CN113436803A - 一种超导电缆扭绞结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超导电缆扭绞结构，具体包括：位于超导电缆轴心的电缆骨架，所述电缆骨架的内部设置有空心管道，外表面沿周向设置有多个间隔布置的螺旋状凹槽，各螺旋状凹槽均沿电缆骨架的长度方向延伸；所述螺旋状凹槽用于容纳第一超导导体。上述超导电缆扭绞结构通过将电缆超导导体设置为沿电缆骨架外表面螺旋形布置的结构，既可使超导导体通过电缆骨架的管壁进行冷量传递，确保冷却降温效果，又能使超导电缆的整体结构紧凑，实用性更高。

Description

一种超导电缆扭绞结构

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，特别是涉及一种超导电缆扭绞结构。

背景技术

超导电缆是利用在超低温下呈现超导状态的某些金属及其合金作为导体的电力电缆，传统的超导电缆的扭绞结构主要由多个超导导体相互平行扭绞在电缆骨架冷却管道上组成，如专利文献CN111584150A所公开的一种新型CICC导体。如图1所示，新型CICC导体包括冷却通道、若干超导子电缆、绝缘层、屏蔽层和封装外壳，其中超导子电缆的中心处留有冷却通道，用于冷却超导子电缆；若干超导子电缆扭绞成超导电缆，超导电缆外部依次设有缘层、屏蔽层和封装外壳。

然而，由于上述新型CICC导体为每个超导导体均设置了冷却通道，这种扭绞结构不仅使冷却介质的供给增加，提高了生产成本，还易导致超导电缆的整体直径变大，不便于后续安装敷设。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种超导电缆扭绞结构，所述超导电缆扭绞结构不仅结构紧凑，还可确保电缆导体的冷却效果，有效提高超导电缆的实用性。

本发明提供的一种超导电缆扭绞结构包括：

位于超导电缆轴心的电缆骨架，所述电缆骨架的内部设置有空心管道，外表面沿周向设置有多个间隔布置的螺旋状凹槽，各所述螺旋状凹槽均沿所述电缆骨架的长度方向延伸；所述螺旋状凹槽用于容纳第一超导导体。

可选的，所述多个间隔布置的螺纹状凹槽之间形成翅片。

可选的，所述螺旋状凹槽外表面还设置有螺纹状的第二超导导体，所述第二超导导体沿所述电缆骨架的长度方向延伸；所述第二超导导体的旋转方向与所述螺旋状凹槽的旋转方向相反。

可选的，所述翅片在与所述第二超导导体接触的位置上设置有凹口，所述第二超导导体穿过所述凹口。

可选的，所述第二超导导体与所述第一超导导体之间呈30°至90°交叉夹角。

可选的，所述第二超导导体与所述第一超导导体均使用低温胶进行粘接固定。

可选的，所述第一超导导体设置在所述第二超导导体上方，或所述第一超导导体设置在所述第二超导导体下方。

可选的，所述电缆骨架的材质包括不锈钢或铜。

可选的，所述空心管道内流通有冷却介质。

可选的，所述凹槽通过卡接或容置的方式固定所述第一超导导体。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的超导电缆扭绞结构通过将电缆的超导导体设置为沿电缆骨架的外壁螺旋形布置结构，既可使超导导体通过电缆骨架的管壁进行冷量传递，确保冷却效果，又能使超导电缆的整体结构更紧凑，实用性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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获得其他的附图。

图1是现有技术提供的新型CICC导体的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的超导电缆扭绞结构的示意图；

图3是本发明具体实施例提供的翅片结构图；

图4是本发明具体实施例提供的凹槽结构图。

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。

如图2所示，本发明一个实施例提供一种超导电缆扭绞结构，包括位于超导电缆轴心的电缆骨架1，所述电缆骨架1的内部设置有空心管道2，外表面沿周向设置有多个间隔布置的螺旋状凹槽3，各所述螺旋状凹槽3均沿所述电缆骨架1的长度方向延伸；所述螺旋状凹槽3用于容纳第一超导导体4。

具体地，本实施例中所设置的螺旋状凹槽3可通过卡接或容置的方式固定第一超导导体4。

进一步地，螺旋状凹槽3外表面还设置有螺纹状的第二超导导体6，第二超导导体6沿电缆骨架1的长度方向延伸，且第二超导导体6的旋转方向与螺旋状凹槽3的旋转方向相反。

例如，当螺旋状凹槽3所容纳的第一超导导体4沿电缆骨架1螺旋缠绕，且其沿电缆骨架1的轴向俯视为顺时针方向时，第二超导导体6呈螺旋形布置沿电缆骨架1的轴向俯视则为逆时针方向。

