25，第一屏蔽层25的外部绕设第二绝缘层26，并且，第一屏蔽层25与第二绝缘层26之间具有预设间隙以将冷却液输出。

具体实施时，第一超导层22、第二超导层23、第三超导层24可以分别为A相超导层、B相超导层和C相超导层。并且，A相超导层、B相超导层和C相超导层所处的位置可以相互互换，例如A相超导层可以为第一超导层也可以为第二超导层还可以为第三超导层，本实施例对于A相超导层、B相超导层和C相超导层的位置不做任何限制。

每个直流超导电缆均包括：第二骨架12、第四超导层13、第二屏蔽层14和第三绝缘层15。其中，第四超导层13、第二屏蔽层14和第三绝缘层15依次绕设于第二骨架12的外部，具体地，第二骨架12的外部绕设第四超导层13、第四超导层13的外部绕设第二屏蔽层14，第二屏蔽层14的外部绕设第三绝缘层15。

置于中间的直流超导电缆中的第二骨架12套设于三相交流超导电缆2的第二绝缘层26的外部，并且，置于中间的直流超导电缆中的第二骨架12与三相交流超导电缆2的第二绝缘层26的外部之间具有预设间隙以通入冷却液。置于外侧的直流超导电缆中的第二骨架12套设于置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部，并且，置于外侧的直流超导电缆中的第二骨架12与置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部之间具有预设间隙以通入冷却液。该冷却液用于对直流超导电缆进行冷却。

每个直流超导电缆中的第二屏蔽层14与第三绝缘层15之间均具有预设间隙以将冷却液输出。

具体实施时，两个直流超导电缆中的第二骨架12均与壳体1为同轴设置。

具体实施时，各预设间隙可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。

具体实施时，置于外侧的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部与壳体1的内壁之间填充有绝缘材料即第一绝缘层5。

具体实施时，参见图6，冷却液可以由冷却系统11提供的，该冷却系统可以为液氮冷却系统。为了提高能源利用率，液氮冷却系统可以与冷热电三联供系统19的制冷循环水相结合，节省能源。

可以看出，本实施例中，三相交流超导电缆2和两个直流超导电缆依次套接连接于壳体1内，能够同时向外输送交流电和直流电，便于使用，避免了交直流的转换，提高了电能的使用率，结构简单，便于实施。

参见图4，图中示出了超导输电电缆的再一种优选实施方式。该实施方式是在直流超导电缆为两个，分别为正极直流超导电缆3和负极直流超导电缆4的前提下进行介绍的。如图所示，两个直流超导电缆和三相交流超导电缆2均与壳体1同轴设置，并且，两个直流超导电缆和三相交流超导电缆2为依次套接连接。相比于三相交流超导电缆2，其中一个直流超导电缆置于壳体1的中心位置处。具体地，两个直流超导电缆和三相交流超导电缆2的位置进行比较而言，其中一个直流超导电缆置于内侧，另一直流超导电缆置于中间且套设于置于内侧的直流超导电缆的外部，三相交流超导电缆2置于外侧且套设于置于中间的直流超导电缆的外部，但是，三相交流超导电缆2仍然是设置于壳体1内，则三相交流超导电缆2靠近壳体1的内壁设置。

置于壳体1中心位置处的直流超导电缆为正极直流超导电缆3，置于中间的直流超导电缆为负极直流超导电缆4。具体地，正极直流超导电缆3可以置于内侧，负极直流超导电缆4夹设于正极直流超导电缆3与三相交流超导电缆2之间。或者，置于壳体1中心位置处的直流超导电缆为负极直流超导电缆4，置于中间的直流超导电缆为正极直流超导电缆3。具体地，负极直流超导电缆4可以置于内侧，正极直流超导电缆3夹设于负极直流超导电缆4与三相交流超导电缆2之间。

每个直流超导电缆均包括：第二骨架12、第四超导层13、第二屏蔽层14和第三绝缘层15。其中，第四超导层13、第二屏蔽层14和第三绝缘层15依次绕设于第二骨架12的外部，具体地，第二骨架12的外部绕设第四超导层13、第四超导层13的外部绕设第二屏蔽层14，第二屏蔽层14的外部绕设第三绝缘层15。

置于内侧的直流超导电缆中的第二骨架12与壳体1同轴设置，并且，置于内侧的直流超导电缆中的第二骨架12置于壳体1的中心位置处，具体地，置于内侧的直流超导电缆即为置于壳体1中心位置处的直流超导电缆。置于内侧的直流超导电缆中的第二骨架12的内部中空以通入冷却液，该冷却液用于对置于内侧的直流超导电缆进行冷却。

置于中间的直流超导电缆中的第二骨架12套设于置于内侧的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部，并且，置于中间的直流超导电缆中的第二骨架12与置于内侧的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部之间具有预设间隙以通入冷却液，该冷却液用于对置于中间的直流超导电缆进行冷却。

