[發明專利]一種超導消磁電纜與電流引線的連接方法及接頭結構

有效

• 申請號: 202011076975.4
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112467408B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 包穎;楊柳春;張旭明;袁文;蔡淵;迮建軍
• 申請（專利權）人: 東部超導科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01R4/48
• 分類號: H01R4/48;H01R4/68;H01R43/033
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發明提供了一種超導消磁電纜與電流引線的連接方法及接頭結構，所述的超導消磁電纜沿徑向由內而外依次設有超導帶材堆疊而成的通電導體、低溫冷絕緣層、繞包保護層、液氮通道、低溫杜瓦管、外護層，所述的連接方法包括以下步驟，(1)使通電導體從超導消磁電纜端部伸出；(2)通電導體的超導帶材被分為多層，多層所述的超導帶材分別與多個表面覆錫的銅板交叉層疊設置，形成覆錫銅板組塊；(3)將覆錫銅板組塊加熱處理，完成對銅板與超導帶材的焊接，形成連接接頭。

技術領域

本發明涉及超導消磁電纜技術領域，具體為一種超導消磁電纜與電流引線的連接方法及接頭結構。

背景技術

超導材料零電阻效應具有無損耗運輸電流的性質，應用超導技術將大大降低其不必要的能耗、提升能量傳輸轉化效率，其所帶來的重大經濟戰略意義使其成為當今各國在國防、公共基礎建設、工業領域中重點投入研究應用的高新技術。高溫超導消磁電纜是基于為艦船提供消磁、充分發揮超導高載流特性，利用超導在其臨界溫度下成為零電阻超導態、電流密度高、能承載大電流的特點而設計制造的。超導消磁電纜同常規電纜系統一樣，在連接的時候需要通過對超導載流層和外部電源等動力設備連接。

現在高溫超導消磁電纜作為替代普通銅質電纜提高艦船消磁系統的消磁能力，需要相應的連接裝置進行配合實現其工作能力，基于新型REBCO超導材料的高溫超導消磁電纜，急需解決以下幾個問題：

1、在應用敷設時與外部連接，需考慮節約安裝連接時間和操作的便捷性；

2、以往設計的高溫超導消磁電纜導體設計為圓形絞繞結構，對于堆疊而成的導體結構需要開發新型的連接裝置；

3、采用普通有阻焊接，會引入焦耳損耗，會大幅降低載流能力。

專利CN207925685U公開了一種超導電纜接頭裝置,包括主殼體、螺紋桿、旋轉鈕、滑動槽和系繩,所述主殼體上設置有固定裝置,且主殼體內部設置有固定板,所述螺紋桿與擠壓板相連接,所述滑動槽固定在主殼體的外側,且滑動槽與滑動桿相連接,所述滑動桿與連接桿相連接,所述連接桿的頂端設置有推拉板,且連接桿的底端設置有彈性固定圈,所述系繩與主殼體相連接。該超導電纜接頭裝置,設置有螺紋桿和擠壓板,當超導電纜接入到接頭裝置中,可以轉動旋轉鈕,這樣螺紋桿在旋轉鈕的內部進行上下移動,螺紋桿帶動擠壓板上下移動,擠壓板可以擠壓超導電纜從而將超導電纜牢牢固定住,擠壓板的材質為橡膠,這樣在固定超導電纜的同時不會破壞超導電纜的表面。專利CN108063320A公開了一種高溫超導電纜端部連接結構及連接方法。該端部連接結構包括第一端部連接結構和第二端部連接結構。待連接超導帶材層中,每根超導帶材分別連接一根過渡銅帶材；將端部連接結構穿過高溫超導電纜,并通過端部連接結構將過渡銅帶材夾緊固定；最后將電流引線連接在端部連接結構上。過渡銅帶材避免了超導帶材與電流引線直接焊接,且過渡銅帶材與端部連接結構接觸處無焊接,避免了在端部焊接過程中對其他超導層的影響。每根超導帶材與過渡銅帶材進行單獨焊接,方便控制焊接長度。端部連接結構,以及電流引線的連接均采用螺栓連接,方便組裝、拆卸與運輸。

上述所公開的或現有的高溫超導電纜的接頭設計和連接方法多為針對超導電力傳輸用的超導帶材圓形絞繞而成的通電導體結構，一般其設有銅芯或中空波紋管的骨架結構；而堆疊式高溫超導電纜芯體結構省去了銅芯或者是中空波紋管的骨架結構，為進一步提高超導電纜芯體的電流密度，具有更小的重量及體積而且簡化結構，采用易于生產超導帶材堆疊成型作為通電導體。本專利這種連接工藝技術方法針對于采用堆疊式的特殊帶材導體結構，采用銅板與超導帶充分接觸，結構設計保證足夠的載流面積，并減少接觸電阻，實現電流引線漏熱小、超導帶材得到最大電流利用，使用工裝夾具保證機械連接處不受力，連接處薄弱段得到有效保護。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種超導消磁電纜與電流引線的連接方法及接頭結構，適用于超導-銅質電流引線連接，以解決上述背景技術提出的通電導體結構較為復雜、暫無合適成熟連接工藝的問題。