RU156060U1 - Токоограничитель - Google Patents
Токоограничитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU156060U1 RU156060U1 RU2015112632/07U RU2015112632U RU156060U1 RU 156060 U1 RU156060 U1 RU 156060U1 RU 2015112632/07 U RU2015112632/07 U RU 2015112632/07U RU 2015112632 U RU2015112632 U RU 2015112632U RU 156060 U1 RU156060 U1 RU 156060U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulating frame
- tape
- current limiter
- bifilar
- insulating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
1. Токоограничитель, содержащий изоляционный каркас, спиральный бифиляр из ленты сверхпроводника с подложкой и изоленты, отличающийся тем, что изоляционный каркас выполнен из стянутых резьбовым соединением основной и фиксирующей частей, каждая из которых выполнена в виде наружного кольца и центральной планки, жестко связанных ребрами, при этом ребра основной части изоляционного каркаса имеют пазы, в которых размещен спиральный бифиляр.2. Токоограничитель по п. 1, в котором центральная часть спирального бифиляра намотана на два отрезка трубы, закрепленных в центре основной части изоляционного каркаса.
Description
Область техники
Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к силовым сверхпроводящим ограничителям тока (СОТ), предназначенным для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания (КЗ), в том числе, в режиме повторного автоматического включения (АПВ) в сетях среднего и высокого напряжения постоянного и переменного тока. Такие устройства существенно ограничивают ток КЗ за счет быстрого (за время около 1 мс) ввода в сеть большого активного сопротивления, облегчая работу выключателей по полному прерыванию тока. Использование СОТ в режиме АПВ требует быстрого восстановления сверхпроводящего состояния после прекращения тока КЗ.
Предлагаемое устройство может быть использовано самостоятельно или в качестве модуля сборного СОТ на большие токи и/или напряжения.
Уровень техники
В современных СОТ в качестве активного элемента используются высокотемпературные сверхпроводники (СП) при температуре, близкой к температуре жидкого азота, ленточного типа с последовательными по толщине слоями: подложка, буферные слои, сверхпроводящая керамика, наружный защитный электропроводящий слой. Для уменьшения индуктивности СОТ лента сверхпроводника в них наматывается в виде спиральных бифиляров.
Наиболее близким к предлагаемому решению является токоограничитель, в котором спиральный бифеляр из ленты сверхпроводника и изоленты размещен на изоляционном каркасе [Патент US 8255024 В2, МПК: H01F 27/30, H01L 39/02, опубликован 28.08.2012]. Изоляционный каркас образован поддерживающей изолентой, на которой через равные промежутки закреплены массивные разделительные элементы с образованием полостей для прохода жидкого азота.
Разделительные элементы выполнены из керамики с хорошей теплопроводностью, например из Al2O3, и прикреплены к поддерживающей ленте и сверхпроводниковой ленте. Недостаток прототипа состоит в том, что значительная часть поверхности ленты СП закрыта для контакта с жидким азотом, а участки лент, соприкасающиеся с жидким азотом и разделительными элементами, имеют разный отвод тепла, что вызовет существование перегретых точек по длине ленты, особенно в зонах контакта с жидким азотом при образовании паровой пленки, препятствующей пузырьковому кипению в процессе токоограничения. Это ухудшает условия охлаждения ленты после токограничения и увеличивает время АПВ.
Сущность полезной модели
Техническим результатом полезной модели является ускорение восстановления сверхпроводящих свойств ленты СП после токоограничения за счет максимальной открытости ленты СП для жидкого азота.
Предметом полезной модели является токоограничитель, содержащий изоляционный каркас, спиральный бифиляр из ленты сверхпроводника с подложкой и изоленты, отличающийся тем, что изоляционный каркас выполнен из стянутых резьбовым соединением основной и фиксирующей частей, каждая из которых выполнена в виде наружного кольца и центральной планки, жестко связанных ребрами, при этом ребра основной части изоляционного каркаса имеют пазы, в которых размещен спиральный бифиляр.
Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что центральная часть спирального бифиляра намотана на два отрезка трубы, закрепленных в центре основной части изоляционного каркаса.
Это дополнительно позволяет упростить намотку спирального бифиляра при изготовлении токоограничителя.
Конструкция предлагаемого токоограничителя поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан предлагаемый токоограничитель в разрезе. На фиг. 2 укрупненно показан фрагмент В, выделенный на фиг. 1, где δ-радиальный размер паза.
На фиг. 3 показан вид сверху на основную часть изоляционного каркаса с бифиляром (вид Α-A на токоограничитель по фиг. 1).
На фиг. 4 показана основная часть изоляционного каркаса (вид сверху без бифиляра).
На фиг. 5 показана фиксирующая часть изоляционного каркаса (вид Б на СОТ по фиг. 1).
Осуществление полезной модели с учетом ее развития
На фигурах показаны:
1 - основная часть изоляционного каркаса;
2 - фиксирующая часть изоляционного каркаса;
3 - лента сверхпроводника;
4 - подложка ленты 3;
5 - изоляционная лента (изолента);
6 - клеящая пленка;
7 - гибкий токоподвод;
8 - подсоединительная шина;
9 - болт;
10 - изоляционная трубка;
11 - изоляционная шпилька;
12 - наружное кольцо основной части 1 изоляционного каркаса;
13 - отрезок трубы;
14, 15, 16 - ребра основной части 1 изоляционного каркаса;
17 - паз;
18 - планка основной части 1 изоляционного каркаса;
19 - наружное кольцо фиксирующей части 2 изоляционного каркаса;
20, 21, 22 - ребра фиксирующей части 2 изоляционного каркаса;
23 - планка фиксирующей части 2 изоляционного каркаса;
24 - защитный слой ленты 3.
Токоограничитель содержит изоляционный каркас, в котором размещен спиральный бифиляр из ленты 3 с подложкой 4 и изоленты 5, которая наклеена на подложку 4 с помощью пленки 6.
Изоляционный каркас выполнен из стянутых резьбовым соединением основной части 1 и фиксирующей части 2. Части 1 и 2 имеют наружные кольца 12 и 19 соответственно и центральные планки 18 и 23 соответственно. Кольцо 12 и планка 18 жестко связаны ребрами 14,15 и 16, а кольцо 19 и планка 23 - ребрами 20, 21, 22. Ребра 14, 15 и 16 основной части 1 имеют пазы 17, в которых размещен спиральный бифиляр из ленты 3 с изолентой 5, наклеенной на подложку 4 ленты 3.
Центральная часть спирального бифиляра намотана на два отрезка трубы 13, закрепленных в центре основной части 1 изоляционного каркаса.
Изоляционные трубки 10 и изоляционные шпильки 11 служат для соединения частей 1 и 2, а также для соединения нескольких заявляемых токоограничителей в единую модульную конструкцию, помещаемую в криостат. Гибкие токоподводы 7 вместе с подсоединительными шинами 8 закреплены на наружном кольце 12 и служат для электрического подключения к заявляемому токоограничителю.
Изоляционные шпильки 11 могут быть использованы при намотке ленты сверхпроводника 3 с изоляционной лентой 5 в бифиляр вокруг труб 13 как центров намотки.
Клеящая пленка 6 изготовлена на основе синтетических смол с микрокристаллическим наполнителем высокой теплопроводности и теплоемкости, например из технического алмаза или Al2O3. Токоподводы 7 сделаны гибкими для возможности намотки бифиляра с определенным натягом и компенсации температурных деформаций.
Наличие двух отрезков 13 трубы в центре основной части 1 создает технологическое удобство - два центра намотки для двух половин ленты спирального бифиляра. Соединение половин ленты сверхпроводника в бифиляр между отрезками 13 труб производится пайкой и/или механически так, чтобы обеспечить в обеих половинах ленты наружное расположение подложки 4. Взаимное прижатие ребер частей изоляционного каркаса предотвращает смещение ленты СП в осевом направлении, не уменьшая поверхность омывания защитного слоя жидким азотом.
Устройство работает следующим образом.
