專利名稱：超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法。具體涉及一種在不填充制冷劑的條件下，能評估超導(dǎo)電纜的介電強度特性的測試方法。
背景技術(shù)：
對于OF電纜、POF電纜、CV電纜等等的普通導(dǎo)電電纜，進行使用局部試樣的抽樣測試和應(yīng)用于產(chǎn)品全長的構(gòu)架(frame)測試作為檢查每個電纜的絕緣性能的方法。
前者用于檢查如果電壓被長時間連續(xù)施加到電纜，看是否產(chǎn)生問題，或檢查該電纜是否具有阻止局部試樣上的雷涌的預(yù)定絕緣性能。
相反，后者用于檢查該電纜在全長時是否具有用于系統(tǒng)功率-頻率過電壓的充分性能，在裝運測試時不損壞電纜。
換句話說，可以說對抽樣測試進行檢查，以保證電纜制造條件不涉及任何問題，以及對構(gòu)架測試進行檢查，以保證在電纜的全長下可靠地進行制造條件。
另一方面，超導(dǎo)電纜的研究朝著實際利用的方向進行。例如，提出了具有分批的多個電纜芯線的多芯分批型的多相超導(dǎo)電纜(例如，專利文獻1)。圖1是三芯分批型的三相超導(dǎo)電纜的剖面圖。超導(dǎo)電纜100具有扭曲并儲藏在隔熱管120中的三個電纜芯線110。
隔熱管120被實現(xiàn)為由內(nèi)管121和外管122構(gòu)成的套管，以及在兩個管之間具有熱絕緣材料(未示出)，并具有抽成真空的間隙。每個電纜芯線110從中心到外部包括線圈架10、導(dǎo)體層20、絕緣層30、屏蔽層40以及保護層50。通過圍繞線圈架10螺旋地纏繞多個超導(dǎo)線層形成導(dǎo)體層20，以及通過纏繞半合成絕緣紙形成絕緣層30。通過螺旋地纏繞超導(dǎo)線形成屏蔽層40，如圍繞絕緣層30的導(dǎo)體層20。諸如液態(tài)氮的制冷劑被填充到線圈架10中并在線圈架10中流通，以及用制冷劑注入內(nèi)管121和線心110以及絕緣層之間形成的空間；該狀態(tài)是電纜的使用階段。
專利文獻1JP-A-2003-9330(圖5)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題但是，由于在工廠裝運時沒有用制冷劑填充超導(dǎo)電纜，因此沒有建立用制冷劑填充的超導(dǎo)電纜適當?shù)販y試絕緣特性的方法。
例如，對于POF電纜，用高粘性絕緣油浸漬形成電纜芯線的絕緣層的絕緣紙，以及該電纜被保護，以便絕緣油難以流出到外部，然后在工廠進行構(gòu)架測試。此時，絕緣層包含空氣。但是，裝運后，電纜芯線被拉入鋼管中，以及低粘度油被填充到該鋼管中，并施加高壓，由此絕緣層中存在的空氣溶入絕緣油，該絕緣油用于將電纜放置在其中電纜具有必需絕緣性能的狀態(tài)中。因此，在工廠裝運時，POF電纜具有用絕緣油浸漬的絕緣層，以及電纜的構(gòu)架測試可以在接近電纜的使用狀態(tài)的狀態(tài)下進行。
另一方面，該超導(dǎo)電纜在工廠裝運時沒有用制冷劑填充，并在布置的磁場中經(jīng)受終止處理，然后制冷劑被填充到該超導(dǎo)電纜中，并在其中流通，用于將電纜放入正常使用狀態(tài)。因此，在使用時絕緣特性大量地不同的工廠裝運時，不能進行重要的構(gòu)架測試。如果假定進行從超導(dǎo)電纜的兩個端子填充并流通液體制冷劑的資本投資和利用裝運之前進入冷卻狀態(tài)的超導(dǎo)電纜進行構(gòu)架測試，則用于冷卻的資本投資和成本大量地增加超導(dǎo)電纜的成本。如果該超導(dǎo)電纜在其中它圍繞滾筒纏繞的狀態(tài)中冷卻，機械應(yīng)力在比布置在磁場中更嚴格的彎曲狀態(tài)下作用，以及還有可能發(fā)生電纜損壞的可能性。
因此本發(fā)明的主要目的是提供一種超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，在不填充制冷劑的條件下，可以評估其中填充制冷劑的狀態(tài)中的超導(dǎo)電纜的絕緣特性。
解決該問題的方法本發(fā)明在不將制冷劑填充到將被測試的超導(dǎo)電纜的條件下，通過模擬室溫下的超導(dǎo)電纜的介電強度特性，實現(xiàn)該目的。
本發(fā)明的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法的特征在于用氣體代替制冷劑填充測試的超導(dǎo)電纜，以及在室溫下進行常規(guī)介電強度測試。
在該測試方法中，可以僅僅進行常規(guī)介電強度測試，以及可以預(yù)先進行初步介電強度測試。為了僅僅進行常規(guī)介電強度測試，用氣體代替制冷劑填充測試的超導(dǎo)電纜，并在室溫下進行常規(guī)介電強度測試。此時，局部放電測試、介電損耗正切(tanδ)測量測試等等可以被命名為常規(guī)介電強度測試的代表例子。作為測試條件，例如，具有室溫下的介電強度特性的電壓值可以被選為測試電壓，該電壓值基于填充制冷劑時在測試的超導(dǎo)電纜中發(fā)現(xiàn)的介電強度特性估計。該估計電壓值可以使用設(shè)計值或可以通過計算來發(fā)現(xiàn)。如果在測試電壓下，在室溫下的介電強度測試中沒有問題，那么估計如果制冷劑被填充，電纜滿足預(yù)定的介電強度特性。
為了進行初步介電強度測試，首先提供在預(yù)定壓力下用制冷劑填充的第一參考超導(dǎo)電纜和在預(yù)定壓力下用氣體代替制冷劑填充的第二參考超導(dǎo)電纜。接著，在制冷劑溫度下進行第一參考超導(dǎo)電纜的初步介電強度測試，以及在室溫下進行第二參考超導(dǎo)電纜的初步介電強度測試，以發(fā)現(xiàn)電纜的介電強度性能之間的相關(guān)性。另一方面，在常規(guī)介電強度測試中，在預(yù)定壓力下，用氣體填充測試的超導(dǎo)電纜，以及在測試電壓下，在室溫中進行常規(guī)介電強度測試。基于第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性發(fā)現(xiàn)那時的測試電壓。此外，該測試電壓是考慮發(fā)現(xiàn)的介電強度特性值的公差的值。如果在常規(guī)介電強度測試中滿足介電強度特性，那么估計即使用制冷劑填充測試的超導(dǎo)電纜，也滿足介電強度特性。
用于初步介電強度測試的參考超導(dǎo)電纜是通常制造的超導(dǎo)電纜；用制冷劑填充的參考超導(dǎo)電纜是第一參考超導(dǎo)電纜，以及用氣體填充的參考超導(dǎo)電纜是第二參考超導(dǎo)電纜。制冷劑可以是氣體制冷劑或液體制冷劑，以及通常局部(spot)試樣可以用于該參考超導(dǎo)電纜。液態(tài)氮、液態(tài)氦、液態(tài)氫、液態(tài)氧、液態(tài)氟、液態(tài)氬、液態(tài)空氣、液態(tài)氖等可以被命名為填充到第一參考超導(dǎo)電纜中的液體制冷劑的具體例子。氮氣、氦氣、氫氣、氧氣、氟氣、氖氣、氬氣、空氣等等可以被命名為制冷劑的具體例子。氮氣或空氣，例如，可以被用作填充到第二參考超導(dǎo)電纜中的氣體。
介電擊穿測試可以用于初步介電強度測試。在介電擊穿測試中，發(fā)現(xiàn)擊穿電壓。此外，例如，可以使用局部放電測試和介電損耗正切(tanδ)測量測試。在局部放電測試中，發(fā)現(xiàn)局部放電的產(chǎn)生電壓。在介電損耗正切(tangent)測量測試中，發(fā)現(xiàn)tanδ增加(放電開始)時的電壓。介電擊穿測試、局部放電測試或介電損耗正切測量測試的任何一種可以被用作初步介電強度測試或介電擊穿測試、局部放電測試，以及介電損耗正切測量測試可以被組合用作初步介電強度測試。
