一种可伸缩高温超导电流引线的制作方法

本实用新型涉及电缆技术领域，具体涉及一种可伸缩高温超导电流引线。

背景技术：

高温超导电缆以其高电流密度、低综合输电损耗、无电磁污染等技术优势成为解决未来城市输配电网线路的理想选择。由于高温超导电缆通常在室温环境下进行敷设，却运行在77K及以下的低温工况，其间超过200摄氏度的温差将导致超导电缆有0.3％左右的长度变化。为消除热胀冷缩造成的影响，高温超导电缆通常采用电缆分段固定、“S”型敷设、末端设置“U”型消应变装置等，这些传统方法分别存在消除应力不均匀、增大投资、增大占地面积等问题，不能很好保障超导电缆安全、可靠、经济的运行。

因此，高温超导电缆的结构和布置方式还有待于进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中高温超导电缆因热胀冷缩带来的长度变化问题，提出一种可伸缩高温超导电流引线，以保障超导电缆安全、可靠、经济的运行。

具体而言，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种可伸缩高温超导电流引线，包括第一导体部、第二导体部、第一连接部、第二连接部、第一伸缩部和第二伸缩部；所述第一导体部穿设于所述第一连接部的通孔中，所述第二导体部穿设于所述第二连接部的通孔中，所述第一伸缩部包括由高温超导材料制成的弹性导电体，所述弹性导电体两端分别设置有连接端子，其两端的连接端子分别于所述第一连接部和第二连接部导电连接；所述第二伸缩部的两端部分别与所述第一连接部和第二连接部连接，所述第一伸缩部位于所述第二伸缩部的内部空间中。

在一个实施例中，所述第二伸缩部为多段嵌套管体结构，其至少包括第一段可伸缩管部和第二段可伸缩管部，所述第一段可伸缩管部套设于所述第二段可伸缩管部内形成可伸缩结构；所述第一段可伸缩管部与所述第一连接部连接，所述第二段可伸缩管部与所述第二连接部连接。

在一个实施例中，所述第一段可伸缩管部与第二段可伸缩管部均为空心管，所述第一段可伸缩管部的端部设置有第一凸起，所述第二段可伸缩管部的端部设置有第二凸起，所述第一凸起与所述第二凸起可操作地抵接以限制所述第二伸缩部的延伸长度。

在一个实施例中，还包括第三可伸缩部，所述第三可伸缩部设置有容纳腔体，所述第二伸缩部设置于所述容纳腔体内。

在一个实施例中，所述第三可伸缩部为双层可伸缩波纹管，其包括金属内层和绝缘外层。

在一个实施例中，所述第一连接部和第二连接部均为法兰盘结构，所述法兰盘结构具有管状结构和多层台状结构，所述管状结构贯穿设置于所述多层台状结构；所述多层台状结构包括第一平台和第二平台，所述第一平台用于连接固定所述第二伸缩部，所述第二平台用于连接固定所述第三可伸缩部。

在一个实施例中，所述第一平台表面积较所述第二平台表面积大，所述第一平台沿电流引线轴向设置有用于电流引线内外气体流通的通气孔，所述第二平台沿电流引线轴向设置有用于液氮流通的通流孔。

在一个实施例中，所述第二平台截面为方形结构，且其靠近电流引线内侧的面向内凹陷以便于液氮流通。

在一个实施例中，所述弹性导电体包括弹性金属扁带和高温超导带材，所述弹性金属扁带和超导带材并联设置，所述连接端子分别设置于所述弹性金属扁带的两端部。

在一个实施例中，所述高温超导带材采用焊接或夹紧工艺固定在所述金属扁带表面，两者之间无电气绝缘。

与现有技术相比，实施本实用新型实施例的具有以下有益效果：

1)本实用新型实施例安装在超导电缆本体与固定的超导电缆引线之间，可以有效应对高温超导电缆因热胀冷缩带来的长度变化问题；

2)本实用新型实施例结构简单、体积紧凑，外形与超导电缆相似，基本不增加额外占地面积；

3)本实用新型实施例设计的第一伸缩部、第二伸缩部和第三可伸缩部均具备在两端力作用下的伸展及压缩运动能力，因此，其整体具备沿长度方向的伸缩功能，这使得其连接的超导电缆可以沿直线敷设，可以有效缩短超导电缆的设计长度，简化敷设过程，并节省电缆在电缆沟中占据的空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述可伸缩高温超导电流引线结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述第二伸缩部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述第一伸缩部结构图；

