KR101514268B1 - Terminal apparatus for a superconducting cable with hybrid current lead - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치에 관한 것으로, 초전도 케이블용 단말은 초전도 케이블과 상전도 케이블을 연결하는 것으로 연결되는 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a terminal for a superconducting cable having a hybrid current lead, and a terminal for a superconducting cable, which is connected to a superconducting cable and a superconducting cable, Technology.
통상적으로 초전도 케이블용 단말장치는, 초전도 케이블과 상전도 케이블을 연결하는 장치 즉, 극저온에서 전력을 전송하는 초전도 케이블을 상온 상태인 가공(架空) 송전선과 연결하거나 차단기와 같은 전력 기기와 연결하기 위한 접속장치이다.Generally, a terminal device for a superconducting cable is a device for connecting a superconducting cable and a superconducting cable, that is, a superconducting cable for transmitting electric power at a cryogenic temperature is connected to an overhead transmission line at room temperature or to a power device such as a breaker Connection device.
이러한 초전도 케이블 단말장치는, 대한민국 등록특허 10-0892561, 대한민국 등록특허 제10-0508710호 공보, 등록특허 제10-0590200호 공보, 등록특허 제10-0642538호 공보, 공개특허 제10-2007-0003879호 공보 등에 개시되어 있다. Such a superconducting cable terminal device is disclosed in Korean Patent No. 10-0892561, Korean Patent No. 10-0508710, Registered Patent No. 10-0590200, Registered Patent No. 10-0642538, Published Patent No. 10-2007-0003879 And the like.
첨부 도면 도 1에는 상기 공보 중 대한민국 등록특허 10-0892561에 개시된 종래의 일반적인 초전도 케이블 단말장치에 대한 개략도가 도시되어있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블 단말장치(10)는, 초전도 케이블(20)의 말단부가 수납되면서 내부에 액체 질소 등의 냉매(31)가 채워져 있는 냉매조(30), 이 냉매조(30)의 외부를 둘러싸는 진공 단열 용기(40), 이 진공 단열 용기(40)의 상온 측에 배치되는 자기관(애자) 등으로 이루어지는 절연체(50), 상기 초전도케이블(20)의 말단부에 도체 접속부(21)를 통해 연결되고 상기 냉매조(30)와 진공 단열 용기(40)를 관통하여 상기 절연체(50) 내부로 연장되어 가공 송전선이나 전력 기기 등의 모선에 연결되는 전류 리드(60)로 이루어진다. 1 is a schematic view of a conventional conventional superconducting cable terminal device disclosed in Korean Patent No. 10-0892561 of the above publication. 1, a superconducting
이러한 초전도 케이블 단말장치(10)에 있어서, 종래에는 구리나 알루미늄과 같은 일반적인 금속만을 전류 리드(60)로 사용하여 왔다. In the conventional superconducting
그러나, 구리나 알루미늄으로 이루어진 전류 리드(60)는 전기 저항을 가지기 때문에 반드시 줄열이 발생한다. 또한, 초전도 케이블의 전류용량에 맞도록 설계한 전류리드의 단면적은 외부로 부터의 열을 침입하는 문제점이 있어왔다. However, since the
이것을 개선하기 위한 특허등록 10-0473565 액체 질소의 증발잠열을 이용하여 최소한의 열침입을 갖도록 증발된 기체질소를 단말내에서 다시 응축시켜 재사용하는 냉각구조를 갖는 고온 초전도 전력 케이블용 단말을 제공한 예도 있다. Patent Registration 10-0473565 for Improvement of Such An example of providing a terminal for a high-temperature superconducting power cable having a cooling structure for reusing gaseous nitrogen evaporated by the latent heat of evaporation of liquid nitrogen to minimize heat invasion in the terminal have.
