一种高可靠性超导电缆结构制造技术

本发明专利技术公开一种高可靠性超导电缆结构，包括：第一骨架，所述第一骨架外套设有低温杜瓦管，所述第一骨架与所述低温杜瓦管之间绕所述固件绞合设置有四个单芯；所述单芯中去除了常规设置中的铜稳定层，所述四个单芯的一端位于终端容器内；所述终端容器内设置有高压出线单元和末端短接器，其中三个所述单芯分别与所述高压出线单元和末端短接器电性连接；另一所述单芯与所述末端短接器电性连接；所述高压出线单元电性连接有常规电网，所述常规电网电性连接有常规导体导线，三个所述单芯和所述常规导体导线与所述常规电网并联设置。体导线与所述常规电网并联设置。体导线与所述常规电网并联设置。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性超导电缆结构


[0001]本专利技术涉及超导电力电缆
，特别是涉及一种高可靠性超导电缆结构。

技术介绍

[0002]高温超导电缆具有线损低、传输容量大、走廊占地小、环境友好等诸多优点，经过十几年的发展，超导电缆在基础研究方面已经取得巨大的进展。考虑电力能源需求持续增长、新能源占比快速上升等诸多因素，能同时实现高效低损耗和大容量电力输送的超导输电技术将在未来发挥更大的作用，应用前景十分广阔。
[0003]超导电缆由于其特有的大电流传输能力，一种典型的应用模式是使用较低电压等级替代常规较高电压等级线路，例如使用10kV超导电缆替代35kV或者110kV常规线路；使用35kV超导电缆替代110kV或者220kV常规线路等。
[0004]短路故障是超导电缆运行过程中遇到的最严苛运行条件。故障电流通过时，超导材料失超，随着短路能量的积累、导体层温度升高，可能导致超导材料发生不可逆的损坏。一般来说，超导通电导体自身的限流能力都不强，需要配合其他措施达到一定的故障电流耐受能力，例如串联超导限流器、为通电导体的超导层并联铜导体层等。
[0005]一般而言，单相接地故障是电网最常见的短路故障。在这种情况下，存在一个很大的风险，就是：在某一单相短路故障下，超导电缆的单相受损，而其他另外两相完好。由于超导电缆的通电导体均处于低温环境，并且需要在工厂内进行指定节距绞合等预处理操作，单相受损实质上相当于整条电缆失效，必须全面退出使用。考虑到超导电缆的造价昂贵、保障程度重要，采取一定的措施降低上述风险的发生或者提供应对上述风险的措施，就显得十分重要。
[0006]因此，亟需一种高可靠性超导电缆结构来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种高可靠性超导电缆结构，一方面保持三芯式超导电缆结构紧凑的特点，不降低载流能力高、机械弯曲柔性好的能力，另一方面还将提高三芯式超导电缆的抗短路电流能力、可靠性、适应性。此外，低温制冷系统在暂态条件下的负荷水平也将得到显著的缓解。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种高可靠性超导电缆结构，包括：第一骨架，所述第一骨架外套设有低温杜瓦管，所述第一骨架与所述低温杜瓦管之间绕所述第一骨架绞合设置有四个单芯；所述单芯中去除了常规设置中的铜稳定层，所述四个单芯的一端位于终端容器内；所述终端容器内设置有高压出线单元和末端短接器，其中三个所述单芯分别与所述高压出线单元和末端短接器电性连接；另一所述单芯与所述末端短接器电性连接；所述高压出线单元电性连接有常规电网，所述常规电网电性连接有常规导体导线，三个所述单芯和所述常规导体导线与所述常规电网并联设置。
[0009]优选的，所述单芯包括由内向外依次套设的第二骨架、第一半导电层、超导层、第
二半导电层、第一绝缘层、第三半导电层、超导屏蔽层、第二绝缘层和保护层。
[0010]优选的，其中三个所述单芯的所述超导层与所述高压出线单元分别电性连接，且三个所述单芯的所述超导屏蔽层与所述末端短接器电性连接，另外一个所述单芯的所述超导屏蔽层和所述超导层均与所述末端短接器电性连接。
[0011]优选的，所述常规电网设置有三条母线，三条所述母线分别通过所述高压出线单元与所述三个所述单芯的所述超导层电性连接。
[0012]优选的，四个所述单芯围绕所述第一骨架等节距绞合，完成绞合后进行统包捆扎。
[0013]优选的，所述低温杜瓦管包括不锈钢波纹内管，所述不锈钢波纹内管外壁套设有绝热层，所述绝热层外侧套设有不锈钢波纹外管。
[0014]优选的，三个所述单芯的所述超导层与所述高压出线单元通过软铜线电性连接。
[0015]优选的，所述常规导体导线设置为三芯电缆。
[0016]优选的，所述第一骨架设置为不锈钢波纹管。