图4为本实用新型实施例所述第三伸缩部结构图；

图5为本实用新型实施例使用效果示意图。

图中，第一导体部1，第二导体部2，第一连接部3，第二连接部4，第一伸缩部5，连接端子51，弹性金属扁带52，高温超导带材53，第二伸缩部6，第一段可伸缩管部61，第二段可伸缩管62，第一凸起63，第二凸起64，第三伸缩部7，金属内层71，绝缘外层72，管状结构8，第一平台9，通气孔91，第二平台10，通流孔101。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来进行说明。

本实用新型实施例可应用于百米级超导电缆电缆本体与固定电流引线之间的连接，或者与之类似，有导通大电流(例如100安培及以上)需求，且连接双方沿单一直线方向做相对运动(例如运动行程在10米以内)的应用场合。

具体而言，如图1所示为本实用新型实施例一种可伸缩高温超导电流引线，包括第一导体部1、第二导体部2、第一连接部3、第二连接部4、第一伸缩部5 和第二伸缩部6；所述第一导体部1穿设于所述第一连接部3的通孔中，所述第二导体部2穿设于所述第二连接部4的通孔中，所述第一伸缩部5包括由高温超导材料制成的弹性导电体，所述弹性导电体两端分别设置有连接端子51，其两端的连接端子51分别于所述第一连接部3和第二连接部4导电连接；所述第二伸缩部6的两端部分别与所述第一连接部3和第二连接部4连接，所述第一伸缩部位于所述第二伸缩部6的内部空间中。使用时，将该可伸缩高温超导电流引线安装在超导电缆本体与固定的超导电缆引线之间，由于高温超导部分采用可伸缩的弹性结构，且其第二伸缩部6内部空间中，此外，第二伸缩部6的内部空间还用于容纳液氮，所述液氮用于为高温超导电缆进行降温，第二伸缩部6可以随着第一伸缩部的伸缩而伸缩，因此可以有效地应对高温超导电缆因热胀冷缩带来的长度变化问题。

其中，所述第一导电体和第二导电体采用良导体加工而成，其整体优选但不限于为棒状，其两端还可根据连接需要，加工螺纹、扁平化处理或打连接孔，所述第一导电体和第二导电体主要用于导通电流。

在一个实施例中，如图2所示，所述第二伸缩部为多段嵌套管体结构，其至少包括第一段可伸缩管部61和第二段可伸缩管部62，图2示出了包括两端嵌套管体结构的第二伸缩部结构，如图2所示，所述第一段可伸缩管部61套设于所述第二段可伸缩管部62内形成可伸缩结构；所述第一段可伸缩管部61与所述第一连接部3连接，所述第二段可伸缩管部62与所述第二连接部4连接，所述第一段可伸缩管可以相对于所述第二段可伸缩管部62沿伸缩管轴向方向相对运动。

在一个实施例中，进一步地，所述第一段可伸缩管部61与第二段可伸缩管部62优选但不限于均为矩形空心管，所述第一段可伸缩管部61的端部设置有第一凸起63，所述第二段可伸缩管部62的端部设置有第二凸起64，所述第一凸起63与所述第二凸起64可操作地抵接以限制所述第二伸缩部的延伸长度。伸长的方向如图2中箭头所示，当第二伸缩部6伸长至最长时，所述第一凸起 63与所述第二凸起64抵接，并相互限制对方继续沿伸长方向运动，这样设置的目的是为了防止所述第一段可伸缩管部61与第二段可伸缩管部62的脱落和保证密封。本发明实施例中第二伸缩部优选但不限于是可伸缩杜瓦管可沿图示方向做拉伸或压缩，其两端分别与第一连接部3和第二连接部4相连接，用于存放液氮，具有良好的绝缘性和密封性。

