[发明专利]基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆

说明书

本发明公开一种基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆。所述超导电缆包括超导带材、空心金属骨架、金属箔、金属包套。本发明所述超导电缆采用将各组超导带材以中心对称的方式排列在空心金属骨架外侧的结构，使超导电缆的临界电流分布更加均匀；在超导电缆尺寸一定的条件下，这种结构能够增大各组超导带材之间的间距，减小通流时各组超导带材产生的磁场之间的相互影响，从而增大了超导电缆的临界电流密度，提高了超导电缆的经济性；并且将空心金属骨架作为低温介质通道，能够使超导带材通流时产生的热量迅速传递到低温介质中，防止超导带材因受热过多而烧断，提高了超导电缆运行时的稳定性。

技术领域

本发明涉及超导技术应用领域，特别是涉及一种基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆。

背景技术

超导体自本世纪以来发展迅速，特别是近年来高温超导材料涌现出来并应用在各种超导电缆中。目前，以第二代REBa₂Cu₃O_z（REBCO）高温超导带材为基础的超导电缆在市面上占据大多数并在各个领域得到应用。这些超导电缆能够极大地提升电力线路的输电容量，为我国规模不断扩大的电网提供了解决方案。在运行过程中，超导电缆中产生的热量无法快速传导至低温介质中，容易发生局部过热现象以至于损坏超导电缆。另外，其他的超导电缆结构中，超导带材堆叠得非常紧密，使得通流时的自场很大，因此，本发明提出新型的基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆结构，增大了各组超导带材之间的间距，减小了通流时各组超导带材产生的磁场之间的相互影响，提升了超导电缆的临界电流密度，同时低温介质通道提供了热量散出的途径，提高了其运行时的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆，以解决现有超导电缆在自场作用下临界电流密度衰减太大以及运行时可能局部过热的问题，能够提高超导电缆的经济性和运行时的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案。

一种基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆，其特征在于，所述基于带材堆叠并配备低温介质通道的准各向同性超导电缆包括：超导带材、空心金属骨架、金属箔、金属包套；所述超导带材包括四组数量相同的超导带材，分别为第一组超导带材、第二组超导带材、第三组超导带材和第四组超导带材。所述第一组超导带材与所述第三组超导带材关于所述空心金属骨架的中心对称；所述第二组超导带材与所述第四组超导带材关于所述空心金属骨架的中心对称；所述第一组超导带材绕所述空心金属骨架的中心逆时针旋转90度后与所述第二组超导带材重合；所述超导带材外侧包覆所述金属箔；所述金属箔外侧套设有所述金属包套。

可选的，所述超导带材横截面为矩形，所述金属箔横截面为正方形。

可选的，所述空心金属骨架为铜骨架、铝骨架或合金骨架。

可选的，所述空心金属骨架为低温介质通道，可通过的低温介质包括液氮、液氦、液氢、液氧和液化天然气等。

可选的，所述金属箔为铝箔、铜箔或合金箔。

可选的，所述金属包套为铜包套、铝包套或合金包套。

可选的，所述空心金属骨架和所述金属包套横截面为圆形。所述空心金属骨架与所述超导带材之间填充有金属填充物，所述金属包套与所述金属箔之间填充有金属填充物。

可选的，所述金属填充物为铝填充物或铜填充物。

可选的，所述空心金属骨架和所述金属包套横截面为正方形。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：