CN210073450U - 一种模块化的高温超导电缆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种模块化的高温超导电缆，导体层的超导单元轴向向排列设置，采用模块化设计，单位标准化生产，方便组装，具有良好的扩展性，在超导单元周向排列的中部留有第一空隙，导体层的第二金属护套和第一金属护套之间设置有第二空隙，第一空隙和第二空隙中填充冷却介质，为高温超导电缆增加了冷却通道，散热性得到提高，加速了超导电缆失超后的恢复速度，解决了现有的超导电缆容量不易扩展，散热不好，不易失超恢复的技术问题。

Description

一种模块化的高温超导电缆

技术领域

本申请涉及超导电缆技术领域，尤其涉及一种模块化的高温超导电缆。

背景技术

随着工业和经济的快速发展，人们对电能的需求量增加迅速，对电网输电密度和电容量要求也逐渐增加。高温超导电缆采用无阻、能传输高电流密度的高温超导材料作为导电体，绝缘层与导电层处在低温区，因此，与传统电缆相比，超导电缆在输电过程中具有传输阻抗小，传输容量大，能耗低，结构紧凑，尺寸小，线路无功需求小等优点，可以充分利用已有的常规电力电缆的敷设管道，还能减小电磁污染。

高温超导电缆系统一般包含电缆本体、制冷系统、电缆终端和检测保护四个部分，其中电缆本体是核心，一般的超导电缆本体是多层由若干根超导带材按一定的缠绕方向和绕向角并排紧密缠绕的骨架上，但是这种超导电缆容量不易扩展，散热不好，不容易失超恢复。

实用新型内容

本申请提供了一种模块化的高温超导电缆，用于解决现有的超导电缆容量不易扩展，散热不好，不易失超恢复的技术问题。

有鉴于此，本申请提供了一种模块化的高温超导电缆，包括：由内向外套接的导体层、绝缘层和屏蔽层；

所述导体层包括若干个超导单元、第二金属护套和第一金属护套；

所述若干个所述超导单元周向排列设置，且中部留有第一空隙；

所述第二金属护套包裹在所述周向排列设置的所述超导单元外层；

所述第一金属护套套接在所述第二金属护套外层；

所述第二金属护套与所述第一金属护套之间留有第二空隙；

所述第一空隙和所述第二空隙内填充冷却介质。

优选地，还包括绝热层；

所述绝热层设置在所述屏蔽层外层。

优选地，所述超导单元内设有超导带材凹槽。

优选地，所述绝缘层内表面设有内半导电层，所述绝缘层外表面设有外半导电层。

优选地，所述绝热层为双层金属波纹管。

优选地，所述屏蔽层为两层螺旋绕制的高温超导带材。

优选地，所述超导单元的数量为6个，6个所述超导单元呈正六边形排列设置。

优选地，所述第二金属护套的材质为不锈钢，且横截面为梯形。

优选地，所述第一金属护套的材质为铜，且横截面为圆形。

优选地，每个所述超导单元设置有4个所述超导带材凹槽，每个所述超导带材凹槽内部并联堆叠放置2根超导带材。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中提供的一种模块化的高温超导电缆，包括：由内向外套接的导体层、绝缘层和屏蔽层；导体层包括若干个超导单元、第二金属护套和第一金属护套；若干个超导单元周向排列设置，且中部留有第一空隙；第二金属护套包裹在周向排列设置的超导单元外层；第一金属护套套接在第二金属护套外层；第二金属护套与第一金属护套之间留有第二空隙；第一空隙和第二空隙内填充冷却介质。本申请中提供的高温超导电缆，导体层的超导单元轴向向排列设置，采用模块化设计，单位标准化生产，方便组装，具有良好的扩展性，在超导单元周向排列的中部留有第一空隙，导体层的第二金属护套和第一金属护套之间设置有第二空隙，第一空隙和第二空隙中填充冷却介质，为高温超导电缆增加了冷却通道，散热性得到提高，加速了超导电缆失超后的恢复速度，解决了现有的超导电缆容量不易扩展，散热不好，不易失超恢复的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例中提供的一种模块化的高温超导电缆的一个结构示意图；

其中，附图标记为：

1、超导单元；2、第二金属护套；3、第一金属护套；4、绝缘层；5、屏蔽层；6、绝热层。

具体实施方式

本申请实施例公开了一种模块化的高温超导电缆，用于解决现有的超导电缆容量不易扩展，散热不好，不易失超恢复的技术问题。

请参阅图1，本申请提供了一种模块化的高温超导电缆的一个实施例，本申请实施例提供的模块化的高温超导电缆，包括：由内向外套接的导体层、绝缘层4和屏蔽层5；

导体层包括若干个超导单元1、第二金属护套2和第一金属护套3；

若干个超导单元1周向排列设置，且中部留有第一空隙；

第二金属护套2包裹在周向排列设置的超导单元1外层；

第一金属护套3套接在第二金属护套2外层；

第二金属护套2与所述第一金属护套3之间留有第二空隙；

第一空隙和第二空隙内填充冷却介质。

需要说明的是，本申请实施例中提供的高温超导电缆，导体层包括若干个超导单元1、第二金属护套2和第一金属护套3，如图1所示，若干个超导单元1以周向排列的方式设置，将超导单元1模块化设计；若干个超导单元1围成的周向中部留有第一空隙，第二金属护套2和第一金属护套3之间留有第二空隙，在第一空隙和第二空隙之间填充有冷却介质作为高温超导电缆的冷却通道，有利于加速高温超导电缆的失超恢复能力，尤其是在大电流故障下的快速恢复。

