超導電纜制造技術

本發明專利技術公開了一種具有低材料成本和良好的耐電壓性能的超導電纜，所述電纜能夠抑制介電損耗。具體公開了具有位于導體外周上的絕緣層(5)的直流超導電纜(10)，并且所述電纜的特征在于：絕緣層(5)由內層至外層依次由第一絕緣層(5a)、第二絕緣層(5b)和第三絕緣層(5c)形成；絕緣層(5)浸漬有液氮；第一絕緣層(5a)的介電常數ε1與介電損耗正切值tanδ1的乘積和第二絕緣層(5b)的介電常數ε2與介電損耗正切值tanδ2的乘積滿足ε1×tanδ1>ε2×tanδ2的關系；并且第二絕緣層(5b)的介電常數ε2與介電損耗正切值tanδ2的乘積和第三絕緣層(5c)的介電常數ε3與介電損耗正切值tanδ3的乘積滿足ε2×tanδ2<ε3×tanδ3的關系。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種超導電纜。
技術介紹
超導電纜作為一種致密并且能夠傳輸大量的電力而損耗低的新型電力電纜越來越得到關注。超導電纜通常包含圍繞柔性框架(former)依次分層堆積的超導體層、絕緣層和超導屏蔽層。超導體層通過纏繞多條帶狀氧化物超導線構造而成。絕緣層通過纏繞絕緣帶構造而成。超導屏蔽層通過纏繞多條帶狀氧化物超導線構造而成。專利文獻I公開了一種超導電纜，其中超導體層3a、絕緣層 51a和超導屏蔽層7a等圍繞框架Ia依次分層堆積，如圖4所示。例如，使用釔類氧化物超導線材，如Y1Ba2Cu3CVx(O ( X<D作為用于超導體層3a的帶狀氧化物超導線材。絕緣層51a通過纏繞絕緣紙，如合成紙、半合成絕緣紙或牛皮紙構造而成。當超導電纜通過液氮冷卻時，絕緣層51a將液氮保持在絕緣紙內和絕緣紙紙張之間的空隙中(不良空隙)。數值表達式I表不由均一的絕緣材料形成的絕緣層51a中的電場分布。絕緣層51a的耐電壓性能需要高于絕緣層51a中的最大電場。根據以下表達式1，絕緣層51a中的電場在r=rl時達到最大。就絕緣設計而言，超導電纜被設計為使絕緣層51a中的最大電場低于其耐電壓性能。 ^ V = ~ΓΤ …⑴(V :電壓；r :半徑，Γι :絕緣層的內半徑，r2 :絕緣層的外半徑)另一方面,專利文獻2公開了一種稱作分級(grading)的絕緣層構造。不同于由均一的絕緣材料形成的專利文獻I中所述絕緣層，分級的絕緣層具有兩個層。在這兩個絕緣層中，內絕緣層的介電常數ε i高，而外絕緣層的介電常數ε2低。通過使內絕緣層的介電常數ε i高而外絕緣層的介電常數ε 2低，考慮到直流電特性而可實現高耐電壓性能。數值表達式2表示內絕緣層與外絕緣層之間的邊界電壓Va。施加于內絕緣層的電壓AV為(V-Va)。電壓Λ V很小，因為內絕緣層的介電常數ε !被設置得高而外絕緣層的介電常數ε 2被設置得低(ε P ε 2)。結果，分級具有減弱(降低)內電場的作用。因此，可使直接作用于導體上的最大電場降低，從而實現高耐電壓性倉泛。權利要求1.一種超導電纜，所述超導電纜包括 圍繞導體的外周形成的絕緣層，其中 所述絕緣層具有由內層至外層分別為第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層的至少三個層，并且所述絕緣層浸潰有液氮， 所述第一絕緣層的介電常數ε I與介電損耗正切值tan δ I的乘積和所述第二絕緣層的介電常數ε 2與介電損耗正切值tan δ 2的乘積滿足ε I X tan δ 1> ε 2 X tan δ 2的關系，并且 所述第二絕緣層的介電常數ε 2與介電損耗正切值tan δ 2的乘積和所述第三絕緣層的介電常數ε 3與介電損耗正切值tan δ 3的乘積滿足ε 2 X tan δ 2〈 ε 3 X tan δ 3的關系。