[發(fā)明專利]一種雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器、骨架以及超導(dǎo)帶材繞制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811197929.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN109546635B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 植曉琴;羅紫英;邱利民;金詩(shī)奇;朱少龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H9/02
• 分類號(hào): H02H9/02
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 徐敏

本發(fā)明公開了一種雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器的骨架，包括：多根支撐絕緣立柱，相互平行布置且設(shè)有間隔，所述支撐絕緣立柱自內(nèi)向外螺旋排列形成雙螺旋結(jié)構(gòu)；左底盤和右底盤，用于固定支撐絕緣立柱的兩端；本發(fā)明還公開了一種雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器超導(dǎo)帶材繞制方法和雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器；本發(fā)明通過在骨架的兩底盤上布置立柱形成雙螺旋的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)帶材的繞制，超導(dǎo)帶材緊密繞制在骨架上，其繞制圈數(shù)及繞制方法均可根據(jù)需求自由定制，適應(yīng)不同長(zhǎng)度的超導(dǎo)帶材，為失超產(chǎn)生的氣泡耗散提供了更多空間及路徑，優(yōu)化了氣泡滯留的問題，另減去了盤裝線圈組合焊接過程，簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電阻型限流器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器、骨架以及超導(dǎo)帶材繞制方法。

背景技術(shù)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展，電網(wǎng)的負(fù)荷與容量也在隨之不斷擴(kuò)大，一旦電網(wǎng)發(fā)生短路故障，巨大的短路電流就會(huì)造成嚴(yán)重的電力設(shè)備損壞。因此，為維護(hù)電網(wǎng)供電安全性與可靠性，必須抑制短路電流，電網(wǎng)中引入限流器是目前最為常見且較為有效的措施。

基于第二代高溫超導(dǎo)帶材的電阻型高溫超導(dǎo)限流器結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，其利用高溫超導(dǎo)體的失超電阻進(jìn)行限流，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。這種限流器的核心結(jié)構(gòu)是高溫超導(dǎo)帶繞制形成的線圈。目前傳統(tǒng)的繞制方式，如圖1和2所示，是先將單根高溫超導(dǎo)帶材01在用于匝間絕緣的梯形骨架02的支撐下，雙向并繞形成單個(gè)盤式線圈。由于梯形骨架02易變形且不支持橫向固定，單在骨架的支撐下線圈容易散架，故在兩側(cè)均需加裝大型轂輪03固定，而后再將多個(gè)盤式線圈通過法蘭串并聯(lián)組合接入電網(wǎng)中。

上述電阻型高溫超導(dǎo)限流器存在的主要問題是：(1)高溫超導(dǎo)帶材失超會(huì)大量產(chǎn)熱，這會(huì)導(dǎo)致液氮沸騰而產(chǎn)生大量氣泡，存在帶材與帶材之間用于匝間絕緣的骨架由于其齒狀梯形結(jié)構(gòu)，會(huì)使得失超產(chǎn)生的大量氣泡滯留在高溫超導(dǎo)帶與骨架封閉形成的微孔內(nèi)，這會(huì)減小超導(dǎo)帶材表面與液氮的換熱面積，增加換熱熱阻，導(dǎo)致失超復(fù)溫時(shí)間延長(zhǎng)。并且氣泡的存在會(huì)降低系統(tǒng)的電絕緣性，危害系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。(2)傳統(tǒng)用于絕緣支撐的絕緣骨架僅能為超導(dǎo)帶材提供徑向支撐，橫向支撐則需要依靠加裝在超導(dǎo)帶材兩側(cè)的大型轂輪來固定，而大型轂輪由于其結(jié)構(gòu)，會(huì)將位于該部分的超導(dǎo)帶材“封死”在轂輪間，高溫超導(dǎo)帶與骨架封閉形成的微孔內(nèi)的氣泡唯一的橫向逸出路徑被轂輪阻擋，形成氣泡無法逸出的“死區(qū)”。極度惡化超導(dǎo)帶材的失超復(fù)溫。(3)傳統(tǒng)梯形絕緣骨架與帶材的固定方式為面接觸，近一半帶材表面積無法與液氮直接接觸。并且?guī)Р牡睦@制方法存在無規(guī)則性，繞制完成后，單根帶材的不同部位的左右骨架排布可能不同。有可能是超導(dǎo)帶材01一面與梯形骨架02接觸，一面與液氮接觸，形成小孔錯(cuò)位布置，如圖3所示。也有可能某一位置超導(dǎo)帶材01兩面均與梯形骨架02接觸，無液氮直接接觸，而旁邊超導(dǎo)帶材01則兩面均不與梯形骨架02接觸，兩面均與液氮直接接觸，形成小孔正對(duì)布置，如圖4所示。不同排布方式使得不同部位的帶材與液氮接觸面積不同，復(fù)溫效果也會(huì)不同，從而導(dǎo)致失超不一致。

由此，增大高溫超導(dǎo)帶材與液氮的接觸面積，且將高溫超導(dǎo)帶材與液氮接觸面積一致化，加快因超導(dǎo)帶材失超產(chǎn)生的大量氣泡的耗散，是加快目前第二代高溫超導(dǎo)帶材線圈的失超復(fù)溫時(shí)間，改善失超不一致性的關(guān)鍵所在。其次，傳統(tǒng)的繞制方式往往需要多組盤裝線圈組塊串聯(lián)接入電網(wǎng)，線圈與線圈之間的焊接工序復(fù)雜易出錯(cuò)，且多組線圈組合結(jié)構(gòu)繁瑣，占用空間大，用材浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器的骨架，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，超導(dǎo)帶材安裝方便，可以增大高溫超導(dǎo)帶材與液氮的接觸面積，加快帶材的失超復(fù)溫過程。

一種雙螺旋超導(dǎo)電阻型限流器的骨架，包括：

多根支撐絕緣立柱，相互平行布置且設(shè)有間隔，所述支撐絕緣立柱自內(nèi)向外螺旋排列形成雙螺旋結(jié)構(gòu)；

左底盤和右底盤，用于固定支撐絕緣立柱的兩端。