一种高温超导电力电缆多通接头制造技术

本发明专利技术公开了一种高温超导电力电缆多通接头，包括由内而外设置的导体连接件、绝热内壳和绝热外壳，导体连接件外表面均布冷媒流入通路，导体连接件内设置空腔，空腔分别与冷媒流入通路和绝热内壳内部连通，绝热内壳外表面均布冷媒流出通路，冷媒流出通路与绝热内壳内部连通，冷媒流出通路与冷媒流入通路一一对应嵌套设置；绝热外壳内设绝热材料层，外设电绝缘材料层，绝热外壳均布供冷媒流出通路穿出的通孔，该通孔处通过恒温器连接件将绝热外壳和绝热内壳连接，构成恒温器，绝热内壳和绝热外壳之间填充绝热材料并抽真空；导体连接件内空腔和绝热内壳内部充满冷媒。本发明专利技术用于解决高温超导电缆输电过程中的支路连接问题。

A kind of multi-way connector for HTS power cable

The invention discloses a high temperature superconductive power cable multi-way connector, which comprises a conductor connector, an insulating inner shell and an insulating shell arranged from the inside to the outside, the outer surface of the conductor connector is uniformly distributed with a refrigerant inflow path, the inner surface of the conductor connector is provided with a cavity, the cavity is respectively connected with the refrigerant inflow path and the inner insulating inner shell, the outer surface of the insulating inner shell is uniformly distributed with a refrigerant outflow path, and the refrigerant outflow path The circuit is connected with the inner part of the heat insulation inner shell, and the refrigerant outflow path and the refrigerant inflow path are nested one by one; the heat insulation outer shell is provided with the heat insulation material layer and the electric insulation material layer, and the heat insulation outer shell is uniformly distributed with the through holes for the refrigerant outflow path, and the through holes are connected with the heat insulation outer shell and the heat insulation inner shell through the thermostat connector to form the thermostat, and the heat insulation inner shell and the heat insulation outer shell are filled The inner cavity of the conductor connector and the inner shell of the insulation are filled with refrigerant. The invention is used for solving the branch connection problem in the process of high temperature superconductive cable transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导电力电缆多通接头
