RU2475876C2 - Устройство со сверхпроводящим кабелем - Google Patents

Устройство со сверхпроводящим кабелем Download PDF

Info

Publication number
RU2475876C2
RU2475876C2 RU2011116761/07A RU2011116761A RU2475876C2 RU 2475876 C2 RU2475876 C2 RU 2475876C2 RU 2011116761/07 A RU2011116761/07 A RU 2011116761/07A RU 2011116761 A RU2011116761 A RU 2011116761A RU 2475876 C2 RU2475876 C2 RU 2475876C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
bushing
casing
wire
electric
Prior art date
Application number
RU2011116761/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011116761A (ru
Inventor
Франк ШМИДТ
Николя ЛАЛЛУЕ
Original Assignee
Нексан
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 Нексан filed Critical Нексан
Publication of RU2011116761A publication Critical patent/RU2011116761A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2475876C2 publication Critical patent/RU2475876C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01B12/16—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by cooling
    • 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
    • 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
    • H02G15/20—Cable fittings for cables filled with or surrounded by gas or oil
    • H02G15/22—Cable terminations
    • 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)
  • Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

Предлагается устройство для электрического токопроводящего соединения сверхпроводящего электрического кабеля (1) с электрическим кабелем нормальной проводимости, находящимся при комнатной температуре, которое имеет проходной изолятор (D) с электрическим проводом (5), который окружен теплоизоляцией (6). Провод (1) сверхпроводящего кабеля связан с концом провода (5) проходного изолятора (D), на другой стороне которого присоединен нормально проводящий кабель. На определенном конце сверхпроводящего кабеля (1) для соединения с проводом (5) проходного изолятора (D) установлен электрод (4), служащий для электрического управления путем изменения магнитного поля. По меньшей мере, в области электрода (4) имеется криостат, который выполнен как замыкающийся по кругу кожух из электроизолирующего материала с безвакуумной теплоизоляцией. Конец кожуха у проходного изолятора (D) лежит в рабочем состоянии устройства под потенциалом высокого напряжения, в то время как другой конец кожуха соединен с потенциалом земли. Изобретение обеспечивает упрощение выполнения устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для электрического токопроводящего соединения сверхпроводящего электрического кабеля с электрическим кабелем нормальной проводимости, находящимся при комнатной температуре, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Подобное устройство следует из ЕР 1811626 А1.
Подобное устройство требуется, например, для того, чтобы соединить сверхпроводящий электрический кабель с распределительной электросетью. Сверхпроводящий кабель в современной технике имеет электрический провод из композиционного материала, который содержит керамический материал, который при достаточно низких температурах переходит в сверхпроводящее состояние. Электрическое сопротивление постоянному току у соответствующим образом смонтированного провода при достаточном охлаждении - ноль до тех пор, пока не превысится определенная сила тока. Подходящими керамическими материалами являются, например, BSCCO (оксид висмута - стронция - кальция - меди) как материалы 1-ого поколения или ReBCO (оксид редкоземельного элемента - бария - меди), в особенности, YBCO (оксид иттрия - бария - меди) как материалы 2-ого поколения. Достаточно низкие температуры для приведения подобного материала в сверхпроводящее состояние лежат примерно между 67К и 90К. Подходящим охлаждающим средством может быть, к примеру, азот, гелий, неон и водород или смеси этих веществ. Для соединения сверхпроводящего кабеля с кабелем нормальной проводимости применяется, к примеру, электрический проходной изолятор с электрическим проводом, который окружен активной электрической изоляцией. К проводу проходного изолятора в эксплуатируемом устройстве с одной стороны присоединен провод сверхпроводящего кабеля, охлажденный, к примеру, на температуру до 70К, и с другой стороны кабель распределительной сети, которая эксплуатируется при температуре окружающей среды.
Из DE 202004007187 U1 следует проверка замыкания для сверхпроводящего кабеля. На конце сверхпроводящего кабеля установлен электрод, служащий для управления путем изменения магнитного поля. Этот конец сверхпроводящего кабеля, как патрубком, окружен образованным кожухом, который на конце закрыт крышкой. Через крышку проходного изолятора к источнику питания выступает провод сверхпроводящего кабеля. Как патрубок кожуха, так и крышка выполнены двустенными. Между обеими стенками от кожуха и крышки установлен либо вакуум, либо избыточное давление азота.
Упоминаемый вначале ЕР 1811626 А1 описывает устройство с корпусом, состоящим из трех частей. Части корпуса расположены рядом друг с другом или друг над другом. В средней части корпуса установлен проходной изолятор, который имеет изолированный электрический провод. На изоляции провода расположен слой управления путем изменения магнитного поля, наружная поверхность которого состоит из прилегающего слоя цинка. Он известен в технике высоких напряжений, применительно к проводу, окруженному выравнивающим конусом. Провод устройства, смонтированный таким образом, уложен в изолятор, который состоит из электрически изолирующего материала. На одном конце проходного изолятора из изоляции выведен провод для соединения с кабелем электросети, в то время как его другой конец служит для присоединения сверхпроводящего кабеля, который окружен криостатом, снабженным вакуумной изоляцией и состоящим из металлической трубки. Между проводом проходного изолятора и активной электрической изоляцией предусмотрен промежуточный слой, который делает возможным проскальзывание провода в изоляции.
