[发明专利]一种超导电力装置的低温高电压绝缘装置

说明书

一种超导电力装置的低温高电压绝缘装置，由柱体(9)和多个伞裙(10)构成。柱体(9)与伞裙(10)同轴，且多个伞裙(10)沿柱体(9)轴向均匀分布，间隔相等。柱体(9)是机械应力承载的主体，可在吊装超导装置(10)中承载拉伸机械应力，在支撑超导装置中承载支撑机械应力。伞裙(10)能够提高沿面闪络耐压强度。柱体(9)和伞裙(10)为一体结构，用于超导装置(2)在低温容器(3)内的低温高电压绝缘与机械安装。

技术领域

本发明涉及一种超导电力装置的绝缘装置。

背景技术

超导电力技术是利用超导体的零电阻、高载流密度、强磁场等特性发展起来的电力应用技术，在提高电网的输送能力、降低电网损耗、改善电能质量、增强电力系统的稳定性和可靠性、实现电力设备的轻量化和高功率密度化等方面将发挥不可替代的作用，被美国能源部誉为21世纪电力工业唯一的高技术储备，是当今电力技术最活跃的研究领域之一。超导电力技术主要包括超导限流器、超导储能系统、超导变压器、超导电缆、多功能超导电力装置以及基于超导电感的柔性交流输电技术(FACTS)等。超导电力技术经过近二十年的快速发展，已经实现了在电压较低的配电网的示范应用，正在向更高电压等级的输电网、实用化和产业化方向发展。

超导电力装置的核心部件是超导线圈等器件及维持低温环境的低温容器。除超导变压器外的低温容器都采用金属材质，且低温容器是接地安装。超导装置则采用悬吊或支撑的方式安装于低温容器的中心位置。由于超导装置浸泡在液氮或液氦等沸腾的冷却剂中，超导装置自身热损耗与低温容器漏热导致制冷剂内部有大量气泡存在，极端条件下可能形成气体通路甚至完全气化。因沿面闪络电压比纯气体、液体或固体单独作绝缘介质时的击穿电压要低得多，所以从超导装置到低温容器的最小击穿电压，即二者间的耐压水平，是沿悬吊杆或支撑体的沿面放电电压。因此提高沿悬吊杆或支撑体的沿面放电电压水平，可以有效的减小低温容器的体积、降低制冷剂的用量，是超导电力装置的核心技术。

为了提高超导装置与低温容器间的耐压水平，目前通行的技术手段是延长悬吊或支撑体的长度，例如文献Physics Procedia 36(2012)921～926采用增加支撑体长度的方法改善耐压水平、文献IEEE Trans.Appl.Supercond.,16,2006,pp.658-661采用延长悬吊杆长度来提高耐压强度。而专利CN105190787A、ZL 2012 1 0042720.5和CN201510424094.X等主要解决了超导电力装置在低温容器中两根终端出线的技术问题。

常规绝缘子结构可以大幅提高在空气中的沿面闪络电压，但常规绝缘子(陶瓷、玻璃和复合绝缘子)在低温环境中易裂易碎，不能应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种超导电力装置的低温高电压绝缘装置。本发明缩短了超导装置悬吊杆或支撑体的长度，大幅度减小低温容器的体积，从而有效减小制冷剂的用量，减小低温容器的漏热。本发明可以提高沿悬吊杆或支撑体的沿面放电电压水平，有效的减小低温容器的体积、降低制冷剂的用量。

本发明由柱体和伞裙组成，柱体和伞裙由G10玻璃钢材质一体化加工成型.玻璃钢—G10在低温下具有优良绝缘性能和机械性能。并且，本发明增加了吊杆或支撑体的沿面路径，从而提高吊杆或支撑体的沿面闪络电压，达到缩短吊杆或支撑体直线长度的目的。