CN114284764B - 三相同轴超导电缆终端系统及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三相同轴超导电缆终端系统及其组装方法，其中，三相同轴超导电缆终端系统包括：终端低温容器，包括相连接的框架结构及壳体结构；超导连接装置，设于所述框架结构上，用于穿设超导电缆以使所述超导电缆向所述终端低温容器内部延伸；引流装置，设于所述终端低温容器内部，且所述引流装置输入端与所述超导电缆输出端相连；套管组件，设于所述框架结构上，并向所述终端低温容器内部延伸，并与所述引流装置输出端相连。上述发明中终端低温容器采用相连接的框架结构及壳体结构设计，便于该系统中超导连接装置、引流装置、引流装置、套管与套管连接装置的电气连接及杜瓦安装，操作简便且可靠性高，同时便于使用过程中的检修与更换。
Description
技术领域
本发明涉及电力缆线技术领域，特别是涉及一种三相同轴超导电缆终端系统及其组装方法。
背景技术
超导电缆具有大电流传输能力，采用二代超导带材生产的超导电缆，接入电网形成超导电缆线路，除了超导电缆外，还需有与其末侧两侧连接的超导电缆终端。
目前超导电缆终端设置于双壳体结构终端低温容器中，由于超导电缆、套管与终端低温容器均需保证低温环境，因此超导电缆及套管与终端低温容器连接过程需要穿入穿出终端低温容器，整个搭接过程及固定过程较为复杂，在双壳体结构的终端低温容器中不易操作。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种易操作超导电缆及套管与终端低温容器之间连接过程的三相同轴超导电缆终端系统及其组装方法。
一种三相同轴超导电缆终端系统，包括：
终端低温容器，所述终端低温容器包括相连接的框架结构及壳体结构；
超导连接装置，所述超导连接装置设于所述框架结构上，用于穿设超导电缆以使所述超导电缆向所述终端低温容器内部延伸；
引流装置，所述引流装置设于所述终端低温容器内部，且所述引流装置输入端与所述超导电缆输出端相连；所述引流装置包括与所述超导电缆中超导带束配合的带束引流结构，所述带束引流结构包括第一转接组件、粘贴材料、第一引流组件、第一引流连接组件，所述第一转接组件形成有第一转接空腔；所述第一转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；所述粘贴材料填充在所述第一转接空腔中，用以粘贴所述第一转接组件与所述带结构；所述第一引流组件与所述第一转接组件电性连接；所述第一引流连接组件设于所述第一转接组件与所述第一引流组件之间，用于固定连接所述第一转接组件与所述第一引流组件；
套管组件，所述套管组件设于所述框架结构上，并向所述终端低温容器内部延伸，并与所述引流装置输出端相连。
在其中一个实施例中，所述框架结构包括内支撑框架与外支撑框架，所述内支撑框架与所述外支撑框架之间形成第一空腔；所述壳体结构包括内壳体与外壳体，所述内壳体与所述外壳体之间形成第二空腔；所述内壳体与所述内支撑框架相连，所述外壳体与所述外支撑框架相连。
在其中一个实施例中，所述框架结构的边缘设有框架外翻部，所述壳体结构的边缘设有壳体外翻部；所述框架外翻部与所述壳体外翻部相连接。
在其中一个实施例中，所述引流装置还包括与所述超导电缆中超屏蔽层配合的屏蔽引流结构。
在其中一个实施例中，所述屏蔽引流结构包括：
第二转接组件，所述第二转接组件形成有第二转接空腔；所述第二转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；
第二引流组件，所述第二引流组件与所述第二转接组件电性连接；
第二引流连接组件，所述第二引流连接组件设于所述第二转接组件与所述第二引流组件之间，用于固定连接所述第二转接组件与所述第二引流组件。
在其中一个实施例中，还包括：
连接柔板，所述引流装置与所述套管组件通过所述连接柔板相连，所述连接柔板中设有缓冲结构，所述缓冲结构用于缓冲所述引流装置与所述套管组件之间沿所述超导电缆长度方向的作用力。
在其中一个实施例中，所述连接柔板包括与所述引流装置输出端匹配的第一连接端及与所述套管组件的输入端匹配的第二连接端，所述连接柔板第一连接端与所述引流装置输出端连接，所述连接柔板第二连接端与所述套管组件的输入端连接。
在其中一个实施例中，还包括套管夹具，所述套管夹具设于所述引流装置的输出端，包括：
第一夹持部，所述第一夹持部上设有第一夹持面；
第二夹持部，所述第二夹持部上设有第二夹持面；所述第二夹持面与所述第一夹持面共同形成用于夹持所述套管组件的夹持空腔；
