CN1855317B - 超导体电缆 - Google Patents

超导体电缆 Download PDF

Info

Publication number
CN1855317B
CN1855317B CN2006100092475A CN200610009247A CN1855317B CN 1855317 B CN1855317 B CN 1855317B CN 2006100092475 A CN2006100092475 A CN 2006100092475A CN 200610009247 A CN200610009247 A CN 200610009247A CN 1855317 B CN1855317 B CN 1855317B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
superconducting cable
superconductor
ground floor
conducting material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006100092475A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1855317A (zh
Inventor
阿诺.阿莱斯
弗兰克.施米特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexans SA filed Critical Nexans SA
Publication of CN1855317A publication Critical patent/CN1855317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1855317B publication Critical patent/CN1855317B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H01B12/06—Films or wires on bases or cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H01B12/04—Single wire
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H01B12/08—Stranded or braided wires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49014—Superconductor

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超导体电缆，包括超导电缆芯(1)和围住该超导电缆芯(1)的低温恒温器(2)。电缆芯(1)包括超导体(3)、围绕该超导体(3)的绝缘层(4)以及围绕该绝缘层(4)的屏蔽层(5)。电介质或半导体材料的第一层(3b)施加到由常规导电材料形成为股或管的中心元件(3a)，并且，至少一个超导材料的丝或条带的第二层(3c)螺旋状地设置在上面。中心元件(3a)和第二层(3c)以导电的方式在电缆芯(1)的端部处相互连接。

Description

超导体电缆
技术领域
本发明涉及一种超导体电缆，其包括超导电缆芯和围住该超导电缆芯的低温恒温器，电缆芯包括超导体、围绕该超导体的绝缘层以及围绕该绝缘层的屏蔽层。
背景技术
WO00/39813公开了一种包括管状载体的超导体电缆，该管状载体上卷绕有超导条带(superconductive strip)的第一层。
该第一层由电介质包围，其上卷绕有超导条带的第二层。
超导条带位于金属层之内。
在该超导体电缆的情况下，第一层用作相导体(phase conductor)，第二层用作回路导线(return conductor)。相导体和回路导线彼此共轴。
在第二层上还有一铜条带层，其在电缆冷却失败或发生短路的情况下起到稳定作用。铜条带与超导体材料所在的金属层直接接触。
许多这样构造的导***于低温恒温器(cryostat)中，该低温恒温器使超导体与外部产生的热量隔离。
该导体设计的缺点是超导体材料的导体与常规导电材料的导体直接接触以及小于不同层的最优合股(stranding)会导致电缆中的损耗。
发明内容
本发明基于这样的目的，即提供一种用于超导电缆的导体，其在正常工作期间保证电流主要在超导材料中流过，并最大程度地使常规导电材料中流过的电流减少。另一方面，常规导电材料的导体旨在能够在短路的情况下以及在超过转变温度的情况下传导全部的电流。
该目的通过这样来实现：电介质或半导体材料的层施加到由常规导电材料形成为股或管的中心元件，并且，至少一个超导材料的丝或条带的层螺旋状地设置在电介质或半导体材料的层上，并且，中心元件和超导材料的丝或条带的层以导电的方式在电缆芯的端部处相互连接。
本发明获得的效果是，通过考虑感性和阻性阻抗，实现了电流在电缆中的有利分布，使得在正常工作期间，电流主要在超导材料中流过，并且在多层超导材料的情况下最优地分布在各层之间，而在短路的情况下，电流主要由常规导电材料层携载。
附图说明
图1示出超导体电缆。
图2示出通过电缆芯1的横截面。
具体实施方式
根据由图1和2示意性示出的示例性实施例，更加详细地解释本发明。
图1示出超导体电缆，包括超导电缆芯1和低温恒温器2，超导电缆芯1布置在低温恒温器2中。电缆芯1具有超导体3、绝缘层4和屏蔽层5。
根据图2更加详细地解释超导体3和屏蔽层5的构造。
绝缘层4包括条带形式的多个绝缘材料层，优选地是纸或层叠有聚丙烯(PPLP)的纸。
低温恒温器2包括优选地由不锈钢制成的两个波纹金属管2a、2b，该两个波纹金属管2a、2b布置为彼此同心，并由一隔离件(spacer)(不再更加详细地示出)彼此隔开。电缆芯1和内波纹管2a之间的环形间隙以及波纹管2a和2b之间的环形间隙用于传输冷却介质。
在外波纹管2b上，还有一挤压形式的塑料套6。
三个相同的超导体电缆形成电力传输***。
图2示出通过电缆芯1的横截面。
电缆芯1的导体3包括呈现为如图所示的管或其它形式的中心元件3a，一股(strand)包括多根扭绞在一起的铜丝。特别有利地，中心元件包括拧成股的常规导线的一层或多层。
在中心元件3a上，有电介质或半导体材料的第一层3b。该第一层3b包括纸或复写纸(carbon paper)的多个层。在第一层3b上存在至少一层扭绞到第一层3b上的超导丝或条带的第二层3c。第二层3c的超导丝或条带的铺设长度(length of lay)大于3D1，其中D1是第一层3b的外径。
在导体3的每个端部，带有超导材料的第二层3c的中心元件3a连接到连接部7。连接部7优选地为铜环的形式，其钎焊(solder)到中心元件3a以及第二层3c的丝或条带上。
第二层3c上是绝缘层4，其包括涂覆有聚丙烯的纸条带的多个单独层。
绝缘层4上是屏蔽层5，其包括超导材料的第三层5a。该第三层5a以与导体3的第二层3c相似的方式构造。第三层5a的丝或条带的铺设长度大于3D2，其中D2是绝缘层4的外径。
第三层5a上是第四层5b，其以与导体3的第一层3b相同的方式构造。
在第四层5b上有常规导电材料的第五层5c。第五层5c有利地包括牢固卷绕在第四层5b上的至少一个铜条带。在屏蔽层5的端部，第三层5a和第五层5c由连接元件8相互连接。与连接元件7相似，连接元件8优选地为铜环的形式，并钎焊到第三层5a和第五层5c。
超导材料位于条带形式的丝的表面上或其内部，该条带形式的丝特别有利地用作超导第二层3c和第三层5a。超导材料是陶瓷，优选地是以铜、钡和钇的混合氧化物(YBCO)、铋、铅、锶、钙、铜、铊和汞的混合氧化物(BSCCO)或类似混合物为基。
第五层5c的一个条带或多个条带的铺设长度大于3D2，其中D2是绝缘层4的外径。

Claims (14)

1.超导体电缆，包括超导电缆芯(1)和围住该超导电缆芯(1)的低温恒温器(2)，所述电缆芯(1)包括超导体(3)、围绕该超导体(3)的绝缘层(4)以及围绕该绝缘层(4)的屏蔽层(5)，其特征在于，电介质或半导体材料的第一层(3b)施加到由常规导电材料形成为股或管的中心元件(3a)，并且，至少一个超导材料的丝或条带的第二层(3c)螺旋状地设置在电介质或半导体材料的第一层(3b)上，并且，所述中心元件(3a)和第二层(3c)以导电的方式在所述电缆芯(1)的端部处相互连接。
2.根据权利要求1的超导体电缆，其特征在于，所述第一层(3b)是施加到所述中心元件(3a)的热塑性材料或纸的层。
3.根据权利要求2的超导体电缆，其特征在于，所述第一层(3b)包括至少一个螺旋状地施加到所述导体的条带形式的材料的层。
4.根据权利要求2或3的超导体电缆，其特征在于，所述第一层(3b)包括层叠有聚丙烯的纸条带的一个或多个层。
5.根据权利要求1的超导体电缆，其特征在于，所述第一层(3b)包括一个或多个复写纸层。
6.根据权利要求1的超导体电缆，其特征在于，所述第一层(3b)是空气，并且电介质材料的一个或多个隔离件布置在所述中心元件(3a)和超导材料的第二层(3c)之间。
7.根据权利要求1，2，3和5中任一项的超导体电缆，其特征在于，电缆芯(1)的每个端部处的所述电连接由至少一个第一铜环(7)产生，该至少一个第一铜环(7)设置在中心元件(3a)和第二层(3c)之间，并与中心元件(3a)和第二层(3c)导电接触。
8.根据权利要求7的超导体电缆，其特征在于，每个第一铜环(7)通过钎焊连接连接到中心元件(3a)和超导材料的第二层(3c)。
9.根据权利要求1，2，3，5和6中任一项的超导体电缆，其特征在于，所述屏蔽层(5)包括设置在绝缘层(4)上的超导丝或条带的第三层(5a)、第五层(5c)以及位于第三层(5a)与第五层(5c)之间的电介质或半导体材料的第四层(5b)，第三层(5a)螺旋状地施加到绝缘层(4)，第五层(5c)包括至少一个常规导电材料的丝或条带，并且第三层(5a)和第五层(5c)以导电的方式在屏蔽层(5)的端部处相互连接。
10.根据权利要求9的超导体电缆，其特征在于，所述电连接由至少一个第二铜环(8)产生，该至少一个第二铜环(8)设置在第三层(5a)和第五层(5c)之间，并与第三层(5a)和第五层(5c)导电接触。
11.根据权利要求10的超导体电缆，其特征在于，每个第二环(8)通过钎焊连接连接到超导材料的第三层(5a)和常规导电材料的第五层(5c)。
12.根据权利要求1，2，3，5和6中任一项的超导体电缆，其特征在于，超导材料的第二层(3c)的至少一个丝或至少一个条带以大于3D1的铺设长度施加到电介质或半导体材料的第一层(3b)，其中D1是所述电介质或半导体材料的第一层(3b)的外径。
13.根据权利要求1，2，3，5和6中任一项的超导体电缆，其特征在于，屏蔽层(5)的第三层(5a)的至少一个丝或至少一个条带以大于3D2的铺设长度施加到绝缘层(4)，其中D2是绝缘层(4)的外径。
14.根据权利要求1，2，3，5和6中任一项的超导体电缆，其特征在于，当超导体以交变电流工作时，各超导第二层(3c)和第三层(5a)的铺设长度根据阻抗的感性和阻性分量的容许量来选择，使得在正常工作期间获得电流主要在超导第二层(3c)和第三层(5a)中流过的电流分布，在短路电流下工作时，获得电流主要在常规导电材料的中心元件(3a)和第五层(5c)中流过的电流分布。
CN2006100092475A 2005-04-27 2006-02-15 超导体电缆 Expired - Fee Related CN1855317B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05290931.4 2005-04-27
EP05290931A EP1717821B1 (de) 2005-04-27 2005-04-27 Supraleiterkabel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1855317A CN1855317A (zh) 2006-11-01
CN1855317B true CN1855317B (zh) 2010-09-08

