[發(fā)明專利]用于制造超導(dǎo)電纜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410274026.5
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104240844B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E.馬贊;M.斯泰姆爾
• 申請（專利權(quán)）人: 尼克桑斯公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 任宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造超導(dǎo)電纜的方法，該電纜裝備有用于補(bǔ)償由溫度條件引起的長度變化的器件，這種長度變化在電纜從常溫冷卻到工作溫度和相反過程中產(chǎn)生，其中，使用具有管狀的、至少被超導(dǎo)導(dǎo)體所包圍的中央支承體的超導(dǎo)電纜，并且其中，將至少一條抗拉的繩索布置在支承體內(nèi)的整個長度上。

背景技術(shù)

這種電纜例如基于US 2010/0285968 A1。

超導(dǎo)電纜具有由在足夠低的溫度下能轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的材料所組成的電導(dǎo)體。在足夠冷卻的情況下，只要不超過指定的電流強(qiáng)度、臨界電流強(qiáng)度，這種相應(yīng)構(gòu)造的導(dǎo)體的電直流電阻為零。適合的超導(dǎo)材料例如是以稀土(ReBCO)為基礎(chǔ)的氧化材料、尤其是YBCO(Yttrium-Barium-Kuper-Oxid，氧化釔鋇銅)，或BSCC(Wismut-Strontium-Kalzium-Kuper-Oxid,鉍鍶鈣銅)。用于使這種材料進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)的足夠低的溫度例如在67K和110K之間。但是，還有必須冷卻到更低的溫度才能使其進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)的超導(dǎo)材料，例如鎂化硼。適合用于所有這些材料的冷卻劑例如是氮、氦、氖和氫或者以上材料的混合物。

在運(yùn)行具有至少一條超導(dǎo)電纜的裝置時，將電纜根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)布置在低溫恒溫器內(nèi)，該低溫恒溫器由至少一個熱絕緣管組成，并且適合所使用的超導(dǎo)材料的冷卻劑導(dǎo)引通過該低溫恒溫器，有利地使用上面所述類型的冷卻劑。電纜為了達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)在低溫恒溫器內(nèi)被明顯地冷卻，因此電纜由于熱收縮而變短。為了保證輸電線路的功能性，必須做事先準(zhǔn)備，能夠這樣地通過事先準(zhǔn)備補(bǔ)償電纜的縮短，使得這種縮短無干擾地一方面作用在低溫恒溫器或電纜上，以及另一方面作用在連接到低溫恒溫器或電纜上的設(shè)備(Aggregate)上。

在根據(jù)EP 1 720 176 B1所述的方法中已知一種超導(dǎo)電纜，在常溫下通過交叉形網(wǎng)絡(luò)由抗拉的電線、例如由因鋼所組成，并且逐點(diǎn)地與電纜連接，如此變型，使得以波浪形狀延伸。超導(dǎo)電纜以這種波浪型在由兩個相互同軸地布置的管組成的低溫恒溫器內(nèi)，在兩個管之間安設(shè)真空絕緣裝置，通過低溫恒溫器在相應(yīng)裝置運(yùn)行時導(dǎo)引冷卻劑。在冷卻時變短的電纜轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺沟男螤睿辉诖水a(chǎn)生低溫恒溫器或連接的設(shè)備的機(jī)械負(fù)荷。在實際中能夠執(zhí)行這種方法，但是需要很高的成本。

上面所述US 2010/0285968描述了一種方法，借助該方法應(yīng)該能補(bǔ)償超導(dǎo)電纜的熱收縮。電纜具有管狀的支承體，繞著該支承體布置兩個被絕緣層分開的超導(dǎo)導(dǎo)體。在支承體內(nèi)布置抗拉的繩索，該繩索在電纜放置后例如借助夾持件固定在兩個端部上。借助繩索，能夠如此將電纜的端部沿軸向方向擠壓在一起，使得導(dǎo)體在該端部上借助相應(yīng)的縮短而波浪型地延伸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種超導(dǎo)電纜，該超導(dǎo)電纜能夠以簡單的方式和較低的成本如此設(shè)計，使得能夠平衡與溫度有關(guān)的縱向變化。

所述技術(shù)問題根據(jù)本發(fā)明如此解決，

-首先，將電纜和繩索一起在常溫時卷繞到卷軸上，

-然后，將繩索不可搖晃地固定在電纜的兩個端部上，并且

-最后，將電纜從卷軸上展開。

所述方法能夠簡單地和無需較大裝配成本地運(yùn)行。只需要超導(dǎo)電纜，該電纜與其結(jié)構(gòu)無關(guān)和尤其與其超導(dǎo)導(dǎo)體的數(shù)量無關(guān)地具有管狀的中央支承體。首先將至少一根抗拉的繩索拉入支承體內(nèi)，該繩索不需要特別的尺寸精確度、只需長度為使得其兩端在電纜的兩個端部上。該繩索例如能夠由鋼或抗拉的塑料組成。隨后借助傳統(tǒng)的裝置將裝備抗拉繩索的電纜卷繞到由電纜芯和兩個在電纜芯側(cè)向限定的凸緣組成的卷軸上。繩索在此設(shè)在支承體面向卷軸的電纜芯的內(nèi)表面上。因此，繩索不可搖晃地并且不可搖擺地固定在超導(dǎo)電纜的兩個端部上，并且不可搖晃地固定在這兩個端部上，有利地固定在電纜的支承體上。

最后，重新將超導(dǎo)電纜從卷軸上展開。該超導(dǎo)電纜具有大致直線的走向。抗拉的繩索通過展開過程直線地定向。在此，所述繩索在電纜的端部上的兩個固定點(diǎn)之間的距離短于超導(dǎo)電纜一定的長度，該長度通過繩索到電纜的軸線或自然狀態(tài)的距離而確定。因此，該繩索在電纜從卷軸上展開時固定住電纜的端部，從而電纜由于它相對于繩索更長的長度而變型。這種較長的長度例如轉(zhuǎn)換成，使得電纜在它的兩個端部之間例如波浪型地延伸。

波浪形變型的超導(dǎo)電纜能夠隨后或直接在從卷軸上展開時置入低溫恒溫器內(nèi)。但是，還能夠在固定抗拉的繩索之前已經(jīng)將超導(dǎo)電纜布置在低溫恒溫器內(nèi)，且隨著被包圍的電纜一起卷繞到卷軸上。在該實施方式中，繩索也可在將低溫恒溫器卷繞到卷軸上之后不可搖晃地固定在電纜的兩個端部上。