專利名稱：多分裂超導(dǎo)電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜的電力工程應(yīng)用技術(shù)，特別是一種涉及大電流超導(dǎo)電纜的工程組合布置設(shè)計和冷卻劑的循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計的多分裂超導(dǎo)電纜。
背景技術(shù)：
高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)的發(fā)展已有十余年的歷史。與常規(guī)電纜相比，超導(dǎo)電纜具有損耗低、容量大、體積小和無污染等幾個方面的優(yōu)勢。超導(dǎo)電纜的運行條件與常規(guī)電纜有很大的差異，所以與之配套的附件也與常規(guī)電纜的附件有很大區(qū)別。高溫超導(dǎo)電纜的附件由兩個部分組成，一個是制冷系統(tǒng)，另一個是電纜終端。
目前，世界上已經(jīng)投入電網(wǎng)運行的超導(dǎo)電纜有三組，分別由丹麥NKT公司、美國Southwire公司和北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司制造生產(chǎn)。這三組電纜均為三相交流電力傳輸用電纜，每相均采用單根額定電流的超導(dǎo)電纜。
由于目前超導(dǎo)電纜的造價還很高，超導(dǎo)電纜輸電線路的初投資規(guī)模巨大，加上超導(dǎo)電纜的工業(yè)化生產(chǎn)能力還不高，所以超導(dǎo)電纜的大規(guī)模應(yīng)用還需十年或更長的時間。但在下面幾個方面超導(dǎo)電纜有可能很快顯示出優(yōu)勢，并在近期得到應(yīng)用1)城市密集居住區(qū)，摩天大廈，常規(guī)電纜容量不夠，沒有更大電纜的空間；2)金屬冶煉設(shè)備等大電流、短距離、小空間的應(yīng)用中；3)電站和變電站內(nèi)大電流傳輸母線；4)電力需求迅猛發(fā)展的大城市，要求的供電容量不斷擴(kuò)大，由于城市的擁擠和開挖成本高昂，無法擴(kuò)大電纜鋪設(shè)范圍，借助超導(dǎo)電纜，可以在原有的管道內(nèi)更換，使供電容量提高3-5倍。
超導(dǎo)電纜的特性和結(jié)構(gòu)決定了其應(yīng)用于大電流或長距離大容量電力傳輸時，經(jīng)濟(jì)效益將最為明顯。這是因為超導(dǎo)電纜的導(dǎo)體必須在絕熱的恒溫器內(nèi)并處于轉(zhuǎn)變溫度之下才能無電阻地傳輸電能，因此超導(dǎo)電纜的尺寸有一個最小的臨界值，而不會無限制地減小。超導(dǎo)電纜及其配套的制冷系統(tǒng)的損耗也有一個最小的極限值。
本發(fā)明的申請人曾于2004年3月5日申請了中國發(fā)明專利“混合式超導(dǎo)輸電電纜”，申請?zhí)?00410007498.0，在相同傳輸容量下，與現(xiàn)有超導(dǎo)電纜相比，簡化超導(dǎo)電纜制造工藝，降低超導(dǎo)電纜制造成本，且增大超導(dǎo)電纜導(dǎo)體的機(jī)械強(qiáng)度，提高超導(dǎo)電纜失超保護(hù)能力。但是，對于大電流電力傳輸，相對于損耗較高的傳統(tǒng)的大電流母線，需要設(shè)計更為實用、造價較低、維護(hù)簡易的超導(dǎo)電纜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種多分裂超導(dǎo)電纜，以實現(xiàn)大電流的傳輸，即通過多根容量相對較小的超導(dǎo)電纜組合為一相或一極來實現(xiàn)較大電流的傳輸，并通過設(shè)計不同的冷卻劑循環(huán)通道以達(dá)到較為可靠、作用更好的冷卻效果。提高超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)超導(dǎo)電纜設(shè)計和制造的簡易化、通用化和系列化，方便現(xiàn)場安裝、維護(hù)和檢修，并能更為靈活地實現(xiàn)各種應(yīng)用。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種多分裂超導(dǎo)電纜，其包括三相交流多分裂超導(dǎo)電纜和直流正負(fù)兩極多分裂超導(dǎo)電纜，分別由單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜組成，其中，單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜包括兩根和兩根以上超導(dǎo)電纜本體，各超導(dǎo)電纜本體相互并列；至少一對終端，置于超導(dǎo)電纜本體的兩端，終端的個數(shù)小于等于超導(dǎo)電纜本體根數(shù)的兩倍；
在所述的超導(dǎo)電纜本體和終端之間形成冷卻劑的循環(huán)通道。
所述的單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜中的超導(dǎo)電纜本體的根數(shù)為2～10根。
所述的冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)。
所述的冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在相間或極間循環(huán)。
本發(fā)明的效果在于1)本發(fā)明采用多分裂超導(dǎo)電纜以實現(xiàn)大電流的傳輸，可提高超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的可靠性。如果單相采用一根超導(dǎo)電纜，當(dāng)該電纜出現(xiàn)故障不能繼續(xù)運行時，則超導(dǎo)電纜只能停止傳輸電能，這對大型發(fā)電機(jī)組或金屬冶煉爐的運行來說是十分危險的，而且會引起大量的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。如采用雙分裂超導(dǎo)電纜，則當(dāng)某根超導(dǎo)電纜故障時，通過及時切除該故障電纜，發(fā)電機(jī)組則至少還可輸出50％以上的電能，金屬冶煉爐還可獲得50％以上的電流，不會引起停機(jī)或停爐。如采用三分裂或四分裂及以上的超導(dǎo)電纜時，當(dāng)某根超導(dǎo)電纜故障并被切除后，系統(tǒng)可傳輸?shù)碾娔軐⒎謩e大于67％、75％及以上。