每个直流超导电缆中的第二屏蔽层14与第三绝缘层15之间均具有预设间隙以将冷却液输出。

三相交流超导电缆2包括：第一骨架21、第一超导层22、第二超导层23、第三超导层24、第一屏蔽层25和第二绝缘层26。其中，第一骨架21套设于置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部，并且，第一骨架21与置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层15的外部之间具有预设间隙以通入冷却液，该冷却液用于对三相交流超导电缆2进行冷却。第一超导层22、第二超导层23、第二超导层23、第三超导层24、第一屏蔽层25和第二绝缘层26依次绕设于第一骨架21的外部，具体地，第一骨架21的外部绕设第一超导层22，第一超导层22的外部绕设第二超导层23，第二超导层23的外部绕设第三超导层24，第三超导层24的外部绕设第一屏蔽层25，第一屏蔽层25的外部绕设第二绝缘层26，并且，第一屏蔽层25与第二绝缘层26之间具有预设间隙以将冷却液输出。

具体实施时，第一超导层22、第二超导层23、第三超导层24可以分别为A相超导层、B相超导层和C相超导层。并且，A相超导层、B相超导层和C相超导层所处的位置可以相互互换，例如A相超导层可以为第一超导层也可以为第二超导层还可以为第三超导层，本实施例对于A相超导层、B相超导层和C相超导层的位置不做任何限制。

具体实施时，置于中间的直流超导电缆中的第二骨架12与三相交流超导电缆2中的第一骨架21均与壳体1为同轴设置。

具体实施时，各预设间隙可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。

具体实施时，第二绝缘层26的外部与壳体1的内壁之间填充有绝缘材料即第一绝缘层5。

具体实施时，参见图6，冷却液可以由冷却系统11提供的，该冷却系统可以为液氮冷却系统。为了提高能源利用率，液氮冷却系统可以与冷热电三联供系统19的制冷循环水相结合，节省能源。

可以看出，本实施例中，两个直流超导电缆和三相交流超导电缆2依次套接连接于壳体1内，能够同时向外输送交流电和直流电，便于使用，避免了交直流的转换，提高了电能的使用率，结构简单，便于实施。

综上所述，本实施例中，通过在壳体1内设置三相交流超导电缆2和直流超导电缆，能够同时输送交流电和直流电，实现了简洁、高效地交直流供电，并且，避免了交直流的转换，进而避免了电能的损耗，提高了电能的使用率，还能保证超导电缆的性质，结构简单，便于实施。

超导输电电缆系统实施例：

本实施例还提出了一种超导输电电缆系统，参见1至图5，该超导输电电缆系统包括：冷却系统11和上述任一种超导输电电缆。其中，冷却系统11与超导输电电缆相连接，冷却系统11用于向超导输电电缆内输送冷却液，以对超导输电电缆中的三相交流超导电缆2和直流超导电缆进行冷却。其中，超导输电电缆的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

具体实施时，冷却系统11可以为液氮冷却系统，液氮冷却系统提供冷却液，该冷却液为液氮冷却液。参见图6，为了提高能源利用率，液氮冷却系统可以与冷热电三联供系统19相连接，液氮冷却系统接收冷热电三联供系统19提供的制冷循环水，利用该制冷循环水制液氮，节省能源，提高了能源利用率，充分利用能源。具体地，参见图6，冷热电三联供系统19输出制冷循环水，制冷循环水的最低温度为4～5度，该制冷循环水输送至热交换室10中以对制液氮的空气进行预冷却，经过预冷却的空气进入液氮制备设备16中进而制备液氮冷却液，制备出的液氮冷却液输送至液氮存储罐17中。液氮存储罐17内的液氮冷却液再进入液氮交换器18中，液氮交换器18将液氮冷却液输送至超导输电电缆中进行冷却循环，循环后的液氮冷却液又流回到液氮交换器18中，液氮交换器18中液氮冷却液的蒸发，则由液氮存储罐17进行补充新的液氮冷却液，从而形成循环。

更为具体地，冷热电三联供系统19中的溴化锂吸收式制冷机可把燃气轮机产生的热量转换为制冷循环水，制冷循环水可以引入到液氮冷却系统中的液氮制备设备16中进行制备液氮冷却液。

可以看出，本实施例中，超导输电电缆能够同时输送交流电和直流电，实现了简洁、高效地交直流供电，提高了电能的输送效率和空间利用效率，并且，超导输电电缆中三相交流超导电缆和直流超导电缆共用同一个冷却系统，减少了电磁污染，提高了电缆冷却和电能输送效率。

需要说明的是，本发明中的具有该超导输电电缆的超导输电电缆系统的原理相同，相关之处可以相互参照。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种超导输电电缆，其特征在于，包括：壳体（1）、三相交流超导电缆（2）和直流超导电缆；其中，

所述壳体（1）的内部填充有具有预设绝缘等级的第一绝缘层（5），所述三相交流超导电缆（2）和所述直流超导电缆均插设于所述第一绝缘层（5）内；

所述三相交流超导电缆（2）的引出线伸出至所述壳体（1）的外部以与交流用电设备（6）相连接；所述直流超导电缆的引出线伸出至所述壳体（1）的外部以与直流用电设备（7）相连接；