또 다른 초전도 케이블의 단말 구조체로서 예를 들어 도 3에 도시한 구조의 것이 알려져 있다(특허문헌 일본 공개특허공보 제 2002-238144호 참조). 이 단말 구조체에서도 초전도 도체와 상온측에 설치되는 도체(도시하지 않음) 사이에서 전기적 도통을 취하는 부싱은 중심부에 구리나 알루미늄과 같은 일반적인 금속을 사용하였다. As another terminal structure of a superconducting cable, for example, one having a structure shown in Fig. 3 is known (see Patent Document 2: JP-A-2002-238144). Also in this terminal structure, a bushing that electrically conducts between a superconducting conductor and a conductor (not shown) provided on the room temperature side uses a common metal such as copper or aluminum in the center portion.
그러나, 일반적인 금속은 여전히 줄열 발생이 있는 문제점이 있어왔고, 특히 대전류 통전시 발열 과다한 문제점이 있어왔다. However, the conventional metal still has a problem of generation of a joule heat, and in particular, there is an excessive heat generation problem in the case of a large current.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 대전류 통전시 주요 발열부인 전류리드측으로 줄열 발생을 방지하고, 접합저항과 온도구배에 따른 초전도도체를 배치하는 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a superconducting device having a hybrid type current lead which prevents generation of a joule heat to a current lead side, And a terminal device for a cable.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 액체질소가 채워진 냉매조 내부에 연결구가 구비되고, 연결구 일측은 초전도 케이블과 연결되고, 연결구 타측은 전류리드와 연결되어 상호 통전되는 초전도 케이블용 단말장치에 있어서, 상기 전류리드는 액체질소 외부에 구비되는 제1전류리드와, 상기 제1전류리드 하부와 상기 연결구 사이에 연결되어 액체질소 내부에 구비되는 제2전류리드로 구성되되, 상기 제2전류리드는 내주면을 따라 복수 개의 홀이 형성되어 상기 초전도도체가 삽입되어 통전시 줄(Jule)열 발생이 차단되되, 상기 제2전류리드는 외주면을 따라 양단을 이어주는 홈이 복수 개 형성된 환봉 형상의 내부부재와, 상기 내부부재를 수용하여 결합되어 상기 홀을 형성하는 관형의 외부부재로 구성되고, 상기 제2전류리드에는 상기 제2전류리드 양단을 각각 수용하여 끼워맞춤할 수 있는 수용구와, 상기 수용구 단부에 일체로 형성되어 외측에 볼트공이 형성되어 상기 연결구의 상단과 상기 제1전류리드의 하단에 각각 연결되는 판으로 구성된 한 쌍의 브라켓이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a superconducting cable terminal device in which a connector is provided in a coolant tank filled with liquid nitrogen, one end of the connector is connected to a superconducting cable, and the other end of the connector is connected to a current lead, Wherein the current lead comprises a first current lead provided outside the liquid nitrogen and a second current lead connected between the lower portion of the first current lead and the connection port to be provided in the liquid nitrogen, A plurality of holes are formed along an inner circumferential surface of the superconducting conductor so that the superconducting conductor is inserted to block the generation of heat in the energization state while the second current lead has a plurality of grooves connecting the both ends along the outer circumferential surface, And a tubular outer member coupled to receive said inner member to form said hole, said second current lead being connected to said second current And a plate which is integrally formed at an end of the receiving port and formed with a bolt hole on the outer side and connected to the upper end of the connecting port and the lower end of the first current lead, Is further provided with a bracket.
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상기 제2전류리드는, 단면적이 상기 제1전류리드 보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 한다.And the second current lead has a smaller cross-sectional area than the first current lead.
상기 제1전류리드와 제2전류리드는, 구리 또는 구리합금인 것을 특징으로 한다.The first current lead and the second current lead may be copper or a copper alloy.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.According to the present invention having the above-described configuration, the following effects can be expected.
