CN102593782A - 大电流高温超导电缆终端过渡连接装置 - Google Patents

大电流高温超导电缆终端过渡连接装置 Download PDF

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滕玉平
戴少涛
高智远
朱志芹
张丰元
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Abstract

一种大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，其Ω型电流引线接线端子分为Ω型电流引线接线端子连接段(6)和Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)两部分；所述的Ω型电流引线接线端子底部为圆形，此Ω型电流引线接线端子底部的圆形部分为Ω型电流引线接线端子连接段(6)，Ω型电流引线接线端子连接段(6)的内圆弧表面镀有铟金属镀层(5)；Ω型电流引线接线端子上部的直板部分是Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)。过渡金属板(2)连接于Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)和常规导体(1)之间，过渡金属板(2)同Ω型电流引线接线端子焊接变形段(3)和常规导体(1)之间焊接连接。

Description

大电流高温超导电缆终端过渡连接装置
技术领域
本发明涉及一种终端接头装置，特别涉及大电流高温超导电缆终端过渡连接装置。
背景技术
高温超导电缆与常规电缆的区别是，高温超导电缆采用了具有零电阻、大电流传输特性的高温超导材料作为导体，以价格低廉的液态氮作为冷却介质，其传输容量是常规电缆的3～5倍，具有传输容量大、电磁污染小、损耗低等优点，是实现大容量、低损耗输电的一个重要途径。高温超导电缆终端是高温超导电缆***的重要组成部分，高温超导电缆终端包括终端主体部分、终端保温套、电流引线三个部件，分别实现电流引线同高温超导电缆通电导体的连接、高温超导电缆电流引线从低温向常温过渡和高温超导电缆同常规导体的连接。高温超导电缆终端的损耗是高温超导电缆***损耗的主要来源，所以减低高温超导电缆终端的损耗可有效减低高温超导***的损耗。高温超导电缆终端损耗的主要来源是高温超导电缆终端电流引线的焦耳热和固体导热、高温超导电缆终端电流引线通常规导体连接端子接触电阻产生的焦耳热以及常规导体连接端子自身产生的焦耳热。减低高温超导电缆终端损耗的基本要求是电流引线产生的焦耳热和固体导热总和达到最小，为实现固体导热和焦耳热的平衡，必须对电流引线结构进行优化设计。
所述的高温超导电缆通电电流为10kA，电流引线直接108mm，载流量较大，最大传输电流15kA。现有的高温超导电缆通电电流小，仅为1.5kA，其终端接头装置采用压接套管型连接端子，且没有铟金属镀层，其接触电阻大，从而导致高温超导电缆***损耗高，而且其载流能力小，不能满足高温超导电缆大电流传输的需求。
专利CN1628400“电缆接头”提出一种用于多芯小电缆连接的电缆接头。专利CN2638309电缆连接装置主要用于汽车用电线的连接。《高电压技术》2007，vol 33，No 12等文献“110kV国桥线电缆接头故障分析及处理”涉及一种电缆接头，其结构采用套管压接型接头，其原理是采用铜套管将两个电缆导体端头套入套管后，通过压接设备将其挤压变形连接一起。
发明内容
本发明的目的是克服现有压接套管型电流引线连接端子接触电阻大、载流能力小的缺点，提出一种大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，以解决大电流超导电缆电流引线同常规导体的过渡连接问题。
本发明采用的技术方案如下述。
本发明根据终端电流引线结构，提出一种Ω型电流引线接线端子。所述的Ω型电流引线接线端子套装在电流引线端头，电流引线端头及Ω型电流引线接线端子内面均设有铟金属镀层，以减小接触电阻。Ω型电流引线接线端子结构尺寸可根据载流需要适度调整。本发明大电流高温超导电缆终端过渡连接装置具有接触电阻小、自身电阻小、载流能力强的特点，可有效降低高温超导电缆终端损耗，从而保证高温超导电缆***损耗控制在较低水平。
本发明大电流高温超导电缆终端过渡连接装置包括以下组成部分：常规导体、Ω型电流引线接线端子和过渡金属板。其中Ω型电流引线接线端子分为Ω型电流引线接线端子连接段和Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段。
所述的Ω型电流引线接线端子的底部为圆形，此Ω型电流引线接线端子底部的圆形部分是Ω型电流引线接线端子连接段；Ω型电流引线接线端子连接段内圆弧表面镀有铟金属镀层；Ω型电流引线接线端子上部的直板部分是Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段，Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段上均布若干个通孔。过渡金属板连接于Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段和常规导体之间，过渡金属板同Ω型电流引线接线端子焊接变形段和常规导体之间均采用焊接连接。
所述的铟金属镀层均匀，表面光洁，其厚度控制在0.1mm以内。
所述的过渡金属板由一定厚度的多块金属板组成，金属板的厚度和数量根据高温超导电缆载流量大小可调整。金属板的两端分别与Ω型电流引线接线端子和常规导体焊接。
Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段部分应有一定的长度，保证其与常规金属导体过渡层焊接时不产生变形。
Ω型电流引线接线端子套装在高温超导电缆电流引线的端头部分，Ω型电流引线接线端子连接段内圆弧表面的铟金属镀层和电流引线端头的铟金属镀层面接触。通过紧压螺栓将Ω型电流引线接线端子紧固在高温超导电缆电流引线端头，确保Ω型电流引线接线端子和高温超导电缆电流引线端头紧密接触和连接。
Ω型电流引线接线端子尺寸可根据超导电缆载流量大小调整。铟金属镀层可有效降低接触电阻，同时可通过调整Ω型电流引线接线端子宽度可控制电流引线同Ω型电流引线接线端子接触面积，从而降低接触电阻。通过调整Ω型电流引线接线端子厚度可降低Ω型电流引线接线端子自身体电阻，从而提高载流能力，降低工作条件下的焦耳热，从而降低高温超导电缆***的损耗。
附图说明
图1a、图1b是大电流高温超导电缆终端过渡连接装置示意图，其中图1a是所述大电流高温超导电缆终端过渡连接装置的正视图，图1b是所述的大电流高温超导电缆终端过渡连接装置的侧视图；图中：1常规导体、2过渡金属板、3Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段、4紧固螺栓、5铟金属镀层、6Ω型电流引线接线端子连接段、7常规导体同过渡金属板焊接点、8Ω型电流引线接线端子和过渡金属板焊接点、9Ω型电流引线接线端子散热孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明装置包括常规导体1、Ω型电流引线接线端子和过渡金属板2。其中Ω型电流引线接线端子分为Ω型电流引线接线端子连接段6和Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3。
所述的Ω型电流引线接线端子底部为圆形，此Ω型电流引线接线端子底部的圆形部分是Ω型电流引线接线端子连接段6；Ω型电流引线接线端子连接段内圆弧表面镀有铟金属镀层5；Ω型电流引线接线端子上部直板部分是Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3，Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3上均布若干个通孔9，通孔9用于散热，防止工作时电流引线接线端子产生较大温升，并减小其在焊接时出现的变形；过渡金属板2连接于Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3和常规导体1之间，过渡金属板2同Ω型电流引线接线端子焊接变形段3和常规导体1之间均采用焊接连接。
Ω型电流引线接线端子为整体结构，包括Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3和Ω型电流引线接线端子连接段6两部分。Ω型电流引线接线端子连接段6内面镀有一层厚度小于0.1mm的金属铟，因铟具有较低的硬度、较高的导电率和较低的熔点，可有效保证Ω型电流引线接线端子与超导电缆电流引线之间的充分接触，从而降低接触电阻，减少工作条件下的焦耳热，降低温升。
Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3与Ω型端子和常规导体过渡金属板2为焊接连接，为保证焊接过程中Ω型电流引线接线端子不产生变形，Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段3应具有一定的长度。
安装时，首先完成Ω型电流引线接线端子和常规导体过渡金属板2与常规导体1的焊接，然后将Ω型电流引线接线端子紧配合套装在圆形电流引线端头，并以若干个紧固螺栓4紧固。
本发明装置运行稳定，载流能力强，接触电阻小，可靠性高，适用于圆形电流引线与常规导体的连接。