夹具紧固部件，所述夹具紧固部件分别与所述第一夹持部、所述第二夹持部相连。
在其中一个实施例中，所述第一引流连接组件为螺栓。
一种三相同轴超导电缆终端系统的组装方法，用于装配上述的三相同轴超导电缆终端系统，包括：
组装框架结构；
将超导连接装置中的超导杜瓦外管安装至框架结构上；
将超导连接装置中的超导杜瓦内管安装至超导电缆的终端，并将超导杜瓦内管套装在所述超导杜瓦外管内；
将套管组件安装至所述框架结构上；
在终端低温容器中的所述超导电缆上安装引流装置；
连接所述引流装置的输出端与所述套管组件的输入端；
连接壳体结构与所述框架结构。
上述三相同轴超导电缆终端系统中，终端低温容器采用相连接的框架结构及壳体结构设计，便于该系统中超导连接装置、引流装置、引流装置与套管组件的电气连接及杜瓦安装，操作简便且可靠性高。同时，终端低温容器的分体式设计便于使用过程中的检修与更换。
上述三相同轴超导电缆终端系统的组装方法，先将超导连接装置中的超导杜瓦外管与套管连接装置中的套管杜瓦外管安装至框架结构上，而后通过超导连接装置与套管连接装置实现超导电缆及套管与终端低温容器安装及电性连接，最后将壳体结构与框架结构连接以保证终端低温容器的保温效果。上述方法，在合理的操作空间内组装系统，操作难度低。
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的示意图；
图2为本申请其中一个实施例中三相同轴超导电缆终端系统的立体图；
图3为本申请其中一个实施例中三相同轴超导电缆终端系统的剖视图；
图4为本申请其中一个实施例中三相同轴超导电缆终端系统的爆炸图；
图5为本申请其中一个实施例中三相同轴超导电缆终端系统内部结构的主视图；
图6为本申请其中一个实施例中三相同轴超导电缆终端系统内部结构的立体图；
图7为本申请其中一个实施例中壳体与外翻部的示意图；
图8为本申请其中一个实施例中超导连接装置的立体图；
图9为本申请其中一个实施例中超导连接装置的爆炸图；
图10为本申请其中一个实施例中超导连接装置的剖视图；
图11为本申请其中一个实施例中带束引流结构的立体图；
图12为本申请其中一个实施例中带束引流结构的爆炸图；
图13为本申请其中一个实施例中屏蔽引流结构的立体图；
图14为本申请其中一个实施例中屏蔽引流结构的爆炸图；
图15为本申请其中一个实施例中连接柔板的立体图；
图16为本申请其中一个实施例中套管夹具的爆炸图；
图17为本申请其中一个实施例中液氮罐连接装置的爆炸图；
图18为本申请其中一个实施例中轮架组件的爆炸图。
其中，附图标记中，10-超导电缆；11-外屏蔽金属带；12-顶层超导带束；13-中间层超导带束；14-底层超导带束；15-内屏蔽金属带；16-液氮管；17-超导电缆外杜瓦管；18-超导电缆内杜瓦管；19-超导电缆杜瓦结构；100-终端低温容器；110-框架结构；111-内支撑框架；112-外支撑框架；120-壳体结构；121-内壳体；122-外壳体；130-框架外翻部；131-第一框架外翻部；132-第二框架外翻部；140-壳体外翻部；141-第一壳体外翻部；142-第二壳体外翻部；200-超导连接装置；210-超导杜瓦内管；211-超导杜瓦内管的内管；212-超导杜瓦内管的外管；213-超导电缆杜瓦内法兰盘；214-超导杜瓦内管密封环；220-超导杜瓦外管；221-超导杜瓦外管的内管；222-超导杜瓦外管的外管；223-超导电缆杜瓦外法兰盘；230-超导连接组件；231-螺母；232-螺栓；240-绝热层；250-密封环；300-引流装置；310-带束引流结构；311-第一转接组件；3111-第一内保护环；3112-第一外保护环；312-第一引流组件；313-第一引流连接组件；314-第一应力消除组件；320-屏蔽引流结构；321-第二转接组件；3211-第二内保护环；3212-紧固组件；3213-卡箍部件；3214-紧固部件；322-第二引流组件；323-第二引流连接组件；324-第二应力消除组件；400-套管；410-高压套管；420-接地套管；500-套管连接装置；510-高压连接组件；520-接地连接组件；600-连接柔板；610-第一连接端；620-第二连接端；630-缓冲结构；700-套管夹具；710-第一夹持部；720-第二夹持部；730-夹具紧固部件；800-抽真空装置；900-液氮罐连接装置；910-液氮罐固定座；920-液氮罐固定钉；1000-轮架组件；1010-支撑架；1020-滑轮；1030-支撑杆。
