CN113436804A - 一种超导电缆终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超导电缆终端，属于超导电缆技术领域，包括：A型终端及B型终端，所述A型终端及B型终端均包括有低温恒温器，所述低温恒温器内适于盛放制冷工质；电缆本体，设置在所述A型终端及B型终端之间，所述电缆本体内部设有适于制冷工质流通的流入通道及返回通道；所述电缆本体的两端均置于所述低温恒温器内的制冷工质内；制冷工质的进液口及出液口一同设置在A型终端或B型终端上，所述进液口与其相近终端的低温恒温器相连通，且所述出液口与其相近终端的低温恒温器间隔设置。本发明提供的超导电缆终端，制冷工质在超导电缆的一端进行制冷工质的注入和流出，无需在经过移送，减少对制冷工质的运输。

Description

一种超导电缆终端

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，具体涉及一种超导电缆终端。

背景技术

超导材料具有零电阻特性、完全抗磁性、高载流密度特性、临界值下的电阻快速转变特性等独特性质，具有广阔的应用价值。随着高温超导材料的制备技术近年来取得长足发展并实现商业供应，超导电力技术的研究在世界范围内迅速展开。

超导电缆是利用超导材料零电阻特性和高载流密度特性发展出来的一种新型大容量输电装置，相比于常规电缆，在同等截面下输送能力提高10倍左右，传输损耗降低1/4－1/2，在高负荷密度城市线路扩容、新能源电能输送、电解等大电流工业应用场景具有显著的技术优势。

超导电缆内部通常会设有制冷工质流通通道，以达到超导电缆的使用环境温度。制冷工质在通常由超导电缆一端流入，流经超导电缆内部后，再由另一端流出，而由于超导电缆的长度一般都较长，流出后的制冷工质还需进行收集，并重新移送至超导电缆的制冷工质的输入端，不仅耗费时间和人力，还可能会使制冷工质在运输过程中出现损坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中超导电缆较长，流出的制冷工质需进行收集及移送的缺陷，从而提供一种超导电缆终端。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超导电缆终端，包括有A型终端及B型终端，包括：

所述A型终端及B型终端均包括有低温恒温器，所述低温恒温器内适于盛放制冷工质；

电缆本体，设置在所述A型终端及B型终端之间，所述电缆本体内部设有适于制冷工质流通的流入通道及返回通道；

所述电缆本体的两端均置于所述低温恒温器内的制冷工质内；

制冷工质的进液口及出液口一同设置在A型终端或B型终端上，所述进液口与其相近终端的低温恒温器相连通，且所述出液口与其相近终端的低温恒温器间隔设置。

可选的，还包括有管道，所述管道的一端与所述出液口连通，另一端与所述进液口连通。

可选的，还包括有屏蔽短接机构，置于低温恒温器中制冷工质内；

所述屏蔽短接机构与所述电缆本体的电缆芯屏蔽层连接。

可选的，还包括有高压出线单元，具有若干根，所述高压出线单元一端伸入至所述低温恒温器内部通过屏蔽短接机构与所述电缆本体连接，另一端伸出低温恒温器外侧与常温导线连接。

可选的，所述高压出线单元包括高压套管及设于所述高压套管内的电流引线，所述电流引线一端与所述电缆本体连接，另一端与常温导线连接。

可选的，所述高压套管由环氧树脂材料制成。

可选的，所述电流引线为铜编织软线。

可选的，若干根所述高压出线单元的轴线处于同一平面内，且所述电缆本体的轴线与若干根所述高压出线单元所处的平面平行设置。

可选的，若干根所述高压出线单元的轴线处于同一平面内，且所述电缆本体的轴线与若干根所述高压出线单元所处的平面垂直设置。

可选的，若干根所述高压出线单元的轴线呈圆周排布。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的超导电缆终端，包括A型终端和B型终端，电缆本体设置在A型终端和B型终端之间，且电缆本体的两端均置于低温恒温器中的制冷工质中，制冷工质通过A型终端的进液口进入至低温恒温器，从电缆本体上的流入通道流经电缆本体，制冷工质在流出电缆本体后，流入至B形终端的低温恒温器内，由于B型低温恒温器没有出口，因此，制冷工质通过电缆本体上的返回通道再次流经电缆本体，在到达A型终端时，设有出液口，即制冷工质在超导电缆的一端进行制冷工质的注入和流出，无需在经过移送，减少对制冷工质的运输。

2.本发明提供的超导电缆终端，电缆本体两端的电缆芯连接有屏蔽短接机构，形成回路，在正常运行条件下，各芯的屏蔽层感应出与通电导体层等大方向的屏蔽层感应电流，从而屏蔽各芯对外的磁场。

3.本发明提供的超导电缆终端，高压出线单元包括高压套管和电流引线，高压套管采用环氧树脂制成，由于高压出线单元一部分位于低温恒温器内，一步分位于常温环境下，存在巨大的温度梯度，而环氧树脂具有较好的电气和机械性能，保证高压出线单元在巨大的温度梯度下的可靠性；电流引线为铜编织软线，可以避免由于温差存在较为严重的热传导产生的集肤效应。

4.本发明提供的超导电缆终端，若干个高压出线单元可以设置为多种不同的形状，以满足安装环境的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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为本发明实施例提供的超导电缆终端的结构示意图；

图2为本发明本实施例提供的高压出线单元第一种布局的俯视图；

图3为本发明本实施例提供的高压出线单元第二种布局的俯视图；

图4为本发明本实施例提供的高压出线单元第三种布局的俯视图。

附图标记说明：

1、电缆本体；2、进液口；3、低温恒温器；4、高压出线单元；41、高压套管；42、电流引线；5、出液口；6、流入通道；7、返回通道；8、屏蔽短接机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供了超导电缆终端的一种具体的实施方式，如图1所示，A型终端和B型终端分别设置在电缆本体1的左右两侧，A型终端和B型终端均设有低温恒温器3，电缆本体1的两端均置于低温恒温器3中的制冷工质中。本实施例中，进液口2和出液口5均设置在A型终端，进液口2与A型终端的低温恒温器3连通，且进液口2连通有低温制冷系统的出口，低温制冷系统将制冷工质进行制冷后，通过进液口2注入A型终端的低温恒温器3内，处于A型终端的低温恒温器3内的制冷工质通过电缆本体1上的流入通道6流经电缆本体1，对电缆本体1内的电缆芯进行降温及保温。制冷工质流出电缆本体1后，流入至B型终端的低温恒温器3内，由于B型终端的低温恒温器3没有制冷工质的出口，制冷工质通过电缆本体1上的返回通道7再次流经电缆本体1，并可以进一步对电缆本体1的电缆芯进行保温，返回通道7在A型终端设有出液口5，返回通道7与出液口5均未与A型终端的低温恒温器3连通。即制冷工质在超导电缆的一端进行制冷工质的注入和流出，无需在经过移送，减少对制冷工质的运输。

本实施例中，电缆本体1上设多层绝热杜瓦管，流入通道6与返回通道7均设置在多层绝热杜瓦管之间，且流入通道6设于内部，返回通道7相较于流入通道6设于外侧。

作为一种客体化的实施方式，还可以不设置低温制冷系统，使用低温恒温器3进行制冷即可，制冷工质通过进液口2注入至低温恒温器3内。

出液口5还可以通过管道与进液口2直接连通，使得从B型终端循环回来的制冷工质再次进入至A型终端的低温恒温器3内，无需进行外部收集。在具有低温制冷系统时，出液口5可以通过管道连通至低温制冷系统内，通过低温制冷系统与进液口2进行连通。

本实施例中，制冷工质采用液氮，亦可采用其他制冷工质，只要能够达到所需的制冷效果及流通效果即可。

电缆本体1两端的电缆芯连接有屏蔽短接机构8，电缆芯屏蔽层经两侧的短接机头短接后，形成回路，在正常运行条件下，各芯的屏蔽层感应出与通电导体层等大方向的屏蔽层感应电流，从而屏蔽各芯对外的磁场。

