CN1516912A - 超导电缆的相分离夹具及超导电缆的相分离结构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种超导电缆的相分离夹具(100)。其包括：电缆把持部(10)，其将多芯超导电缆(2)的各芯(80)维持在规定的容许弯曲状态；连接部(20、30)，其将每一个芯(80)的电缆把持部(10)按规定的间隔保持。通过扩大各芯(80)的间隔，用把持部(10)维持其实际容许弯曲状态，可以得到能限制电缆的变形，防止超导电缆的异常变形的相分离结构。

Description

超导电缆的相分离夹具及超导 电缆的相分离结构

技术领域

本发明涉及超导电缆相分离的夹具及使用该夹具的超导电缆的相分离结构。

背景技术

常温电缆三芯一束的电缆正在被付诸实用。形成该三相一束的电缆的连接部时，解开扭绞在一起的各相的扭绞，扩大成合适的间隔，将各芯逐个分离后，向连接部移动。那时，常温电缆对弯曲的制约比较小，只要简单地弯曲电缆的各芯，不使用任何夹具就能形成这样的分离结构。

而使用Bi系高温超导带线的超导电缆也正在开发三芯一束的电缆，期望用于连接时各芯散开后就与连接部连结的结构。

但是，由于高温超导电缆Bi系高温超导导线由弯曲使临界电流减少，因此对弯曲的制约远比常温电缆严格。这样，必须吸收冷却时产生的电缆的大量的热收缩成份。因此，如常温电缆那样，只简单地使电缆的各芯弯曲，恐怕在收缩时会产生超过容许范围的异常变形，有必要考虑其对策。

因而本发明的主要目的在于提供一种能在相分离处防止把过分弯曲加在电缆上的超导电缆的相分离夹具和使用该夹具的分离结构。

发明内容

本发明通过在打开多芯超导电缆的扭绞、使各芯分开时，使用保持各芯弯曲状态的夹具达到上述目的。

即根据该发明的超导电缆的相分离夹具包括：电缆把持部，其保持多芯超导电缆的各芯处于规定的容许弯曲的状态；连结部，其按规定的间隔保持各芯的把持部。

通过扩开多芯超导电缆的各芯(电缆芯)的间隔，用把持部维持那时容许的弯曲状态，可以得到能限制由冷却时的热收缩产生的电缆芯的变形且防止超导电缆异常变形的相分离结构。

下面对本发明的结构要素进行详细说明。

(把持部)

把持部是将多芯超导电缆的各芯保持在规定的容许弯曲状态下的地方，例如可以利用覆盖各芯的筒状体。也可以将该筒状体分割成半圆筒片，用该半圆筒片夹住电缆芯。

把持部的长度最好能达到解开扭绞在一起的电缆芯的扭绞，直到各电缆芯保持规定的间隔的整个曲线区间。通过在该曲线区间的整个区域限制电缆芯的弯曲，抑制热收缩时在各电缆芯中产生过份弯曲。

另外，也可以以在该曲线区间中离散地覆盖着多个地方能实际限制曲线区间的弯曲的方式以构成把持部。此时，由于把持部的数量多，可以收到几乎与能达到曲线区间整个区域的把持部相同的效果。

作为把持部的具体形式，可以作成分离前的电缆芯的排列与分离后电缆芯的排列相同及分离前的电缆芯排列与分离后电缆芯的排列不同的两种。根据该结构，可以使电缆芯的相排列与按照超导电缆连接的机器和设备的相排列一致。

超导电缆特别在终端连接部连接架空线及GIS(气体绝缘开关装置)等的相位变换电设备，这些设备一般可以确定相排列。为了适应该相排列，有必要使电缆的相排列与之一致。而超导电缆由于冷却的必要性，通常收纳在二重容器内。若按每个相排列个别地设计该二重容器，价格非常高。因此，通过用相分离夹具进行超导电缆的相排列，可以简单地使超导电缆的相排列与机器一致。

例如，所谓分离前后的电缆芯排列相同的把持部，在分离前后是按右旋一相、二相、三相的顺序配置的把持部。所谓分离前后的电缆芯排列不同的把持部是分离前按右旋一相、三相、二相的顺序配置，而分离后按一相、二相、三相的顺序配置的把持部。

把持部在其内部使电缆芯无偏移地捆紧电缆芯，该紧固可以使用如缠在把持部外周的紧固带等。

另外在把持部中最好包括多个制冷剂通过孔。用本发明的夹具固定的相分离结构其整体收放在充满液态氮等制冷剂的分支箱内。那时通过从制冷剂通过孔把制冷剂导入把持部内使电缆芯直接接触制冷剂，进行有效的冷却。

(连接部)

连接部使保持各电缆芯的把持部保持规定的间隔。例如，可举出使用装有环状体的连接部并在该环状体的圆周方向上按规定的间隔固定把持部的结构。

由于由扭绞在一起状态慢慢散开，故最好使各电缆芯的间隔与保持该把持部的连接部的尺寸的电缆芯的间隔一致，并准备多种。即可以在开始打开电缆芯的扭绞使用直径小的连接部，在各芯充分打开处使用直径大的连接部。而使尺寸各异的多个连接部在电缆轴方向排列，形成相分离结构。

