本發(fā)明屬于超導(dǎo)電纜，涉及一種超導(dǎo)電纜以及超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、高溫超導(dǎo)電纜結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外主要可分為支撐骨架、超導(dǎo)層、絕緣層、接地層（屏蔽層）和保護(hù)層等。當(dāng)超導(dǎo)電纜絕緣層出現(xiàn)氣隙缺陷時，可將局部放電模型視為導(dǎo)體層對絕緣層進(jìn)行放電。根據(jù)超導(dǎo)電纜導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，高溫超導(dǎo)電纜的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要分為剛性電纜和撓性電纜兩種形式。在剛性電纜中，超導(dǎo)體平行于剛性骨架軸線排列，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，可以避免彎曲而引起超導(dǎo)帶材的性能下降；缺點是從室溫冷卻至液氮溫區(qū)所發(fā)生的熱收縮將帶來不良影響，特別是在電纜的長度比較長的情況下，熱收縮可能破壞整個電纜。撓性電纜采用多芯銀包套超導(dǎo)帶材在支撐骨架上繞成具有固定螺距的多層螺旋形結(jié)構(gòu)，同一層超導(dǎo)帶材之間留有一定窄縫隙。這種結(jié)構(gòu)可以避免熱收縮帶來的不良影響，可以彎曲，適合繞制比較長的電纜，滿足運輸與安裝的需求。電纜中的軸向磁通也可以經(jīng)過幾層帶材之間的電流環(huán)繞方向不同而互相抵消，減少導(dǎo)體層中帶材性能的退化?，F(xiàn)有常用電纜通常為剛性電纜，由導(dǎo)電銅芯和外絕緣層組成，且其外絕緣層大多以多股線性絕緣材料編織的方式包繞于導(dǎo)電銅芯外部，但在這種電纜結(jié)構(gòu)下，一旦電纜出現(xiàn)彎折，其外絕緣層編織的經(jīng)線與緯線之間便會因彎折拉伸而出現(xiàn)縫隙或者斷裂等問題，從而影響整體電纜的絕緣效果及耐壓強(qiáng)度。另外，目前常見的超導(dǎo)電纜制備時（例如cn116598063a），采用將絕緣層先絞纜后成相熱處理的工序，有效避免了后續(xù)使用過程中的彎折、扭轉(zhuǎn)、剪切等外力作用對脆性超導(dǎo)相的破壞，確保多芯亞組元線材的完整性和超導(dǎo)相的連續(xù)、均勻分布，從而獲得高性能的超導(dǎo)電纜。由于超導(dǎo)電纜應(yīng)用場景的普及化，使得超導(dǎo)電纜不得不面對更多的彎折場景，但超導(dǎo)電纜經(jīng)過將絕緣層先絞纜后成相熱處理，使其抗彎折性能急劇下降，超導(dǎo)電纜性能受到影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于如何對超導(dǎo)電纜絕緣層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其抗彎折性能，尤其是高溫?zé)Y(jié)處理后的彎折性能得到提升。對此，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)電纜以及超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法與應(yīng)用來解決本領(lǐng)域內(nèi)的這種需要。

2、一方面，本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜，所述超導(dǎo)電纜包括超導(dǎo)線芯和設(shè)置在所述超導(dǎo)線芯表面的絕緣層，所述絕緣層從內(nèi)到外依次為第一螺旋纏繞層、第二螺旋纏繞層和編織層；

3、所述第一螺旋纏繞層與所述第二螺旋纏繞層的方向相反。

4、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)線纜中，所述第一螺旋纏繞層、所述第二螺旋纏繞層或編織層采用絕緣纖維制作。

5、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)線纜中，所述絕緣纖維為玻璃纖維和/或滌綸纖維。

6、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)線纜中，所述絕緣層的厚度為0.1~0.2mm。

7、另一方面，本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法，其包括：制備所述的超導(dǎo)電纜。

8、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法中，其包括：采用n根并列排布的絕緣纖維在所述超導(dǎo)線芯表面沿其軸的中心線向第一方向進(jìn)行螺旋纏繞制得所述第一螺旋纏繞層；

9、采用n根并列排布的絕緣纖維對所述第一螺旋纏繞層沿其軸的中心線向第二方向進(jìn)行螺旋纏繞制得所述第二螺旋纏繞層；

10、在所述第二螺旋纏繞層的表面安裝所述編織層；

11、所述編織層由經(jīng)線和緯線進(jìn)行錯位編織；

12、所述n或所述n分別獨立地選自正整數(shù)。

13、具體地，本發(fā)明對所述第一方向或所述第二方向的角度不做特別限定，所述第一方向或所述第二方向的角度分別獨立地選自30~60°。

14、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法中，所述編織層的厚度為0.03~0.08mm。

15、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法中，所述第一螺旋纏繞層或所述第二螺旋纏繞層的螺旋纏繞速度分別獨立地選自150~300圈/分鐘，螺旋纏繞厚度分別獨立地選自0.03~0.06mm。

16、進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法中，所述編織層的編織節(jié)距為8~12mm。

17、另一方面，本發(fā)明涉及所述的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法在提高超導(dǎo)電纜在燒結(jié)后耐壓強(qiáng)度中的應(yīng)用。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少具備以下有益效果或優(yōu)點：

19、本發(fā)明制作形成的超導(dǎo)電纜中，增設(shè)了兩層反向螺旋包繞的絕緣層，以此能夠有效提高電纜性能，從而避免電纜彎折時其外部的絕緣保護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫隙或者斷裂問題。具體地，本發(fā)明提供的超導(dǎo)電纜的耐熱溫度可達(dá)650℃，耐壓強(qiáng)度可達(dá)2300v。

技術(shù)特征：

1.一種超導(dǎo)電纜，所述超導(dǎo)電纜包括超導(dǎo)線芯和設(shè)置在所述超導(dǎo)線芯表面的絕緣層，其特征在于，所述絕緣層從內(nèi)到外依次為第一螺旋纏繞層、第二螺旋纏繞層和編織層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜，其特征在于，所述第一螺旋纏繞層、所述第二螺旋纏繞層或編織層采用絕緣纖維制作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)電纜，其特征在于，所述絕緣纖維為玻璃纖維和/或滌綸纖維。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜，其特征在于，所述絕緣層的厚度為0.1~0.2mm。

5.一種超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法，其特征在于，包括：制備權(quán)利要求1~4任一項所述的超導(dǎo)電纜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法，其特征在于，包括：采用n根并列排布的絕緣纖維在所述超導(dǎo)線芯表面沿其軸的中心線向第一方向進(jìn)行螺旋纏繞制得所述第一螺旋纏繞層；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法，其特征在于，所述編織層的厚度為0.03~0.08mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法，其特征在于，所述第一螺旋纏繞層或所述第二螺旋纏繞層的螺旋纏繞速度分別獨立地選自150~300圈/分鐘，螺旋纏繞厚度分別獨立地選自0.03~0.06mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法，其特征在于，所述編織層的編織節(jié)距為8~12mm。

10.權(quán)利要求5~9任一項所述的超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法在提高超導(dǎo)電纜在燒結(jié)后耐壓強(qiáng)度中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超導(dǎo)電纜以及超導(dǎo)電纜表面制備絕緣層的方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)電纜，超導(dǎo)電纜包括超導(dǎo)線芯和設(shè)置在所述超導(dǎo)線芯表面的絕緣層，所述絕緣層從內(nèi)到外依次為第一螺旋纏繞層、第二螺旋纏繞層和編織層；所述第一螺旋纏繞層與所述第二螺旋纏繞層的方向相反。本發(fā)明提供的超導(dǎo)電纜，能夠提升電纜的抗彎折性能，并能在耐受更高的燒結(jié)溫度下維持一定的耐壓強(qiáng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：郭強(qiáng),賈文兵,王瑞龍,周子敬,柳祥,楊逸文,房元昆,胡錦龍,劉向宏,馮勇,李建峰,張平祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安聚能超導(dǎo)線材科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19