CN112072339B - 超导电缆引流装置和超导电缆引流装置的安装方法 - Google Patents

超导电缆引流装置和超导电缆引流装置的安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超导电缆引流装置和超导电缆引流装置的安装方法。其中，超导电缆引流装置包括：转接组件，所述转接组件上形成有转接空腔，所述转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；粘贴材料，所述粘贴材料填充在所述转接空腔中，用以粘贴所述转接组件与所述带结构；引流组件，所述引流组件与所述转接组件电连接；连接组件，所述连接组件用于固定连接所述转接组件与所述引流组件。上述超导电缆连接装置，通过粘贴材料将带结构牢固地嵌入转接组件的转接空腔中，进而实现转接组件与超导电缆的稳定连接，提高了外部电网工作的稳定性。同时，通过熔化及凝固即实现粘贴材料的粘贴，简化了超导电缆引流装置的安装步骤，降低了安装难度。

Description

超导电缆引流装置和超导电缆引流装置的安装方法
技术领域
本发明涉及电力线缆技术领域，特别是涉及一种超导电缆引流装置和超导电缆引流装置的安装方法。
背景技术
超导电缆具有线路损耗低、传输容量大、走廊占地小、环境友好等诸多优点。综合考虑电力能源需求持续增长、节能减排诉求逐年增强、城市输配电走廊已趋饱和等诸多因素，能同时实现高效低损耗和大容量电力输送的超导输电技术将在未来输配电领域具有独特的竞争优势。其中，三相同轴超导电缆由于结构紧凑、带材用量少及对外电磁辐射小等特点，已得到广泛的应用。
目前，超导电缆常采用与铜金具压接或引流线连接的连接方式来连接外部电网。而对于采用二代超导带材生产的三相同轴的超导电缆，由于二代超导带材的超导材料具有陶瓷特性，各向异性大，在与外部连接时常规连接方式连接时，无法实现稳定的连接，进而导致外部电网工作不稳定。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够实现超导电缆与外部电网稳定连接，以提高外部电网工作的稳定性的超导电缆引流装置和超导电缆引流装置的安装方法。
一种超导电缆引流装置，包括：
转接组件，所述转接组件上形成有转接空腔，所述转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；
粘贴材料，所述粘贴材料填充在所述转接空腔中，用以粘贴所述转接组件与所述带结构；
引流组件，所述引流组件与所述转接组件电连接；
连接组件，所述连接组件用于固定连接所述转接组件与所述引流组件。
优选地，在其中一个实施例中，所述转接组件为环状结构，并沿所述超导电缆轴向延伸；所述转接空腔为开口朝向所述带结构端部的环状空腔。
优选地，在其中一个实施例中，所述转接组件包括：
转接内环，所述转接内环套设于所述带结构与内结构之间；
防护外环，所述防护外环套设于所述带结构外部；所述转接内环背对所述带结构的一端向所述防护外环延伸；所述防护外环与所述转接内环共同形成所述转接空腔。
优选地，在其中一个实施例中，所述转接内环靠近所述防护外环的一侧设有第一定位结构；所述第一定位结构用于限制所述防护外环与所述转接内环的相对位置。
优选地，在其中一个实施例中，所述引流组件包括：
传导部，所述传导部设于所述转接组件端部；
引流部，所述引流部上设于所述传导部上，所述引流部上设有用于与外界电网对接的端口。
优选地，在其中一个实施例中，所述超导电缆引流装置还包括应力消除组件，所述应力消除组件套设于所述超导电缆外部，并抵接于所述带结构的端部。
优选地，在其中一个实施例中，所述引流组件靠近所述应力消除组件的一侧设有第二定位结构；所述第二定位结构用于限制所述应力消除组件与所述引流组件在超导电缆轴向上的相对位置。
优选地，在其中一个实施例中，所述连接组件为螺栓，所述螺栓分布于所述转接组件与所述引流组件之间。
一种超导电缆引流装置的安装方法，包括：
将带结构套设于转接组件中的转接空腔中；
调整超导电缆的摆放方向至转接空腔开口向上；
将粘贴材料填充至所述转接空腔中的所述带结构与所述转接组件之间；
布置引流组件，并电连接所述引流组件与所述转接组件；
通过连接组件连接所述转接组件与所述引流组件。
优选地，在其中一个实施例中，所述将所述带结构套设于所述转接组件中的所述转接空腔中，包括：
将所述转接组件中的防护外环套装到预处理后的超导电缆的带结构外部；
