超导电力装置大电流试验用水冷电阻的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超导电力装置大电流试验用水冷电阻。
【背景技术】
[0002]与常规电力设备比较，高温超导电力装置采用了具有零电阻、大电流传输特性的高温超导材料作为导体，以价格低廉的液态氮作为冷却介质，具有容量大、电磁污染小、损耗低等优点，是实现大容量、低损耗输电的一个重要途径。超导电力装置通电导体工作在液氮环境温度中，其工作温度为67K?90K。高温超导电力装置主要包括高温超导电缆、超导变压器、超导限流器、超导电机等多种电力装置，超导电力装置制备和安装完成后，对其进行临界电流性能、长时载流能力等性能进行测试，掌握其临界电流值、工频和直流载流特性等电气性能，对于超导电力装置的研发和应用具有重要意义。
[0003]所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻适用于超导电力装置临界电流性能、长时大电流恒流载流特性试验和测试、大电流短路或冲击性能测试等试验的水冷却电阻，可代替阻性或感性负载。
[0004]超导电力装置具有容量高、电流大的特点，目前无专用试验用电阻。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有的常规电阻容量小、无水冷却、容易烧毁的缺点，根据高温超导电力装置工作电流大、能量密度高的工作特点，以及临界电流性能测试、长时载流能力性能测试、大电流冲击性能测试等试验需求，提出一种超导电力装置大电流试验用水冷电阻。本发明适用于高温超导电力装置临界电流性能测试、长时大电流恒流载流特性试验和测试、大电流短路或冲击性能测试等测试的水冷却电阻，可在一定电压下工作，代替阻性或感性负载。
[0006]本发明采用的技术方案如下述。
[0007]本发明超导电力装置大电流试验用水冷电阻由电流引线、高压隔离器、水管、热交换器、储水箱、阀门，以及循环水栗等部分组成。正常工作时，电流引线、螺线管型水冷电阻、高压隔离器工作在高电压状态；水管、热交换器、阀门、储水箱、水栗工作在低电压状态。
[0008]所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻为螺线管结构，螺线管型水冷电阻可以水平或垂直放置。第一电流引线的一端和第二电流引线的一端通过焊接或者管螺纹分别连接在螺线管型水冷电阻的两端；第一电流引线的另一端通过连接电缆依次串接有第一高压隔离器、电源、超导电力装置，超导电力装置的输出端与电流引线9的另一端连接，形成闭合电气回路。同时，螺线管型水冷电阻的两端并联有闭合冷却水回路，所述的闭合冷却水回路由依次连接的第一高压隔离器、水管、热交换器、水栗和第二高压隔离器组成。储水箱通过阀门及水管与热交换器连接。
[0009]所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻为螺线管结构，工作温度为10?90°C。其螺线管型水冷电阻采用金属管绕制而成，金属管材料以及直径和螺线管长度等参数可根据测试阻抗值调整。稳态工作时，所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻提供稳态阻性电抗；短路或电流冲击条件下，所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻提供感性电抗。螺线管型水冷电阻两端通过电流引线实现与超导电力装置及电源的闭合连接；同时，通过水管与两个高压隔离器及循环水栗、储水箱等构成闭合冷却水回路，实现冷却水的闭合循环。正常工作状态下，闭合冷却水回路中充满纯水，通过水栗实现螺线管型水冷电阻内的循环冷却水以一定的流速和压力下循环，确保有效冷却螺线管型水冷电阻的工作温度低于80 °C。
[0010]所述的电流引线由铜基管材加工而成，并安装有与水管配套连接的水管接口。使用时，电流引线通过常规电缆或导线与超导电力装置连接，通过配套的水管接口实现与水管的连接。
[0011]所述的高压隔离器为非金属材料制成，外层设计有防止形成表面水膜的伞裙，其长度可根据测试系统工作电压等级确定。
[0012]所述的热交换器为盘管式散热器，其两端分别通过水管实现与水栗及高压隔离器、储水箱的连接。盘管长度可根据实验中电阻发热情况进行调整。
[0013]所述的水管为普通金属水管。
[0014]所述的水栗为普通离心式水栗。
[0015]所述的阀门为普通人工控制用球型阀。
[0016]所述的储水箱为普通金属容器，其容积可根据冷却需要调整。
【附图说明】