우선, 액체 질소 온도에서 초전도성을 나타내는 고온초전도 선재를 초전도케이블 단말의 저온부에 사용할 경우 적용한 구간에서의 줄열발생을 없앨 수 있는 효과뿐만 아니라 액체질소 속에 담기는 전류리드의 단면적을 줄일 수 있어서 외부로부터 전도 되어 들어오는 열을 줄일 수 있는 효과를 가진다.First, when a high-temperature superconducting wire exhibiting superconductivity at a liquid nitrogen temperature is used for a low-temperature portion of a superconducting cable terminal, it is possible to eliminate the occurrence of jeruch in an applied region. In addition, since the cross-sectional area of the current lead can be reduced in liquid nitrogen, Thereby reducing the heat input.
종래의 금속 전류리드를 액체 질소가 있는 저온부에는 고온초전도 도체를 사용한 하이브리드 전류리드를 제안한다. 전기저항 ‘0’인 구간에서는 줄열발생을 없앨 수 있고 이 때 금속은 지지의 역할을 하기 때문에 최소한의 단면적으로 사용할 수 있다. 이것은 열침입을 최소로 줄이는 기능도 한다. A hybrid current lead using a high-temperature superconducting conductor is proposed for a conventional metal current lead and a low temperature portion having liquid nitrogen. In the interval of electrical resistance '0', it is possible to eliminate the occurrence of joule heat, and the metal can be used in the minimum cross sectional area because it plays the role of support. This also minimizes thermal intrusion.
도 1은 종래에 따른 초전도 케이블 단말장치에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치의 예시도이다.
도 3(a),(b)는 제2전류리드의 사시도와 분해결합도를 각각 표현한 도이다.
도 4(a),(b)는 제2전류리드의 실시예이다.1 is a schematic view of a conventional superconducting cable terminal apparatus.
2 is a diagram illustrating an example of a terminal device for a superconducting cable having a hybrid current lead according to an embodiment of the present invention.
3 (a) and 3 (b) are views each showing a perspective view and an exploded view of a second current lead.
4 (a) and 4 (b) show an embodiment of the second current lead.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치의 예시도이다.2 is a diagram illustrating an example of a terminal device for a superconducting cable having a hybrid current lead according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명인 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치는 종래의 액체질소가 채워진 냉매조(100) 내부에 연결구(200)가 구비되고, 연결구(200) 일측은 초전도 케이블(300)과 연결되고, 연결구(200) 타측은 전류리드(400)와 연결되어 상호 통전되는 초전도 케이블용 단말장치에 있어서, 전류리드(400)의 구성이 상세화 된 것이다.Referring to FIG. 2, a terminal device for a superconducting cable with a hybrid type current lead according to the present invention is provided with a
여기서, 본 발명의 상기 전류리드(400)는 액체질소 외부에 구비되는 제1전류리드(420)와, 상기 제1전류리드(420) 하부와 상기 연결구(200) 사이에 연결되어 액체질소 내부에 구비되는 제2전류리드(440)로 이중 구성으로 된 전류리드를 구현하게 된다.The
물론, 상기 냉매조(100)에는 액체질소 뿐만 아니라 내부 상층에 기체 질소층이 포함되게 된다. 그리고, 상기 냉매조(100)의 외부에는 커버가 결합되어 단열이 되도록 하는 것이 바람직하다.Of course, the
그리고, 상기 제2전류리드(440)는 또한 내부에 초전도도체(442)가 구비되게 하여 하이브리드형 전류리드로 구성할 수 있다.Also, the second
즉, 상기 제2전류리드(440)는 발열이 많이 발생하는 부분에 초전도도체(442)를 내장되게 함으로써, 상기 초전도도체(442)가 액체 질소 온도에서 초전도성을 나타내는 것을 응용하여 통전시 줄(Jule)열 발생이 차단되는 것을 특징으로 한다.That is, the second
또한, 상기 제2전류리드(440)는 상기 초전도도체(442)를 지지하는 역할을 하기 때문에 최소한의 단면적으로 활용할 수 있다. 이것은 외부로부터 전도되어 들어오는 열 침입을 최소로 하는 효과도 기대할 수 있다.Also, since the second
그렇게 함으로써, 상기 제2전류리드(440)는 단면적이 상기 제1전류리드(420) 보다 상대적으로 작게 할 수 있게 된다.By doing so, the second
여기서, 상기 제1전류리드(420)와 제2전류리드(440)의 재질은 통전 가능한 것은 어떠한 것도 가능하나 구리 또는 구리합금을 사용하는 것이 좋다.Here, the first
한편, 상기 제2전류리드(440)에는 상기 제2전류리드(440) 양단을 각각 수용하여 상기 연결구(200)와 상기 제1전류리드(420)에 각각 연결되는 한 쌍의 브라켓(449)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다. 이에 대해서는 아래의 도 3(a),(b) 참조 설명시 상세 설명하기로 한다.The second
도 3(a),(b)는 제2전류리드의 사시도와 분해결합도를 각각 표현한 도이다.3 (a) and 3 (b) are views each showing a perspective view and an exploded view of a second current lead.