При прохождении номинального тока ниже критического, составляющего (250÷350) А, токоограничитель имеет небольшое сопротивление, порядка десятков микроом. При превышении током критической величины с началом короткого замыкания сопротивление ленты СП за сотни микросекунд увеличивается до нескольких Ом и продолжает расти по мере ее нагревания от проходящего тока, чем и определяется назначение СОТ по ограничению тока КЗ.
После отключения тока выключателем (до 10 мс после начала КЗ) начинается процесс остывания ленты СП при кипении жидкого азота. После остывания ленты СП до примерно 90° К она практически восстанавливает свои сверхпроводящие свойства, после чего может снова пропускать номинальный ток. Для выполнения АПВ остывание ленты должно произойти за (2÷3) с. Указанное время отключения может быть обеспечено при использовании вакуумных выключателей.
В предлагаемом токоограничителе лента 3 сверхпроводника с внутренней стороны бифиляра открыта для омывания жидким азотом за исключением небольшого пространства в пазах 17.
При испытаниях макета токоограничителя на 10 кВ и ток 1000 А время охлаждения после тока КЗ длительностью 8 мс оказалось не более 1,5 с.
Claims (2)
1. Токоограничитель, содержащий изоляционный каркас, спиральный бифиляр из ленты сверхпроводника с подложкой и изоленты, отличающийся тем, что изоляционный каркас выполнен из стянутых резьбовым соединением основной и фиксирующей частей, каждая из которых выполнена в виде наружного кольца и центральной планки, жестко связанных ребрами, при этом ребра основной части изоляционного каркаса имеют пазы, в которых размещен спиральный бифиляр.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015112632/07U RU156060U1 (ru) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | Токоограничитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015112632/07U RU156060U1 (ru) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | Токоограничитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU156060U1 true RU156060U1 (ru) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015112632/07U RU156060U1 (ru) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | Токоограничитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU156060U1 (ru) |
-
2015
- 2015-04-07 RU RU2015112632/07U patent/RU156060U1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4620637B2 (ja) | 抵抗型超電導限流器 | |
US4994932A (en) | Superconducting current limiting apparatus | |
Pei et al. | Design and experimental tests of a superconducting hybrid DC circuit breaker | |
RU2587680C1 (ru) | Сверхпроводящий ограничитель тока | |
DK2122698T3 (en) | Hts cable | |
RU2639316C1 (ru) | Сверхпроводящий ограничитель тока короткого замыкания | |
US8252725B2 (en) | Fault current limiter with a plurality of superconductiong elements, at least one of which with an electric contact between its superconducting film and its electrically conducting substrate | |
JPS62138021A (ja) | 交流電流制限器 | |
TWI665812B (zh) | 超導故障電流限制器系統及適用超導帶的連接系統及適用於超導帶的連接系統 | |
Yagi et al. | Experimental results of 275-kV 3-kA REBCO HTS power cable | |
JP2005191539A (ja) | 超伝導限流装置 | |
KR102033032B1 (ko) | 초전도성 직류 케이블 시스템을 구비한 배열 | |
SU714511A1 (ru) | Гибкий многофазный кабель переменного тока | |
US6809910B1 (en) | Method and apparatus to trigger superconductors in current limiting devices | |
RU156060U1 (ru) | Токоограничитель | |
RU132929U1 (ru) | Модуль сверхпроводящего ограничителя тока | |
KR101620495B1 (ko) | 전류 제한 장치 | |
JP2016521431A (ja) | 極低温用高電圧ブッシング | |
RU154188U1 (ru) | Сверхпроводящий ограничитель тока | |
TW201322911A (zh) | 保護超導物件的技術 | |
Bäuml et al. | Inductive shielded superconducting fault current limiter-a new cost effective solution for industrial network applications | |
Wang et al. | Over-current characteristics of a 20-m-long YBCO model cable | |
Kozak et al. | Tests of the 15-kV class coreless superconducting fault current limiter | |
Yanagisawa et al. | Suppression of catastrophic thermal runaway for a REBCO innermost coil of an LTS/REBCO NMR magnet operated at 400–600 MHz (9.4–14.1 T) | |
Ishiyama et al. | Transient stability characteristics of a 1-m single-layer YBCO cable |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC92 | Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model |
Effective date: 20191230 |