CN114204513A - 一种传导冷却高温超导电缆的终端结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传导冷却高温超导电缆的终端结构，该终端结构包括：电缆终端主体；终端隔热壳，所述终端隔热壳内形成有真空隔热腔体，所述电缆终端主体设置在所述真空隔热腔体内；制冷机构，包括伸入到真空隔热腔体内的制冷输出部，所述制冷输出部与所述电缆终端主体通过导冷结构连接。本发明提供的终端结构通过制冷机传导冷却的方式对高温超导电缆进行降温冷却，无低温液体输送和补充操作，能够长期运行且不需要定期维护，并且通过设置的终端隔热壳，可以大幅减少电缆终端漏热，提高制冷机冷量的利用效率，有效地保障电缆可长时间稳态运行。

Description

一种传导冷却高温超导电缆的终端结构

技术领域

本发明涉及超导电力技术应用领域，具体涉及一种传导冷却高温超导电缆的终端结构。

背景技术

高温超导材料加工出来的高温超导电缆，在相同的结构尺寸下，传输的电流密度比常规电缆提高了至少两个量级，将高温超导电缆应用于电网，可以大幅度提升电网的输电容量，对现有电力系统的升级具有重要的应用价值。对于高温超导电缆来说，它的运行总损耗原则上应接近或稍大于常规电缆，才能使其经济性达到一定水平，而目前高温超导电缆最大的运行损耗就是将电缆冷却到临界温度以下消耗的能量。

现行的超导电缆项目大都使用低温液体浸泡冷却来使高温超导电缆达到工作温度，如申请号为201921738147 .5专利公开的超导线缆冷却系统，该超导线缆冷却系统包括制冷回路及冷却回路；所述制冷回路包括至少一个制冷机、与所述制冷机相连的液氮容器，以及设于所述制冷机与所述液氮容器之间的第一低温泵；所述冷却回路包括依次相连的换热器、第二低温泵，以及用于放置超导线缆及液氮的低温容器；所述换热器设于所述液氮容器内。

上述申请公开的超导线缆冷却系统中，制冷机冷却液氮，使液氮达到过冷状态来对超导线缆进行降温，通过低温液氮浸泡冷却来使超导线缆达到工作温度的冷却方式不仅结构复杂，成本高，而且还需要定期的维护，补充和更换液氮操作都十分不方便。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的通过低温液氮浸泡冷却来使超导线缆达到工作温度，这种冷却方式不仅结构复杂，成本高，而且还需要定期的维护，补充和更换液氮操作都十分不方便的问题，从而提供了一种通过传导冷却的方式对高温超导电缆进行降温冷却的终端结构。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种传导冷却高温超导电缆的终端结构，该终端结构包括：

