一种直流超导限流器用冷却结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种直流超导限流器用冷却结构，由罐体及连接于罐体上部的进出线部分形成的双层抽真空结构，双层抽真空结构内层放置磁体及冷却液体，夹层为真空层，人孔设于罐体一侧端部，罐体及进出线部分的连接部位采用导角；双层抽真空结构内层还设有屏蔽壳以及纸板，其中屏蔽壳为与罐体内层配合的结构，其上部设有多个排气孔，下部设有多个进液孔；纸板设于屏蔽壳外侧，为与屏蔽壳相配合的结构，多层纸板套装。本实用新型专利技术有利于超导磁体散热，加快恢复超导状态；出线部分为延伸长方体结构，增加快速冷却时气泡形成区域屏蔽壳到地之间的距离，避免气泡放电，解决快速冷却时高压交、直流绝缘耐受问题。

A cooling structure for DC superconducting fault current limiter

The utility model relates to a cooling structure for direct current superconducting current limiter, a double-deck vacuum structure formed by a tank body and a part of an inlet and outlet line connected to the upper part of the tank body, a magnet and a cooling liquid are placed in the inner layer of the double-deck vacuum structure, the interlayer is a vacuum layer, the manhole is arranged at the end of one side of the tank body, and the connection part of the tank body and the inlet and outlet line part. The inner layer of the double-deck vacuum structure is also equipped with a shielding shell and a cardboard. The shielding shell is a structure matched with the inner layer of the tank, with a plurality of exhaust holes on the upper part and a plurality of liquid inlet holes on the lower part. The cardboard is arranged outside the shielding shell and is a structure matched with the shielding shell. The utility model is advantageous to heat dissipation of superconducting magnets and speeds up the recovery of superconducting state; the outlet part is an extended cuboid structure, which increases the distance between the shielding shell of the bubble forming area and the ground during rapid cooling, avoids bubble discharge, and solves the problem of high voltage AC and DC insulation tolerance during rapid cooling.

【技术实现步骤摘要】
一种直流超导限流器用冷却结构
