[发明专利]一种无需低温介质冷却的导冷式高温超导电缆

说明书

本发明公开一种无需低温介质冷却的导冷式高温超导电缆，此导冷式高温超导电缆包括金属骨架、八组超导子缆线、金属填充物、金属套管和金属导冷柱，所述超导子缆线由单元超导缆线和金属包套组成，所述单元超导缆线由超导带材组和金属包套组成，所述超导带材组由第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。本发明所述超导子缆线沿金属骨架内壁及外壁紧密排列，导冷式高温超导电缆最外层为金属套管，金属套管与超导子缆线间的缝隙填充金属铝，金属导冷柱通过焊接方式连接在金属套管上。超导子缆线由单元超导缆线堆叠成矩形结构，外覆金属包套而成。本发明所述一种无需低温介质冷却的导冷式超导电缆金属导冷柱直接与制冷机连接，通过金属套管、金属填充物、金属骨架对超导带材实现导冷式制冷，本发明结构采用导冷式制冷，相对于液氮冷却具有更高的热稳定性。

技术领域

本发明有关导冷式高温超导电缆，属于超导电工领域。

背景技术

第二代高温超导REBCO带材具有传输损耗低、电流密度大、载流能力强等优点，在电力系统向着大规模、大容量方向发展的背景下，其具有广泛的应用前景。由于单根超导带材无法很好地满足实际电网运行需求，为了提高超导导体的传输电流性能，目前已经提出了几种大电流高温超导导体结构，如Roebel电缆、绞合TSTC电缆、圆芯导体CORC电缆和准各向同性Q-IS股线。采取液氮冷却的高温超导导体结构中，沿着其长度方向各处的液氮温度不同，超导导体临界电流的最小值出现在沿其长度方向液氮温度的最高值处。

基于上述情况，为了提高高温超导电缆的热稳定性，很有必要提出一种无需低温介质冷却的导冷式高温超导电缆。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需低温介质冷却的导冷式高温超导电缆，以提高超导电缆的热稳定性。本发明涉及导冷式超导电缆包括金属骨架、八组超导子缆线、金属填充物、金属套管和金属导冷柱，所述超导子缆线由单元超导缆线和金属包套组成，所述单元超导缆线由超导带材组和金属包套组成，所述超导带材组由第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。

所述的金属骨架为铜骨架、铝骨架或合金骨架，金属骨架不仅可以为超导电缆起到支撑保护的作用，而且可以通过导冷式制冷为超导带材提供更好的低温环境。

所述的高温超导子缆线由单元超导缆线外覆金属包套而成。超导子缆线与金属骨架以及金属填充物紧密相连，可以对超导带材更好地实现导冷式制冷。

所述的单元超导缆线由超导带材组外覆金属包套而成。

所述的超导带材组由第二代高温超导REBCO带材紧密堆叠而成。

所述的金属包套材质可为铜、铝、不锈钢。

所述的金属填充物为铝填充物。

所述的金属套管，材质可为铜、铝、不锈钢。

所述的金属导冷柱直接与制冷机连接，用以实现高温超导带材的导冷式制冷。

附图说明

图1为本发明提供的一种无需低温介质冷却的导冷式高温超导电缆的结构示意图。

图2为本发明提供的一种无需低温介质冷却的导冷式高温超导电缆的横截面示意图。

图3为本发明提供的导冷式超导电缆与金属导冷柱焊接前的结构示意图。

图4为本发明提供的导冷式超导电缆与金属导冷柱焊接前的横截面示意图。

图5为本发明提供的超导子缆线的结构示意图。

图6为本发明提供的超导子缆线的横截面示意图。

图7为本发明提供的金属骨架的结构示意图。

图8为本发明提供的金属骨架的横截面示意图。

图9为本发明提供的单元超导缆线的结构示意图。