[发明专利]适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置及方法

说明书

本发明提供了一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置及方法，箱体的侧壁上设置有第一进出孔和第二进出孔；动力限位滚轮组设置于第一进出孔和第二进出孔位置处；光纤放线装置、光纤限位滚轮组以及绕包装置沿开槽铜芯骨架传动方向依次设置；光纤放线装置设置于第二进出孔的一侧，光纤放线装置用于释放光纤，光纤限位滚轮组用于限位固定光纤放线装置释放的光纤；绕包装置用于将光纤嵌入开槽铜芯骨架的凹槽内，并将带材绕包在开槽铜芯骨架上；驱动装置用于驱动动力限位滚轮组和绕包装置。本发明能够实现物理结构完整且各部件组合平顺的内封光纤的高温超导集束缆线的连续化制备。

技术领域

本发明涉及超导缆线技术领域，具体地，涉及适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置及方法。

背景技术

内封光纤的高温超导集束缆线不仅具有常规高温超导集束缆线具有的高载流能力和完全换位结构，还能通过其内封的光纤实现对整根高温超导集束缆线温度的监控，从而实现热点位置的定位，提高高温超导缆线运行的安全性。该高温超导缆线通过对铜芯骨架开槽来放置光纤，通过带材的层层绕包限制光纤的位置。这一创新型的结构有望克服长距离高温超导缆线失超检测难的问题，使高温超导带材真正走出实验室，迈向工程应用。

目前，国内外有两家单位对光纤与高温超导集束缆线结合的概念和样品进行了描述和制备。经检索发现：J Schwartz团队在文献D.C.van der Laan et al.,wirescontaining integrated optical fibers for temperature and strain monitoringand voltage wires for reliable quench detection，Supercond.Sci.Technol.，vol.33，no.8，2020，Art.no.085010.和文献F.ScurtiLaan et al.,SMART conductor onround corewire via integrated optical fibers,Supercond.Sci.Technol.，vol.34，no.3，2021，Art.no.035026.中，阐述了内封光纤的高温超导CORC缆的结构以及其简易制备方法，将三根光纤嵌入铜芯骨架表面的三个螺旋凹槽中，同时通过人为地在缆线上制造热点和施加过电流，使超导线圈发生失超，继而通过内封的测量光纤实现了线圈温度的测量。

中科院等离子物理研究所的团队在文献Bin Chen et al.,Distributed opticalfiber sensor for investigation of normal zone propagation and hot spotlocation in REBCO cables，Fusion Eng.Des.,vol.156，2020，Art.no.111569.中，将一根光纤放置于在铜芯骨架表面的直槽，另一根置于集束缆线表面，并采用加热引起失超的方法，成功的实现热点位置的定位和失超传播速度的计算。

以上文献证明了内封光纤的高温超导集束缆线可以实现其自身温度的“自监测”，然而关于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置及方法并未有明确说明，因此有必要设计一种能实现光纤的有效定位，能够保证光纤平顺的置于缆线铜芯的槽内，并且外部超导带材绕制均匀的内封光纤高温超导集束缆线制作的装置及方法。

公开号为CN113539570A的专利文献公开了一种基于多槽结构的高温超导缆线，包括支撑结构，所述支撑结构用于起到电缆支撑的作用；所述支撑结构外表面上沿圆周等间距开设有若干个纵向沟槽，若干个纵向沟槽沿所述支撑结构轴线呈中心对称分布；所述纵向沟槽内安装有超导带；所述支撑结构外表面上绕设有绝缘层，所述绝缘层外表面套设有保护外壳，所述绝缘层与所述保护外壳之间设置有屏蔽层。但是该专利文献也未公开高温超导集束缆线制作的装置及方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置及方法。