将所述转接组件中的转接内环套装到超导电缆的内结构外部；
调整所述防护外环与所述转接内环，以使所述防护外环与所述转接内环相抵接，且所述带结构位于所述防护外环与所述转接内环共同形成的转接空腔中；
固定连接所述防护外环与所述转接内环。
上述超导电缆引流装置，通过粘贴材料将带结构牢固地嵌入转接组件的转接空腔中，进而实现转接组件与超导电缆的稳定连接，提高了外部电网工作的稳定性。同时，通过熔化及凝固即实现粘贴材料的粘贴，简化了超导电缆引流装置的安装步骤，降低了安装难度。
上述超导电缆引流装置的安装方法，通过粘贴材料将带结构牢固地嵌入转接组件的转接空腔中，提高了转接组件与超导电缆连接的稳定性及外部电网工作的稳定性。同时，简化了超导电缆引流装置的安装步骤，降低了安装难度。
对于本申请的各种具体结构及其作用与效果，将在下面结合附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置的立体图；
图2为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置的爆炸图；
图3为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置的立体剖视图；
图4为本申请其中一个实施例中转接内环的立体剖视图；
图5为本申请其中一个实施例中防护外环的立体剖视图；
图6为本申请其中一个实施例中引流组件的立体剖视图；
图7为本申请其中一个实施例中应力消除组件的立体剖视图；
图8为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置的剖视图，其中，图示有带结构；
图9为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置安装过程中步骤11的示意图；
图10为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置安装过程中步骤12的示意图；
图11为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置安装过程中步骤13与步骤14的示意图；
图12为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置安装过程中步骤2与步骤3的示意图；
图13为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置安装过程中的步骤4示意图；
图14为本申请其中一个实施例中超导电缆引流装置安装过程中的步骤4示意图；
图15为本申请中超导电缆的结构示意图。
其中，附图标记中，100-转接组件；110-转接内环；111-第一定位结构；112-盲孔；120-防护外环；140-转接空腔；200-引流组件；210-传导部；212-通孔；220-引流部；230-第二定位结构；300-连接组件；400-应力消除组件；500-超导电缆；510-带结构；520-内部结构；600-粘贴材料。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图15所示，超导电缆500包括带结构510与内部结构520。可以理解的是，带结构510指的是超导电缆500中一层一层的层结构，具体的，带结构510可以是内屏蔽金属带(未标示)、底层超导带束(未标示)、中间层超导带束(未标示)、顶层超导带束(未标示)与外屏蔽金属带(未标示)中的任意一种。内部结构520为当前状态下的，带结构510以内的所有结构的集合。例如，带结构510为外屏蔽金属带，则内结构520为外屏蔽金属带以内的其他所有结构。
在其中一个实施例中，如图1、图2与图12所示，一种超导电缆引流装置包括转接组件100、引流组件200、连接组件300与粘贴材料600。转接组件100、引流组件200、连接组件300与粘贴材料600均为导电材质。转接组件100置于超导电缆500中内部结构520的外侧，且转接组件100上形成有转接空腔140，转接空腔140用于放置超导电缆500中的带结构510。粘贴材料600在转接空腔140中，用以粘贴转接组件100与带结构510。具体的，粘贴材料600填充在转接组件100与带结构510之间。引流组件200与转接组件100电连接，且沿超导电缆500的延伸方向与转接组件100并列设置。连接组件300用于固定连接转接组件100与引流组件200。引流组件200用于转移超导电缆传送的电能。
