[实用新型]一种高温超导电缆结构

说明书

本实用新型公开了一种高温超导电缆结构，其从外至内包括：低温恒温器、屏蔽层、至少一层绝缘层和相导体，以及电缆骨架；在所述低温恒温器与屏蔽层之间以及在电缆骨架内均填充有液氮，在所述高温超导电缆里面进一步安装有耐低温测温光纤，所述耐低温测温光纤至少安装在下述三个位置的其中一个：屏蔽层外表面、最外层的绝缘层和最外层的相导体之间、电缆骨架内表面。本实用新型具有使用方便以及结构简单等特点，便于通过低温测温光纤获得高温超导电缆沿线的温度信息。

技术领域

本实用新型涉及输电技术应用领域，具体涉及一种高温超导电缆结构。

背景技术

随着我国经济飞速发展，许多城市用电量逐年上升，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。目前电网系统在输配电环节损耗很大，因此各国都在寻找减少电网损耗方案，其中超导材料是减少电网损耗的最重要方案之一，而高温超导带材的商业化生产促进了超导装置在全世界的广泛研究和应用。而与常规电力电缆相比较，高温超导电缆因为其通流能力强、容量大、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高温超导电缆挂网运行。

与常规电力电缆的应用不同的是，高温超导电缆运行环境要求至少要在液氮温度(-196℃)以下，并且其尺寸更小、更紧凑。由此，也就使得高温超导电缆在电网中的大规模应用存在以下两个技术难点：

(1)高温超导电缆运行时，需要从外部将超导电缆冷却到临界温度 (-196℃)以下，否则便无法运行。但在通电时因为超导电缆部分区域的热扰动等原因使超导电缆部分区域从超导态转变为常态时，产生的焦耳热会使超导电缆温度上升，进而促进其周围的常导转变而使常导状态的区域扩大(失超现象)；

(2)高温超导电缆全线运行在液氮之中，因此其结构与常规电力电缆大为不同，其尺寸更小、结构紧凑，导致传统的温度传感器如热电阻、热电阻等无法安装在超导电缆上对其沿线温度进行监测(电缆绝缘性能被破坏及温度传感器测温性能受电磁干扰)。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种高温超导电缆结构，在其内部设置有低温测温光纤，具有使用方便以及结构简单等特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种高温超导电缆结构，其从外至内包括：低温恒温器、屏蔽层、至少一层绝缘层和相导体，以及电缆骨架；在所述低温恒温器与屏蔽层之间以及在电缆骨架内均填充有液氮，其中：

在所述高温超导电缆里面进一步安装有耐低温测温光纤，所述耐低温测温光纤至少安装在下述三个位置的其中一个：屏蔽层外表面、最外层的绝缘层和最外层的相导体之间、电缆骨架内表面。

其中，所述耐低温测温光纤采用石英系的多模光纤，且在光纤包层的周围按照光纤截面为同心圆的方式涂敷包覆材料，或者套设有非金属紧包套管；所述非金属紧包套管为纤维增强复合塑料套管、PBT松套管或芬纶kevlar套管。

其中，所述耐低温光纤采用直线形敷设或S形敷设方式。

其中，所述低温恒温器由带真空夹层的双层不锈钢焊接制成，在所述双层不锈钢的真空夹层中设置有多层绝热材料及活性炭。

其中，所述屏蔽层为铜屏蔽层，其单端或双端接地。

其中，所述绝缘层采用聚丙烯层压纸、芳香聚酰胺纸或聚酰亚胺材料制成。

其中，所述相导体为第二代高温超导带材YBCO，其宽度≥5mm，其厚度要求≈0.3mm，并镀有铜层作为稳定层。

其中，电缆骨架为罩有密致金属网的金属波纹管，其为超导带材排绕的基准支撑物，同时用于液氮流通管道。

其中，所述高温超导电缆为三相独立超导电缆结构、三相平行轴超导电缆结构或三相同轴超导电缆结构。