CN1387666A - 制造超导电缆的方法 - Google Patents
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Abstract
制造超导电缆的方法,其中多个超导的带状电缆(4)加在一个优选地为柔性的管(3)上,带状电缆为一层或多导,可选择地被中间塑料层隔开,之后加上一层织物或纸的保护层(5),接着是一金属管(6)。多个薄膜层加在金属管(6)上,其中一些层是涂覆金属的。接着加上多个隔圈(12),最后把管(9)放在隔圈(12)上。以这种方式,在管(6和9)之间的真空减小了导热率,同时涂金属的薄膜挡住热辐射。与普通致冷器相比,由于增加了薄膜层的数目和插入用作等位面和等温面的预定量的涂铝层而使热流入量增加了。
Description
技术领域
本发明涉及制造超导电缆的方法，其中多个超导的带状电缆加到优选地为柔性的管口，所述的带状电缆加上一层或多层，这些层可选择地由中间塑料层隔开，之后选择性地加上一个织物或纸的保护层，接着放上用作致冷器的最内的内壁的金属管，接着把多个例如螺旋形的隔圈放到所述的金属管上，再放上用作致冷器最外的外壁的外金属管。
背景技术
现对有两种主要的超导电缆，也就是具有低温的、电绝缘的电缆和具有室温下电缆缘的电缆。
具有低温的电绝缘的电缆意味着直接安排在超导电缆导体的外侧的电绝缘，结果，它们与电缆导体冷却到同样的温度。该电绝缘优选地由多层浸有用于电缆的冷却剂的塑料薄膜。致冷器设在电绝缘的外层，所述的致冷器保证在环境和致冷区域之间的热隔离。致冷器包括多层绝缘和真空多层的电绝缘是由涂覆如铝之类的薄的反射层的塑料薄膜形成的。这些层由玻璃纤维的薄的筛形网分开。在薄膜层挡住热辐射的同时，真空减小了热导电性。但是，这种电缆占据了比较多的空间。
具有室温下电绝缘的电缆意味着电绝缘安排在致冷器的外侧。这种电缆的电绝缘多少与普通电缆的电缆缘相同，可以由例如油浸纸或挤压塑料形成。
发明内容
本发明的目的是把电绝缘和热绝缘结合起来和得到比已知电缆的绝缘占更少空间的超导电缆。
按照本发明的方法的特征在于多个薄膜层插在金属管之间，优选地在隔圈的下面。结果金属管之间的真空减小了导热率，同时涂覆金属的薄膜挡住热辐射。通过增加薄膜层的数目和插入用作等位面和等温面的预定量的涂铝层而使热流入量增加了。
另外，按照本发明总共为每厘米30层的涂金属薄膜被插入了，高至每两层可是一个涂金属薄膜。
此外，按本发明，涂覆金属的薄膜按螺旋线搭接着绕上。
按照本发明，在薄膜层之间可插入网。
按照本发明，网可由半导体材料或绝缘材料制成。
按照本发明，隔圈可以是半导体或绝缘的。
最后，按照本发明，隔圈可有变化的形状。
附图说明
下面参照附图详细地说明本发明，附图中：
图1是本发明超导电缆的剖面图；
图2是图1的电缆的透视图。
具体实施方式
图1所示的超导电缆包括一个作为液氮通道的内冷却管3，该管3优选地为柔性的。一个超导的带状电缆4按螺旋线绕在管3上，绕一层或多层，可选择地由中间塑料层隔开。图中示出了回层超导带状电缆4。但是也可以用更多或更少的带状电缆层。超导带状电缆4的缠绕方向可以在层与层之间改变。在带状电缆4层的外面是织物或纸的保护层5，接着是金属管6，该金属管6用作致冷器的内壁。当内壁6完成后，绕上一层或多层的塑料薄膜的半导体层，也就是一个内半导体。塑料薄膜层保证均匀的表面，因而有均匀的电场。内半导体绕以比较多的层7，这些层7的数目取决于电压的水平。这些层7可以是交替的层，其中一种为例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚酰胺的塑料薄膜层，而另一种是半导电或电绝缘的，例如由玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉尔纤维网的层。由于纯的塑料薄膜的比辐射率E(E塑料＝0.8-0.9)比裸露的铝表面(E铝＝0.05)高得多，需要加上多层薄膜层。但是，如果只有几层就可强烈反射，那么加到热流的辐射量被大大地减少了。与普通的致冷器比较，通过增加薄膜层的数目和插入预定数目的涂覆铝的层(他们也用作等电位表面和等温表面)，热流入量增加了。在完成缠绕这些绝缘层后，绕上另一层或更多层的半导体塑料薄膜，也就是外半导体。用缠绕机绕在绝缘层上以与把纸绝缘层绕在普通的电缆导体上同样的方式进行。
