能进行失导检测的超导电力电缆及使用其的失导检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种能够进行失导检测的超导电力电缆和使用该超导电力电缆的失导检测系统，该能够进行失导检测的超导电力电缆包括：成形体；包括超导导线并包围所述成形体的超导导体层；设置在所述成形体与所述超导导体层之间并包围所述成形体的导体层失导检测线圈；包围所述超导导体层的绝缘层；以及包围所述绝缘层的屏蔽层。该超导电力电缆可以对在其操作过程中发生的失导实时地进行检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超导电力电缆和使用该电缆的失导检测系统，更具体地说，涉及一种能够对在超导电力电缆的操作过程中可能会出现的超导导线的失导实时地进行检测的超导电力电缆，以及使用该超导电力电缆的失导检测系统。
技术介绍
超导体是一种在非常低的温度下由于电阻完全消失而不显示出能量损耗的理想导体，并被应用于各种领域。最近，将利用超导导线的电力电缆用于满足大都市中日益增长的电力需求。利用超导导线的电力电缆显示出比利用铜的常规电力电缆更好的电传输能力，因此与利用铜的电力电缆相比，该电力电缆可以传输大量的电力并降低了在电传输过程中的损耗。由此，不必增大用于传输大量电力的电缆的截面积，因此即使上述电力电缆是按小尺寸设计的，该电缆也可以高效地传输大量电力。同时，超导体只可以在三个临界值的范围内保持其超导性，即临界温度、临界磁场以及临界电流密度，因此超出这些临界值超导体会失去超导性并且其状态改变到普通导电状态。由此，要求在超导电力电缆的操作过程中对是否保持有超导导线的超导性进行检查。图1是示出具有超导导体层的失导检测结构的常规超导电力电缆的纵向剖面图。参照图1，超导电力电缆包括成形体(former)1、由超导导线制成并包围成形体1的导体层2、用于将导体层2绝缘的绝缘层3、以及用于进行电屏蔽的包围绝缘层3的屏蔽层4。还可以包括设置在成形体1与导体层2之间并包围成形体1的平坦化层(未示出)，以使成形体1的表面平坦。使用布置在成形体1的周面上的呈带形的超导导线来构造导体层2，并且导体层2具有用于传输大量电力的多层结构。由于超导导线会由于如下缺陷而超出以上临界值，所以超导导线会频繁地失去其超导性超导导线本身的缺陷、在布线过程中可能产生的缺陷、以及由在将超导导线保持在临界温度以下的冷却剂中包括的杂质导致的冷却系统的缺陷。将超导体失去其超导性并且其状态改变成普通导电状态的现象称为失导。如果在超导电力电缆的任何超导导线中发生了失导使得超导导线的状态改变成普通导电状态，则在超导导线中能够流动的电流量会减小。由此，尽管将超导电力电缆制造成使得在超导导体层2中的每一层中流动恒定电流，但是如果发生了失导，则剩余的电流会在未发生失导的其他超导导线中流动。结果，未发生失导的其他超导导线超过临界电流的可能性会增大。如果在超过临界电流的另一超导导线中发生了失导，则电缆本身的超导状态会被破坏，因此电缆的传输能力会大大降低。由此，在超导电力电缆的操作过程中对失导的发生进行检测是重要的。出于该目的，可以使用设置于导体层2的沿长度方向的两端的电压端子5来通过测量这两端的电压来对失导进行检测。然而，由于对超导电力电缆的导体层2施加高电压，因此不可能测量到由于失导而产生的微小信号。即使可以进行该测量，也会由于高电压而损坏测量装置，因此在实际传输电力时无法检测失导。
技术实现思路
鉴于以上问题构思了本专利技术，因此本专利技术的一个目的是提供一种能够对在超导电力电缆的操作过程中发生的失导进行检测的超导电力电缆，以及使用该超导电力电缆的失导检测系统。为了实现以上目的，本专利技术提供了一种能够进行失导检测的超导电力电缆，该超导电力电缆包括成形体；包括超导导线并包围所述成形体的超导导体层；设置在所述成形体与所述超导导体层之间并包括包围所述成形体的光纤的导体层失导检测线圈；包围所述超导导体层的绝缘层；以及包围所述绝缘层的屏蔽层。在根据本专利技术的能够进行失导检测的超导电力电缆中，优选的是，所述屏蔽层包括超导导线，并且所述能够进行失导检测的超导电力电缆还包括包围所述屏蔽层的屏蔽层失导检测线圈。在根据本专利技术的能够进行失导检测的超导电力电缆中，优选的是，所述屏蔽层失导检测线圈包括光纤或导体。在根据本专利技术的能够进行失导检测的超导电力电缆中，优选的是，在所述成形体的表面上形成有多个不规则体(irregularity)，使得所述导体层失导检测线圈包围所述多个不规则体中的一个的凹部。在本专利技术的另一方面中，还提供了一种超导电力电缆的失导检测系统，该失导检测系统包括超导电力电缆；和连接到所述超导电力电缆的信号处理单元，其中所述超导电力电缆包括成形体；包括超导导线并包围所述成形体的超导导体层；设置在所述成形体与所述超导导体层之间并包括包围所述成形体的光纤的导体层失导检测线圈；包围所述超导导体层的绝缘层；以及包围所述绝缘层的屏蔽层，其中所述信号处理单元连接到所述导体层失导检测线圈以生成所述导体层失导检测线圈的输入光，并接收在所述导体层失导检测线圈中偏振后的输出光以生成导体层失导发生信号。