本专利技术涉及一种电缆接头，更具体的说，是涉及一种高温超导电力电缆多通接头。
技术介绍
20世纪90年代，人们开始研究高温超导电缆技术，用高温超导材料制造的超导电缆可以在液氮温区工作，与低温超导材料制造的超导电缆相比，运行和维护成本大大降低。与传统中高压电缆相比，高温超导电缆具有容量大、损耗低、体积小、质量轻等优势，适合用于电能的大功率传输、城市配电线路扩容等情况。随着城市的快速发展，城市用电量激增，居民环保意识增强，在市区建设架空线已经变得困难，且在地下铺设大容量电缆也有很大难度。与相同容量的普通电缆相比，高温超导电缆的输电能力要大3-5倍，因此所占空间小。但如果想要使用高温超导电缆向大城市供电，就必须考虑城市负荷分散且不均匀的特点，使用高温超导电缆将电能从变电站送到城区后需要对电能进行分割并继续传输。因此超导电缆要大规模用于城市供电就必须有分流接头，实现电能分割，使母线电能分割后分别送给不同电力负荷。迄今为止，超导电缆接头只能同轴连接两条超导电缆，以延长供电线路，而不能实现分流。目前将超导电缆传输的电能进行分割并传输，需要使用超导电缆终端通过电流引线将电能传输到高压架空线，再通过架空线网络将电能传输到各个负荷点。在上述端头分流方案中各端头的电流引线的连接处工作在常温环境，连接处电阻较大，在日常工作中会产生较大的交流损耗，而且每个端头的电流引线一端处于液氮温区，另一端处于环境温度，两端温差在200℃左右，电流引线上会存在较大的漏热损耗。此外，传统超导电缆端头一般由分线箱和端头主体两部分组成，分线箱与接头主体部分采用高真空多层绝热恒温器，恒温器之间通过法兰连接，这种结构会导致在分线箱与接头主体连接处漏热严重。因此目前的超导电力电缆接头只能针对单根对单根高温超导电缆的连接，而端头分流方案使用效果不好，使用寿命短。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种高温超导电力电缆多通接头，用于实现电能的分流，为超导电力电缆网络化提供基础。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术高温超导电力电缆多通接头，包括由内而外依次设置的导体连接件、绝热内壳和绝热外壳，所述导体连接件外表面均布有与其一体结构的冷媒流入通路，所述导体连接件内部下端设置有空腔，所述空腔分别与冷媒流入通路和绝热内壳内部连通，所述绝热内壳外表面均布有与其一体结构的冷媒流出通路，所述冷媒流出通路与绝热内壳内部连通，所述冷媒流出通路与冷媒流入通路一一对应嵌套设置；所述绝热外壳内表面设置有绝热材料层，外表面设置有电绝缘材料层，所述绝热外壳均布有供冷媒流出通路穿出的通孔，且在该通孔处通过恒温器连接件将绝热外壳和绝热内壳固定连接在一起，构成恒温器，所述绝热内壳和绝热外壳之间填充有绝热材料并抽真空；所述导体连接件内空腔和绝热内壳内部均全部充满流动的冷媒。所述导体连接件和绝热内壳通过底面螺栓连接，在螺栓连接处有绝缘套管和绝缘垫片。所述空腔内顶部设置有防冷媒盲区结构，即空腔内上顶向底面凸出。所述导体连接件、绝热内壳和绝热外壳形状均为近球形并存在底面，所述绝热内壳设计为三部分拼接，并在连接处采用压紧密封结构，所述绝热外壳设计为两部分拼接，并在连接处采用焊接相连。所述绝热外壳外部设置有保护套。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术实现多根超导电缆连接，实现电能分流，为超导电缆共母线多支路供电提供基础。(2)本专利技术超导电缆多通路接头的导体连接件高导材料体积大，电阻小，产生焦耳热少，且连接件内外充满流动的冷媒，达到很好地冷却效果。(3)本专利技术中连接件球型，表面光滑无棱角，易于浇铸电绝缘材料，且绝缘性能优越。(4)本专利技术有足够的空间填充绝热材料，并且抽真空，保证良好绝热。附图说明图1是高温超导电力电缆多通接头基本元件刨面示意图；图2是高温超导电力电缆多通接头组装结构示意图；图3是电气绝缘过度连接结构示意图。附图标记：1导体连接件，2电绝缘材料层，3绝热内壳，4绝热材料层，5绝热外壳，6冷媒流入通路，7空腔，8冷媒流出通路，9防冷媒盲区结构，10恒温器连接件，11环氧材料，12超导层连接柱，13PPLP材料。具体实施方式电气绝缘过度连接结构示意图下面结合附图对本专利技术作进一步的描述，以下实施例仅用于更清楚的描述本专利技术的技术方案。常规超导电缆接头针对单根与单根高温超导电缆180°平行连接，决定了一根高温超导电缆只能将电能从一端供给另一端，无法实现多支路共母线的网络式供电。因此，为解决上述问题，本专利技术提出了针对多根(大于等于三根)超导电缆的高温超导电力电缆多通路接头。