本发明专利技术公开了一种超导电缆通电导体支撑骨架及导体结构，该结构使用多个圆形或者异形导线绞合加工而成，有中空结构的支撑骨架，支撑骨架中空部分可以构成液氮通道，用于液氮的流通，以为所述通电导体进行降温冷却。支撑骨架应在超导电缆通电导体两端与通流层超导带材并联，在超导电缆流经故障电流时，支撑骨架可以分流故障电流，降低流经超导带材上的电流幅值，提高大电流冲击承受能力。本发明专利技术对比于传统三芯一体超导电缆结构，可以节约液氮回流管，同时由于支撑骨架上流经故障电流时趋肤效应的影响，不会降低电缆抗短路故障能力。不会降低电缆抗短路故障能力。不会降低电缆抗短路故障能力。
【技术实现步骤摘要】
一种超导电缆通电导体支撑骨架及导体结构
[0001]本专利技术属于超导电缆
，具体涉及一种超导电缆通电导体支撑骨架及导体结构。
技术介绍
[0002]随着时代的进步，社会发展对电力系统提出了新的要求，超导技术是解决显得电力系统一系列重大问题的新途径。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，为电网提供了一种高效、紧凑、可靠、绿色的电能传输方式。
[0003]目前常规的交流超导电缆通电导体主要采用三相同轴或者三芯一体结构。三芯一体超导电缆结构中，三相结构相同，各包含金属骨架、超导带材通流层、绝缘层和超导带材屏蔽层，相同输电能力下，三芯一体超导电缆的带材消耗量较多，允许通过的短路电流数值较大，抗短路故障能力较好。
[0004]三相同轴超导电缆结构中，最内层是中空金属波纹管用于液氮的流通，在此骨架上由内之外依次绕制各相超导层，各相之间采用电气绝缘层隔离，这种结构可以一定程度上抵消三相的磁场，因此该结构的屏蔽层无需采用超导材料，但是抗短路故障能力较弱。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种超导电缆通电导体支撑骨架及导体结构，优化超导电缆冷却环境，同时保障超导电缆的抗短路故障能力。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现的：
[0007]一种超导电缆通电导体支撑骨架，所述支撑骨架具有中空结构，由多个导线绞合而成；支撑骨架的中空结构构成液氮通道，用于液氮的流通，以对所述超导电缆通电导体进行降温冷却。
[0008]进一步地，所述导线采用圆单线、空心圆单线、圆形多芯线、弓形单线或Z形单线。
[0009]进一步地，所述导线选用铜导体、铝导体或不锈钢导体。
[0010]本专利技术还提供一种采用所述的一种超导电缆通电导体支撑骨架的导体结构，所述支撑骨架由内至外依次绕制关于超导电缆通电导体的中轴线对称的通流层、第一绝缘层、屏蔽层、第二绝缘层、保护层；所述中空结构构成第一液氮通道，超导电缆通电导体外部的真空绝热杜瓦管的内壁面与保护层的外壁面之间的间隙构成第二液氮通道，所述的第一液氮通道、第二液氮通道用于液氮的流通，对所述超导电缆通电导体进行降温冷却；所述支撑骨架在超导电缆通电导体两端与通流层的超导带材并联，在超导电缆流经故障电流时，支撑骨架分流故障电流，降低流经超导带材上的电流幅值，提高大电流冲击承受能力。
[0011]进一步地，所述支撑骨架的内侧或外侧增加封闭性材料，用以完全隔离第一、第二液氮通道。
[0012]进一步地，所述第一液氮通道中液氮流通方向与第二液氮通道中的液氮流通方向不同。
[0013]进一步地，所述导体结构为三芯一体结构，所述超导电缆由三相通电导体组成，每相通电导体均采用所述支撑骨架。
[0014]本专利技术的优点是：
[0015]1、对比于传统三芯一体超导电缆结构，可以节约液氮回流管；
[0016]2、可以减少超导电缆支撑骨架所使用的铜材料的用量；
[0017]3、由于支撑骨架上流经故障电流时趋肤效应的影响，此设计不会降低电缆抗短路故障能力。
附图说明
[0018]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。
[0019]图1为本专利技术实施例的超导电缆通电导体支撑骨架剖视图，其中，图(a)为第一种典型骨架实例示意图，图(b)为第二种典型骨架实例示意图，图(c)为第三种典型骨架实例示意图，图(d)为第四种典型骨架实例示意图。
[0020]图2为本专利技术实施例的电缆芯剖视图。
[0021]图3为本专利技术实施例的单芯超导电缆通电导体剖视图。
