[发明专利]三相同轴超导电缆本体线芯及其制备方法

权利要求书

1.三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，从内到外依次包括：支撑体层(1)、第一相导体层(2)、第一绝缘层(3)、第二相导体层(4)、第二绝缘层(5)、第三相导体层(6)、第三绝缘层(7)、屏蔽层(8)和保护层(9)；

所述第一相导体层(2)、第二相导体层(4)和第三相导体层(6)均从内到外依次包括：内铜缓冲层(10)、超导层(11)和外铜缓冲层(12)，且所述第一相导体层(2)、第二相导体层(4)和第三相导体层(6)三者同轴设置。

2.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述支撑体层(1)的外侧面与所述第一相导体层(2)的内铜缓冲层(10)内侧面之间设置一层半导体层，所述所述第一相导体层(2)的外铜缓冲层(12)外侧面与所述第一绝缘层(3)内侧面之间设置一层半导体层，所述第一绝缘层(3)外侧面与所述第二相导体层(4)的内铜缓冲层(10)内侧面之间设置有一层半导体层，所述第二相导体层(4)的外铜缓冲层(12)外侧面与所述第二绝缘层(5)内侧面之间设置有一层半导体层，所述第二绝缘层(5)外侧面与所述第三相导体层(6)的内铜缓冲层(10)内侧面之间设置有一层半导体层，所述第三相导体层(6)的外铜缓冲层(12)外侧面与所述第三绝缘层(7)内侧面之间设置有一层半导体层，所述第三绝缘层(7)外侧面与所述屏蔽层(8)内侧面之间设置有一层半导体层。

3.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述支撑体层(1)为螺纹状的铜波纹管，所述铜波纹管壁厚为0.5mm，螺距为9mm，螺深为3mm。

4.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述内铜缓冲层(10)和外铜缓冲层(12)的材料为铜带，所述铜带宽度为25-40mm。

5.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述超导层(11)的材质为YBCO高温超导带材，所述YBCO高温超导带材的宽度为5mm，厚度为0.38mm，超导带材采用同向绕制方向。

6.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述第一绝缘层(3)、第二绝缘层(5)和第三绝缘层(7)的绝缘材料为聚丙烯层压纸，所述聚丙烯层压纸的厚度为119μm，宽度为25mm；所述半导体层的材料为碳纸或半导电纤维材料。

7.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述支撑体层(1)的端头位置设置有均压环(13)，所述均压环(13)与所述支撑体层(1)焊接连接。

8.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述屏蔽层的厚度为0.5mm，所述屏蔽层的材料为铜带，所述铜带的宽度为5mm。

9.根据权利要求1所述的三相同轴超导电缆本体线芯，其特征在于，所述保护层(9)的材料为聚酯薄膜，厚度为0.2mm。

10.权利要求1～9任一项所述的三相同轴超导电缆本体线芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：在所述支撑体层(1)的端头部位加装均压环(13)，然后在支撑体层(1)外表面均匀绕包一层半导体层，搭盖率为0-5％；

步骤S2：通过仿真工具获得在不同短路下的热数据，并将数据导入模拟软件中进行仿真分析，得到所述内铜缓冲层(10)和外铜缓冲层(12)的厚度，然后在步骤S1所述的半导体层外依次连续绕制内铜缓冲层(10)、超导层(11)和外铜缓冲层(12)，得到第一相导体层(2)；

步骤S3：在步骤S1得到的所述第一相导体层(2)的外铜缓冲层(12)外侧面绕制一层半导体层，搭盖率为0-5％，然后在半导体层外绕制第一绝缘层(3)，所述第一绝缘层(3)采用多头同心式绕包进行，然后在所述第一绝缘层(3)外侧面再绕制一层半导体层搭盖率为0-5％，最后再依次绕制内铜缓冲层(10)、超导层(11)和外铜缓冲层(12)，得到第二相导体层(4)；

步骤S4：重复步骤S3，得到第三相导体层(6)；

步骤S5：根据三相不平衡性及故障时屏蔽层(8)的电流分量，设计所述屏蔽层(8)的厚度，在所述第三绝缘层(7)外侧面半导体层的外侧面依次绕制所述屏蔽层(8)和所述保护层(9)。