在根据本专利技术的超导电力电缆的失导检测系统中，优选的是，所述屏蔽层包括超导导线，并且所述超导电力电缆还包括屏蔽层失导检测线圈，该屏蔽层失导检测线圈包括包围所述屏蔽层的光纤，其中所述信号处理单元优选地连接到所述屏蔽层失导检测线圈以生成所述屏蔽层失导检测线圈的输入光，并接收在所述屏蔽层失导检测线圈中偏振后的输出光以进而输出屏蔽层失导发生信号。在根据本专利技术的超导电力电缆的失导检测系统中，优选的是，所述屏蔽层包括超导导线，并且所述超导电力电缆还包括屏蔽层失导检测线圈，该屏蔽层失导检测线圈包围所述屏蔽层的导体，其中所述失导检测系统优选地还包括连接到所述屏蔽层失导检测线圈以对在所述屏蔽层中发生失导时的所述屏蔽层失导检测线圈的电压进行检测的电压检测单元。附图说明结合附图，将在以下详细说明中对本专利技术的优选实施例的这些和其他特征、方面以及优点进行更全面的描述。在附图中图1是示出具有超导导体层的失导检测结构的常规超导电力电缆的纵向剖面图；图2是示出超导电力电缆的剖面图，其例示了在通常状态下在超导电力电缆中的磁场分布；图3是示出超导电力电缆的剖面图，其例示了当在超导导体层中发生失导时在超导电力电缆中的磁场分布；图4示出了根据本专利技术一个实施例的用于配备有皱褶成形体的超导电力电缆的失导检测系统的结构；图5示出了根据本专利技术另一实施例的用于配备有导体绞合成形体的超导电力电缆的失导检测系统的结构；图6是示出超导电力电缆的剖面图，其例示了当在超导屏蔽层中发生失导时在超导电力电缆中的磁场分布；图7示出了根据本专利技术还一实施例的用于超导电力电缆的导体层或屏蔽层的失导检测系统的结构；以及图8示出了根据本专利技术再一实施例的用于超导电力电缆的导体层或屏蔽层的失导检测系统的结构。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术优选实施例进行详细描述。在进行描述之前，应当明白，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应被诠释成局限于通用和字典涵义，而应在允许本专利技术人为了进行最佳说明而对术语进行适当定义的原则的基础上基于与本专利技术的技术方面相对应的涵义和概念来加以解释。因此，这里给出的描述只是仅出于例示的目的而给出的优选示例，而不是为了限制本专利技术的范围，因此应当明白，可以在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下提出本专利技术的其他等同物和修改例。图2是示出超导电力电缆的剖面图，其例示了在通常状态下超导电力电缆的磁场分布，图3是示出超导电力电缆的剖面图，其例示了当在超导导体层中发生失导时超导电力电缆的磁场分布。参照图2，在构成导体层2的各超导导线中均匀地流有电流的情况下，在导体层2之外形成有具有一定大小的外磁场6b，但是在导体层2内没有形成磁场。然而，如果在电缆的操作过程中超导导线7的一部分失去其超导性并导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够进行失导检测的超导电力电缆，该超导电力电缆包括：成形体；包括超导导线并包围所述成形体的超导导体层；设置在所述成形体与所述超导导体层之间并包围所述成形体的导体层失导检测线圈；包围所述超导导体层的绝缘层； 以及包围所述绝缘层的屏蔽层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2005-1-13 10-2005-00034231.一种能够进行失导检测的超导电力电缆，该超导电力电缆包括成形体；包括超导导线并包围所述成形体的超导导体层；设置在所述成形体与所述超导导体层之间并包围所述成形体的导体层失导检测线圈；包围所述超导导体层的绝缘层；以及包围所述绝缘层的屏蔽层。2.根据权利要求1所述的能够进行失导检测的超导电力电缆，其中所述导体层失导检测线圈包括光纤。3.根据权利要求1所述的能够进行失导检测的超导电力电缆，其中所述屏蔽层包括超导导线，并且其中所述超导电力电缆还包括包围所述屏蔽层的屏蔽层失导检测线圈。4.根据权利要求3所述的能够进行失导检测的超导电力电缆，其中所述屏蔽层失导检测线圈包括光纤或导体。5.根据权利要求1所述的能够进行失导检测的超导电力电缆，其中在所述成形体的表面上形成有多个不规则体，使得所述导体层失导检测线圈包围所述多个不规则体中的一个的凹部。6.一种能够进行失导检测的超导电力电缆，该超导电力电缆包括成形体；包括超导导线并包围所述成形体的超导导体层；包围所述超导导体层的绝缘层；包括超导导线并包围所述绝缘层的屏蔽层；以及包围所述屏蔽层的屏蔽层失导检测线圈。7.根据权利要求6所述的能够进行失导检测的超导电力电缆，其中所述屏蔽层失导检测线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铉万，金渡运，金知焕，
申请(专利权)人：LS电线有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]