一种高电流密度超导缆线制造技术

本发明专利技术公开一种高电流密度超导缆线，包括：嵌入在骨架内的堆叠超导带，所述堆叠超导带是由多层超导带堆叠形成截面为矩形的柱状结构；保护层，设置在所述堆叠超导带的顶部和底部；所述骨架包括上下两个冷却通道，以所述堆叠超导带的水平中心轴呈上下对称设置，还包括左右两个液氮流入槽，以所述堆叠超导带的竖直中心轴呈左右对称设置；包覆所述骨架的绝缘层；包覆所述绝缘层的屏蔽层；包覆所述屏蔽层的保护外壳。本发明专利技术通过对多跟超导带进行堆叠封装，设计包含槽形的圆形缆状结构，对超导带进行保护；设计紧贴带材的冷却管道，使得超导带工作在超导状态时，既保证了超导带结构受力平衡，又实现了快速大接触面积散热。又实现了快速大接触面积散热。又实现了快速大接触面积散热。

【技术实现步骤摘要】
一种高电流密度超导缆线


[0001]本专利技术属于电力电缆
，具体涉及一种高电流密度超导缆。

技术介绍

[0002]随着超导材料不断发展和取得突破，第二代高温超导体通过薄膜外延生长技术成功实现扁平状超导导体的量产。
[0003]第二代高温超导体没有得到大规模的运用，其主要原因之一是其扁平形的材料结构导致其在实际应用过程中遇到很大困难。在高温超导关键应用领域发展过程中的关键点是导体结构的设计。尽管高温超导材料技术取得了长足的发展和进步，但多根带材的导体成型工艺技术发展较为迟缓。因此，高温超导缆线导体结构的设计，逐步成为高温超导展开应用的一个主要方向，是下一步高温超导在大电流、高磁场环境下运用的关键，对未来高温超导在重要科学和
的发展有着重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高电流密度超导缆线，以使超导带材受力均匀、磁场分布均匀，能稳定传输大电流。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高电流密度超导缆线，包括：
[0006]嵌入在骨架内的堆叠超导带，所述堆叠超导带是由多层超导带堆叠形成截面为矩形的柱状结构；
[0007]保护层，设置在所述堆叠超导带的顶部和底部；
[0008]所述骨架包括上下两个冷却通道，以所述堆叠超导带的水平中心轴呈上下对称设置，还包括左右两个液氮流入槽，以所述堆叠超导带的竖直中心轴呈左右对称设置；
[0009]包覆所述骨架的绝缘层；
[0010]包覆所述绝缘层的屏蔽层；
[0011]包覆所述屏蔽层的保护外壳。
[0012]进一步地，所述保护层包括上下两层，分别加装在所述堆叠超导带的顶部和底部，各层的厚度为单层超导带的2
‑
3倍。
[0013]进一步地，所述保护层的上下两层分别通过在所述堆叠超导带的顶部和底部两层的超导带上涂覆的焊锡与所述堆叠超导带连接。
[0014]进一步地，所述冷却通道为管状结构，其截面是半圆环或半矩形环，所述冷却通道具有拱起部和管道部，拱起部与所述保护层相接合。
[0015]进一步地，所述液氮流入槽的截面是矩形或半圆形，所述液氮流入槽与所述堆叠超导带之间通过涂覆的焊锡带连接。
[0016]进一步地，所述骨架中的上下两侧的冷却通道、左右两侧的液氮流入槽共同形成一嵌入空间，所述堆叠超导带被嵌入在所述嵌入空间中。
[0017]进一步地，所述绝缘层用于将所述骨架进行固定，所述绝缘层采用在低温下具有
良好机械性能且绝缘性能良好的绝缘纸绕制而成。
[0018]进一步地，所述屏蔽层采用单端或者两端接地，形成“法拉第笼”，用于屏蔽所述高电流密度超导缆线对外电场。
[0019]进一步地，上冷却通道或下冷却通道在竖直方向上还设有一对隔板，插入在所述堆叠超导带与左右两侧的液氮流入槽之间。
[0020]进一步地，高电流密度超导缆线是截面为圆形的棒状结构，所述堆叠超导带位于圆形中央。
[0021]实施本专利技术具有如下有益效果：通过对多跟超导带进行堆叠封装，设计包含槽形的圆形缆状结构，对超导带进行保护；设计紧贴带材的冷却管道，使得超导带工作在超导状态时，既保证了超导带结构受力平衡，又实现了快速大接触面积散热。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是封装完成后的本专利技术实施例一种高电流密度超导缆线的立体结构示意图。
[0024]图2是封装完成后的本专利技术实施例一种高电流密度超导缆线的截面结构示意图。
