本發(fā)明屬于電力傳輸領(lǐng)域，具體涉及基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜。

背景技術(shù)：

為了抑制等離子體的不穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)各種托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)功能，作為托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)裝置的核心部件的真空室內(nèi)需要設(shè)置多種內(nèi)部線圈，包括面向等離子體的各種診斷線圈、強(qiáng)磁場中的屏蔽線圈、邊緣局域模和垂直不穩(wěn)定性線圈、偏濾器微調(diào)線圈、TBM主動(dòng)補(bǔ)償線圈等等。由于這些內(nèi)部線圈都將面臨聚變反應(yīng)的強(qiáng)輻照環(huán)境(中子輻照和伽馬射線輻照)，工作溫度偏高(300度以上)，因此不能采用環(huán)氧樹脂和玻璃纖維等普通絕緣材料來實(shí)現(xiàn)線圈內(nèi)部的電絕緣。

目前國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)主要采用一種基于氧化鎂的礦物絕緣電纜作為真空室內(nèi)部線圈件以及各種診斷系統(tǒng)的信號傳輸線。氧化鎂在制備和使用過程中容易吸濕，影響絕緣性能的發(fā)揮，在比ITER更強(qiáng)的輻照工況的聚變堆中它的使用也收到其抗輻照能力的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜，能夠解決真空條件下的電力傳輸以及絕緣電纜容易吸濕而使絕緣性能下降的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜，它從內(nèi)到外包括導(dǎo)體、鎂鋁尖晶石絕緣層、金屬鎧甲；金屬鎧甲的外部為真空環(huán)境；鎂鋁尖晶石絕緣層主要成分為MgAl₂O₄，MgAl₂O₄的重量比例大于99％。

所述導(dǎo)體為金屬導(dǎo)管，所述金屬導(dǎo)管的中空部分為冷卻通道；冷卻通道內(nèi)裝有冷卻劑。

所述冷卻劑為水、CO2、氦。

所述導(dǎo)體為若干根金屬導(dǎo)線。

所述金屬鎧甲為奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼或鎳基合金。

所述導(dǎo)體的材料為無氧銅、鋯鉻銅或不銹鋼。

所述鎂鋁尖晶石絕緣層的厚度為0.1mm-10mm。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的一種基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜，通過設(shè)計(jì)金屬鎧甲，使得電纜能夠在真空條件下進(jìn)行電力傳輸；通過設(shè)計(jì)MgAl₂O₄的重量比例大于99％的鎂鋁尖晶石絕緣層，解決了電纜容易吸濕而使絕緣性能下降的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜的第一種實(shí)施例的示意圖；

圖2為第二種實(shí)施例的示意圖。

圖中：1.金屬導(dǎo)管、2.鎂鋁尖晶石絕緣層、3.金屬鎧甲、4.冷卻通道、5.金屬導(dǎo)線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步進(jìn)行說明。

如圖1所示，在第一種實(shí)施例中，本發(fā)明提供的基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜從內(nèi)到外包括金屬導(dǎo)管1、鎂鋁尖晶石絕緣層2、金屬鎧甲3。金屬鎧甲3的外部為真空環(huán)境。金屬導(dǎo)管1的中空部分為冷卻通道4。冷卻通道4內(nèi)裝有冷卻劑，對金屬導(dǎo)管1進(jìn)行主動(dòng)冷卻。

冷卻劑可選用水、CO2、氦。金屬鎧甲3可選用奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鎳基合金；金屬導(dǎo)體1可選用無氧銅、鋯鉻銅、不銹鋼。鎂鋁尖晶石絕緣層2主要成分為MgAl₂O₄，其中MgAl₂O₄的重量比例大于99％，絕緣層的厚度在0.1mm-10mm之間。

現(xiàn)有技術(shù)的絕緣層通常采用氧化鎂。與現(xiàn)有技術(shù)的氧化鎂相比，鎂鋁尖晶石的抗中子輻照能力是氧化鎂的4倍，同時(shí)，可以有效解決氧化鎂絕緣電纜在制備和使用過程中氧化鎂的吸濕問題。

如圖2所示，在第二種實(shí)施例中，第一種實(shí)施例中的的金屬導(dǎo)管1被替換為3根金屬導(dǎo)線5。

制備本發(fā)明的基于鎂鋁尖晶石絕緣的抗輻照復(fù)合電纜的方法為：

(1)將制作金屬鎧甲3的管材進(jìn)行矯直、清潔；

(2)將制作金屬導(dǎo)管1/金屬導(dǎo)線5的的線材或管材進(jìn)行矯直、清潔；

(3)制備MgAl₂O₄瓷環(huán)：將比例大于99％以上的MgAl₂O₄活性粉體壓制成中間帶有孔的初坯，并燒結(jié)烘干；

(4)將金屬鎧甲3、金屬導(dǎo)管1/金屬導(dǎo)線5與制備好的MgAl₂O₄瓷環(huán)裝配成復(fù)合結(jié)構(gòu)；

(5)將裝配好的復(fù)合結(jié)構(gòu)真空烘干；

(6)將真空烘干后的復(fù)合結(jié)構(gòu)體進(jìn)行拉伸并矯直。