在一个实施例中，还包括第三可伸缩部7，所述第三可伸缩部7设置有容纳腔体，所述第二伸缩部设置于所述容纳腔体内，该第三可伸缩部7可以随着第二伸缩部的伸缩而伸缩，其目的主要是为了防护所述第二伸缩部及其内部结构，由于第二伸缩部内部存放有液氨，因此有必要增设一个第三可伸缩部7作为外层防护作用。

在一个实施例中，如图3所示，所述第三可伸缩部7优选但不限于为双层可伸缩波纹管，其包括金属内层71和绝缘外层72。所述金属内层71具体是弹性金属材料，例如不锈钢，绝缘外层72则采用弹性绝缘材料，例如橡胶，整体结构为波纹管形，该部件可沿图示方向(即图中箭头指示方向)进行拉伸或压缩，其两端分别与第一连接部3和第二连接部4相连接，用于为电流引线提供绝缘及铠装保护，具有良好的气密性。

在一个实施例中，所述第一连接部3和第二连接部4均为法兰盘结构，采用硬质绝缘材料加工而成，所述法兰盘结构具有管状结构8和多层台状结构，所述管状结构8贯穿设置于所述多层台状结构；所述多层台状结构包括第一平台9和第二平台10，所述第一平台9用于连接固定所述第二伸缩部，所述第二平台10用于连接固定所述第三可伸缩部7，所述管状结构8用于穿设第一导体部1/第二导体部2，并实现密封、绝缘及绝热等功能，需要指出的是，连接时，所述第一导体部1/第二导体部2是将所述管状结构8的开口进行密封的。

在一个实施例中，所述第一平台9表面积较所述第二平台10表面积大，所述第一平台9沿电流引线轴向设置有用于电流引线内外气体流通的通气孔91，所述第二平台10沿电流引线轴向设置有用于液氮流通的通流孔101，可参见图 1。

在一个实施例中，所述第二平台10截面为方形结构，由图1可以看出，第二平台10靠近电流引线内侧的面向内凹陷以便于液氮流通，其中，液氮为液态的氮气，是惰性的，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低，能够有效地对电缆进行降温。

在一个实施例中，如图4所示，所述弹性导电体包括弹性金属扁带52和高温超导带材53，所述弹性金属扁带52和超导带材并联设置，所述连接端子51 分别设置于所述弹性金属扁带52的两端部。其中，制成所述弹性金属扁带52 的材料应能够在液氮温区保持良好弹性，例如弹簧钢；而所述高温超导带材53 可以是多根并排或单根；弹性导电体两端加工成为连接端子51，用于与图1所示的第一连接部3/第二连接部4进行电气连接。弹性导电体可沿着图示方向做拉伸或压缩，其弯曲部分的曲率半径设计值应大于高温超导带材53的最小曲率半径。

在一个实施例中，所述高温超导带材53优选但不限于采用焊接或夹紧工艺固定在所述弹性金属扁带52表面，且高温超导带材53和弹性金属扁带52两者之间无电气绝缘。

通过以上描述可知，实施本实用新型实施例的具有以下有益效果：

1)本实用新型实施例安装在超导电缆本体与固定的超导电缆引线之间，可以有效应对高温超导电缆因热胀冷缩带来的长度变化问题；

2)本实用新型实施例结构简单、体积紧凑，外形与超导电缆相似，基本不增加额外占地面积；

3)本实用新型实施例设计的第一伸缩部5、第二伸缩部和第三可伸缩部7 均具备在两端力作用下的伸展及压缩运动能力，因此，其整体具备沿长度方向的伸缩功能，如图5所示，这使得其连接的超导电缆可以沿直线敷设，可以有效缩短超导电缆的设计长度，简化敷设过程，并节省电缆在电缆沟中占据的空间。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。