В основе изобретения лежит задача упростить выполнение описанного выше устройства.
Эта задача разрешается соответствующими отличительными признаками формулы изобретения.
Кожух криостата может иметь любую рациональную геометрическую форму. В предпочтительной конструктивной форме кожух выполнен как патрубок с преимущественно цилиндрическим поперечным сечением. В дальнейшем используется вместо слов «замкнутый вокруг кожух» для краткости слово «патрубок».
Конец сверхпроводящего кабеля с электродом, служащим для электрического управления путем изменения магнитного поля, окружен у этого устройства кожухом криостата, который состоит из электрически активной, безвакуумной теплоизоляции, снабженной изолирующим материалом, и его наружная поверхность снабжена слоем из безвакуумного теплоизолирующего материала. У криостатов существующей известной конструкции дорогостоящая вакуумная изоляция не требуется. Напротив, в особенности, для теплоизоляции патрубка используются известные материалы с теплоизолирующими свойствами. При описанной конструкции устройства может быть выполнен переход провода сверхпроводящего кабеля на температуру окружающей среды без дальнейшей электрической изоляции, так как область этого перехода в рабочем состоянии устройства лежит под потенциалом высокого напряжения. Электрический провод проходного изолятора нуждается тогда в окружении еще одним, служащим для теплоизоляции изолятором. Устройство в целом может быть выполнено компактно и также просто и адаптироваться для высоких токов. Установленный на сверхпроводящем кабеле электрод, служащий для электрического управления путем изменения магнитного поля, может использоваться одновременно для управления путем изменения магнитного поля для устройства в целом.
При использовании устройства для сверхпроводящего кабеля постоянного тока не возникает тепловых проблем или проблем пространственных зарядов в прочных изолирующих материалах, какие известны при традиционном высоком напряжении кабелей постоянного тока с прочными изолирующими материалами.
Со словом «высокое напряжение» должно быть связано электрическое напряжение, которое лежит выше 1 кВ. В данном случае используется напряжение, лежащее в области от 200 кВ.
Устройство используется в предпочтительной конструктивной форме в вертикальном исполнении. Для того чтобы в такой позиции избежать из-за сверхпроводящего кабеля и окружающего патрубка криостата теплового расслоения в патрубке, в патрубок помещается охлаждающее средство, преимущественно в верхней части. Это может достигаться, к примеру, через трубку из изолирующего материала, которая внутри патрубка поднимает охлаждающее средство к потенциалу высокого напряжения.
Пример исполнения изобретения представлен на чертежах, на которых изображено:
фиг.1 - в схематическом представлении конец линии передач со сверхпроводящим кабелем;
фиг.2 - устройство по изобретению в увеличенном представлении.
На фигуре 1 показана концевая муфта V, изображенная через прямоугольник, снабженная линией передач со сверхпроводящим электрическим кабелем для электрического тока. К концевой муфте V с одной стороны примыкает криостат KR, в котором содержится изображенный на фиг.2 сверхпроводящий кабель 1. С другой стороны с концевой муфтой V соединен электрический кабель K нормальной проводимости, который относится к сети электропитания. Для соединения между сверхпроводящим кабелем 1 и кабелем К нормальной проводимости используется устройство, находящееся в концевой муфте V, как оно представлено, к примеру, на фиг.2.
Устройство по фиг.2 помещено на конце криостата KR. Оно может использоваться принципиально в горизонтальном исполнении. В предпочтительной конструктивной форме собирается устройство - как уже упоминалось - в вертикальном виде. Эта вертикальная конструктивная форма представлена на фиг.2. Она описывается далее вместо описания горизонтального исполнения.
В соответствии с фиг.2, устройство имеет кожух, выполненный как патрубок 2, который состоит из электрически изолирующего материала и является безвакуумным теплоизолятором. Патрубок 2 кожуха - в дальнейшем названный только «патрубок 2» - состоит, к примеру, из стеклопластика. Для своей теплоизоляции патрубок 2 снабжен на своей наружной поверхности слоем 3, обозначенным с помощью ломаной линии из безвакуумного теплоизолирующего материала, к примеру, пенополиуретана. Патрубок 2 на своем конце, к примеру, в середине фланцевого соединения соединен с криостатом KR линии передачи.
Сверхпроводящий кабель 1 так расположен в криостате KR, что он вдается в патрубок 2. Его конец окружен электродом 4, служащим для электрического управления путем изменения магнитного поля. Управление путем изменения магнитного поля может быть выполнено как емкостное управление путем изменения магнитного поля, так и как намоточное устройство в виде проводящей прослойки. Провод кабеля 1 связан с электрическим проводом 5 проходного изолятора D, который окружен теплоизоляцией 6, служащей исключительно теплоизоляцией. Своим другим концом провод 5 может соединяться с кабелем K распределительной сети.
Также конец проходного изолятора D, повернутый к патрубку 2, заканчивается фланцем. На этот конец патрубка 2 прикладывается высокое напряжение. На фиг.2 это обозначено через размеченное защитное кольцо 7. Область перехода между патрубком 2 и проходным изолятором D в рабочем режиме находится под потенциалом высокого напряжения. На конце патрубка 2, удаленном от проходного изолятора D, существуют защитные кольца 8, лежащие на потенциале земли.
Охлаждающее средство подается патрубку 2 для предотвращения теплового расслоения и пузырьков газа с преимуществом в верхней части и, таким образом, в область высокого напряжения. Это может проводиться принципиально любым способом. В предпочтительной конструктивной форме для подачи охлаждающего средства в патрубке 2 устанавливается трубка 9, состоящая из изолирующего материала, которая выступает в области верхнего конца патрубка 2, и через приемный канал 10 подает охлаждающее средство.

