[发明专利]一种耐高电压的超导电缆电位探测线绝缘引出结构

说明书

本发明公开了一种耐高电压的超导电缆电位探测线绝缘引出结构，实现超导电缆的电位探测线从绝缘层平稳引出，其包括超导电缆，通过多个焊接点与多个探测线的线芯连接，探测线上套有一段隔离管；探测线的引线路径包括剪切的预浸料细条拼接的阶梯、复合绝缘层包绕的绝缘层台阶以及绝缘填充物和湿包绕绝缘组成的台阶；探测线通过所述引线路径引出超导电缆；在探测线与超导电缆之间的间隙填充有预浸料；所述复合绝缘层含有预浸料；探测线的引出口位置下方固定有绝缘填充物，上侧覆盖有湿包绕绝缘；隔离管用于隔开探测线引出处其自身绝缘与复合绝缘层和湿包绕绝缘接触；复合绝缘层通过加压、加热进行固化，绝缘填充物和湿包绕绝缘为自然固化。

技术领域

本发明涉及磁约束聚变超导磁体馈线技术领域，特别涉及超导电缆高电压电位探测线绝缘引出结构及制作方法。

背景技术

在大型超导磁约束聚变装置中，超导馈线中的超导电缆承担着向超导磁体系统供电、供冷的重要作用。电位探测线被布置在超导电缆表面，逐段测量超导电缆电位，监控其运行状态，是失超探测的重要诊断信号来源。超导电缆最外层包覆了可承受高电压的复合材料绝缘层，而电位探测线引出必须穿越绝缘层，破坏了绝缘层的完整性，引出部位的绝缘一旦存在缺陷，在低温、真空、磁场等复杂工作环境中，极易成为高压电弧放电的源头。EAST、W7-X等超导磁约束聚变装置都出现过因电位探测线引出不当造成的严重运行事故。可见高电压电位探测线绝缘引出结构的可靠性将直接影响超导电缆甚至整个超导磁体系统的安全运行。

发明内容

为了解决超导装电缆电位探测线引出的问题，本发明提出了一种耐高电压的超导电缆电位探测线绝缘引出结构及其制作方法。本发明解决了超导电缆表面电位探测线引出的问题，该电位探测线引出结构密封性好，空隙率低，能在高真空和低温环境下稳定传输电信号，保障超导电缆安全稳定的运行。

为实现以上目的本发明所采用的技术方案是：一种耐高电压的超导电缆电位探测线绝缘引出结构，包括超导电缆，通过多个焊接点与多个探测线的线芯连接，探测线上套有一段隔离管；

探测线的引线路径包括剪切的预浸料细条拼接的阶梯、复合绝缘层包绕的绝缘层台阶以及绝缘填充物和湿包绕绝缘组成的台阶；探测线通过所述引线路径引出超导电缆；

在探测线与超导电缆之间的间隙填充有预浸料；

所述复合绝缘层，包括前段复合绝缘层和后段复合绝缘层，其含有预浸料；

探测线的引出口位置下方固定有绝缘填充物，上侧覆盖有湿包绕绝缘；隔离管用于隔开探测线引出处其自身绝缘与复合绝缘层和湿包绕绝缘接触；复合绝缘层通过加压、加热进行固化，绝缘填充物和湿包绕绝缘为自然固化。

根据本发明的另一方面，如前所述一种耐高电压的超导电缆电位探测线绝缘引出结构的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：先在超导电缆表面包绕探测线引出方向一侧的所述后段复合绝缘层，包绕方式为半迭包，预浸料为内侧，预留第一预定长度的拼接台阶；

步骤2：在各探测线表面分别套上隔离管，隔离管起始位置设置在探测线从复合绝缘层引出的过渡阶段，隔离管以第二长度露出绝缘，以避免探测线自身表面的绝缘层遇到复合绝缘层和湿包绕绝缘发生脆裂；

步骤3：采用半迭包的方式在探测线表面包绕一层预浸料，包绕完成后再采用同样的方式把所有的探测线平铺包绕在一起，以填充探测线之间间隙；

步骤4：去除探测线根部绝缘层，并打磨探测线线芯和超导电缆连接表面，进行焊接；

步骤5：裁剪预浸料成条状，从探测线焊接点开始进行铺设，以使探测线与导体表面平稳过度；

步骤6：使用半迭包的方式包绕探测线另一侧的前端复合绝缘；

步骤7：在包绕好的复合绝缘层表面包绕一层密封袋膜，在袋膜表面包绕硅胶条和玻璃丝带，以避免固化过程中绝缘变形，然后放入烘箱加热固化；