一种超导电缆的制作方法

1.本技术涉及电缆通信技术领域，尤其涉及一种超导电缆。


背景技术：

2.超导电缆在冷却到临界温度以下进入超导状态时，直流电阻为零，其低温超导特性需使用昂贵的液氦(沸点4.2k)制冷，目前主要应用于医用核磁共振和大科学装置超导磁体中等领域；与常规电缆相比，超导电缆具有容量大、损耗低等优势；同时，除了可以传输特大功率，超导电缆临界长度可达几百英里。而应用超导电缆的系统在短时间内可耐受用户的短路电流，无需拉闸，致使切断其它正常负载电流，具备允许过载的周期较长等优点。
3.而随着技术的发展，超导电缆应用愈加广泛，对其稳定性与耐用性也进一步提出了更高的要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的是提供一种超导电缆，用于解决现有的超导电缆的稳定性与耐用性不足的问题。
5.为达到上述技术目的，本技术提供一种超导电缆，包括：超导导体、绝缘层与外导体；
6.所述超导导体包括金属基体与设置于所述金属基体内的多根第一金属丝；
7.所述绝缘层包覆于所述超导导体外周；
8.所述外导体包覆于所述绝缘层外周，用于保护所述绝缘层与超导导体。
9.优选地，所述外导体包括编织层与保护层；
10.所述编织层包覆于所述绝缘层外，由第二金属丝编织而成；
11.所述保护层包覆于所述编织层外。
12.优选地，所述保护层具体为锡层。
13.优选地，所述第二金属丝具体为镀锡铜丝或镀银铜丝。
14.优选地，所述第一金属丝具体为铌钛合金丝。
15.优选地，所述金属基体具体为无氧铜基体。
16.优选地，所述绝缘层具体由聚四氟乙烯制成。
17.优选地，所述金属基体与所述第一金属丝的体积比为15％至50％。
18.优选地，所述绝缘层为实心结构或发泡结构。
19.优选地，多根所述第一金属丝于所述金属基体内呈圆周均布。
20.从以上技术方案可以看出，本技术提供一种超导电缆，包括：超导导体、绝缘层与外导体；所述超导导体包括金属基体与设置于所述金属基体内的多根第一金属丝；所述绝缘层包覆于所述超导导体外周；所述外导体包覆于所述绝缘层外周，用于保护所述绝缘层与超导导体。通过在超导导体外周依次设置绝缘层与外导体，可以对超导导体起到保护作用，提高超导电缆的耐用性；同时，第一金属丝设置于金属基体内，当局部地方因温度升高
而使超导状态出现瞬时扰动时，运输电流可移至金属基体内，防止热失超或提供电流旁路，降低损耗和提高稳定性。进一步提高了现有的超导电缆的稳定性与耐用性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
22.图1为本技术实施例提供的一种超导电缆的整体结构示意图；
23.图2为本技术实施例提供的一种超导电缆的超导导体示意图；
24.图中：1、超导导体；2、绝缘层；3、外导体；11、第一金属丝；12、金属基体；31、保护层；32、编织层。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所请求保护的范围。
26.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
28.本技术实施例公开了一种超导电缆。
29.请参阅图1与图2，本技术实施例中提供的一种超导电缆，包括：超导导体1、绝缘层2与外导体3；超导导体1包括金属基体12与设置于金属基体12内的多根第一金属丝11；绝缘层2包覆于超导导体1外周；外导体3包覆于绝缘层2外周，用于保护绝缘层2与超导导体1。
30.具体来说，第一金属丝11与金属基体12接触，可以的局部地方因温度升高而使超导状态出现瞬时扰动时，运输电流可移至金属基体12内，防止热失超或提供电流旁路，降低损耗和提高稳定性。
31.以上为本技术实施例提供的实施例一，以下为本技术提供的实施例二，具体请参阅图1与图2。
32.一种超导电缆，包括：超导导体1、绝缘层2与外导体3；超导导体1包括金属基体12与设置于金属基体12内的多根第一金属丝11；绝缘层2包覆于超导导体1外周；外导体3包覆
于绝缘层2外周，用于保护绝缘层2与超导导体1。
33.进一步地，外导体3包括编织层32与保护层31；编织层32包覆于绝缘层2外，由第二金属丝编织而成；保护层31包覆于编织层32外。
34.具体来说，外导体3通过设置编织层32，使得整体形成具有一定柔性的半柔结构，可以提高柔韧性与耐用性。
35.进一步地，在本实施例中，保护层31具体为锡层。
36.具体来说，锡层可以通过浸锡处理得到。编织后的缆芯整体浸锡，起到导电和防电磁干扰的屏蔽作用。
37.进一步地，在本实施例中，第二金属丝具体为镀锡铜丝或镀银铜丝。
38.具体来说，镀锡铜丝或者镀银铜丝，具有耐高温、耐腐蚀性、附着性高、良好的耐化学特性。第二金属丝的编织密度不小于95％，并配合外层浸锡得到的保护层，形成半柔结构外导体，具有低损耗、耐电晕、高屏蔽，以及防电磁干扰的屏蔽以及提高产品机械强度作用。
39.进一步地，在本实施例中，第一金属丝11具体为铌钛合金丝。
40.铌钛合金导体在高达261.7gpa的压力下仍保持具有零电阻的超导电性，是特别耐压的超导体。
41.进一步地，在本实施例中，金属基体12具体为无氧铜基体。
42.无氧铜基体具有高导电性，可以在局部电流扰动时起到疏导电流的作用。
43.进一步地，绝缘层2具体由聚四氟乙烯制成。绝缘层2为实心结构或发泡结构。
44.具体来说，绝缘层2采用低介电常数的聚四氟乙烯绝缘材料制成，可以采用实芯或者发泡结构。超导电缆在冷却到临界温度时才能进入超导状态，绝缘材料要在超低温(低温4.2k)下保持良好的绝缘特性。聚四氟乙烯具有优异的耐热性及耐化学特性能力，且介电常数低、介质损耗小、耐电强度高。采用聚四氟乙烯绝缘制成的超导电缆可极大提高电缆工作温度及传输功率容量。
45.需要说明的是，发泡结构使得绝缘层2均匀密布许多微细小孔，降低了绝缘的等效介电常数，提高了电缆传输速率，使电缆具有超低损耗、高频通信性能稳定等特点。
46.进一步地，在本实施例中，金属基体12与第一金属丝11的体积比为15％至50％。
47.优选地，在本实施例中，金属基体12与第一金属丝11的体积比为30％。
48.进一步地，多根第一金属丝11于金属基体12内呈圆周均布。
49.以上为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。