도 3(a),(b)를 참조하면, 상기 제2전류리드(440)는, 내주면을 따라 복수 개의 홀(444)이 형성되어 상기 초전도도체(442)가 삽입되는 것을 특징으로 한다.3 (a) and 3 (b), the second
여기서, 상기 제2전류리드(440) 양단을 각각 수용하는 한 쌍의 브라켓(449)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.Here, a pair of
브라켓(449)은 상기 제2전류리드(440) 결합측은 관 형상의 수용구가 형성되어 끼워맞춤할 수 있고, 수용구 단부에 일체로 판 형상으로 형성되어 외측에 볼트공이 형성되어 연결구 상단과 제1전류리드 하단에 각각 결합할 수 있다.The
물론, 브라켓(449)의 형상은 다양하게 실시할 수 있다.Of course, the shape of the
한 쌍의 브라켓(449)에 의해 상기 제2전류리드(440)가 상기 제1전류리드와 연결구 사이를 쉽게 연결할 수 있고, 또한 분리 또한 쉽다.The pair of
상기 제2전류리드(440)는 외주면을 따라 양단을 이어주는 홈이 복수 개 형성된 환봉 형상의 내부부재(446)와, 상기 내부부재(446)를 수용하여 결합되어 상기 홀을 형성하는 관형의 외부부재(448)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The second
그래서, 내부부재(446)는 환봉을 길이방향으로 가공하여 홈을 형성하여 초전도도체가 안착할 수 있는 공간을 제공하게 되고, 초전도도체가 안착된 후 외부부재(448)에 내부부재(446)를 삽입한 후 양단을 접합하여 제2전류리드 내부에 초전도체를 쉽게 구비할 수 있다.Thus, the
그래서, 상기 초전도도체(442)는 상기 제2전류리드(440) 내주면을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있게 된다.Therefore, the
도 4(a),(b)는 제2전류리드의 실시예이다.4 (a) and 4 (b) show an embodiment of the second current lead.
도 4(a)는 내부부재(446)에 중심선을 기준으로 상,하와 좌,우 대칭되게 홈을 형성하여 외부부재(448)의 결합에 의해 홀(444)을 형성하였다.4 (a), the
도 4(b)는 내부부재(446)에 중심선을 기준으로 외주면에 8개의 홀을 형성하여 외부부재(448)의 결합에 의해 홀(444)을 형성하였다.4 (b) shows that eight holes are formed on the inner surface of the
위의 예시뿐만 아니라 사용환경에 따라 제2전류리드의 홀을 개수와 형상을 다양하게 실시하여 초전도도체를 수용할 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the superconducting conductor can be accommodated by variously performing the number and shape of the holes of the second current lead according to the use environment as well as the above example.
