[发明专利]用于高温超导电缆终端的电动导轮控制系统及其运行方法

说明书

本发明公开了用于高温超导电缆终端的电动导轮控制系统，包括缆终端和超导电缆；超导电缆的保温层内设有测温光缆，用于测量若干超导缆芯的温度；测温光缆与设置于超导电缆终端内的测温模块连接；若干超导缆芯与超导电缆终端连接处设有压敏传感器，压敏传感器用于检测若干超导缆芯的承载的应力；压敏传感器与设置于超导电缆终端内的应力检测模块连接；超导电缆终端内设有液氮流量检测模块，用于检测液氮的流量；超导电缆终端下方设有若干导轮；若干导轮均由导轮控制器驱动；导轮控制器根据测温模块输出的温度信息、应力检测模块输出的应力信息和液氮流量检测模块输出的液氮的流量驱动若干导轮。本发明保证电缆的收缩应力得到有效限制。

技术领域

本发明涉及电能输送技术领域，特别涉及用于高温超导电缆终端的电动导轮控制系统及其运行方法。

背景技术

高温超导电缆是一种利用在超低温下出现失阻现象(超导状态)的超导材料作为导体的电力电缆，其正常工作温度为液氮温区(77K)。超导启动运行前，需启动制冷设备，将超导电缆温度由敷设安装时的室温下降至液氮温区，这一过程中超导电缆本体将受冷收缩。另一方面，当超导电缆停运检修时，需释放超导电缆内部的液氮，超导电缆温度由液氮温区上升至室温，超导电缆本体将受热膨胀。

根据实验及仿真计算结果，超导电缆在液氮温区及室温的转换过程中，其伸缩率一般约为0.3％，其承受的轴向力将大于3吨。

而超导电缆温度变化是一个长期过程，根据工程实际经验来看，整个超导电缆制冷过程一般长达数日。温度变化的速率与超导电缆的长度、制冷设备的功率、液氮管内的实时流量有直接联系。这就导致超导电缆极有可能发生不规则的形变，在长时间运行过程中极易造成损伤。

因此，如何匹配超导电缆的降温速率，使超导超导电缆终端能够适应相应超导电缆的形变，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供用于高温超导电缆终端的电动导轮控制系统及其运行方法，实现的目的是通过控制超导电缆终端位置及滑移速率以达到释放伸缩轴向力的目的，保证电缆本体在该过程的收缩应力得到有效限制，保障超导电缆本体安全。

为实现上述目的，本发明公开了用于高温超导电缆终端的电动导轮控制系统，包括超导电缆终端，以及与所述超导电缆终端连接的超导电缆，所述超导电缆包括保温层，以及设置于所述保温层内的若干超导缆芯，所述超导电缆内通入液氮使若干超导缆芯保持在失阻状态。

其中，所述超导电缆的保温层内设有测温光缆；所述测温光缆紧贴若干所述超导缆芯，用于测量若干所述超导缆芯的温度；

所述测温光缆与设置于所述超导电缆终端内的测温模块连接，所述测温模块将所述测温光缆采集到的温度信息转化为电信号；

若干所述超导缆芯与所述超导电缆终端连接处设有所述压敏传感器，所述压敏传感器用于检测若干所述超导缆芯的承载的应力；

所述压敏传感器与设置于所述超导电缆终端内的应力检测模块连接，将所述压敏传感器采集到的应力信息转化为电信号；

所述超导电缆终端内设有液氮流量检测模块，所述液氮流量检测模块用于检测所述液氮的流量，并将所述液氮的流量以电信号形式输出；

所述超导电缆终端下方设有若干导轮；若干所述导轮均由导轮控制器驱动；

所述导轮控制器根据所述测温模块输出的温度信息、所述应力检测模块输出的应力信息和所述液氮流量检测模块输出的所述液氮的流量驱动若干所述导轮，移动所述超导电缆终端。

优选的，所述超导电缆终端下方设有导轨；若干所述导轮均设置于所述导轨上。

本发明还提供上述用于高温超导电缆终端的电动导轮控制系统运行方法，所述超导电缆终端的移动速率v的计算公式如下：