电缆终端组件及超导电缆系统的制作方法

本申请涉及超导电缆，特别是涉及一种电缆终端组件及超导电缆系统。

背景技术：

1、超导电缆是指利用超导体制成的一类电缆，具有大容量、低损耗、节约能源和环保等优势，广泛应用于电力工业。超导电缆系统主要由电缆本体、电缆终端以及低温制冷装置组成，电缆本体包括电缆芯、绝缘层和低温管道，电缆芯置于低温管道内，低温管道内填充有的液氮等低温介质，以维持电缆芯所需低温。电缆终端是电缆本体与外部电气部件连接的端口，同时也是超导电缆低温部分与外部室温的过渡段。

2、相关技术中，低温管道两端分别与两个电缆终端相连，低温管道内的低温介质会进入电缆终端内，导致电缆终端的部分结构的外壁因为温度急剧降低产生“挂霜现象”，使该部分结构易产生破损或变形，影响电缆终端的可靠性，影响超导电缆与外部电气部件之间电流传输的安全性和稳定性。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种电缆终端组件及超导电缆系统，旨在提高电缆终端组件的可靠性，提高电缆本体与外部电气部件之间电流传输的安全性和稳定性。

2、本申请第一方面的实施例提供了一种电缆终端组件，应用于超导电缆系统，所述超导电缆系统包括真空管道、低温管道和电缆芯，所述低温管道置于所述真空管道内，所述低温管道内填充有液氮，所述电缆芯置于所述低温管道内，所述电缆终端组件包括第一壳体、第二壳体和引出导体，第一壳体具有第一容纳腔，所述第一容纳腔用于与所述真空管道连通；所述第二壳体至少部分置于所述第一容纳腔内，所述第二壳体用于与所述低温管道连通，所述第二壳体具有第二容纳腔；所述引出导体至少部分置于所述第二容纳腔内，所述引出导体的一端用于与所述电缆芯连接，另一端用于与外部电气部件连接，所述引出导体为导热件。

3、本申请实施例中，超导电缆处于导电状态时，电流通过电缆芯传输至引出导体，引出导体位于第二容纳腔内的低温部分自然放热。引出导体通电散发出的热量可以将电缆芯与引出导体的连接处周围的液氮气化，在液氮自身的重力和气化压力作用下，可以在第二容纳腔内，以电缆芯与引出导体的连接处为界，沿靠近引出导体方向自然形成液氮和氮气混合的液气混合区域。液气混合区域的温度大于液氮区域的温度，从而在第二容纳腔内自然形成合理的温度梯度，实现电缆芯从低温到常温的运行环境的过渡，可以在保证超导电缆的绝缘性能的情况下，使超导电缆具有更加均匀的电场与温度场，提高电缆本体与外部电气部件之间电流传输的安全性和稳定性。第二容纳腔内自然构成合理的温度梯度，还可以降低第二壳体置于第一容纳腔外的部段的外壁受低温液氮影响产生“挂霜现象”的概率，降低第二壳体部分结构因长时间受冷产生破损或变形的概率，提高电缆终端组件的可靠性。

4、在一些实施例中，所述第二壳体一部分置于所述第一容纳腔内，另一部分置于所述第一容纳腔外，所述第二壳体置于所述第一容纳腔外的部分的外壁设置有绝热层。

5、在一些实施例中，所述第二壳体包括相互连接的第一部段和第二部段，所述第二部段至少部分置于所述第一容纳腔内，沿所述第二部段靠近所述第一部段的方向，所述第二部段在第一横截面上的面积逐渐增大，所述第一横截面垂直于所述第二壳体的延伸方向。

6、在一些实施例中，所述电缆终端组件还包括接口，所述接口设置于所述第一部段的侧壁且与所述第二容纳腔连通。

7、在一些实施例中，所述第一壳体包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有至少一个第一通孔，所述第二壳体穿设于所述第一通孔内，所述第二端用于与所述真空管道连接，沿所述第二端至所述第一端，所述第一壳体在第二横截面上的面积逐渐增大，所述第二横截面垂直于所述第一壳体的延伸方向。

8、在一些实施例中，所述第二端设置有连接法兰，所述第一壳体通过所述连接法兰与所述真空管道连接。

9、在一些实施例中，所述引出导体外包覆有绝缘层，所述引出导体包括相互连接的第三部段和第四部段，所述第三部段置于所述第二壳体外，所述第三部段上设置有绝缘子，所述第三部段远离所述第四部段的一侧与连接端子连接，所述连接端子用于与所述外部电气部件连接，所述第四部段设置于所述第二壳体内且用于与所述电缆芯连接。

10、在一些实施例中，所述电缆终端组件包括并排设置的三个所述第二壳体和三个所述引出导体，每一所述第二壳体的至少部分置于所述第一容纳腔内，每一所述引出导体的至少部分置于所述第二容纳腔内。

