專利名稱：超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在一個致冷器內(nèi)設(shè)置至少一個超導(dǎo)電纜，致冷器由兩個金屬管組成，兩個金屬管彼此同軸地間距設(shè)置，兩管之間間距形成的環(huán)形間隙配裝有真空絕緣件，該真空絕緣件由具有低導(dǎo)熱性的材料和涂覆金屬且具有高反射率的塑性膜組成的間隔件構(gòu)成，其中的間隙被抽真空。
背景技術(shù)：
在EPO 326 923B1中描述了一個這樣的電纜系統(tǒng)。在一個像這樣的電纜系統(tǒng)中，致冷器(cryostat)被用作至少一個超導(dǎo)電纜和在終端的其連接區(qū)域的護套。目的是確保這里攜帶的低溫介質(zhì)的溫度長時間和相對地長距離地保持，不會明顯變熱。一種這樣的介質(zhì)是，例如氮，例如將其引入溫度在67K和90K之間的致冷器中。如前面引用的EP 0 326 92!3B1，致冷器由兩個管組成，在兩管之間密封了一個間隙，兩管由不銹鋼組成，并也可以相對于它們的縱向橫向折皺。在兩管之間設(shè)置有間隙間隔件，該間隙間隔件由具有低導(dǎo)熱性的材料和涂覆金屬并具有高反射率的塑性膜組成。兩管間的間隔件減少了熱輻射。該間隙也被抽真空。只要真空存在，這樣的致冷器就能夠?qū)崿F(xiàn)其功能。可是，如果真空被破壞，例如致冷器的外層管的損壞，大量的熱量被引入到致冷器中，導(dǎo)致電纜系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性不再被確保。超導(dǎo)電纜必須立刻與供電系統(tǒng)斷開，以阻止在電纜系統(tǒng)中發(fā)生電跳火(flashover)，這是因為引入的熱量導(dǎo)致在冷卻介質(zhì)中形成氣泡，特別是在氮中。這樣的跳火將會導(dǎo)致部分電纜系統(tǒng)的毀壞。這將會導(dǎo)致相當(dāng)大的損壞，尤其是在終端。直到致冷器修好超導(dǎo)電纜才能再次使用。這就需要相對大量的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于設(shè)計最初所描述的電纜系統(tǒng)以使當(dāng)致冷器損壞時電纜系統(tǒng)能夠繼續(xù)運行的目的。這個目的是根據(jù)這樣一種電纜系統(tǒng)得以實現(xiàn)，即在該系統(tǒng)中，在致冷器內(nèi)設(shè)置至少一個超導(dǎo)電纜，該致冷器由兩個金屬管組成，兩個金屬管彼此同軸并間隔一定距離設(shè)置， 兩管之間的距離所形成的環(huán)形間隙配裝有真空絕緣件，該真空絕緣件由具有低導(dǎo)熱性的材料和涂覆金屬且具有高反射率的塑性膜組成的間隔件構(gòu)成，且其中間隙被抽真空，熱絕緣材料附加地設(shè)置在兩管之間的間隙內(nèi)，并且其熱絕緣特性與兩管之間產(chǎn)生的真空無關(guān)。附加的熱絕緣材料確保如果致冷器中的真空被破壞，引入電纜系統(tǒng)的熱量足夠的少，以至于電纜系統(tǒng)仍可能像最初地可靠地繼續(xù)運行。由跳火引起的電纜系統(tǒng)損壞的危險被消除，尤其因為在冷卻介質(zhì)中沒有氣泡產(chǎn)生。在超導(dǎo)電纜與供電系統(tǒng)斷開之前，保留足夠的時間切換電力傳輸線到另一路徑。作為例子，適合的熱絕緣材料是聚亞安酯，并尤其是，包含多孔熱絕緣材料的真空絕緣板(vacuum insulation panel)，其中所述熱絕緣材料被膜以氣密密封狀包圍，由該膜包圍的空間被抽空。作為例子，一種這樣的材料是硅酸。


在附圖中示出
具體實施例方式圖1顯示了本發(fā)明超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的示意圖。圖2顯示了在電纜系統(tǒng)使用的致冷器橫截面的放大示意圖。
