一种超导电缆层流测试装置的制作方法

1.本发明涉及电缆测试技术领域，具体为一种超导电缆层流测试装置。


背景技术：

2.超导电缆以其低损耗、高效率、大容量的优越输电特性，被各国竞相研发并挂网示范运行，在未来智能电网中极具应用趋势。由于城市用电量需求逐年增大，短距离、高电压、大容量的超导电缆更是备受青睐，而超导电缆增大容量将导致电缆外径过大，故电缆本体设计时导体层多采用分层结构，对于超导电缆的通流能力，工程上一般在电缆末端加装一只铜端将全部导体焊接在一起，最后通电测试得出整体临界电流。如需要知道导体各分层的实际电流，工程上只能在每根超导带材的末端焊接细导线来测量分层电流，测试完成再拆除导线，这就不可避免地破坏了超导带材原貌，甚至可能带来损伤。目前，尚无一款有效的测试装置，可以降低作业难度且无损伤超导带材完成导体各分层电流的测试。
3.对于多层结构的超导电缆，层流均衡是重要的设计原则，尽可能平衡导体层的各分层电流，可以降低导体层分层设计后功率损耗的增加。如使各层电流均衡相等，只需确保各层阻抗相等即可。通过选择超导带材根数、绕制角度、绕制间隙等工艺参数，理论上可以做到最优。但导体各层实际通过了多少电流，只能通过实测得出。工程上一般是通过在电缆末端加装一只铜端头将各层超导带材全部焊接在一起，从而得出整体临界电流，再估算各层电流；如想知道每层导体的实际电流，则非常麻烦，需要在每根超导带材末端或每层超导带材末端环绕一圏焊接细导线的方法来测量分层电流，测试完成再拆除导线。由于内层均在最外面里面，焊接操作只能在整体焊接铜端头之前完成，且需做好层间隔离，防止上下层间相互接触，因此操作特别繁琐；而焊接额外的导线，再拆除后必然存在焊点，焊锡微小的凸起不可避免地破坏了超导带材的原貌；另外焊接过程中焊接温度的不稳定，如超过带材允许上限就有可能导致超导带材不可逆损伤。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供了一种超导电缆层流测试装置，本发明可以省去繁琐的焊接操作且探针接触式方法完全不损伤超导带材，轻松实现对超导电缆各分层电流的测试。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超导电缆层流测试装置，包括套设在电缆外侧的探针定位主体，所述探针定位主体上安装有微调组件和若干周向排布的l型探针，所述l型探针包括用于与电缆层相接触的第一探杆以及与第一探杆相连接的第二探杆，所述微调组件包括微调螺母以及设置在探针定位主体上的螺纹旋进段，所述微调组件作用于第二探杆，用于调节第二探杆相对于探针定位主体的径向位置，所述第一探杆的外侧套设有第一弹簧，用于使第一探杆复位。
6.优选的，所述探针定位主体的内侧设有绝缘垫圈，用于与电缆层直接接触。
7.优选的，所述探针定位主体上径向开设有与第一探杆相匹配的第一沉孔以及与第二探杆相匹配的纵槽，所述第一弹簧卡设在第一沉孔内。
8.优选的，所述微调螺母包括与螺纹旋进段相匹配的内螺纹套以及与第二探杆相匹配的锥柱套，所述锥柱套沿远离探针定位主体的方向延伸且截面半径逐渐减小。
9.优选的，所述第二探杆的外侧套设有第二弹簧，所述纵槽设置为阶梯槽，所述第二弹簧设置在阶梯槽的宽槽内，当l型探针处于安装到位状态时，所述第二弹簧具有一定压缩形变量。
10.优选的，所述探针定位主体上对称安装有两个微调组件和两排相互平行设置且分别与两个微调组件相匹配的l型探针，用于对不同的电缆层进行测试。
11.优选的，所述微调组件由两个半环形的无氧铜壳组成，且在两个无氧铜壳的连接处设置有螺栓连接耳，用于将两个无氧铜壳进行固定连接以及连接外部测试导线。
12.优选的，所述第一探杆和第二探杆的端部均镀有银层，所述锥柱套内与第二探杆的接触表面镀有银层。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.本发明通过设置套设在电缆外侧的探针定位主体，可以夹持在电缆上进行定位，并且在探针定位主体上安装有微调组件和若干周向排布的l型探针，通过微调组件调节第二探杆相对于探针定位主体的径向位置，l型探针的端头表面镀银，可以在不损伤超导带材的情况下，对超导电缆导体层各分层实际流通的电流进行准确测量。
附图说明
15.图1为本发明一种超导电缆层流测试装置的结构示意图；
16.图2为本发明一种超导电缆层流测试装置的剖面侧视图；
17.图3为本发明一种超导电缆层流测试装置的剖面立体图；
18.图4为本发明一种超导电缆层流测试装置中l型探针的结构示意图；
19.图5为本发明一种超导电缆层流测试装置的安装使用结构图。
20.图中：1、层流测试装置；2、探针定位主体；201、第一沉孔；202、纵槽；3、微调组件；301、微调螺母；3010、内螺纹套；3011、锥柱套；302、螺纹旋进段；303、螺栓连接耳；4、l型探针；401、第一探杆；402、第二探杆；403、第一弹簧；404、第二弹簧；5、绝缘垫圈；6、超导电缆；7、超导带材；8、电流端头。
