[发明专利]超导电力系统以及超导电缆铺设方法

说明书

本发明涉及超导电力系统以及超导电缆铺设方法，以在对超导电缆进行冷却操作时能够有效地吸收电缆收缩所产生的收缩力，并且能够以尽量减少不必要的铺设空间的浪费的方式铺设超导电缆。

技术领域

本发明涉及一种超导电力系统以及超导电缆铺设方法，更详细而言，本发明涉及一种以能够在对超导电缆进行冷却操作时有效地吸收电缆收缩所产生的收缩力，并且能够以尽量减少不必要的铺设空间的浪费的形式铺设超导电缆的超导电力系统以及超导电缆铺设方法。

背景技术

在一定的温度下，超导线材的电阻接近于零，因此在低电压下也具有较强的输电能力。

作为能够实现大容量、高效率、环保输电的电力电缆，交流超导电缆在其允许电流中充电电流所占的比重较小，因此充电电流所致的输电距离限制小于现有的电缆。因此，有利于远距离输电，特别是对于直流超导电缆来说，电阻接近于0，因此具有几乎不存在远距离输电引起的电压下降的优点。

具备这样的超导线材的超导电缆采用通过氮等冷媒进行冷却的方法以及/或者形成真空层的隔热方法来形成并保持极低温环境。由于超导电缆使用冷媒来保持极低温，因此可以在铺设区间内每隔规定距离设置中间接线盒，并设置终端接线盒，以与常温环境的电力系统连接。

构成这种超导电力系统的超导电缆一般包括内部金属管和外部金属管。

可以在构成超导电缆的内部金属管的内侧设置液态冷媒循环的冷却部，并在其外部设置用于防止辐射等热传递的MLI(Multi Layer Insulation：多层绝缘)形式的隔热层。

为实现真空隔热，可以在所述隔热层的外侧设置真空部，所述真空部具备隔离空间，所述隔离空间具备隔离件，并且在所述真空部的外侧设置外部金属管。

所述内部金属管和外部金属管可以由金属材料构成，例如，可以由铝材料等构成。

一般的超高压电缆在进行输电时，由于导体发热而使线材发生热膨胀。因而有可能在管路内发生扭曲以及固定部位的力集中。因此利用铺设设计技术开发了对应各种环境条件的铺设方法。自超导电缆的开发期已过了较长的时间，因此也积累了铺设设计技术。

然而对于超导电缆来说，由于使用极低温冷媒即液氮，因此不同于现有的超高压电缆，会发生收缩现象。特别是，所述内部金属管收纳液态冷媒，因此有可能因在所述冷却部进行循环的极低温的液态冷媒而产生严重的收缩作用。

相反，对于所述外部金属管来说，通过隔热部以及真空部来阻断辐射、对流以及传导等热传递，因而液态冷媒引起的冷却收缩量并不大。

因此，出于保持超导电缆的强度等目的而设置的内部金属管和外部金属管在液态冷媒进行填充以及循环时发生不同程度的收缩。

内部金属管和外部金属管分别具有波纹结构，因此当内部金属管收缩时超导电缆整体都会收缩，收缩的超导电缆有可能对各个中间接线盒或终端接线盒施加收缩力。

当因超导电缆的收缩而分别向接线盒施加收缩力时，与接线盒的接线上有可能发生问题或者事故，为防止这种情况，以往并未将各个中间接线盒或者终端接线盒设置成固定型而是设置成能够在预定范围内沿着平行于收缩力的方向进行滑动的结构，或者在超导电缆铺设区间内形成规定的水平迂回空间或水平方向偏移(offset)空间，以通过该空间设定超导电缆沿着水平方向大幅迂回的区间，从而应对超导电缆的收缩。

然而，设置可滑动的接线盒的方法有可能降低系统的稳定性，而形成偏移空间的方法不必要地在超导电缆的铺设区间内不必要地增加超导电缆的铺设面积，并且因内部摩擦力而使收缩力的减小不充分。

特别是，当将超导电缆铺设在地下时，不易确保充分的偏移空间，并且有可能与需要一同设置在铺设空间中的其它种类的电缆等发生干涉。

发明内容

所要解决的技术问题