电缆终端主体；

终端隔热壳，所述终端隔热壳内形成有真空隔热腔体，所述电缆终端主体设置在所述真空隔热腔体内；

制冷机构，包括伸入到真空隔热腔体内的制冷输出部，所述制冷输出部与所述电缆终端主体通过导冷结构连接。

可选地，所述制冷机构包括制冷机；

所述制冷输出部为制冷机冷头，所述导冷结构为连接在制冷机冷头和电缆终端主体之间的导冷带。

可选地，所述终端隔热壳的底部设置有用于容纳安装所述制冷机冷头的安装套筒；

所述制冷机冷头密封安装在所述安装套筒内，并由所述安装套筒伸入到真空隔热腔体内与所述导冷带连接。

可选地，所述终端隔热壳为多层隔热结构，所述终端隔热壳至少包括：

金属外壳层，内部抽真空设置；

低温防辐射层，设置在所述金属外壳层内，适于分隔所述金属外壳层与所述电缆终端主体以减少热辐射。

可选地，所述低温防辐射层包括：

骨架，所述骨架采用弹性材料制成，支撑设置在金属外壳层内；

防辐射层，包括包裹在所述骨架外的多层玻璃纤维丝层和镀铝反射膜。

可选地，所述终端隔热壳还包括：

低温防辐射层支架，设置在所述低温防辐射层与所述金属外壳层之间，适于将所述低温防辐射层支撑在金属外壳层内设定间隔位置。

可选地，所述低温防辐射层支架包括设置在所述金属外壳层与低温防辐射层之间的一个或多个分隔环，所述分隔环为聚氯乙烯塑料环。

可选地，所述金属外壳层上设置有用于安装调试电缆的工艺孔、以及用于打开或关闭所述工艺孔的工艺孔盖板。

可选地，所述低温防辐射层上对应所述工艺孔的位置设有避让开孔；

所述低温防辐射层包括可打开或者闭合所述避让开孔的上盖体部防辐射层，所述上盖体部防辐射层上设置有把手。

可选地，所述终端隔热壳包括筒状主体、以及设置在筒状主体两端的电缆连接端和用电设备连接端；

所述电缆连接端内形成有终端腔，所述终端结构还包括设置在所述终端腔内的终端支架，所述电缆终端主体通过所述终端支架安装在终端隔热壳内。

可选地，所述电缆连接端包括内径减小的匀径段、和连接在匀径段和筒状主体之间的变径段；

所述终端支架包括分别与所述匀径段和变径段配合的筒状架体部和锥形架体部，沿所述终端支架的轴向方向，在所述终端支架内间隔设置有多个用于支撑固定所述电缆终端主体的支撑卡环。

可选地，所述电缆终端主体包括电缆主体和电缆接头；

所述导冷结构为连接在所述制冷输出部与所述电缆接头和/或电缆主体之间的导冷带，所述电缆接头与用电设备连接端之间通过电流引线连接。

可选地，所述用电设备连接端包括：

连接板，可拆卸地固定在筒状主体的端部开口上；

接线柱，设置在所述连接板上，所述接线柱包括位于连接板内侧的内接线端、以及位于连接板外侧的外接线端；

所述内接线端适于与所述电缆接头连接，所述外接线端适于与用电设备连接。

可选地，所述连接板为金属板，所述连接板内侧设置有连接板防辐射屏，所述连接板防辐射屏封挡在真空隔热腔体与所述连接板之间。

可选地，还包括：

电缆主体隔热套筒，与所述终端隔热壳密封连接；

电缆支架，所述电缆主体通过所述电缆支架支撑固定在所述电缆主体隔热套筒内。

本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种传导冷却高温超导电缆的终端结构，该终端结构包括：电缆终端主体、终端隔热壳和制冷机构，所述终端隔热壳内形成有真空隔热腔体，所述电缆终端主体设置在所述真空隔热腔体内；所述制冷机构包括伸入到真空隔热腔体内的制冷输出部，所述制冷输出部与所述电缆终端主体通过导冷结构连接。

如此设置，制冷机构产生的冷量由制冷输出部输出后，经导冷结构传递给电缆终端主体，实现通过传导冷却的方式对高温超导电缆进行降温冷却，无低温液体输送和补充操作，能够长期运行且不需要定期维护，并且通过设置的终端隔热壳，可以大幅减少电缆终端漏热，提高制冷机冷量的利用效率，有效地保障电缆可长时间稳态运行。此外，本发明实施例提供的终端结构整体结构紧凑简单，成本低，适于使用推广。

2.本发明实施例终端隔热壳采用多层隔热结构，并且通过在金属外壳层内设置的低温防辐射层，能够将常温的金属外壳层与低温的电缆终端主体分隔开，有效地减少电缆终端主体与外界的传导热、辐射热、对流散热等热损耗，充分利用制冷机的冷量，减少漏热与通电发热对高温超导电缆的影响，从而进一步提高超导电缆的可靠性。

3.本发明实施例通过在低温防辐射层与金属外壳层之间设置的分隔环结构，将低温防辐射层与金属外壳层分隔开，并且所述分隔环采用聚氯乙烯塑料环，能够有效地避免低温防辐射层与金属外壳层直接接触导致的热传导，减少传导漏热，降低热损耗。

4.本发明实施例通过在金属外壳层上设置的工艺孔、工艺孔盖板，方便安装检修电缆，并且还在低温防辐射层上对应工艺孔的位置设置了避让开孔、以及可打开或者闭合所述避让开孔的上盖体部防辐射层，如此设置，在方便安装检修操作的同时，也能够有效地防止真空隔热腔体内冷量流失，同时还在所述上盖体部防辐射层上设置了把手，进一步提高了操作的便捷性。