在初步介電強度測試中，在制冷劑溫度下，測試第一參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性，以及在室溫下，測試第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性。這里，制冷劑溫度指冷卻溫度適合于操作超導(dǎo)電纜時的制冷劑溫度。當然，可以在除制冷劑溫度或常溫以外的任意溫度下測試介電強度特性，以更詳細地掌握第一和第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度性能之間的關(guān)系和增加用來確定之后描述的測試電壓的基準數(shù)據(jù)段數(shù)目。制冷劑或氣體填充壓力基本上是電纜的實際使用制冷劑壓力。實際使用的制冷劑壓力通常是高于大氣壓(100kPa)的壓力；具體地它是兩個大氣壓(300kPa)或以上的壓力。當然，優(yōu)選，也在一起進行在其他壓力的測量。在初步介電強度測試中，基于第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性，確定測試電壓。例如，如果進行介電擊穿測試作為初步介電強度測試，那么第一和第二參考超導(dǎo)電纜之間的擊穿電壓比率被發(fā)現(xiàn)。由用液態(tài)制冷劑填充的電纜的常規(guī)介電強度測試的電壓(預(yù)定)乘以該比率所得的值可以被選為測試電壓，或考慮到公差(tolerance)比該值更低的電壓值可以被選為測試電壓。如果進行局部放電測試作為初步介電強度測試，那么第一和第二參考超導(dǎo)電纜之間的局部放電發(fā)生電壓比被發(fā)現(xiàn)。由用液態(tài)制冷劑填充的電纜的常規(guī)介電強度測試的電壓(預(yù)定)乘以該比率所得的值可以被選為測試電壓，或考慮到公差比該值更低的電壓值可以被選為測試電壓。此外，如果進行介電損耗正切測量作為初步介電強度測試，那么在第二參考超導(dǎo)電纜上進行介電損耗正切測量時的電壓值，或考慮到公差比該電壓值更低的電壓值可以被選為測試電壓。
通常，因為制冷劑或氣體溫度較低和制冷劑或氣壓較高，所以有提供優(yōu)異的介電強度特性的傾向。因此，可以通過采用比實際使用的制冷劑溫度更高的溫度下的介電強度特性值或比實際使用的制冷劑壓力更低的壓力下的介電強度特性值來考慮上述公差，作為測試電壓。
另一方面，該常規(guī)介電強度測試應(yīng)用于測試的超導(dǎo)電纜。該測試的超導(dǎo)電纜是具有與參考超導(dǎo)電纜相同結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)電纜，且是其介電強度特性將被檢查的電纜。典型地，裝運時超導(dǎo)電纜的全長被選為測試的超導(dǎo)電纜。由此，可以測試電纜的全長上的介電強度特性，以及可以進行常規(guī)介電強度測試作為構(gòu)架測試。
常規(guī)介電強度測試也可以使用例如，介電擊穿測試、局部放電測試或介電損耗正切測量測試。由于初步介電強度測試是在常規(guī)介電強度測試中確定測試電壓的測試，因此在該常規(guī)介電強度測試中可以采用與初步介電強度測試相同的測試方法，或可以采用不同的測試方法。
這些意味著下面的主要測試方法組合是可能的(1)進行介電擊穿測試作為初步介電強度測試，以確定測試電壓，以及在該測試電壓下進行介電擊穿測試作為常規(guī)介電強度測試，以檢查沒有發(fā)生介電擊穿。
(2)進行局部放電測試作為初步介電強度測試，以確定測試電壓，以及在該測試電壓下進行局部放電測試作為常規(guī)介電強度測試，以檢查局部放電沒有發(fā)生。