使用能达到解开电缆芯的扭绞，到按规定的间隔保持各电缆芯的曲线区间的整个区域的把持部时，连接部的数量也可以少。对此，在使用在该曲线区间离散地覆盖多处的把持部时，增加连接部的数量，在电缆芯的轴方向上配置多个连接部，使得实际上可以限制曲线区间的弯曲。

把持部长时，可以用把持部本身连接相邻的连接部间。与此相反，把持部短时，相邻的连接部间用与把持部不同的另外连接部件相互连接。

(滑动部)

最好具有相对覆盖连接部外周的分支箱滑动自如地支持连接部的滑动部。装有上述把持部和连接部的本发明的夹具在保持电缆芯的状态下被收放在分支箱内用制冷剂冷却。在冷却时，伴随着由热收缩产生的大幅移动。为了与该热收缩相应在分支箱内使把持部和连接部圆滑地滑动，设置滑动部。

滑动部也可以是使连接部相对分支箱圆滑地滑动的任一种结构。但由于本发明的夹具浸在极低温制冷剂中，最好滑动部是没有可动部的结构。例如不是滚等，最好是由低摩擦系数的材料构成，与分支箱内表面点接触的突起等。

(相分离结构)

用上述的相分离夹具将多芯超导电缆分成一个个的电缆芯。另外，将保持用相分离夹具规定的弯曲状态和间隔的电缆芯用由制冷剂充满的分支箱覆盖。之后，可以用真空隔热层覆盖该分支箱，形成相分离结构。

附图说明

图1是用本发明的相分离夹具支持超导电缆的状态的立体图；

图2是本发明的相分离结构的示意图；

图3是在本发明的相分离夹具中第一连接部的平面图；

图4是在本发明的相分离夹具中第二连接部的平面图；

图5是用本发明的相分离夹具保持的三芯一束超导电缆的截面图；

图6A是表示本发明的相分离夹具的把持部结构的立体图；

图6B是表示在相分离前的超导电缆中芯的排列和分离后芯的排列的示意图；

图7A是表示本发明的相分离夹具的把持部结构的立体图；

图7B是表示在相分离前的超导电缆中芯的排列和分离后芯的排列的示意图。

具体实施方式

下面根据附图对该发明的实施方式进行说明。

(整体结构)

参照图1和图2，本发明的相分离夹具100打开三芯一束的超导电缆2的扭绞，在规定的弯曲状态下将各电缆芯80保持规定的间隔。相分离夹具100包括保持各电缆芯的把持部10和将该把持部10按规定间隔固定的第一连接部20和第二连接部30。本实施方式用三个把持部10连接直径不同的两个连接部。另外，相分离夹具100利用隔板40在第二连接部30和隔板40之间形成各相的密封分流部70。本发明的相分离结构200，用该夹具进行相分离的各电缆芯80被收纳在充满制冷剂的箱50内。在以上的结构中，在本实施例，三芯一束的超导电缆2相当于多芯超导电缆；电缆芯80相当各芯；箱50相当于分支箱；第一连接部20和第2连接部30相当于连接部，把持部10相当于电缆把持部。

(把持部)

把持部10是覆盖各电缆芯80的弯曲的金属筒。扭绞在一起的各电缆芯80的扭绞被解开，随着舒缓的S状弯曲，被散开成规定的间隔。那时，在容许的弯曲半径形成该曲线区间，而通过用金属筒的把持部10覆盖其曲线区间的整体，即使在电缆芯热收缩时也能继续维持曲线区间的弯曲状态，可以防止在电缆芯上发生过度的弯曲。在此，将把持部10的弯曲半径作成1000mm，内径作成42mm，把持部10的材料是不锈钢。

在该实施方式，如图2所示，由把第一连接部20和第二连接部30连成一串的桶状体11和把电缆芯80收纳在与该桶状体11间的多个半圆筒片12构成把持部10。用桶状体11使第一连接部20和第二连接部30结合成一体。另外，通过将多个半圆筒片12在电缆芯的长度方向连接、并列，可以形成经过桶状体11相同长度的管，覆盖电缆芯80的外周。

在该把持部10中在长度方向连续形成多个制冷剂透过孔13(图1)。由于收纳电缆芯80的把持部10浸在液态氮等制冷剂中，故可以通过制冷剂透过孔13向把持部10内导入制冷剂，更有效地冷却电缆芯80。

而且，在该把持部10在外周安装金属带(图中未示出)，并捆紧，使得能没有偏离地保持电缆芯80。

(连接部)

连接部20和30是按规定的间隔保持上述三个把持部10部件，其包括：与把持部10成为一体的环状部21和31，由环状部21和31向外周方向延伸的扇状框22和32，在扇状框22和32的外周形成的滑动部23和33。在本实施例，如图3和图4所示，使用第一连接部20和第二连接部30。

