CN114142417A - 一种高温超导电缆带间电流分布检测终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高温超导电缆带间电流分布检测终端，包括多层相互连接的总体支架，每一总体支架具体包括：支撑架、通过连接板与所述支撑架相连的中心环，所述中心环用于放置高温超导电缆；安装在所述支撑架上的夹板，所述夹板用于夹持高温超导带材，所述支撑架的末端设有固定凸台，用于将所述夹板固定在所述支撑架上；相邻层的总体支架通过安装在所述连接板上相对侧的前配合固定柱和/或后配合固定管的装配实现连接。本发明可以更好地优化高温超导电缆设计，从而满足目前大载流高温超导电缆的发展需求。
Description
技术领域
本发明属于电力电缆技术领域，具体涉及一种高温超导电缆带间电流分布检测终端。
背景技术
高温超导电缆相对于常规的电力电缆来说，具有传输损耗小、结构紧凑等优势，在远距离电力传输中，具有十分大的发展潜力。高温超导电缆最大的优势是载流能力高，使其在大规模电力输送中具有良好的应用前景。
由于单根超导带材载流能力有限，多根带材并联应用能提高电流密度，所以多根高温超导带材并联是超导电缆导体的必然发展方向。但是多根超导带材并联存在带材之间电流分布不均匀的问题，这便会导致超导电缆因为其中一部分电流分流较大的超导带材提前到达临界电流值而发热烧毁，大大降低超导电缆的载流能力，造成巨大的经济损失。目前对此问题的解决方法都是并联足够多的超导带材，为高温超导电缆留出巨大的载流裕度，但是这种方法耗费的高温超导带材会比实际所需量多出很多，尤其是在长距离的电力输送中，价格昂贵的超导带材会使得超导电缆经济性能变得极差，得不偿失。
由于高温超导带材一系列的特殊性质，高温超导电缆大多数采用多根超导带材并联螺旋绕制在中心骨架上的方式制成，而电流分布的不均匀程度和超导带材在电缆中心骨架上螺旋绕制的角度、层数、带材间隙有关，如果能够获得不同绕制参数对带材间电流分布的影响规律，找出能使高温超导电缆带材间电流分布均匀的绕制参数，便可以避免超导电缆由于电流分布不均匀而提前发热烧毁的问题，降低超导电缆的载流裕度，提高高温超导电缆的安全性和经济性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高温超导电缆带间电流分布检测终端，以更好地优化高温超导电缆设计，满足大载流高温超导电缆的发展需求。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高温超导电缆带间电流分布检测终端，包括多层相互连接的总体支架，每一总体支架具体包括：
支撑架、通过连接板与所述支撑架相连的中心环，所述中心环用于放置高温超导电缆；
安装在所述支撑架上的夹板，所述夹板用于夹持高温超导带材，所述支撑架的末端设有固定凸台，用于将所述夹板固定在所述支撑架上；
相邻层的总体支架通过安装在所述连接板上相对侧的前配合固定柱和/或后配合固定管的装配实现连接。
进一步地，所述多层相互连接的总体支架包括尾层总体支架、至少一个中层总体支架和首层总体支架；所述尾层总体支架的连接板上安装有前配合固定柱，所述中层总体支架和所述首层总体支架的连接板上相对侧分别安装有前配合固定柱和后配合固定管，所述尾层总体支架的前配合固定柱插入所述中层总体支架的后配合固定管中，实现所述尾层总体支架与所述中层总体支架的连接，所述中层总体支架的前配合固定柱插入所述首层总体支架的后配合固定管中，实现所述中层总体支架与所述首层总体支架的连接。
进一步地，所述尾部总体支架上的夹板用于夹持高温超导电缆最内层的带材，靠近所述尾部总体支架的第一个中层总体支架上的夹板用于夹持高温超导电缆第二层的带材，靠近所述尾部总体支架的第n-1个中层总体支架上的夹板用于夹持高温超导电缆第n层的带材。
进一步地，所述中心环为圆筒形，所述连接板自所述中心环向外呈放射性分布。
进一步地，多个所述支撑架等间距分布，形成一与所述中心环同心的圆圈状。
进一步地，所述前配合固定柱与所述后配合固定管一一对应，长度相同且共轴，所述前配合固定柱的外径略小于所述后配合固定管的内径。
进一步地，所述前配合固定柱具体是实心柱，所述后配合固定管具体是是空心管。
进一步地，所述固定凸台上设有第一螺纹孔，用于通过螺丝将所述夹板按任意角度安装在所述固定凸台上。
进一步地，所述夹板包括底板和顶板，所述底板上开设有与所述第一螺纹孔相配合的第二螺纹孔。
进一步地，所述底板上还设有电流引线接口，用于使高温超导电缆与电源相连接。
实施本发明具有如下有益效果：本发明使多层高温超导电缆带间电流分布的检测成为可能，由于本发明中的总体支架数以及总体支架上的电流夹板数和分布是可变的，可以根据超导电缆的具体参数而确定，因此，本发明可以对任何绕制参数的高温超导电缆进行电流带间分布研究，从而可以得到不同绕制参数对多层超导电缆带间电流分布的影响规律；并且，在今后的多层高温超导电缆设计过程中，可以利用这些影响规律改变超导电缆的具体参数，以达到电缆带间电流均匀分布的效果，使超导电缆的载流能力得到最大程度的发挥，在满足今后对超导电缆载流能力变大要求的同时保证电缆制造经济性。
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获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种高温超导电缆带间电流分布检测终端的立体结构示意图。
图2为本发明实施例一种高温超导电缆带间电流分布检测终端的侧视结构示意图。
图3为本发明实施例一种高温超导电缆带间电流分布检测终端的正视结构示意图。
图4为本发明实施例一种高温超导电缆带间电流分布检测终端的中层总体支架结构示意图。
图5为本发明实施例一种高温超导电缆带间电流分布检测终端的尾层总体支架结构示意图；
图6为本发明实施例中高温超导带材夹板结构示意图。
图7为本发明实施例一种高温超导电缆带间电流分布检测终端的另一立体结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
请同时参照图1-3所示，本发明实施例提供一种高温超导电缆带间电流分布检测终端，包括多层相互连接的总体支架，每一总体支架具体包括：
支撑架1、通过连接板2与支撑架1相连的中心环3，中心环3用于放置高温超导电缆；
安装在支撑架1上的夹板4，该夹板4用于夹持高温超导带材，支撑架1的末端设有固定凸台5，用于将夹板4固定在支撑架1上；
相邻层的总体支架通过安装在连接板2上相对侧的前配合固定柱6和/或后配合固定管7的装配实现连接。
具体地，请结合图2所示，作为一种示例，首层总体支架C具有七根前配合固定柱6，中层总体支架B和尾层总体支架A则分别具有七根后配合固定管7，前配合固定柱6与后配合固定管7一一对应，长度相同且共轴，前配合固定柱6可以是实心柱，后配合固定管7可以是空心管，前配合固定柱6的外径略小于后配合固定管7的内径，以便前配合固定柱6可以插入后配合固定管7中。中心环3为圆筒形，具有一定直径和厚度，其内用于放置高温超导电缆。从图2可以看出，连接板2自中心环3向外呈放射性分布，连接板2末端连接的支撑架1相应地也等间距分布，支撑架1具有一弧度，等间距分布的七个支撑架1大致形成一与中心环3同心的圆圈状，这种结构使得夹持在位于支撑架1上的夹板4上的高温超导带材也等间距分布，从而使其具有各向同性的特性，在端部方向发生变化时磁场对其影响不大。
图1所示的高温超导电缆带间电流分布检测终端包括三层总体支架，从左至右分别为尾层总体支架A、中层总体支架B和首层总体支架C。请分别结合图3、图4、图5所示，其中，尾层总体支架A的连接板2上安装有前配合固定柱6，中层总体支架B和首层总体支架C的连接板2上相对侧分别安装有前配合固定柱6和后配合固定管7，尾层总体支架A的前配合固定柱6插入中层总体支架B的后配合固定管7中，实现尾层总体支架A与中层总体支架B的连接，中层总体支架B的前配合固定柱6插入首层总体支架C的后配合固定管7中，实现中层总体支架B与首层总体支架C的连接，由此形成装配一体的高温超导电缆带间电流分布检测终端。
夹板4采用具有良好导电性能的金属材料制成；固定凸台5上设有第一螺纹孔50，可以通过螺丝将夹板4按任意角度安装在固定凸台5上。支撑架1、后配合固定管7、前配合固定柱6和中心环3均采用机械强度高的材料制成，以便起到较好的支撑、固定等作用。
如图6所示，夹板4包括底板41和顶板42，底板41上开设有第二螺纹孔40，第二螺纹孔40和固定凸台5上的第一螺纹孔50通过螺丝配合，可以将夹板4按任意所需角度固定在固定凸台5上。底板41和顶板42通过螺丝进行夹紧固定。底板41上还设有电流引线接口43，使超导电缆能够与电源相连接。
需要说明的是，本实施例中，高温超导电缆带间电流分布检测终端的总体支架数量不限于附图示出的三个，其具体数目由二代高温超导电缆的层数决定。当超出三层时，则除开首层总体支架和尾层总体支架外，其余均为中层总体支架。使用时，将本实施例的高温超导电缆带间电流分布检测终端放置在高温超导电缆两个终端的任一终端处，将高温超导电缆放置在中心环3中，将高温超导电缆最内层(即最靠近绕制骨架的一层)的带材分别夹到与尾部总体支架上的夹板4中，将电缆第二层(最内层上面的一层)中的带材夹到与靠近尾部总体支架的第一个中层总体支架上的夹板4中，依次向后，将电缆第n层中的带材分别夹到第n-1个中层总体支架的夹板4中。高温超导电缆的另一终端采用常规的终端即可，再通过给每一路带材串联分流器的方式，便可以测量出每一根高温超导带材上的电流大小，以便能够对电缆的均匀化进行优化设计。
请再参照图7所示，其示出的高温超导电缆带间电流分布检测终端结构中，支撑架1的数量为三个，本实施例对此不做限制，具体数量根据二代高温超导电缆每层上的并联带材数目决定。
通过上述说明可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明使多层高温超导电缆带间电流分布的检测成为可能，由于本发明中的总体支架数以及总体支架上的电流夹板数和分布是可变的，可以根据超导电缆的具体参数而确定，因此，本发明可以对任何绕制参数的高温超导电缆进行电流带间分布研究，从而可以得到不同绕制参数对多层超导电缆带间电流分布的影响规律；并且，在今后的多层高温超导电缆设计过程中，可以利用这些影响规律改变超导电缆的具体参数，以达到电缆带间电流均匀分布的效果，使超导电缆的载流能力得到最大程度的发挥，在满足今后对超导电缆载流能力变大要求的同时保证电缆制造经济性。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，包括多层相互连接的总体支架，每一总体支架具体包括：
支撑架、通过连接板与所述支撑架相连的中心环，所述中心环用于放置高温超导电缆；
安装在所述支撑架上的夹板，所述夹板用于夹持高温超导带材，所述支撑架的末端设有固定凸台，用于将所述夹板固定在所述支撑架上；
相邻层的总体支架通过安装在所述连接板上相对侧的前配合固定柱和/或后配合固定管的装配实现连接。
2.根据权利要求1所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述多层相互连接的总体支架包括尾层总体支架、至少一个中层总体支架和首层总体支架；所述尾层总体支架的连接板上安装有前配合固定柱，所述中层总体支架和所述首层总体支架的连接板上相对侧分别安装有前配合固定柱和后配合固定管，所述尾层总体支架的前配合固定柱插入所述中层总体支架的后配合固定管中，实现所述尾层总体支架与所述中层总体支架的连接，所述中层总体支架的前配合固定柱插入所述首层总体支架的后配合固定管中，实现所述中层总体支架与所述首层总体支架的连接。
3.根据权利要求2所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述尾部总体支架上的夹板用于夹持高温超导电缆最内层的带材，靠近所述尾部总体支架的第一个中层总体支架上的夹板用于夹持高温超导电缆第二层的带材，靠近所述尾部总体支架的第n-1个中层总体支架上的夹板用于夹持高温超导电缆第n层的带材。
4.根据权利要求1所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述中心环为圆筒形，所述连接板自所述中心环向外呈放射性分布。
5.根据权利要求2所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，多个所述支撑架等间距分布，形成一与所述中心环同心的圆圈状。
6.根据权利要求1所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述前配合固定柱与所述后配合固定管一一对应，长度相同且共轴，所述前配合固定柱的外径略小于所述后配合固定管的内径。
7.根据权利要求6所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述前配合固定柱具体是实心柱，所述后配合固定管具体是是空心管。
8.根据权利要求1所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述固定凸台上设有第一螺纹孔，用于通过螺丝将所述夹板按任意角度安装在所述固定凸台上。
9.根据权利要求8所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述夹板包括底板和顶板，所述底板上开设有与所述第一螺纹孔相配合的第二螺纹孔。
10.根据权利要求9所述的高温超导电缆带间电流分布检测终端，其特征在于，所述底板上还设有电流引线接口，用于使高温超导电缆与电源相连接。
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