5.本发明实施例终端隔热壳包括筒状主体、以及设置在筒状主体两端的电缆连接端和用电设备连接端，并且将终端支架设置在电缆连接端内，将工艺孔和用于容纳安装制冷机冷头的安装套筒均设置在筒状主体上，如此设置，合理分配真空隔热腔体内各部分结构的位置，从而使得终端隔热壳内预留有足够的装调试操作空间，安装检修电缆更加方便高效。

6.本发明实施例用电设备连接端包括可拆卸地固定在筒状主体的端部开口上的连接板，连接板通过可拆卸的设置，方便连接板上的接线柱、真空气密航空插头等元件的安装。此外，本发明还在连接板内侧设置有连接板防辐射屏，所述连接板防辐射屏封挡在真空隔热腔体与所述连接板之间，从而使得用电设备连接端能够形成有效的热辐射保护。

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，对于本领域普通工人来讲，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为本发明实施例中传导冷却高温超导电缆的终端结构的一个角度的结构剖视图；

图2为本发明实施例中传导冷却高温超导电缆的终端结构的另一个角度的结构剖视图。

图3为本发明实施例中终端隔热壳和电缆主体隔热套筒的一个角度结构示意图；

图4为本发明实施例中终端隔热壳和电缆主体隔热套筒的另一个角度结构示意图；

图5为本发明实施例中低温防辐射层组装前的分体结构示意图；

图6为本发明实施例中连接板的结构示意图；

图7为本发明实施例中终端支架和电缆支架的结构示意图。

附图标记：

1、电缆终端主体；11、电缆主体；12、电缆接头；13、电流引线；

2、终端隔热壳；

21、金属外壳层；211、安装套筒；212、工艺孔；213、工艺孔盖板；

22、低温防辐射层；221、上盖体部防辐射层；2211、把手；222、电缆连接端防辐射层；223、中央腔体防辐射层；224、用电设备连接端防辐射层；225、制冷机冷头防辐射层；

23、低温防辐射层支架；

2a、筒状主体；

2b、电缆连接端；2b1、第二连接法兰；

2c、用电设备连接端；

2c1、连接板；2c11、安装孔；2c12、螺栓连接孔；

2c2、接线柱；2c21、内接线端；2c22、外接线端；

2c3、连接板防辐射屏；2c31、避让安装孔；2c32、连接支撑柱；

3、制冷机冷头；

4、导冷结构；

5、终端支架；51、支撑卡环；

6、电缆主体隔热套筒；61、第一连接法兰；

7、电缆支架。

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，本领域普通工人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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，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。

实施例1

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种传导冷却高温超导电缆的终端结构，该传导冷却高温超导电缆的终端结构包括：电缆终端主体1、终端隔热壳2、制冷机构。

具体地，所述终端隔热壳2内形成有真空隔热腔体，所述电缆终端主体1设置在所述真空隔热腔体内。所述制冷机构包括制冷输出部，所述制冷输出部伸入到真空隔热腔体内，所述制冷输出部与所述电缆终端主体1通过导冷结构4连接。

如此设置，制冷机构产生的冷量由制冷输出部输出后，经导冷结构4传递给电缆终端主体1，实现通过传导冷却的方式对高温超导电缆进行降温冷却，无低温液体输送和补充操作，能够长期运行且不需要定期维护，并且通过设置的终端隔热壳2，可以大幅减少电缆终端漏热，提高制冷机冷量的利用效率，有效地保障电缆可长时间稳态运行。

可选地，所述制冷机构包括制冷机；所述制冷输出部为制冷机冷头3，所述导冷结构4为连接在制冷机冷头3和电缆终端主体1之间的导冷带。通过采用导冷带作为导冷结构4，由于导冷带具备一定的弯曲、伸展性能，更加方便制冷机冷头3和电缆终端主体1的连接。当然，在本发明实施例中，所述导冷结构4不限于导冷带，也可以采用导冷管等结构。

