阅读说明：本技术 超导电缆系统 (Superconducting cable system ) 是由 吴小辰 胡子珩 章彬 汪桢子 汪伟 王哲 魏前虎 陈腾彪 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种超导电缆系统。超导电缆系统包括低温杜瓦管、牵引保护套和通电导体。牵引保护套与低温杜瓦管可拆卸连接,且与低温杜瓦管共同围成一容纳腔。通电导体设置于容纳腔内。所述超导电缆系统,通过设置牵引保护套,可以保护设置于容纳腔内且超出低温杜瓦管的部分通电导体。牵引保护套和低温杜瓦管可拆卸连接,方便了将超导电缆系统运输至目的地后通电导体和低温杜瓦管与电力设备的安装连接。牵引保护套的设置可以避免运输过程中通电导体的磨损和受力,延长了超导电缆系统中通电导体的使用寿命。(The present application relates to a superconducting cable system. The superconducting cable system comprises a low-temperature Dewar pipe, a traction protective sleeve and a power-on conductor. The traction protective sleeve is detachably connected with the low-temperature Dewar pipe and encloses a containing cavity together with the low-temperature Dewar pipe. The electrified conductor is arranged in the accommodating cavity. The superconducting cable system can protect part of the electrified conductor which is arranged in the containing cavity and exceeds the low-temperature Dewar pipe by arranging the traction protective sleeve. The traction protective sleeve is detachably connected with the low-temperature Dewar pipe, so that the installation and connection of the electrified conductor and the low-temperature Dewar pipe and the power equipment after the superconducting cable system is transported to a destination are facilitated. The traction protective sleeve can avoid abrasion and stress of the electrified conductor in the transportation process, and the service life of the electrified conductor in the superconducting cable system is prolonged.)

超导电缆系统

技术领域

本申请涉及输电技术领域，特别是涉及一种超导电缆系统。

背景技术

在超导电缆中，由于低温杜瓦管与终端连接后通电导体会继续延伸至终端中与电流引线连接，且通电导体与低温杜瓦管的低温收缩率不同。因此，通电导体的长度会大于低温杜瓦管的长度。

在现有技术中，通常采用工厂异步集成方式对超导电缆本体进行集成，也就是说，超导电缆本体需要通过运输才可以到达安装敷设现场，而运输过程可能会导致通电导体中长于低温杜瓦管的部分发生损坏。

发明内容

基于此，有必要针对超导电缆本体运输过程中可能会导致通电导体中长于低温杜瓦管的部分发生损坏的问题，提供一种超导电缆系统。

本申请提供一种超导电缆系统，包括：

低温杜瓦管；

牵引保护套，与所述低温杜瓦管可拆卸连接，且与所述低温杜瓦管共同围成一容纳腔；以及

通电导体，设置于所述容纳腔内。

在其中一个实施例中，所述牵引保护套包括：

保护套筒组件，与所述低温杜瓦管可拆卸连接，且所述保护套筒组件包括头部和至少一个套筒；以及

膨胀节，设置于每两个相邻的所述套筒之间、或者所述头部和所述套筒之间，且所述膨胀节与所述头部以及所述套筒固定连接，用于增大所述牵引保护套的轴向伸缩距离和径向弯曲度。

在其中一个实施例中，所述膨胀节为波纹式膨胀节。

在其中一个实施例中，所述膨胀节与所述头部和/或所述套筒通过法兰连接。

在其中一个实施例中，所述头部、所述套筒和所述膨胀节的材料为金属。

在其中一个实施例中，所述膨胀节为弯管式膨胀节。

在其中一个实施例中，所述超导电缆系统还包括把手，设置于所述头部。

在其中一个实施例中，所述把手为牵引环。

在其中一个实施例中，所述牵引环焊接于所述头部。

在其中一个实施例中，所述牵引保护套与所述低温杜瓦管通过法兰连接。

在其中一个实施例中，所述牵引保护套与所述低温杜瓦管的内径相同。

所述超导电缆系统，通过设置牵引保护套，可以保护设置于容纳腔内且超出低温杜瓦管的通电导体。牵引保护套和低温杜瓦管可拆卸连接，方便了将超导电缆系统运输至目的地后通电导体和低温杜瓦管分别与电力设备进行安装。因此，牵引保护套的设置可以避免运输过程中通电导体的磨损和受力，延长了超导电缆系统中通电导体的使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种超导电缆系统剖面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种超导电缆系统外观结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种超导电缆系统外观结构示意图。

