超导电缆的终端结构制造技术

本发明专利技术公开了一种超导电缆的终端结构，包括设置在终端套管内的电流引出管，电流引出管的一端与超导电缆导电连接，电流引出管的另一端从终端套管的端部露出成为裸露端，电流引出管的内部设有空腔，电流引出管的裸露端设有与所述空腔相连通的引出孔，引出孔上设有密封盖，所述电流引出管的空腔中穿设有信号引线，所述信号引线的末端从所述密封盖中引出。本发明专利技术既保证超导电缆终端的电场均衡，又实现了信号引线从低温、高电压、高压力环境的引出，可在超导电缆系统挂网投运的条件下实现对电缆导体温度的测量和高压区域的其他非电量测量。

【技术实现步骤摘要】
超导电缆的终端结构
本专利技术涉及超导电缆，具体涉及超导电缆的终端结构。
技术介绍
超导电缆是采用超导材料制作而成的电力电缆，用于传输高密度电能，同时具有电阻低、损耗小、环保等优点。超导材料是否处于超导态，是超导电缆安全运行最关键的指标，当超导材料处于深度超导态时，其传输电能的能力最强，也可以认定超导电缆基本处于安全态。监测超导材料是否为超导态的最直接方法就是测量导体层超导材料的温度，然而超导电缆的超导材料及低温绝缘等的特性对低温、高电压、高压力等运行环境的硬性要求，很难在导体层或高电压区域布置测温传感器，并将信号引线引出到外部常温环境。随着超导电缆技术的应用和发展，在超导电缆中布设各类探头或传感器对超导电缆的状态进行实时监测，也成为越来越迫切的需求，但这些探头或传感器如何布置，特别是它们的信号引线如何从低温、高电压、高压力环境下引出，仍然没有很好的解决方案。中国专利技术专利CN109855759B公开了一种高温超导电缆温度测量系统，在超导电缆制作时预先将光纤安装到超导电缆之中，并将热电阻布置在超导电缆终端(终端冷却系统)，组成光纤测温与热电阻测温复合测温部件，以测量高温超导电缆沿线温度和终端冷却系统温度。但该专利未提及如何将低温光纤和热电阻的信号引线从低温、高电压、高压力环境下引出。中国专利技术专利申请CN103247995A，公开了一种超导电缆的终端结构，包括一中空管状的导体引出棒，导体引出棒可以将电流引入或引出超导电缆，并且利用液氮使中空管状的导体引出棒从内部冷却，能够可靠地防止热量从常温区域通过该导体引出棒流入超低温的超导电缆中。导体引出棒的用途仅仅局限于优化电流引管的传热性能，也未涉及信号引线的引出方式。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够可靠地引出信号引线的超导电缆的终端结构。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种超导电缆的终端结构，包括设置在终端套管内的电流引出管，电流引出管的一端与超导电缆导电连接，电流引出管的另一端从终端套管的端部露出成为裸露端，电流引出管的内部设有空腔，电流引出管的裸露端设有与所述空腔相连通的引出孔，引出孔上设有密封盖，所述电流引出管的空腔中穿设有信号引线，所述信号引线的末端从所述密封盖中引出。优选地，所述超导电缆包括导体层和设置在导体层外面的绝缘层，超导电缆的端部位于终端套管内，导体层的端部从绝缘层中露出，所述电流引出管通过连接器与所述导体层相连接。更优地，在所述连接器的外面套有均压罩。更优地，所述信号引线与热电阻或热电偶相连接，所述热电阻或热电偶设置在终端套管内导体层的端部。更优地，所述信号引线与位于密封盖外面的采集模块相连接，所述采集模块与一控制模块信号连接。更优地，所述采集模块与一无线模块相连接，所述控制模块与一接收模块相连接。更优地，所述终端套管的端部设有均压环，所述采集模块和无线模块设置在均压环的内侧。更优地，所述导体层包括支撑导体和由超导带材构成的超导层，所述信号引线与测温光纤相连接，所述测温光纤与超导带材并行缠绕在支撑导体的外侧。更优地，所述信号引线与位于密封盖外的分布式光纤测量器相连接。更优地，所述超导层包括同轴布置的第一超导层、第二超导层和第三超导层，第一超导层、第二超导层和第三超导层的端部从内到外依次错层布置，并分别与第一电流引出管、第二电流引出管和第三电流引出管导电连接；第一超导层、第二超导层和第三超导层内分别设有第一测温光纤、第二测温光纤和第三测温光纤，与第一测温光纤、第二测温光纤和第三测温光纤相连接的第一信号引线、第二信号引线和第三信号引线分别穿设在第一电流引出管、第二电流引出管和第三电流引出管的空腔中；第一超导层、第二超导层和第三超导层的外面分别设有第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层。本专利技术超导电缆的终端结构，采用空心的电流引出管，电流引出管的空腔中穿设有信号引线，用于连接监测超导电缆状态的传感器，由于电流引出管的空腔中填充有液氮，并在上部的常温段形成汽化氮，实现了电力电流和传感器信号从低温、高电压、高压力环境到外部常温、常压环境的可靠传输。本专利技术既保证超导电缆终端的电场均衡，又实现了信号引线的引出，可在超导电缆系统挂网投运的条件下实现对电缆导体温度的测量和高压区域的其他非电量测量。本专利技术可实现对超导电缆和超导电缆终端内部低温、高电压、高压力环境下重点组件的温度测量，或者沿超导电缆长度分布的温度测量和振动测量，并且有效维持了超导电缆终端内部电场的均衡稳定，降低了由高电压区到低电压跨接所带来的电气击穿风险，使得超导电缆最核心的超导材料的温度监控成为可能，能够采集和监测到超导电缆系统的核心运行参数，极大地保障了超导电缆系统的安全运行。附图说明图1是本专利技术一种超导电缆的终端结构的示意图。图2是本专利技术中信号引线的一种引出方式示意图。图3是本专利技术中所涉及的一种超导电缆的横截面示意图。图4是本专利技术中信号引线的另一种引出方式示意图。图5是本专利技术中一种密封盖的结构示意图。图6是本专利技术一种三相同轴超导电缆的终端结构的示意图。图7是本专利技术中所涉及的一种三相同轴超导电缆的横截面示意图。图中：I常温段II过渡段III低温段1、电流引出管2、信号引线3、热电阻或热电偶4、密封盖5、终端套管7、超导电缆8、连接器9、均压罩10、空腔11、接线端子12、裸露端13、引出孔40、密封圈41、盖板42、引出端43、绝缘密封51、均压环61、采集模块62、电源模块63、无线模块64、电流感应线圈65、接收模块66、控制模块67、连接光纤68、分布式光纤测量器70、导体层71、支撑导体72、超导层73、测温光纤74、绝缘层75、保护层76、应力锥具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导电缆的终端结构，包括设置在终端套管(5)内的电流引出管(1)，电流引出管(1)的一端与超导电缆(7)导电连接，电流引出管(1)的另一端从终端套管(5)的端部露出成为裸露端(12)，电流引出管(1)的内部设有空腔(10)，其特征是，电流引出管(1)的裸露端(12)设有与所述空腔(10)相连通的引出孔(13)，引出孔(13)上固定有密封盖(4)，所述电流引出管的空腔(10)中穿设有信号引线(2)，所述信号引线(2)的末端从所述密封盖(4)中引出。/n

【技术特征摘要】
1.一种超导电缆的终端结构，包括设置在终端套管(5)内的电流引出管(1)，电流引出管(1)的一端与超导电缆(7)导电连接，电流引出管(1)的另一端从终端套管(5)的端部露出成为裸露端(12)，电流引出管(1)的内部设有空腔(10)，其特征是，电流引出管(1)的裸露端(12)设有与所述空腔(10)相连通的引出孔(13)，引出孔(13)上固定有密封盖(4)，所述电流引出管的空腔(10)中穿设有信号引线(2)，所述信号引线(2)的末端从所述密封盖(4)中引出。


2.根据权利要求1所述的超导电缆的终端结构，其特征是，所述超导电缆(7)包括导体层(70)和设置在导体层(70)外面的绝缘层(74)，超导电缆(7)的端部位于终端套管(5)内，导体层(70)的端部从绝缘层(74)中露出，所述电流引出管(1)通过连接器(8)与所述导体层(70)相连接。


3.根据权利要求2所述的超导电缆的终端结构，其特征是，在所述连接器(8)的外面套有均压罩(9)。


4.根据权利要求2所述的超导电缆的终端结构，其特征是，所述信号引线(2)与热电阻或热电偶(3)相连接，所述热电阻或热电偶(3)设置在终端套管(5)内导体层(70)的端部。


5.根据权利要求4所述的超导电缆的终端结构，其特征是，所述信号引线(2)与位于密封盖(4)外面的采集模块(61)相连接，所述采集模块(61)与一控制模块(66)信号连接。


6.根据权利要求5所述的超导电缆的终端结构，其特征是，所述采集模块(61)与一无线模块(63)相连接，所述控制模块(63)与一接收模块(65)相连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：宗曦华，张喜泽，张大义，喻志广，张智勇，韩云武，王京，程雪雪，
申请(专利权)人：上海国际超导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31