一种高温超导直流海底电缆的制作方法

本发明涉及一种高温超导直流海底电缆。

背景技术：

超导是指某些物质在一定温度条件下(一般为较低温度)电阻降为零的性质，从正常态转变为超导态时的温度，称为该物质的超导临界温度或零电阻温度。超导体，指在某一温度下电阻为零的导体(在实验中若导体电阻的测量值低于10^-25Ω，可以认为电阻为零)。高温超导体是超导物质中的一种族类，只是相对低温超导所需的超低温高许多的温度，不过也在零下200摄氏度左右；零电阻效应具有无损耗运输电流的性质，用于电能传输就有了高温超导电缆。

现有技术中的高温超导电缆，一方面，完整回路需要多次接头，存在损耗高、体积大、重量重、传输容量有限和效率低等缺点；另一方面，受到敷设环境局限和长距离敷设限制，实际应用阻力大；再一方面，施工难度大、成本高。

因此本领域技术人员致力于开发一种能够有效提高传输量的高温超导直流海底电缆。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效提高传输量的高温超导直流海底电缆。

为实现上述目的，本发明提供了一种高温超导直流海底电缆，其特征是：包括圆形支撑管，圆形支撑管上设置有中心孔，圆形支撑管的外壁设置有相互对称的第一支耳和第二支耳；

第一支耳与第二支耳呈螺旋状设置在圆形支撑管的外壁；第一支耳与所述第二支耳的相位差为180°；第一支耳与第二支耳的节径比为10-12倍；

圆形支撑管的外侧设置有正极辅助导体和负极辅助导体，正极辅助导体与负极辅助导体通过第一支耳与第二支耳隔开；

正极辅助导体上间隔设置有若干个正极超导体；负极辅助导体上间隔设置有若干个负极超导体。

为了进一步提高传输量，各正极超导体与各负极超导体均呈扁平状。

为了具有测温功能和信号传输功能，正极辅助导体与负极辅助导体的外侧均设置有复合光纤，各复合光纤分别与第一支耳和第二支耳贴合并对称设置。

正极超导体与负极超导体外侧设置有聚酰亚胺管。

为了保护导体不受损伤和满足短路容量的要求，聚酰亚胺管外侧设置有皱纹铜套，皱纹铜套的内侧设置有纹络。

为了使线芯不受温度影响，皱纹铜套外侧设置有隔热层；为了防水防潮、防腐蚀，隔热层的外侧设置有铅套。

作为优选，铅套外侧设置有内护套，内护套外侧设置有钢丝层。

作为优选，钢丝层外侧设置有外被层。

为了保证钢丝不受腐蚀，外被层上设置有沥青。

本发明的有益效果是：本发明一方面，完整回路不需要多次接头，降低了损耗、体积小、重量轻、加大了传输量，提高了效率；另一方面，阻力小；再一方面，有效的降低了成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1所示，一种高温超导直流海底电缆，其特征是：包括圆形支撑管1，圆形支撑管1上设置有中心孔2，圆形支撑管1的外壁设置有相互对称的第一支耳3和第二支耳4。中心孔2为冷却液氮进路，外表面支撑辅助导体和超导体；外形尺寸根据辅助导体截面确定。

第一支耳3与第二支耳4呈螺旋状设置在圆形支撑管1的外壁；第一支耳3与所述第二支耳4的相位差为180°；第一支耳3与第二支耳4的节径比为10倍；超导体失去超导能力时，承载应急用电的供给；辅助导体截面，根据设计线路应急供电量和短路热稳定要求确定。

圆形支撑管1的外侧设置有正极辅助导体5和负极辅助导体6，正极辅助导体5与负极辅助导体6通过第一支耳3与第二支耳4隔开；

正极辅助导体5上间隔设置有若干个正极超导体7；负极辅助导体6上间隔设置有若干个负极超导体8，本实施例中，正极超导体7与负极超导体8的个数均为11个。均匀的疏绕在缆芯辅助导体上，由支撑管双耳隔开；满足超导条件时，承载输电线路电能传输；扁平程度根据材质特性确定，截面或数量根据输电线路传输容量确定。