具體實施例方式圖1所示的電纜系統(tǒng)有兩個終端1和2，在兩個終端之間設(shè)置有超導(dǎo)電纜3。在終端1和2中，電纜3可以與超導(dǎo)電纜連接，該超導(dǎo)電纜繼續(xù)延伸或者連接至常規(guī)導(dǎo)電電纜， 或者通過一個適當(dāng)?shù)卦O(shè)計的套管連接至一個電氣設(shè)備。超導(dǎo)電纜3的結(jié)構(gòu)和它與進(jìn)一步延伸的部件的電氣連接在這里并不重要，因此不在此詳述。超導(dǎo)電纜3和兩個終端1和2被致冷器KR環(huán)繞，致冷器的設(shè)計例如圖2所示。作為例子，在供應(yīng)區(qū)4中存在的制冷介質(zhì)，例如氮被饋送到致冷器KR中。借助于制冷介質(zhì)，電纜3中的超導(dǎo)導(dǎo)體變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)并保持這種狀態(tài)。這由致冷器KR確保，致冷器KR內(nèi)的電纜3被容納在兩個終端1和2之間的路徑上。在致冷器KR內(nèi)也可以設(shè)置兩根或多根超導(dǎo)電纜。致冷器KR由兩個金屬管5和6組成，它們彼此同軸且間隔一定距離設(shè)置，在兩管之間有環(huán)形間隙。管5和6優(yōu)選地由不銹鋼組成。相對于它們的縱向，金屬管5和6也可以橫向折皺。間隔件7配裝在管5和6之間的間隙中，該間隔件7由熱傳導(dǎo)性差的材料構(gòu)成，在整個長度上支撐管5和6相對彼此同軸。間隔件7優(yōu)選絞線的形式，在管5和6之間以螺旋形設(shè)置。間隔件7也可以有不同的設(shè)計，只要能確保熱絕緣材料能夠在管5和6之間的間隙中沒有任何空隙的設(shè)置。當(dāng)致冷器KR功能完好時，所謂的超絕緣件8安置在管5和6之間的間隙中，該超絕緣件8例如由涂覆有金屬的塑性膜組成，該金屬例如是鋁，并且任何情況下無紡材料位于塑性膜之間。圖2中用連成圓形的虛線表示超絕緣件8。管5和6之間的間隙同樣被抽真空。除超絕緣件8之外，在圖2中用交叉線示出的熱絕緣材料9被配裝在管5和6之間的間隙中。在管5和6之間的間隙中絕緣材料9中沒有空隙，它與超絕緣件8的膜一起大量填充此間隙。熱絕緣材料9可以設(shè)置在超絕緣件8之上，也可以在超絕緣件8的膜之間。熱絕緣材料9優(yōu)選地位于超絕緣件8的下面，如圖2所示。作為例子，聚亞安酯或其它一些所知的熱絕緣材料可用于熱絕緣材料9。可是，在一個優(yōu)選實施例中，多孔材料，例如硅酸，被使用，其以氣密密封的方式被膜包圍在真空絕緣板(vacuum insulation panel)中，該膜所包圍的區(qū)域被抽真空。這個真空與管5和6 之間的間隙中存在的真空彼此獨立。因此即使間隙中的真空被破壞，該真空仍能保持。即使該真空被破壞時，由于熱絕緣材料9保持其特性，因而保護被致冷器KR環(huán)繞的區(qū)域免受瞬時熱進(jìn)入的破壞。
權(quán)利要求
1 一種超導(dǎo)電纜系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在致冷器內(nèi)設(shè)置至少一個超導(dǎo)電纜，致冷器由兩個金屬管組成，兩個金屬管彼此同軸且間隔一定距離設(shè)置，兩管之間的距離形成的環(huán)形間隙中配裝有真空絕緣件，該真空絕緣件由具有低導(dǎo)熱性的材料和涂覆金屬且具有高反射率的塑性膜組成的間隔件構(gòu)成，且其中該間隙被抽真空，其特征在于熱絕緣材料(9)被附加地設(shè)置在兩管(5，6)之間的間隙內(nèi)，并且該熱絕緣材料的熱絕緣特性與兩管(5，6)之間產(chǎn)生的真空無關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的電纜系統(tǒng)，其特征在于，真空絕緣板被用作熱絕緣材料(9)。
3.如權(quán)利要求1所述的電纜系統(tǒng)，其特征在于，聚亞安酯被用作熱絕緣材料(9)。
全文摘要
詳述了一種超導(dǎo)電纜系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在一個致冷器中設(shè)置至少一個超導(dǎo)電纜，該致冷器由兩個金屬管組成，兩個金屬管彼此同軸地間距設(shè)置。兩管之間間距形成的環(huán)形間隙真空絕緣，該真空絕緣由具有低導(dǎo)熱性的材料和涂覆一金屬的具有高反射率的塑性層組成，該間隙被抽真空。另外，熱絕緣材料(9)設(shè)置在間隙中，并且其熱絕緣特性與兩管(5，6)之間產(chǎn)生的真空無關(guān)。
文檔編號F16L59/14GK102168783SQ201010625188
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者克勞斯·希普爾, 雷納·索伊卡 申請人:尼克桑斯公司