CN104347189A - 用于两个超导电缆的导电连接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导电连接两个超导电缆的方法，该电缆分别具有至少两个相互同心布置且分别由电介质包围的超导导体以及施加在外电介质上的电屏蔽层。首先在两个导体的端部去除待连接的导体和屏蔽层的包围层，且然后使待连接的导体和屏蔽层相互导电连接。两个电缆的端部为此并排且平行地相互布置，使得其自由端在相反方向上指向且其导体至少近似地在相同高度上并列。将两个电缆相对于彼此固定。两个电缆的两个导体通过横向于其轴线方向延伸的电接触元件相互导电连接。两个电缆的屏蔽层通过单独的接触元件连通且在构建电能传输线时将两个这样处理的电缆端部共同布置在低温恒温器壳体内，该壳体在传输线工作时被具有电绝缘特性的可流动的冷却剂流过。

Description

用于两个超导电缆的导电连接的方法
技术领域
本发明涉及一种用于导电连接两个超导电缆的方法，所述超导电缆分别具有至少两个相互同心地布置的且分别由电介质包围的超导导体以及安装在外部电介质上的电屏蔽层，以所述方法首先在两个电缆的端部上去除待连接的导体和屏蔽层的包围层，然后将其相互导电连接(EP 1 552 536 B1)。
背景技术
超导电缆在不同的实施形式中长期以来是已知的。这基本上也适用于两个超导电缆的电连接的技术。超导电缆相对于常规的电缆的主要差异在于超导电缆的电导体由在足够低的温度下转变为超导状态的带有处于零的直流电阻的材料制成。合适的超导材料例如是基于稀土的氧化物材料。使此类材料处于超导状态的足够低的温度例如处在67K至110K之间。合适所有这些材料的冷却剂例如是氮、氦、氖和氢或这些物质的混合物。在以至少一个超导电缆的电能传输线工作中，该超导电缆在已知的技术中布置在由至少一个绝热管构成的低温恒温器内，通过该绝缘管在传输线工作中输送适合于所使用的超导材料的冷却剂，有利地为前述冷却剂。
在电能传输线中，必须将超导电缆的两个或多个长度相互导电连接。这意味着首先必须去除两个电缆的导体和屏蔽层的包围层。在将两个电缆的两个导体导电连接之后，在已知的技术中必须将所去除的基本上为电介质的层再次施加。这例如通过将绝缘材料制成的带缠绕在包括两个导体的整个连接位置上来实现。然后，可将位于其上的导体和屏蔽层也导电地连接，且以相同的方式绝缘。这对于带有仅一个导体和一个屏蔽层的电缆已很费力和耗时，且此外要求投入专业人员。在带有两个或三个相互同心布置的且相互绝缘的导体的电缆的情况下，例如从前述EP 1 552 536 B1中得知，成本极高，大多数情况在此必须保证再产生的绝缘部或多个绝缘部的壁厚至少不明显地大于原来的壁厚。仅如此方可使得包围连接位置的低温恒温器的尺寸可保持为这样小，使其不妨碍传输线工作，尤其是冷却剂通过低温恒温器的流动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于将前述方法形成为使得能以明显降低的成本将带有至少两个相互同心布置的导体的两个超导电缆导电连接。
此技术问题根据本发明通过如下方式解决：
-将两个电缆的端部并排地且平行地相互布置，使得其自由端在相反的方向上指向且其导体并列地至少近似处于相同的高度上，
-将所述两个电缆的端部相互固定，
-将所述两个电缆的两个导体通过横向于其轴线方向延伸的电接触元件相互导电连接，
-将所述两个电缆的屏蔽层通过单独的接触元件导电地连通，和
-在构建电能的传输线时将所述两个被如此处理的电缆端部共同地布置在低温恒温器的壳体内，所述壳体在传输线工作时被具有电绝缘特性的可流动的冷却剂流过。
在下文中，为简化起见，作为措辞“超导导体”的替代，使用措辞“导体”。
此方法的明显的优点在于，在导体的导电连接之后，与导体和屏蔽层的数量无关，不必将绝缘层施加在各导体的连接位置上。由此，用于连接两个电缆的成本明显降低。这意味着节约了绝缘材料以及节约了安装人员的费时的工作。
当待连接的电缆具有三个相互同心布置的导体时，此优点更明显。在目前为止的技术中，在两个电缆的两个导体的导电连接之后必须首先再次形成用于此导体的绝缘层或电介质，然后可将位于其上的两个导体连通。
对于方法和相应的设备还重要的是使两个电缆的端部相互平行地走向，将其相互机械地固定，使得横向于其轴线方向延伸的电接触元件能以简单的方式安装在各导体上且在电缆端部运动时不被损坏。
因为两个超导电缆以其端部在相反的方向上指向，所以对于带有两个相互同心布置的导体的电缆，一个电缆的内部导体与另一个电缆的外部导体并排布置。因此，通过接触元件分别将内部导体和外部导体相互导电连接。以此，均衡单独的导体的阻抗，随之整个传输线的传输特性得以相应改进。这在带有超过两个根据此方法连接的电缆部分的传输线中是特别有利的。此优点也适合于带有三个相互同心布置的导体的超导电缆，因为在此各内部导体与各另外的电缆的外部导体导电连接。两个电缆的各中间导体在此总是相互连接。
方法可基本上在低温恒温器外执行。但特别有利的是将两个电缆已分别布置在包围它们的低温恒温器内且在导体和屏蔽层暴露之后引入到构造为低温恒温器的壳体内。在此，在壳体内首先将电缆可机械地固定，然后施加接触元件。
附图说明
根据本发明的方法和以所述方法产生的设备根据附图作为实施例解释。
各图为：
图1示出了通过带有两个相互同心布置的导体的超导电缆的截面。
图2示出了根据图1的两个电缆的相反地指向的端部，所述电缆带有逐级降低的层的结构。
图3示意性地示出了带有三个相互同心布置的超导导体的两个电缆的布置在低温恒温器内的连接位置。
具体实施方式
根据本发明的方法用于具有至少两个相互同心布置的导体的两个超导电缆的简单的导电连接。相应的电缆根据图1和图2解释。带有具有三个相互同心布置的导体的两个超导电缆的布置在图3中示意性地图示。两个电缆以根据本发明的方法相互导电连接。
根据图1和图2的电缆具有也称为“成形器”的支架1，以围绕该支架布置导体2。导体2由电介质3包围，围绕该电介质3与导体2同心地施加导体4。导体4又被电介质5包围，在所述电介质5上支承有电屏蔽层6。
为将根据图1和图2的两个超导电缆导电连接，去除所述电缆的导体2和4以及如需要屏蔽层6的包围层，如在图2中示意性地图示。两个电缆在相反的方向上指向地相互平行地布置，使其导体至少近似处于相同的高度上。两个电缆在此位置中相互固定。然后，将两个电缆的导体2与各另一个电缆的导体4通过横向于其轴线方向走向的接触元件导电地相互连接，所述接触元件在图2中通过虚线示意。两个电缆的屏蔽层6单独地通过相应的接触元件导电地接通。
根据本发明的方法在下文中根据图3详细解释：
在图3中示意性地图示了两个超导电缆7和8的端部，所述超导电缆除导体2和4外具有第三导体9，所述第三导体9与两个导体2和4同心地布置在电介质5上且也被未图示的电介质包围，在所述电介质上具有屏蔽层6。两个电缆7和8的端部在相反的方向上指向。所述端部相互平行地走向且相互机械地固定。其导体2、4和9至少近似地处于相同的高度上。
在图3中图示的位置中，两个电缆7和8的导体2与各另外的电缆的导体9通过横向于两个电缆7和8走向的接触元件10以及11相互导电连接。两个电缆7和8的两个导体4通过也横向于两个电缆7和8走向的接触元件12相互导电连接。
在两个电缆7和8的两个屏蔽层6上施加有接触元件13和14，所述接触元件13和14与接触元件10、11和12独立地且与所述接触元件成距离地通过连接元件15相互导电连接。
为构建用于电能的传输线，这样机械固定的且相互导电连接的电缆端部可引入到在图3中所示意的构造为低温恒温器的壳体16内。在传输线工作时，例如液氮的所使用的冷却剂也流过壳体16。冷却剂同时是用于两个电缆7和8及其导体2、4和9以及屏蔽层6的绝缘介质，使得如所提及可省去施加绝缘材料。
在优选的实施形式中，电缆7和8首先分别布置在低温恒温器内，所述电缆7和8从低温恒温器中伸出使其导体和屏蔽层在所描述的意义上可暴露出。相应的低温恒温器17和18的端部在图3中示出。所述端部与构造为低温恒温器的壳体16连接。在将两个电缆7和8的端部引入到壳体16内时，所述端部可通过处在壳体内的保持元件相互机械固定。
带有连接元件15的电接触元件10、11和12以及14可安装在壳体16的内部。为此，相应地构造的壳体16首先仍是打开的。最后封闭所述壳体16。