(3)進行介電損耗正切測量測試作為初步介電強度測試，以計算測試電壓，以及在該測試電壓下進行介電損耗正切測量測試作為常規(guī)介電強度測試，以檢查tanδ是正常的。
(4)進行介電損耗正切測量測試和局部放電測試作為初步介電強度測試，以確定測試電壓，以及在該測試電壓下進行介電損耗正切測量測試作為常規(guī)介電強度測試，以檢查tanδ是正常的。
(5)進行介電損耗正切測量測試和局部放電測試作為初步介電強度測試，以確定測試電壓，以及在該測試電壓下進行局部放電測試和介電損耗正切測量測試作為常規(guī)介電強度測試，以檢查局部放電沒有發(fā)生和tanδ是正常的。
對于局部放電測量測試，因為電纜變得更長，當遠離端子時，局部放電的靈敏度惡化，因此如果電纜是長的，那么優(yōu)選選擇介電損耗正切測量。局部放電測試和介電損耗正切測量在一起使用，以便基于局部放電來估計大的缺陷如外來物質(zhì)是有效的，以及基于tanδ估計整個使用材料或制造條件中的不適當是有效的。
本發(fā)明的優(yōu)點在本發(fā)明的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法中，用氣體代替氣體制冷劑或液體制冷劑填充測試的超導(dǎo)電纜，以及在室溫下進行常規(guī)介電強度測試，以便可以在不填充制冷劑到測試超導(dǎo)電纜中的條件下，進行介電強度測試。
作為初步介電強度測試，由第一和第二參考超導(dǎo)電纜獲得的介電強度性能用來發(fā)現(xiàn)其中填充制冷劑和其中填充氣體的參考超導(dǎo)電纜的介電強度性能之間的相關(guān)性。該測試的超導(dǎo)電纜用氣體填充代替制冷劑來填充，以及在室溫下進行介電強度測試，以及由該測試結(jié)果可以模擬用制冷劑填充電纜時的介電強度特性。因此，可以在不填充制冷劑到電纜中的條件下，在室溫下進行常規(guī)介電強度測試，以及可以估計用制冷劑填充電纜時的介電強度特性。此外，可以在不損壞所測試的超導(dǎo)電纜的條件下，進行介電強度測試。


圖1是本發(fā)明的測試方法所使用的超導(dǎo)電纜的剖面圖。
圖2示出了自從開始冷卻用氮氣填充的超導(dǎo)電纜的時間和tanδ之間的關(guān)系曲線。
參考數(shù)字的描述100超導(dǎo)電纜110芯線10 線圈架20 導(dǎo)體層30 絕緣層40 屏蔽層50 保護層120隔熱管121起皺內(nèi)管122起皺外管
123護面外護套具體實施方式
下面將論述本發(fā)明的實施例。
三芯超導(dǎo)電纜被制造，作為根據(jù)本發(fā)明的測試方法的超導(dǎo)電纜的例子。圖1是超導(dǎo)電纜的剖面圖。
電纜100由三個扭曲的芯線110和容納該芯線的隔熱管120組成。每個電纜芯線110從中心到外部具有線圈架10、導(dǎo)體層20、絕緣層30、屏蔽層40以及保護層50。導(dǎo)體層20和屏蔽層40每個使用超導(dǎo)線。
使用金屬導(dǎo)管的具有扭曲金屬線的固體物質(zhì)或中空物質(zhì)可以用于線圈架(former)10。具有多個扭曲銅股線的物質(zhì)可以被命名為固體線圈架的例子。作為采用扭曲線結(jié)構(gòu)的線圈架，可以同時完成AC損耗的減小和抑制過電流的溫度上升。另一方面，如果使用中空線圈架，那么該內(nèi)部可以被用作制冷劑流動通道。
使用用銀護套覆蓋的多個氧化高溫超導(dǎo)絲的帶線優(yōu)選用于導(dǎo)體層20。這里，使用Bi2223-族帶線。在線圈架周圍纏繞多層帶線，以形成導(dǎo)體層20。導(dǎo)體層的層20的超導(dǎo)線扭矩(twist pitch)不同。此外，對于每個層或每兩個或更多層改變纏繞方向，由此流入該層的電流可以是均勻的。