各正极超导体7与各负极超导体8均呈扁平状。

本实施例中，正极辅助导体5与负极辅助导体6的外侧均设置有复合光纤16。复合光纤16具有测温功能和信号传输功能的复合光纤；与超导体同时疏绕，紧贴辅助导体和支撑管双耳壁，两根复合光纤单元对称分布。各复合光纤16分别与第一支耳3和第二支耳4贴合并对称设置。正极超导体7与负极超导体8外侧设置有聚酰亚胺管9。本实施例中，聚酰亚胺管9采用聚酰亚胺材料，通过挤塑机在超导体疏绕后的缆芯上挤制成型；用以隔绝导体和缆芯外部，同时保护导体不受外界损伤。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能。

聚酰亚胺管9外侧设置有皱纹铜套10，本实施例中，皱纹铜套10铜带包裹焊接或无缝挤制成圆筒，再压制螺纹；作为金属屏蔽层，屏蔽电磁场和泄漏电流，满足短路容量的要求；铜套内纹络为冷却液氮回路。皱纹铜套10的内侧设置有纹络10a。皱纹铜套10外侧设置有隔热层11；本实施例中，隔热层11采用隔热带绕包；阻止或减少缆芯和外界的热能传递，保护缆芯不受周围环境温度影响。隔热层11的外侧设置有铅套12。铅套12外侧设置有内护套13，内护套13外侧设置有钢丝层14。钢丝层14外侧设置有外被层15。本实施例中，外被层15采用直径Φ4.0㎜的聚丙烯绳(PP绳)缠绕组成，缠绕节距为10～12倍的电缆外径；纤维外被层上绕包聚丙烯绳并涂敷沥青；保护钢丝不受腐蚀。

实施例2

如图1所示，一种高温超导直流海底电缆，其特征是：包括圆形支撑管1，圆形支撑管1上设置有中心孔2，圆形支撑管1的外壁设置有相互对称的第一支耳3和第二支耳4。中心孔2为冷却液氮进路，外表面支撑辅助导体和超导体；外形尺寸根据辅助导体截面确定。

第一支耳3与第二支耳4呈螺旋状设置在圆形支撑管1的外壁；第一支耳3与所述第二支耳4的相位差为180°；第一支耳3与第二支耳4的节径比为11倍；超导体失去超导能力时，承载应急用电的供给；辅助导体截面，根据设计线路应急供电量和短路热稳定要求确定。

圆形支撑管1的外侧设置有正极辅助导体5和负极辅助导体6，正极辅助导体5与负极辅助导体6通过第一支耳3与第二支耳4隔开；

正极辅助导体5上间隔设置有若干个正极超导体7；负极辅助导体6上间隔设置有若干个负极超导体8，本实施例中，正极超导体7与负极超导体8的个数均为11个。均匀的疏绕在缆芯辅助导体上，由支撑管双耳隔开；满足超导条件时，承载输电线路电能传输；扁平程度根据材质特性确定，截面或数量根据输电线路传输容量确定。

各正极超导体7与各负极超导体8均呈扁平状。

本实施例中，正极辅助导体5与负极辅助导体6的外侧均设置有复合光纤16。复合光纤16具有测温功能和信号传输功能的复合光纤；与超导体同时疏绕，紧贴辅助导体和支撑管双耳壁，两根复合光纤单元对称分布。各复合光纤16分别与第一支耳3和第二支耳4贴合并对称设置。正极超导体7与负极超导体8外侧设置有聚酰亚胺管9。本实施例中，聚酰亚胺管9采用聚酰亚胺材料，通过挤塑机在超导体疏绕后的缆芯上挤制成型；用以隔绝导体和缆芯外部，同时保护导体不受外界损伤。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能。

聚酰亚胺管9外侧设置有皱纹铜套10，本实施例中，皱纹铜套10铜带包裹焊接或无缝挤制成圆筒，再压制螺纹；作为金属屏蔽层，屏蔽电磁场和泄漏电流，满足短路容量的要求；铜套内纹络为冷却液氮回路。皱纹铜套10的内侧设置有纹络10a。皱纹铜套10外侧设置有隔热层11；本实施例中，隔热层11采用隔热带绕包；阻止或减少缆芯和外界的热能传递，保护缆芯不受周围环境温度影响。隔热层11的外侧设置有铅套12。铅套12外侧设置有内护套13，内护套13外侧设置有钢丝层14。钢丝层14外侧设置有外被层15。本实施例中，外被层15采用直径Φ4.0㎜的聚丙烯绳(PP绳)缠绕组成，缠绕节距为10～12倍的电缆外径；纤维外被层上绕包聚丙烯绳并涂敷沥青；保护钢丝不受腐蚀。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。