可选地，在本发明实施例中，所述导冷带可采用铜编织带。所述导冷带与制冷机冷头3的连接位置轧制铜管并开孔，所述导冷带通过螺栓连接到制冷机冷头3上。

可选地，在本发明实施例中，所述电缆终端主体1与导冷带之间可使用强力紧箍固定。

可选地，在本发明实施例中，所述终端隔热壳2的底部设置有用于容纳安装所述制冷机冷头3的安装套筒211；所述制冷机冷头3密封安装在所述安装套筒211内，并由所述安装套筒211伸入到真空隔热腔体内与所述导冷带连接。

可选地，在本发明实施例中，所述制冷机冷头3的端部伸入到真空隔热腔体内，所述制冷机冷头3周向上设置有一圈环形凸台，所述安装套筒211的下周边沿设有一圈环形法兰，所述环形凸台与所述环形法兰抵接，并通过螺钉连接固定。

可选地，在所述环形凸台和所述环形法兰之间设置有密封圈，从而有效地避免环形凸台和环形法兰之间的连接间隙漏热，防止冷量流失，提高制冷机冷量的利用效率。

可选地，所述终端隔热壳2为多层隔热结构，所述终端隔热壳2至少包括金属外壳层21和低温防辐射层22。所述低温防辐射层22设置在所述金属外壳层21内，适于分隔所述金属外壳层21与所述电缆终端主体1以减少热辐射。

具体地，所述金属外壳层21内部抽真空设置，所述金属外壳层21内要抽真空到设定的真空度以下，以保证隔热效果。可选地，所述设定的真空度为10^-2Pa。

本发明实施例终端隔热壳2采用多层隔热结构，并且通过在金属外壳层21内设置的低温防辐射层22，能够将常温的金属外壳层21与低温的电缆终端主体1分隔开，有效地减少电缆终端主体1与外界的传导热、辐射热、对流散热等热损耗，充分利用制冷机的冷量，减少漏热与通电发热对高温超导电缆的影响，从而进一步提高超导电缆的可靠性。

可选地，所述低温防辐射层22包括骨架和设置在骨架外的防辐射层，所述骨架采用弹性材料制成，支撑设置在金属外壳层21内；所述防辐射层包括包裹在所述骨架外的多层玻璃纤维丝层和镀铝反射膜。

本发明实施例中，低温防辐射层22的骨架为弹性聚氯乙烯材料，骨架外表面光滑设置，且包裹多层玻璃纤维丝与镀铝反射膜，以形成所述低温防辐射层22。

可选地，所述终端隔热壳2还包括低温防辐射层支架23，所述低温防辐射层支架23设置在所述低温防辐射层22与所述金属外壳层21之间，适于将所述低温防辐射层22支撑在金属外壳层21内设定间隔距离位置。如此设置，能够有效地避免低温防辐射层22与金属外壳层21直接接触造成的传导漏热的问题，降低热损耗。

可选地，所述低温防辐射层支架23包括设置在所述金属外壳层21与低温防辐射层22之间的一个或多个分隔环。所述分隔环支撑在金属外壳层21与低温防辐射层22之间。整个低温防辐射层22与金属外壳层21之间采用分隔环分离，减少传导漏热。

可选地，所述分隔环为聚氯乙烯塑料环，所述分隔环采用聚氯乙烯塑料材质，隔热效果更好。

本发明实施例通过在低温防辐射层22与金属外壳层21之间设置的分隔环结构，将低温防辐射层22与金属外壳层21分隔开，并且所述分隔环采用聚氯乙烯塑料环，能够有效地避免低温防辐射层22与金属外壳层21直接接触导致的热传导，进一步减少传导漏热，降低热损耗。

可选地，如图1至图4所示，所述金属外壳层21上设置有用于安装调试电缆的工艺孔212、以及用于打开或关闭所述工艺孔212的工艺孔盖板213。本发明实施例通过在金属外壳层21上设置的工艺孔212、工艺孔盖板213，方便安装检修电缆。

可选地，所述工艺孔212设置在金属外壳层21的顶部，所述工艺孔212为沿着终端隔热壳2的长度方向设置的长方形开孔。

可选地，所述工艺孔212的边沿向外延伸形成一接口结构，所述接口结构的边缘设置有连接翻边，所述工艺孔盖板213盖在所述连接翻边上，并通过螺钉连接固定在所述连接翻边上。

