专利名称：一种免维护超导体低温深冷输电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输电装置。
背景技术：
在发电生产中，通常发电厂发出的电能为了经济，减少损失，采用高压通过输电电网先输送到负载中心，然后再通过降压，由配电电网分配到用户。采用的电压越高，输送的功率越大，输送的距离越远，在电压相同时，输送功率越小，输送的距离越远。由于输电导线有电阻、电感、电晕放电的存在，必然将一部分电能转化成热能而损失掉，导线越长，线损越多。一般高压输配电线的线损电能达输送总电能的10％，相当于水力、煤碳、石油、天然气、核原料能源损失20％。怎样才能减少输电导线的能量损失，目前只能通过减小输电线电阻或减小输电线电流的方式。随着电力消耗的急剧增长，发电厂和发电机不断大容量化，因此大容量超高压输电成为电力工业发展的难题。当输电电压超过750KV时，现有绝缘材料的经济、技术指标难于满足要求，而架空线输电已成为发电厂扩大容量的障碍，所以开发新型大容量低损耗免维护超导体低温深冷输电装置，已成为人类社会的紧迫课题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种免维护超导体低温深冷输电装置。该装置将超导体电力电缆冷却至该超导材料的临界转变温度，产生零电阻率和排斥磁场的能力，即超导体内被声子所诱发的电子间引力相互作用，即以声子为媒介而产生的引力克服库仑排斥力而形成的电子对-库柏对，在充分低温下形成的电子对在能量上比单个电子运动稳定；所以出现超导电状态，在长距离内显示有序性，熵降低，实现二次相转变。该装置利用液氮低温贮槽对液氮低温管提供液态氮及工作压力，超导体电力电缆置于液氮低温管内管中，处于低温深冷工况下即产生零电阻率和排斥磁场的超导状态，产生的冷量损耗-气态氮经排气阀返回制冷机液化成液态氮注入液氮低温贮槽循环利用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由液氮低温贮槽1、液氮低温管2、排气阀3、制冷机4通过绝热管道将液氮低温贮槽出液口与液氮低温管进液口、液氮低温管出液口与排气阀进液口、排气阀排气口与制冷机进气口、制冷机出液口与液氮低温贮槽进液口分别连成一体构成一种免维护超导体低温深冷输电装置。
按照上述装置，将冷却剂-液态氮注入全部装置中，达到热平衡，使低温管内超导体电力电缆冷却至临界温度、实现常导-超导转变，使超导体中电子与点阵之间产生强相互作用，形成电子对-库柏对。电子对的形成是与金属中的电子之间存在的吸引作用相联系的。作用在物体之间的磁或电的力，可以是交换电磁量子-光子的结果。金属中的离子晶体点阵本身形成一相互作用的粒子系统。当授予点阵能量时，它就发生振动，这些振动相当于一种准粒子-声子。在金属中的电子能够交换声子，结果产生了形成电子对的吸引力。这些电子，由于都是同号带电粒子而相互排斥。在金属中，排斥力超过声子吸引力，则不存在超导电性。这种现象在金属中的所有电子都参与了；因此，为了形成电子对，微弱的吸引力是足够的。为了在超导体中授予电子液体以能量，必须打破电子对。但是，可授予的能量必须大于电子对的结合能。被授予的能量的这种限制相当于在能谱中出现能隙。能隙的存在导致了由电子对组成的液体，直到一确定的速度为止，能无损耗地移动；电流无阻地流动。电子对的形成是一集体效应，与整个系统的状态相联系。第II类超导体在较高的磁场下，保持着超导电性是由于位错线在强磁场内保持了超导电性；在位错中心，原子离开了它的平衡位置，因而在这个地方声子和电子的交互作用和无位错的点阵中不相同，声子和电子的交互作用是产生超导电性的决定因素。在硬超导体中，对电流起较大作用的是位错偶极子它是在范性形变过程中，由于螺形位错在晶体内运动产生的。