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1所示，超导电缆10包括带结构（未标示）与内部结构（未标示）。可以理解的是，带结构指的是超导电缆10中外屏蔽金属带11、顶层超导带束12、中间层超导带束13、底层超导带束14与内屏蔽金属带15中的任意一种。内部结构为当前状态下的，带结构以内的所有结构的集合。例如，带结构为外屏蔽金属带11，则内部结构为外屏蔽金属带11以内的其他所有结构，而当带结构为顶层超导带束12，则内部结构为顶层超导带束12以内的其他所有结构。
在其中一个具体的实施例中，超导电缆10为三相同轴超导电缆时，超导电缆10还包括位于内屏蔽金属带15内部的液氮管16，及位于外屏蔽金属带11外侧的超导电缆杜瓦结构19，其中，超导电缆杜瓦结构19包括超导电缆外杜瓦管17与超导电缆内杜瓦管18，且超导电缆杜瓦结构19内部为真空状态。
根据图2至图5可知，在其中一个实施例中，一种三相同轴超导电缆终端系统，包括终端低温容器100、超导连接装置200、引流装置300与套管组件（未标示）。其中，终端低温容器100包括相连接的框架结构110及壳体结构120。引流装置300设于终端低温容器100内部，且引流装置300输入端与超导电缆10输出端相连。超导连接装置200设于框架结构110上。套管组件设于框架结构110上，并向终端低温容器110内部延伸，并与引流装置300输出端相连。超导连接装置200用于穿设超导电缆10以使超导电缆10向终端低温容器100内部延伸。其中，终端低温容器100为密闭的双壳体结构，且双壳体之间为真空状态，以提供用于超导电缆10中高压引流时的低温环境，以降电能的消耗，提高超导电缆电能转换率。超导连接装置200用于协助超导电缆10向终端低温容器100内部延伸，保证终端低温容器100双壳体结构及超导电缆10中的超导杜瓦结构19的对接，同时还保证超导电缆10与终端低温容器100连接位置处具有良好的密封性。引流装置300用于将超导电缆10中的高压电引流至外部电网。
在其中一个实施例中，超导连接装置200与超导低温容器100通过焊接方式连接。
在另一个实施例中，超导连接装置200与超导低温容器100通过杜瓦连接方式连接。
在其中一个实施例中，超导连接装置200与超导电缆10中的超导杜瓦结构19通过焊接方式连接。
为了便于超导连接装置200与套管连接装置500在终端低温容器100上的布置，在其中一个优选的实施例中，框架结构110为四方形框架，壳体结构120为抵接在框架结构110半圆柱形壳体双壳体结构。
为了保证密封性，在其中一个实施例中，框架结构110及壳体结构120通过焊接方式连接。
为了保证密封性的前提下，实现可拆卸式连接，在其中一个优选的实施例中，框架结构110及壳体结构120通过杜瓦结构连接。具体的，框架结构110与壳体结构120相连接的边缘设置为杜瓦结构，通过杜瓦结构实现密封且可拆卸式连接。
上述三相同轴超导电缆终端系统中，终端低温容器采用相连接的框架结构及壳体结构设计，便于该系统中超导连接装置、引流装置、套管组件的电气连接及杜瓦安装，操作简便且可靠性高。同时，终端低温容器的分体式设计便于使用过程中的检修与更换。
在其中一个实施例中，根据图3与图4可知，框架结构110包括内支撑框架111与外支撑框架112，内支撑框架111与外支撑框架112之间形成第一空腔（未标示），其中，第一空腔中设有用于超导连接装置200、超导电缆10与套管组件分布的空间。具体的，超导连接装置200协助超导电缆10通过第一空腔向终端低温容器100内部延伸，套管连接装置500协助套管400通过第一空腔向终端低温容器100内部延伸。
壳体结构120包括内壳体121与外壳体122，内壳体121与外壳体122之间形成第二空腔（未标示），第一空腔与第二空腔构成终端低温容器100中双壳体之间的空腔。第一空腔与第二空腔中无填充物质，为真空状态，以避免终端低温容器100内部与外部热量的交换，进而实现终端低温容器100内部的低温环境。内壳体121与内支撑框架111连接，形成一个密闭的壳体结构，外壳体122与外支撑框架112连接，形成另一个包裹在内壳体121与内支撑框架111外部的另一个密闭的壳体结构。
由于第一空腔中安装有超导连接装置200及套管连接装置500，为了避免超导连接装置200及套管连接装置500的调整对整个终端低温容器100双壳体之间真空度的影响，也即对第一空腔与第二空腔的影响，在其中一个优选的实施例中，第一空腔与第二空腔之间设有挡板（未图示）。挡板用于将隔断终端低温容器100双壳体结构中的第一空腔与第二空腔，也即超导连接装置200及套管连接装置500的安装与调整过程不会影响到第二空腔中的真空度等，进而降低超导连接装置200与套管连接装置500的调整难度与调整成本。