2.如權利要求I所述的超導電纜，其中所述第二絕緣層的介電常數ε2與介電損耗正切值tan δ 2的乘積等于或小于O. 04%。3.如權利要求I所述的超導電纜，其中 所述第一絕緣層的介電常數ε I與介電損耗正切值tan δ I的乘積等于或大于O. 1%， 所述第二絕緣層的介電常數ε 2與介電損耗正切值tan δ 2的乘積等于或小于O. 04%,并且 所述第三絕緣層的介電常數ε 3與介電損耗正切值tan δ 3的乘積大于O. 04%且等于或小于O. 3%ο4.如權利要求I 3中任一項所述的超導電纜，其中 所述第一絕緣層通過纏繞多張牛皮紙或者多層牛皮紙和塑料膜的復合帶材而構造成， 所述第二絕緣層通過纏繞多層由塑料纖維制造的無紡布所形成的帶材而構造成，并且 所述第三絕緣層通過纏繞多張牛皮紙或者多層牛皮紙和塑料膜的復合帶材而構造成。5.如權利要求4所述的超導電纜，其中 所述第三絕緣層為牛皮紙和塑料膜的復合帶材，并且圍繞所述第三絕緣層的外周進一步纏繞多張牛皮紙。6.如權利要求4或5所述的超導電纜，其中構成所述第二絕緣層的由塑料纖維制造的所述無紡布為非極性塑料。7.如權利要求4 6中任一項所述的超導電纜，其中構成所述第二絕緣層的由塑料纖維制造的所述無紡布被砑光以進行致密化。8.如權利要求I 7中任一項所述的超導電纜，其中 所述第一絕緣層的厚度等于或小于整個絕緣層厚度的1/4， 所述第二絕緣層的厚度為整個絕緣層厚度的1/10 1/3， 所述第三絕緣層具有通過從整個絕緣層厚度中減去所述第一絕緣層厚度和所述第二絕緣層厚度而獲得的厚度。9.如權利要求I 7中任一項所述的超導電纜，其中 所述第二絕緣層的厚度等于或小于5_。全文摘要本專利技術公開了一種具有低材料成本和良好的耐電壓性能的超導電纜，所述電纜能夠抑制介電損耗。具體公開了具有位于導體外周上的絕緣層(5)的直流超導電纜(10)，并且所述電纜的特征在于絕緣層(5)由內層至外層依次由第一絕緣層(5a)、第二絕緣層(5b)和第三絕緣層(5c)形成；絕緣層(5)浸漬有液氮；第一絕緣層(5a)的介電常數ε1與介電損耗正切值tanδ1的乘積和第二絕緣層(5b)的介電常數ε2與介電損耗正切值tanδ2的乘積滿足ε1×tanδ1>ε2×tanδ2的關系；并且第二絕緣層(5b)的介電常數ε2與介電損耗正切值tanδ2的乘積和第三絕緣層(5c)的介電常數ε3與介電損耗正切值tanδ3的乘積滿足ε2×tanδ2<ε3×tanδ3的關系。文檔編號C01G29/00GK102859613SQ20118001955公開日2013年1月2日 申請日期2011年5月9日 優先權日2010年5月10日專利技術者向山晉一, 八木正史, 米村德偉, 野村朋哉 申請人:古河電氣工業株式會社, 公益財團法人國際超電導產業技術研究中心本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：向山晉一，八木正史，米村德偉，野村朋哉，
申請(專利權)人：古河電氣工業株式會社，公益財團法人國際超電導產業技術研究中心，
類型：
國別省市：