[实用新型]一种低温液体强迫冷却电缆结构

说明书

本实用新型实施例公开了一种低温液体强迫冷却电缆结构，其包括从内至外设置的导体(1)、多个支撑架(2)、保温管(3)，其中：导体(1)为中空的金属管，并在所述的金属管侧壁间隔设置有通孔(12)，在所述导体内形成低温液体通道(11)；所述支撑架(2)为非金属材料加工形成的镂空结构，其按照一定间隔套装在导体(1)上；所述保温管(3)为高真空绝热管道，所述导体(1)通过支撑架(2)同轴套装在保温管(3)内部。实施本实用新型实施例，可以在传输大电流时提高热传导效率以及避免集肤效应。

技术领域

本实用新型涉及超导传输领域，特别是涉及一种低温液体强迫冷却电缆结构。

背景技术

高纯度铝或铜的电阻在低温下将大幅降低，因此在诸如需要高载流密度、脉冲功率放电等场合具有重要的应用。一般情况下，低温电缆采用液氮直接对导体进行冷却，但低温液体直接冷却存在以下问题：首先，常规导体发热导致低温液体汽化，形成的气膜容易附着在导体表面，从而影响导体与低温液体间的热交换；其次，传输大电流时导体存在集肤效应，电流大部分均通过导体表层附近导体，导体中间部位传输电流小，从而导致导体的载流能力未能得到充分利用。

在现有技术中，也公开了一些超低温电缆，例如，在其中的一种电缆结构中，其屏蔽绝缘芯线包括导体和依次包裹在所述导体外的半导电内屏蔽层、耐高压绝缘层、外半导电层和金属丝编织层等。本质上看，该电缆与常规电缆无太大区别，主要采用了一系列耐低温绝缘材料，同样会存在上述的不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种低温液体强迫冷却电缆结构，可以在传输大电流时提高热传导效率以及避免集肤效应。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种低温液体强迫冷却电缆结构，其包括从内至外设置的导体、多个支撑架、保温管，其中：

导体为中空的金属管，并在所述的金属管侧壁间隔设置有通孔，在所述导体内形成低温液体通道；

所述支撑架为非金属材料加工形成的镂空结构，其按照一定间隔套装在导体上；

所述保温管为高真空绝热管道，所述导体通过支撑架同轴套装在保温管内部。

其中，所述金属管侧壁设置的通孔为长条形通孔，其长度方向与所述导体的长度方向一致；沿导体圆周方向的通孔按照沿圆周按第一距离进行的间隔布置，沿导体长度方向的通孔按照第二距离间隔布置。

其中，所述长条形通孔的宽度为0.5-1mm、长度为3-5mm，所述第一距离处于5-8mm之间，所述第二距离处于20-50mm之间。

其中，所述导体采用铜或铝材料制成，所述低温液体通道充填有液氮。

其中，所述每一支撑架均包含内环、多个辐条、外环三部分；其中，内环内径与导体外径配合；所述辐条起支撑定位作用，两端分别与所述内环和外环相连接；所述外环用于将导体部分结构限定在保温管内部，因此外环的外径与保温管内径一致。

其中，所述支撑架采用玻璃钢板加工而成，其厚度处于3-5mm之间。

其中，所述保温管为高真空绝热管道，其包含内管、外管，二者之间为高真空夹层。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

在本实用新型的实施例中，采用高纯铝或铜管作为传输电流的导体，并在导体管道上加工有长条形通孔，导体通过绝缘支架固定在绝热管道内。正常运行时，在导体管道内注入加压的低温液体(如液氮)，低温液体被传输电流导体产生的热量汽化，低温气体和液氮通过沿管道分布的通孔排出导体，一方面可以在导体外表面继续对导体进行冷却；另一方面，低温气体和液体的不断排出增加了导体内部和外部低温介质的紊乱程度，从而可以避免在导体表面形成气膜而影响传热效率。

附图说明