CN1604417B - 用于超导电缆的接合结构件以及接合方法 - Google Patents

用于超导电缆的接合结构件以及接合方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1604417B
CN1604417B CN2004100117774A CN200410011777A CN1604417B CN 1604417 B CN1604417 B CN 1604417B CN 2004100117774 A CN2004100117774 A CN 2004100117774A CN 200410011777 A CN200410011777 A CN 200410011777A CN 1604417 B CN1604417 B CN 1604417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal tube
silver
abutment sleeve
hyperconductive cable
former
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2004100117774A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1604417A (zh
Inventor
张铉万
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Corp
Original Assignee
LG Cable Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Cable Ltd filed Critical LG Cable Ltd
Publication of CN1604417A publication Critical patent/CN1604417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1604417B publication Critical patent/CN1604417B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/34—Cable fittings for cryogenic cables
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有优良的机械和电特性的中间接合结构件，以及制备该中间接合结构件的方法。该中间接合结构件包含金属管以及接合套管。该金属管插入在一对超导电缆之间，并通过焊接被固定到成型器上。短于导电金属筒的多条超导体导线绕设在导电金属筒的纵向方向上。使用银带捆扎所设置的超导体导线，以形成该接合套管。该接合套管被接合并固定在该金属管的外表面上。

Description

用于超导电缆的接合结构件以及接合方法
技术领域
本发明涉及一种用于超导电缆的接合结构件以及一种用于接合该超导电缆的方法，尤其涉及超导电缆的中间接合结构件以及其接合方法，该中间接合结构件通过明显改善接合界面的物理粘接强度、致冷剂的温升、以及由于这种温度的上升引起的冷却系统的超载来防止开裂，而且具有优良的电特性。
背景技术
通常，相比较于传统的电力电缆，使用超导体的电力电缆能传输大量的电力，并且功率损耗非常小。
为了使用超导电缆长距离传送大量电力的目的，超导电缆之间的中间接合构件是绝对必要的。该中间接合构件包括导体接合部分、绝缘部分以及用于将所述超导电缆冷却在临界温度之下的致冷剂循环结构件。
在公开号为HEI 4-98773日本专利中揭示了一种用于所述导体接合部分的传统技术，在此将参考图1简要描述如下。
所述传统的导体接合构件构成如下。首先，电缆的内部成型器(former)41和51被切为短于围绕该成型器41和51的超导带42和52的长度。将具有与电缆的分层结构件相同的分层结构件的接合构件4插入在两电缆的成型器41和51之间。最后，通过银焊料8和9将电缆的成型器41和51接合在接合构件4的两端，从而通过银焊料7将超导带42和52互相接合。
通过将超导带62缠绕在具有与该电缆的分层结构件相同的分层结构件的金属管61上，形成该接合构件4。超导带62是通过在其上按顺序层压导电金属层63、超导层65以及导电金属层64构成。
因此，在该导体接合部分中，电流被提供给一个电缆的超导层45，并经由接合构件4的超导层65流至另一电缆的超导层55。
然而，在用于接合电缆的传统方法中，既然该接合构件是通过银焊料与该电缆的成型器接合，由于在低于临界温度进行冷却操作过程中的热收缩，在接合构件和电缆之间的界面处可能会产生破裂。如果在高压下(大约10bar)，致冷剂渗入该易碎界面以及破裂的区域中，该接合部分可能断裂或者其接触电阻可能增加。甚至，由于焦耳热引起的温升，冷却系统的冷却负荷增加，也可能出现超导体的失超现象。
此外，由于当通过银焊料将接合构件的两端与成型器接合时温度过分地上升，可能会损坏超导带。
发明内容
因此，鉴于上述和/或其它问题提出本发明，本发明的一个方案为提供一超导电缆的接合结构件，用于改善电缆的中间构件的接合强度，以便防止破裂、致冷剂的温升以及由于这种温升引起的冷却系统的超载，并用于提供高的电特性，本发明还提供用于接合超导电缆的方法。