可选地，在所述工艺孔盖板213上设置有密封圈，使得所述工艺孔盖板213与所述工艺孔212连接后能够形成有效地密封。

可选地，结合图1至图5所示，所述低温防辐射层22上对应所述工艺孔212的位置设有避让开孔，所述低温防辐射层22包括可打开或者闭合所述避让开孔的上盖体部防辐射层221，所述上盖体部防辐射层221上设置有把手2211。如此设置，在方便安装检修操作的同时，也能够有效地防止真空隔热腔体内冷量流失，同时在所述上盖体部防辐射层221上设置了把手2211，更加方便打开或者闭合所述避让开孔。

可选地，结合图1至图4所示，所述终端隔热壳2包括筒状主体2a、以及设置在筒状主体2a两端的电缆连接端2b和用电设备连接端2c；所述电缆连接端2b内形成有终端腔，所述终端结构还包括设置在所述终端腔内的终端支架5，所述电缆终端主体1通过所述终端支架5安装在终端隔热壳2内。

可选地，所述工艺孔212开设在所述筒状主体2a的顶部上，所述安装套筒211设置在所述筒状主体2a的底部。

本发明实施例终端隔热壳2包括筒状主体2a、以及设置在筒状主体2a两端的电缆连接端2b和用电设备连接端2c，并且将终端支架5设置在电缆连接端2b内，将工艺孔212和安装套筒211均设置在筒状主体2a上，如此设置，合理分配真空隔热腔体内各部分结构的位置，从而使得终端隔热壳2内预留有足够的装调试操作空间，安装检修电缆更加方便高效。

可选地，结合图1至图4及图7所示，所述电缆连接端2b包括内径减小的匀径段、和连接在匀径段和筒状主体2a之间的变径段。所述终端支架5包括分别与所述匀径段和变径段配合的筒状架体部和锥形架体部。本发明实施例中将所述终端隔热壳2设置为变径喇叭形状以满足终端隔热壳2与电缆主体隔热套筒6的连接安装，也为终端隔热壳2内各部分结构的安装调试提供了足够的操作空间，同时也使得终端结构整体结构更加紧凑简单，降低成本，适于使用推广。

可选地，结合图1、图2及图7所示，沿所述终端支架5的轴向方向，在所述终端支架5内间隔设置有多个用于支撑固定所述电缆终端主体1的支撑卡环51。

具体地，所述终端支架5包括与所述匀径段和变径段的内周相适配的呈喇叭筒状的终端支架主体。所述支撑卡环51包括弧形卡环，所述弧形卡环的内周与电缆终端主体1的外周相匹配，以实现更稳定地支撑所述电缆终端主体1。所述支撑卡环51还包括支撑连接在弧形卡环和终端支架主体之间的支杆，所述弧形卡环通过支杆支撑固定在终端支架5的中心位置，从而能够有效地保证电缆终端主体1能够处于终端隔热壳2的中心位置。

可选地，如图1和图2所示，所述电缆终端主体1包括电缆主体11和与电缆主体11连接一体的电缆接头12。所述导冷结构4为连接在所述制冷输出部与所述电缆接头12和/或电缆主体11之间的导冷带。

具体地，所述电缆主体11的端部上设有导冷层，所述导冷带同时连接在所述电缆主体11的导冷层和所述电缆接头12之间。

可选地，所述导冷带与所述电缆接头12和电缆主体11之间使用强力紧箍固定，例如可通过多个紧箍环固定。

可选地，结合图1至图6所示，所述用电设备连接端2c包括连接板2c1和接线柱2c2，所述连接板2c1可拆卸地固定在筒状主体2a的端部开口上；所述接线柱2c2设置在所述连接板2c1上，所述接线柱2c2包括位于连接板2c1内侧的内接线端2c21、以及位于连接板2c1外侧的外接线端2c22；所述内接线端2c21适于与所述电缆接头12连接，所述外接线端2c22适于与用电设备连接。可选地，所述电缆接头12与用电设备连接端2c之间通过电流引线13连接。

