DE2026951C - Supraleitendes Kabel - Google Patents

Description

5 Kabel nach ünem der Ansprüche 1 bis 3, Es ist auch bereits ''ikannt, die Innenseite des die

dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierung drahtförmigen Leiter oder Leiterbündel umgebenden

Schichten aus auf die Wellrohre aufgewickeltem 30 We'Irohres mit einer supraleitfähigen Schicht zu be-

Isolierpapier vorgesehen sind. decken (Österreichische Patentschrift 278126). Auf

6. Kabel nach nh&m der Ansprüche 1 bis 3, diese Weise wird zusätzlich zu den vom Wellrohr dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierung ein umfaßten Leitern ein weiterer Leiter zur Übertraeinschichtiger Kunststoffmantel vorgesehen ist. gung von elektrischer Energie bereitgestellt. Der

7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 35 Nachteil dieser bekannten Konstruktion liegt, wie bei dadurch gekennzeichnet, daß die Wellrohre aus der obengenannten, wiederum darin, daß gleichzeitig perforiertem Blech gefertigt sind. mit tier Isolierung auch das Leitermetall sich ver-

8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, kürzt, ohne daß die Möglichkeit einer Streckung dadurch gekennzeichnet, daß die Wellrohre in durch die mechanische Einspannung besteht. Das Achsrichtung geschlitzt sind. 40 aber führt zu Schwierigkeiten beim Anschluß des Ka-

9. Kabel iiacL einem der Ansprüehe ! bis 6, bds. Eh besieht daher die Gefahr, daß die Leher an dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der In- der Anschlußstelle oder innerhalb des Kabels abreinen- und Außenseite der mit einem supraleitfähi- ßen, da bei größeren Kabelstrecken erhebliche Vergen Material beschichteten und mit einer Isolic- kürzungen des Leiters infolge seiner Abkühlung zu rung versehenen Wellrohre eine Druckdifferenz 45 erwarten sind.

besteht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

10. Kabel nach Anspruch 9, dadurch gekenn- gründe, ein supraleitendes Kabel anzugeben, bei welzeichne», daß die Wellrohre von einem Vakuum ehern der Leiter durch die Abkühlung gar nicht oder umgeben sind. _nur j_n unerheblichem Maße verkürzt wird, und bei

11. Kabel nach einem der Ansprüche I bis 10, 50 welchem die Kontraktionen der Isolierung und der dadurch gekennzeichnet, daß di" Wellungen der Leiter einander so wp.it angepaßt «nrl Haß gefähr. Wellrohre in Achsrichtung trapezförmigen Quer- liehe mechanische Spannungen innerhalb des Kabels

' schnitt haben. vermiedei * irden. Gelöst wird diese Aufgabe für ein

· . supraleitendes Kabel der eingangs beschriebenen Art

55 erfindungsgemäß dadurch, daß jedes Wellrohr von

einer dicht an den Erhebungen, seiner WeHungen an-

Die Erfindung betrifft ein supraleitenJes Kabel, liegenden Isolierung umgeben ist und daß die WeI-bei welchem nach außen elektrisch und thermisch Jungen der Wellrohre je nach Verwendung eines Isoisolierte und von flüssigem Helium durchströmte par- Iiermaterials mit großem oder kleinem Kontraktionsallel gewellte Wellrohre als Träger der Leiter dienen. 60 koeffizienten steiler oder flacher ausgeführt sind. Als Die thermische und elektrische isolierung supratei- Leiter sind bei dem eriindungsgemäßen Kabel insbetender Kabel besteht in der Regel aus einer Anzahl sondere dünne Schichten aus supraleitfähigen! Matevon Schicht :n aus Isoliermaterial und aus Metall, rial vorgesehen, welche die Innenseite der Wellrohre welche die Leiter des supraleitenden Kabels umge- bedecken. An Stelle solcher Leiter oder auch zusätzben. Zwischen den Schichten der Isolierung sin-1 ge- 65 lieh zu ihnen können Bänder oder Prähte aus supra-•wöhnüch Vakuumräume und gegebenenfalls weitere leitfahigdn Material zwischen deir Wellrohr und der Kühlmittelräume vorgesehen. Isolierung angeordnet sein. Als Material für die Isolie-

Bei der Abkühlung eines Kabels mit supraleitfähi- riing wird nach der Erfindung vorzugsweise eine Be-

wicklung aus Teflonfolie oder Isolierpapier vorgeschlagen. Selbstverständlich kann als Isolierung aber " auch ein einschichtiger Kunststoffmantel aufgebracht werden. Je nach dem verwendeten Isoliermaterial wird die Wellung der Wellrohre steiler odsr flacher ausgeführt. Ein Isoliermaterial mit großem Kontraktionskoeffizienten, wie z.B. Teflonfolie, wird auf Wellrohre mit steller und ein Isoliermaterial mit kleinem Kontraktionskoeffizienten, wie beispielsweise Isolierpapier, auf ein Wellrohr mit flacher Wellung aufgewickelt.