为了防止终端低温容器100双壳体结构中存在绝热的冷桥或盲点，在其中一个优选的实施例中，第一空腔与第二空腔之间导通。上述三相同轴超导电缆终端系统仅通过一套抽真空系统，简化了设备结构，降低了操作难度。
上述三相同轴超导电缆终端系统中，终端低温容器为双壳体结构时，在内支撑框架与外支撑框架之间形成用于超导连接装置、超导电缆与套管组件分布的第一空腔，在开放式的第一空腔中电性连接或安装超导连接装置、超导电缆、套管组件与框架结构，操作方便且连接可靠。同时，内壳体与内支撑框架连接，外壳体与外支撑框架连接，以得到终端低温容器的双壳体结构，保证第一空腔与第二空腔的真空度，改善终端低温容器的保温效果。
在其中一个实施例中，框架结构110的边缘设有框架外翻部130，壳体结构120的边缘设有壳体外翻部140。框架外翻部130与壳体外翻部140相连接，以实现框架结构110与壳体结构120的连接。
在其中一个具体的实施中，如图6与图7所示，框架外翻部130包括第一框架外翻部131与第二框架外翻部132，壳体外翻部140包括第一壳体外翻部141与第二壳体外翻部142。其中，第一框架外翻部131设于内支撑框架111的边缘，第二框架外翻部132设于外支撑框架112的边缘，第一壳体外翻部141设于内壳体121的边缘，第二壳体外翻部142设于外壳体122的边缘。第一框架外翻部131与第一壳体外翻部141相抵接，第二框架外翻部132与第二壳体外翻部142相抵接，以实现框架结构与壳体结构的连接。
为了保证密封性，在其中一个具体的实施中，框架外翻部130与壳体外翻部140通过焊接相连接，以实现框架结构110与壳体结构120的连接。
为了在保证密封性的情况下，实现框架结构110与壳体结构120的可拆卸式连接，在其中一个优选的实施例中，框架外翻部130与壳体外翻部140通过杜瓦结构相连接，以实现框架结构110与壳体结构120的连接。
上述三相同轴超导电缆终端系统中，在框架结构的边缘设置框架外翻部，及在壳体结构的边缘设有壳体外翻部，通过框架外翻部与壳体外翻部便于连接框架结构与壳体结构，降低操作难道，改善密封效果。
在其中一个实施例中，如图5所示，引流装置300包括与超导电缆10中超导带束（顶层超导带束12、中间层超导带束13及底层超导带束14）配合的带束引流结构310，或者引流装置300包括与超导电缆中超屏蔽层（外屏蔽金属带11及内屏蔽金属带15）配合的屏蔽引流结构320。
具体的，带束引流结构310用于将超导电缆中的高压电传递至外部电网，屏蔽引流结构320用于实现超导电缆10中外屏蔽层及内屏蔽层的接地，保证引流过程中的安全。
上述三相同轴超导电缆终端系统，通过带束引流结构将三相同轴超导电缆传导的电能传递至外部电网或三相单芯超导电缆，通过屏蔽引流结构与超导电缆中内屏蔽金属带及外屏蔽金属带连接，保证引流过程中的安全。
在其中一个实施例中，如图11与图12所示，带束引流结构310包括第一转接组件311、粘贴材料、第一引流组件312与第一引流连接组件313。其中，第一转接组件311上形成有第一转接空腔（未图示），其中，第一转接空腔用于放置超导电缆10中的带结构，如顶层超导带束12、中间层超导带束13与底层超导带束14。粘贴材料填充在第一转接空腔中，用以粘贴第一转接组件311与带结构，第一引流组件312与第一转接组件311电性连接，第一引流连接组件313设于第一转接组件311与第一引流组件312之间，用于固定连接第一转接组件311与第一引流组件312。
为简化结构，在其中一个实施例中，如图12所示，第一引流连接组件313为螺栓。
在其中一个具体的实施例中，如图11与图12所示，第一转接组件311包括第一内保护环3111与第一外保护环3112，第一内保护环3111与第一外保护环3112共同形成第一转接空腔。
为了减弱应力对超导电缆导电性能的影响，在其中一个实施例中，如图11与图12所示，带束引流结构310还包括第一应力消除组件314。
在其中一个具体的实施例中，如图13与图14所示，屏蔽引流结构320包括第二转接组件321、第二引流组件322与第二引流连接组件323。
其中，第二转接组件上形成有第二转接空腔（未图示），第二转接空腔用于放置超导电缆10中的带结构，如外屏蔽金属带11与内屏蔽金属带15。第二引流组件322与第二转接组件321电性连接，第二引流连接组件323设于第二转接组件321与第二引流组件322之间，用于固定连接第二转接组件321与第二引流组件322，紧固组件3212用于紧固连接第二转接组件321与超导电缆10中的带结构。
