[發(fā)明專利]一種低溫液體強(qiáng)迫冷卻電纜結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811398364.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN109390078A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐驍剛;胡子珩;章彬;汪楨子;汪偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號(hào): H01B5/06
• 分類號(hào): H01B5/06;H01B7/30;H01B7/40;H01B7/42
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 熊賢卿;潘中毅

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種低溫液體強(qiáng)迫冷卻電纜結(jié)構(gòu)，其包括從內(nèi)至外設(shè)置的導(dǎo)體（1）、多個(gè)支撐架（2）、保溫管（3），其中：導(dǎo)體（1）為中空的金屬管，并在所述的金屬管道側(cè)壁間隔設(shè)置有通孔（12），在所述導(dǎo)體內(nèi)形成低溫液體通道（11）；所述支撐架（2）為非金屬材料加工形成的鏤空結(jié)構(gòu)，其按照一定間隔套裝在導(dǎo)體（1）上；所述保溫管（3）為高真空絕熱管道，所述導(dǎo)體（1）通過支撐架（2）同軸套裝在保溫管（3）內(nèi)部。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，可以在傳輸大電流時(shí)提高熱傳導(dǎo)效率以及避免集膚效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種低溫液體強(qiáng)迫冷卻電纜結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

高純度鋁或銅的電阻在低溫下將大幅降低，因此在諸如需要高載流密度、脈沖功率放電等場合具有重要的應(yīng)用。一般情況下，低溫電纜采用液氮直接對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行冷卻，但低溫液體直接冷卻存在以下問題：首先，常規(guī)導(dǎo)體發(fā)熱導(dǎo)致低溫液體汽化，形成的氣膜容易附著在導(dǎo)體表面，從而影響導(dǎo)體與低溫液體間的熱交換；其次，傳輸大電流時(shí)導(dǎo)體存在集膚效應(yīng)，電流大部分均通過導(dǎo)體表層附近導(dǎo)體，導(dǎo)體中間部位傳輸電流小，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的載流能力未能得到充分利用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，也公開了一些超低溫電纜，例如，在其中的一種電纜結(jié)構(gòu)中，其屏蔽絕緣芯線包括導(dǎo)體和依次包裹在所述導(dǎo)體外的半導(dǎo)電內(nèi)屏蔽層、耐高壓絕緣層、外半導(dǎo)電層和金屬絲編織層等。本質(zhì)上看，該電纜與常規(guī)電纜無太大區(qū)別，主要采用了一系列耐低溫絕緣材料，同樣會(huì)存在上述的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種低溫液體強(qiáng)迫冷卻電纜結(jié)構(gòu)，可以在傳輸大電流時(shí)提高熱傳導(dǎo)效率以及避免集膚效應(yīng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種低溫液體強(qiáng)迫冷卻電纜結(jié)構(gòu)，其包括從內(nèi)至外設(shè)置的導(dǎo)體、多個(gè)支撐架、保溫管，其中：

導(dǎo)體為中空的金屬管，并在所述的金屬管道側(cè)壁間隔設(shè)置有通孔，在所述導(dǎo)體內(nèi)形成低溫液體通道；

所述支撐架為非金屬材料加工形成的鏤空結(jié)構(gòu)，其按照一定間隔套裝在導(dǎo)體上；

所述保溫管為高真空絕熱管道，所述導(dǎo)體通過支撐架同軸套裝在保溫管內(nèi)部。

其中，所述金屬管道側(cè)壁設(shè)置的通孔為長條形通孔，其長度方向與所述導(dǎo)體的長度方向一致；沿導(dǎo)體圓周方向的通孔按照沿圓周按第一距離進(jìn)行的間隔布置，沿導(dǎo)體長度方向的通孔按照第二距離間隔布置。

其中，所述長條形通孔的寬度為0.5-1mm、長度為3-5mm，所述第一距離處于5-8mm之間，所述第二距離處于20-50mm之間。

其中，所述導(dǎo)體采用銅或鋁材料制成，所述低溫液體通道充填有液氮。

其中，所述每一支撐架均包含內(nèi)環(huán)、多個(gè)輻條、外環(huán)三部分；其中，內(nèi)環(huán)內(nèi)徑與導(dǎo)體外徑配合；所述輻條起支撐定位作用，兩端分別與所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)相連接；所述外環(huán)用于將導(dǎo)體部分結(jié)構(gòu)限定在保溫管內(nèi)部，因此外環(huán)的外徑與保溫管內(nèi)徑一致。

其中，所述支撐架采用玻璃鋼板加工而成，其厚度處于3-5mm之間。

其中，所述保溫管為高真空絕熱管道，其包含內(nèi)管、外管，二者之間為高真空夾層。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用高純鋁或銅管作為傳輸電流的導(dǎo)體，并在導(dǎo)體管道上加工有長條形通孔，導(dǎo)體通過絕緣支架固定在絕熱管道內(nèi)。正常運(yùn)行時(shí)，在導(dǎo)體管道內(nèi)注入加壓的低溫液體（如液氮），低溫液體被傳輸電流導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量汽化，低溫氣體和液氮通過沿管道分布的通孔排出導(dǎo)體，一方面可以在導(dǎo)體外表面繼續(xù)對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行冷卻；另一方面，低溫氣體和液體的不斷排出增加了導(dǎo)體內(nèi)部和外部低溫介質(zhì)的紊亂程度，從而可以避免在導(dǎo)體表面形成氣膜而影響傳熱效率。

附圖說明