根据本发明，上述和其它方案能通过提供将一对超导电缆接合在一起的超导电缆的中间接合结构件实现，其中，该超导电缆具有绕金属管制成的成型器的超导体层。该中间接合结构件包含插入在该对超导电缆之间，并通过焊接联接到在该成型器上的金属管，以及接合套管，接合并联接到在该金属管的外表面上，在将多条超导体导线(短于该导电金属筒)绕设在该导电管的纵向方向上之后，用Ag(silver，银)带捆扎。其中接合套管构造为包括：导电金属筒，其被接合并固定到该金属管的外表面上；多条超导体导线，其比该导电金属筒短，并绕设在该导电金属筒的纵向方向上；以及银带，所述多条超导体导线用所述银带捆扎。
优选地，该金属管由与该超导电缆的该成型器的材料相同的材料构成，并且该导电金属筒由银构成。
此外，在该超导电缆具有多层导体的情况下，通过构成多层接合套管，多层超导电缆被接合，其中，该多层接合套管是通过将多条超导体导线(比银带层短)设置在该银带层上，以及使用银带捆扎该设置的超导体导线构成。
根据本发明，上述和其它方案能通过提供将一对超导电缆接合在一起的方法实现，该超导电缆具有绕在金属管制成的成型器上的超导体层，该方法包括步骤：通过将多条超导体导线(短于该导电金属筒)绕设在该导电金属筒的纵向方向上，并使用银带捆扎该设置的超导体导线，来构成接合套管；在800至850摄氏度对该接合套管施加40小时或更长的热处理；通过将该接合套管接合并固定在更长的金属管的周围，构成接合构件；通过焊接将该接合构件的金属管固定在两个超导电缆的该成型器上；以及绕该接合构件的该导电金属筒的两端，接合两个超导电缆的该超导层。
附图说明
结合附图，从实施例的下列说明中本发明的这些和/或其它方面以及优点将变得显而易见并且更易于理解，其中：
图1是超导电缆的传统接合结构件的横断面图；
图2是根据本发明用于超导电缆的接合构件的横断面图；以及
图3是使用图2中的接合构件的超导电缆的中间接合结构件的横断面图。
具体实施方式
图2和图3是分别显示根据本发明用于超导电缆的接合构件、和使用接合构件的中间电缆接合结构件的横断面图。
如图所示，该中间电缆接合结构件包含金属管31和接合套管40。将该金属管31焊接并联接到在两个超导电缆的成型器16上。多条超导体导线32绕设在导电金属筒37的纵向方向上，并被银带38捆扎。然后，通过收缩装置，将超导体导线32固定绕在金属管31上，以完成接合套管40。
金属管31是由与超导电缆的成型器16的金属材料相同的金属材料制成。金属管31的两端通过焊接(welding)39固定在超导电缆的成型器16上，从而金属管31具有很高的粘结强度而可防止由于热收缩导致的分离。
通过收缩装置，接合套管40被一体化绕在金属管31上。几打超导体导线32绕设在导电金属筒37的纵向方向上，并被银带38捆扎，从而完成接合套管40。
在这种情况下，为了平滑导电，导电金属筒37最好是由具有低电阻的银管制成。
此外，接合套管40可以由单层超导体导线32构成。在使用多层结构件接合超导电缆的情况下，该超导电缆按照下述方式被接合。首先，将几打超导体导线32(短于由银带38形成的银带层)设置在由银带38形成的银带层上。然后，通过将银带38绕超导体导线32捆扎，形成具有相应于该超导电缆的多层结构件的接合套管40。因此，该超导电缆通过多层套管40被互相接合在中间区域。
按照上述方式构成的接合套管40经过在800至850摄氏度的范围超过40小时的热处理，可获得超导特性。通过两片银在高温条件下的金属扩散，接合套管40被接合并一体化。
接合套管40具有比金属管31的外径小0.2毫米的内径。接合套管40被加热并膨胀，而金属管31通过冷却被收缩。然后，接合套管40被装配到金属管31上。接合套管40和金属管31可在室温下紧密接触，而形成完整的接合构件。
进一步，超导电缆的第一超导体层12通过Pb-Sn(铅-锡)或类似物，与由银管制成的导电金属筒37的表面接合，并且第二超导体层12通过Pb-Sn或类似物与由银带38形成的第二银带层接合。
根据上述接合超导电缆的方法，几打超导体导线32(短于导电金属筒37)绕设在导电金属筒37的纵向方向上，并被银带38捆扎，从而构成接合套管40。
同时，为了完成多层超导电缆的接合，几打短于由银带38形成的银带层的超导体导线32设置在由银带38形成的银带层上，并被银带38捆扎，从而构成具有相应于该超导电缆的多层结构件的接合套管40。
接合套管40经过在800至850摄氏度的温度超过40小时的热处理获得超导特性。由于银在高温下的金属扩散，所完成的接合套管40在层间无接触电阻。
接下来，通过将接合套管40接合并固定在金属管31的周围，来完成接合构件，其中，金属管31形成为比接合套管40长。
在此情况下，金属管31具有比接合套管40的内径大0.2毫米的外径，并且金属管31被冷却收缩。接合套管40被加热并膨胀，以装配金属管31和接合套管40。接合套管40可在常温下和金属管31彼此紧密接触，以形成完整的接合构件。
在构成该接合构件之后，通过电弧焊接39将该接合构件的金属管31固定在该超导电缆的两个成型器上，从而当冷却该超导电缆时，可保持机械强度。
进一步，超导电缆的第一超导体层12通过Pb-Sn或类似物与接合构件的导电金属筒37的表面接合，并且第二超导体层12通过Pb-Sn或类似物与由银带38形成的第一银带层接合，从而将一对超导电缆接合。
从上述描述显而易见，由于通过电弧焊接接合金属管，其中，该金属管用与超导电缆的成型器的材料相同的材料制成，在接合界面的物理接合强度明显提高。因此，在冷却该超导电缆之后，机械强度可长时间保持。
此外，由于包含超导带的接合套管与电缆的超导体层接合成直线，所以电阻减小。当故障发生时，接地故障电流被分配到该接合套管的银层；因此，确保了电力的安全。
由于在该接合套管的热处理中，仅仅存在相同材料的银层通过金属扩散接合，因此界面的接触电阻显著减少。因此，可增加导电性，并显著减少在界面处的热生成。
为解释说明的目的，揭示本发明的较佳实施例，但是本领域技术人员将明了各种不脱离如随附的权利要求书揭示的本发明的范围和精神的修改、添加和替换。