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[0017]图1是超导电力装置大电流试验用水冷电阻示意图。图中:1第一电流引线、2高压隔离器、3水管、4热交换器、5阀门、6储水箱、7水栗、8高压隔离器、9第二电流引线、10螺线管型水冷电阻。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】进一步说明本发明。
[0019]如图1所示，本发明包括第一电流引线1、第一高压隔离器2、水管3、热交换器4、阀门5、储水箱6、水栗7、第二高压隔离器8、第二电流引线9、螺线管型水冷电阻10。
[0020]所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻为螺线管结构，螺线管型水冷电阻10可以水平或垂直放置。第一电流引线I的一端和第二电流引线9的一端通过焊接或者管螺纹分别连接在螺线管型水冷电阻10的两端；第一电流引线I的另一端通过连接电缆依次串接有第一高压隔离器2、电源和超导电力装置，超导电力装置的输出端与电流引线9的另一端连接，形成闭合电气回路。同时，螺线管型水冷电阻10的两端并联有闭合冷却水回路，所述的闭合冷却水回路由依次连接的第一高压隔离器2、水管3、热交换器6、水栗7、第二高压隔离器8组成。储水箱6通过阀门5及水管3与热交换器4连接。
[0021]具体使用时，螺线管型水冷电阻10的两端通过电流引线I实现与超导电力装置及电源的闭合连接；同时，通过水管3与两个高压隔离器2及循环水栗7等构成闭合冷却水回路。正常工作状态下，通过储水箱6向闭合冷却水回路注满纯水，通过循环启动水栗7实现螺线管型水冷电阻10内的纯水以一定的流速和压力循环，纯水的循环可有效冷却螺线管型水冷电阻10，同时保持一定的电阻，实现高压隔离器两端的电压隔离，正常工作时，所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻工作温度低于90°c。
[0022]本发明装置具有耐压等级高、通流能力强、工作温度低等优点，适用于高温超导电力装置临界电流性能测试、长时大电流恒流载流特性试验和测试、大电流短路或冲击性能测试等测试的水冷却电阻，可在一定电压下工作，代替阻性或感性负载。
【主权项】
1.一种超导电力装置大电流试验用水冷电阻，其特征在于，所述的水冷电阻为螺线管结构，由电流引线(1、9)、高压隔离器(2、8)、水管(3)、热交换器(4)、储水箱(6)、阀门(5)，以及水栗(7)组成；第一电流引线(I)的一端和第二电流引线(9)的一端分别连接在螺线管型水冷电阻(10)的两端；第一电流引线(I)的另一端依次串接有第一高压隔离器(2)、电源和超导电力装置，超导电力装置的输出端与电流引线(9)的另一端连接，形成闭合电气回路；螺线管型水冷电阻(10)的两端并联有闭合冷却水回路，所述的闭合冷却水回路由依次连接的第一高压隔离器(2)、水管(3)、热交换器(6)、水栗(7)、第二高压隔离器(8)组成；储水箱(6)通过阀门(5)及水管(3)与热交换器(4)连接。2.根据权利要求1所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻，其特征在于，所述的螺线管型水冷电阻(10)采用金属管绕制而成。3.根据权利要求1所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻，其特征在于，所述的电流引线(1、9)由铜基管材加工而成，并安装有与水管(3)配套连接的水管接口。4.根据权利要求1所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻，其特征在于，所述的高压隔离器(2、8)为非金属材料制成，外层安装有防止形成表面水膜的伞裙。5.根据权利要求1所述的超导电力装置大电流试验用水冷电阻，其特征在于，所述的所述的热交换器(4)为盘管式散热器。
【专利摘要】一种超导电力装置大电流试验用水冷电阻，为螺线管结构。其第一电流引线(1)的一端和第二电流引线(9)的一端分别连接在螺线管型水冷电阻(10)的两端；第一电流引线(1)的另一端依次串接有第一高压隔离器(2)、电源和超导电力装置，超导电力装置的输出端与电流引线(9)的另一端连接，形成闭合电气回路。螺线管型水冷电阻(10)的两端并联有闭合冷却水回路，所述的闭合冷却水回路由依次连接的第一高压隔离器(2)、水管(3)、热交换器(6)、水泵(7)、第二高压隔离器(8)组成。储水箱(6)通过阀门(5)及水管(3)与热交换器(4)连接。
【IPC分类】G01R31/00, H01C1/082
【公开号】CN105047334
【申请号】CN201510422873
【发明人】朱志芹, 戴少涛, 滕玉平, 张东, 马韬
【申请人】中国科学院电工研究所, 富通集团（天津）超导技术应用有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月17日