專利名稱：帶有超導(dǎo)直流電纜系統(tǒng)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備，所述設(shè)備帶有超導(dǎo)直流電纜系統(tǒng)以及適合于導(dǎo)引冷卻劑的低溫恒溫器，所述超導(dǎo)直流電纜系統(tǒng)具有至少一個由兩個相互絕緣的相導(dǎo)體構(gòu)成的直流傳輸元件，并且布置在所述低溫恒溫器內(nèi)，直流電纜系統(tǒng)且由至少一個金屬管構(gòu)成，所述金屬管由帶有絕熱特性的周圍封閉層包圍(WO 2008/148390A1)。
背景技術(shù)：
在目前的技術(shù)中，超導(dǎo)電纜具有由包含陶瓷材料的復(fù)合材料構(gòu)成的電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體在足夠低的溫度下過渡到超導(dǎo)狀態(tài)。相應(yīng)地構(gòu)建的導(dǎo)體的直流電阻在充分的冷卻下只要不超出一定的電流強(qiáng)度就為零。合適的陶瓷材料例如為作為第一代材料的BSCCO (鉍鍶鈣銅氧化物)，或作為第二代材料的ReBCO (稀土鋇銅氧化物)，特別是YBCO (釔 鋇銅氧化物)。使此類材料處于超導(dǎo)狀態(tài)的足夠低的溫度例如在67K至90K之間。合適的冷卻劑例如為氮、氦、氖和氫或這些材料的混合物。超導(dǎo)直流電纜可例如用作船舶上的供電電纜或用作傳輸網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)之間的連接電纜以及用作不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的連接電纜。在此，例如可以是用于可跨越長距離使用的高壓直流輸電(HGCj)的設(shè)備，例如海底電纜。相對于交流超導(dǎo)電纜，直流超導(dǎo)電纜具有不產(chǎn)生電流損失的優(yōu)點(diǎn)。此外，直流電纜不承受充電電流且不出現(xiàn)不希望的感性電壓降。前述WO 2008/148390A1源自用于為用電器供電的兩相電纜。在此，前述電纜構(gòu)造為帶有兩個相導(dǎo)體的超導(dǎo)電纜，所述相導(dǎo)體相互同軸且通過內(nèi)部電介質(zhì)相互隔開地組合成一個整體。電纜布置在低溫恒溫器內(nèi)，所述低溫恒溫器包括兩個同心的管，在所述管之間施加了真空絕緣。用于產(chǎn)生相導(dǎo)體的超導(dǎo)狀態(tài)的冷卻劑被導(dǎo)引通過低溫恒溫器。這樣的電纜的冷卻可能是存在問題的，因?yàn)閷τ诔瑢?dǎo)相導(dǎo)體的冷卻，所述電介質(zhì)是絕熱的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是簡單地構(gòu)造前述設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，此技術(shù)問題通過如下方式解決-使兩個相導(dǎo)體的每個由多個組合為一個整體的超導(dǎo)元件構(gòu)成，-在兩個相導(dǎo)體之間設(shè)置由絕緣材料制成的隔離層，和-用由絕緣材料制成的外殼包圍兩個相導(dǎo)體以及隔離層以形成直流輸電元件。此設(shè)備的直流輸電元件簡單且結(jié)構(gòu)緊湊。此部件的每個相導(dǎo)體由多個超導(dǎo)元件構(gòu)成，所述超導(dǎo)元件僅被由絕緣材料制成的外殼包圍，因此相同的或各相導(dǎo)體被由低溫恒溫器移動的冷卻介質(zhì)直接冷卻。布置在低溫恒溫器內(nèi)的直流輸電元件的數(shù)量可根據(jù)低溫恒溫器的凈寬度變化，使得設(shè)備能以簡單的方式與不同的電流強(qiáng)度匹配，而具有對于超導(dǎo)材料的可變的需求。設(shè)備的結(jié)構(gòu)可相應(yīng)地通過布置在低溫恒溫器內(nèi)的不同數(shù)量的直流輸電元件模塊化地變化。所述直流輸電元件全部被低溫恒溫器絕熱。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中圖示。各圖為圖I僅以純粹示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。圖2和圖3以兩個不同的實(shí)施形式示出了可在設(shè)備內(nèi)使用的直流輸電元件。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的與圖I相比更精確的實(shí)施形式。
具體實(shí)施例方式在根據(jù)圖I的設(shè)備的實(shí)施例中示出了低溫恒溫器KR，所述低溫恒溫器KR由兩個相
