[發(fā)明專利]三相同軸超導電纜本體線芯及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112331406A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 龐玉春;劉治琦;徐紅春;高鵬
• 申請（專利權）人: 寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發(fā)明屬于高溫超導技術領域，具體涉及三相同軸超導電纜本體線芯及其制備方法。三相同軸超導電纜本體線芯，從內到外依次包括：支撐體層、第一相導體層、第一絕緣層、第二相導體層、第二絕緣層、第三相導體層、第三絕緣層、屏蔽層和保護層；所述第一相導體層、第二相導體層和第三相導體層均從內到外依次包括：內銅緩沖層、超導層和外銅緩沖層，且所述第一相導體層、第二相導體層和第三相導體層三者同軸設置。本發(fā)明還提供了三相同軸超導電纜本體線芯的制備方法。采用平衡電磁場和均流設計，同時優(yōu)化內支撐層的管端頭電場分布，提高其短路熱穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于高溫超導技術領域，具體涉及三相同軸超導電纜本體線芯及其制備方法。

背景技術

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，很多大中城市的電力消費密度不斷增長。超導電纜在解決建筑物密集城市輸配電瓶頸問題具有特殊優(yōu)勢，它具有重量輕，體積小，損耗小等優(yōu)點，目前在輸配電行業(yè)具有巨大發(fā)展?jié)摿Α３瑢щ娎|中的導體層采用的超導帶材需要在液氮條件下實現(xiàn)超導，由于超導材料本身的特性，當傳輸電流超過超導帶材的臨界電流時，超導帶材將不再電阻接近為零而可能遠大于周圍的包套材料，這時過載將會產生大量熱量，如果這部分熱量在短路保護啟動前不能通過液氮及時帶走，由于超導帶材內部超導層只有幾微米厚，積聚的熱量即使時間很短也將會造成帶材不可逆的損傷，影響整個輸電線路的使用壽命甚至是導致超導輸電系統(tǒng)損壞。現(xiàn)有研究表明，輸配電中的短路故障導致電力事故發(fā)生的事件時有發(fā)生。

三相同軸超導電纜結構較為緊湊，是將三相繞制在同一根銅骨架上，同時為了提高冷卻效率，內支撐體采用金屬管來提供液氮冷卻通道；這種結構與普通的單相及三相平行超導電纜系統(tǒng)相比，節(jié)省了外側保溫層的體積及絕緣材料用量，由于三相磁場相互抵消能夠減少整個系統(tǒng)磁滯損耗，還節(jié)約了成本。

國內關于三相同軸超導電纜設計較少，對于三相同軸超導電纜運行過程中短路保護的設計多是在斷路保護層面的，關于三相同軸超導電纜的研究，不僅要解決電氣絕緣的長期穩(wěn)定問題，還要考慮減少線路損耗的問題，更重要的是如何保持線路本身的安全問題，另外關于三相同軸超導電纜內支撐體端頭的放電問題也亟待解決。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中現(xiàn)有三相同軸超導電纜具有抵抗短路故障造成的線路損壞風險，本發(fā)明提供一種三相同軸超導電纜，采用平衡電磁場和均流設計，同時優(yōu)化內支撐層的管端頭電場分布，從而彌補國內三相同軸超導電纜本體線芯設計優(yōu)化方面的不足，具有實質性設計意義。

本發(fā)明的技術方案具體是通過如下實現(xiàn)的：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種三相同軸超導電纜本體線芯，其從內到外依次包括：支撐體層、第一相導體層、第一絕緣層、第二相導體層、第二絕緣層、第三相導體層、第三絕緣層、屏蔽層和保護層；

所述第一相導體層、第二相導體層和第三相導體層均從內到外依次包括：內銅緩沖層、超導層和外銅緩沖層，且所述第一相導體層、第二相導體層和第三相導體層三者同軸設置。

進一步地，所述支撐體層的外側面與所述第一相導體層的內銅緩沖層內側面之間設置一層半導體層，所述所述第一相導體層的外銅緩沖層外側面與所述第一絕緣層內側面之間設置一層半導體層，所述第一絕緣層外側面與所述第二相導體層的內銅緩沖層內側面之間設置有一層半導體層，所述第二相導體層的外銅緩沖層外側面與所述第二絕緣層內側面之間設置有一層半導體層，所述第二絕緣層外側面與所述第三相導體層的內銅緩沖層內側面之間設置有一層半導體層，所述第三相導體層的外銅緩沖層外側面與所述第三絕緣層內側面之間設置有一層半導體層，所述第三絕緣層外側面與所述屏蔽層內側面之間設置有一層半導體層。

優(yōu)選地，所述支撐體層為螺紋狀的銅波紋管，所述銅波紋管壁厚為0.5mm，螺距為9mm，螺深為3mm。

優(yōu)選地，所述內銅緩沖層和外銅緩沖層的材料為銅帶，所述銅帶寬度為25-40mm。