[发明专利]一种应用于大温度梯度条件下的高电压大电流电极引线

说明书

一种应用于大温度梯度条件下的高电压大电流电极引线，包括单引入引线和单引出引线，单引入引线包括依次设置的常温进线段、真空绝热段和超导衔接段；常温进线段包括进线端子、粗径导线、固态绝缘层和绝缘套管；真空绝热段包括真空腔室、变截面导线、固态绝缘层和四氟乙烯绝缘垫块；超导衔接段包括杜瓦罐、液氮、细径导线、固态绝缘层、衔接端子和超导；单引出引线与单引入引线结构相同且对称设置，包括依次设置的常温出线段、真空绝热段和超导衔接段；常温出线段与常温进线段的不同之处在于进线端子替换为出线端子；本发明应用于超导限流器中，作为超导带材与外部电缆的连接线；该引线具有高绝缘强度，大电流通过能力，能够在大温度梯度下工作，同时具有低漏热的特点。

技术领域

本发明属于高压绝缘应用领域，具体涉及一种电极引线；该引线需要有能够耐受高电压大电流的绝缘强度，能够在大温度梯度下工作，同时具有低漏热。

背景技术

在超导限流装置中,超导带材运行77K(液氮温度)及以下温度范围内以维持超导态，而连接超导带材与室温电源的导体就称为电流引线。电流引线的温度范围横跨低温冷却介质的温度到室温，从而形成了大温度梯度,该温度梯度成为系统的主要的漏热源，也叫做热桥,同时，通电产生得焦耳热也成为了附加的热源。该热源与热桥不但有损液氮的保存，而且有可能造成液氮气化产生气泡，严重影响液氮的绝缘性能。同时，由于温度的提升，造成了超导带材超导特性的不稳定。因此，设计低漏热且能够适应大温度梯度的电流引线成为超导限流应用中的一个重要方向。为了避免热辐射、热传导、热对流等造成超导带材温度变化而引起的失超，必须设计特殊的电极引线。

按照冷却方式划分，目前常用的电极引线分为：传导冷却电流引线和气冷电流引线。

传导冷却电流引线主要用在小电流或者大电流且通电时间不长时采用的一种简单形式的引线，除端部外,引线的中间部分基本上不进行热交换,其冷却只靠与冷端的冷却介质进行热传导,可见这种引线的换热条件是很差的。对于这种引线,降低热端温度能有效地减小流入低温容器的热量。

气冷电流引线是利用引线末端漏热引起冷却液体蒸发产生的冷却气体进一步冷却引线本身的一种电流引线,这种引线又可分为迫流气冷引线和自冷引线这种引线充分利用了蒸发气体的显热,与传导冷却电流引线相比,气冷电流引线末端引起的漏热要减少约两个数量级。

近年来，随着超导技术的发展，出现了有别于传统引线的超导引线，以及二元引线。充分利用超导零电阻的特性，超导引线以及二元引线可显著降低引线自身的焦耳热。

但是上述引线都存在上使用上的弊端，气冷引线需要引入低温气体，对系统绝缘产生影响；超导引线因为需要低温液体保证超导特性，加大了系统设计的复杂性。

目前的专利引线，如专利CN 102243908：一种气冷引线的低温绝缘结构,由于采用气冷冷却，不仅需要添加冷却装置，而且由于流动气体的存在，使得紧贴引线层无法采用真空，增加了绝缘设计的难度。CN103839649：一种传导冷却方式下的二元电流引线结构，提出了将同引线与超导引线混合使用的方式，为了利用超导体的超导特性，必然需要低温液体，如液氮等，增添了耗能的同时，在考虑高电压大电流设计中必须考虑液氮的绝缘性能。

发明内容：

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于大温度梯度条件下的高电压大电流电极引线，应用于超导限流器中，作为超导带材与外部电缆的连接线；该引线具有高绝缘强度，大电流通过能力，能够在大温度梯度下工作，同时具有低漏热的特点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：