在其中一个优选的实施例中，如图3所示，转接空腔140沿超导电缆500延伸方向的截面为开口朝向带结构510端部的腔体。
为了提高粘贴材料600对带结构510的固定效果，在其中一个优选的实施例中，粘贴材料600在填充时为液态，而后由液态凝固为固态，以将带结构510固定在转接组件100中。
更进一步地，为降低粘贴材料600的操作温度，在其中一个实施例中，粘贴材料为焊锡。由于焊锡所需要的熔融温度较低，因此能够降低粘贴材料的操作温度，降低粘贴材料的操作难度。
上述超导电缆引流装置，通过粘贴材料将带结构牢固地嵌入转接组件的转接空腔中，进而实现转接组件与超导电缆的稳定连接，提高了外部电网工作的稳定性。同时，通过熔化及凝固即实现粘贴材料的粘贴，简化了超导电缆引流装置的安装步骤，降低了安装难度。
为了简化转接组件100与引流组件200在超导电缆500上的固定方式，简化超导电缆引流装置的结构，在其中一个实施例中，如图1至图14所示，转接组件100为环状结构，并沿超导电缆500轴向延伸。转接空腔140为开口朝向带结构510端部的环状空腔。
上述超导电缆引流装置，通过将转接组件设计为套设于超导电缆带结构及超导电缆内结构的环状结构，无需额外的安装结构，即能实现转接组件的安装，简化了引流装置的结构，降低了引流装置的安装难度。
在其中一个实施例中，引流组件200为环状结构，并沿超导电缆500轴向延伸。工作状态下，转接组件100套设于内部结构520的外部，带结构510套设于引流组件200中的转接空腔140中。
上述超导电缆引流装置，通过将引流组件设计为套设于超导电缆带结构及超导电缆内结构的环状结构，无需额外的安装结构，即能实现引流组件的安装，简化了引流装置的结构，降低了引流装置的安装难度。
在其中一个实施例中，如图2、图3、图4、图5、图6与图8所示，转接组件100包括转接内环110与防护外环120。其中，转接内环110套设于带结构510内部，且转接内环110卡接于带结构510与内结构520之间。防护外环120套设于带结构510外部。转接内环110背对带结构510的一端向防护外环120延伸，以使防护外环120与转接内环110共同形成转接空腔140。
为了便于密封，并简化超导电缆引流装置的结构，在其中一个实施例中，转接内环110绕过带结构510的端部端面抵接至防护外环120的内表面，还可以是转接内环110绕过带结构510的端部的内侧抵接至防护外环120的端面。
在另一个实施例中，转接组件100包括转接内环110与防护外环120。其中，转接内环110套设于带结构510内部，防护外环120套设于带结构510外部。防护外环120绕过带结构510的端部抵接至转接内环110，防护外环120与转接内环110共同形成转接空腔140。
为了增强转接内环110与防护外环120连接的稳定性，在其中一个优选的实施例中，上述转接组件100还包括转接紧固部件130。转接紧固部130件用于实现转接内环110与防护外环120的连接。
为了降低转接内环110与防护外环120间的转接紧固部件130的安装难度，在其中一个优选的实施例中，上述超导电缆引流装置中的转接紧固部件130为螺栓与螺钉中的任意一种。
上述超导电缆引流装置，通过将转接组件设置为转接内环与防护外环，降低了转接组件的生产难度，将转接内环设计为绕过带结构端部抵接至防护外环的结构，也即将转接内环与防护外环的搭接处置于外部，在外部即能够确定转接内环与防护外环的相对位置，降低了安装难度，提高了定位精度。
为了简化转接内环110与防护外环120装配过程，降低转接内环110与防护外环120装配过程中的定位难度，在其中一个实施例中，如图3与图4所示，转接内环110靠近防护外环120的一侧设有第一定位结构111。第一定位结构111用于限制防护外环120与转接内环110的相对位置。具体的，第一定位结构111用于限制防护外环120与转接内环110沿超导电缆500延伸方向及与超导电缆500延伸方向垂直方向上的相对位置。
在其中一个具体的实施例中，第一定位结构111包括第一台阶(未标示)与第一定位面(未标示)，转接内环110上设有第一台阶，防护外环120端部抵接第一台阶的台肩上，以实现对防护外环120与转接内环110在超导电缆500轴向方向上的相对位置的限制。转接内环110上设有抵接至防护外环120内表面的第一定位面，通过定位面以实现对转接内环110与防护外环120在超导电缆500径向方向的相对位置的限制。
