三相同轴超导电缆制造技术

本发明专利技术涉及能够有效地防止因供三相电流流动的同轴(Coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而导致在遮蔽层产生的发热，并且能够减小直径的三相同轴超导电缆。

Three phase coaxial superconducting cable

The invention relates to a three-phase coaxial superconductor cable which can effectively prevent the heat generated in the shielding layer due to the size of the current or the imbalance of the phase difference of the coaxial superconductor layer for the flow of three-phase current, and can reduce the diameter of the three-phase coaxial superconductor cable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三相同轴超导电缆
本专利技术涉及超导电缆。更详细地说，本专利技术涉及能够有效地防止因供三相电流流动的同轴(Coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而导致在遮蔽层发生的发热，并且能够减小直径的三相同轴超导电缆。
技术介绍
最近，不断研发出能够减少超导电缆的成本和直径的送电用或配电用三相同轴电缆。具体地说，使用使多个超导体层在同一轴上以彼此绝缘的状态重叠为三层，并且使第一相电流、第二相电流以及第三相电流在每个超导体层流动的方法。在理想地条件下，第一相电流、第二相电流以及第三相电流分别以相同的大小且具有120度相位差，理论上，由于具有因各个电流引起的电磁波能够被抵消的结构，因此设置于三个重叠的超导体层外侧的具有相对大的直径的遮蔽层，不会采用高成本的超导线材，通常可使用如铜等的导体，试探性地引入了设置有由普通导体构成的遮蔽层的三相同轴超导电缆。即，作为不使用超导线材，而是用使用一般导体线材来形成构成遮蔽层的导体的方法，配置于一个缆芯的最外部区域而将直径最大的遮蔽层构成为一般导体，由此与现有的三相超导电缆相比，具有能够通过最小化超导线材的消耗量来减小成本，并且能够通过使超导体层具有重叠的结构来使电缆的直径整体上变小的效果。如上所述的方法，不仅使用三相超导电缆的优点，而且还具有能够减少使用的超导线材的量和整个电缆的直径的优点，从而正在积极地研发三相同轴超导电缆。但是，当在各个缆芯流动的第一相电流、第二相电流以及第三相电流的大小不同或不能分别保持120度的相位差时，在构成为三层的缆芯外侧的由一般导体线材构成的遮蔽层的遮蔽电流可能会大幅度增加，在此情况下，由一般导体线材构成的遮蔽层的发热会加重。这是因为由一般导体构成的线材在充分低的温度条件下具有比在常温时低的电阻率，但是与构成超导体层的超导线材相比导电能力非常小，从而当遮蔽电流增大时，由一般导体构成的遮蔽层的导电能力欠缺，因此会加重发热。为了将缆芯冷却到作为构成超导体层的高温超导体的超导条件的约零下200摄氏度，超导电缆使超低温的液相制冷剂流向内部金属管的内部。但是，在由一般导体构成的遮蔽层的遮蔽电流增加而使温度上升的情况下，会使液相制冷剂的温度上升，这会导致增加超导电力系统的冷却负荷，并且降低系统的稳定性，从而需要改善的方法。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的课题在于，提供一种能够有效地防止因供三相电流流动的同轴(Coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而导致在遮蔽层发生的发热，并且能够减小直径的三相同轴超导电缆解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术可提供一种三相同轴型超导电缆，所述三相同轴型超导电缆包括：缆芯部；内部金属管，包围所述缆芯部，用于所述缆芯部的冷却的液相制冷剂在该内部金属管流动；隔热部，通过在所述内部金属管的外侧缠绕多次隔热材料而构成；真空部，在所述隔热部外侧至少设置有一个隔件；以及外部金属管，设置于所述真空部外侧，通过所述隔件来阻断与所述隔热部接触，所述缆芯部包括：充实型前层；第一超导体层至第三超导体层，以彼此绝缘且层叠的状态依次缠绕所述前层外周，具有沿所述充实型前层的长度方向并排配置的多个超导线材；以及遮蔽层，在所述第一超导体层至第三超导体层外侧配置，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。另外，在所述遮蔽层，导体线材的数量可大于超导线材的数量。另外，所述遮蔽层的超导线材的数量可以是一个至五个。并且，当在所述遮蔽层存在三个以上的超导线材时，至少两个超导线材可彼此隔开。在此情况下，在所述遮蔽层可配置有四个以90度间隔配置的超导线材。并且，所述遮蔽层的导体线材可由铜或铜合金材质构成，超导线材可由二代超导线材构成。在此，在所述第一超导体层至所述第三超导体层以及所述遮蔽层之间可分别设置有绝缘层。在此情况下，可在各个所述第二超导体层和所述第三超导体层的内侧、内部以及外侧中至少一处分别设置有前层。在此，所述前层可由并排配置为包围各个所述第二超导体层和所述第三超导体层内侧、内部以及外侧中的至少一处的多个一般导体线材构成。另外，在构成所述超导体层和所述遮蔽层的超导线材的两侧附加有在常温条件下具有通电性的金属材质的通电层，所述通电层可通过侧面焊接或表面金属涂布来与所述超导线材电连接，所述通电层在发生故障电流时可作为故障电流的接地导体使用。在此，附加有所述通电层的超导线材的拉伸强度可以以95％电流衰减为基准为200Mpa至800Mpa。