在本实施例中，第一超导导体4和第二超导导体6均使用超导带材。通过将第一超导导体4和第二超导导体6设置为相反旋向且叠加的扭绞结构，不仅不影响超导导体的冷却效果且不增大超导电缆的体积，还有利于电力传输，保证了超导电缆的实用性。

具体地，本实施例提供的超导电缆扭绞结构中，在电缆骨架1外表面上设置的多个螺纹状凹槽3之间形成翅片5。通过设置翅片5能够解决电缆超导导体的布置问题，以提高扭绞结构超导电缆的实用性。

进一步地，电缆骨架1内空心管道2所流通的冷却介质可通过管壁将冷量传递至翅片5，使第一超导导体4不仅与空心管道2进行冷量传递，还与两侧的翅片5进行冷量传递，进一步提升第一超导导体4的冷却降温效果。

如图3所示，在一个具体实施例中，凹槽3与凹槽3之间的翅片5的横截面可为I字形结构。

在另一个具体实施例中，如图4所示，可设置两个翅片5的底部部分相接，此时所形成的凹槽3的横截面为的切圆结构，切圆结构能够使电缆骨架1的冷量传递效果更佳。

具体地，电缆骨架1采用铜或不锈钢等材质制成，电缆骨架1内部的空心管道2所流通的冷却介质优选液氮。

需要说明的是，翅片5在与第二超导导体6接触的位置上设置有凹口7，第二超导导体6穿过所述凹口7。设置凹口7不仅可对第二超导导体6进行限位，使其沿所设定的螺旋轨迹进行布置，还有利于第二超导导体6的固定。

在实际应用中，可根据应用场景布置需求，将第一超导导体4设置在第二超导导体6上方，或将第一超导导体4设置在第二超导导体6下方；第一超导导体4与第二超导导体6之间可接触或可不接触。

具体地，第二超导导体6与第一超导导体4之间呈30°至90°交叉夹角，夹角的角度越大，可布置的电缆超导导体数量越多，超导电缆的电力负荷能力越强。

在实际应用中，可根据电缆传输负荷需求灵活设置第一超导导体4与第二超导导体6之间的角度，例如，将第一超导导体4与第二超导导体6间的交叉夹角设置为45°。

本实施例中，第二超导导体6与第一超导导体4均使用低温胶进行粘接，使其固定在电缆骨架1上。低温胶由特殊的接枝共聚物与合金、陶瓷、金刚石等粉末制作而成，在低温环境下具备固化速度快、粘接强度高、耐油、耐温、耐介质且耐老化8～15年等良好性能。

需要理解的是，本发明中的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超导电缆扭绞结构，其特征在于，包括：

位于超导电缆轴心的电缆骨架，所述电缆骨架的内部设置有空心管道，外表面沿周向设置有多个间隔布置的螺旋状凹槽，各所述螺旋状凹槽均沿所述电缆骨架的长度方向延伸；所述螺旋状凹槽用于容纳第一超导导体。

2.根据权利要求1所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述多个间隔布置的螺纹状凹槽之间形成翅片。

3.根据权利要求2所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述螺旋状凹槽外表面还设置有螺纹状的第二超导导体，所述第二超导导体沿所述电缆骨架的长度方向延伸；

所述第二超导导体的旋转方向与所述螺旋状凹槽的旋转方向相反。

4.根据权利要求3所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述翅片在与所述第二超导导体接触的位置上设置有凹口，所述第二超导导体穿过所述凹口。

5.根据权利要求3所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述第二超导导体与所述第一超导导体之间呈30°至90°交叉夹角。

6.根据权利要求3所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述第二超导导体与所述第一超导导体均使用低温胶进行粘接固定。

7.根据权利要求3所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述第一超导导体设置在所述第二超导导体上方，或所述第一超导导体设置在所述第二超导导体下方。

8.根据权利要求1-7中任一所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述电缆骨架的材质包括不锈钢或铜。

9.根据权利要求1-7中任一所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述空心管道内流通有冷却介质。

10.根据权利要求1-7中任一所述的超导电缆扭绞结构，其特征在于，所述螺旋状凹槽通过卡接或容置的方式固定所述第一超导导体。

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