在導(dǎo)體層20的外周邊上形成絕緣層30。絕緣層30可以通過，例如，圍繞導(dǎo)體20的外周邊纏繞由層疊牛皮紙?zhí)峁┑陌牒铣杉埡途郾┑鹊鹊臉渲?由Sumitomo Electric Industries制造的PPLP，LTD注冊商標)來形成。
如果該電纜是AC超導(dǎo)電纜，那么它在絕緣層30外面設(shè)有屏蔽層40，用于屏蔽磁力。屏蔽層40通過纏繞超導(dǎo)線來形成，類似于圍繞絕緣層30的外面纏繞導(dǎo)體層20。與導(dǎo)體層20幾乎相同數(shù)量的相反方向中的電流被感應(yīng)到屏蔽層40中，由此可以消除在電纜外面發(fā)生磁場。
此外，在屏蔽層40上形成保護層50。保護層50機械地保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受屏蔽層40影響，并通過圍繞屏蔽層40纏繞牛皮紙或織物帶來形成。
隔熱管120是套管(double tube)結(jié)構(gòu)，具有起皺內(nèi)管121和起皺外管122。通常，在起皺內(nèi)管121和起皺外管122之間形成空間并抽成真空。超絕緣材料被放入該真空空間中，用于反射輻射熱。在起皺外管上形成由聚氯乙烯等等制成的防護罩外護套123。
制冷劑被填充到隔熱管120中，以將導(dǎo)體層20和屏蔽層40冷卻至低于臨界溫度的溫度。液體制冷劑或氣體制冷劑被用作制冷劑。
例如，液態(tài)氮、液態(tài)氦、液態(tài)氖、液態(tài)氫等等可以被命名為液體制冷劑。為了使用液體制冷劑作為超導(dǎo)電纜的制冷劑，液體制冷劑、導(dǎo)體層20和屏蔽層40達到熱平衡，迅速地阻止當大電流被允許流入超導(dǎo)電纜時發(fā)生的電纜元件的熱量產(chǎn)生。由此，導(dǎo)體層20和屏蔽層40穩(wěn)定地保持在適合于操作超導(dǎo)電纜的溫度。
例如，氦氣、氫氣等等可以被命名為氣體制冷劑。使用氣體制冷劑，可以提供以下優(yōu)點(1)不存在使用液體制冷劑中涉及的氣化問題。(2)可以減小當制冷劑流通時產(chǎn)生的壓損。(3)與液體制冷劑的溫度變化寬度(例如，氮氣的熔點和沸點分別是63K和77K，以及在溫度上升至臨界溫度之前該液體制冷劑被氣化)相比較，氣體制冷劑的溫度變化寬度(例如，氫氣的沸點約為20K以及Bi2223的臨界溫度約為105K，且因此溫度變化寬度具有約85K的公差)較大。這意味著氣體制冷劑不需要嚴格的溫度控制。
(例1)<初步介電強度測試>
使用用上述結(jié)構(gòu)正常地制造的超導(dǎo)電纜的局部試樣進行初步介電強度測試。這里，進行局部放電測試作為初步介電強度測試。用液態(tài)氮(約77K)填充的每個局部試樣是第一參考超導(dǎo)電纜，用室溫下的氮氣填充的每個局部試樣是第二參考超導(dǎo)電纜。此外，用150K氮氣填充的第一參考超導(dǎo)電纜被設(shè)為控制例子。在該溫度下和在表1中列出的壓力條件下進行該參考超導(dǎo)電纜的局部放電測試，以發(fā)現(xiàn)由局部放電產(chǎn)生的電壓。局部放電測試的測試方法和IEC 60885-2 Ed.1.01987(b)中規(guī)定的方法一致。在表1中還列出了該測試結(jié)果。該表中沒有單位的每個數(shù)值表示局部放電發(fā)生電場值(kV/mm)。


由表中列出的結(jié)果，可以認為絕緣層中包含的水容量在液態(tài)氮溫度(約77K)時凝固，以及示出了最高的絕緣特性，因此可以表明水容量不降低絕緣性能。
在液態(tài)氮浸漬(77K)和氮氣填充(150K)之間進行比較，可以看到因為填充目標的介電常數(shù)較小，氣體部分的電場變高，因此在比液態(tài)氮浸漬更早填充的氮氣中發(fā)生局部放電，以及絕緣強度也較低。
此外，在室溫下，存在于絕緣層中的水容量和較早發(fā)生的局部放電并且絕緣強度也進一步降低。
<確定測試電壓>
可以認為該超導(dǎo)電纜在300kPa或以上的制冷劑壓力下工作。然后，考慮公差，5∶1，在77K時，在200kPa下沒有局部放電發(fā)生的應(yīng)力(24kV/mm)和室溫下的應(yīng)力(4.8kV/mm)之間的比率被應(yīng)用于常規(guī)介電強度測試。
<常規(guī)介電強度測試>
在常規(guī)介電強度測試中，每個被測試超導(dǎo)電纜的全長被測試。被測試的超導(dǎo)電纜具有與參考超導(dǎo)電纜相同的結(jié)構(gòu)，且是在200kPa下填充氮氣的電纜。在室溫下對被測試超導(dǎo)電纜進行局部放電測試。此時，通過應(yīng)用上述比率，局部放電測試的電壓是用液態(tài)氮填充的超導(dǎo)電纜的構(gòu)架測試電壓的五分之一，以及對該電纜的全長進行構(gòu)架測試。局部放電測試的測試方法也和IEC 60885-2 Ed.1.01987(b)中規(guī)定的方法一致。如果在常規(guī)介電強度測試中不發(fā)生局部放電，那么被測試的超導(dǎo)電纜被認為具有用于裝運的正常介電強度特性。當該超導(dǎo)電纜的絕緣層是由PPLP代表的半合成紙時，如上所述的測試方法是特別有效的。由于牛皮紙在空氣中包含水份，除非它用絕緣油浸漬，否則絕緣強度極其低。相反，為了使用PPLP，聚丙烯的樹脂層存在以及絕緣層中牛皮紙的占據(jù)百分率減小，以致由牛皮紙中包含的水量的影響引起的介電強度特性變化可以被抑制。因此，因為可以使壞間隙部分的條件(圍繞絕緣層纏繞的PPLP的繞圈之間的間隙擾亂)顯然不同，所以局部放電發(fā)生電平差發(fā)生。
(修改例1)上述的例子中，當應(yīng)用于常規(guī)介電強度測試的電壓被確定時，參考填充到第一參考超導(dǎo)電纜中的液態(tài)氮的局部放電發(fā)生電場值。但是，在初步介電強度測試中，液態(tài)氮可以用冷卻至適合于操作超導(dǎo)電纜的溫度的氫氣替換，以及對于確定應(yīng)用于常規(guī)介電強度測試的電壓，可以參考氫氣中的局部放電發(fā)生電場值。在此情況下，考慮公差，在適合于操作氫氣的超導(dǎo)電纜的溫度下，在200kPa時沒有局部放電發(fā)生的應(yīng)力與在室溫下，在200kPa時的應(yīng)力之間的比率被應(yīng)用于常規(guī)介電強度測試，與上述例子一樣。根據(jù)該測量值，基于上述比率，確定用于常規(guī)介電強度測試的局部放電測試的電壓，以及進行電纜的全長的構(gòu)架測試。如果在常規(guī)介電強度測試中不發(fā)生局部放電，那么被測試的超導(dǎo)電纜被認為具有用于裝運的正常介電強度特性。
(修改例2)在上述例子中，初步介電強度測試和常規(guī)介電強度測試每個是局部放電測試。但是，初步和常規(guī)介電強度測試每個可以被介電損耗正切測量測試代替，或可以組合使用局部放電測試和介電損耗正切測量測試?；蛘撸醪浇殡姀姸葴y試可以組合使用局部放電測試和介電損耗正切測量測試，以及可以僅僅對于常規(guī)介電強度測試進行介電損耗正切測量測試。例如，可以對于初步和常規(guī)介電強度測試采用介電損耗正切測量測試，以及測試的超導(dǎo)電纜的tanδ可以與參考超導(dǎo)電纜的tanδ相比較，以檢查被測試的超導(dǎo)電纜的tanδ是正常的?；蛘?，可以為初步介電強度測試采用介電損耗正切測量測試和局部放電測試，測試電壓可以根據(jù)局部放電測試結(jié)果來確定，以及在所確定的測試電壓下，可以進行介電損耗正切測量測試和局部放電測試作為常規(guī)介電強度測試，以檢查tanδ是正常的和不發(fā)生局部放電。