Family

ID=35033592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006100092475A Expired - Fee Related CN1855317B (zh) 2005-04-27 2006-02-15 超导体电缆

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7633014B2 (zh)
EP (1) EP1717821B1 (zh)
JP (1) JP5064716B2 (zh)
KR (1) KR101213775B1 (zh)
CN (1) CN1855317B (zh)
AT (1) ATE526671T1 (zh)
DK (1) DK1717821T3 (zh)
ES (1) ES2374547T3 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502006002457D1 (de) * 2006-10-27 2009-02-05 Nexans Verfahren zur Herstellung eines supraleitfähigen elektrischen Leiters
EP2071589B1 (de) 2007-10-19 2014-05-14 Nexans Supraleitfähiges elektrisches Kabel
US8279030B2 (en) * 2008-09-27 2012-10-02 Magnetic-Electrostatic Confinement (Mec) Corporation Method and apparatus for electrical, mechanical and thermal isolation of superconductive magnets
ATE548738T1 (de) * 2009-01-15 2012-03-15 Nexans Anordnung zur strombegrenzung
ATE517423T1 (de) * 2009-03-25 2011-08-15 Nexans Supraleitfähiges elektrisches kabel
CN102687356B (zh) * 2009-09-14 2015-11-25 罗杰.福克纳 地下模块化高压直流电力传输***
EP2426676A1 (de) * 2010-09-02 2012-03-07 Nexans Anordnung mit mindestens einem supraleitfähigen Kabel
CN102956327B (zh) * 2011-08-30 2015-04-01 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 一种超导电缆端头结构
CN102680750B (zh) * 2012-04-24 2014-12-24 中国科学院电工研究所 一种用于远程微弱模拟信号传输的超导信号传输电缆
US9450389B2 (en) 2013-03-05 2016-09-20 Yaroslav A. Pichkur Electrical power transmission system and method
US10204716B2 (en) 2013-03-05 2019-02-12 Yaroslav Andreyevich Pichkur Electrical power transmission system and method
US10923267B2 (en) 2014-09-05 2021-02-16 Yaroslav A. Pichkur Transformer
JP6831640B2 (ja) * 2016-03-31 2021-02-17 タツタ電線株式会社 同軸ケーブル
CN106298062B (zh) * 2016-08-22 2017-09-29 重庆泰山电缆有限公司 一种高温超导直流海底电缆
CN110797149A (zh) * 2019-12-13 2020-02-14 河北环亚线缆有限公司 一种35kV/10kA冷绝缘超导三相同轴电力电缆
EP4248532A1 (en) 2020-11-18 2023-09-27 Veir, Inc. Suspended superconducting transmission lines
KR20230129392A (ko) 2020-11-18 2023-09-08 베어, 인크. 현수형 또는 지하 전송 선로들을 위한 전도체 시스템들
JP2023552970A (ja) 2020-11-18 2023-12-20 ヴェイル，インコーポレイテッド 超伝導電力伝送線路の冷却のためのシステム及び方法
CN113948251B (zh) * 2021-10-19 2023-10-10 广东电网有限责任公司 一种超导电缆的绝缘结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1047416A (zh) * 1988-03-28 1990-11-28 藤仓电线株式会社 超导氧化物导体的制造方法以及采用该法制成的氧化物超导体
CN1483206A (zh) * 2000-09-15 2004-03-17 超导电缆
CN1508813A (zh) * 2002-10-23 2004-06-30 EMS-ŷ�ްͽ���������ɷݹ�˾ 获得用于制造高性能超导电缆的棒状半成品的冷合成方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2122741A5 (zh) * 1971-01-21 1972-09-01 Comp Generale Electricite
JP2949105B1 (ja) 1998-05-20 1999-09-13 株式会社移動体通信先端技術研究所 同軸ケーブル
CN1331831A (zh) * 1998-12-24 2002-01-16 皮雷利·卡维***有限公司 超导电缆
JP4114120B2 (ja) * 1999-02-15 2008-07-09 住友電気工業株式会社 高温超電導導体
JP3691692B2 (ja) * 1999-08-11 2005-09-07 古河電気工業株式会社 超電導ケーブル
JP2002008459A (ja) * 2000-06-20 2002-01-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 超電導ケーブル
US6759593B2 (en) * 2000-11-14 2004-07-06 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Superconducting cable
MXPA02007435A (es) * 2002-08-01 2004-07-16 Servicios Condumex Sa Cable de energia superconductor con nucleo superconductor mejorado.
JP4399763B2 (ja) * 2003-02-28 2010-01-20 住友電気工業株式会社 直流用超電導ケーブル線路
JP4174824B2 (ja) * 2003-04-10 2008-11-05 住友電気工業株式会社 超電導ケーブル
US20030183410A1 (en) * 2003-06-09 2003-10-02 Sinha Uday K. Superconducting cable
JP4300517B2 (ja) * 2003-09-24 2009-07-22 住友電気工業株式会社 超電導ケーブル

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1047416A (zh) * 1988-03-28 1990-11-28 藤仓电线株式会社 超导氧化物导体的制造方法以及采用该法制成的氧化物超导体
CN1483206A (zh) * 2000-09-15 2004-03-17 超导电缆
CN1508813A (zh) * 2002-10-23 2004-06-30 EMS-ŷ�ްͽ���������ɷݹ�˾ 获得用于制造高性能超导电缆的棒状半成品的冷合成方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060113407A (ko) 2006-11-02
ATE526671T1 (de) 2011-10-15
EP1717821A1 (de) 2006-11-02
US20070029104A1 (en) 2007-02-08
DK1717821T3 (da) 2011-10-24
JP5064716B2 (ja) 2012-10-31
JP2006310310A (ja) 2006-11-09
KR101213775B1 (ko) 2012-12-18
ES2374547T3 (es) 2012-02-17
CN1855317A (zh) 2006-11-01
EP1717821B1 (de) 2011-09-28
US7633014B2 (en) 2009-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1855317B (zh) 超导体电缆
US7094973B2 (en) Superconducting cable joint structure
US5932523A (en) Superconducting cable conductor
CA2519887A1 (en) Superconducting cable
CN101546872B (zh) 用于连接两条超导线缆的设备
CN101697384B (zh) 超导线缆的连接套管和借助该套管的连接端子
US7238887B2 (en) DC superconducting cable
CN101354931B (zh) 超导电缆
US6988915B2 (en) Terminal structure of direct electric current multilayer structure superconducting cable and DC superconducting cable line
CN1604417B (zh) 用于超导电缆的接合结构件以及接合方法
WO2015019897A1 (ja) 超電導ケーブルの接続構造、超電導ケーブル、超電導ケーブルの終端部の電流端子構造
CN101142636B (zh) 超导电缆和包含该超导电缆的dc传输***
KR20220093165A (ko) 용량성 전력 송신 케이블
CN104466882A (zh) 超导电缆接头
WO1999029005A1 (en) A high voltage power cable termination
JP4967750B2 (ja) 超電導ケーブルの接続構造および超電導ケーブルの接続方法
WO2000031754A2 (en) A method for constructing a superconducting multiphase cable comprising n phases
KR20010032258A (ko) 전력 유도 장치
JPH10312718A (ja) 超電導ケーブル導体
CN101982902B (zh) 低温绝缘超导电缆屏蔽导体互连结构
JP2008124042A (ja) 超電導導体
JP2000067663A (ja) 超電導導体
CN213844871U (zh) 一种耐高温射频电缆
RU2821047C1 (ru) Емкостный кабель для передачи энергии
JPH10247428A (ja) 酸化物超電導線材

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100908

Termination date: 20210215