따라서, 본 발명은 전류리드에서 단말의 주요 발열이 발생하는 부분에 초전도도체를 이용함으로써, 특히 대전류 통전에 따른 발열 최소화할 수 있는 이점도 있다.Therefore, according to the present invention, the superconducting conductor is used in a portion where the main heat generation of the terminal occurs in the current lead, and there is an advantage that the heat generation can be minimized, particularly in accordance with the energization of the large current.
이상과 같이 본 발명은 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.As described above, it can be seen that the present invention provides a terminal device for a superconducting cable having a hybrid type current lead as a basic technical idea. Within the scope of the basic idea of the present invention, Of course, many other variations are possible for those of ordinary skill in the art.
100: 냉매조 200: 연결구
300: 초전도 케이블 400: 전류리드
420: 제1전류리드 440: 제2전류리드
442: 초전도도체 444: 홀
446: 내부부재 448: 외부부재
449: 브라켓100: Refrigerant tank 200: Connection port
300: Superconducting cable 400: Current lead
420: first current lead 440: second current lead
442: superconducting conductor 444: hole
446: inner member 448: outer member
449: Bracket
Claims (6)
상기 전류리드(400)는 액체질소 외부에 구비되는 제1전류리드(420)와, 상기 제1전류리드 하부와 상기 연결구 사이에 연결되어 액체질소 내부에 구비되는 제2전류리드(440)로 구성되되,
상기 제2전류리드(440)는 내주면을 따라 복수 개의 홀(444)이 형성되어 초전도도체가 삽입되어 통전시 줄(Jule)열 발생이 차단되되,
상기 제2전류리드(440)는 외주면을 따라 양단을 이어주는 홈이 복수 개 형성된 환봉 형상의 내부부재(446)와, 상기 내부부재를 수용하여 결합되어 상기 홀을 형성하는 관형의 외부부재(448)로 구성되고,
상기 제2전류리드(440)에는 상기 제2전류리드 양단을 각각 수용하여 끼워맞춤할 수 있는 수용구와, 상기 수용구 단부에 일체로 형성되어 외측에 볼트공이 형성되어 상기 연결구의 상단과 상기 제1전류리드의 하단에 각각 연결되는 판으로 구성된 한 쌍의 브라켓(449)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치.A connection terminal 200 is provided in a liquid nitrogen filled tank 100 and a connecting terminal is connected to the superconducting cable 300 and a connecting terminal is connected to the current lead 400 to be mutually energized, In this case,
The current lead 400 includes a first current lead 420 provided outside the liquid nitrogen and a second current lead 440 connected between the lower portion of the first current lead and the connection port and disposed inside the liquid nitrogen. However,
The second current lead 440 is formed with a plurality of holes 444 along the inner circumferential surface thereof so that the superconducting conductor is inserted to block the generation of heat in the energization,
The second current lead 440 includes a circular-bar-shaped inner member 446 having a plurality of grooves connecting both ends thereof along the outer circumferential surface thereof, a tubular outer member 448 coupled to receive the inner member to form the hole, ≪ / RTI >
The second current lead 440 may include a receiving hole capable of receiving and fitting both ends of the second current lead, a bolt hole integrally formed at the receiving end and having an outer side, And a pair of brackets (449) formed of plates connected to the lower ends of the current leads, respectively.
상기 제2전류리드(440)는,
단면적이 상기 제1전류리드(420) 보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치.The method according to claim 1,
The second current lead (440)
And a cross-sectional area of the first current lead (420) is relatively smaller than that of the first current lead (420).
상기 제1전류리드(420)와 제2전류리드(440)는,
구리 또는 구리합금인 것을 특징으로 하는 하이브리드형 전류리드가 구비된 초전도 케이블용 단말장치.
The method according to claim 1,
The first current lead 420 and the second current lead 440,
Wherein the superconducting cable is made of copper or a copper alloy.
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Legal Events
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