Claims (3)

1. Устройство для электрического токопроводящего соединения сверхпроводящего электрического кабеля с нормально проводящим находящимся при комнатной температуре электрическим кабелем, которое имеет проходной изолятор (D) с электрическим проводом (5), который окружен теплоизоляцией, причем сверхпроводящий кабель (1) расположен в трубообразном служащем для подведения охлаждающего средства криостате (KR), при этом провод сверхпроводящего кабеля соединен с концом провода (5) проходного изолятора (D), на другом конце которого присоединен упомянутый нормально проводящий кабель, отличающееся тем, что
на конце сверхпроводящего кабеля (1), предназначенном для соединения с проводом (5) проходного изолятора (D), установлен электрод (4), служащий для электрического управления путем изменения магнитного поля, при этом
упомянутый конец сверхпроводящего кабеля (1), предназначенный для соединения с проводом (5) проходного изолятора (D), окружен выполненным как патрубок замыкающимся по кругу кожухом из электроизолирующего материала с безвакуумной теплоизоляцией, которая снабжена на своей наружной поверхности слоем (3) из безвакуумного теплоизолирующего материала, причем конец кожуха, направленный к проходному изолятору (D), лежит в рабочем состоянии устройства под потенциалом высокого напряжения, в то время как другой его конец соединен с потенциалом земли.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пункт подачи для подачи охлаждающего средства в криостат расположен на конце кожуха, направленном к проходному изолятору (D).
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для подачи охлаждающего средства внутри кожуха криостата установлена трубка (9), состоящая из изолирующего материала.
RU2011116761/07A 2010-04-28 2011-04-27 Устройство со сверхпроводящим кабелем RU2475876C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10305443A EP2383854A1 (de) 2010-04-28 2010-04-28 Anordnung mit einem supraleitfähigen Kabel
EP10305443.3 2010-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011116761A RU2011116761A (ru) 2012-11-10
RU2475876C2 true RU2475876C2 (ru) 2013-02-20

Family

ID=42942664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011116761/07A RU2475876C2 (ru) 2010-04-28 2011-04-27 Устройство со сверхпроводящим кабелем

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8275430B2 (ru)
EP (1) EP2383854A1 (ru)
JP (1) JP5687548B2 (ru)
KR (1) KR20110120230A (ru)
CN (1) CN102237665A (ru)
RU (1) RU2475876C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603972C1 (ru) * 2015-08-27 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "С-Инновации" Сверхпроводниковая трансмиссия

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2975236B1 (fr) 2011-05-11 2017-03-31 Nexans Unite de terminaison pour cable supraconducteur multiphase
JP5810925B2 (ja) * 2012-01-10 2015-11-11 住友電気工業株式会社 常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造
CN102539845B (zh) * 2012-02-02 2014-03-19 中国科学院电工研究所 高温超导电缆通电导体高压信号引出系统
CN102543313B (zh) * 2012-03-05 2013-10-02 北京工业大学 一种制备超导线带材的方法
WO2015093987A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Victoria Link Limited A cryostat for superconducting devices
WO2016129420A1 (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 古河電気工業株式会社 超電導ケーブル及び超電導ケーブルの製造方法
DK3370317T3 (da) * 2017-03-03 2019-08-12 Nexans Ende af superledende kabel
EP3386034B1 (de) * 2017-04-07 2019-04-03 Nexans Endverschluss für ein supraleitendes kabel und verfahren zum aufbau eines endverschlusses für ein supraleitendes kabel
US11488747B2 (en) * 2018-06-28 2022-11-01 Advanced Conductor Technologies Llc Superconducting power cable system
KR20230129393A (ko) 2020-11-18 2023-09-08 베어, 인크. 초전도 전력 전송 선로들의 냉각을 위한 시스템들 및 방법들
AU2021383680A1 (en) 2020-11-18 2023-06-08 VEIR, Inc. Conductor systems for suspended or underground transmission lines
WO2022108818A1 (en) 2020-11-18 2022-05-27 VEIR, Inc. Suspended superconducting transmission lines