本实施例中，高压出线单元4包括高压套管41和电流引线42，高压套管41采用环氧树脂制成，由于高压出线单元4一部分位于低温恒温器3内，一步分位于常温环境下，存在巨大的温度梯度，而环氧树脂具有较好的电气和机械性能，保证高压出线单元4在巨大的温度梯度下的可靠性；电流引线42是超导和常导的过渡部件，下端连接电缆本体1的电缆芯，上端连接电力系统接线端，由于电流引线42除了通过电流产生的焦耳热外，还会因温差存在较为严重的热传导，故电流引线42选用为铜编织软线，可以避免由于温差存在较为严重的热传导产生的集肤效应。

本实施例中，电缆本体1内设有三根电缆芯，如图2所示，高压出线单元4的数量对应电缆芯的数量，也设有三个，三根高压出线单元4的轴线平行设置且处于同一平面内，并且这个平面与电缆本体1的轴线平行，呈“一”字形排布，此种排布方式适用于细长的安装环境布局。

如图3所示，三根高压出线单元4的轴线平行设置且处于同一平面内，并且这个平面与电缆本体1的轴线垂直，呈“丁”字形排布，此种排布方式适用于宽短的安装环境布局。

如图4所示，三根高压出线单元4的轴线呈圆形排布，任一横截面上三个高压出线单元4的轴心均处于同一直径的圆周上，由于只有三根高压出线单元4，故呈三角形排布，此种排布方式适用于长宽均具有一定限制的安装环境布局，为紧凑式布局。

若干个高压出线单元4设置为多种不同的形状，同时，低温恒温器3的形状也可随高压出线单元4的布局进行变换，以满足安装环境的需求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种超导电缆终端，包括有A型终端及B型终端，其特征在于，包括：

所述A型终端及B型终端均包括有低温恒温器(3)，所述低温恒温器(3)内适于盛放制冷工质；

电缆本体(1)，设置在所述A型终端及B型终端之间，所述电缆本体(1)内部设有适于制冷工质流通的流入通道(6)及返回通道(7)；

所述电缆本体(1)的两端均置于所述低温恒温器(3)内的制冷工质内；

制冷工质的进液口(2)及出液口(5)一同设置在A型终端或B型终端上，所述进液口(2)与其相近终端的低温恒温器(3)相连通，且所述出液口(5)与其相近终端的低温恒温器(3)间隔设置。

2.根据权利要求1所述的超导电缆终端，其特征在于，还包括有管道，所述管道的一端与所述出液口(5)连通，另一端与所述进液口(2)连通。

3.根据权利要求1所述的超导电缆终端，其特征在于，还包括有屏蔽短接机构(8)，置于低温恒温器(3)中制冷工质内；

所述屏蔽短接机构(8)与所述电缆本体(1)的电缆芯屏蔽层连接。

4.根据权利要求3所述的超导电缆终端，其特征在于，还包括有高压出线单元(4)，具有若干根，所述高压出线单元(4)一端伸入至所述低温恒温器(3)内部通过屏蔽短接机构(8)与所述电缆本体(1)连接，另一端伸出低温恒温器(3)外侧与常温导线连接。

5.根据权利要求4所述的超导电缆终端，其特征在于，所述高压出线单元(4)包括高压套管(41)及设于所述高压套管(41)内的电流引线(42)，所述电流引线(42)一端与所述电缆本体(1)连接，另一端与常温导线连接。

6.根据权利要求5所述的超导电缆终端，其特征在于，所述高压套管(41)由环氧树脂材料制成。

7.根据权利要求5所述的超导电缆终端，其特征在于，所述电流引线(42)为铜编织软线。

8.根据权利要求4－7中任一项所述的超导电缆终端，其特征在于，若干根所述高压出线单元(4)的轴线处于同一平面内，且所述电缆本体(1)的轴线与若干根所述高压出线单元(4)所处的平面平行设置。

9.根据权利要求4－7中任一项所述的超导电缆终端，其特征在于，若干根所述高压出线单元(4)的轴线处于同一平面内，且所述电缆本体(1)的轴线与若干根所述高压出线单元(4)所处的平面垂直设置。

10.根据权利要求4－7中任一项所述的超导电缆终端，其特征在于，若干根所述高压出线单元(4)的轴线呈圆周排布。

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