在其中一个实施例中，第一定位结构111仅包括第一台阶。
在其中一个优选的实施例中，第一定位结构111仅包括第一定位面。
上述超导电缆引流装置，通过在转接内环上设置第一定位结构，无需额外的定位结构定位工具即能确定防护外环与转接内环是否安装到位，简化了超导电缆引流装置的结构，降低了超导电缆引流装置的安装难度。
在其中一个实施例中，如图6所示，引流组件200包括传导部210与引流部220。其中，传导部210设于转接组件100端部。其中，引流部220设于传导部210上，引流部220上设有用于与外界电网对接的端口。上述超导电缆引流装置，引流组件结构简单，操作简便。
为了进一步简化上述超导电缆引流装置的安装步骤，在其中一个优选的实施例中，传导部210与引流部220一体化成型。
在其中一个实施例中，如图6所示，引流组件200靠近应力消除组件400设有第二定位结构230。第二定位结构230用于限制应力消除组件400与引流组件200的相对位置。具体的，第二定位结构230在超导电缆500轴向及与超导电缆500径向上的相对位置。
在其中一个具体的实施例中，第二定位结构230包括第二台阶(未标示)与第二定位面(未标示)。引流组件200上设有第二台阶，应力消除组件400端部抵接第二台阶的台肩上，以实现对应力消除组件400与引流组件200在超导电缆500轴向方向上的相对位置的限制。引流组件200上设有抵接至应力消除组件400内表面的第二定位面，通过第二定位面以实现对引流组件200与应力消除组件400在超导电缆500径向方向的相对位置的限制。
为了简化超导电缆引流装置的结构，并提高引流组件200与应力消除组件400间连接的稳定性，在其中一个具体的实施例中，第二限位结构230设于引流组件200中的传导部210上。
在其中一个实施例中，第二限位结构230仅包括第二台阶。
在其中一个实施例中，第二限位结构230仅包括第二定位面。
上述超导电缆引流装置，通过在引流组件上设置第一定位结构，无需额外的定位结构定位工具即能确定应力消除组件与引流组件是否安装到位，简化了超导电缆引流装置的结构，降低了超导电缆引流装置的安装难度。
在其中一个实施例中，如图2与图3所示，上述超导电缆引流装置还包括应力消除组件400。其中，应力消除组件400套设于超导电缆500外部，并抵接于带结构510的端部。应力消除组件400用于消除超导电缆500中带结构510端部对超导电缆500中电场的干扰。
为了降低超导电缆引流装置的生产成本，提高超导电缆引流装置的适配性，在其中一个优选的实施例中，如图7所示，应力消除组件500为标准件应力锥。
为了改善应力消除组件400的使用效果，在其中一个优选的实施例中，应力锥的轴向截面为与应力线延伸方向配合的喇叭形状。
上述超导电缆引流装置，通过在带结构端部设置应力消除组件，减少带结构端部对超导电缆中电缆的影响，调整内结构中的电场沿着超导电缆延伸方向延伸，提高超导电缆电能传输的稳定性与准确性。
为了实现转接组件100与引流组件200之间的可拆卸连接，进而便于转接组件100、引流组件200与超导电缆500的检查、更换与调整。如图2所示，在其中一个实施例中，连接组件300为螺栓，其中，螺栓分布于转接组件100与引流组件200之间。
在其中一个具体的实施例中，引流组件200上设有用于螺栓通过的通孔212，转接组件100上设有与通孔212对应的112盲孔，螺栓通过安装在通孔212与112盲孔112之间，以连接转接组件100与引流组件200。
在其中一个优选的实施例中，当转接组件100及引流组件200为套设于超导电缆外侧的环状结构时，螺栓均匀的阵列在超导电缆的周围。
在其中一个优选的实施例中，引流组件200中的超导部210上设有用于连接组件300穿过的通孔212，转接组件100上设有与通孔对应的盲孔112。连接组件300与通孔212及盲孔112配合，实现转接组件100与引流组件200之间的可拆卸连接。
在其中一个优选的实施例中，转接组件100与引流组件200固定连接。
一种超导电缆引流装装置的安装方法，基于上述任意一种超导电缆引流装置，包括以下步骤：
步骤1：将带结构510套设于转接组件100中的转接空腔140中。
步骤2：调整超导电缆500的摆放方向至转接空腔140开口向上；
步骤3：将粘贴材料600填充至转接空腔140中的带结构510与转接组件100之间。
