一种高可靠性的超导电缆系统技术方案

本发明专利技术涉及超导电力电缆技术领域，公开了一种高可靠性的超导电缆系统，第一支路包括超导电缆、高压出线单元和短接器，超导电缆包括防护管和至少一个设置在防护管内电缆芯，电缆芯包括接电单芯和备用单芯，接电单芯和备用单芯绞接，接电单芯的两端分别通过高压出线单元与两个母线连接，备用单芯的两端分别与短接器电连接，短接器接地，第二支路包括三相导线，三相导线的两端分别通过连接电线与两个母线连接。本发明专利技术具有能通过备用单芯替换损坏的接电单芯或降低超导电缆载流水平，无需拆除整条超导电缆，快速地使超导电缆恢复工作，减少检修时间，更换成本低；且通过第二支路引流故障电流，保证了超导通电导体的安全的高可靠性的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性的超导电缆系统


[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的超导电缆系统。

技术介绍

[0002]超导电缆由于其特有的大电流传输能力，其应用越来越广泛，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。
[0003]而短路故障是超导电缆运行过程中遇到的最严苛运行条件，在故障电流通过时，会导致超导材料失超，且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。
[0004]此外，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，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，但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，必须更换整条电缆，更换成本高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种能通过备用单芯替换损坏的接电单芯或降低超导电缆载流水平，无需拆除整条超导电缆，快速地使超导电缆恢复工作，减少检修时间，更换成本低；且通过第二支路引流故障电流，保证了超导通电导体的安全的高可靠性的超导电缆系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高可靠性的超导电缆系统，包括两个三相结构的母线，以及并联电连接在两个所述母线之间的第一支路和第二支路，所述第一支路包括超导电缆、高压出线单元和短接器，所述超导电缆包括防护管和至少一个设置在所述防护管内电缆芯，所述电缆芯包括接电单芯和备用单芯，所述接电单芯和备用单芯绞接，所述接电单芯的两端分别通过所述高压出线单元与两个所述母线连接，所述备用单芯的两端分别与所述短接器电连接，所述短接器接地，所述第二支路包括三相导线，所述三相导线的两端分别通过连接电线与两个所述母线连接。
[0007]作为本专利技术优选的方案，所述第一支路还包括终端容器，所述终端容器与所述短接器电连接，所述接电单芯的连接端和备用单芯的连接端分别从所述防护管伸出至所述终端容器内。
[0008]作为本专利技术优选的方案，所述电缆芯还包括第一骨架，所述接电单芯和备用单芯间隔布置并捆扎在所述第一骨架上。
[0009]作为本专利技术优选的方案，所述第一骨架内设有过线通道，所述过线通道内设有温度传感器
[0010]作为本专利技术优选的方案，所述温度传感器为光纤温度传感器。
[0011]作为本专利技术优选的方案，所述接电单芯的结构和备用单芯的结构相同，所述接电
单芯包括从内而外依次设置的第二骨架、超导层、第一绝缘层、超导屏蔽层、第二绝缘层和保护层。
[0012]作为本专利技术优选的方案，所述防护管为杜瓦管。
[0013]作为本专利技术优选的方案，所述防护管包括从内而外依次设置的内管、绝热层和外管。
[0014]作为本专利技术优选的方案，所述绝热层为真空绝热层。
[0015]作为本专利技术优选的方案，所述内管和外管均为波纹管。
[0016]本专利技术实施例一种高可靠性的超导电缆系统与现有技术相比，其有益效果在于：
