[发明专利]一种超导电缆结构

说明书

本发明涉及超导电缆的技术领域，提供了一种超导电缆结构，沿电缆径向从内到外依次包括骨架、导体层、绝缘层和屏蔽层，导体层由至少一条超导带缠绕于骨架外侧形成，超导带包括第一超导体和第二超导体，第一超导体与第二超导体部分堆叠连接且相互平行，第一超导体和第二超导体堆叠连接后相同侧的一端用于与第一电极连接，第一超导体和第二超导体堆叠连接后相同侧的另一端用于与第二电极连接，超导带的缠绕方向与骨架的轴向方向所成夹角为θ，30°≤θ≤50°。本发明的超导电缆结构，结构紧凑，电流分配均匀。

技术领域

本发明涉及超导电缆的技术领域，特别是涉及一种超导电缆结构。

背景技术

超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线性质的材料，这个低温条件根据不同的材质而变化，我们称之为临界温度。超导电缆是利用超导材料在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的，其传输容量远远超过充油电缆，亦大于低温电缆，可达10000MVA以上，是正在大力研究发展中的一种新型电缆。由于超导体的临界温度一般在20K以下，故超导电缆一般在4.2K的液氦中运行。

目前，我国对电力的需求越来越大，这就需要增大电力系统的传输容量和传输距离。传统电缆由铜或铝制成，在传输过程中的线损约占15％，中国每年电力传输过程中的线损就超过数百亿千瓦时。与传统电缆相比，高温超导电缆具有容量大、损耗低、体积小、重量轻、以及系统可靠性高、节约资源、环境友好等优势，随着超导技术的发展，高温超导电缆与高温超导限流器被认为是最有可能首先在电力系统中商业应用的超导设备，世界上高温超导电缆的发展分成示范、样品和工业应用三个重要阶段，目前高温超导电缆已进入工业应用的初期发展阶段，对高温超导电缆长度的要求在不断增加、对耐压的要求在不断提高、对电流流通的要求在不断增大。

随着高温超导材料及其相应技术的发展，制作高温超导电缆已具备了必要的基础。由于工作温区的相对提高，使得利用高温超导材料制作的电缆的输电成本将低于传统电缆的输电成本，用于直流输电其优越性尤为突出，高温超导电缆的诸多优越性决定了它在不久的将来将有广泛应用。

现有技术诸多的超导电缆扭绞结构的设计中，传统的扭绞结构存在体积不紧凑的问题，有些设计体积小，但又影响到载流密度，同时，现有技术中的设计中，还存在超导带材上电流分配不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术缺陷，设计一种结构紧凑，电流分配均匀的超导电缆结构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超导电缆结构，沿电缆径向从内到外依次包括骨架、导体层、绝缘层和屏蔽层，所述导体层由至少一条超导带缠绕于所述骨架外侧形成，所述超导带包括第一超导体和第二超导体，所述第一超导体与所述第二超导体部分堆叠连接且相互平行，所述第一超导体和第二超导体堆叠连接后相同侧的一端用于与第一电极连接，所述第一超导体和第二超导体堆叠连接后相同侧的另一端用于与第二电极连接，所述超导带的缠绕方向与所述骨架的轴向方向所成夹角为θ，30°≤θ≤50°。

作为优选方案，所述第一超导体与所述第二超导体之间的非接触面均涂覆有绝缘涂覆层。

作为优选方案，所述第一超导体和第二超导体为宽度和厚度相同的带材。

作为优选方案，所述第一超导体的宽度的1/3－1/2堆叠连接于所述第二超导体。

作为优选方案，所述第一超导体锡焊堆叠连接于所述第二超导体。

作为优选方案，还包括粘接层，至少一条的所述超导带粘接于所述粘接层后缠绕于所述骨架外侧。

作为优选方案，所述粘接层为锡箔层。

作为优选方案，所述骨架为圆柱体，所述骨架的侧面间隔设有多个膨胀节结构，所述骨架设有用于流通冷却剂的通孔。

作为优选方案，所述绝缘层内侧设有聚丙烯压纸。