[實用新型]一種具有復合絕緣結構的超導限流器

有效

• 申請號: 201920341408.3
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN209748184U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 宋萌;鐘連宏;趙兵;李力;羅運松;夏亞君;程文鋒;史正軍;戴少濤;王邦柱;胡磊;馬韜;張騰
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H01B17/60;H01B17/58
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 張春水;唐京橋<國際申請>=<國際公布>

本實用新型公開了一種具有復合絕緣結構的超導限流器，包括：超導限流單元、內復合絕緣筒、外復合絕緣筒和低溫容器；內復合絕緣筒沿軸向同軸套接超導限流單元；低溫容器沿軸向同軸套接外復合絕緣筒；其中，超導限流單元與內復合絕緣筒之間通過內絕緣支撐件固定連接，低溫容器與外復合絕緣筒之間通過外絕緣支撐件固定連接。本實用新型通過與低溫容器連接的外復合絕緣筒，以及與超導限流單元連接的內復合絕緣筒，將低溫容器產生的氣泡阻隔于低溫容器與外復合絕緣筒之間，將超導限流單元產生的氣泡阻隔于超導限流單元與內復合絕緣筒之間，阻隔了氣泡在液氮空間中的徑向擴散路徑，實現了阻止電極間氣泡的產生，保證了電阻性超導限流器的絕緣效果。

技術領域

本實用新型涉及超導技術領域，尤其涉及一種具有復合絕緣結構的超導限流器。

背景技術

電阻型超導限流器是一種用于抑制電網短路故障電流幅值的電力裝置，而絕緣是所有高電壓電力裝置首先需要解決的問題。電阻型超導限流器主要基于超導帶材的超導態-正常態轉變特性進行研制，在正常傳輸穩態運行電流時呈現超導態，電阻接近為“零”；當電網發生短路故障時，超導帶材在電流的作用下自動轉變為正常態，電阻迅速變為常規導體的電阻值，而增加的電阻就能夠提高電網的短路阻抗，從而降低短路電流的幅值。

目前主流的電阻型超導限流器均采用釔鋇銅氧(Yttrium barium copper oxide，YBCO)材料作為導體，采用液氮作為冷卻和絕緣介質。液氮具有較高的絕緣強度，其在77K、常壓下的擊穿場強可以達到35kV/mm，與變壓器油的絕緣強度相近，相對介電常數約為1.43。但是，液氮作為絕緣介質最大的問題在于，77K的液氮一直處于沸騰狀態，即便降溫至70K左右也是接近沸騰狀態，由此導致非常微小的熱擾動也將導致液氮汽化產生氣泡。氮氣的絕緣強度僅為3.0kV/mm，相對介電常數約為1，均與液氮存在較大差異。根據電通量定理，相鄰的相同法向截面中電通量是相同的，則不同絕緣介質中，交流條件下，不同絕緣介質中電場分布和絕緣介質的介電常數成反比；直流條件下，不同絕緣介質中電場分布和絕緣介質的直流電阻成反比。因此，當液氮中出現氣泡后，氣泡將成為電場集中點，整體的絕緣強度將由氣泡決定。假定高電壓電極與地之間的距離為200mm，當加載500kV交流電壓時，對應場強為2.5kV/mm；若電極間充滿液氮，由于實際場強(2.5kV/mm)遠低于液氮的擊穿場強(35kV/mm)，絕緣能夠符合要求；若電極間因外部熱擾動出現氣泡，根據電通量定理和介電常數值，可知氣泡中的電場強度達到3.6kV/mm，已經超過氮氣的擊穿場強，從而導致氣泡被擊穿而破壞整體的絕緣。根據上述參數可知，若采用全液氮絕緣，則僅需要約20mm的液氮就可以實現500kV交流電壓的絕緣。因此，如何阻止電極間氣泡的產生是保證電阻型超導限流器絕緣的重要條件。

實用新型內容

本實用新型提供了一種具有復合絕緣結構的超導限流器，實現了阻止電極間氣泡的產生，保證了電阻性超導限流器的絕緣效果。

本實用新型提供了一種具有復合絕緣結構的超導限流器，包括：

超導限流單元、內復合絕緣筒、外復合絕緣筒和低溫容器；

所述內復合絕緣筒沿軸向同軸套接所述超導限流單元；

所述低溫容器沿軸向同軸套接所述外復合絕緣筒；

其中，所述超導限流單元與所述內復合絕緣筒之間通過內絕緣支撐件固定連接，所述低溫容器與所述外復合絕緣筒之間通過外絕緣支撐件固定連接。

可選地，所述內復合絕緣筒沿徑向從內至外依次包括內等電位連接導體、內絕緣層和內導電層；

所述內等電位連接導體連接所述超導限流單元與所述內導電層；

所述內導電層固定纏繞于所述內絕緣層的外側。

可選地，所述內導電層與所述內絕緣層的外側之間通過低溫環氧樹脂固定連接。