并且，在所述超导线材的表面附加的所述通电层可以为黄铜(Brass)材质，其厚度可以是0.1mm至0.2mm。另外，还可以包括包围所述外部金属管外侧的外部套。另外，为了解决上述课题，本专利技术可提供一种三相同轴型超导电缆，所述三相同轴型超导电缆包括：缆芯部；第二内部金属管，设置于所述缆芯部外侧，供液相制冷剂流动；隔热部，通过在所述第二内部金属管的外侧缠绕多次隔热材料而构成；真空部，在所述隔热部外侧至少设置有一个隔件；以及，外部金属管，设置于所述真空部外侧，通过所述隔件来阻断与所述隔热部接触，所述缆芯部包括：第一内部金属管，供液相制冷剂流动；第一超导体层至第三超导体层，以彼此绝缘且层叠的状态依次缠绕所述第一内部金属管外周，具有沿所述第一内部金属管的长度方向并排配置的多个超导线材；以及遮蔽层，在所述第一超导体层至第三超导体层外侧配置，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。在此，当在所述遮蔽层存在三个以上的超导线材时，至少两个超导线材彼此隔开。专利技术效果根据本专利技术的三相同轴超导电缆，在因供三相电流流动的同轴(Coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而增加在遮蔽层流动的遮蔽电流的情况下，遮蔽电流可以通过构成遮蔽层的至少一个超导线材流动，由此能够有效地防止在遮蔽层产生的发热。另外，根据本专利技术的三相同轴超导电缆，不采用配置超导线材方法构成整个遮蔽层，而主要使用一般导体线材，由此能够最小化超导电缆的费用增加。另外，在构成本专利技术的三相同轴超导电缆的超导体层或遮蔽层的超导线材，附加有金属薄膜层形态的通电层，由此能够加强超导线材的物理刚性，并且通过所述金属薄膜层形态的通电层，使事故电流的分流路径多样化，由此能够减小前层的直径(截面积)或重量，此外在超导线材自身附加能够使事故电流流动的通电层，由此能够使用于发挥事故电流的接地导体作用的前层等面积相比于现有减小，从而能够减小超导电缆的整个直径。附图说明图1示出了本专利技术的三相同轴超导电缆的一个实施例的多级剥离立体图。图2示出了图1所示的超导电缆的剖视图。图3示出了本专利技术的三相同轴超导电缆的另一实施例的多级剥离立体图。图4示出了图3所示的超导电缆的剖视图。图5示出了本专利技术的三相同轴超导电缆的另一实施例的剖视图。图6是能够适用于本专利技术的三相同轴超导电缆的超导体层或遮蔽层的超导线材和现有的超导线材的比较图。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种三相同轴超导电缆，其中，包括：/n缆芯部；/n内部金属管，包围所述缆芯部，用于对所述缆芯部冷却的液相制冷剂在所述内部金属管流动；/n隔热部，通过在所述内部金属管的外侧缠绕多次隔热材料而构成；/n真空部，在所述隔热部的外侧设置有至少一个隔件；以及，/n外部金属管，设置于所述真空部的外侧，通过所述隔件来阻断与所述隔热部接触，/n所述缆芯部包括：/n充实型前层；/n第一超导体层至第三超导体层，以彼此绝缘且层叠的状态依次缠绕所述充实型前层的外周，具有沿所述充实型前层的长度方向并排配置的多个超导线材；以及/n遮蔽层，在所述第一超导体层至第三超导体层的外侧配置，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170404 KR 10-2017-0043872;20180117 KR 10-2018-001.一种三相同轴超导电缆，其中，包括：
缆芯部；
内部金属管，包围所述缆芯部，用于对所述缆芯部冷却的液相制冷剂在所述内部金属管流动；
隔热部，通过在所述内部金属管的外侧缠绕多次隔热材料而构成；
真空部，在所述隔热部的外侧设置有至少一个隔件；以及，
外部金属管，设置于所述真空部的外侧，通过所述隔件来阻断与所述隔热部接触，
所述缆芯部包括：
充实型前层；
第一超导体层至第三超导体层，以彼此绝缘且层叠的状态依次缠绕所述充实型前层的外周，具有沿所述充实型前层的长度方向并排配置的多个超导线材；以及
遮蔽层，在所述第一超导体层至第三超导体层的外侧配置，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。


2.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
在所述遮蔽层中，导体线材的数量多于超导线材的数量。


3.根据权利要求2所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
所述遮蔽层的超导线材的数量为一个至五个。


4.根据权利要求2所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
当在所述遮蔽层存在三个以上超导线材时，至少两个超导线材彼此隔开。


5.根据权利要求2所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
在所述遮蔽层配置有四个以90度间隔配置的超导线材。


6.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
所述遮蔽层的导体线材由铜或铜合金材质构成，超导线材由二代超导线材构成。


7.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
在所述第一超导体层至第三超导体层以及所述遮蔽层之间分别设置有绝缘层。


8.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆，其特征在于，
在各个所述第二超导体层和所述第三超导体层的内侧、内部以及外侧中至少一处分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗镇培，崔彰烈，李石柱，
申请(专利权)人：LS电线有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR