CN201994137U - 一种高温超导电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温超导电缆，包括位于电缆轴心的电缆骨架，该电缆骨架为空心管状结构，外部缠绕超导带材，超导带材外绕包绝缘带并套上低温保持内管，在低温保持内管外缘绕包绝热带，再沿轴线方向成对设置支撑管，在支撑管外套有低温保持外管，在低温保持外管外层再依次设置主绝缘层、屏蔽层和外护套，其中屏蔽层为铜丝编织网状结构。本实用新型的屏蔽层材料为编织铜网结构，屏蔽抑制系数R=0.03--0.06，其通电电流500A以下。由于采用编织方法，编织丝柔软易弯曲连接，使得该电缆既保持了优良的屏蔽效果，又具有柔软特性，自身感应电流也较小。

Description

一种高温超导电缆

技术领域

本实用新型属于电缆领域，具体涉及一种高温超导电缆。

背景技术

高温超导电缆（ High-Temperature Superconducting Power Cable），它由电缆芯、低温容器、终端和冷却系统四个部分组成。其中电缆芯是高温超导电缆的核心部分，包括通电导体、电绝缘和屏幕导体等主要部件。

高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。高温超导电缆将首先应用于短距离传输电力的场合（如发电机到变压器、变电中心到变电站、地下变电站到城市电网端口）及电镀厂、发电厂和变电站等短距离传输大电流的场合，以及大型或超大型城市电力传输的场合。

高温超导电缆的传输损耗仅为传输功率的0.5%，比常规电缆5-8%的损耗要低得多。在重量、尺寸相同的情况下，与常规电力电缆相比，高温超导电缆的容量可提高3-5倍、损耗下降60%，可以明显地节约占地面积和空间，节省宝贵的土地资源。用高温超导电缆改装现有地下电缆系统，不但能将传输容量提高3倍以上，而且能将总费用降低20%。利用高温超导电缆还可以改变传统输电方式，采用低电压大电流传输电能。因此，高温超导电缆可以大大降低电力系统的损耗，提高电力系统的总效率，具有可观的经济效益。

国内对高温超导电缆的研究已有几十年的历史，有些产品已经应用在卫星、运载火箭或其他领域的精密设备上，由于这些运行的环境比较复杂，各种仪器设备之间会产生干扰，为了保持电缆运行的稳定性和可靠性，必须采取抗电磁场干扰的措施。为此，在超导电缆的外护套内有一屏蔽层，其主要作用是抗电磁场干扰，在使用过程中既能导通故障电流，也能抗自身产生的电磁场对外界的干扰。现有技术的屏蔽结构有两种，一种是铜丝疏绕结构，另一种是铜波纹管状结构。其中，铜丝疏绕结构的屏蔽抑制系数为R=0.01--0.02,该系数较低，屏蔽效果较差，其适用于运行220kV以上的超高压线路，能够通过较大故障电流的场合；而铜波纹管状结构的屏蔽抑制系数为R=0.02--0.04，但是弱点是电缆产品结构硬，不易弯曲。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种屏蔽抑制系数较高，同时结构较软，容易弯曲的高温超导电缆。

本实用新型所述的一种高温超导电缆，包括位于电缆轴心的电缆骨架，该电缆骨架为空心管状结构，外部缠绕超导带材，超导带材外绕包绝缘带并套上低温保持内管，在低温保持内管外缘绕包绝热带，再沿轴线方向成对设置支撑管，在支撑管外套有低温保持外管，在低温保持外管外层再依次设置主绝缘层、屏蔽层和外护套，所述屏蔽层为铜丝编织网状结构。

上述屏蔽层的每股铜丝由3-12根直径为0.1mm---0.5mm的铜丝并成，铜丝按照30°-60°的夹角编织，编织密度为35%--85%。

本实用新型的屏蔽层材料为编织铜网结构，屏蔽抑制系数R=0.03--0.06，其通电电流500A以下。由于采用编织方法，编织丝柔软易弯曲连接，使得该超导电缆既保持了优良的屏蔽效果，又具有柔软特性，自身感应电流也较小。

附图说明

图1是高温超导电缆的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，高温超导电缆包括位于轴心的电缆骨架8，该电缆骨架为空心管状结构，内部通液氮，外部缠绕超导带材7，超导带材7外依次为绝缘带6、低温保持内管5，在低温保持内管5外缘绕包多层绝热带9，之后沿轴线方向成对设置支撑管4，在支撑管4外套有低温保持外管10，如此在低温保持外管与内管之间形成了一个空腔绝热层9，该空腔绝热层9中抽真空，在低温保持外管10外层再依次设置主绝缘层3、屏蔽层2和外护套1。

本实用新型的屏蔽层材料如图1中所示，为铜网形式，其中每股铜丝由3-12根直径为0.1mm---0.5mm的铜丝并成，铜丝按照30°-60°的夹角编织，编织密度为35%--85%。

该高温超导电缆的制备方法为：

1）先制作高温超导电缆的骨架8，利用不锈钢管压成波纹状；

2）在波纹骨架上绕包超导带材7，并在超导带材上面绕包绝缘带6；

3）将绕好的绝缘敷设在低温保持内管5内，在低温保持管外绕包多层绝热带9；

4）利用支撑管4将低温保持外管10套在内管上面；

5）在低温保持外管10上面挤包一层主绝缘层3；

6）主绝缘的外面则采用编织的屏蔽方式设置屏蔽层2，先将直径为0.1mm---0.5mm的铜丝按照3-12根并成一股，收在线盘上；利用设备将成股的铜丝按照一定的角度编织，编织密度为35%--85%。

7）在编织层2外挤包一层外护套1。

本实用新型提供了一种高温超导电缆的屏蔽层材料及其编织方法的思路及实施方法，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种高温超导电缆，包括位于电缆轴心的电缆骨架（8），该电缆骨架为空心管状结构，外部缠绕超导带材（7），超导带材（7）外绕包绝缘带（6）并套上低温保持内管（5），在低温保持内管（5）外缘绕包绝热带（9），再沿轴线方向成对设置支撑管（4），在支撑管（4）外套有低温保持外管（10），在低温保持外管（10）外层再依次设置主绝缘层(3)、屏蔽层(2)和外护套(1)，其特征在于所述屏蔽层为铜丝编织网状结构。

2.根据权利要求1所述的高温超导电缆，其特征在于屏蔽层(2)的每股铜丝由3-12根直径为0.1mm---0.5mm的铜丝并成，铜丝按照30°-60°的夹角编织，编织密度为35%--85%。