(例2)接下來，將論述進行介電損耗正切測量測試作為初步介電強度測試和常規(guī)介電強度測試的情況。
此外，在該例子中，與例1中的初步介電強度測試一樣，預(yù)先測量用液態(tài)氮填充的第一參考超導(dǎo)電纜的介電損耗正切和用氮氣填充的第二參考超導(dǎo)電纜的介電損耗正切。基于JIS高壓測試方法，進行介電損耗正切測量測試。
圖2示是出了自從開始冷卻用氮氣填充的超導(dǎo)電纜的時間和tanδ之間的關(guān)系曲線。由該曲線明顯看出，如果冷卻開始之后的時間是0，即，如果在室溫下填充氮氣，那么展示出高的tanδ。另一方面，隨著冷卻時間經(jīng)過，tanδ降低，以及在給定的時間終止之后，在液態(tài)氮溫度下，幾乎變?yōu)楹愣ㄖ怠?br> 接下來，為測試的超導(dǎo)電纜進行常規(guī)介電強度測試。也進行介電損耗正切測量測試作為介電強度測試。此時的測試電壓是初步介電強度測試中第二參考超導(dǎo)電纜上的測量電壓。
如果由于對被測試超導(dǎo)電纜進行常規(guī)介電強度測試，tanδ是正常的，即，如果tanδ的值幾乎是2.0％，那么可以估計如果用液態(tài)氮填充該電纜，該測試的超導(dǎo)電纜具有預(yù)定的介電強度特性。
(修改例子)在如上所述的例2中，對于初步介電強度測試，使用用液態(tài)氮填充的第一參考超導(dǎo)電纜，但是可以使用氫氣代替液態(tài)氮。在此情況下，在例2中的元件當中，填充到第一參考超導(dǎo)電纜中的制冷劑用冷卻至適合于操作超導(dǎo)電纜的溫度的氫氣代替，其他元件和測量方法和例2中的那些元件和測量方法一致。如果由于對該測試超導(dǎo)電纜進行常規(guī)介電強度測試，tanδ是正常的，那么可以估計，如果用氮氣填充該電纜，該測試的超導(dǎo)電纜具有預(yù)定的介電強度特性。
盡管已參考具體實施例詳細描述本發(fā)明，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，對所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，進行各種改變和修改是顯而易見的。
本申請基于2004年6月28日申請的日本專利申請(No.2004-190222)和2005年1月7日申請的日本專利申請(No.2005-003192)，在此將其引入供參考。
工業(yè)實用性本發(fā)明的超導(dǎo)電纜的介質(zhì)強度測試方法可以優(yōu)選用于特別是裝運超導(dǎo)電纜時的構(gòu)架測試。此時，超導(dǎo)電纜可以是多芯超導(dǎo)電纜或單芯超導(dǎo)電纜或可以是AC或DC。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于用氣體代替制冷劑填充被測試的超導(dǎo)電纜，以及在室溫下進行常規(guī)介電強度測試。
2.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于在工作時間用液體制冷劑冷卻該超導(dǎo)電纜。
3.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于在工作時間用氣體制冷劑冷卻該超導(dǎo)電纜。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一項所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于所述介電強度測試方法包括以下步驟提供在預(yù)定壓力下用制冷劑填充的第一參考超導(dǎo)電纜和在預(yù)定壓力下用氣體代替制冷劑填充的第二參考超導(dǎo)電纜；在制冷劑溫度下進行第一參考超導(dǎo)電纜的初步介電強度測試，以及在室溫下進行第二參考超導(dǎo)電纜的初步介電強度測試，以發(fā)現(xiàn)這些電纜的介電強度性能之間的相關(guān)性；基于第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性發(fā)現(xiàn)測試電壓；在該測試電壓下進行該被測試超導(dǎo)電纜的常規(guī)介電強度測試；以及如果在常規(guī)介電強度測試中該介電強度特性被滿足，那么評估即使用制冷劑填充的被測試超導(dǎo)電纜也滿足介電強度特性。