可选地，所述连接板2c1内接线端2c21与外接线端2c22分别开有螺栓槽，以实现与电流引线13和用电设备的外出线端子的连接。

进一步地，所述筒状主体2a远离电缆连接端2b的一端沿周向向中心翻折后向外延伸形成一开口部，所述开口部上设置有一圈连接法兰，所述连接板2c1上间隔设有多个螺栓连接孔2c12，所述连接法兰上对应设置有配合孔，所述连接板2c1通过螺栓依次穿过所述螺栓连接孔2c12和配合孔，实现将所述连接板2c1可拆卸地固定在筒状主体2a上。

优选地，所述连接板2c1与连接法兰之间设置有密封圈，以保证连接板2c1与开口部连接的密封性。

可选地，结合图1、图2及图5所示，本发明实施例中终端隔热壳2内的低温防辐射层22为具有一定弹性分体式结构，在金属外壳层21内分段安装，所述低温防辐射层22分五个部分，具体包括：电缆连接端防辐射层222、中央腔体防辐射层223、用电设备连接端防辐射层224、制冷机冷头防辐射层225和上盖体部防辐射层221。中央腔体防辐射层223上开设有所述避让开孔，各部分安置在金属外壳层21内确定位置后通过低温镀铝胶带粘接固定以完成安装，在安装完成电缆终端各个结构后所述上盖体部防辐射层221盖住中央腔体防辐射层223上的避让开孔，防止冷量流失。

可选地，所述真空隔热腔体内还设置有温度应变片，所述温度应变片设置在超导电缆的带材层上。可选地，在超导电缆绕制加工过程中，使用低温胶将温度应变片粘装在超导电缆的带材层上，以在电缆运行过程中实时监测电缆超导带材温度是否在超导运行的温度区间。所述连接板2c1上还设有用于安装真空气密航空插头的安装孔2c11，所述真空气密航空插头密封安装在所述安装孔2c11上，通过设置的真空气密航空插头将温度应变片的监测引线从真空隔热腔体内连接到腔体外，保证真空隔热腔体内真空不因为监测引线的安装发生泄漏。

进一步地，所述真空气密航空插头包括伸入到真空隔热腔体内的第一连接端和位于真空隔热腔体外的第二连接端。所述第一连接端与温度应变片的监测引线连接，所述第二连接端与温度应变仪连接。如此设置，以实现对超导电缆的温度进行有效的监控，保证电缆运行的可靠性。

可选地，所述连接板防辐射屏2c3上对应所述安装孔2c11的位置设有避让安装孔2c31，以供所述监测引线与真空气密航空插头连接。

本发明实施例用电设备连接端2c通过可拆卸地设置的连接板2c1，方便连接板2c1上的接线柱2c2、真空气密航空插头等元件的安装。

可选地，所述连接板2c1为金属板，所述连接板2c1内侧设置有连接板防辐射屏2c3，所述连接板防辐射屏2c3封挡在真空隔热腔体与所述连接板2c1之间。如此设置，使得用电设备连接端2c能够形成有效的热辐射保护。

可选地，所述低温防辐射层22对应所述开口部的位置设有避让开口，所述连接板防辐射屏2c3的横截面积大于所述避让开口，从而使得所述连接板防辐射屏2c3封挡在所述避让开口和连接板2c1之间，避免连接板防辐射屏2c3小于所述避让开口，不能起到有效的封挡作用。

在本发明实施例中，所述连接板防辐射屏2c3与低温防辐射层22的材质相同。

可选地，所述连接板防辐射屏2c3通过间隔设置的多个连接支撑柱2c32粘接固定在连接板2c1内侧，所述连接支撑柱2c32通过低温金属胶连接粘装在所述连接板防辐射屏2c3与连接板2c1的预制孔位上，从而实现将连接板防辐射屏2c3支撑固定在连接板2c1内侧设定间隔距离位置。所述连接板防辐射屏2c3作为连接板2c1的一部分不与真空隔热腔体内其他部分的低温防辐射层22安装与粘接固定。可选地，所述连接支撑柱2c32为聚四氟乙烯柱，通过采用聚四氟乙烯柱作为连接板防辐射屏2c3与连接板2c1的支撑连接结构，不仅强度较高，且热导率低。