Claims (5)

1.一种用于超导电缆的中间接合结构件，用于将一对超导电缆接合在一起，其中，该超导电缆具有绕在金属管制成的成型器上的超导体层，该中间接合结构件包含：
金属管，插在该对超导电缆之间，并通过焊接联接到该成型器上；
接合套管，构造为包括：导电金属筒，其被接合并联接到该金属管的外表面上；多条超导体导线，其比该导电金属筒短，并绕设在该导电金属筒的纵向方向上；以及银带，所述多条超导体导线用所述银带捆扎。
2.如权利要求1所述的中间接合结构件，其中，该金属管由与该超导电缆的该成型器的材料相同的材料构成。
3.如权利要求1所述的中间接合结构件，其中，该导电金属筒由银构成。
4.如权利要求1所述的中间接合结构件，其中，通过构成多层接合套管，多层超导电缆被接合，其中，该多层接合套管是通过将比由所述银带形成的银带层短的多条超导体导线设置在该银带层上，以及使用所述银带捆扎所设置的超导体导线构成。
5.一种将一对超导电缆彼此接合的方法，该超导电缆设有绕金属管成型器的超导体层，该方法包括步骤：
通过将多条超导体导线绕设在导电金属筒的纵向方向上，并使用银带捆扎所设置的超导体导线，来构成接合套管；
在800至850摄氏度对该接合套管施加40小时或更长的热处理；
通过将该接合套管接合并固定在一更长的金属管的周围，构成接合构件；
通过焊接将该接合构件的金属管固定在两个超导电缆的该成型器上；以及
绕该接合构件的该导电金属筒的两端，接合两个超导电缆的该超导体层。
CN2004100117774A 2003-09-29 2004-09-29 用于超导电缆的接合结构件以及接合方法 Expired - Fee Related CN1604417B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0067551A KR100496995B1 (ko) 2003-09-29 2003-09-29 초전도 케이블의 접속구조 및 접속방법
KR1020030067551 2003-09-29
KR10-2003-0067551 2003-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1604417A CN1604417A (zh) 2005-04-06
CN1604417B true CN1604417B (zh) 2011-03-16

