[發明專利]一種多層封裝超導換位電纜及成纜方法

有效

• 申請號: 202010102682.2
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN113284666B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 徐慶金;魏紹清;張展;王呈濤;王瑩哲;張震;石金瑞;王娟;陳新
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B12/08;H01B13/00
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

本發明公開了一種多層封裝超導換位電纜及成纜方法。本發明提供的一種多層封裝超導換位電纜，其特征在于，包括多根超導纜線，各所述超導纜線按照設定方式編織換位成型；其中每一根超導纜線由多層超導帶材堆疊封裝而成。本發明可以針對不同類型的超導帶材，進行堆疊封裝加固，并根據其側彎的臨界角度進行側向彎曲換位成型。通過采用多層封裝編織換位結構，能夠減少電纜在制作成超導磁體等電氣設備后的交流損耗，提升運行電流，降低電感，以及增強超導線材的強度等。在超導帶材發生失超時，封裝結構還可以起到分流、吸收多余熱量、保護超導電纜的作用。本發明不需剪裁超導帶材編織換位導線，同時具有極高的工程電流密度，極大地節約了成本。

技術領域

本發明涉及一種換位電纜技術，特別涉及一種超導帶材多層封裝換位電纜及成纜方法。

背景技術

目前已實用的鈮鈦等低溫超導材料上臨界場較低，已經不能滿足更高場強應用領域的需求。高溫超導材料，具有高臨界溫度、高臨界磁場及高載流能力等獨特優勢，已成為高場磁體的重要選擇，但由于高溫超導材料YBCO、ReBCO等本身的層狀結構，使其絞合成纜過程中會出現層間剝離造成帶材損壞，或者由于超導帶材在紐絞換位成纜過程中側彎角度過大造成性能衰減等原因，對超導帶材做成電纜造成極大的難度。突破該技術難題，研制超導帶材換位電纜，將有利于超導帶材的大規模應用，促進超導磁體領域的技術革新。

公開號CN105244123A的專利公開了一種超導電纜的成纜設備及絞合裝置和制造方法，包括：纏繞超導帶材的絞盤；與絞盤相連的絞合套管；安裝在絞合套管上的集合目板，其軸線與絞合套管的軸線重合，且集合目板沿周向設置有供超導帶材穿過的集線孔；與經過集線孔均分后的超導帶材相連的絞合支撐模，輸送絞合后超導帶材的絞合后支撐模；設置在絞盤與集合目板之間的導向輪。轉動絞盤，釋放纏繞的超導帶材，穿過均勻分布的幾個集線孔后與絞合支撐模相連，轉動絞盤超導帶材絞合。將對超導帶材的均分通過集線孔實現，可防止在絞合過程中超導帶材偏離的問題，防止出現同層超導帶材排列不均、重疊、搭接等現象而帶來帶材間隙不均問題，該絞合裝置絞合的超導電纜可保證整體性能。

公開號CN107077928A的專利公開了一種超導電纜，其特征在于，包括：芯部，所述芯部包括骨架、至少一個超導導體層、絕緣層以及至少一個超導屏蔽層，所述超導導體層包括沿著所述骨架的長度方向并排配置以包覆所述骨架外部的多個超導線材，所述絕緣層包覆所述超導導體層，所述超導屏蔽層包括沿著所述骨架的長度方向并排配置以包覆所述絕緣層外部的多個超導線材；冷卻部，位于所述芯部外側，具備用于冷卻所述芯部的液態制冷劑的循環流路；隔熱部，位于所述冷卻部外側，通過多次纏繞隔熱材料而構成；以及真空部，位于所述隔熱部外側，且在相互隔開距離的位置具備多個隔離件，構成所述超導導體層以及超導屏蔽層的超導線材包括金屬基板層以及超導層，所述超導層以多層蒸鍍在所述金屬基板層上部并且包含超導物質，所述超導導體層中構成最外部超導導體層的超導線材的金屬基板層沿著超導電纜的中心方向配置，而超導層沿著超導電纜的半徑方向配置。該超導電纜能夠使傳輸交流電力時所發生的交流損失(AC loss)最小化。

現有傳統方法無法經濟高效地解決由于超導帶材本身的層狀結構使其絞合成纜過程中會出現的層間剝離損壞的問題，或受限于帶材彎曲后性能衰減的問題。突破該技術難題，研制一種大電流、低交流損耗、機械穩定的超導帶材換位電纜，將極大地促進超導磁體領域的技術革新，有利于超導帶材的大規模應用。

發明內容

針對現有技術中存現的問題，本發明的目的在于提供一種多層封裝超導換位電纜及成纜方法，可以針對不同類型的超導帶材，進行堆疊封裝加固，并根據其側彎的臨界角度進行側向彎曲換位成型。通過采用多層封裝編織換位結構，實現提升電流，同時避免超導帶材層間剝離等帶材損傷現象。并且封裝結構起到了保護塑形的作用，在超導磁體失超時還可起到分流，吸收多余熱量保護超導帶材的作用。