本技术涉及一种直流超导限流器，具体为一种直流超导限流器用冷却结构。
技术介绍
柔性直流输电是未来不可再生资源大规模接入和大范围互联的重要手段。但目前已有的大型柔直输电工程不具备直流线路故障清除能力。基于超导体独有特性发展起来的超导直流限流器可抑制线路短路电流，降低高压直流断路器开断时间、开断容量等技术要求，从而提升大容量柔直输电系统的可靠性和安全性，具有显著技术优势和应用价值。国际上，超导限流器发展经历了实验级、配电级和输电级样机研制等阶段，国内相关研究首先在配电级原理和关键技术方面取得突破，例如，中科院电工所研制的10.5kV/2kA桥路型超导限流器于2005年在湖南电网投入运行；北京云电英纳公司研制的35kV饱和铁芯型超导限流器于2008年在云南电网投入运行。随着我国国民经济的飞速发展，人们对直流电路的需求也越来越高，其保护电器的过载保护、短路保护要求也十分严格。为保证电力设备安全运行，要求保护电器准确、可靠、快速切断故障电流。现有的超导限流器大都针对交流系统，存在直流耐压无法满足系统需求的现象，不能适用于直流系统，且由于直流系统发生短路时没有过零的条件，于是开断直流电弧要比交流条件下困难。
技术实现思路
针对现有的高压交流超导限流器不能直接应用在直流领域，并存在直流耐压无法满足系统需求的现象，本技术提供一种可应用于高压直流超导限流系统的直流超导限流器用冷却结构。本技术一种直流超导限流器用冷却结构，包括由罐体及连接于罐体上部的进出线部分形成的双层抽真空结构，双层抽真空结构内层放置磁体及冷却液体，夹层为真空层，人孔设于罐体一侧端部，罐体及进出线部分的连接部位采用导角。双层抽真空结构内层还设有屏蔽壳以及纸板，其中屏蔽壳为与罐体内层配合的结构，其上部设有多个排气孔，下部设有多个进液孔；纸板设于屏蔽壳外侧，为与屏蔽壳相配合的结构，多层纸板套装。进出线部分的进、出线位置均设有双层密封法兰，即密封外法兰和密封内法兰，其中密封内法兰的外径小于罐体外层进出线孔径；密封内法兰与罐体内层密封连接，密封外法兰通过安装法兰与罐体外层密封连接。安装法兰与罐体外层固接为一体，密封外法兰与安装法兰沉孔连接，密封内法兰与罐体内层沉孔连接。人孔部分也采用双层法兰结构，即人孔外法兰和人孔内法兰，其中，人孔内法兰的外径小于罐体外层人孔孔径，与罐体人孔内层安装法兰密封连接，人孔外法兰通过人孔外层安装法兰与罐体外层密封连接。人孔安装外法兰与罐体外层固接为一体，人孔外法兰与人孔安装外法兰沉孔连接；人孔安装内法兰与罐体内层固接为一体，人孔内法兰与人孔安装内法兰沉孔连接。罐体轴向水平放置，两侧端部为圆滑过渡的弧面。进出线部分为由罐体上部延伸出的长方体结构，其长轴方向尺寸满足进出线绝缘距离要求。罐体部分充满液体，延伸出的长方体结构为液体、气体混合过渡段。本技术具有以下有益效果及优点：1.本技术由于屏蔽壳采用上、下部开孔，加快气泡上升，加快液体流速，有利于超导磁体散热，加快恢复超导状态；由于出线部分采用延伸长方体结构，增加快速冷却时气泡形成区域屏蔽壳到地之间的距离，能够避免气泡放电现象，解决快速冷却时高压交、直流绝缘耐受问题。2.本技术由于采用多层绝缘纸筒的结构，提高直流耐压能力；由于采用双层法兰结构，方便安装，并降低了漏热。3.本技术提供一种可应用于高压直流超导限流系统的绝缘耐受解决方案，填补了国内外技术空白。附图说明图1为本技术直流超导限流器用冷却结构示意图；图2为本技术中双层法兰结构示意图。其中，1为罐体外层，2为罐体内层，3为屏蔽壳，4为进出线部分，5为罐体，6为密封外法兰，7为密封内法兰，8为套管，9为人孔外法兰，10为人孔内法兰，11为密封垫圈，12为螺栓结构，13为安装法兰，14为绝缘纸板，15为磁体，16为人孔安装内法兰，17为人孔安装外法兰。具体实施方式如图1所示，本技术一种直流超导限流器用冷却结构，包括由罐体5及连接于罐体5上部的进出线部分4形成的双层抽真空结构，双层抽真空结构内层放置磁体15及冷却液体，夹层为真空层，人孔设于罐体5一侧端部，罐体5及进出线部分4的连接部位采用导角。本实施例中，为了避免出现尖角放电，罐体5及进出线部分4的连接部位采用导角。