[0025]图3是本专利技术实施例中骨架单元的立体结构示意图。
具体实施方式
[0026]以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本专利技术可以用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本专利技术，而非对本专利技术保护范围的限制。
[0027]请参照图1所示，本专利技术实施例提供一种高电流密度超导缆线，包括：
[0028]嵌入在骨架5内的堆叠超导带1，所述堆叠超导带1是由多层超导带堆叠形成截面为矩形的柱状结构；
[0029]保护层2，设置在所述堆叠超导带1的顶部和底部；
[0030]所述骨架5包括上下两个冷却通道3，以所述堆叠超导带1的水平中心轴呈上下对称设置，还包括左右两个液氮流入槽4，以所述堆叠超导带1的竖直中心轴呈左右对称设置；
[0031]包覆所述骨架5的绝缘层7；
[0032]包覆所述绝缘层7的屏蔽层8；
[0033]包覆所述屏蔽层8的保护外壳9。
[0034]具体地，请同时结合图2和图3所示，堆叠超导带1采用不锈钢加强层的YBCO超导带进行堆叠，构成截面为矩形的柱状结构，是电流流过的区域。本实施例不限于例举的超导带，可以根据实际需求选取合适宽度的超导带。高温超导带材为多层堆叠而成，可以大幅提高导体的载流能力，超导带堆叠过程中不发生扭转，保证超导体的性能；
[0035]保护层2包括上下两层，分别加装在堆叠超导带1的顶部和底部，各层的厚度为单
层超导带的2
‑
3倍。保护层2可采用传热性能好、低温下机械性能稳定的铜带等，但不限于铜带。保护层2的上下两层分别通过在堆叠超导带1的顶部和底部两层的超导带涂覆的一层焊锡与堆叠超导带1连接。
[0036]冷却通道3为管状结构，其截面可以是半圆环形，也可以是其它形状，例如半矩形环。冷却通道3具有拱起部和管道部，拱起部与保护层2相接合，通过适当设计拱起部与保护层2的接触面积，使得冷却通道3能够充分与堆叠超导带1进行热量重复交换，提高冷却效率。在堆叠超导带1的左右两侧的液氮流入槽4，用于输入液氮，作为一种示例，其截面可以是矩形或半圆形。液氮流入槽4与堆叠超导带1之间也通过涂覆的一条焊锡带连接。还需说明的是，冷却通道3和液氮流入槽4通过外部的循环泵(未图示)连通。
[0037]可以看出，骨架5中的上下两侧的冷却通道3和左右两侧的液氮流入槽4，共同形成一嵌入空间，堆叠超导带1被嵌入在该嵌入空间中，由此可以提高其结构稳定性，防止超导带因机械外力导致变形损坏失超；同时增大了超导带冷循环接触面。嵌入堆叠超导带1后整体呈现截面为圆形的棒状结构，堆叠超导带1位于圆形中央。
[0038]在骨架5的外部包覆的绝缘层7用于将骨架进行固定，绝缘层7采用在低温下具有良好机械性能且绝缘性能良好的绝缘纸绕制而成。
[0039]屏蔽层8包覆在绝缘层7的外表面，采用单端或者两端接地，形成“法拉第笼”，用来屏蔽超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电流密度超导缆线，其特征在于，包括：嵌入在骨架内的堆叠超导带，所述堆叠超导带是由多层超导带堆叠形成截面为矩形的柱状结构；保护层，设置在所述堆叠超导带的顶部和底部；所述骨架包括上下两个冷却通道，以所述堆叠超导带的水平中心轴呈上下对称设置，还包括左右两个液氮流入槽，以所述堆叠超导带的竖直中心轴呈左右对称设置；包覆所述骨架的绝缘层；包覆所述绝缘层的屏蔽层；包覆所述屏蔽层的保护外壳。2.根据权利要求1所述的高电流密度超导缆线，其特征在于，所述保护层包括上下两层，分别加装在所述堆叠超导带的顶部和底部，各层的厚度为单层超导带的2
‑
3倍。3.根据权利要求2所述的高电流密度超导缆线，其特征在于，所述保护层的上下两层分别通过在所述堆叠超导带的顶部和底部两层的超导带上涂覆的焊锡与所述堆叠超导带连接。4.根据权利要求1所述的高电流密度超导缆线，其特征在于，所述冷却通道为管状结构，其截面是半圆环或半矩形环，所述冷却通道具有拱起部和管道部，拱起部与所述保护层相接合。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，李重杭，吕志宁，余鹏，汪桢子，徐旭辉，陈腾彪，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：