CN116504456A - 基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆 - Google Patents
基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116504456A CN116504456A CN202310318694.2A CN202310318694A CN116504456A CN 116504456 A CN116504456 A CN 116504456A CN 202310318694 A CN202310318694 A CN 202310318694A CN 116504456 A CN116504456 A CN 116504456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- superconducting
- abc
- strand
- isotropic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 39
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 230000016507 interphase Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
- H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
- H01B12/16—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，此超导电缆包括金属骨架、ABC三相超导股线、金属护套和绝缘保护套，所述金属骨架支撑起ABC三相超导股线，同时作为冷却介质内部流道，所述ABC三相超导股线由第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。本发明所述三相同轴超导电缆最内层为金属骨架，ABC三相超导股线紧贴金属骨架螺旋缠绕，ABC三相超导股线由金属护套包覆，最外层为绝缘保护套。金属骨架中的液氮通道流过冷却介质以提供超导所需的低温环境，三相同轴超导电缆通过ABC三相超导股线外层绝缘包套实现相间绝缘。本发明所述三相同轴超导电缆能够解决电缆“均流”问题——电缆各相股线互感不一致产生电流分配极为不均现象。
Description
技术领域
本发明有关基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，属于超导电工领域。
背景技术
高质量电力系统的发展至关重要，我国电力系统的规模不断增加，国民用电量不断提升，迫切需要提高电能传输效率。传统电缆各相股线具有互感不一致产生电流分配极为不均现象，也即“均流”问题，普通的提高载流能力的方案不可避免会增加电能损耗，高电压等级的输电走廊占地面积提高，占用农田而导致土地资源不能够充分使用，随着电压等级逐步提高，一旦电力系统发生故障而引起对输电线路故障冲击的情形的危害性越来越大，电磁兼容问题表现突出，对于一些人口稠密的一线及超一线城市来说，要抓住提高土地使用效率这个“牛鼻子”。目前，利用液氮77K环境下的高温超导材料制成的基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆传输电能，可以有效解决上述问题。基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆由于能够解决“均流”问题、运行损耗低、输送容量大、无环境污染、占地少等优势，在建设新型电力系统以及对旧电力系统改造时具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，以解决现有高温超导交流电缆各相股线互感不一致产生电流分配极为不均现象。本发明公开基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，此超导电缆包括金属骨架、ABC三相超导股线、金属护套和绝缘保护套，所述金属骨架支撑起ABC三相超导股线，同时作为冷却介质内部流道，所述ABC三相超导股线由第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。本发明所述三相同轴超导电缆最内层为金属骨架，ABC三相超导股线紧贴金属骨架螺旋缠绕，ABC三相超导股线由金属护套包覆，最外层为绝缘保护套。金属骨架中的液氮通道流过冷却介质以提供超导所需的低温环境，三相同轴超导电缆通过ABC三相超导股线外层绝缘包套实现相间绝缘。
所述的金属骨架材料可以选择铜、铝以及合金，金属骨架一方面作为ABC三相超导股线的支撑结构，另一方面也作为液氮通道流过冷却介质以提供超导所需的低温环境。
所述液氮通道流过的冷却介质为液氮。
所述的ABC三相超导股线堆叠为矩形截面的棱柱，外表包覆绝缘包套实现相间绝缘，ABC三相超导股线分别通入ABC三相交流电流。
所述的ABC三相超导股线紧贴金属骨架螺旋缠绕，ABC三相超导股线起始螺旋角度在空间互差120°。
所述的ABC三相超导股线第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。
所述ABC三相超导股线由金属护套包覆。
所述金属护套的材料可以选择铜、铝以及合金。
所述最外层为绝缘保护套。
所述绝缘保护套的材料可以选择橡胶、环氧树脂等。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的结构示意图。
图2为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线的单相导线横截面示意图。
图3为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线的单相导线结构参数螺距示意图。
图4为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线的单相导线结构参数螺旋直径示意图。
图5为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线的三相空间位置示意图。
图6为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线紧贴金属骨架螺旋缠绕示意图。
图7为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的金属护套示意图。
图8为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的绝缘保护套示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆发明进行详细清晰的解释说明。
图1为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的结构示意图。其由内到外包括金属骨架(1)、ABC三相超导股线(2)、金属护套(3)和绝缘保护套(4)。本发明所述三相同轴超导电缆最内层为金属骨架(1)，ABC三相超导股线(2)紧贴金属骨架(1)螺旋缠绕，ABC三相超导股线(2)由金属护套(3)包覆，最外层为绝缘保护套(4)。金属骨架(1)中的液氮通道流过冷却介质以提供超导所需的低温环境，三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线(2)外层包覆绝缘包套实现相间绝缘。本文所用带材材料与自场临界电流为160A(77K)的4×0.1mm第二代高温超导REBCO带材相同。在基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆实施案例中，REBCO带材为5根，考虑10％的电流衰减，基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的临界电流为3×5×160×0.9＝2160A。
图2为ABC三相超导股线(2)的单相导线横截面示意图。5根带材重叠组合在一起，外表包覆绝缘包套实现相间绝缘。在基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆实施案例中，REBCO带材为5根，考虑10％的电流衰减，ABC三相超导股线(2)的单相导线临界电流为5×160×0.9＝720A。
图3为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线(2)的单相导线结构参数螺距示意图。螺距变量记作a。