具体实施方式
21.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。
22.如图1和图2所示，本发明提供的第一种实施例，一种超导电缆层流测试装置，包括套设在电缆外侧的探针定位主体2，所述探针定位主体2上安装有微调组件3和若干周向排布的l型探针4，且在该实施例下，探针定位主体2上对称安装有两个微调组件3和两排相互平行设置且分别与两个微调组件3相匹配的l型探针4，用于对不同的电缆层进行测试。其中，所述l型探针4包括用于与电缆层相接触的第一探杆401以及与第一探杆401相连接的第二探杆402，所述微调组件3包括微调螺母301以及设置在探针定位主体2上的螺纹旋进段
302，所述微调组件3作用于第二探杆402，用于调节第二探杆402相对于探针定位主体2的径向位置，所述第一探杆401的外侧套设有第一弹簧403，用于使第一探杆401复位。该层流测试装置1通过设置套设在电缆外侧的探针定位主体2，可以夹持在电缆上进行定位，并且在探针定位主体2上安装有微调组件3和若干周向排布的l型探针4，通过微调组件3调节第二探杆402相对于探针定位主体2的径向位置，l型探针4的端头表面镀银，可以在不损伤超导带材7的情况下，对超导电缆6导体层各分层实际流通的电流进行准确测量。
23.优选的，所述微调组件3由两个半环形的无氧铜壳组成，且在两个无氧铜壳的连接处设置有螺栓连接耳303，用于将两个无氧铜壳进行固定连接以及连接外部测试导线。并且在探针定位主体2的内侧设有绝缘垫圈5，用于与电缆层直接接触。绝缘垫圈5为哈弗结构，采用四氟材料制成，可夹持在电缆上辅助定位。
24.具体的，如图2所示，所述微调螺母301包括与螺纹旋进段302相匹配的内螺纹套3010以及与第二探杆402相匹配的锥柱套3011，所述锥柱套3011沿远离探针定位主体2的方向延伸且截面半径逐渐减小，由此通过旋转微调螺母301，l型探针4可上、下移动，其中第二弹簧404的设置可以确保l型探针4保持竖直位置，第一弹簧403为l型探针4向上移动提供弹力。微调螺母301的锥柱套3011与l型探针4的第二探杆402的接触面为斜面，此斜面能够将微调螺母301旋进旋出的水平移动量转化为l型探针4的上下移动量，微调螺母301内壁斜面与l型探针4第二探杆402的端头弧面滑动接触。
25.如图2和图3所示，所述探针定位主体2上径向开设有与第一探杆401相匹配的第一沉孔201以及与第二探杆402相匹配的纵槽202，所述第一弹簧403卡设在第一沉孔201内，第一沉孔201同时对l型探针4进行定位，具体的孔位数量可根据电缆每层超导带材7的根数确定。所述第二探杆402的外侧套设有第二弹簧404，所述纵槽202设置为阶梯槽，所述第二弹簧404设置在阶梯槽的宽槽内，当l型探针4处于安装到位状态时，所述第二弹簧404具有一定压缩形变量，用于确保l型探针4保持在竖直位置，不会在上下移动的过程中发生轻微晃动。
26.如图4所示，l型探针4包括用于与电缆层相接触的第一探杆401以及与第一探杆401相连接的第二探杆402，所述第一探杆401的外侧套设有第一弹簧403，用于使第一探杆401自恢复复位，所述第二探杆402的外侧套设有第二弹簧404，当l型探针4处于安装到位状态时，所述第二弹簧404具有一定压缩形变量，用于确保l型探针4在纵向移动过程中的稳定性。
27.并且，l型探针4的第一探杆401和第二探杆402两个端头表面均镀有银层，所述锥柱套3011内与第二探杆402的接触表面镀有银层，可以在不损伤超导带材7的情况下与超导带材7实现有效接触端，对超导电缆6导体层各分层实际流通的电流进行准确测量。
28.如图5所示，该层流测试装置1使用时，需要将探针定位主体2安装在超导电缆6的不同超导带材7上，使得探针定位主体2上两排相互平行设置的l型探针4能够接触到不同层的超导带材7，同时实现两层超导带材7通流能力的测试。
29.实际测试时，可以将两套该层流测试装置1分别安装在超导电缆6两端靠近电流端头8位置进行定位组装，安装探针定位主体2时稍稍夹持电缆外表面，以不会产生松动移位即可，根据每层超导带材7的根数将相应数量的l型探针4装入探针定位主体2，确保每一枚探针均有效顶在每一根超导带材7上，微微旋紧微调螺母301，使l型探针4上第二探杆402末
端的金属端头与锥柱套3011内壁有效接触，然后在螺栓连接耳303上连接细导线，将电缆左右两端对应导体层的导线缠绕绞合连接到测试仪表接线端，当超导电缆6通电后，即可读出导体层每层的电流值。当测试完成后，拆除装置即可，超导带材7将保持原貌而未因通电测量发生不可逆改变，实现了在不损伤超导带材7的情况下，对超导电缆6导体层各分层实际流通的电流进行准确测量。
30.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。