为简化结构，在其中一个实施例中，如图14所示，第二引流连接组件323为螺栓。
在其中一个具体的实施例中，如图14所示，第二转接组件321包括第二内保护环3211与紧固组件3212。紧固组件3212为抱箍或卡箍。具体的，紧固组件3212包括卡箍部件3213与紧固部件3214，其中，紧固部件3214为螺栓螺母。
为了减弱应力对超导电缆导电性能的影响，在其中一个实施例中，屏蔽引流结构320还包括第二应力消除组件324。
上述三相同轴超导电缆终端系统中的带束引流结构，通过粘贴材料将带结构牢固地嵌入第一转接组件的第一转接空腔中，进而实现第一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。
在其中一个实施例中，如图4与图5所示，套管组件包括套管400与套管连接装置500。套管400用于与外部电网对接。套管连接装置500用于协助套管400向终端低温容器100内部延伸，保证终端低温容器100双壳体结构及套管400中空结构的对接，同时保证套管400与终端低温容器100连接位置处的密封性。套管400包括高压套管410与接地套管420。其中，高压套管410一端与带束引流结构310相连，另一端与电网相连；接地套管420一端与屏蔽引流结构320相连，另一端接地。套管连接装置500包括高压连接组件510与接地连接组件520；其中，高压连接组件510设于终端低温容器100上，用于穿设高压套管410，以使高压套管410向终端低温容器100内部延伸。接地连接组件520设于终端低温容器100上，用于穿设接地套管420，以使接地套管420向终端低温容器100内部延伸。
在其中一个实施例中，如图8所示，超导连接装置200包括超导杜瓦内管210、超导杜瓦外管220与超导连接组件230。其中，超导杜瓦内管210与超导电缆杜瓦结构19对接，形成超导电缆密封壳体。超导杜瓦外管220与终端低温容器中100的框架结构110对接，形成具有连通终端低温容器中100内部与外部的通孔的终端密封壳体。超导电缆密封壳体穿过通孔并抵接于终端密封壳体，并向终端低温容器中100内部延伸。超导连接组件230用于固定连接超导杜瓦内管210与超导杜瓦外管220。
在其中一个具体的实施例中，超导电缆密封壳体穿过通孔抵接于终端密封壳体，并向终端杜瓦结构内部延伸，也即第一密封空腔800与第二密封空腔900在沿着超导电缆杜瓦结构19延伸的方向部分重合，实现超导电缆杜瓦结构19与终端杜瓦结构的充分搭接，消除超导电缆杜瓦结构19与终端杜瓦结构连接处的盲点。超导连接组件230设于超导杜瓦内管210与超导杜瓦外管220之间，用于连接超导杜瓦内管210与超导杜瓦外管220。其中，连接可以是固定连接，进一步的，固定连接可以是可拆卸式连接，还可以是不可拆卸连接。
如图9与图10所示，超导杜瓦内管210包括超导杜瓦内管210与超导电缆杜瓦内法兰盘213。其中，超导杜瓦内管210覆盖于超导电缆杜瓦结构19端部，超导杜瓦内管210与超导电缆杜瓦结构19共同形成超导电缆密封壳体。
如图9与图10所示，超导杜瓦外管220包括超导杜瓦外管的外管222与超导电缆杜瓦外法兰盘223。其中，超导杜瓦外管的外管222沿厚度方向覆盖于终端杜瓦结构开口处，超导杜瓦外管的外管222与终端杜瓦结构共同形成终端密封壳体。
超导电缆杜瓦外法兰盘223设于超导杜瓦外管的外管222，超导电缆杜瓦内法兰盘213与超导电缆杜瓦外法兰盘223沿超导连接组件230的延伸方向并列设置。超导电缆杜瓦外法兰盘223与超导电缆杜瓦内法兰盘213通过超导连接组件230固定连接。
在其中一个优选的实施例中，如图9所示，超导连接组件230包括螺母231与螺栓232。
上述杜瓦结构连接装置还包括密封环250。其中，密封环250设于超导杜瓦内管210与超导电缆杜瓦内法兰盘213之间。上述杜瓦结构连接装置，通过密封部件提高了超导杜瓦内管的外管与超导电缆杜瓦内法兰盘之间的密封性。
在其中一个实施例中，如图8所示，超导杜瓦内管210和/或超导杜瓦外管的外管222中的内部设有绝热层240。通过在超导杜瓦内管210和/或超导杜瓦外管的外管222内部铺设绝热层240。
在其中一个优选的实施例中，绝热层240的材质为铝箔和玻璃纤维布。其中，铝箔用于防辐射，玻璃纤维布用于防止热量传递。