[0017]本专利技术通过备用单芯的设置，使备用单芯始终保持接地零电位，无电压、电流破坏风险，而当接电单芯损坏时，能直接通过备用单芯替换损坏的接电单芯，实现“换芯”操作，无需拆除整条超导电缆，快速地使超导电缆恢复工作，减少检修时间，更换成本低，且当某相或某两相的临界电流发生了衰减时，会导致系统不能达到额定值运行或者降低了安全裕度，能通过引进备用单芯的方式，将退降的一相或者两相并联使用以提高其总体载流水平，使超导电缆系统继续保持初始设计运行条件，快速地使超导电缆恢复工作，减少检修时间；此外，由于第一支路的阻抗远小于第二支路的阻抗，使得大部分的电流流至第一支路，较好地保留了超导电缆的高载流密度、低压大容量传输等技术优势，而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，第二支路的阻抗将小于超导电缆支路，能将故障电流的大部分转移至第二支路，从而提高超导电缆系统的故障电流耐受水平，保证超导通电导体的安全。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例提供的一种高可靠性的超导电缆系统的结构示意图；
[0019]图2是超导电缆的结构示意图；
[0020]图中，1、母线；2、超导电缆；21、防护管；211、内管；212、绝热层；213、外管；22、电缆芯；23、接电单芯；231、第二骨架；232、超导层；233、第一绝缘层；234、超导屏蔽层；235、第二绝缘层；236、保护层；24、备用单芯；25、第一骨架；3、高压出线单元；4、短接器；5、三相导线；6、终端容器。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0022]在本专利技术的描述中，应当理解的是，本专利技术中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]如图1和图2所示，本专利技术提供的一种高可靠性的超导电缆2系统的优选实施例，其包括两个三相结构的母线1，以及并联电连接在两个所述母线1之间的第一支路和第二支
路，所述第一支路包括超导电缆2、高压出线单元3和短接器4，所述超导电缆2包括防护管21和至少一个设置在所述防护管21内电缆芯22，所述电缆芯22包括接电单芯23和备用单芯24，所述接电单芯23优选为三个，备用单芯24优选为一个，所述接电单芯23和备用单芯24绞接，所述接电单芯23的两端分别通过所述高压出线单元3与两个所述母线1连接，所述备用单芯24的两端分别与所述短接器4电连接，所述短接器4接地，所述第二支路包括三相导线5，所述三相导线5的两端分别通过连接电线与两个所述母线1连接，还需要说明的是，接电单芯23的屏蔽层在终端容器6内，通过短接器4短接并接地，以形成三相导体的电屏蔽和磁屏蔽，备用单芯24的导体层和超导屏蔽层234均连接于末端短接器4，所述三相导线5与超导电缆2并行敷设，三相导线5能采用铜、铜合金或其他较好的导电性并有一定热容的金属、金属合金或其他材料制成，能采用三相统合的结构(如三芯电缆)，也可以采用三相分立的结构(如三根单芯电缆)，三相导线5的截面积选择由预期故障电流大小及其持续时间、导体电阻率、超导支路的超导通电导体室温电阻率等参数确定；所述高压出线单元指的是超导电缆终端的高压连接部分，能将超导电缆的高压接入电力系统高压，并且与终端外壳形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性的超导电缆系统，其特征在于，包括两个三相结构的母线，以及并联电连接在两个所述母线之间的第一支路和第二支路，所述第一支路包括超导电缆、高压出线单元和短接器，所述超导电缆包括防护管和至少一个设置在所述防护管内电缆芯，所述电缆芯包括接电单芯和备用单芯，所述接电单芯和备用单芯绞接，所述接电单芯的两端分别通过所述高压出线单元与两个所述母线连接，所述备用单芯的两端分别与所述短接器电连接，所述短接器接地，所述第二支路包括三相导线，所述三相导线的两端分别通过连接电线与两个所述母线连接。2.如权利要求1所述的高可靠性的超导电缆系统，其特征在于，所述第一支路还包括终端容器，所述终端容器与所述短接器电连接，所述接电单芯的连接端和备用单芯的连接端分别从所述防护管伸出至所述终端容器内。3.如权利要求1所述的高可靠性的超导电缆系统，其特征在于，所述电缆芯还包括第一骨架，所述接电单芯和备用单芯间隔布...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎予颖，徐伟，李泊静，
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：