[發明專利]一種冷絕緣直流高溫超導限流電纜

在審

• 申請號: 201910572164.4
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110299228A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 袁文;康強強;莫思銘;蔡淵;王銀順
• 申請（專利權）人: 東部超導科技（蘇州）有限公司;華北電力大學;江蘇永鼎股份有限公司;蘇州新材料研究所有限公司
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B12/14;H01B12/16;H01B7/17;H01B7/18;H01B7/24
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;吳音

本發明公開了一種冷絕緣直流高溫超導限流電纜，包括冷卻通道、絞線骨架、半導體導體層Ⅰ、超導層、半導體導體層Ⅱ、絕緣層、屏蔽層和保護層；所述冷卻通道設置于絞線骨架內；絞線骨架外包裹有半導體導體層Ⅰ，半導體導體層Ⅰ外繞制有的超導層，超導層外包裹有半導體導體層Ⅱ，半導體導體層Ⅱ外包裹有絕緣層，絕緣層外繞制有屏蔽層，屏蔽層外包裹有保護層；所述冷卻通道內流通有冷卻介質；所述絞線骨架與超導層并聯。本案電纜具有傳輸和限流的雙重作用；電纜無需接入超導限流器，有效降低裝置成本和運行維護成本；采用高電阻率金屬材料制作絞線骨架，在電纜發生故障時能更好的起到抑制故障電流的作用；絞線骨架的結構可提高電纜機械強度、柔韌性。

技術領域

本發明涉及超導電工技術領域，尤其是涉及一種冷絕緣直流高溫超導限流電纜。

背景技術

隨著高溫超導技術的發展，超導體的工作溫度提高到了液氮溫區（77K）。高溫超導電纜是高溫超導技術在電力系統中的重要應用之一，可以實現大容量低損耗的輸電，高溫超導電纜正在向著實用化、產業化的方向飛速發展。

線路短路故障發生時，短路電流變得很大，甚至超過斷路器斷開容量，給直流電力系統造成破壞。然而，與交流不同，直流電流不過零，限流困難，尤其是在有超導電纜的線路中，尤其明顯。在線路中串入超導限流器是其解決辦法之一。但是，串入超導限流器的方法，會增加線路裝置成本和運行維護成本。

發明內容

本發明目的是：提供了一種在超導電纜發生故障時，能有效抑制故障電流方；起到超導電纜傳輸電流和限流的雙重功能，無需超導限流器接入，有效降低裝置成本和運行維護成本的冷絕緣直流高溫超導限流電纜。

本發明的技術方案是：一種冷絕緣直流高溫超導限流電纜，從內到外依次包括冷卻通道、絞線骨架、半導體導體層Ⅰ、超導層、半導體導體層Ⅱ、絕緣層、屏蔽層和保護層；所述冷卻通道設置于絞線骨架內；絞線骨架外包裹有半導體導體層Ⅰ，半導體導體層Ⅰ外繞制有的超導層，超導層外包裹有半導體導體層Ⅱ，半導體導體層Ⅱ外包裹有絕緣層，絕緣層外繞制有屏蔽層，屏蔽層外包裹有保護層；所述冷卻通道內流通有冷卻介質；所述絞線骨架與超導層并聯。

優選的，所述絞線骨架包括螺旋彈簧及繞制在螺旋彈簧外的扭絞絲；所述螺旋彈簧內部形成冷卻通道，并位于電纜中心；所述絞線骨架的設計可以提高電纜的機械強度、柔韌性。

優選的，所述絞線骨架為正常工作溫度下的電阻率比銅高2個量級的材料，即電阻率比銅高100倍的金屬材料；例如可采用錳銅、康銅或不銹鋼；當電纜發生故障時，超導層失超后，電流主要流經與超導層并聯的絞線骨架，由于絞線骨架的電阻率比較大，從而抑制故障電流，起到限流保護的作用。

優選的，所述半導體導體層Ⅰ和半導體導體層Ⅱ的材料采用碳紙；作用是改善電場分布。

優選的，所述超導層采用第二代高溫超導帶材REBCO；將若干第二代高溫超導帶材REBCO繞制于半導體導體層Ⅰ外部。

優選的，所述絕緣層材料采用聚丙烯復合纖維紙（PPLP）。

優選的，所述屏蔽層為繞制在絕緣層上的銅材料。

優選的，所述保護層材料采用聚氯乙烯材料，即PVC作為層保護。

本發明的優點是：

1、本案電纜具有傳輸和限流的雙重作用；

2、電纜無需接入超導限流器，有效降低裝置成本和運行維護成本；

3、采用高電阻率金屬材料制作絞線骨架，在電纜發生故障時能更好的起到抑制故障電流的作用；

4、絞線骨架的結構可提高電纜機械強度、柔韌性。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：