一种超导电缆终端装置的制作方法

1.本发明涉及超导电缆接续技术领域，具体为一种超导电缆终端装置。


背景技术：

2.超导电缆与常规电缆的接续引出通过终端恒温器16实现，从超导电缆到常导电缆的电力传输系统接续状态如图4所示,主要装置有超导电缆本体、本体恒温器、终端恒温器16、制冷机15、泵箱、绝热配管14等，现有终端装置如图5所示，超导电缆浸泡在终端恒温器16中（终端恒温器中通有液氮），形成超导电缆得以运行的低温系统，超导电缆与常规电缆的接续引出通过终端恒温器16实现。
3.目前，超导电缆到常导电缆的电力传输需要终端恒温器16中设置的电流引线17作为过渡媒介进行电力传输，因需确保通流能力、降低漏热及高压绝缘等要求，使得超导电缆到常导电缆的接续操作复杂繁琐，另外终端恒温器16涉及超导态向常导态以及低温模式向常温模式的过渡，存在变温空间会出现因温度梯度产生的漏热损失，同时还涉及高压、绝缘、接地及各参数监控等问题，因此，终端装置的设计更为复杂、接续繁琐且造价成本极高，为此，本发明提出了一种新型的超导电缆终端装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种超导电缆终端装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超导电缆终端装置，包括外壳体、绝热配管和制冷机，所述外壳体内部设置有通液氮的内壳体，所述内壳体内部设置有硅钢芯体，所述硅钢芯体上缠绕有用于与超导电缆连接的超导电缆线圈，所述外壳体上缠绕有用于与常规电缆连接的常规电缆线圈。
6.优选的，所述超导电缆线圈两端均设置有内管连接端和外管连接端，内管连接端与外管连接端相套接。
7.优选的，所述硅钢芯体上设置有与地面连接的芯体接地端。
8.优选的，所述外壳体和内壳体之间形成绝热腔。
9.优选的，所述外壳体上设置有压力表，用于监测内壳体内的液氮压力，压力表与内壳体密封连接。
10.优选的，所述外壳体上设置有温度表，用于监测内壳体内的液氮温度，温度表与内壳体密封连接。
11.优选的，所述外壳体为非导磁性材质。
12.优选的，所述内管连接端与内壳体密封连接，所述外管连接端与外壳体密封连接。
13.优选的，所述内壳体上设置有与绝热配管相连接的绝热配管连接端。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该超导电缆终端装置，通过设置的外壳体，外壳体内部设置的通液氮的内壳体，内
壳体内部设置的硅钢芯体，硅钢芯体上缠绕的与超导电缆连接的超导电缆线圈以及外壳体上缠绕的与常规电缆连接的常规电缆线圈之间的相互配合，可以在将超导电缆和常规电缆，低温环境和常温环境完全相互隔离的情况下，仍能有效进行电力传输，避免了常规电缆与超导电缆复杂繁琐的接续操作，并且不存在变温空间从而消除了因温度梯度而产生的漏热损失，降低了成本。
15.该超导电缆终端装置，通过外壳体上设置的压力表和温度表，可以对内壳体内部的液氮进行压力以及温度的监测。
附图说明
16.图1为本发明的终端装置平面剖视图；图2为本发明的单相超导电缆电力传输示意图；图3为本发明的三相超导电缆电力传输示意图；图4为现有技术的超导电缆电力传输系统结构示意图；图5为现有技术的终端装置剖视图。
17.图中：1、外壳体；2、内壳体；3、硅钢芯体；4、常规电缆线圈；5、超导电缆线圈；6、内管连接端；7、外管连接端；8、绝热配管连接端；9、芯体接地端；10、压力表；11、温度表；13、绝热腔；14、绝热配管；15、制冷机；16、终端恒温器；17、电流引线；18、终端装置a；19、终端装置b。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
21.应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
