[发明专利]一种超导电缆模拟太空环境试验腔体

说明书

本发明公开了一种超导电缆模拟太空环境试验腔体，包括由外侧真空金属管、中间悬浮热屏蔽管和内层低温辐射金属管相互套接形成的腔室，在腔室中贯穿有连接到腔室两端接线盲板上的电缆，腔室上方两侧壁开有安装工艺孔，对应安装工艺孔的腔室侧壁下方焊接有制冷机冷头安装管；外侧真空金属管上对应安装工艺孔上封装有方孔盲板，对应制冷机冷头安装管处安装有制冷机冷头，在外侧真空金属管中部上侧开有真空度测量窗口，下侧焊接真空泵安装管。本结构不仅可以模拟太空环境下的真空度和低温条件，而且通过辐射传热的方式提供了超导电缆的运行温度并带走其产生的热量。采用该试验腔体使得在地面上可以完成超导电缆的模拟太空环境运行试验。

技术领域

本发明涉及超导电缆试验腔体设计技术领域，具体涉及地面模拟太空特殊环境下超导电缆试验腔体的设计领域。

背景技术

空间太阳能电站系统(SSPS)中，GW级的电能需要从太阳能电池组传输到微波发射器，如果采用传统电缆，为了减少传输过程中的热损耗则必须使用庞大的升降压装置。首先需要将太阳能电池组输出的电能升压到100kV以上，减小电缆的传输电流，从而减小传输过程中的电能损耗；其次，电能传输到微波发射装置端时，需要将电缆传输的电能降压到微波发射设备适合的低电压。由于超导电缆具有直流无阻和交流低损耗特性，而SSPS太阳能电池组产生的电流是纯直流，故适合采用超导直流电缆低电压强电流传输电能到微波发射装置，不需要庞大的升降压设备。降低了SSPS系统的重量，节省了火箭发射成本。

为了保证超导电缆在太空环境下的安全稳定运行，首先必须在地面进行模拟太空环境试验，因此需要研制超导电缆模拟太空环境试验腔体，实现对超导电缆在太空环境中运行的各类地面模拟试验。

目前，超导电缆在太空环境下应用的研究处于初级阶段，各项技术均不完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超导电缆模拟太空环境试验腔体，使得在地面上完成超导电缆的模拟太空环境运行试验。

本发明为实现上述技术目的采用的技术解决方案是：

一种超导电缆模拟太空环境试验腔体，该方案包括由外侧真空金属管、中间悬浮热屏蔽管和内层低温辐射金属管相互套接形成的腔室，在腔室中贯穿有连接到腔室两端接线盲板上的电缆，腔室上方两侧壁开有安装工艺孔，对应安装工艺孔的腔室侧壁下方开孔并焊接有制冷机冷头安装管；外侧真空金属管上对应安装工艺孔上封装有方孔盲板，对应制冷机冷头安装管处安装有制冷机冷头，在外侧真空金属管中部上侧开有真空度测量窗口，下侧开孔并焊接有真空泵安装管。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案：

进一步的，所述内层低温辐射金属管管腔中的电缆通过间隔分布的塑料密封环支撑；外侧真空金属管、中间悬浮热屏蔽管和内层低温辐射金属管之间设有交错分布塑料密封环支撑。

进一步的，所述内层低温辐射金属管外表面采用镜面抛光，内表面喷涂有发射黑漆层，靠两端上下侧面分别开设安装工艺方孔和制冷机冷头插入圆孔。

进一步的，所述制冷机冷头的两侧壁冷端面通过软连接导线与内层低温辐射金属管和中间悬浮热屏蔽管侧壁的冷壁连接。

进一步的，所述中间悬浮热屏蔽金属管的两端侧壁开工艺方形孔；在悬浮热屏蔽金属管外表面包覆多层防辐射薄膜。

进一步的，所述电缆连接到接线盲板即腔室两端的法兰板，接线盲板上安装有超导电缆的引出线供电端子及信号线真空插头。

进一步的，所述接线盲板一端接在引出线的接线端，另一端接到环形集流环上。

进一步的，所述接线盲板上设有防止热量辐射的多层金属片。