如图9所示，超导杜瓦内管210包括超导杜瓦内管的内管211、超导杜瓦内管的外管212与超导杜瓦内管密封环214。其中，超导杜瓦内管的内管211设于超导杜瓦内管的内管211端部，超导杜瓦内管的外管212套设于超导杜瓦内管的内管211外，并抵接于超导电缆杜瓦内法兰盘213背对超导杜瓦内管的外管212的一端，超导杜瓦内管密封环214设于超导杜瓦内管的内管211与超导杜瓦内管的外管212之间。超导电缆杜瓦结构19、超导电缆杜瓦内法兰盘213与超导杜瓦内管的内管211、超导杜瓦内管的外管212及超导杜瓦内管密封环214构成超导电缆密封壳体。具体的，超导杜瓦内管的内管211、超导杜瓦内管的外管212、第一连接部12、超导杜瓦内管的内管211、超导杜瓦内管的外管212及超导杜瓦内管密封环214构成超导电缆密封壳体。
如图9所示，超导杜瓦外管220包括超导杜瓦外管的内管221与超导杜瓦外管的外管222。其中，超导杜瓦外管的内管221端面固定于终端内壁面，超导杜瓦外管的外管222套设于超导杜瓦外管的内管221内，超导杜瓦外管的外管222端面固定于终端外壁面。其中，低温终端容器100延伸方向与超导电缆10延伸方向相交或者低温终端容器100沿着超导电缆10延伸方向延伸。可以理解的是，低温终端容器100延伸方向指的是，低温终端容器100中的终端外壁面指向终端内壁面的方向。
在其中一个优选的实施例中，套管连接装置500包括套管杜瓦内管（未图示）、套管杜瓦外管（未图示）与套管连接组件（未图示）。其中，套管杜瓦内管与套管400对接，形成套管密封壳体，套管杜瓦外管与终端低温容器100抵接形成具有通孔的终端密封壳体，套管密封壳体穿过通孔并抵接于终端低温容器100，并向所述终端低温容器100内部延伸，套管连接组件用于固定连接套管400与终端低温容器100。
上述三相同轴超导电缆终端系统中的超导连接装置，通过超导杜瓦内管与超导电缆杜瓦结构对接形成超导电缆密封壳体，及通过超导杜瓦外管与框架结构对接形成具有连通终端低温容器内部与外部的通孔的终端密封壳体，并将超导电缆密封壳体套设于终端密封壳体，实现了超导电缆与终端低温容器的连接，同时实现了超导电缆杜瓦结构与终端杜瓦结构的完美搭接，消除了超导电缆与终端低温容器连接位置处的盲点，提高了超导电缆内部低温腔的保温效果，降低了低温气氛的消耗，降低了使用成本。
在其中一个实施例中，如图5与图15所示，上述三相同轴超导电缆终端系统包括连接柔板600。其中，引流装置300与套管组件通过连接柔板600相连。连接柔板600中设有缓冲结构630，缓冲结构630用于缓冲引流装置300与套管组件之间沿超导电缆10长度方向的作用力。
为了简化操作方式，在其中一个优选的实施例中，如图15所示，连接柔板600包括与引流装置300输出端匹配的第一连接端610及与套管400输入端匹配的第二连接端620。连接柔板600第一连接端610与引流装置300输出端连接，第二连接端620与套管400输入端连接。
为了进一步提高缓冲结构630的缓冲效果，在其中一个实施例中，缓冲结构630为S型结构。
在其中一个实施例中，缓冲结构630还可以是Z型或者W型。
上述三相同轴超导电缆终端系统，通过连接柔板能够克服超导电缆在低温下工作时由于受到很大的电磁力及冷热循环引起的电缆绝缘材料的微小形变，实现引流装置与超导电缆及套管的稳定连接，提高工作稳定性。
在其中一个实施例中，如图5与图16所示，上述三相同轴超导电缆终端系统还包括套管夹具700，其中，套管夹角700设于引流装置300的输出端，用于夹持套管400的端部，以连接引流装置300与套管400。具体的，套管夹具700包括第一夹持部710、第二夹持部720与夹具紧固部件730。其中，第一夹持部710上有第一夹持面。第二夹持部720上设有第二夹持面，第二夹持面与第一夹持面共同形成用于夹持套管组件的夹持空腔。夹具紧固部730件用于连接第一夹持部710与第二夹持部720。
在其中一个实施例中，如图5所示，上述三相同轴超导电缆终端系统还包括抽真空装置800。其中抽真空装置800用于抽取第一空腔与第二空腔之间的空气，以保证第一空腔与第二空腔的真空度。
在其中一个实施例中，如图5与图17所示，上述三相同轴超导电缆终端系统还包括液氮罐连接装置900。其中，液氮罐连接装置900包括液氮罐固定座910与液氮罐固定钉920。通过上述液氮罐连接装置900将液氮罐输气口固定于终端低温容器100内部，进而便于将终端低温容器100中的空气排出并填充液氮。
为了便于移动，如图5与图18所示，在其中一个实施例中，上述三相同轴超导电缆终端系统还包括轮架组件1000。
具体的，轮架组件1000包括支撑架1010、滑轮1020与支撑杆1030。其中，支撑杆1030穿过支撑架1010上的支撑孔（未图示），滑轮1020数量为两个，分设于支撑杆1030两端，支撑架1010抵接于终端低温容器100的下表面。
