[發明專利]用于高溫超導電纜終端的電動導輪控制系統及其運行方法

在審

• 申請號: 201911098433.4
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110828060A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 蔡龍晟;鞠萍;許經緯;李帥波;李艷;孟毓
• 申請（專利權）人: 上海電力設計院有限公司
• 主分類號: H01B12/16
• 分類號: H01B12/16;H01B12/00;H02G15/34;G01D21/02
• 代理公司: 上海知義律師事務所 31304
• 代理人: 劉峰;倪奇巍

本發明公開了用于高溫超導電纜終端的電動導輪控制系統，包括纜終端和超導電纜；超導電纜的保溫層內設有測溫光纜，用于測量若干超導纜芯的溫度；測溫光纜與設置于超導電纜終端內的測溫模塊連接；若干超導纜芯與超導電纜終端連接處設有壓敏傳感器，壓敏傳感器用于檢測若干超導纜芯的承載的應力；壓敏傳感器與設置于超導電纜終端內的應力檢測模塊連接；超導電纜終端內設有液氮流量檢測模塊，用于檢測液氮的流量；超導電纜終端下方設有若干導輪；若干導輪均由導輪控制器驅動；導輪控制器根據測溫模塊輸出的溫度信息、應力檢測模塊輸出的應力信息和液氮流量檢測模塊輸出的液氮的流量驅動若干導輪。本發明保證電纜的收縮應力得到有效限制。

技術領域

本發明涉及電能輸送技術領域，特別涉及用于高溫超導電纜終端的電動導輪控制系統及其運行方法。

背景技術

高溫超導電纜是一種利用在超低溫下出現失阻現象(超導狀態)的超導材料作為導體的電力電纜，其正常工作溫度為液氮溫區(77K)。超導啟動運行前，需啟動制冷設備，將超導電纜溫度由敷設安裝時的室溫下降至液氮溫區，這一過程中超導電纜本體將受冷收縮。另一方面，當超導電纜停運檢修時，需釋放超導電纜內部的液氮，超導電纜溫度由液氮溫區上升至室溫，超導電纜本體將受熱膨脹。

根據實驗及仿真計算結果，超導電纜在液氮溫區及室溫的轉換過程中，其伸縮率一般約為0.3％，其承受的軸向力將大于3噸。

而超導電纜溫度變化是一個長期過程，根據工程實際經驗來看，整個超導電纜制冷過程一般長達數日。溫度變化的速率與超導電纜的長度、制冷設備的功率、液氮管內的實時流量有直接聯系。這就導致超導電纜極有可能發生不規則的形變，在長時間運行過程中極易造成損傷。

因此，如何匹配超導電纜的降溫速率，使超導超導電纜終端能夠適應相應超導電纜的形變，成為本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提供用于高溫超導電纜終端的電動導輪控制系統及其運行方法，實現的目的是通過控制超導電纜終端位置及滑移速率以達到釋放伸縮軸向力的目的，保證電纜本體在該過程的收縮應力得到有效限制，保障超導電纜本體安全。

為實現上述目的，本發明公開了用于高溫超導電纜終端的電動導輪控制系統，包括超導電纜終端，以及與所述超導電纜終端連接的超導電纜，所述超導電纜包括保溫層，以及設置于所述保溫層內的若干超導纜芯，所述超導電纜內通入液氮使若干超導纜芯保持在失阻狀態。

其中，所述超導電纜的保溫層內設有測溫光纜；所述測溫光纜緊貼若干所述超導纜芯，用于測量若干所述超導纜芯的溫度；

所述測溫光纜與設置于所述超導電纜終端內的測溫模塊連接，所述測溫模塊將所述測溫光纜采集到的溫度信息轉化為電信號；

若干所述超導纜芯與所述超導電纜終端連接處設有所述壓敏傳感器，所述壓敏傳感器用于檢測若干所述超導纜芯的承載的應力；

所述壓敏傳感器與設置于所述超導電纜終端內的應力檢測模塊連接，將所述壓敏傳感器采集到的應力信息轉化為電信號；

所述超導電纜終端內設有液氮流量檢測模塊，所述液氮流量檢測模塊用于檢測所述液氮的流量，并將所述液氮的流量以電信號形式輸出；

所述超導電纜終端下方設有若干導輪；若干所述導輪均由導輪控制器驅動；

所述導輪控制器根據所述測溫模塊輸出的溫度信息、所述應力檢測模塊輸出的應力信息和所述液氮流量檢測模塊輸出的所述液氮的流量驅動若干所述導輪，移動所述超導電纜終端。

優選的，所述超導電纜終端下方設有導軌；若干所述導輪均設置于所述導軌上。

本發明還提供上述用于高溫超導電纜終端的電動導輪控制系統運行方法，所述超導電纜終端的移動速率v的計算公式如下：