11、在一些实施例中，所述引出导体的材质包括铜，所述绝热层的材质包括聚丙烯。

12、本申请第二方面的实施例提供了一种超导电缆系统，所述超导电缆系统包括上述任一实施例中的电缆终端组件。

13、本申请实施例提供的超导电缆系统包括的电缆终端组件中，超导电缆处于导电状态时，电流通过电缆芯传输至引出导体，引出导体位于第二容纳腔内的低温部分自然放热。引出导体通电散发出的热量可以将电缆芯与引出导体的连接处周围的液氮气化，在液氮自身的重力和气化压力作用下，可以在第二容纳腔内，以电缆芯与引出导体的连接处为界，沿靠近引出导体方向自然形成液氮和氮气混合的液气混合区域。液气混合区域的温度大于液氮区域的温度，从而在第二容纳腔内自然形成合理的温度梯度，实现电缆芯从低温到常温的运行环境的过渡，可以在保证超导电缆的绝缘性能的情况下，使超导电缆具有更加均匀的电场与温度场，提高电缆本体与外部电气部件之间电流传输的安全性和稳定性。第二容纳腔内自然构成合理的温度梯度，还可以降低第二壳体置于第一容纳腔外的部段的外壁受低温液氮影响产生“挂霜现象”的概率，降低第二壳体部分结构因长时间受冷产生破损或变形的概率，提高电缆终端组件的可靠性。

技术特征：

1.一种电缆终端组件，应用于超导电缆系统，所述超导电缆系统包括真空管道、低温管道和电缆芯，所述低温管道置于所述真空管道内，所述低温管道内填充有液氮，所述电缆芯置于所述低温管道内，其特征在于，所述电缆终端组件包括：

2.根据权利要求1所述的电缆终端组件，其特征在于，所述第二壳体一部分置于所述第一容纳腔内，另一部分置于所述第一容纳腔外，所述第二壳体置于所述第一容纳腔外的部分的外壁设置有绝热层。

3.根据权利要求1所述的电缆终端组件，其特征在于，所述第二壳体包括相互连接的第一部段和第二部段，所述第二部段至少部分置于所述第一容纳腔内，沿所述第二部段靠近所述第一部段的方向，所述第二部段在第一横截面上的面积逐渐增大，所述第一横截面垂直于所述第二壳体的延伸方向。

4.根据权利要求3所述的电缆终端组件，其特征在于，所述电缆终端组件还包括接口，所述接口设置于所述第一部段的侧壁且与所述第二容纳腔连通。

5.根据权利要求1所述的电缆终端组件，其特征在于，所述第一壳体包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有至少一个第一通孔，所述第二壳体穿设于所述第一通孔内，所述第二端用于与所述真空管道连接，沿所述第二端至所述第一端，所述第一壳体在第二横截面上的面积逐渐增大，所述第二横截面垂直于所述第一壳体的延伸方向。

6.根据权利要求5所述的电缆终端组件，其特征在于，所述第二端设置有连接法兰，所述第一壳体通过所述连接法兰与所述真空管道连接。

7.根据权利要求1所述的电缆终端组件，其特征在于，所述引出导体外包覆有绝缘层，所述引出导体包括相互连接的第三部段和第四部段，所述第三部段置于所述第二壳体外，所述第三部段上设置有绝缘子，所述第三部段远离所述第四部段的一侧与连接端子连接，所述连接端子用于与所述外部电气部件连接，所述第四部段设置于所述第二壳体内且用于与所述电缆芯连接。

8.根据权利要求1所述的电缆终端组件，其特征在于，所述电缆终端组件包括并排设置的三个所述第二壳体和三个所述引出导体，每一所述第二壳体的至少部分置于所述第一容纳腔内，每一所述引出导体的至少部分置于所述第二容纳腔内。

9.根据权利要求2所述的电缆终端组件，其特征在于，所述引出导体的材质包括铜，所述绝热层的材质包括聚丙烯。

10.一种超导电缆系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电缆终端组件。

技术总结
本申请涉及一种电缆终端组件及超导电缆系统，超导电缆系统包括真空管道、低温管道和电缆芯，低温管道置于真空管道内，低温管道内填充有液氮，电缆芯置于低温管道内；电缆终端组件包括第一壳体、第二壳体和引出导体，第一壳体具有第一容纳腔，第一容纳腔用于与真空管道连通；第二壳体至少部分置于第一容纳腔内，第二壳体用于与低温管道连通，第二壳体具有第二容纳腔；引出导体至少部分置于第二容纳腔内，引出导体的一端用于与电缆芯连接，另一端用于与外部电气部件连接，引出导体为导热件。本申请提供的电缆终端组件及超导电缆系统，可以提高电缆终端组件的可靠性，提高电缆本体与外部电气部件之间电流传输的安全性和稳定性。

技术研发人员：黄炜昭,张繁,谢欢欢,辛拓,张成巍,陈龙,蒋立斌,余广译,林立财
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23