Family

ID=34374227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2004100117774A Expired - Fee Related CN1604417B (zh) 2003-09-29 2004-09-29 用于超导电缆的接合结构件以及接合方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7102083B2 (zh)
KR (1) KR100496995B1 (zh)
CN (1) CN1604417B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7071148B1 (en) 2005-04-08 2006-07-04 Superpower, Inc. Joined superconductive articles
US8594756B2 (en) * 2007-06-22 2013-11-26 Nkt Cables Ultera A/S Superconducting element joint, a process for providing a superconducting element joint and a superconducting cable system
CN101785123B (zh) * 2007-06-22 2013-01-30 Nkt电缆乌尔特拉有限公司 超导元件接头、用于提供超导元件接头的方法
KR100977405B1 (ko) 2008-07-03 2010-08-24 한국전기연구원 삼상 초전도 케이블의 중간접속장치
EP2395610A4 (en) 2009-02-05 2014-07-16 Toshiba Kk PROCESS FOR CONNECTING SUPERCONDUCTING CONDUCTORS AND SUPERCONDUCTING COIL
KR101034893B1 (ko) * 2009-11-10 2011-05-17 한국전기연구원 전류평활 냉각관을 갖는 초전도 케이블 단자
US8946125B2 (en) * 2011-01-27 2015-02-03 Furukawa Electric Co., Ltd. Connection structure for superconductive cables, method for laying the same, and method for vacuuming connection structure for superconductive cables
KR101798659B1 (ko) * 2011-04-27 2017-11-16 엘에스전선 주식회사 초전도 케이블 장치
CN102545134B (zh) * 2012-02-08 2014-04-02 中国科学院电工研究所 高温超导电缆多段连接装置
CN103733453B (zh) * 2012-05-31 2018-02-13 古河电气工业株式会社 超导电缆的骨架的连接结构和连接方法
EP2961017A1 (de) * 2014-06-24 2015-12-30 Nexans Verfahren und Anordnung zum Aufbau eines supraleitfähigen Kabelsystems
US9875826B2 (en) 2014-11-14 2018-01-23 Novum Industria Llc Field makeable cryostat/current connections for an HTS tape power cable
CN104682024B (zh) * 2015-03-05 2016-10-19 清华大学 一种双电流通道高温超导电缆的多段连接装置
CN109686495B (zh) * 2017-10-19 2020-07-10 北京航空航天大学 一种模块化的可组装式超导电缆冷套结构
JP7186052B2 (ja) * 2018-10-10 2022-12-08 昭和電線ケーブルシステム株式会社 超電導ケーブルの中間接続部、超電導ケーブル線路及び超電導ケーブルの中間接続方法
JP7186053B2 (ja) * 2018-10-10 2022-12-08 昭和電線ケーブルシステム株式会社 超電導ケーブルの中間接続部、超電導ケーブル線路及び超電導ケーブルの中間接続方法
CN109546511A (zh) * 2018-11-20 2019-03-29 嘉兴市新缆电缆有限公司 一种电缆导体的连接方法
CN110034474B (zh) * 2019-05-21 2021-03-02 北京原力辰超导技术有限公司 超导缆线焊接辅助装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1279827A (zh) * 1997-11-28 2001-01-10 Abb股份有限公司 电力感应装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2721266B2 (ja) 1990-08-16 1998-03-04 古河電気工業株式会社 超電導ケーブル接続部
JP3474602B2 (ja) * 1993-05-07 2003-12-08 住友電気工業株式会社 超電導導体
US5843584A (en) * 1995-04-03 1998-12-01 General Electric Company Superconductive article and method of making
US6596945B1 (en) * 1998-09-11 2003-07-22 Southwire Company Superconducting cable

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1279827A (zh) * 1997-11-28 2001-01-10 Abb股份有限公司 电力感应装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平2001－283660A 2001.10.12

Also Published As

Publication number Publication date
US7102083B2 (en) 2006-09-05
CN1604417A (zh) 2005-04-06
KR100496995B1 (ko) 2005-06-23
KR20050031293A (ko) 2005-04-06
US20050067184A1 (en) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1604417B (zh) 用于超导电缆的接合结构件以及接合方法
JP4191544B2 (ja) 超電導ケーブルのジョイント構造
US3749811A (en) Superconducting cable
CN101697384B (zh) 超导线缆的连接套管和借助该套管的连接端子
KR101030649B1 (ko) 초전도 케이블의 중간 접속부
CN100544147C (zh) 一种用于将超导电缆的屏蔽相互电连接的连接结构
US7166804B2 (en) Terminal structure of superconducting cable and superconducting cable line therewith
US4894906A (en) Superconductive joint for multifilament superconducting and method of forming
CN100456586C (zh) 超导电缆的接合结构和用于连接超导电缆的绝缘分隔件
JP3076418B2 (ja) マルチフィラメント超伝導ケーブル及びその製造方法
JP2011045169A (ja) 超電導ケーブルの中間接続構造
CN104134921B (zh) 一种冷绝缘高温超导电缆导体端部连接方法
KR20010022620A (ko) 고온 초전도 캐이블과 그의 제조 방법
CN210274578U (zh) 一种发热电缆多股丝隐式接头
CN103608888A (zh) 熔丝
JP5297271B2 (ja) 超電導ケーブルの中間接続構造
JP2010287349A (ja) 超電導ケーブルの端末構造
KR102627190B1 (ko) 전기 배선용 접속재의 제조방법
JP2003526175A (ja) 高温超伝導ケーブル及びその製造方法
CN218514540U (zh) 一种长度方向功率可变的加热电缆及三相一体化加热电缆
JP4275262B2 (ja) 超電導コイル
JPS5830682B2 (ja) チヨウデンドウホロ−コンダクタ−ノ セイゾウホウホウ
KR100795819B1 (ko) 고온 초전도 케이블의 통전층 접속장치 및 그 접속장치를이용한 접속방법
JP2013140691A (ja) 超電導ケーブルの中間接続構造及び超電導ケーブルの接続方法
KR20150033987A (ko) 대전류 전송 바 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110316

Termination date: 20170929

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee