超導(dǎo)電纜接頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在兩根鄰接的電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞中心支撐件，由至少一個超導(dǎo)材料層(1A、1B)和中性層(4A、4B)組成的至少一個相位層，這些層是同心的，并包含在充有低溫流體的殼體(8)中，所述鄰接內(nèi)相位層(1A、1B)被剝離并直接地連接。根據(jù)本發(fā)明，每根電纜的中性層(4A、4B)也被剝離，至少一個橋接支撐構(gòu)件(6、60)被置于所述剝離的中性層(4A、4B)之間，并且用于電連接這些中性層的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層(7)被設(shè)置在所述橋接支撐構(gòu)件(6、60)上。
【專利說明】超導(dǎo)電纜接頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜接頭。
[0002]更具體地，它涉及在兩根鄰接電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞中心支撐件，由至少一個超導(dǎo)材料層和中性層組成的至少一個相位層，這些層是同心的，并包含在充有低溫流體的殼體中。

【背景技術(shù)】
[0003]專利EP2，006, 862公開了用于每根電纜的三根單相電纜的使用和同相的兩個鄰接電纜的連接。兩個鄰接的超導(dǎo)材料相位層然后通過覆蓋有互補絕緣材料層的中心導(dǎo)電元件連接。
[0004]本發(fā)明還涉及一種電纜，圍繞中心支撐件，所述電纜包括每個由至少一個超導(dǎo)材料層組成的三個同心的相位層，這些層由絕緣材料層分隔。
[0005]如在US2010/0184604中描述的，由每根電纜形成的組件可覆蓋有連接到中性層的屏蔽層，并且覆蓋有外鞘。這些電纜包含在充有低溫流體的殼體中，所述低溫流體一般地是液氮。后面的文獻(xiàn)描述了一種生產(chǎn)費時的復(fù)雜電纜接頭，所述接頭依靠分階段疊加的布置通過重構(gòu)超導(dǎo)材料層和絕緣材料層而形成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及在兩根鄰接的電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞著中心支撐件，由至少一個超導(dǎo)材料層和中性層組成的至少一個相位層，這些層是同心的，所述接頭是可靠的，并且易于生產(chǎn)。
[0007]為了這個目的，本發(fā)明提出了在兩個鄰接的電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞中心支撐件，由至少一層超導(dǎo)材料和中性層組成的至少一個相位層，這些層是同心的，并容納在充有低溫流體的殼中。所述鄰接內(nèi)相位層被剝離，并直接連接，其特征在于所述每根電纜的中性層也被剝離，至少一個橋接支撐構(gòu)件被設(shè)置于所述剝離的中性層之間，并且用于電連接這些中性層的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層被設(shè)置在所述橋接支撐構(gòu)件上。
[0008]在優(yōu)選的實施例中，所述支撐構(gòu)件由在其端部有斜面的管狀絕緣材料的橋接元件形成。
[0009]非常有利地，充有低溫流體的縱向筒狀空間設(shè)置在所述超導(dǎo)材料內(nèi)相位層的接頭和橋接支撐構(gòu)件之間。
[0010]在此實施例中，接頭的形成利用包含在外殼中的低溫液體的介電性能。
[0011]所述橋接支撐件可由至少部分地金屬和/或由至少部分地絕緣材料制成。
[0012]優(yōu)選地，每根電纜包括，圍繞中心支撐件，三個同心相位層，每層由至少一個超導(dǎo)材料層和中性層組成，這些層由絕緣材料層分離，最里面的鄰接相位層被剝離并直接連接，并且從最里面的相位層到中性層，逐漸遠(yuǎn)離接頭端，所述超導(dǎo)材料層以分階段的方式被剝離，而橋接支撐構(gòu)件設(shè)置在每個被剝離的相位或中性層與其它同層之間，以及用于相同層或中性層的電連接的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層被設(shè)置在每個支撐構(gòu)件上。
[0013]在優(yōu)選的實施例中，所述支撐構(gòu)件每個由在其端部有斜面的管狀絕緣材料的橋接元件形成。
[0014]非常有利地，充有低溫流體的縱向筒狀空間設(shè)置在所述超導(dǎo)材料最內(nèi)相位層與隨后的橋接支撐構(gòu)件之間，并且充有低溫流體的縱向筒狀空間也設(shè)置在每個橋接構(gòu)件與設(shè)置在最內(nèi)橋接支撐構(gòu)件上的每個所述導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層之間。
[0015]所述橋接支撐構(gòu)件可由至少部分地金屬和/或由至少部分地絕緣材料制成。
[0016]所述絕緣材料優(yōu)選地是紙。
[0017]所述金屬優(yōu)選地是鋁或不銹鋼。
[0018]非常有利地，所述的橋接支撐構(gòu)件是預(yù)制的。
[0019]此預(yù)制是特別有利的，因為其使得接頭能夠非常迅速地和容易地生產(chǎn)，并且特別在高電壓下，由于預(yù)制元件具有獨立于人為錯誤或近似的精確形狀和尺寸，還允許實現(xiàn)高安全度。
[0020]優(yōu)選地，每個所述導(dǎo)電或超導(dǎo)連接材料層由以分布式的方式布置在所述橋接元件上的股線或條帶形成。
[0021]同樣有利的是，每個所述的電連接層由超導(dǎo)材料制成。
[0022]由此，由于股線或條帶之間的連接電阻在低溫下極低，整個接頭的電連接實際上完全超導(dǎo)。接頭因此提供幾乎沒有焦耳效應(yīng)損耗的電纜超導(dǎo)特性的實際連續(xù)性。首先，這使得系統(tǒng)的損失能夠被減少；此外，相比電阻連接，它可以顯著降低局部加熱的風(fēng)險，所述電阻連接能夠引起在其臨界溫度之外的電纜的局部轉(zhuǎn)變，可能導(dǎo)致破壞。
[0023]另外，使用超導(dǎo)銅股線或條帶的此連接的整體尺寸比那些用電阻銅條帶或股線的相同連接更小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]本發(fā)明借助示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖在下面更詳細(xì)地描述。
[0025]圖1至圖5是在本發(fā)明實施例的縱向剖面的視圖。
[0026]圖6和圖7是在兩個優(yōu)選實施例的局部透視的視圖。

【具體實施方式】
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例。
[0028]此第一實施例涉及一種在兩個鄰接的電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞著中心支撐件，三個同心的相位層1A、2A、3A、1B、2B、3B，每一個由至少一層超導(dǎo)材料形成，這些由絕緣材料層I’ A、2’ A、3’ A、I，B、2，B、3，B分開。在這種情況下，中性層4A、4B本身覆蓋有絕緣鞘4’A、4’B，但該絕緣鞘不是必須存在的。此中性層4A、4B可包括超導(dǎo)材料層或諸如銅的常規(guī)電阻導(dǎo)電材料層。在下文中，假設(shè)該中性層4A，4B包括超導(dǎo)材料層。
[0029]電纜和它們的連接件都包含在充有低溫流體的殼體8中。
[0030]超導(dǎo)材料1A、1B的鄰接最內(nèi)相位層，換句話說，第一相位層，被剝離，并且在這種情況下，由導(dǎo)電套筒型的電連接件5直接連接。此套筒也可以包含提供兩根電纜的超導(dǎo)材料層之間的超導(dǎo)連接的超導(dǎo)條帶。
[0031]從最內(nèi)相位層1A、1B到是中性層4A、4B的最外相位層，逐漸遠(yuǎn)離連接端，超導(dǎo)材料層以分階段的方式被剝離。橋接支撐構(gòu)件6被設(shè)置在每個剝離的相位層或中性層與其它同層2A、3A、4A、2B、3B、4B之間，并且用于相同相位層或中性層的電連接的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層7設(shè)置在每個支撐構(gòu)件上。
[0032]所述導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層7可以由超導(dǎo)條帶、銅條帶和/或銅編織層或銅格子(copper braids or lattices)形成。在這些附加層7的每個端部的電連接件通過導(dǎo)電構(gòu)件5’形成，所述導(dǎo)電構(gòu)件5’優(yōu)選的是填充有錫類型的釬焊合金的導(dǎo)電套筒。
[0033]所述支撐構(gòu)件6每個由在其端部有斜面的管狀絕緣材料的橋接元件形成。它們優(yōu)選地由卷繞在電纜的帶狀紙制成。
[0034]這些橋接元件6填充導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層7之間的整個空間，并且用于為導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層7提供機(jī)械支撐，并且還用于電氣地絕緣各相位層和中性層的電接頭。
[0035]此第一實施例也可以被應(yīng)用到兩根單相電纜之間的接頭。