双层抽真空结构内层2还设有磁体15、屏蔽壳3以及绝缘纸板14，其中屏蔽壳3为与磁体15配合的结构，其上部设有1-50个面积不小于100平方毫米的排气孔，下部设有1-50个面积不小于100平方毫米的进液孔；绝缘纸板14设于屏蔽壳3外侧，为与屏蔽壳3相配合，多层绝缘纸板14套装的结构。本实施例中，为避免有气泡放电现象，在屏蔽壳3上部开孔，能够将气体排出。为了加快液体流速，有利于散热，在屏蔽壳3下部开孔。为提高绝缘击穿耐受能力，采用多层薄纸板划分油隙，本实施例采用2-15层绝缘纸板14，每层绝缘纸板14厚度为0.5-20mm。如图2所示，进出线部分4的进、出线位置均设有双层密封法兰，即密封外法兰6和密封内法兰7，其中密封内法兰6的外径小于罐体外层1进出线孔径；密封外法兰6通过安装法兰13与罐体外层1密封连接。安装法兰13与罐体外层1固接为一体，密封外法兰6与安装法兰13沉孔连接，密封内法兰7与罐体内层2沉孔连接。人孔部分采用双层法兰结构，即人孔外法兰9和人孔内法兰10，其中，人孔内法兰10的外径小于罐体外层1人孔孔径；人孔安装外法兰17与罐体外层1固接为一体，人孔外法兰9与人孔安装外法兰17沉孔连接；人孔安装内法兰16与罐体内层2固接为一体，人孔内法兰10与人孔安装内法兰16沉孔连接。本实施例中，为了实现双层密封，进出线部分4采用双层密封法兰结构，为了便于安装，密封内法兰7的外径应小于罐体外层孔径，以保证密封内法兰7可通过罐体外层孔顺利进入到罐体5层间，进行罐体5内层密封安装。罐体5轴向水平放置，两侧端部为圆滑过渡的弧面。进出线部分4为由罐体5上部延伸出的长方体结构，其长轴方向尺寸满足进出线绝缘距离要求。罐体5部分充满液体，进出线部分4为液体、气体混合过渡段。本技术直流超导限流器用冷却结构的装配方法，通过罐体5侧面人孔法兰9进行内部安装。屏蔽壳3、磁体15、绝缘纸板14的固定安装：磁体15为主体部分，因此内部首先对磁体15进行固定安装，为均匀电场，在磁体15外周固定连接屏蔽壳3，然后，按照绝缘距离要求在屏蔽壳3外周依次安装多层绝缘纸板14，提高直流耐压能力；进出线部分4的固定安装：本技术采用双层法兰结构，首先在罐体5内对密封内法兰7与罐体内层2进行沉孔螺栓把装，然后在罐体5外通过安装法兰13，将密封外法兰6与罐体外层1沉孔螺栓把装；人孔的密封安装：首先在罐体5外，先对人孔内法兰10与罐体内层2进行沉孔螺栓把装，然后在罐体5外对人孔外法兰9与罐体外层1进行沉孔螺栓把装。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流超导限流器用冷却结构，其特征在于：包括由罐体及连接于罐体上部的进出线部分形成的双层抽真空结构，双层抽真空结构内层放置磁体及冷却液体，夹层为真空层，人孔设于罐体一侧端部，罐体及进出线部分的连接部位采用导角。

【技术特征摘要】
1.一种直流超导限流器用冷却结构，其特征在于：包括由罐体及连接于罐体上部的进出线部分形成的双层抽真空结构，双层抽真空结构内层放置磁体及冷却液体，夹层为真空层，人孔设于罐体一侧端部，罐体及进出线部分的连接部位采用导角。2.按权利要求1所述的直流超导限流器用冷却结构，其特征在于：双层抽真空结构内层还设有屏蔽壳以及纸板，其中屏蔽壳为与罐体内层配合的结构，其上部设有多个排气孔，下部设有多个进液孔；纸板设于屏蔽壳外侧，为与屏蔽壳相配合的结构，多层纸板套装。3.按权利要求1所述的直流超导限流器用冷却结构，其特征在于：进出线部分的进、出线位置均设有双层密封法兰，即密封外法兰和密封内法兰，其中密封内法兰的外径小于罐体外层进出线孔径；密封内法兰与罐体内层密封连接，密封外法兰通过安装法兰与罐体外层密封连接。4.按权利要求3所述的直流超导限流器用冷却结构，其特征在于：安装法兰与罐体外层固接为一体，密封外法兰与安装法兰沉孔连接，密封内法兰...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔箫，党艳阳，贾贺强，赵旭阳，钟连宏，段新辉，宋萌，李力，
申请(专利权)人：特变电工股份有限公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：新疆,65