步骤4：布置引流组件200，并电连接引流组件200与转接组件100。
步骤5：通过连接组件300连接转接组件100与引流组件200。
上述超导电缆引流装置的安装方法，通过粘贴材料将带结构牢固地嵌入转接组件的转接空腔中，提高了转接组件与超导电缆连接的稳定性及外部电网工作的稳定性。同时，简化了超导电缆引流装置的安装步骤，降低了安装难度。
在其中一个实施例中，步骤1：将带结构套设于转接组件中的转接空腔中，具体包括以下步骤：
步骤11：将转接组件100中的防护外环120套装到预处理后的超导电缆500的带结构510外部。
步骤12：将转接组件100中的转接内环110套装到超导电缆500的内结构520外部。
步骤13：调整防护外环120与转接内环110，以使防护外环120与转接内环110抵接，且带结构510位于防护外环120与转接内环110共同形成的转接空腔140中。
步骤14：固定连接防护外环120与转接内环110。
上述超导电缆引流装置的安装方法，在外部即能够确定转接内环与防护外环的相对位置，降低了安装难度，提高了定位精度。
为了改善上述超导电缆引流装置的引流效果，在其中一个优选的实施例中，使超导电缆500中的带结构510端部与转接内环110表面接触。
在其中一个实施例中，步骤5：通过连接组件300连接转接组件100与引流组件200之后，还包括以下步骤：
步骤6：将应力消除组件400套装到超导电缆500中带结构510的端部。
步骤7：再将应力消除组件400固定连接到引流组件200上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种超导电缆引流装置，其特征在于，包括：
转接组件，所述转接组件上形成有转接空腔，所述转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；所述转接组件为环状结构，并沿所述超导电缆轴向延伸；所述转接空腔为开口朝向所述带结构端部的环状空腔；所述转接组件包括转接内环和防护外环，所述转接内环套设于所述带结构与内结构之间，所述防护外环套设于所述带结构外部；所述转接内环背对所述带结构的一端向所述防护外环延伸；所述防护外环与所述转接内环共同形成所述转接空腔；
粘贴材料，所述粘贴材料填充在所述转接空腔中，用以粘贴所述转接组件与所述带结构；
引流组件，所述引流组件与所述转接组件电连接；
连接组件，所述连接组件用于固定连接所述转接组件与所述引流组件。
2.根据权利要求1所述的超导电缆引流装置，其特征在于，所述转接内环靠近所述防护外环的一侧设有第一定位结构；所述第一定位结构用于限制所述防护外环与所述转接内环的相对位置。
3.根据权利要求1所述的超导电缆引流装置，其特征在于，所述引流组件包括：
传导部，所述传导部设于所述转接组件端部；
引流部，所述引流部上设于所述传导部上，所述引流部上设有用于与外界电网对接的端口。
4.根据权利要求1所述的超导电缆引流装置，其特征在于，还包括应力消除组件，所述应力消除组件套设于所述超导电缆外部，并抵接于所述带结构的端部。
5.根据权利要求4所述的超导电缆引流装置，其特征在于，所述引流组件靠近所述应力消除组件的一侧设有第二定位结构；所述第二定位结构用于限制所述应力消除组件与所述引流组件在超导电缆轴向上的相对位置。
6.根据权利要求1所述的超导电缆引流装置，其特征在于，所述连接组件为螺栓，所述螺栓分布于所述转接组件与所述引流组件之间。
7.一种超导电缆引流装置的安装方法，其特征在于，使用权利要求1所述的超导电缆引流装置，包括如下步骤：
将带结构套设于转接组件中的转接空腔中；
调整超导电缆的摆放方向至转接空腔开口向上；
将粘贴材料填充至所述转接空腔中的所述带结构与所述转接组件之间；
布置引流组件，并电连接所述引流组件与所述转接组件；
通过连接组件连接所述转接组件与所述引流组件。
8.根据权利要求7所述的超导电缆引流装置的安装方法，其特征在于，所述将带结构套设于转接组件中的转接空腔步骤中包括：
将所述转接组件中的防护外环套装到预处理后的超导电缆的带结构外部；
将所述转接组件中的转接内环套装到超导电缆的内结构外部；
调整所述防护外环与所述转接内环，以使所述防护外环与所述转接内环相抵接，且所述带结构位于所述防护外环与所述转接内环共同形成的转接空腔中；
固定连接所述防护外环与所述转接内环。
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