Die Kontraktionskräfi der erfindungsgemäß auf die Wellrohre aufgebrac^n Isolierung wirken wenigstens zu einem e;;<l ";hen Teil in radialer Richtung. Bei der Ro.-i«.; v.iion der Isolierung des erfindungsgemäßen ^ralcstenden Kabels werden daher die Wellup^iii der Wellrohre zusammengedrückt und die WeSlron. dadurch gelängt. Die Wirkung d-jr Kontraktionskräfte der Isolierung kann durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen der Innen- und Außenseite der die Leiter aus supraleitfähigen! Material tragenden Wellrohre verstärkt werden. Eine solche Druckdifferenz erhält man beispielsweise durch Anlegen'eines Vakuums an der Außenseiu: des innersten Wellrohres. Soll das das supraleitfähige Material tragende Wellrohr beidseitig von flüssigem Helium gekühlt sein, so wird vorgeschlagen, es aus perforiertem Blech zu fertigen oder die Wellungen in Achsrichtung zu schlitzen. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Kühlmittel innerhalb des Wellrohres strömen und gleichzeitig bis zum Isoliermaterial durchdringen kann.

Als Material für die Wellrohre können Metalle oder Kunststoffe Verwendung finden. Die üblichen abgerundeten We'lungcn der Wellrohie können bei dem Kabel nach der Erfindung durch Wellungen mit trapezförmigem Querschnitt ersetzt werden. Dadurch erhält man größere Auflagel'läclien für die Isolierung und eine bessere Streckbarkeit der Wellrohre.

Der Vorteil des erfindungsgemüßen supraleitenden Kabels besteht darin, daß seine Längenkontraktion infolge der Abkühlung durch die Kontraktionskräfte der Isolierung der Wellrohre aufgehoben wild. Das erfindungsgemäßü supraSeitende Kabel verkür/t sich daher bei der Abkühlung nicht oder nur unerheblich und ist leichter anzuschließen, so daß kiM spielige Längcnausgleichsclemente entfallen können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unter Beschränkung auf die erfindungswesentliche Leiiuanordnung des supraleitenden Kabels in der Zeichnung dargestellt. Nicht gezeigt ist insbesondere die die Leiteranordnung umgebende weitere elektrische und thermische '-olierung des Kabels.

F i g. I zeigt einen Querschnitt und

Fig.2 einen Längsschnitt durch die ernndungsgemäße Leiteranordnung eines supraleitenden Kabels.

Mit 1 ist eine Schicht aus supraleitfähigen! Material bezeichnet, die auf der Innenseite eines Wellrohres! aufgebracht ist. In Fig. I ist das Wellrohr auf seiner Außenseite mit Bändern aus Isoliermaterial bewickelt. In Fig. 2 besteht die Isolierung aus einem einschichtigen Kunststoffmantel. Die aus der Bewicklung 3 bzw. dem Kunststoff mantel 5 aufgebaute Isolierung liegt an den Erhebungen des Wellrohres :in und drückt bei ihrer Kontraktion ja radialer Richtung auf das Wellrohr. Der Innep.raum4 ues Wellrohres 2 dient dem Kiihlmitteldurchfiuß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 gen Leitern auf Temperaturen, die in der Nähe des Patentansprüche: absoluten Nullpunktes Hegen, treten erhebliche Kontraktionen der im Kabel verwendeten Materialien

1. Supraleitendes Kabel, bei welchem nach auf. Dabei unterscheiden sich die Kontraktionen der außen elektrisch und thermisch isolierte und von 5 unterschiedlichen Materialien in der Regel ganz beflüssigcm Helium durchströmte parallel gewellte trächtlich. So schrumpft beispielsweise ein Leiterma-WeIfrohre als Träger der Leiter dienen, da- terial wesentlich weniger als ein Isoliermaterial, weldurch gekennzeichnet, daß jedes Well- ches für die Umhüllung der Leiter verwendet wird, rohr von einer dicht an den Erhebungen seiner Diese unterschiedlichen Kontraktionen können zu un-Wellungen anliegenden Isolierung umgeben ist io erwünschten Relativbewegungen der Leiter und eier und daß die Weitungen ,ifcr Wellrohre je nach Isolierung führen, und Beschädigungen oder Zerstö-Verwendurig eines IsoHenhateriais mit großem rungen im Kabel verursachen.

oder kleinem Kontraktionskoeffizienten steiler Zur Vermeidung derartiger unerwünschter ReIa-

oder flacher ausgeführt sind. tivbewegungen ist es notwendig, die Kontraktionen

2. Kabel nach Anspruch], dadurch-gekenn- 15 der Leiter und der Isolierung einander möglichst zeichnet, daß seine Leiter in Form von dünnen weitgehend anzupassen. Dazu ist es bekannt, draht-Schichten supraleitfähigen Materials die Innen- förmige Leiter oder Leitorbünde! mit Wellrohren zu seite der Wellrohre bedecken. umgeben, die aus Kunststoff oder Metall bestehen

3. iiabel nach Anspruch I oder 2, dadurch ge- können (österreichische Patentschrift 256 956). Die kennzeichnet, daß die Leiter in Form von Bän- ao Wellrohre sind in der Lage, bis zu einem gewissen dem odzr Drähten aus supraleitfähigen! Material Grad Wärmeausdehnungen und Kontraktionen aufzwischen dem Wellrohr und der Isolierung an- zunehmen und auszugleichen. Dieses bekannte su-

- geordnet sind. praleitende Kabel hat jedoch den Nachteil, daß sich

4. Kabc! nach einem der Ansprüche 1 bis 3, seine Leiter oder Leiterbündel bei der Abkühlung dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung aus 35 verkürzen, so daß beim Anschluß dieses Kabels für Schichten -if die Wellrohre aufgewickelter Tef- den Ausgleich der Längenänderungen Sorge getragen lonfolLn besteht. werden muß.