22.如图1至图2所示，本发明提供的第一种实施例：一种超导电缆终端装置，包括外壳体1、绝热配管14和制冷机15，外壳体1内部设置有通液氮的内壳体2，内壳体2内部设置有硅钢芯体3，硅钢芯体3上缠绕有用于与超导电缆连接的超导电缆线圈5，外壳体1上缠绕有用于与常规电缆连接的常规电缆线圈4。需要说明的是，制冷机15和绝热配管14为双层不锈钢真空结构，液氮在内部以很小的热量损失流动。
23.作为一种具体的实施例，超导电缆线圈5两端均设置有内管连接端6和外管连接端
7，内管连接端6与外管连接端7相套接，内管连接端6与内壳体2固定连接，外管连接端7与外壳体1固定连接。
24.作为一种具体的实施例，硅钢芯体3上设置有与地面连接的芯体接地端9。
25.作为一种具体的实施例，外壳体1和内壳体2之间形成绝热腔13。
26.作为一种具体的实施例，外壳体1上设置有压力表10。需要知道的是，压力表10的作用是对液氮压力进行监测，压力表10与内壳体2密封连接。
27.作为一种具体的实施例，外壳体1上设置有温度表11。需要知道的是，温度表11的作用是对液氮温度进行监测，温度表11与内壳体2密封连接。
28.作为一种具体的实施例，外壳体1为非导磁性材质。这里需要解释的是，非导磁性材质存在电磁场，且不影响磁力线的感应，非导磁性材质可选用耐低温，且不会封闭磁力线的四氟材料。
29.作为一种具体的实施例，内壳体2上设置有与绝热配管14相连接的绝热配管连接端8。
30.具体的，外壳体1和内壳体2为非导磁材料密闭容器，外壳体1和内壳体2之间抽真空形成绝热腔13，内壳体2内腔充满液氮，内壳体2、外壳体1与超导电缆本体恒温器内、外管分别通过内管连接端6以及外管连接端7密封相连，同时通过绝热配管14与制冷机15相连，形成液氮流动环路，冷却超导电缆和硅钢芯体3；硅钢芯体3为闭合环形，完全浸泡在内壳体2内部的液氮之中，通过芯体接地端9接地；外壳体1装有温度表11和压力表10，可以实时监测液氮压力和温度变化情况，硅钢芯体3环形一边缠绕超导电缆线圈5，超导电缆线圈5引出端与超导电缆相连；硅钢芯体3另一边在包围的外壳体1外面缠绕常规电缆线圈4，由此，通过电磁感应原理，即可实现电功率的能量输送，从结构上看，超导电缆和硅钢芯体3完全浸泡在内壳体2形成的密闭容器中的低温液氮内，而常规电缆完全在常温环境中，二者完全分离，不存在相互之间的接线问题；同时，内壳体2与超导电缆本体恒温器形成一体的密闭容器，内部充满液氮，不存在变温空间，也就不存在因温度梯度而产生的漏热损失。
31.实施例2：图2为单相超导电缆电力传输应用实施例，系统由两台终端装置、两条超导电缆、一台制冷机15以及若干绝热配管14构成，在制冷机15内部液氮泵将冷却的液氮经绝热配管14推向终端装置a18，将硅钢芯体3冷却，然后流经两条超导电缆到终端装置b19，最后经绝热配管14流回制冷机15，形成低温运行环境。二条超导电缆分别与终端装置a18和终端装置b19的超导线圏连接，形成闭合环路，当单相交流电由终端装置a18常规电缆输入，经电磁变换，在超导线圈上感应出电流，到达终端装置b19后，再经电磁变换，在常规电缆上感应出电流，实现电功率输送，电功率在超导电缆内部输送时无损耗，在硅钢芯体3上会产生少量涡流和磁滞损耗，转换为热量后，经液氮冷却带走，调整缠绕的线圈匝数，可以进行电压变换。
32.实施例3：图3为三相超导电缆电力传输应用实施例（图例未画出制冷机15和绝热配管14），系统由二台三相终端装置、三条超导电缆、制冷机15以及若干绝热配管14构成，液氮冷却回路以及电力输入原理与单相输入基本一致，不再赘述，制冷机15可参考单相系统方式选用一台，也可以根据实际情况选用多台，当超导电缆较长或功率较大时，可以在终端装置部位分别装设制冷机15并通过绝热配管14连接形成环路，即二级制冷方式，可以更好地冷却超导电缆系统。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。