[發明專利]一種耐高電壓的超導電纜電位探測線絕緣引出結構

有效

• 申請號: 202110553861.2
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113270224B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 房琳琳;黃雄一;李國亮;戴志恒;王超;溫新杰;張清泉;王春雨;冉慶翔;劉辰;陸坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01B7/02
• 分類號: H01B7/02;H01B13/00;H01B13/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

本發明公開了一種耐高電壓的超導電纜電位探測線絕緣引出結構，實現超導電纜的電位探測線從絕緣層平穩引出，其包括超導電纜，通過多個焊接點與多個探測線的線芯連接，探測線上套有一段隔離管；探測線的引線路徑包括剪切的預浸料細條拼接的階梯、復合絕緣層包繞的絕緣層臺階以及絕緣填充物和濕包繞絕緣組成的臺階；探測線通過所述引線路徑引出超導電纜；在探測線與超導電纜之間的間隙填充有預浸料；所述復合絕緣層含有預浸料；探測線的引出口位置下方固定有絕緣填充物，上側覆蓋有濕包繞絕緣；隔離管用于隔開探測線引出處其自身絕緣與復合絕緣層和濕包繞絕緣接觸；復合絕緣層通過加壓、加熱進行固化，絕緣填充物和濕包繞絕緣為自然固化。

技術領域

本發明涉及磁約束聚變超導磁體饋線技術領域，特別涉及超導電纜高電壓電位探測線絕緣引出結構及制作方法。

背景技術

在大型超導磁約束聚變裝置中，超導饋線中的超導電纜承擔著向超導磁體系統供電、供冷的重要作用。電位探測線被布置在超導電纜表面，逐段測量超導電纜電位，監控其運行狀態，是失超探測的重要診斷信號來源。超導電纜最外層包覆了可承受高電壓的復合材料絕緣層，而電位探測線引出必須穿越絕緣層，破壞了絕緣層的完整性，引出部位的絕緣一旦存在缺陷，在低溫、真空、磁場等復雜工作環境中，極易成為高壓電弧放電的源頭。EAST、W7-X等超導磁約束聚變裝置都出現過因電位探測線引出不當造成的嚴重運行事故。可見高電壓電位探測線絕緣引出結構的可靠性將直接影響超導電纜甚至整個超導磁體系統的安全運行。

發明內容

為了解決超導裝電纜電位探測線引出的問題，本發明提出了一種耐高電壓的超導電纜電位探測線絕緣引出結構及其制作方法。本發明解決了超導電纜表面電位探測線引出的問題，該電位探測線引出結構密封性好，空隙率低，能在高真空和低溫環境下穩定傳輸電信號，保障超導電纜安全穩定的運行。

為實現以上目的本發明所采用的技術方案是：一種耐高電壓的超導電纜電位探測線絕緣引出結構，包括超導電纜，通過多個焊接點與多個探測線的線芯連接，探測線上套有一段隔離管；

探測線的引線路徑包括剪切的預浸料細條拼接的階梯、復合絕緣層包繞的絕緣層臺階以及絕緣填充物和濕包繞絕緣組成的臺階；探測線通過所述引線路徑引出超導電纜；

在探測線與超導電纜之間的間隙填充有預浸料；

所述復合絕緣層，包括前段復合絕緣層和后段復合絕緣層，其含有預浸料；

探測線的引出口位置下方固定有絕緣填充物，上側覆蓋有濕包繞絕緣；隔離管用于隔開探測線引出處其自身絕緣與復合絕緣層和濕包繞絕緣接觸；復合絕緣層通過加壓、加熱進行固化，絕緣填充物和濕包繞絕緣為自然固化。

根據本發明的另一方面，如前所述一種耐高電壓的超導電纜電位探測線絕緣引出結構的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：先在超導電纜表面包繞探測線引出方向一側的所述后段復合絕緣層，包繞方式為半迭包，預浸料為內側，預留第一預定長度的拼接臺階；

步驟2：在各探測線表面分別套上隔離管，隔離管起始位置設置在探測線從復合絕緣層引出的過渡階段，隔離管以第二長度露出絕緣，以避免探測線自身表面的絕緣層遇到復合絕緣層和濕包繞絕緣發生脆裂；

步驟3：采用半迭包的方式在探測線表面包繞一層預浸料，包繞完成后再采用同樣的方式把所有的探測線平鋪包繞在一起，以填充探測線之間間隙；

步驟4：去除探測線根部絕緣層，并打磨探測線線芯和超導電纜連接表面，進行焊接；

步驟5：裁剪預浸料成條狀，從探測線焊接點開始進行鋪設，以使探測線與導體表面平穩過度；

步驟6：使用半迭包的方式包繞探測線另一側的前端復合絕緣；

步驟7：在包繞好的復合絕緣層表面包繞一層密封袋膜，在袋膜表面包繞硅膠條和玻璃絲帶，以避免固化過程中絕緣變形，然后放入烘箱加熱固化；