图4为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线(2)的单相导线结构参数螺旋直径示意图。螺旋直径变量记作b。
图5为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线(2)的三相空间位置示意图。ABC三相超导股线(2)起始螺旋角度在空间互差120°。
图6为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的ABC三相超导股线(2)紧贴金属骨架(1)螺旋缠绕。ABC三相超导股线(2)起始螺旋角度在空间互差120°。
图7为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的金属护套(3)示意图。ABC三相超导股线(2)由金属护套(3)包覆。金属护套的材料可以选择铜、铝以及合金。
图8为本发明提供的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的绝缘保护套(4)示意图。基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆的最外层为绝缘保护套(4)。
Claims (10)
1.一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，所述三相同轴超导电缆包括金属骨架、ABC三相超导股线、金属护套和绝缘保护套，所述金属骨架支撑起ABC三相超导股线，同时作为冷却介质内部流道，所述ABC三相超导股线由第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。本发明所述三相同轴超导电缆最内层为金属骨架，ABC三相超导股线紧贴金属骨架螺旋缠绕，ABC三相超导股线由金属护套包覆，最外层为绝缘保护套。金属骨架中的液氮通道流过冷却介质以提供超导所需的低温环境，三相同轴超导电缆通过ABC三相超导股线外层绝缘包套实现相间绝缘。
2.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述的金属骨架材料可以选择铜、铝以及合金，金属骨架一方面作为ABC三相超导股线的支撑结构，另一方面也作为液氮通道流过冷却介质以提供超导所需的低温环境。
3.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述液氮通道流过的冷却介质为液氮。
4.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述的ABC三相超导股线堆叠为矩形截面的棱柱，外表包覆绝缘包套实现相间绝缘，ABC三相超导股线分别通入ABC三相交流电流。
5.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述的ABC三相超导股线紧贴金属骨架螺旋缠绕，ABC三相超导股线起始螺旋角度在空间互差120°。
6.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述的ABC三相超导股线第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。
7.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述ABC三相超导股线由金属护套包覆。
8.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述金属护套的材料可以选择铜、铝以及合金。
9.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述最外层为绝缘保护套。
10.根据权利要求1所述的一种基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆，其特征在于，所述绝缘保护套的材料可以选择橡胶、环氧树脂等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310318694.2A CN116504456A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310318694.2A CN116504456A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116504456A true CN116504456A (zh) | 2023-07-28 |
Family
ID=87329384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310318694.2A Pending CN116504456A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116504456A (zh) |
-
2023
- 2023-03-29 CN CN202310318694.2A patent/CN116504456A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2560867C (en) | A system for transmitting current including magnetically decoupled superconducting conductors | |
| KR100938357B1 (ko) | 초전도 케이블 및 초전도 케이블 선로 | |
| CN102549678B (zh) | 超导电缆及交流输电电缆 | |
| CN108447614B (zh) | 一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体 | |
| WO2022077565A1 (zh) | 一种超导电缆通电导体 | |
| CN109411148A (zh) | 一种真空绝缘超导电缆结构 | |
| Mukoyama et al. | Conceptual design of 275ákV class high-Tc superconducting cable | |
| WO2022077566A1 (zh) | 一种超导电缆通电导体制造方法 | |
| CN110808122A (zh) | 一种基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的cicc导体 | |
| Ueda et al. | R&D of a 500 m superconducting cable in Japan | |
| Cho et al. | Development and testing of 30 m HTS power transmission cable | |
| CN116504456A (zh) | 基于准各向同性股线的三相同轴超导电缆 | |
| CN113012862B (zh) | 一种组合式超导复合导体及其制备方法 | |
| CN114300197A (zh) | 一种结构紧凑型高温超导三相交流电缆 | |
| Laquer et al. | Electrical, cryogenic and systems design of a DC superconducting power transmission line | |
| CN114496391A (zh) | 一种无漏磁同轴高温超导直流电缆 | |
| CN212032755U (zh) | 大负荷交直流两用低温超导电缆 | |
| CN211237811U (zh) | 一种限流型高温超导电缆 | |
| AU1965699A (en) | Magnetic energy storage | |
| US20120103659A1 (en) | Superconducting cable system | |
| Kelley et al. | Application of HTS wire and cables to power transmission: State of the art and opportunities | |
| CN113130131A (zh) | 一种冷绝缘低损耗高载流容量高温超导交流电缆 | |
| CN113571253A (zh) | 一种改进corc圆芯导体的多槽超导缆线 | |
| CN112331403A (zh) | 一种高温超导电缆通电导体的制作方法 | |
| CN114550996A (zh) | 一种高机械稳定性的高温超导三相交流电缆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |