[发明专利]保护超导物品的技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种超导系统，且特别涉及一种保护超导物品的技术。

背景技术

在电力传送和配电网络(electric power transmission and distribution network)中，会发生故障电流情形。故障电流情形是因为网络中的故障或短路所引起的流经网络的电流中的突变突波(abrupt surge)。故障的原因可能包括闪电(lightning)冲击网络，以及由于严重的天气或者倒塌的树木而引起的传送电力线的倒下并接触地面。当发生故障时，会瞬间出现大负载。网络响应地传送大量的电流(即，过电流(overcurrent))到此负载，或者在这种情况下产生故障。突波或者故障电流情形是不想要的，且会损坏网络或者连接到网络的设备。更具体地说，网络以及连接到网络的设备可能燃烧，或者在一些情况下会发生爆炸。

用于保护电力设备防止遭受由故障电流所引起的损毁的一种系统是电路断路器(circuit breaker)。当侦测到故障电流，电路断路器机械地开启电路并中断过电流的流动。因为电路断路器标准上需要3至6功率循环(高达0.1秒)才得以触发，诸如传输线、变压器、及开关装置的各种网络构件仍然会损坏。

限制故障电流及保护电力装置，以免遭受由故障电流所引起的损坏的另一系统为超导故障电流限制器(superconducting fault current limiter，SCFCL)。一般SCFCL系统包含在低于临界温度T_C、临界磁场H_C和临界电流I_C时，呈现几乎零电阻率的超导电路，如果超过这些临界准位情况中的至少一个，则电路受到抑制(quench)并显示电阻率。

于正常运作期间，SCFCL系统的超导电路维持在T_C、H_C与I_C的临界准位状况以下；于故障状期间，超过一种或多种的上述临界准位状况。SCFCL系统中的超导电路立即受到抑制且其电阻突增，因而限制故障电流传输，并保护网络与相关设备以免超载。经过某些时间延迟及在清除故障电流之后，超导电路回到正常运作，即没有超过任何临界准位的情况且电流再次传遍网络与SCFCL系统。

SCFCL系统可在直流电流(DC)或交流电流(AC)的环境下运作。会有稳定的功率消耗(power dissipation)来自于可由冷却系统移除的AC耗损(亦即超导热或是磁滞耗损)。典型以扁平金属线或导电带材(conductive tape)的形式的导体来传送SCFCL系统中的电能或信号，然而传统上用于SCFCL系统中的导电带材会导致实质的热损耗。换言之，这些导电带材的温度会大幅上升，使其膨胀而增加导电带材彼此碰触的可能性。此外，因为由流过导电带材的电流所产生的磁场使导电带材振动。因此在正常或者故障条件下，随着温度的增加，导电带材的振动会增加导电带材间的碰触。即使是微小的碰触也会造成电学或力学上的干扰，导致导电带材的寿命与可靠性减小。因此，保护导电带材以免遭受如此干扰为制造业的人所考虑的重要因素。

因此鉴于前述，可知有关用于超导系统的导电带材的电流技术可能有重大的问题与缺点。

发明内容

本发明揭示一种保护超导物品的技术，在一项特定例示性实施例中，所述技术可实现为用于保护超导物品的装置。所述装置包括环绕地配合所述超导物品配置的多孔套筒，所述多孔套筒由非导电的介电材料制成。

根据此特定例示性实施例的其他观点，上述多孔套筒可处理极端的温度。上述极端的温度可包括低温温度(cryogenic temperature)及故障条件温度(fault condition temperature)的至少一个。

此特定例示性实施例的进一步观点，上述多孔套筒可安装来使冷却剂流至上述超导物品。

根据此特定例示性实施例的附加观点，所述非导电的介电材料可为可挠的。

根据此特定例示性实施例的其他观点，上述多孔套筒可防止上述超导物品直接与上述多孔套筒外部的物体接触。且上述外部的物体可为另一超导物品。

根据此特定例示性实施例的进一步观点，上述多孔套筒可包括含有丝、棉和羊毛的至少一种材料。

根据此特定例示性实施例的附加观点，上述多孔套筒可包括含有聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)和聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)的至少一种材料。