[发明专利]故障电流限制高温超导电缆及其配置方法

权利要求书

1.一种低温冷却高温超导（high temperature superconducting；HTS）电缆，被 配置为包含在公用事业电网内，所述公用事业电网具有在缺乏所述低温冷却HTS 电缆的情况下将发生的最大故障电流，所述低温冷却HTS电缆包括：

连续的液体低温冷却剂路径，用于使液体致冷剂循环；

内冷却剂通道位于所述低温冷却HTS电缆内，所述内冷却剂通道上缠绕有第 一HTS层和第二HTS层，所述第一HTS层和所述第二HTS层中包括稳定剂，所 述稳定剂具有为100-600微米的相当厚的总厚度，所述稳定剂具有为0.8-15微欧- 厘米的相当高的电阻率；以及

HTS导线的连续挠性布置，具有使所述最大故障电流衰减至少10%的阻抗特 性，通过配置所述HTS导线中的一根或多根的一个或多个设计参数来定义故障条 件期间的阻抗特性和最高温升，所述HTS导线的连续挠性布置被配置为允许所述 低温冷却HTS电缆在发生最大故障条件期间在所述HTS导线内以最大温升工作， 所述最大温升低到足以防止在所述液体致冷剂内形成气泡。

2.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，还包括：

连续挠性缠绕支撑结构，其中所述HTS导线中的一根或多根相对于所述连续 挠性缠绕支撑结构同轴地定位。

3.如权利要求2所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述连续挠性缠绕 支撑结构包括空心轴向芯。

4.如权利要求2所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述连续挠性缠绕 支撑结构包括波纹不锈钢管。

5.如权利要求2所述的低温冷却HTS电缆，还包括：

一个或多个导电层；

屏蔽层，相对于所述连续挠性缠绕支撑结构同轴地定位；以及

绝缘层，相对于所述连续挠性缠绕支撑结构同轴地定位并位于所述一个或多 个导电层与所述屏蔽层之间。

6.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述液体致冷剂是 液氮。

7.如权利要求6所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述液氮被加压至 大气压力以上并被过冷至77K以下。

8.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述液体致冷剂是 液氢。

9.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述低温冷却HTS 电缆包括一根或多根HTS导线。

10.如权利要求5所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述HTS导线至 少其中之一由选自由以下各项组成的组的HTS材料构成：稀土钡铜氧化物；铊钡 钙铜氧化物；铋锶钙铜氧化物；汞钡钙铜氧化物；以及二硼化镁。

11.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述稳定剂层具 有在200～500微米范围内的总稳定剂厚度和在90°K下在1～10.0微欧-厘米范围内 的电阻率。

12.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述稳定剂具有 为100-600微米的相当厚的总厚度，所述稳定剂具有为0.8-15微欧-厘米的相当高 的电阻率，所述一个或多个设计参数包括以下各项中的一个或多个：稳定剂电阻率 因数；稳定剂厚度因数；导线比热因数；以及工作临界电流密度因数。

13.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，还包括：

一个或多个高速开关，与所述低温冷却HTS电缆并联地耦合，其中所述一个 或多个高速开关被配置为在故障条件开始之后断开。

14.如权利要求1所述的低温冷却HTS电缆，其特征在于，所述低温冷却HTS 电缆被配置为在链接多个变电站的母联（bus-tie）应用中使用。