互同軸地布置的金屬管I和2組成，在所述金屬管之間存在真空絕緣3。低溫恒溫器KR也可具有另外的結(jié)構(gòu)，只要保證由低溫恒溫器KR所包圍的空間被有效保護(hù)而免遭外部的熱量侵入。在低溫恒溫器KR內(nèi)布置了在下文中簡稱為“GCi”的直流輸電元件4，其更精確的結(jié)構(gòu)例如從圖2和圖3中可見。直流輸電元件4可相對于低溫恒溫器KR的內(nèi)管2釋放自由空間FR以使冷卻劑通過。根據(jù)圖2的直流輸電元件4例如由兩個相導(dǎo)體5和6構(gòu)成，所述相導(dǎo)體通過由絕緣材料制成的隔離層7相互絕緣。兩個相導(dǎo)體5和6可在設(shè)備運(yùn)行中連接在不同的極性上或連接在極性和地上。相導(dǎo)體5和6和隔離層7的整體以由絕緣材料制成的外殼8包圍。所述外殼8不僅將兩個相導(dǎo)體5和6保持在其位置處，而且也使直流輸電元件4相對于低溫恒溫器KR絕緣。每個相導(dǎo)體5和6由根據(jù)圖2和圖3構(gòu)造為平面板條9的多個超導(dǎo)元件構(gòu)成。但例如也可使用圓線作為超導(dǎo)元件。在從圖3中可見的直流輸電元件4的構(gòu)造中，作為簡單的隔離層7的替代將H形間距保持器10用作絕緣部件，所述間距保持器10具有兩個相互對置的空間，在所述空間內(nèi)布置了在此為板條9的超導(dǎo)元件。外殼8也包括帶有放置在其內(nèi)的超導(dǎo)元件的間距保持器10。根據(jù)圖1，在低溫恒溫器KR內(nèi)布置了至少一個直流輸電元件4。應(yīng)安裝在低溫恒溫器KR內(nèi)的直流輸電元件4的數(shù)量基本上根據(jù)待輸電的電流強(qiáng)度的大小確定，但如前所述也根據(jù)自由空間FR的大小確定。至少一個直流輸電元件4可在低溫恒溫器KR內(nèi)圍繞縱向延伸的支架11曲折地纏繞，如在圖4中所示。在圖4中，為清晰性起見，支架11繪出為“自由浮動的”。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，支架11與纏繞的直流輸電元件4 一起靠放在低溫恒溫器KR的內(nèi)管2上。在圖4中圖示的實(shí)施例中繪出了兩個圍繞支架11曲折地纏繞的直流輸電元件4。支架11可以是實(shí)心的繩索，或用于使運(yùn)動通過低溫恒溫器KR的自由空間FR的冷卻劑引回的管。支架11的材料必須可耐受在運(yùn)行情況中使用的冷卻劑的低溫。根據(jù)以上的構(gòu)造，相應(yīng)的溫度例如處在67K至90K之間。合適的材料例如是聚四氟乙烯。但支架也可由另外的金屬制成，例如由不銹鋼制成。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，所述設(shè)備帶有具有至少一個由兩個相互絕緣的相導(dǎo)體構(gòu)成的直流傳輸元件的超導(dǎo)直流電纜系統(tǒng)，和其中布置了該直流電纜系統(tǒng)且由至少一個金屬管構(gòu)成的適合于導(dǎo)引冷卻劑的低溫恒溫器，所述金屬管由具有絕熱特性的周圍封閉層包圍，其特征在于， -兩個相導(dǎo)體(5、6)的每個由多個組合為一個整體的超導(dǎo)元件構(gòu)成， -在兩個相導(dǎo)體(5、6 )之間設(shè)置由絕緣材料制成的隔離層(7 )，和-以由絕緣材料制成的外殼(8)包圍兩個相導(dǎo)體(5、6)以及隔離層(7)以形成直流輸電元件(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，超導(dǎo)元件是平面板條(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，超導(dǎo)元件是圓線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個由兩個相互絕緣的相導(dǎo)體(5、6)構(gòu)成的直流輸電元件(4)曲折地圍繞縱向延伸的支架(11)纏繞。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述支架(11)是實(shí)心的繩索。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述支架(11)是管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設(shè)備，所述設(shè)備帶有具有由兩個相互絕緣的相導(dǎo)體構(gòu)成的直流傳輸元件(4)的超導(dǎo)直流電纜系統(tǒng)，和其中布置了直流電纜系統(tǒng)的適合于導(dǎo)引冷卻劑的低溫恒溫器。低溫恒溫器包括至少一個金屬管，所述金屬管由帶有絕熱特性的周圍封閉層包圍。兩個相導(dǎo)體(5、6)的每個由多個組合為一個整體的超導(dǎo)元件構(gòu)成。在兩個相導(dǎo)體(5、6)之間施加由絕緣材料制成的隔離層(7)，和以由絕緣材料制成的外殼(8)包圍兩個相導(dǎo)體(5、6)以及隔離層(7)以形成直流輸電元件(4)。
文檔編號H01B12/16GK102903454SQ20121026634
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者M.施泰姆勒, E.馬扎恩 申請人:尼克桑斯公司