外半导体绕上隔圈12。这些隔圈12也是选择性地加在一层或多层上述的薄膜层之间。在大多数情形下，后者必须是半导电的，因而它们可提供在外半导体和外致冷器壁9之间的电连接而不影响传热。隔圈12可是管形的或正方形的。为了减小通过隔圈12的传热，所述的隔圈12可有变化的直径，以这种方式使得只在很少的位置，它们填在绕的绝缘层和外真空管之间的空间之外。隔圈12可有其它的形状和可偶尔在加上外致冷壁9之前插入。或者，隔圈12可以是绝缘的。
电绝缘可以两种方式提供。
电绝缘可例如由绝缘塑料薄膜制成。单个的薄膜层可以由玻璃纤维网(或可选择地由隔圈)分开。对各层玻璃纤维网的层可以设一层或多层塑料薄膜层。该绝缘构成2/3-3/4的致冷器的容积。电场响应形成绝缘的一部分的材料的介电常数比传播。
在正常的操作中，致冷器抽空，在单个的薄膜层之间加上真空。真空的耐电性响应于加上电压的长度，最少为20-100KV/mm。在致冷器泄漏时，空气可以进入其中，但是这种情况不会改变电场分布，因为空气和真空的介电常数是一样的。但是空气的耐电性比真空的耐电性小10倍，也就是根据长度为2-10KV。当电绝缘致冷器构成时，需要保证场强度什么地方都不超过临界值，虽然空气应该进入其中。塑料薄膜的耐电性典型地为20-100KV/mm。
按照一个变型的结构，已明显地减小了涂覆铝的薄膜层之间的距离。绝缘的总厚度减小了。但是，在薄膜层之间没有插入网，而只在涂覆铝的层的两侧加上。在后一个情况下，网必须是半导体的，例如由碳纤维制成。结果，在薄膜层之间的空气层的电场位移到塑料薄膜上，这些薄膜有很高的击穿电压。其余的塑料层被紧紧地绕上，使得在空气要渗入致冷器的情形下，这些层可限制空气的渗入。
Claims (9)
1.一种制造超导电缆的方法，其中多个超导的带状电缆(4)加在一个优选地为柔性的管(3)上，所述的带状电缆设成可选择地被中间塑料层隔开的一层或多层，之后加上一层织物或纸的保护层(5)，接着是用作致冷器内壁的金属管(6)，随后把多个例如为螺旋形的隔圈(12)加在所述的金属管(6)上，最后是用作致冷器最外的壁的外金属管(9)，其特征在于多个薄膜层插入在所述的金属管(6、9)之间，优选地在所述的隔圈(12)的下面，至少所述的薄膜层的一部分是涂覆着薄的金属反射层。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于总共为每厘米30层的薄膜被插入了，所述的层中的一部分是涂覆金属的。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于涂覆金属的薄膜按照螺旋线搭接着绕上。
4.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于在所述的薄膜层之间插入例如由玻璃纤维制成的网。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于各所述的网由半导体材料制成。
6.按照权利要求4的方法，其特征在于各所述的网由绝缘材料制成。
7.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述的隔圈(12)是半导电的。
8.按照权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于所述的隔圈(12)是绝缘的。
9.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述的隔圈(12)有变化的形状。
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |