[发明专利]超导电缆系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种超导电缆系统，在该系统中，在一个致冷器内设置至少一个超导电缆，致冷器由两个金属管组成，两个金属管彼此同轴地间距设置，两管之间间距形成的环形间隙配装有真空绝缘件，该真空绝缘件由具有低导热性的材料和涂覆金属且具有高反射率的塑性膜组成的间隔件构成，其中的间隙被抽真空。

背景技术

在EP0 326 923B1中描述了一个这样的电缆系统。

在一个像这样的电缆系统中，致冷器(cryostat)被用作至少一个超导电缆和在终端的其连接区域的护套。目的是确保这里携带的低温介质的温度长时间和相对地长距离地保持，不会明显变热。一种这样的介质是，例如氮，例如将其引入温度在67K和90K之间的致冷器中。

如前面引用的EP 0 326 923B1，致冷器由两个管组成，在两管之间密封了一个间隙，两管由不锈钢组成，并也可以相对于它们的纵向横向折皱。在两管之间设置有间隙间隔件，该间隙间隔件由具有低导热性的材料和涂覆金属并具有高反射率的塑性膜组成。两管间的间隔件减少了热辐射。该间隙也被抽真空。只要真空存在，这样的致冷器就能够实现其功能。可是，如果真空被破坏，例如致冷器的外层管的损坏，大量的热量被引入到致冷器中，导致电缆系统的运行稳定性不再被确保。超导电缆必须立刻与供电系统断开，以阻止在电缆系统中发生电跳火(flashover)，这是因为引入的热量导致在冷却介质中形成气泡，特别是在氮中。这样的跳火将会导致部分电缆系统的毁坏。这将会导致相当大的损坏，尤其是在终端。直到致冷器修好超导电缆才能再次使用。这就需要相对大量的工作。

发明内容

本发明是基于设计最初所描述的电缆系统以使当致冷器损坏时电缆系统能够继续运行的目的。

这个目的是根据这样一种电缆系统得以实现，即：在该系统中，在致冷器内设置至少一个超导电缆，该致冷器由两个金属管组成，两个金属管彼此同轴并间隔一定距离设置，两管之间的距离所形成的环形间隙配装有真空绝缘件，该真空绝缘件由具有低导热性的材料和涂覆金属且具有高反射率的塑性膜组成的间隔件构成，且其中间隙被抽真空，热绝缘材料附加地设置在两管之间的间隙内，并且其热绝缘特性与两管之间产生的真空无关。

附加的热绝缘材料确保如果致冷器中的真空被破坏，引入电缆系统的热量足够的少，以至于电缆系统仍可能像最初地可靠地继续运行。由跳火引起的电缆系统损坏的危险被消除，尤其因为在冷却介质中没有气泡产生。在超导电缆与供电系统断开之前，保留足够的时间切换电力传输线到另一路径。

作为例子，适合的热绝缘材料是聚亚安酯，并尤其是，包含多孔热绝缘材料的真空绝缘板(vacuum insulation panel)，其中所述热绝缘材料被膜以气密密封状包围，由该膜包围的空间被抽空。作为例子，一种这样的材料是硅酸。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例：

图1显示了本发明超导电缆系统的示意图。

图2显示了在电缆系统使用的致冷器横截面的放大示意图。

具体实施方式

图1所示的电缆系统有两个终端1和2，在两个终端之间设置有超导电缆3。在终端1和2中，电缆3可以与超导电缆连接，该超导电缆继续延伸或者连接至常规导电电缆，或者通过一个适当地设计的套管连接至一个电气设备。超导电缆3的结构和它与进一步延伸的部件的电气连接在这里并不重要，因此不在此详述。

超导电缆3和两个终端1和2被致冷器KR环绕，致冷器的设计例如图2所示。作为例子，在供应区4中存在的制冷介质，例如氮被馈送到致冷器KR中。借助于制冷介质，电缆3中的超导导体变为超导状态并保持这种状态。这由致冷器KR确保，致冷器KR内的电缆3被容纳在两个终端1和2之间的路径上。在致冷器KR内也可以设置两根或多根超导电缆。

致冷器KR由两个金属管5和6组成，它们彼此同轴且间隔一定距离设置，在两管之间有环形间隙。管5和6优选地由不锈钢组成。相对于它们的纵向，金属管5和6也可以横向折皱。间隔件7配装在管5和6之间的间隙中，该间隔件7由热传导性差的材料构成，在整个长度上支撑管5和6相对彼此同轴。间隔件7优选绞线的形式，在管5和6之间以螺旋形设置。间隔件7也可以有不同的设计，只要能确保热绝缘材料能够在管5和6之间的间隙中没有任何空隙的设置。

当致冷器KR功能完好时，所谓的超绝缘件8安置在管5和6之间的间隙中，该超绝缘件8例如由涂覆有金属的塑性膜组成，该金属例如是铝，并且任何情况下无纺材料位于塑性膜之间。图2中用连成圆形的虚线表示超绝缘件8。管5和6之间的间隙同样被抽真空。