本实用新型的有益效果是，该装置有利于输电设备的小型化、轻量化、高效化、能抑制大电网的短路电流；解决远距离，大容量输电时稳定性；提高高密度输电的可靠性。
图1一种免维护超导体低温深冷输电装置结构原理图。
具体实施方式
在图1中，低温液氮贮槽1包括圆筒形外壳、球形顶、球形底、圆筒形内胆、球形顶经外壳与进液口相通、球形底经外壳与出液口相通、外壳与内胆之间夹层为粉沫绝热体抽高真空状态，低温液氮管2包括圆筒形外管、圆筒形内管一端经外管与进液口相通、另一端经外管与出液口相通、两端与绝热树脂法兰相连、外管与内管之间夹层为多层绝热体、抽高真空状态，排气阀3为气液分离式排气阀，制冷机4为R.斯特林制冷机，通过绝热管道将液氮低温贮槽出液口与液氮低温管进液口、液氮低温管出液口与排气阀进液口、排气阀排气口与制冷机进气口、制冷机出液口与液氮低温贮槽进液口分别连成一体构成一种免维护超导体低温深冷输电装置。其中，将超导体电力电缆铺设在低温液氮管内管中，气态氮由排气阀排气口排出经普通管道返回制冷机进气口。
实施例1，以1千万人口城市或工业区为例输送电能，其主要技术参数设计如下输电距离60公里(Km)，输电方式三相交流，输电频率50Hz-60Hz，输电容量5GVA，年输电量438亿度(KW.h/a)，安装方式地下水平铺设，冷却剂液态氮，每天补充量600LN2/d，制冷设备膜组空分制冷机(R.斯特林制冷机)×4台，每天制冷量42.84×104KJ/d，每天耗电量612度(KW.h/d)，液氮工作压力1MPa，介质损耗角正切tahδ≤10-5。
实施例2，以2千万人口城市或地区为例输送电能，其主要技术术参数设计如下输电距离300公里(Km)，输电方式直流，输电容量10GW，年输电量876亿度(KW.h/a)，安装方式地面桥架水平铺设，冷却剂液态氮，每天补充量3000LN2/d，制冷设备PSA空分制冷机×4台(或制氧机)，每天耗电量5840度(KW.h/d)，液氮工作压力1MPa。
选用的超导体电缆材料为II类金属氧化物钇钡铜氧化物体系-Tc92K 化学组合主要成份铋锶钙铜氧化物体系-Tc110K、85K La-SY-Cu-O铊钡钙铜氧化物体系-Tc125KY-Ba-Cu-OBi-Sr-Ca-Cu-OTi-Ba-Ca-Cu-O
权利要求1.一种免维护超导体低温深冷输电装置，由液氮低温贮槽(1)、液氮低温管(2)、排气阀(3)、制冷机(4)构成的一种免维护超导体低温深冷输电装置，其特征是通过绝热管道将液氮低温贮槽出液口与液氮低温管进液口、液氮低温管出液口与排气阀进液口、排气阀排气口与制冷机进气口、制冷机出液口与液氮低温贮槽进液口分别连成一体。
专利摘要一种免维护超导体低温深冷输电装置。由液氮低温贮槽、液氮低温管、排气阀、制冷机通过绝热管道将液氮低温贮槽出液口与液氮低温管进液口、液氮低温管出液口与排气阀进液口、排气阀排气口与制冷机进气口、制冷机出液口与液氮低温贮槽进液口分别连成一体构成一种免维护超导体低温深冷输电装置。该装置有利于输电设备的小型化、轻量化、高效化、能抑制大电网的短路电流；解决远距离，大容量输电时稳定性；提高高密度输电的可靠性。
文档编号H02G9/00GK2819575SQ20052002902
公开日2006年9月20日 申请日期2005年8月1日 优先权日2005年8月1日
发明者肖英佳 申请人:肖英佳