专利名称：带有超导直流电缆系统的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设备，所述设备带有超导直流电缆系统以及适合于导引冷却剂的低温恒温器，所述超导直流电缆系统具有至少一个由两个相互绝缘的相导体构成的直流传输元件，并且布置在所述低温恒温器内，直流电缆系统且由至少一个金属管构成，所述金属管由带有绝热特性的周围封闭层包围(WO 2008/148390A1)。
背景技术：
在目前的技术中，超导电缆具有由包含陶瓷材料的复合材料构成的电导体，所述电导体在足够低的温度下过渡到超导状态。相应地构建的导体的直流电阻在充分的冷却下只要不超出一定的电流强度就为零。合适的陶瓷材料例如为作为第一代材料的BSCCO (铋锶钙铜氧化物)，或作为第二代材料的ReBCO (稀土钡铜氧化物)，特别是YBCO (钇 钡铜氧化物)。使此类材料处于超导状态的足够低的温度例如在67K至90K之间。合适的冷却剂例如为氮、氦、氖和氢或这些材料的混合物。超导直流电缆可例如用作船舶上的供电电缆或用作传输网络内的节点之间的连接电缆以及用作不同的传输网络之间的连接电缆。在此，例如可以是用于可跨越长距离使用的高压直流输电(HGCj)的设备，例如海底电缆。相对于交流超导电缆，直流超导电缆具有不产生电流损失的优点。此外，直流电缆不承受充电电流且不出现不希望的感性电压降。前述WO 2008/148390A1源自用于为用电器供电的两相电缆。在此，前述电缆构造为带有两个相导体的超导电缆，所述相导体相互同轴且通过内部电介质相互隔开地组合成一个整体。电缆布置在低温恒温器内，所述低温恒温器包括两个同心的管，在所述管之间施加了真空绝缘。用于产生相导体的超导状态的冷却剂被导引通过低温恒温器。这样的电缆的冷却可能是存在问题的，因为对于超导相导体的冷却，所述电介质是绝热的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是简单地构造前述设备。根据本发明，此技术问题通过如下方式解决-使两个相导体的每个由多个组合为一个整体的超导元件构成，-在两个相导体之间设置由绝缘材料制成的隔离层，和-用由绝缘材料制成的外壳包围两个相导体以及隔离层以形成直流输电元件。此设备的直流输电元件简单且结构紧凑。此部件的每个相导体由多个超导元件构成，所述超导元件仅被由绝缘材料制成的外壳包围，因此相同的或各相导体被由低温恒温器移动的冷却介质直接冷却。布置在低温恒温器内的直流输电元件的数量可根据低温恒温器的净宽度变化，使得设备能以简单的方式与不同的电流强度匹配，而具有对于超导材料的可变的需求。设备的结构可相应地通过布置在低温恒温器内的不同数量的直流输电元件模块化地变化。所述直流输电元件全部被低温恒温器绝热。
本发明的实施例在附图中图示。各图为图I仅以纯粹示意图示出了根据本发明的设备。图2和图3以两个不同的实施形式示出了可在设备内使用的直流输电元件。图4示出了根据本发明的设备的与图I相比更精确的实施形式。
具体实施例方式在根据图I的设备的实施例中示出了低温恒温器KR，所述低温恒温器KR由两个相
互同轴地布置的金属管I和2组成，在所述金属管之间存在真空绝缘3。低温恒温器KR也可具有另外的结构，只要保证由低温恒温器KR所包围的空间被有效保护而免遭外部的热量侵入。在低温恒温器KR内布置了在下文中简称为“GCi”的直流输电元件4，其更精确的结构例如从图2和图3中可见。直流输电元件4可相对于低温恒温器KR的内管2释放自由空间FR以使冷却剂通过。根据图2的直流输电元件4例如由两个相导体5和6构成，所述相导体通过由绝缘材料制成的隔离层7相互绝缘。两个相导体5和6可在设备运行中连接在不同的极性上或连接在极性和地上。相导体5和6和隔离层7的整体以由绝缘材料制成的外壳8包围。所述外壳8不仅将两个相导体5和6保持在其位置处，而且也使直流输电元件4相对于低温恒温器KR绝缘。每个相导体5和6由根据图2和图3构造为平面板条9的多个超导元件构成。但例如也可使用圆线作为超导元件。在从图3中可见的直流输电元件4的构造中，作为简单的隔离层7的替代将H形间距保持器10用作绝缘部件，所述间距保持器10具有两个相互对置的空间，在所述空间内布置了在此为板条9的超导元件。外壳8也包括带有放置在其内的超导元件的间距保持器10。根据图1，在低温恒温器KR内布置了至少一个直流输电元件4。应安装在低温恒温器KR内的直流输电元件4的数量基本上根据待输电的电流强度的大小确定，但如前所述也根据自由空间FR的大小确定。至少一个直流输电元件4可在低温恒温器KR内围绕纵向延伸的支架11曲折地缠绕，如在图4中所示。在图4中，为清晰性起见，支架11绘出为“自由浮动的”。在设备运行时，支架11与缠绕的直流输电元件4 一起靠放在低温恒温器KR的内管2上。在图4中图示的实施例中绘出了两个围绕支架11曲折地缠绕的直流输电元件4。支架11可以是实心的绳索，或用于使运动通过低温恒温器KR的自由空间FR的冷却剂引回的管。支架11的材料必须可耐受在运行情况中使用的冷却剂的低温。根据以上的构造，相应的温度例如处在67K至90K之间。合适的材料例如是聚四氟乙烯。但支架也可由另外的金属制成，例如由不锈钢制成。
权利要求
1.一种设备，所述设备带有具有至少一个由两个相互绝缘的相导体构成的直流传输元件的超导直流电缆系统，和其中布置了该直流电缆系统且由至少一个金属管构成的适合于导引冷却剂的低温恒温器，所述金属管由具有绝热特性的周围封闭层包围，其特征在于， -两个相导体(5、6)的每个由多个组合为一个整体的超导元件构成， -在两个相导体(5、6 )之间设置由绝缘材料制成的隔离层(7 )，和-以由绝缘材料制成的外壳(8)包围两个相导体(5、6)以及隔离层(7)以形成直流输电元件(4)。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，超导元件是平面板条(9)。
3.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，超导元件是圆线。
4.根据权利要求I至3中一项所述的设备，其特征在于，至少一个由两个相互绝缘的相导体(5、6)构成的直流输电元件(4)曲折地围绕纵向延伸的支架(11)缠绕。
5.根据权利要求I至4中一项所述的设备，其特征在于，所述支架(11)是实心的绳索。
6.根据权利要求I至4中一项所述的设备，其特征在于，所述支架(11)是管。
全文摘要
本发明涉及一种设备，所述设备带有具有由两个相互绝缘的相导体构成的直流传输元件(4)的超导直流电缆系统，和其中布置了直流电缆系统的适合于导引冷却剂的低温恒温器。低温恒温器包括至少一个金属管，所述金属管由带有绝热特性的周围封闭层包围。两个相导体(5、6)的每个由多个组合为一个整体的超导元件构成。在两个相导体(5、6)之间施加由绝缘材料制成的隔离层(7)，和以由绝缘材料制成的外壳(8)包围两个相导体(5、6)以及隔离层(7)以形成直流输电元件(4)。
文档编号H01B12/16GK102903454SQ20121026634
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月30日 优先权日2011年7月28日
发明者M.施泰姆勒, E.马扎恩 申请人:尼克桑斯公司