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0780926A1 (en) * 1995-12-21 1997-06-25 PIRELLI CAVI S.p.A. Terminal for connecting a superconducting multiphase cable to a room temperature electrical equipment
JPH10283854A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Fujikura Ltd 超電導ケーブル用終端接続部
RU2138088C1 (ru) * 1998-03-17 1999-09-20 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН Способ изготовления сверхпроводящего изделия
DE202004007187U1 (de) * 2004-05-05 2004-08-12 Nexans Prüfendverschluß für ein supraleitendes Kabel
EP1732190A1 (en) * 2004-03-04 2006-12-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Terminal structure of multiphase superconducting cable
RU2387036C2 (ru) * 2005-04-21 2010-04-20 Нкт Кейблз Ультера А/С Сверхпроводящая многофазная кабельная система, способ ее изготовления и ее применение

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS536072Y2 (ru) * 1971-12-29 1978-02-16
JPH08185738A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Ngk Insulators Ltd 複合テーパ碍管及びその製造方法
JP2005341767A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブルの端末構造
DK1811626T3 (en) * 2006-01-24 2016-08-01 Nexans Electrical bushing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0780926A1 (en) * 1995-12-21 1997-06-25 PIRELLI CAVI S.p.A. Terminal for connecting a superconducting multiphase cable to a room temperature electrical equipment
JPH10283854A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Fujikura Ltd 超電導ケーブル用終端接続部
RU2138088C1 (ru) * 1998-03-17 1999-09-20 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН Способ изготовления сверхпроводящего изделия
EP1732190A1 (en) * 2004-03-04 2006-12-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Terminal structure of multiphase superconducting cable
DE202004007187U1 (de) * 2004-05-05 2004-08-12 Nexans Prüfendverschluß für ein supraleitendes Kabel
RU2387036C2 (ru) * 2005-04-21 2010-04-20 Нкт Кейблз Ультера А/С Сверхпроводящая многофазная кабельная система, способ ее изготовления и ее применение

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603972C1 (ru) * 2015-08-27 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "С-Инновации" Сверхпроводниковая трансмиссия

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011234610A (ja) 2011-11-17
CN102237665A (zh) 2011-11-09
US20110269630A1 (en) 2011-11-03
KR20110120230A (ko) 2011-11-03
RU2011116761A (ru) 2012-11-10
US8275430B2 (en) 2012-09-25
EP2383854A1 (de) 2011-11-02
JP5687548B2 (ja) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2475876C2 (ru) Устройство со сверхпроводящим кабелем
CN103594194B (zh) 具有至少一个超导性电缆的装置
CN101002290B (zh) 超导电缆线
KR101118350B1 (ko) 초전도 케이블 선로
KR20070003897A (ko) 다상 초전도 케이블의 단말 구조체
US11430584B2 (en) Device for DC current transmission and cooling method
US9070497B2 (en) Arrangement with at least one superconductive cable
RU2541503C2 (ru) Устройство, по меньшей мере, с одним сверхпроводящим кабелем
US8897845B2 (en) Arrangement for electrically conductively connecting two electrical units
KR101781426B1 (ko) 초전도성 직류 전기 케이블
CN102254618A (zh) 带有超导电缆的输电系统
CN101878572A (zh) 具有浸没的相位线圈的高压故障限流器
US8798697B2 (en) Arrangement with a superconductive electrical direct current cable system
US8401601B2 (en) Use of a two-phase superconducting cable as a power supply cable
CN108767805A (zh) 用于超导电缆的终端
JP2005341767A (ja) 超電導ケーブルの端末構造
CN112290243A (zh) 一种高压绝缘电流引线结构
Morandi et al. Feasibility of high voltage DC superconducting cables with extruded warm dielectric
JP4096360B2 (ja) 超電導ケーブルの端末構造及び超電導ケーブル線路
JP5742006B2 (ja) 常温絶縁型超電導ケーブルの端末構造
JP2010153211A (ja) 極低温ブッシング構造
JP2011120401A (ja) 常電導導体の引出構造

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160428