[0022]图4为本专利技术实施例的三芯一体超导电缆通电导体剖视图。
[0023]图5为本专利技术实施例的三芯一体超导电缆液氮流向示意图。
具体实施方式
[0024]以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0025]另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨参见附图。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例提出一种超导电缆通电导体支撑骨架，其使用多个圆形或者异形导线绞合加工而成，所述支撑骨架具有中空结构，支撑骨架中空部分可以构成液氮通道，用于液氮的流通，以对所述通电导体进行降温冷却。
[0027]所述支撑骨架使用导线，可以采用如图1的图(c)、(d)所示的圆单线、空心圆单线、圆形多芯线、如图1的图(a)所示的弓形单线、如图1的图(b)所示的Z形单线或者其他异形导线。
[0028]可选的，支撑骨架的导线可以通过螺旋绕制的方式形成所述的支撑骨架，用以提升超导电缆通电导体的弯曲能力。
[0029]所述支撑骨架的导线可以选用铜导体/铝导体，也可以选用不锈钢等导体，后者在故障状态下，具有更高的电阻率，可以有效的提高短路故障时的线路阻抗，降低短路故障电流。
[0030]如图2所示，本专利技术实施例提出一种超导电缆电缆芯剖视图，采用本专利技术提出的支撑骨架，所述超导电缆单芯通电导体结构包括支撑骨架，其由内至外依次绕制通流层3、第一绝缘层4、屏蔽层5、第二绝缘层6、保护层7，各层关于超导电缆通电导体的中轴线对称。其中，通流层3即超导层，承载电缆正常运行时的额定电流，一般采用多根高温超导带材螺旋绕制而成；第一绝缘层4用以隔绝通流层3的高电位和屏蔽层的低电位，避免产生接地故障；屏蔽层5一般也采用超导带材绕制，用以屏蔽电缆导体输电时产生的交变磁场；第二绝缘层6用以隔绝屏蔽层5与杜瓦之间的点位，以避免暂态过程产生的高电压影响；保护层7缠绕在超导电缆通电导体最外侧，避免其在加工、运输和敷设过程中产生机械损伤。
[0031]如图3所示，本专利技术实施例提出一种超导电缆单芯通电导体结构，采用图2所示的电缆芯结构，所述支撑骨架2的中空部分构成第一液氮通道1，超导电缆外部的真空绝热杜瓦管9的内壁面与保护层7的外壁面之间的间隙构成第二液氮通道8，所述的第一液氮通道1、第二液氮通道8用于液氮的流通，为所述超导电缆通电导体进行降温冷却。
[0032]支撑骨架2应在超导电缆通电导体两端与通流层3的超导带材并联，在超导电缆流经故障电流时，支撑骨架2可以分流故障电流，降低流经超导带材上的电流幅值，提高大电流冲击承受能力。在流经故障电流时，由于超导电缆的支撑骨架2趋肤效应的影响，该中空的支撑骨架2的过电流能力不会降低，整体超导电缆的抗短路故障能力不会降低。
[0033]可选本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超导电缆通电导体支撑骨架，其特征在于：所述支撑骨架具有中空结构，由多个导线绞合而成；支撑骨架的中空结构构成液氮通道，用于液氮的流通，以对所述超导电缆通电导体进行降温冷却。2.根据权利要求1所述的一种超导电缆通电导体支撑骨架，其特征在于：所述导线采用圆单线、空心圆单线、圆形多芯线、弓形单线或Z形单线。3.根据权利要求1所述的一种超导电缆通电导体支撑骨架，其特征在于：所述导线选用铜导体、铝导体或不锈钢导体。4.一种采用权利要求1
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3之一所述的一种超导电缆通电导体支撑骨架的导体结构，其特征在于：所述支撑骨架由内至外依次绕制关于超导电缆通电导体的中轴线对称的通流层、第一绝缘层、屏蔽层、第二绝缘层、保护层；所述中空结构构成第一液氮通道，超导电缆通电导体外部的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋云涛，夏亚君，宋萌，王邦柱，郑金星，陆坤，刘华军，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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