所述直流超导电缆为两个或者三个，当所述直流超导电缆为两个时，分别为正极直流超导电缆（3）和负极直流超导电缆（4）；

当所述直流超导电缆为两个时，

所述三相交流超导电缆（2）和所述直流超导电缆在所述第一绝缘层（5）内间隔设置；或者，

所述三相交流超导电缆（2）和所述直流超导电缆均与所述壳体（1）同轴设置且依次套接连接；相比于所述直流超导电缆，所述三相交流超导电缆（2）置于所述壳体（1）的中心位置处；或者，

所述直流超导电缆和所述三相交流超导电缆（2）均与所述壳体（1）同轴设置且依次套接连接；相比于所述三相交流超导电缆（2），其中一个所述直流超导电缆置于所述壳体（1）的中心位置处；

当所述三相交流超导电缆（2）和所述直流超导电缆均与所述壳体（1）同轴设置且依次套接连接；相比于所述直流超导电缆，所述三相交流超导电缆（2）置于所述壳体（1）的中心位置处时，

所述三相交流超导电缆（2）包括：第一骨架（21）、以及依次绕设于所述第一骨架（21）外部的第一超导层（22）、第二超导层（23）、第三超导层（24）、第一屏蔽层（25）和第二绝缘层（26）；所述第一骨架（21）与所述壳体（1）同轴设置且置于所述壳体（1）的中心位置处；所述第一骨架（21）的内部用于通入冷却液；所述第一屏蔽层（25）与所述第二绝缘层（26）之间具有预设间隙以将所述冷却液输出；

每个所述直流超导电缆均包括：第二骨架（12）、以及依次绕设于所述第二骨架（12）外部的第四超导层（13）、第二屏蔽层（14）和第三绝缘层（15）；

置于中间的直流超导电缆中的第二骨架（12）套设于所述第二绝缘层（26）的外部且与所述第二绝缘层（26）之间具有预设间隙以通入冷却液；置于外侧的直流超导电缆中的第二骨架（12）套设于置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层（15）的外部且与该第三绝缘层（15）之间具有预设间隙以通入冷却液；每个所述直流超导电缆中的第二屏蔽层（14）与所述第三绝缘层（15）之间均具有预设间隙以将所述冷却液输出。

2.根据权利要求1所述的超导输电电缆，其特征在于，所述直流超导电缆为三个，分别为正极直流超导电缆、负极直流超导电缆和零极直流超导电缆。

3.根据权利要求1所述的超导输电电缆，其特征在于，

置于中间的直流超导电缆为正极直流超导电缆（3），置于外侧的直流超导电缆为负极直流超导电缆（4）；或者，

置于中间的直流超导电缆为负极直流超导电缆（4），置于外侧的直流超导电缆为正极直流超导电缆（3）。

4.根据权利要求1所述的超导输电电缆，其特征在于，

每个所述直流超导电缆均包括：第二骨架（12）、以及依次绕设于所述第二骨架（12）外部的第四超导层（13）、第二屏蔽层（14）和第三绝缘层（15）；

置于内侧的直流超导电缆中的第二骨架（12）与所述壳体（1）同轴设置且置于所述壳体（1）的中心位置处，该第二骨架（12）用于通入冷却液；

置于中间的直流超导电缆中的第二骨架（12）套设于置于内侧的直流超导电缆中的第三绝缘层（15）的外部且与该第三绝缘层（15）之间具有预设间隙以通入冷却液；每个所述直流超导电缆中的第二屏蔽层（14）与所述第三绝缘层（15 ）之间均具有预设间隙以将所述冷却液输出；

所述三相交流超导电缆（2）包括：第一骨架（21）、以及依次绕设于所述第一骨架（21）外部的第一超导层（22）、第二超导层（23）、第三超导层（24）、第一屏蔽层（25）和第二绝缘层（26）；所述第一骨架（21）套设于置于中间的直流超导电缆中的第三绝缘层（15）的外部且与该第三绝缘层（15）之间具有预设间隙以通入冷却液；所述第一屏蔽层（25）与所述第二绝缘层（26）之间具有预设间隙以将所述冷却液输出。

5.根据权利要求1或4所述的超导输电电缆，其特征在于，

置于所述壳体（1）的中心位置处的直流超导电缆为正极直流超导电缆（3），置于中间的直流超导电缆为负极直流超导电缆（4）；或者，

置于所述壳体（1）的中心位置处的直流超导电缆为负极直流超导电缆（4），置于中间的直流超导电缆为正极直流超导电缆（3）。

6.根据权利要求1所述的超导输电电缆，其特征在于，

所述三相交流超导电缆（2）的绝缘等级包括：10kV，35kV，66kV，110kV，220kV，330kV和500kV；

所述直流超导电缆的绝缘等级包括：±10kV，±20kV；±100kV；±160kV；±200kV；±250kV；±400kV。

7.一种超导输电电缆系统，其特征在于，包括：冷却系统（11）和如权利要求1至6中任一项所述的超导输电电缆；其中，

所述冷却系统（11）与所述超导输电电缆相连接，用于向所述超导输电电缆内输送冷却液，以对所述超导输电电缆中的三相交流超导电缆（2）和直流超导电缆进行冷却。

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