上述三相同轴超导电缆终端系统，套管夹具便于夹持套管组件，实现引流装置与套管组件的稳定、可拆卸连接。
在其中一个实施例中，一种相同轴超导电缆终端系统的组装方法，包括以下步骤：
步骤1：组装框架结构110。
步骤2：将超导连接装置200中的超导杜瓦外管220安装至框架结构110上。
步骤3：将超导连接装置200中的超导杜瓦内管210安装至超导电缆10的终端，并将超导杜瓦内管210套装在超导杜瓦外管220内。
步骤4：将套管组件安装至框架结构110上。
步骤5：在终端低温容器100中的超导电缆10上安装引流装置300。
步骤6：连接引流装置300的输出端与套管组件的输入端。
步骤7：连接壳体结构120与框架结构110。
在其中一个优选的实施例中，套管组件包括套管400与套管连接装置500。其中，步骤4：将套管组安装至框架结构110上，具体包括以下步骤：
步骤41：将套管连接装置500中的套管杜瓦外管安装至框架结构110上。
步骤42：将套管连接装置中的套管杜瓦内管套装在套管400上。
步骤43：将套管杜瓦内管套装在套管杜瓦外管内，完成套管组件在框架结构110上的安装。
上述三相同轴超导电缆终端系统的组装方法，先将超导连接装置中的超导杜瓦外管中的套管杜瓦外管安装至框架结构上，而后通过超导连接装置实现超导电缆及套管与终端低温容器安装及电性连接，最后将壳体结构与框架结构连接以保证终端低温容器的保温效果。上述方法，在合理的操作空间内组装系统，操作难度低。
在其中一个实施例中，在步骤1之后还包括将轮架组件1000与抽真空气嘴装置安装在框架结构110上。
在其中一个实施例中，上述三相同轴超导电缆终端系统的组装方法，包括以下步骤：
步骤1：将内支撑框架111、外支撑框架112、超导杜瓦外管220、套管杜瓦外管、轮架组件1000与抽真空装置800等部件通过焊接固定连接。
步骤2：通过螺栓螺母套件将套管400及密封圈安装于套管杜瓦内管上；
步骤3：通过螺栓螺母套件及密封圈将套管杜瓦外管与套管杜瓦内管固定连接。
步骤4：将液氮罐连接装置900焊接于终端低温容器100内侧垂直面上。
步骤5：将超导杜瓦内管210的内管211与超导电缆超杜瓦结构10焊接连接；在超导杜瓦内管210的内管211外部缠绕绝热层240；将超导电缆杜瓦内法兰盘213与超导电缆杜瓦结构19中的超导电缆外杜瓦管17焊接连接；再将超导电缆杜瓦内法兰盘213与超导杜瓦内管210的外管212焊接连接；通过超导杜瓦内管密封环214将超导杜瓦内管210的外管212和超导杜瓦内管210的内管211焊接封闭。
步骤6：将第二内保护环3211套入超导电缆10，并将外屏蔽金属带11插入第二转接空腔，并将紧固组件323套设于外屏蔽金属带11上进行紧固；通过螺栓将第二引流组件322固定到第二转接组件321上，再将第二应力消除组件324旋拧至抵紧第二引流组件322。
步骤7：将第一内保护环3111套入超导电缆10，并将顶层超导带束12、中间层超导带束13或底层超导带束14等带结构插入第一转接空腔，并将在第一转接空腔中注入粘贴材料，以紧固连接带结构与第一转接组件311；通过螺栓将第一引流组件312固定到第一转接组件311上，再将第一应力消除组件314旋拧至抵紧第一引流组件312。依次完成顶层超导带束12、中间层超导带束13及底层超导带束14与对应的带束引流结构310的连接。
步骤8：将第二内保护环3211套入超导电缆10，并将内屏蔽金属带15插入第二转接空腔，并将紧固组件323套设于内屏蔽金属带15上进行紧固；通过螺栓将第二引流组件322固定到第二转接组件321上，再将第二应力消除组件324旋拧至抵紧第二引流组件322。
步骤9：将密封圈套于超导电缆10上的法兰盘上，调整超导电缆10上的超导电缆杜瓦内法兰盘213与终端低温容器100上的超导电缆杜瓦外法兰盘223的相对位置并固定超导电缆10与终端低温容器100。
步骤10：将液氮管固定钉920上旋拧安装在超导电缆10的液氮管16，并将液氮管固定钉920套到2液氮管固定钉座910。
步骤11：用螺母螺栓套件将超导杜瓦内管210与超导杜瓦外管220紧固，并调整液氮管固定钉910紧固状态。
步骤12：通过螺栓螺母将套管夹具700与连接柔板600连接至对应的套管400与对应的引流装置300。
步骤13：连接内支撑框架111与内壳体121，在支撑框架与内壳体外部绕包绝热层。
步骤14：连接外支撑框架112与外壳体122，完成三相同轴超导电缆终端系统的组装。
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 (10)