每条高温超导电缆主要包括电缆骨架、高温超导(HTS)导电层、绝热管内壁、绝热材料、绝热管外壁、电绝缘材料和电缆保护套构成，这些部分同轴设置，并且存在冷媒(如液氮)通路，即冷媒的流入层和回流层。为了实现电能分割，简化高温超导电力电缆多通路接头与高温超导电缆连接和加强绝热的目的，结合考虑高温超导电缆结构特征。本专利技术高温超导电力电缆多通接头，如图1和图2所示，包括由内而外依次设置的导体连接件1、绝热内壳3和绝热外壳5，所述绝热外壳5外部设置有保护套，所述导体连接件1、绝热内壳3和绝热外壳5形状均为近球形并存在底面。在安装时，分别与高温超导电缆的各个功能层对应相连，实现高温超导电缆共母线多支路供电。所述导体连接件1采用导电性能好电阻率低的材料(如高导铜)制作，在其球面上有均匀分布的多个(大于或等于三个)与其一体结构的超导层连接柱，柱内中空，作为冷媒流入通路6。所述导体连接件1内部下端靠近底面设置有空腔7，用于超导电缆中冷媒交换，所述空腔7分别与冷媒流入通路6和绝热内壳3内部连通。所述空腔7内设置防冷媒盲区结构9，即空腔7内上顶设计为向底面凸出，此目的在于消除非冷媒填充区，即消除由于气态冷媒聚集形成的空间，使整个导体连接件1均匀冷却，避免出现气态冷媒聚集导致冷却不均匀的情况。另外，所述导体连接件1底面有螺栓连接孔，用于与绝热内壳3固定，导体连接件1和绝热内壳3通过底面螺栓连接，且在螺栓连接处有绝缘套管和绝缘垫片，螺栓表面设置平滑，且仅与绝缘套管接触，使螺栓不与导体连接件1接触，实现导体连接件1与绝热内壳3之间的绝缘。所述导体连接件1内空腔7和绝热内壳3内部均全部充满流动的冷媒(如液氮)，对导体连接件1有很好的冷却效果填充有。所述绝热内壳3采用不锈钢材料制作，整个绝热内壳3由三个均等的部分拼接而成，此种设计便于安装。在各个部分连接处采用一种压紧密封结构，即在各个部分连接处开设容置密封圈的凹槽，达到压紧密封效果。所述绝热内壳3外表面均布有与其一体结构的冷媒流出通路，所述冷媒流出通路8与绝热内壳3内部连通，所述冷媒流出通路8与冷媒流入通路6一一对应嵌套设置。所述绝热外壳5均布有供冷媒流出通路8穿出的通孔，且在该通孔处焊接有恒温器连接件10，将绝热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温超导电力电缆多通接头，其特征在于，包括由内而外依次设置的导体连接件(1)、绝热内壳(3)和绝热外壳(5)，所述导体连接件(1)外表面均布有与其一体结构的冷媒流入通路(6)，所述导体连接件(1)内部下端设置有空腔(7)，所述空腔(7)分别与冷媒流入通路(6)和绝热内壳(3)内部连通，所述绝热内壳(3)外表面均布有与其一体结构的冷媒流出通路(8)，所述冷媒流出通路(8)与绝热内壳(3)内部连通，所述冷媒流出通路(8)与冷媒流入通路(6)一一对应嵌套设置；/n所述绝热外壳(5)内表面设置有绝热材料层(4)，外表面设置有电绝缘材料层(2)，所述绝热外壳(5)均布有供冷媒流出通路(8)穿出的通孔，且在该通孔处通过恒温器连接件(10)将绝热外壳(5)和绝热内壳(3)固定连接在一起，构成恒温器，所述绝热内壳(3)和绝热外壳(5)之间填充有绝热材料并抽真空；所述导体连接件(1)内空腔(7)和绝热内壳(3)内部均全部充满流动的冷媒。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温超导电力电缆多通接头，其特征在于，包括由内而外依次设置的导体连接件(1)、绝热内壳(3)和绝热外壳(5)，所述导体连接件(1)外表面均布有与其一体结构的冷媒流入通路(6)，所述导体连接件(1)内部下端设置有空腔(7)，所述空腔(7)分别与冷媒流入通路(6)和绝热内壳(3)内部连通，所述绝热内壳(3)外表面均布有与其一体结构的冷媒流出通路(8)，所述冷媒流出通路(8)与绝热内壳(3)内部连通，所述冷媒流出通路(8)与冷媒流入通路(6)一一对应嵌套设置；
所述绝热外壳(5)内表面设置有绝热材料层(4)，外表面设置有电绝缘材料层(2)，所述绝热外壳(5)均布有供冷媒流出通路(8)穿出的通孔，且在该通孔处通过恒温器连接件(10)将绝热外壳(5)和绝热内壳(3)固定连接在一起，构成恒温器，所述绝热内壳(3)和绝热外壳(5)之间填充有绝热材料并抽真空；所述导体连接件(1)内空腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：信赢，李文鑫，金辉，杨天慧，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12