可选地，所述接线柱2c2与所述连接板2c1之间设置有绝缘结构，避免接线柱2c2与连接板2c1之间漏电。可选地，所述绝缘结构为包裹在接线柱2c2外周的绝缘层，所述绝缘层可选用绝缘防护套或者绝缘防护管等结构，从而有效地保证接线柱2c2与所述连接板2c1之间的绝缘效果。

本发明实施例中，所述金属外壳层21总体形状为变径喇叭形，金属外壳层21左侧的电缆连接端2b横截面积较小，另一端横截面积较大；筒状主体2a下方设置有用于制冷机冷头3安装套筒211；筒状主体2a上方开设有方形安装工艺孔212，所述工艺孔212用于内部电缆终端各结构的安装操作；筒状主体2a右侧用电设备连接端2c包括可拆卸地设置的连接板2c1，连接板2c1上安装有超导电缆的引出线接线柱2c2及真空气密航空插头。

可选地，本发明实施例中所述的终端结构还包括罩设在电缆主体11外的电缆主体隔热套筒6，通过设置的所述电缆主体隔热套筒6能够有效地减少电缆主体11与外界的传导热、辐射热、对流散热等热损耗。

具体地，所述电缆主体隔热套筒6为筒状结构，所述电缆主体隔热套筒6内具电缆主体安装腔，所述电缆主体11设置在所述电缆主体隔热套筒6内，所述电缆主体隔热套筒6与所述终端隔热壳2密封连接。

进一步地，所述电缆主体隔热套筒6与终端隔热壳2连接的一端设置有第一连接法兰61，所述终端隔热壳2的电缆连接端2b对应设置有与所述第一连接法兰61配合的第二连接法兰2b1，所述第一连接法兰61和第二连接法兰2b1上分别设置有螺钉孔，第一连接法兰61和第二连接法兰2b1贴合后通过螺钉连接固定。

可选地，所述第一连接法兰61和第二连接法兰2b1之间设置有密封圈，以保证电缆主体隔热套筒6与终端隔热壳2连接的密封性。

可选地，所述电缆主体隔热套筒6与终端隔热壳2的结构、材质相同，所述电缆主体隔热套筒6同样也包括终端隔热壳2的金属外壳层21和低温防辐射层22。所述电缆主体隔热套筒6内部同样也真空密封设置。

可选地，本发明实施例中所述的终端结构还包括电缆支架7，所述电缆主体11通过所述电缆支架7支撑固定在所述电缆主体隔热套筒6内。所述电缆支架7包括筒状的电缆支架主体，所述电缆支架主体内间隔设置有多个用于支撑电缆主体11的支撑卡环51，所述电缆支架7的支撑卡环的结构、设置方式与终端支架5内的支撑卡环51的结构、设置方式相同，在此就不再赘述。

可选地，本发明实施例中，所述电缆支架7和终端支架5均由隔热能力较好、热导率低的聚四氟乙烯板条与圆环铆接粘装完成的支架结构，各个粘装位置有预制的铆接槽，各级结构铆接后使用低温胶水完成固定。

本发明实施例中超导电缆的连接方法如下，超导电缆置于电缆支架7上，电缆接头12悬空，电流引线13连接电缆接头12与连接板2c1上的接线柱2c2的内接线端2c21，导冷带通过铜端头连接在制冷机冷头3上以实现通过传导冷却的方式对电缆主体11和电缆接头12降温。

本发明实施例中还提供了中一种导冷却高温超导电缆的终端结构的安装步骤如下：

1）将终端隔热壳2连接到电缆主体隔热套筒6，电缆终端主体1通过电缆连接端2b的变径喇叭口通入筒状主体2a内；

2）安装制冷机冷头3；

3）在金属外壳层21内沿内壁套上低温防辐射层支架23，将除了上盖体部防辐射层221外的四个部分的低温防辐射层22分别安装于低温防辐射层支架23上，各部分的低温防辐射层22之间通过低温镀铝胶带固定；