1.一种三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，包括：
终端低温容器，所述终端低温容器包括相连接的框架结构及壳体结构；
超导连接装置，所述超导连接装置设于所述框架结构上，用于穿设超导电缆以使所述超导电缆向所述终端低温容器内部延伸；
引流装置，所述引流装置设于所述终端低温容器内部，且所述引流装置输入端与所述超导电缆输出端相连；所述引流装置包括与所述超导电缆中超导带束配合的带束引流结构，所述带束引流结构包括第一转接组件、粘贴材料、第一引流组件、第一引流连接组件，所述第一转接组件形成有第一转接空腔；所述第一转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；所述粘贴材料填充在所述第一转接空腔中，用以粘贴所述第一转接组件与所述带结构；所述第一引流组件与所述第一转接组件电性连接；所述第一引流连接组件设于所述第一转接组件与所述第一引流组件之间，用于固定连接所述第一转接组件与所述第一引流组件；
套管组件，所述套管组件设于所述框架结构上，并向所述终端低温容器内部延伸，并与所述引流装置输出端相连。
2.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，所述框架结构包括内支撑框架与外支撑框架，所述内支撑框架与所述外支撑框架之间形成第一空腔；所述壳体结构包括内壳体与外壳体，所述内壳体与所述外壳体之间形成第二空腔；所述内壳体与所述内支撑框架相连，所述外壳体与所述外支撑框架相连。
3.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，所述框架结构的边缘设有框架外翻部，所述壳体结构的边缘设有壳体外翻部；所述框架外翻部与所述壳体外翻部相连接。
4.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，所述引流装置还包括与所述超导电缆中超屏蔽层配合的屏蔽引流结构。
5.根据权利要求4所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，所述屏蔽引流结构包括：
第二转接组件，所述第二转接组件形成有第二转接空腔；所述第二转接空腔用于放置超导电缆中的带结构；
第二引流组件，所述第二引流组件与所述第二转接组件电性连接；
第二引流连接组件，所述第二引流连接组件设于所述第二转接组件与所述第二引流组件之间，用于固定连接所述第二转接组件与所述第二引流组件。
6.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，还包括：
连接柔板，所述引流装置与所述套管组件通过所述连接柔板相连，所述连接柔板中设有缓冲结构，所述缓冲结构用于缓冲所述引流装置与所述套管组件之间沿所述超导电缆长度方向的作用力。
7.根据权利要求6所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，所述连接柔板包括与所述引流装置输出端匹配的第一连接端及与所述套管组件的输入端匹配的第二连接端，所述连接柔板第一连接端与所述引流装置输出端连接，所述连接柔板第二连接端与所述套管组件的输入端连接。
8.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，还包括套管夹具，所述套管夹具设于所述引流装置的输出端，包括：
第一夹持部，所述第一夹持部上设有第一夹持面；
第二夹持部，所述第二夹持部上设有第二夹持面；所述第二夹持面与所述第一夹持面共同形成用于夹持所述套管组件的夹持空腔；
夹具紧固部件，所述夹具紧固部件分别与所述第一夹持部、所述第二夹持部相连。
9.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，所述第一引流连接组件为螺栓。
10.三相同轴超导电缆终端系统的组装方法，用于装配如权利要求1-9任一项所述的三相同轴超导电缆终端系统，其特征在于，包括：
组装框架结构；
将超导连接装置中的超导杜瓦外管安装至框架结构上；
将超导连接装置中的超导杜瓦内管安装至超导电缆的终端，并将超导杜瓦内管套装在所述超导杜瓦外管内；
将套管组件安装至所述框架结构上；
在终端低温容器中的所述超导电缆上安装引流装置；
连接所述引流装置的输出端与所述套管组件的输入端；
连接壳体结构与所述框架结构。
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