附图标号说明

100 超导电缆系统

10 低温杜瓦管

20 牵引保护套

210 容纳腔

220 保护套筒组件

221 头部

222 套筒

230 膨胀节

30 通电导体

40 把手

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1-图2，本申请提供一种超导电缆系统100。超导电缆系统100包括低温杜瓦管10、牵引保护套20和通电导体30。牵引保护套20与低温杜瓦管10可拆卸连接，且与低温杜瓦管10共同围成一容纳腔210。通电导体30设置于容纳腔210内。

可以理解，低温杜瓦管10可以为双层结构，即分为内管和外管，且内管和外管之间设置有多层隔热材料，可以隔绝外部环境对设置于低温杜瓦管10内部通电导体30的超导性能的影响。通电导体30为超导电缆中的导电部分，在本实施例中，通电导体30可以为三相同轴电缆。由于三相同轴电缆是通过在柔性电缆骨架上由内到外依次绕制绝缘层、三相超导层、绝缘层、屏蔽层和保护层而形成，且三相超导层中的每两相超导层之间同样绕制有绝缘层。当对三相同轴电缆进行降温时，可以向低温杜瓦管10内灌注液氮，液氮可以沿柔性电缆骨架内壁流入，并沿通电导体30外表面与低温杜瓦管10内管之间的通道流出，从而完成液氮对通电导体30降温过程的循环。在上述过程中，若通电导体30受到磨损或者因拉力过大受到损伤时，会导致外侧绝缘层的绝缘性能减弱，而液氮无法满足绝缘要求，从而则会影响通电导体30的超导性能或者使用寿命。

本申请提供的超导电缆系统100中，通电导体30设置于低温杜瓦管10内，且通电导体30的一部分可以延伸至低温杜瓦管10外，该设计方便在超导电缆敷设过程中连接通电导体30与电力设备。因此，在本实施例中，牵引保护套20的长度通常大于通电导体30超出低温杜瓦管10部分的长度，且通电导体30与牵引保护套20之间无机械连接关系，从而可以避免敷设超导电缆的过程中通电导体30受力而发生损伤。可以理解，牵引保护套20和低温杜瓦管10的可以实现对通电导体30的全面保护，可以防止水分、灰尘等进入低温杜瓦管10的同时，还可以防止超导电缆敷设过程中通电导体30因磨损和受力受到的损伤，从而保证通电导体30的超导性能的稳定性。

可以理解，本申请对牵引保护套20的形状不作限定，只要其可以满足超导电缆运输过程要求即可。在其中一个实施例中，牵引保护套20的截面形状可以为方形，且方形的边长可以大于低温杜瓦管10的外径长度，方便牵引保护套20与低温杜瓦管10的进行固定连接和密封。在其中一个实施例中，牵引保护套20还可以为圆柱形，且牵引保护套20与低温杜瓦管10的内径可以相同。在本实施例中，圆柱形的牵引保护套20可以保证与低温杜瓦管10连接后的良好的稳定性和密封性，从而确保超导电缆系统100的超导性能。可以理解，在保证牵引保护套20与低温杜瓦管10连接强度以及密封性能的前提下，可以适当减小牵引保护套20的内径，从而节约牵引保护套20所需的材料，降低超导电缆系统100的成本。需要说明的是，牵引保护套20的具体形状设计和材料选择应综合考虑牵引保护套20与低温杜瓦管10之间连接的稳定性和牵引保护套20在敷设电缆过程中可以承受的拉力。

在其中一个实施例中，超导电缆系统100还可以包括一封口部。封口部可以设置于低温杜瓦管10远离牵引保护套20的一端，且与低温杜瓦管10远离牵引保护套20的一端可拆卸连接，即封口部可以作为低温杜瓦管10的末端封口。由于牵引保护套20可以用于超导电缆敷设过程牵引及保护使用，通过设置牵引保护套20，可以避免通电导体30超出低温杜瓦管10的部分发生磨损，且可以避免敷设牵引过程中通电导体30受力，从而对通电导体30进行了最大程度的保护。在本实施例中，封口部、低温杜瓦管10和牵引保护套20可以共同形成一个密封腔，防止空气中水分或者灰尘等进入，以实现对通电导体30的全方位保护。

超导电缆系统100通过设置牵引保护套20，可以保护设置于容纳腔210内且超出低温杜瓦管10的部分通电导体30。牵引保护套20和低温杜瓦管10可拆卸连接，方便将超导电缆系统100运输至目的地后通电导体30和低温杜瓦管10分与电力设备进行安装连接。牵引保护套20的设置可以避免运输过程中通电导体30的磨损和受力，延长了通电导体30的使用寿命。

请一并参见图3，在其中一个实施例中，牵引保护套20包括保护套筒组件220和膨胀节230。保护套筒组件220与低温杜瓦管10可拆卸连接，且保护套筒组件220包括头部221和至少一个套筒222。膨胀节230设置于每两个相邻的套筒222之间、或者头部221和套筒222之间，且膨胀节230与头部221以及套筒222固定连接，用于增大牵引保护套20的轴向伸缩距离和径向弯曲度。在其中一个实施例中，保护套筒组件220的头部221可以为圆弧形，套筒222可以为圆柱形，且圆弧形头部221的开口部的直径、套筒222的直径均与低温杜瓦管10的直径相同。可以理解，保护套筒组件220的头部221和套筒222的材料可以相同也可以不同。在其中一个实施例中，保护套筒组件220中头部221和套筒222的材料均可以为金属。保护套筒组件220的头部221和套筒222可以分别与膨胀节230焊接，焊接可以保证头部221和套筒222分别与膨胀节230的机械连接的可靠性。

牵引保护套20可以在其中间位置设置一个或者多个膨胀节230。可以理解，膨胀节230为可以有效补偿轴向变形的挠性元件，其具有轴向柔度大且容易变形的优点。可以理解，膨胀节230可以沿轴向方向进行伸缩，同时也可以在一定范围内进行弯曲，即可以沿径向发生弯曲。在其中一个实施例中，为了防止膨胀节230超过允许的补偿量，可以在膨胀节230的两端设置有限位装置，从而限制膨胀节230的最大形变量。膨胀节230的设置可以提高牵引保护套20的实用性，即可以在对通电导体30进行保护的前提下，提高牵引保护套20的灵活性，方便超导电缆系统100在敷设超导电缆的过程中进行运输，避免敷设过程对牵引保护套20产生强度破坏、失稳破坏和管子拉脱破坏等。

在其中一个实施例中，膨胀节230为波纹式膨胀节。可以理解，波纹式膨胀节可以由金属波纹管制成，其可以沿管道轴线方向伸缩，也允许少量弯曲。在其中一个实施例中，波纹式膨胀节可以为轴向式波纹管膨胀节。波纹式膨胀节主要依靠波纹管实现伸缩功能，通过对波纹管进行不同设计及组合，可以使波纹管具有拉伸、压缩或弯曲的作用，从而得到轴向、横向、角向三种基本形式的波纹膨胀节。在本实施例中，可以依据电缆敷设过程的具体需要，选择合适类型或组合的波纹式膨胀节。在其中一个实施例中，膨胀节230还可以为弯管式膨胀节。弯管式膨胀节为利用形体的弹性变形能力进行补偿的一种膨胀节，其具有强度高和寿命长的优点。

在其中一个实施例中，膨胀节230与头部221和/或套筒222通过法兰连接。可以理解，膨胀节230和套筒222的两端可以分别设置一个法兰盘，且头部221的一端可以设置一个法兰盘。在膨胀节230与头部221和/或套筒222通过法兰连接时，在两个法兰盘之间还可以设置有法兰垫，并使用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合。可以理解，法兰连接具有方便拆卸、严密性好等优点。

在其中一个实施例中，头部221、套筒222和膨胀节230的材料为金属。可以理解，采用金属材料制作头部221、套筒222和膨胀节230，可以提高牵引保护套20的机械强度。在其中一个实施例中，牵引保护套20的头部221、套筒222和膨胀节230的材料可以与低温度瓦管的材料相同。

在其中一个实施例中，超导电缆系统100还包括把手40，设置于头部221。可以理解，把手40的设置可以方便对牵引保护套20进行牵拉，从而可以在敷设电缆过程中牵拉超导电缆系统100。在其中一个实施例中，把手40为牵引环。牵引环可以直接焊接于牵引保护套20的头部221，也可以通过螺栓等机械元件将牵引环固定于牵引保护套20的头部221。

在其中一个实施例中，牵引保护套20与低温杜瓦管10通过法兰连接。可以理解，在超导电缆的敷设过程中，首先要将超导电缆系统100运输至指定地点，随后需要将牵引保护套20从低温杜瓦管10上进行拆除。此时，通电导体30长于低温杜瓦管10，并将通电导体30长于低温杜瓦管10的一端连接至待安装的电力设备，即可完成超导电缆的敷设。可以理解，低温杜瓦管10与牵引保护套20采用法兰进行连接可以方便保护装置与低温杜瓦管10之间的拆卸。同时低温杜瓦管10与牵引保护套20采用法兰进行连接也可以方便牵引保护套20的重复利用，可以节约资源。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。