【CN109659089A】一种高温超导电缆结构【专利】

( 57 )摘要 本发明公开了一种高温超导电缆，其从外至
内包括：低温恒温器、屏蔽层、至少一层绝缘层和 相导体 ，以 及电 缆骨架 ；在所述 低温恒温器与屏 蔽层之间以及在电缆骨架内均填充有液氮，在所 述高温 超导电 缆里面进一步安装有耐 低温 测温 光纤 ，所述耐低温测温光纤至少安装在下述三个 位置的 其中一个 ：屏蔽 层外表面 、最外层的 绝缘 层和最外层的 相导体之间 、电 缆骨架内 表面 。本 发明具有使用方便以及结构简单等特点，便于通 过 低温 测温光纤获得高温 超导电 缆沿 线的 温 度 信息。
在所述高温超导电 缆里面进一步安装有耐低温 测温光纤 ，所述耐低温 测温光纤至少安 装在下述三个位置的其中一个：屏蔽层外表面、最外层的绝缘层和最外层的相导体之间、电 缆骨架内表面。
2 .如权利要求1所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述耐低温测温光纤采用石英 系的 多模光纤 ，且在光纤包层的 周围按照光纤截面为同 心圆的方式涂敷包覆材料 ，或者套 设有非金 属紧包套管 ；所述非金 属紧包套管选 用纤维 增强复合塑料套管 、PBT松套管 、芬纶 kevlar套管。
（1）高温超导电缆运行时，需要从外部将超导电缆冷却到临界温度（-196℃）以下，否则 便无法运行。但在通电时因为超导电缆部分区域的热扰动等原因使超导电缆部分区域从超 导态转变为常态时 ，产生的 焦耳热会使超导电 缆温度上升 ，进而促进其 周围的常导转变而 使常导状态的区域扩大（失超现象）；
（2）高温超导电 缆全线运行在液氮之中 ，因此其结构与常规电 力电 缆大为不同 ，其尺寸 更小、结构紧凑，导致传统的温度传感器如热电阻、热电阻等无法安装在超导电缆上对其沿 线温度进行监测（电缆绝缘性能被破坏及温度传感器测温性能受电磁干扰）。
6 .如权利要求5所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述绝缘层采用聚丙烯层压 纸、芳香聚酰胺纸或聚酰亚胺材料制成。
7 .如权利要求6所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述相导体为第二代高温超导 带材YBCO，其宽度≥5mm，其厚度要求≈0 .3mm，并镀有铜层作为稳定层。
8 .如权利要求7所述高温超导电缆结构，其特征在于，电缆骨架为罩有密致金属网的金 属波纹管，其为超导带材排绕的基准支撑物ห้องสมุดไป่ตู้同时用于液氮流通管道。
(74)专利代理机构 深圳汇智容达专利商标事务 所(普通合伙) 44238
代理人 熊贤卿 潘中毅
(51)Int .Cl . H01B 12/00(2006 .01) H01B 12/02(2006 .01) H01B 12/16(2006 .01) G01K 11/32(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一种高温超导电缆结构
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910062510 .4
(22)申请日 2019 .01 .23
(71)申请人 深圳供电局有限公司 地址 518000 广东省深圳市罗湖区深南东 路4020号电力调度通信大楼
(72)发明人 庞骁刚 胡子珩 廖建平 章彬 汪桢子 汪伟
发明内容 [0004] 本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种高温超导电缆结构，在其内部设 置有低温测温光纤，具有使用方便以及结构简单等特点。 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种高温超导电缆结构，其从外至 内包括：低温恒温器、屏蔽层、至少一层绝缘层和相导体，以及电缆骨架；在所述低温恒温器 与屏蔽层之间以及在电缆骨架内均填充有液氮，其中：
(10)申请公布号 CN 109659089 A (43)申请公布日 2019.04.19
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
CN 109659089 A
CN 109659089 A
权 利 要 求 书
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1 .一种高温超导电缆结构，其从外至内包括：低温恒温器、屏蔽层、至少一层绝缘层和 相导体，以及电缆骨架；在所述低温恒温器与屏蔽层之间以及在电缆骨架内均填充有液氮， 其特征在于，
3 .如权利要求2所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述耐低温光纤采用直线形敷 设或S形敷设方式。
4 .如权利要求1至3任一项所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述低温恒温器由 带真空夹层的双层不锈钢焊接制成，在所述双层不锈钢的真空夹层中设置有多层绝热材料 及活性炭。
5 .如权利要求4所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述屏蔽层为铜屏蔽层，其单 端或双端接地。
在所述高温超导电缆里面进一步安装有耐低温测温光纤，所述耐低温测温光纤至少安 装在下述三个位置的其中一个：屏蔽层外表面、最外层的绝缘层和最外层的相导体之间、电 缆骨架内表面。 [0006] 其中，所述耐低温测温光纤采用石英系的多模光纤，且在光纤包层的周围按照光 纤截面为同 心圆的 方式涂敷包覆材料 ，或者套设有非金 属紧包套管 ；所述非金 属紧包套管 选用纤维增强复合塑料套管、PBT松套管、芬纶kevlar套管。 [0007] 其中，所述耐低温光纤采用直线形敷设或S形敷设方式。 [0008] 其中，所述低温恒温器由带真空夹层的双层不锈钢焊接制成，在所述双层不锈钢
9 .如权利要求8所述的高温超导电缆结构，其特征在于，所述高温超导电缆为三相独立 超导电缆结构、三相平行轴超导电缆结构或三相同轴超导电缆结构。
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说 明 书
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一种高温超导电缆结构
技术领域 [0001] 本发明涉及输电技术应用领域，具体涉及一种高温超导电缆结构。
背景技术 [0002] 随着我国经济飞速发展，许多城市用电量逐年上升，城市中心区域的电力负荷激 增，输配电容量大幅增加，减少电网损耗和提高电网运行稳定性等问题也随之提出。目前电 网 系统在输配电 环节损耗很大 ，因此各国都在寻找减 少电 网 损耗方案 ，其中超导材料是减 少电网损耗的最重要方案之一，而高温超导带材的商业化生产促进了超导装置在全世界的 广泛研究 和应 用。而与常规电 力电 缆相比 较 ，高温超导电 缆因为其通流能 力强 、容量大、结 构紧凑、无电磁辐射污染等优势受到广泛关注，目前世界范围内已经有多条高温超导电缆 挂网运行。 [0003] 与常规电力电缆的应用不同的是，高温超导电缆运行环境要求至少要在液氮温度 （-196℃）以 下 ，并且其尺寸更小、更紧凑。由 此 ，也就使得高温超导电 缆在电 网中的 大规模 应用存在以下两个技术难点：