[发明专利]一种超导电缆的骨架结构

说明书

本发明提供的一种超导电缆的骨架结构，括用于冷却介质的波纹管；该波纹管具有通入冷却介质的通道，以及环绕该通道的波纹结构的基材，所述基材的内壁与冷却介质相接触，所述基材的外壁与超导电缆的功能层相接触；所述基材具有多个开口部，冷却介质通过该开口部与超导电缆的功能层相接触；本发明的骨架结构液氮可以直接透过波纹管屏障，与通电导体功能层直接接触，传热路径缩短，接触热阻被大量排除，传热效果得到很大程度的提升，从而会提高通电导体内部的温度均匀性，有利于功能层热耗散的及时导出，有利于超导电缆通电导体的稳定性。

技术领域

本发明涉及超导电力电缆技术领域，尤其涉及一种超导电缆的骨架结构。

背景技术

高温超导电缆具有线损低、传输容量大、走廊占地小、环境友好等诸多优点，经过十 几年的发展，超导电缆在基础研究方面已经取得巨大的进展。考虑电力能源需求持续增长、新能源占比快速上升等诸多因素，能同时实现高效低损耗和大容量电力输送的超导输电技术将在未来发挥更大的作用，应用前景十分广阔。

为了获得良好的柔性并且出于超导带材弯曲半径的限制，目前的超导电缆通电导体都 是讲超导带材以及各功能层绕制在柔性骨架上。常用的柔性骨架有不锈钢波纹管、铜丝 束、特型铜束等。铜丝束和特型铜束主要用于三芯式超导电缆，不锈钢波纹管主要用于三 相同轴式超导电缆及部分三相分立式超导电缆。采用不锈钢钢波纹管作为柔性支撑骨架， 成型简单、成本低，且提供了一个液氮流动通道，有利于超导电缆通电导体内部的热量传 递。不过，上述的热量传递，由于波纹管的特定结构，并没有得到充分发挥和加强，主要因为功能层缠绕在波纹管上，是小区域接触，而非全平面接触，液氮带来的冷量需要依次传导至波纹管、波纹内空空间后才与通电导体功能层产生换热。上述的多级换热结构，导致了换热路径热阻很大，对通电导体换热不利。

发明内容

本发明的实施例提供了一种超导电缆的骨架结构，基于不降低不锈钢波纹管的强度， 提供原不锈钢波纹管的各种功能，以及解决加强超导电缆通电导体与制冷工质液氮的换热 性能的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种超导电缆的骨架结构，包括用于冷却介质的波纹管；

该波纹管具有通入冷却介质的通道，以及环绕该通道的波纹结构的基材，基材的内壁 与冷却介质相接触，基材的外壁与超导电缆的功能层相接触；

基材具有多个开口部，冷却介质通过该开口部与超导电缆的功能层相接触。

优选地，开口部的横截面面积之和占基材的内壁总面积的5％-20％。

优选地，开口部的横截面包括条形、方形、椭圆形和圆形的一种或多种。

优选地，横截面为条形的开口部的横向端部具有弧形面。

优选地，基材的内壁包括相互连接交替布置的波峰部和波谷部，开口部位于波峰部的 顶部和/或侧部。

优选地，多个开口部交错分布。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种超导电缆的骨架 结构，在用于成型波纹管的钢板上，按照一定的规则切除一部分材料，并对切除边界进行 表面处理；成型后的波纹管是在表面按一定的对称形式分布有开口的波纹管；本发明提供 的骨架结构使得液氮可以直接透过波纹管屏障，与通电导体功能层直接接触，传热路径缩 短，接触热阻被大量排除，传热效果得到很大程度的提升，从而会提高通电导体内部的温 度均匀性，有利于功能层热耗散的及时导出，有利于超导电缆通电导体的稳定性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明 显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明