[0036]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。
[0037]與前述實施例的那些相同的部件不再進(jìn)行描述。
[0038]在本實施例中，充有低溫流體的縱向管狀空間9設(shè)置在超導(dǎo)材料最內(nèi)相位層1A、IB與隨后的橋接支撐構(gòu)件60之間，并且充有低溫流體的縱向管狀空間9也設(shè)置在各橋接支撐構(gòu)件60與設(shè)置在內(nèi)部橋接支撐構(gòu)件60上的每個導(dǎo)電或超導(dǎo)電連接材料層7之間。
[0039]橋接支撐構(gòu)件60由截頭圓錐形端部60A和直管圓柱形部60B形成。
[0040]在本實施例中，它們是由例如鋁或不銹鋼的金屬制成，并且每個以兩個半管狀半構(gòu)件的形式被預(yù)制，所述半管狀半構(gòu)件越過連接長度在每一側(cè)設(shè)置一個。
[0041]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例。
[0042]與前述實施例的那些相同的部件不再描述。
[0043]在本實施例中，橋接構(gòu)件60由例如紙張的絕緣材料制成，并且每個可以兩個半管狀半構(gòu)件的形式被預(yù)制，所述半管狀半構(gòu)件越過連接長度在每一側(cè)上設(shè)置一個。
[0044]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例。
[0045]與前述實施例的那些相同的部件不再描述。
[0046]在本實施例中，橋接構(gòu)件60部分地由例如紙張的絕緣材料制成60B，并且部分地由例如鋁或不銹鋼的金屬材料制成60A，并且優(yōu)選地是每個以兩個半管狀半構(gòu)件的形式預(yù)制，所述半管半構(gòu)件在越過連接長度的每一側(cè)上設(shè)置一個。
[0047]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例。
[0048]在這種情況下，兩根鄰接的電纜是單相的，并且每根電纜包括，圍繞中心支撐管，至少由超導(dǎo)材料層和中性層組成的相位層，其包含在充有低溫流體的殼體中。
[0049]超導(dǎo)材料的鄰接內(nèi)相位層1A、1B被剝離，并直接由導(dǎo)電套筒型的電連接件5連接。
[0050]每根電纜的超導(dǎo)材料中性層4A、4B也被剝離，橋接支撐構(gòu)件60設(shè)置在超導(dǎo)材料剝離中性層之間，并且用于這些超導(dǎo)材料的中性層4A、4B的電連接的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層7被設(shè)置在支撐構(gòu)件60上。
[0051]充有低溫流體的縱向筒狀空間9設(shè)置在超導(dǎo)材料的相位層1A、1B的連接件與橋接支撐構(gòu)件60之間。
[0052]此橋接支撐構(gòu)件60可以由例如鋁或不銹鋼和/或紙的金屬和/或絕緣材料60B制成，并且優(yōu)選地以兩個半管狀半構(gòu)件的形式被預(yù)制，所述半管狀半構(gòu)件在越過連接長度每一側(cè)上設(shè)置一個。
[0053]圖6和圖7示出了電連接層7的兩個優(yōu)選實施例。
[0054]每個導(dǎo)電或超導(dǎo)電連接材料層7由在后者的表面上以規(guī)則分布的方式布置在相應(yīng)的橋接元件6、60上的股線或條帶7A形成。
[0055]這些導(dǎo)體7A的數(shù)目優(yōu)選地等于在電纜的相應(yīng)相位層1A、2A、3A、1B、2B，3B或中性層4A、4B中要連接的超導(dǎo)條帶10的數(shù)目。條帶或股線7A在每一端部連接到電纜的相應(yīng)相位或中性層的條帶。這些超導(dǎo)股線或條帶7A優(yōu)選地具有比要連接的形成相位或中性層的條帶10的臨界電流更大的臨界電流。
[0056]優(yōu)選地，每個電連接層7是由超導(dǎo)材料制成的，所述超導(dǎo)材料例如BSCCO或YBCO類型的高溫超導(dǎo)條帶7A。
[0057]該層也可以由數(shù)量至少等于在相應(yīng)的相位或中性層中要連接的超導(dǎo)條帶10的數(shù)量的銅導(dǎo)體制成。在這種情況下，諸如銅的電阻材料用于電流通路的總橫截面是確定的，以避免在接頭中的任何發(fā)熱。
[0058]在圖6中所示的實施例中，條帶7A平行于接頭的縱向軸線設(shè)置，并且在橋接元件的端部、在其與超導(dǎo)條帶10的連接處是連續(xù)的。
[0059]在圖7中所示的實施例中，條帶7A卷繞在相應(yīng)的橋接元件的周圍，并且在橋接元件的端部、在其與超導(dǎo)條帶10連接處是連續(xù)的。
【權(quán)利要求】