Claims (3)

1.一种用于导电连接两个超导电缆的方法，所述电缆分别具有至少两个相互同心布置的且分别由电介质包围的超导导体以及施加在外部的所述电介质上的电屏蔽层，通过所述方法首先在两个电缆的端部上去除待连接的导体和屏蔽层的包围层，然后将所述待连接的导体和屏蔽层相互导电连接，其特征在于，
-将两个所述电缆(7、8)的端部并排且平行地相互布置，使得所述电缆的自由端在相反的方向上指向且所述电缆的导体(2、4、9)在至少近似相同的高度上并列布置，
-将所述两个电缆(7、8)的端部相互固定，
-将所述两个电缆(7、8)的两个导体通过横向于其轴线方向延伸的电接触元件(10、11、12)相互导电连接，
-将所述两个电缆(7、8)的屏蔽层(6)通过单独的接触元件(13、14、15)导电地连通，和
-在构建电能的传输线时将两个如此处理的电缆端部共同地布置在低温恒温器的壳体(16)内，所述壳体在传输线工作时被具有电绝缘特性的可流动的冷却剂流过。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-首先将所述两个电缆(7、8)的每个施加在与所述壳体(16)连接的低温恒温器(17、18)内，使得各电缆端部从所属的低温恒温器伸出且伸入到所述壳体(16)内，
-将两个电缆端部在仍然打开的壳体(16)内机械地相互连接，
-将所述接触元件(10至14)在所述壳体(16)内施加在所述两个电缆(7、8)的暴露的导体(2、4、9)和屏蔽层(6)上，
-在所述两个电缆(1、2)的屏蔽层(6)之间形成导电连接，和
-最后将所述壳体(16)封闭。
3.一种以根据权利要求2所述的方法制造的设备，其特征在于，
-将两个超导电缆(7、8)的端部布置在构造为低温恒温器的壳体(16)内，所述电缆(7、8)的导体(2、4、9)和屏蔽层(6)在所述端部上被去除包围层，
-将所述两个电缆(7、8)的导体(2、4、9)通过横向于其轴线方向延伸的电接触元件(10、11、12)相互导电连接，和
-将所述两个电缆(7、8)的屏蔽层(6)通过单独的接触元件(13、14、15)导电地连通。
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