本申请实施例中提供的高温超导电缆，导体层的超导单元1轴向向排列设置，采用模块化设计，单位标准化生产，方便组装，具有良好的扩展性，在超导单元1周向排列的中部留有第一空隙，导体层的第二金属护套2和第一金属护套3之间设置有第二空隙，第一空隙和第二空隙中填充冷却介质，为高温超导电缆增加了冷却通道，散热性得到提高，加速了超导电缆失超后的恢复速度，解决了现有的超导电缆容量不易扩展，散热不好，不易失超恢复的技术问题。

为了便于理解，请参阅图1，本申请还提供了一种模块化的高温超导电缆的另一个实施例，包括：由内向外套接的导体层、绝缘层4和屏蔽层5；

导体层包括若干个超导单元1、第二金属护套2和第一金属护套3；

若干个超导单元1周向排列设置，且中部留有第一空隙；

第二金属护套2包裹在周向排列设置的超导单元1外层；

第一金属护套3套接在第二金属护套2外层；

第二金属护套2与所述第一金属护套3之间留有第二空隙；

第一空隙和第二空隙内填充冷却介质。

进一步地，还包括绝热层6；

绝热层6设置在屏蔽层5外层。

进一步地，绝热层6为双层金属波纹管。

需要说明的是，作为上一个实施例的改进，本申请实施例中提供的高温超导电缆还可以包括设置在屏蔽层5外层的绝热层6，绝热层6为双层金属波纹管，可以使超导电缆导体层与电缆外部环境实现热绝缘，保证超导电缆导体运行在低温环境中，可以进一步增强高温超导电缆的散热性和失超恢复能力。

进一步地，超导单元1的数量为6个，6个超导单元1呈正六边形排列设置。

需要说明的是，超导单元1的数量可以根据超导电缆的通流设计需求进行预先设定，本申请实施例中，将超导单元1的数量设置为6个，如图1所示，6个超导单元1呈正六边形排列设置，六边形内部中空，可以填充冷却介质，冷却介质可以选为液氮，冷却介质与周向排列的超导单元1接触，作为超导电缆的冷却通道，有利于提高高温超导电缆的散热性，加速失超恢复的速度。

进一步地，超导单元1内设有超导带材凹槽。

进一步地，每个超导单元1设置有4个超导带材凹槽，每个超导带材凹槽内部并联堆叠放置2根超导带材。

需要说明的是，作为改进，本申请实施例中的高温超导电缆的每个超导单元1内设有超导带材凹槽4个，超导带材外部为第二金属护套2，通过超导带材凹槽可以将超导带材固定在超导单元1内的摆放位置，超导带材并联堆叠放置于超导带材凹槽内，每个超导带材凹槽放置2根超导带材，因此，每个超导单元1内有8根超导带材并联，增大了超导单元1和超导电缆的载流量，并联的超导带材与第二金属护套2构成模块化的超导单元1，形成标准化设计和拼装，提高了可扩展性。

进一步地，绝缘层4内表面设有内半导电层，绝缘层4外表面设有外半导电层。

需要说明的是，作为改进，本申请实施例中提供的高温超导电缆，绝缘层4由聚丙烯层压纸构成，内表面设有内半导电层，外表面设有外半导电层，且内外半导电层采用碳纸材料。内半导电层缠绕于第一金属护套3外表面，内半导电层可以均匀导体层外表面的电场，避免因导体表面不光滑而造成导体和绝缘发生局部放电。外半导电层与绝缘层4外表面能够良好接触，且与屏蔽层5电位相等，避免因电缆绝缘表面裂纹等缺陷而与屏蔽层5发生局部放电。

进一步地，屏蔽层5为两层螺旋绕制的高温超导带材。

进一步地，第二金属护套2的材质为不锈钢，且横截面为梯形。

进一步地，第一金属护套3的材质为铜，且横截面为圆形。

需要说明的是，作为改进，本申请实施例中的屏蔽层5由两层高温超导带材螺旋绕制而成，外设有绝热层6。导体层的第二金属护套2为不锈钢，有利于加大超导电缆的限流电阻，第二金属护套2的截面为梯形，有利于超导单元1紧密排布成周向，形成整体积木式拼装。第一金属护套3采用铜金属制成，易于超导电缆散热，横截面采用圆形，有利于超导电缆屏蔽层5的绕制。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种模块化的高温超导电缆，其特征在于，包括：由内向外套接的导体层、绝缘层和屏蔽层；

所述导体层包括若干个超导单元、第二金属护套和第一金属护套；

所述若干个所述超导单元周向排列设置，且中部留有第一空隙；

所述第二金属护套包裹在所述周向排列设置的所述超导单元外层；

所述第一金属护套套接在所述第二金属护套外层；

所述第二金属护套与所述第一金属护套之间留有第二空隙；

所述第一空隙和所述第二空隙内填充冷却介质。

2.根据权利要求1所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，还包括绝热层；

所述绝热层设置在所述屏蔽层外层。

3.根据权利要求1或2所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述超导单元内设有超导带材凹槽。

4.根据权利要求3所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述绝缘层内表面设有内半导电层，所述绝缘层外表面设有外半导电层。

5.根据权利要求2所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述绝热层为双层金属波纹管。

6.根据权利要求1所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述屏蔽层为两层螺旋绕制的高温超导带材。

7.根据权利要求1所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述超导单元的数量为6个，6个所述超导单元呈正六边形排列设置。

8.根据权利要求1所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述第二金属护套的材质为不锈钢，且横截面为梯形。

9.根据权利要求1所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，所述第一金属护套的材质为铜，且横截面为圆形。

10.根据权利要求3所述的模块化的高温超导电缆，其特征在于，每个所述超导单元设置有4个所述超导带材凹槽，每个所述超导带材凹槽内部并联堆叠放置2根超导带材。

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