Claims (5)

1.一种大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，其特征在于，所述的连接装置包括常规导体(1)、Ω型电流引线接线端子和过渡金属板(2)；所述的Ω型电流引线接线端子分为Ω型电流引线接线端子连接段(6)和Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)两部分，两部分之间焊接连接；所述的Ω型电流引线接线端子底部为圆形，此Ω型电流引线接线端子底部的圆形部分为Ω型电流引线接线端子连接段(6)，Ω型电流引线接线端子连接段(6)的内圆弧表面镀有铟金属镀层(5)；Ω型电流引线接线端子上部的直板部分是Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)；过渡金属板(2)连接于Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)和常规导体(1)之间，过渡金属板(2)同Ω型电流引线接线端子焊接变形段(3)和常规导体(1)之间均采用焊接连接。
2.根据权利要求1所述的大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，其特征在于，所述的Ω型电流引线接线端子焊接变形过渡段(3)上均布若干个通孔(9)。
3.根据权利要求1所述的大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，其特征在于，所述的铟金属层(5)厚度小于0.1mm。
4.根据权利要求1所述的大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，其特征在于，所述的过渡金属层(2)由多块金属板组成，所述的金属板的厚度和数量根据高温超导电缆载流量大小调整。
5.根据权利要求1所述的大电流高温超导电缆终端过渡连接装置，其特征在于，所述的Ω型电流引线接线端子套装在高温超导电缆电流引线的端头部分，Ω型电流引线接线端子连接段(6)内圆弧表面的铟金属镀层和高温超导电缆电流引线端头的铟金属镀层面接触，通过紧压螺栓将Ω型电流引线接线端子紧固在高温超导电缆电流引线端头，使Ω型电流引线接线端子和高温超导电缆电流引线端头紧密接触。
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