[发明专利]大电流高温超导电缆终端哈夫型过渡连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种终端过渡连接装置，特别涉及大电流高温超导电缆终端过渡连接装置。

背景技术

高温超导电缆与常规电缆的区别是，高温超导电缆采用了具有零电阻、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，其传输容量是常规电缆的3～5倍，具有传输容量大、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。高温超导电缆终端是高温超导电缆系统的重要组成部分，高温超导电缆终端包括终端主体部分、终端保温套、电流引线三个功能单元，分别实现电流引线同高温超导电缆通电导体的连接、高温超导电缆电流引线从低温向常温过渡和高温超导电缆同常规导体的连接。高温超导电缆终端的损耗是高温超导电缆系统损耗的主要来源，所以减低高温超导电缆终端的损耗可有效减低高温超导系统的损耗。高温超导电缆终端损耗的主要来源是高温超导电缆终端电流引线的焦耳热和固体导热、高温超导电缆终端电流引线通常规导体连接端子接触电阻产生的焦耳热以及常规导体连接端子自身产生的焦耳热。减低高温超导电缆终端损耗的基本要求是电流引线产生的焦耳热和固体导热总和达到最小，为实现固体导热和焦耳热的平衡，必须对电流引线结构进行优化设计。

所述的高温超导电缆通电电流为10kA，电流引线直接108mm，载流量较大，最大传输电流15kA。现有的高温超导电缆通电电流小，仅为1.5kA，其终端接头装置采用压接套管型连接端子，且没有铟金属镀层，其接触电阻大，从而导致高温超导电缆系统损耗高，而且其载流能力小，不能满足高温超导电缆大电流传输的需求。

专利CN1628400“电缆接头”提出一种是用于多芯小电缆的连接。专利CN2638309提出一种电缆连接装置，但主要用于汽车用电线的连接。《高电压技术》2007，vol 33，No 12等文献“110kV国桥线电缆接头故障分析及处理”涉及一种电缆接头，其结构采用套管压接型接头，其原理是采用铜套管将两个电缆导体端头套入套管后，通过压接设备将其挤压变形连接一起。

发明内容

本发明的目的是克服现有压接套管型电流引线连接端子接触电阻大、载流能力小的缺点，提出一种大电流高温超导电缆终端过渡连接装置。

本发明根据终端电流引线结构，提出一种哈夫型电流引线接线端子。两个哈夫型电流引线接线端子套装在电流引线端头，并用螺栓紧固。电流引线端头及哈夫型电流引线接线端子内面均设有铟金属镀层，以减小接触电阻。哈夫型电流引线接线端子结构尺寸可根据载流需要适度调整。大电流高温超导电缆终端哈夫型过渡连接装置具有接触电阻小、自身电阻小、发热量低、载流能力强的特点，可有效降低高温超导电缆终端损耗，从而保证高温超导电缆系统损耗控制在较低水平。

本发明大电流高温超导电缆终端哈夫型过渡连接装置包括以下几部分：常规导体、过渡金属板和哈夫型电流引线接线端子。所述的哈夫型电流引线接线端子由两个对称的弓形电流引线接线端子组成，两个对称的弓形电流引线接线端子上下相对布置。

哈夫型电流引线接线端子分哈夫型电流引线接线端子连接段和哈夫型电流引线接线端子焊接变形过渡段两部分。

所述的哈夫型电流引线接线端子中间半圆形部分是哈夫型电流引线接线端子连接段；于哈夫型电流引线接线端子连接段内圆弧表面镀有铟金属层；哈夫型电流引线接线端子上下两个直板部分是哈夫型电流引线接线端子焊接变形过渡段，哈夫型电流引线接线端子焊接变形过渡段上均布若干个通孔；过渡金属板连接于哈夫型电流引线接线端子焊接变形过渡段和常规导体之间，过渡金属板同哈夫型电流引线接线端子焊接变形段和常规导体之间的连接均采用焊接连接。

哈夫型电流引线接线端子连接段内面圆形部分镀有铟金属层，铟金属层均匀，镀层表面光洁，铟金属层厚度控制在0.1mm以内。

过渡金属板由一定厚度的多块金属板组成，金属板的厚度和数量根据高温超导电缆载流量大小可调整。金属板的两端分别与哈夫型电流引线接线端子和常规导体焊接。

哈夫型电流引线接线端子焊接变形过渡段部分应有一定的长度，保证其与常规金属导体过渡层焊接时不产生变形。

哈夫型电流引线接线端子套装在高温超导电缆电流引线端头部分，哈夫型电流引线接线端子连接段内圆弧表面的铟金属层和高温超导电缆电流引线端头的铟金属镀层面接触。通过紧压螺栓将哈夫型电流引线接线端子紧固在高温超导电缆电流引线端头，确保哈夫型电流引线接线端子和电流引线端头紧密接触和连接。