4）安装电缆支架7和终端支架5，并将电缆终端主体1放置在电缆支架7和终端支架5上；

5）将温度应变片引线焊接于真空气密航空插头的接线口；

6）将导冷带通过螺栓安装到制冷机冷头3，安装电流引线13连接电缆接头12与连接板2c1内侧的内接线端2c21；

7）安装调试好真空隔热腔体内各组件后，盖上上盖体部防辐射层221并通过低温胶带固定，封闭金属外壳层21的工艺孔212。

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工人来说，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 (15)

1.一种传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，包括：

电缆终端主体；

终端隔热壳，所述终端隔热壳内形成有真空隔热腔体，所述电缆终端主体设置在所述真空隔热腔体内；

制冷机构，包括伸入到真空隔热腔体内的制冷输出部，所述制冷输出部与所述电缆终端主体通过导冷结构连接。

2.根据权利要求1所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述制冷机构包括制冷机；

所述制冷输出部为制冷机冷头，所述导冷结构为连接在制冷机冷头和电缆终端主体之间的导冷带。

3.根据权利要求2所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述终端隔热壳的底部设置有用于容纳安装所述制冷机冷头的安装套筒；

所述制冷机冷头密封安装在所述安装套筒内，并由所述安装套筒伸入到真空隔热腔体内与所述导冷带连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述终端隔热壳为多层隔热结构，所述终端隔热壳至少包括：

金属外壳层，内部抽真空设置；

低温防辐射层，设置在所述金属外壳层内，适于分隔所述金属外壳层与所述电缆终端主体以减少热辐射。

5.根据权利要求4所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述低温防辐射层包括：

骨架，所述骨架采用弹性材料制成，支撑设置在金属外壳层内；

防辐射层，包括包裹在所述骨架外的多层玻璃纤维丝层和镀铝反射膜。

6.根据权利要求4所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述终端隔热壳还包括：

低温防辐射层支架，设置在所述低温防辐射层与所述金属外壳层之间，适于将所述低温防辐射层支撑在金属外壳层内设定间隔位置。

7.根据权利要求6所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述低温防辐射层支架包括设置在所述金属外壳层与低温防辐射层之间的一个或多个分隔环，所述分隔环为聚氯乙烯塑料环。

8.根据权利要求4所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述金属外壳层上设置有用于安装调试电缆的工艺孔、以及用于打开或关闭所述工艺孔的工艺孔盖板。

9.根据权利要求8所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述低温防辐射层上对应所述工艺孔的位置设有避让开孔；

所述低温防辐射层包括可打开或者闭合所述避让开孔的上盖体部防辐射层，所述上盖体部防辐射层上设置有把手。

10.根据权利要求1至3任一项所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述终端隔热壳包括筒状主体、以及设置在筒状主体两端的电缆连接端和用电设备连接端；

所述电缆连接端内形成有终端腔，所述终端结构还包括设置在所述终端腔内的终端支架，所述电缆终端主体通过所述终端支架安装在终端隔热壳内。

11.根据权利要求10所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述电缆连接端包括内径减小的匀径段、和连接在匀径段和筒状主体之间的变径段；

所述终端支架包括分别与所述匀径段和变径段配合的筒状架体部和锥形架体部，沿所述终端支架的轴向方向，在所述终端支架内间隔设置有多个用于支撑固定所述电缆终端主体的支撑卡环。

12.根据权利要求10所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述电缆终端主体包括电缆主体和电缆接头；

所述导冷结构为连接在所述制冷输出部与所述电缆接头和/或电缆主体之间的导冷带。

13.根据权利要求12所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述用电设备连接端包括：

连接板，可拆卸地固定在筒状主体的端部开口上；

接线柱，设置在所述连接板上，所述接线柱包括位于连接板内侧的内接线端、以及位于连接板外侧的外接线端；

所述内接线端适于与所述电缆接头连接，所述外接线端适于与用电设备连接。

14.根据权利要求13所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，所述连接板为金属板，所述连接板内侧设置有连接板防辐射屏，所述连接板防辐射屏封挡在真空隔热腔体与所述连接板之间。

15.根据权利要求12所述的传导冷却高温超导电缆的终端结构，其特征在于，还包括：

电缆主体隔热套筒，与所述终端隔热壳密封连接；

电缆支架，所述电缆主体通过所述电缆支架支撑固定在所述电缆主体隔热套筒内。

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