5.如權(quán)利要求4所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于該測試電壓是考慮第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性的公差的值。
6.如權(quán)利要求4或5所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于該初步介電強度測試是局部放電測試，以及基于該局部放電測試的結(jié)果確定測試電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于在初步介電強度測試中還進行介電損耗正切(tanδ)測量測試。
8.如權(quán)利要求4或5所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于該初步介電強度測試是介電損耗正切(tanδ)測量測試，以及當發(fā)現(xiàn)該介質(zhì)損耗正切時，基于該測量條件確定測試電壓。
9.如權(quán)利要求1至6的任意一項所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于在常規(guī)介電強度測試中進行局部放電測試。
10.如權(quán)利要求1至8的任意一項所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于在常規(guī)介電強度測試中還進行介電損耗正切(tanδ)測量測試。
11.如權(quán)利要求1至10的任意一項所述的超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，其特征在于該常規(guī)介電強度測試是用于該被測試超導(dǎo)電纜的全長的裝運測試。
全文摘要
提供一種超導(dǎo)電纜的介電強度測試方法，該方法可以在不填充制冷劑的條件下評估其中填充制冷劑的狀態(tài)中的超導(dǎo)電纜的絕緣特性。用氣體代替制冷劑填充被測試的超導(dǎo)電纜，以及在室溫下進行常規(guī)介電強度測試。優(yōu)選，在常規(guī)介電強度測試之前，進行初步介電強度測試。在初步介電強度測試中，提供在預(yù)定壓力下用制冷劑填充的第一參考超導(dǎo)電纜和在預(yù)定壓力下用氣體代替制冷劑填充的第二參考超導(dǎo)電纜。在制冷劑溫度下，進行第一參考超導(dǎo)電纜的初步介電強度測試，以及在室溫下，進行第二參考超導(dǎo)電纜的初步介電強度測試，以發(fā)現(xiàn)這些電纜的介電強度性能之間的相關(guān)性。此時，基于第二參考超導(dǎo)電纜的介電強度特性決定該測試電壓。在該測試電壓下進行常規(guī)介電強度測試。
文檔編號G01R31/12GK101036062SQ200580034098
公開日2007年9月12日 申請日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者廣瀨正幸, 八束健, 瀧川裕史 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社