第一连接部20在开始打开扭绞在一起的电缆芯的间隔的地方把把持部10固定在环状体21的外周上。第二连接部30将在充分打开间隔的地方把把持部10固定在环状体31的外周上。因此，第二连接部30的环状体31形成比第一连接部20的环状体21大的外径。

在这些环状体21和31的外周没有把持部10的地方形成3个扇状框22和32。扇状框22和32在后述的箱50内，将各环状体21和31保持在该轴上，其外径在第一连接部20和第二连接部30中作成相同的。

而在各扇状框22和32的周边部形成与箱50内周面接触的滑动部23和33，电缆热收缩时，可以用该滑动部23和33原样保持各电缆芯80的弯曲状态，使相分离夹具100在箱50内圆滑地滑动。在滑动部23和33中，在贯通扇状框22和32的螺栓的前端设置含氟树脂制的突起。突起的前端形成球面状，与箱50的内表面大致成点接触状态。

电缆热收缩时，三芯一束超导电缆2由于是三芯扭绞在一起形成的，故连接部20和30也在圆周方向进行若干旋转，但由于相分离后的各个电缆芯80在箱50的端部旋转方向固定，故连接部20和30只要产生过分旋转，在各电缆芯80上就加上过分变形。因此，为了向连接部20及30周围方向旋转最好设置限制旋转角度的挡块。作为挡块可以举出把作为滑动部23和33的动作在规定的周围方向范围内的突起设在箱50的内表面上。

(隔板)

如图2所示，比第二连接部30更靠末端设置隔板40，在隔板40和第二连接部30之间形成各相的密封短路部70。该隔板40除把持部的长度短之外与第二连接部30几乎是同样的结构，与第一连接部20和第二连接部30同样具有滑动部43，电缆芯热收缩时可以在箱50内在电缆芯的轴方向圆滑地滑动。另外，该隔板40用连结螺栓60与第二连结部30形成一体。

相分离后的各电缆芯80通过密封短路部70用该隔板40保持各电缆芯80的间隔。而各电缆芯80连接在终端末端部，各种机器或相位变换电设备(图中未示出)等上。

(制冷剂相及真空相)

用相分离夹具100保持的各电缆芯80用形成制冷剂槽的箱50(图2)覆盖其外周，进而在箱50的外周用形成隔热层的真空层(图中未示出)覆盖。箱50是在内部充满液态氮等制冷剂的圆筒状容器。

(超导电缆)

在该相分离结构中可以使用如图5所示的超导电缆。该超导电缆是在隔热管1内使三芯的各电缆芯80扭绞在一起并收纳的结构。

隔热管1是在由外管3和内管4构成的二重管之间配置超绝缘，并在二重管内抽真空的结构。各电缆芯80从中心按顺序装有绕线模(フォ—マ)5、超导体6、电绝缘层7、密封层8和保护层9。绕线模5从机械强度和交流损失的观点出发最好使用细径的绝缘铜线捻线。超导导体6在绕线模5上多层螺旋状地缠绕超导线材。密封层8也在电绝缘层7上螺旋状地缠绕相同的超导线材。进而，隔热管1的内部和各电缆芯80之间的空间形制冷剂的流路。

(把持部的相排列)

以上说明了在相分离前后相排列不变的相分离结构。即如图6A所示，各把持部10其间隔只简单地随着从一端向另一端散开，没有交差。因此，如图6B所示，相分离前的扭绞在一起的各相是按右旋芯X→芯Y→芯Z的顺序，相分离后各相也按右旋芯X→芯Y→芯Z的顺序。

与此相对，图7A中所示的把持部10是各把持部10交差的结构。因此，如图7B所示，相分离前扭绞在一起的各相虽然是按右旋芯X→芯Z→芯Y的顺序，但相分离后各相变成按右旋芯X→芯Y→芯Z的顺序。

这样若准备多种具有相排列不同的把持部的相分离夹具，就可以选择、使用适于超导电缆的相排列和相分离后连接的机器或设备的相排列的夹具。

本发明的超导电缆的相分离夹具和超导电缆的相分离结构是用于为将扭绞在一起的多芯超导电缆的各芯连接在相位变换设备等上的扩张各芯成适当间隔的夹具。

Claims (4)

1.一种超导电缆相分离夹具，其包括：电缆把持部(10)，其将多芯超导电缆(2)的各芯(80)维持在规定的容许弯曲状态；连接部(20、30)，其按规定的间隔保持每一个芯(80)的所述电缆把持部(10)。

2.如权利要求1所述的超导电缆的相分离夹具，其还包括滑动部(23、33)，其相对覆盖所述连接部(20、30)外周的分支箱(50)，滑动自如地支持所述连接部(20、30)及所述电缆把持部(10)。

3.如权利要求1所述的超导电缆的相分离夹具，所述电缆把持部(10)把沿各芯(80)长度方向排列的多个所述连接部(20、30)连成一体。

4.一种超导电缆的相分离结构，其用权利要求1所述的超导电缆的相分离夹具，将多芯超导电缆(2)分开、保持，并收纳在分支箱(50)内。

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