專利名稱：帶有超導性電纜的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于導電地連接超導性電纜和處于室溫下的普通導電性電纜的裝置，該裝置具有帶電導線的套管，該電導線被一絕熱層包圍，其中，所述超導性電纜布置在用于導引冷卻劑的管狀的低溫恒溫器內，并且其中，所述超導性電纜的導線與所述套管的導線的一端相連，所述普通導電性的電纜可以連接在該導線的另一端上。
背景技術：
由EP 18116^A1已知一種這樣的裝置。例如需要這種裝置來將超導性電纜與配電網相連。超導性電纜在當今技術中具有由包含陶瓷材料的復合材料制成的電導線，該陶瓷材料在足夠低的溫度下進入超導性狀態(tài)。在足夠的冷卻下，只要不超過特定的電流強度，相應構造的導線的直流電阻為零。 適合的陶瓷材料例如為BSCCO(鉍-鍶-鈣-銅-氧化物)作為第一代材料或ReBCO(稀土-鋇-銅-氧化物)，尤其是YBCO (釔-鋇-銅-氧化物)作為第二代材料。用于使這類材料進入超導性狀態(tài)的足夠低的溫度例如在67K至90K之間。適合的冷卻劑例如是氮、 氦、氖和氫或這些物質的混合物。為了連接超導性電纜和普通導電性電纜，例如使用帶電導線的電套管，該電導線被電絕緣層包圍。在可運行的裝置中，在套管導線的一側連接有例如冷卻到溫度為70K的超導性電纜的導線，而在另一側連接有配電網的電纜，該電纜在約為 20°C的環(huán)境溫度下運行。由DE 202004007187U1已知一種用于超導性電纜的檢測終端接頭。在超導性電纜的端部設置有用于電場控制的電極。超導性電纜的這個端部被一個設計為管件的外罩包圍，該外罩的一個端部由蓋子封閉。用于為超導性電纜的導線供電的套管穿過該蓋子插入。 外罩的管件和蓋子均設計為雙壁式。在外罩和蓋子的兩層壁之間具有真空層或氮過壓層。開頭提到的EP 18116^A1描述了一種帶有由三個部分組成的外殼的裝置。外殼的這些部分并排或重疊地布置。在外殼的中間部分中設置有一個具有絕緣電導線的套管。在導線的絕緣層上布置有場控制層(Feldsteuerschicht)，其例如由附著在場控制層外表面上的鍍鋅層構成。該層與在高壓技術中已知的、包圍導線的場控制錐體 O^ldsteuerkonus)相連。該裝置的這樣裝備的導線通過由絕緣體構成的輸電網電纜引出， 而其另一端用于連接超導性電纜，該超導性電纜由配備有真空絕緣層的、由金屬管構成的低溫恒溫器包圍。在套管導線和電絕緣體之間設置有可使導線在絕緣體中滑動的中間層。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于，將開頭所述的裝置設計得更簡單。該技術問題按本發(fā)明通過一種用于導電地連接超導性電纜和處于室溫下的普通導電性電纜的裝置解決，該裝置具有帶電導線的套管，該電導線被一絕熱層包圍，其中，所述超導性電纜布置在用于導引冷卻劑的管狀的低溫恒溫器內，并且其中，所述超導性電纜的導線與所述套管的導線的一端相連，所述普通導電性的電纜可以連接在該導線的另一端上，其中，在所述超導性電纜規(guī)定用于與套管的導線連接的那一端上以本身已知的方式設置有一個用于電場控制的電極，所述電纜的端部被一個設計為管件的、由電絕緣材料制成的、帶有非真空絕熱層的環(huán)繞封閉外罩包圍，該外罩在其外表面上配設有由非真空的絕熱材料制成的層，并且所述外罩的朝向所述套管的那一端在所述裝置的運行狀態(tài)下被置于高壓電位上，而所述外罩的另一端與接地電位連接。低溫恒溫器的外罩可以具有任何合理的幾何形狀。在優(yōu)選的實施形式中，外罩設計為帶有優(yōu)選呈圓柱體形的橫截面的管件。以下為了簡單起見，將取代詞語“環(huán)繞封閉的外罩”而使用詞語“管件”。裝備有用于電場控制的電極的超導性電纜的端部在該裝置中被低溫恒溫器的管件包圍，該管件由電絕緣的、配設有非真空絕熱層的絕緣材料構成并且在其外表面上配設有由非真空的絕熱材料制成的層。因此不需要在已知構造類型的低溫恒溫器中具有的耗費的真空絕緣層?？梢杂绕錇榱斯芗慕^熱使用本身已知的具有絕熱性能的材料。在所述裝置的結構中，超導性電纜的導線到室溫的過渡可以不用其它的電絕緣層實現(xiàn)，因為該過渡區(qū)域在所述裝置的運行狀態(tài)下處于高壓電位上。因此套管的電導線只需要被用于絕熱的絕緣體包圍。該裝置可以在整體上緊湊地設計并且也可簡單地設計用于較大的電流。設置在超導性電纜上的、用于電場控制的電極可以同時用于整個裝置的場控制。此外，在將該裝置用于超導性直流電纜時，不會在固體絕緣材料中產生在帶有固體絕緣材料的傳統(tǒng)高壓直流電纜中已知的熱學問題或空間電荷問題。詞語“高壓”應理解為高于IKV的電壓。在當前情況下，使用處于200KV范圍內的電壓。該裝置在優(yōu)選的實施形式中采用豎直式結構。為了在超導性電纜和低溫恒溫器的環(huán)繞管件的這種位置中避免在管件中出現(xiàn)熱分層，冷卻劑有利地在最高點引入管件中。這可以例如通過由絕緣材料制成的管實現(xiàn)，該管在管件內部將冷卻劑輸送到高壓電位處。