[0017]优选的，所述第一骨架内设置有测温光纤。
[0018]本专利技术公开了以下技术效果：单芯中不再使用铜稳定层或铜丝束骨架，功能层中由于去掉了铜稳定层或铜丝束骨架，尺寸会更为紧凑，单位长度重量得到轻化。由第一骨架、四根单芯和低温杜瓦管组成的超导电缆正常运行时，由于超导电缆支路的阻抗远小于常规导体导线支路的阻抗，几乎全部电流均通过超导电缆支路。超导电缆的高载流密度、低压大容量传输等技术优势几乎全部得以保留。当超导电缆通过故障短路电流时，超导电缆快速失超，呈现为高阻态。这时，旁路常规导体导线支路的阻抗将小于超导电缆支路，将故障电流的大部分转移至常规导体导线支路，从而提高超导电缆系统的故障电流耐受水平，保护超导通电导体的安全。运行期间，一旦发生因单相短路故障导致的单芯损坏，则可以在不拆除整条超导电缆的情况下，通过回温后终端内的“换芯”操作，继续保持超导线路的正常使用功能。
附图说明
[0019]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。
[0020]图1为本专利技术的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术中低温杜瓦管的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术中单芯的结构示意图；
[0023]其中，1、第一骨架；2、低温杜瓦管；3、单芯；4、终端容器；5、高压出线单元；6、末端短接器；7、常规导体导线；8、第二骨架；9、第一半导电层；10、超导层；11、第二半导电层；12、第一绝缘层；13、第三半导电层；14、超导屏蔽层；15、第二绝缘层；16、保护层；17、母线；18、不锈钢波纹内管；19、绝热层；20、不锈钢波纹外管。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0026]参照图1
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3，本专利技术提供一种高可靠性超导电缆结构，包括：第一骨架1，第一骨架1外套设有低温杜瓦管2，第一骨架1与低温杜瓦管2之间绕第一骨架1绞合设置有四个单芯3；单芯3中去除了常规设置中的铜稳定层，四个单芯3的一端位于终端容器4内；终端容器4内设置有高压出线单元5和末端短接器6，其中三个单芯3分别与高压出线单元5和末端短接器6电性连接；另一单芯3与末端短接器6电性连接；高压出线单元5电性连接有常规电网，常规电网电性连接有常规导体导线7，三个单芯3和常规导体导线7与常规电网并联设置。
[0027]单芯3中不再使用铜稳定层或铜丝束骨架，功能层中由于去掉了铜稳定层或铜丝束骨架，尺寸会更为紧凑，单位长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性超导电缆结构，其特征在于，包括：第一骨架(1)，所述第一骨架(1)外套设有低温杜瓦管(2)，所述第一骨架(1)与所述低温杜瓦管(2)之间绕所述第一骨架(1)绞合设置有四个单芯(3)；所述单芯(3)中去除了常规设置中的铜稳定层，所述四个单芯(3)的一端位于终端容器(4)内；所述终端容器(4)内设置有高压出线单元(5)和末端短接器(6)，其中三个所述单芯(3)分别与所述高压出线单元(5)和末端短接器(6)电性连接；另一所述单芯(3)与所述末端短接器(6)电性连接；所述高压出线单元(5)电性连接有常规电网，所述常规电网电性连接有常规导体导线(7)，三个所述单芯(3)和所述常规导体导线(7)与所述常规电网并联设置。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性超导电缆结构，其特征在于：所述单芯(3)包括由内向外依次套设的第二骨架(8)、第一半导电层(9)、超导层(10)、第二半导电层(11)、第一绝缘层(12)、第三半导电层(13)、超导屏蔽层(14)、第二绝缘层(15)和保护层(16)。3.根据权利要求2所述的一种高可靠性超导电缆结构，其特征在于：其中三个所述单芯(3)的所述超导层(10)与所述高压出线单元(5)分别电性连接，且三个所述单芯(3)的所述超导屏蔽层(14)与所述末端短接器(6)电性连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎予颖，李泊静，徐伟，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：