[发明专利]一种超导电缆通流导体电磁特性的测试装置

说明书

本发明提供一种超导电缆通流导体电磁特性的测试装置，包括：超导带材绕制骨架以及螺旋缠绕在所述超导带材绕制骨架上的n层超导带材；对称嵌套在所述超导带材绕制骨架两端的n对测试模块；各层超导带材按照缠绕的层数自外向内分别与由内及外的各对测试模块相连。本发明的超导电缆通流导体电磁特性的测试装置以模块化设置，可适用于高温超导电缆导体通流实验，研究分析包括带材绕制半径、绕向角、缝隙宽度以及导体层数等的结构参数对电缆导体临界电流、交流损耗的作用规律，以对高温超导电缆的设计提供参考。

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，尤其涉及一种超导电缆通流导体电磁特性的测试装置。

背景技术

随着我国经济飞速发展，许多大中城市中心区域的电力负荷激增，输配电容量大幅增加，减少电网损耗和提高电网运行稳定性等问题也随之提出。超导材料具有低损耗、高效率、传输电流密度高等优点，对于未来电力行业的发展具有重要意义。超导电缆也因其通流能力强，结构紧凑，无电磁辐射污染等优势受到广泛关注，目前世界范围内已经有多条超导电缆挂网运行。

超导电力电缆三相导体中的每一相都是由若干层超导带材缠绕而成。在绕制过程中，不同的带材绕制半径、绕向角、层数、带材间缝隙宽度，以及导体通流大小，都会对导体通流性能产生影响。导体通流时产生的电磁热发生累积，导体的温度上升，一旦超过超导材料的临界温度，会造成电力电缆的失超故障甚至烧毁。因此，开展针对螺旋缠绕导体通流性能的实验测试研究十分必要。

由于超导电缆单相导体的每一层中带材都是呈螺旋对称分布的，不同超导带材的感抗几乎相同；并且实际中的超导电缆长达数百米甚至几千米，带材与电流引线之间的接头电阻相对于带材感抗可以忽略不计，因此每根超导带材流过的电流大致相等。但在实验测试中电缆模型的长度有限，带材的接头电阻对带材分流情况影响较大。针对带材分流不均的问题，目前已有的研究主要是从控制带材接头电阻入手来达到均流的效果，但这对试验样品的焊接提出了更高的要求，实施难度极大，同时均流效果也较差；此外，传统的实验装置需要大通流能力的交、直流电源，带材数量越多、导体层数越多，对电源的要求就越高，随着电缆通流水平的提高，实验测试所需的电源容量也会水涨船高，通过购买更大容量的实验电源显然是不经济的。因此需要一种新的实验测试装置来对超导电缆导体的通流特性进行实验研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种实施简单、经济实用的超导电缆通流导体电磁特性的测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种超导电缆通流导体电磁特性的测试装置，包括：

超导带材绕制骨架以及螺旋缠绕在所述超导带材绕制骨架上的n层超导带材；

对称嵌套在所述超导带材绕制骨架两端的n对测试模块；

各层超导带材按照缠绕的层数自外向内分别与由内及外的各对测试模块相连。

其中，所述超导带材绕制骨架上缠绕内外两层的超导带材，所述超导带材绕制骨架两端嵌套内外两对测试模块，其中，第一测试模块位于外侧，第二测试模块位于内侧，第一超导带材位于内层，第二超导带材位于外层，所述第一超导带材与所述第一测试模块相连，所述第二超导带材与所述第二测试模块相连。

其中，所述测试模块包括基底圆盘以及多个安装在所述基底圆盘上的电流引线接头。

其中，所述基底圆盘呈圆台形，且具有一轴向的通孔，供所述超导带材绕制骨架穿过；所述基底圆盘的圆台侧面均匀间隔设置有多个收容部，与多个所述电流引线接头一一对应，用于分别容纳多个所述电流引线接头。

其中，所述电流引线接头呈L型，包括连接部和装配部，所述装配部固定在所述基底圆盘的收容部中，所述装配部远离所述基底圆盘的表面还用于焊接超导带材，所述连接部中央具有一连接孔，用于铰接通流电缆。