在附圖中示出了本發(fā)明技術方案的實施例。在附圖中圖1在示意圖中示出了帶有超導性電纜的傳輸鏈的端部；圖2以放大的視圖示出按本發(fā)明的裝置。
具體實施例方式在圖1中示出了裝備有超導性電纜的電流傳輸鏈或電流傳輸線路的終端接頭 V (由矩形表示)。終端接頭V在一側連接低溫恒溫器KR，在低溫恒溫器中包含有一個在圖2 中示出的超導性電纜1。在另一側，終端接頭V與屬于輸電網的普通導電性的電纜K連接。 使用位于終端接頭V內的、例如在圖2中示出的裝置用于超導性電纜1和普通導電性的電纜K之間的連接。按圖2的裝置設置在低溫恒溫器KR的端部處。原則上該裝置可以采用水平式結構。但在優(yōu)選實施形式中，該裝置如已經闡述的那樣設計具有豎直走向。在圖2中示出了這種豎直的實施形式。以下對該實施形式(也代表水平的結構形式)進行闡述。該裝置按圖2具有一個設計為管件2的外罩，該外罩由電絕緣材料構成并且非真空地絕熱。外罩的管件2(以下只稱為“管件2”)例如由玻璃纖維增強的塑料構成。為了其絕熱性，管件2在其外表面上配設有由非真空的絕熱材料(例如發(fā)泡的聚氨酯)制成的層3 (通過鋸齒線示出)。管件2在其下端部例如借助法蘭連接與傳輸鏈的低溫恒溫器KR 相連。超導性電纜1這樣布置在低溫恒溫器KR內，直至其伸入管件2中。該超導性電纜的端部被一個用于電場控制的電極4包圍。該電場控制裝置可以設計為電容性電場控制裝置，也可以設計為由導電襯里(Einlage)卷繞的裝置。電纜1的導線與套管D的電導線5 相連，該電導線由一個只用于絕熱的絕緣體6包圍。導線5能通過其另一個端部與輸電網的電纜K連接。管件2朝向套管D的端部也通過一個法蘭封閉。在管件2的這個端部上施加高壓。 這通過圖2中示出的屏蔽環(huán)7表示。管件2和套管D之間的過渡區(qū)域在運行狀態(tài)下也處于高壓電位上。在管件2背離套管D的端部上具有處于接地電位的屏蔽環(huán)8。為了避免熱分層和氣泡，冷卻劑有利地在管件2的最高點處，也就是在高壓區(qū)域內輸入該管件。這原則上能夠以任意的方式方法進行。然而在優(yōu)選的實施形式中，為了將冷卻劑注入管件2設置有由絕緣材料制成的管9，該管9延伸到管件2上端部的區(qū)域內，并且通過進口 10將冷卻劑輸送給管件2的上端部區(qū)域。
權利要求
1.一種用于導電地連接超導性電纜⑴和處于室溫下的普通導電性電纜的裝置，該裝置具有帶有電導線(5)的套管(D)，該電導線被一絕熱層(6)包圍，其中，所述超導性電纜 ⑴布置在用于導引冷卻劑的管狀的低溫恒溫器(KR)內，并且其中，所述超導性電纜的導線與所述套管⑶的導線(5)的一端相連，所述普通導電性的電纜可以連接在該導線(5) 的另一端上，其特征在于，-在所述超導性電纜(1)規(guī)定用于與套管(D)的導線(5)連接的那一端上以本身已知的方式設置有一個用于電場控制的電極G)，-所述電纜的端部被一個設計為管件的、由電絕緣材料制成的、帶有非真空絕熱層的環(huán)繞封閉外罩包圍，該外罩在其外表面上配設有由非真空的絕熱材料制成的層(3)，并且-所述外罩的朝向所述套管(D)的那一端在所述裝置的運行狀態(tài)下被置于高壓電位上，而所述外罩的另一端與接地電位連接。
2.按權利要求1所述的裝置，其特征在于，用于將冷卻劑輸入所述低溫恒溫器(KR)中的輸入點布置在所述外罩朝向所述套管(D)的那一端上。
3.按權利要求2所述的裝置，其特征在于，為了輸入冷卻劑，在所述低溫恒溫器外罩的內部布置有一個由絕緣材料構成的管(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于導電地連接超導性電纜(1)和處于室溫下的普通導電性電纜的裝置，該裝置具有帶電導線(5)的套管(D)，該電導線被一絕熱層(6)包圍。超導性電纜的導線(1)與套管(D)的導線(5)的一端相連，普通導電性的電纜可以連接在該導線(5)的另一端上。在所述超導性電纜(1)規(guī)定用于與套管(D)的導線(5)連接的那一端上設置有用于電場控制的電極(4)。至少在電極(4)的區(qū)域內具有一個包圍該區(qū)域的低溫恒溫器，該低溫恒溫器設計為由電絕緣材料制成的、帶有非真空絕熱層的環(huán)繞封閉外罩。低溫恒溫器外罩朝向套管(D)的那一端在所述裝置的運行狀態(tài)下被置于高壓電位上，而外罩的另一端與接地電位連接。
文檔編號H02G15/34GK102237665SQ201110066179
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權日2010年4月28日
發(fā)明者尼古拉斯·拉勞伊特, 弗蘭克·施米特 申請人:尼克桑斯公司