2)采用多分裂超導(dǎo)電纜以實現(xiàn)大電流的傳輸，可使超導(dǎo)電纜設(shè)計制造系列化、通用化。用一定容量的超導(dǎo)電纜可組合為多種不同容量的產(chǎn)品，使電纜本體的設(shè)計簡化；由于產(chǎn)品系列的減少，生產(chǎn)設(shè)備尤其是像擠塑絕緣模具及設(shè)備等的投資減少，電纜用于維護(hù)更換的備品備件投入減少，因更換引起的投資及時間都相應(yīng)減少。
3)采用多分裂超導(dǎo)電纜，冷卻劑的循環(huán)冷卻通道設(shè)計更為靈活，可根據(jù)現(xiàn)場要求、電流大小和絕緣等級等采取不同的方案。


圖1為本發(fā)明第一個實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明第二個實施例的示意圖；
圖3為本發(fā)明第三個實施例的示意圖；圖4為本發(fā)明第四個實施例的示意圖；圖5為本發(fā)明第五個實施例的示意圖；圖6為本發(fā)明第六個實施例的示意圖；圖7為本發(fā)明第七個實施例的示意圖。
圖中符號說明1 超導(dǎo)電纜本體2 超導(dǎo)電纜終端3 流通于超導(dǎo)電纜本體和終端內(nèi)部的冷卻劑循環(huán)通道及其流向具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式
。
本發(fā)明所提供的多分裂超導(dǎo)電纜，其包括三相交流多分裂超導(dǎo)電纜和直流正負(fù)兩極多分裂超導(dǎo)電纜，分別由單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜組成，其中，單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜包括兩根和兩根以上超導(dǎo)電纜本體1，各超導(dǎo)電纜本體1相互并列；至少一對終端2，置于超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)小于等于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。
所述的單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜中的超導(dǎo)電纜本體1的根數(shù)為2～10根。
所述的冷卻劑的循環(huán)通道3中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)。
所述的冷卻劑的循環(huán)通道3中的冷卻劑在相間或極間循環(huán)。
圖1所示為本發(fā)明第一個實施例的示意圖，又稱為“兩本體四終端、單相/單極內(nèi)循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示一種單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜，其包括兩根超導(dǎo)電纜本體1，該兩根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；兩對終端2，置于兩根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為四個，等于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為四；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向。
圖2所示為本發(fā)明第二個實施例的示意圖，又稱為“三本體六終端、單相/單極內(nèi)循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示另一種單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜，其包括三根超導(dǎo)電纜本體1，該三根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；三對終端2，置于三根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為六個，等于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為六；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向。
圖3所示為本發(fā)明第三個實施例的示意圖，又稱為“四本體八終端、單相/單極內(nèi)循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示又一種單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜，其包括四根超導(dǎo)電纜本體1，該四根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；四對終端2，置于四根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為八個，等于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為八；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向。
圖4所示為本發(fā)明第四個實施例的示意圖，又稱為“直流雙極、單極三本體六終端、極間循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示一種直流正負(fù)兩極多分裂超導(dǎo)電纜，正負(fù)兩極各用三根超導(dǎo)電纜本體1組合而成，其每一單極各包括三根超導(dǎo)電纜本體1，該三根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；三對終端2，置于三根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為6個，等于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為6；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在極間循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向，在圖中上面一極三根超導(dǎo)電纜本體1中冷卻劑自左流向右，然后在圖中下面一極三根超導(dǎo)電纜本體1中冷卻劑連續(xù)自右流向左。
圖5所示為本發(fā)明第五個實施例的示意圖，又稱為“兩本體兩終端、單相/單極內(nèi)循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示再一種單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜，其包括兩根超導(dǎo)電纜本體1，該兩根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；一對終端2，置于兩根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為兩個，小于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為二，兩根超導(dǎo)電纜本體1的左端公用一個終端2，兩根超導(dǎo)電纜本體1的右端公用另一個終端2；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向。
圖6所示為本發(fā)明第六個實施例的示意圖，又稱為“三相交流、單相三本體六終端、相間循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示另一種三相交流多分裂超導(dǎo)電纜，其每一單相包括三根超導(dǎo)電纜本體1，該三根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；三對終端2，置于三根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為六個，等于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為六，在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在相間循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向，在圖中上面一相三根超導(dǎo)電纜本體1中冷卻劑自左流向右；在圖中下面一相三根超導(dǎo)電纜本體1中冷卻劑也是自左流向右；然后該兩相的冷卻劑匯合在圖中中間一相三根超導(dǎo)電纜本體1中連續(xù)自右流向左。
圖7所示為本發(fā)明第七個實施例的示意圖，又稱為“兩本體三終端、單相/單極內(nèi)循環(huán)多分裂超導(dǎo)電纜”，其表示另外一種單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜，其包括兩根超導(dǎo)電纜本體1，該兩根超導(dǎo)電纜本體1相互并列；三個終端2，分別置于兩根超導(dǎo)電纜本體1的兩端，終端2的個數(shù)為三個，小于超導(dǎo)電纜本體1根數(shù)的兩倍，即為三，其中兩根超導(dǎo)電纜本體1的右端公用一個終端2，兩根超導(dǎo)電纜本體1的左端各自用一個終端2；在所述的超導(dǎo)電纜本體1和終端2之間形成冷卻劑的循環(huán)通道3。冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)，如圖中圖標(biāo)3所示的流向。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，當(dāng)然，還可以列舉更多的多分裂超導(dǎo)電纜的不同組合的實施例，凡其它未脫離本發(fā)明技術(shù)特征下所完成的等效改變的實施例，均應(yīng)包含在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多分裂超導(dǎo)電纜，其特征在于，包括三相交流多分裂超導(dǎo)電纜和直流正負(fù)兩極多分裂超導(dǎo)電纜，分別由單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜組成，其中，單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜包括兩根和兩根以上超導(dǎo)電纜本體，各超導(dǎo)電纜本體相互并列；至少一對終端，置于超導(dǎo)電纜本體的兩端，終端的個數(shù)小于等于超導(dǎo)電纜本體根數(shù)的兩倍；在所述的超導(dǎo)電纜本體和終端之間形成冷卻劑的循環(huán)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分裂超導(dǎo)電纜，其中，所述的單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜中的超導(dǎo)電纜本體的根數(shù)為2～10根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分裂超導(dǎo)電纜，其中，所述的冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在單相或單極內(nèi)循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分裂超導(dǎo)電纜，其中，所述的冷卻劑的循環(huán)通道中的冷卻劑在相間或極間循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多分裂超導(dǎo)電纜，包括三相交流多分裂超導(dǎo)電纜和直流正負(fù)兩極多分裂超導(dǎo)電纜，分別由單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜組成，其中，單相、單極多分裂超導(dǎo)電纜包括兩根和兩根以上超導(dǎo)電纜本體，各超導(dǎo)電纜本體相互并列；至少一對終端，置于超導(dǎo)電纜本體的兩端，終端的個數(shù)小于等于超導(dǎo)電纜本體根數(shù)的兩倍；在所述的超導(dǎo)電纜本體和終端之間形成冷卻劑的循環(huán)通道。本發(fā)明可提高超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)超導(dǎo)電纜設(shè)計和制造的簡易化、通用化和系列化，方便現(xiàn)場安裝、維護(hù)和檢修，并能更為靈活地實現(xiàn)各種應(yīng)用。
文檔編號H01B12/16GK1731536SQ20041005651
公開日2006年2月8日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者任安林, 信贏, 席海霞, 田波, 馬作偉 申請人:北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司