1.在兩根鄰接的電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞中心支撐件，由至少一個超導(dǎo)材料層(1A、1B)和中性層(4A、4B)組成的至少一個相位層，這些層是同心的，并包含在充有低溫流體的殼體(8)中。所述鄰接內(nèi)相位層(1A、1B)被剝離并直接地連接，其特征在于，每根電纜的中性層(4A、4B)也被剝離，至少一個橋接支撐構(gòu)件(6、60)被置于所述剝離的中性層(4A、4B)之間，并且用于電氣地連接這些中性層的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層(7)被設(shè)置在所述橋接支撐構(gòu)件(6、60)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，所述支撐構(gòu)件(6)由在其端部有斜面的管狀絕緣材料的橋接元件形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，充有低溫流體的縱向筒狀空間(9)設(shè)置在所述超導(dǎo)材料內(nèi)相位層(1A、1B)的連接件和橋接支撐構(gòu)件(60)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接頭，其特征在于，所述橋接支撐構(gòu)件(60)至少部分地由金屬制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的接頭，其特征在于，所述橋接支撐構(gòu)件(60)至少部分地由絕緣材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在兩根鄰接的電纜之間的接頭，每根電纜包括，圍繞中心支撐件，三個同心相位層，每層由至少一個超導(dǎo)材料層和中性層(1A、2A、3A、4A、1B、2B、3B、4B)組成，這些層由絕緣材料層(ΓΑ、2’Α、3’Α、1’Β、2’Β、3’Β)分離，所述最內(nèi)鄰接相位層(1Α、1Β)被剝離并直接地連接，其特征在于，從最內(nèi)相位層(1Α、1Β)到中性層(4Α、4Β)，逐漸遠(yuǎn)離連接端，所述超導(dǎo)材料層以分階段的方式被剝離，而橋接支撐構(gòu)件(6、60)設(shè)置在每個被剝離的相位或中性層與其它相同層(2Α、3Α、4Α、2Β、3Β、4Β)之間，并且用于這些相同相位或中性層的電連接的導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層(7)被設(shè)置在每個橋接支撐構(gòu)件出、60)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接頭，其特征在于，所述支撐構(gòu)件中的每個由在其端部有斜面的管狀絕緣材料的橋接元件(6)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接頭，其特征在于，充有低溫流體的縱向筒狀空間(9)設(shè)置在所述最內(nèi)超導(dǎo)材料相位層(1Α、1Β)與隨后的橋接支撐構(gòu)件(60)之間，并且充有低溫流體的縱向筒狀空間(9)也設(shè)置在每個橋接構(gòu)件(60)與設(shè)置在最內(nèi)橋接支撐構(gòu)件上的每個所述導(dǎo)電或超導(dǎo)材料層之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接頭，其特征在于，所述橋接支撐構(gòu)件(60)至少部分地由金屬制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的接頭，其特征在于，所述橋接支撐構(gòu)件(60)至少部分地由絕緣材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求2、5、7或10所述的接頭，其特征在于，所述絕緣材料是紙。
12.根據(jù)權(quán)利要求4或9所述的接頭，其特征在于，所述金屬是鋁或不銹鋼。
13.根據(jù)權(quán)利要求的一項所述的接頭，其特征在于，所述橋接支撐構(gòu)件出、60)是預(yù)制的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項所述的接頭，其特征在于，每個所述導(dǎo)電或超導(dǎo)連接材料層由以分布式的方式布置在所述橋接元件上的股線或條帶形成。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的接頭，其特征在于，每個所述電連接層由超導(dǎo)材料制成。
【文檔編號】H02G15/34GK104466882SQ201410482810
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】S.德爾帕雷斯, N.拉勞特 申請人:尼克桑斯公司