[发明专利]一种超导消磁电缆与电流引线的连接方法及接头结构

说明书

本发明提供了一种超导消磁电缆与电流引线的连接方法及接头结构，所述的超导消磁电缆沿径向由内而外依次设有超导带材堆叠而成的通电导体、低温冷绝缘层、绕包保护层、液氮通道、低温杜瓦管、外护层，所述的连接方法包括以下步骤，(1)使通电导体从超导消磁电缆端部伸出；(2)通电导体的超导带材被分为多层，多层所述的超导带材分别与多个表面覆锡的铜板交叉层叠设置，形成覆锡铜板组块；(3)将覆锡铜板组块加热处理，完成对铜板与超导带材的焊接，形成连接接头。

技术领域

本发明涉及超导消磁电缆技术领域，具体为一种超导消磁电缆与电流引线的连接方法及接头结构。

背景技术

超导材料零电阻效应具有无损耗运输电流的性质，应用超导技术将大大降低其不必要的能耗、提升能量传输转化效率，其所带来的重大经济战略意义使其成为当今各国在国防、公共基础建设、工业领域中重点投入研究应用的高新技术。高温超导消磁电缆是基于为舰船提供消磁、充分发挥超导高载流特性，利用超导在其临界温度下成为零电阻超导态、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的。超导消磁电缆同常规电缆系统一样，在连接的时候需要通过对超导载流层和外部电源等动力设备连接。

现在高温超导消磁电缆作为替代普通铜质电缆提高舰船消磁系统的消磁能力，需要相应的连接装置进行配合实现其工作能力，基于新型REBCO超导材料的高温超导消磁电缆，急需解决以下几个问题：

1、在应用敷设时与外部连接，需考虑节约安装连接时间和操作的便捷性；

2、以往设计的高温超导消磁电缆导体设计为圆形绞绕结构，对于堆叠而成的导体结构需要开发新型的连接装置；

3、采用普通有阻焊接，会引入焦耳损耗，会大幅降低载流能力。

专利CN207925685U公开了一种超导电缆接头装置,包括主壳体、螺纹杆、旋转钮、滑动槽和系绳,所述主壳体上设置有固定装置,且主壳体内部设置有固定板,所述螺纹杆与挤压板相连接,所述滑动槽固定在主壳体的外侧,且滑动槽与滑动杆相连接,所述滑动杆与连接杆相连接,所述连接杆的顶端设置有推拉板,且连接杆的底端设置有弹性固定圈,所述系绳与主壳体相连接。该超导电缆接头装置,设置有螺纹杆和挤压板,当超导电缆接入到接头装置中,可以转动旋转钮,这样螺纹杆在旋转钮的内部进行上下移动,螺纹杆带动挤压板上下移动,挤压板可以挤压超导电缆从而将超导电缆牢牢固定住,挤压板的材质为橡胶,这样在固定超导电缆的同时不会破坏超导电缆的表面。专利CN108063320A公开了一种高温超导电缆端部连接结构及连接方法。该端部连接结构包括第一端部连接结构和第二端部连接结构。待连接超导带材层中,每根超导带材分别连接一根过渡铜带材；将端部连接结构穿过高温超导电缆,并通过端部连接结构将过渡铜带材夹紧固定；最后将电流引线连接在端部连接结构上。过渡铜带材避免了超导带材与电流引线直接焊接,且过渡铜带材与端部连接结构接触处无焊接,避免了在端部焊接过程中对其他超导层的影响。每根超导带材与过渡铜带材进行单独焊接,方便控制焊接长度。端部连接结构,以及电流引线的连接均采用螺栓连接,方便组装、拆卸与运输。

上述所公开的或现有的高温超导电缆的接头设计和连接方法多为针对超导电力传输用的超导带材圆形绞绕而成的通电导体结构，一般其设有铜芯或中空波纹管的骨架结构；而堆叠式高温超导电缆芯体结构省去了铜芯或者是中空波纹管的骨架结构，为进一步提高超导电缆芯体的电流密度，具有更小的重量及体积而且简化结构，采用易于生产超导带材堆叠成型作为通电导体。本专利这种连接工艺技术方法针对于采用堆叠式的特殊带材导体结构，采用铜板与超导带充分接触，结构设计保证足够的载流面积，并减少接触电阻，实现电流引线漏热小、超导带材得到最大电流利用，使用工装夹具保证机械连接处不受力，连接处薄弱段得到有效保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超导消磁电缆与电流引线的连接方法及接头结构，适用于超导-铜质电流引线连接，以解决上述背景技术提出的通电导体结构较为复杂、暂无合适成熟连接工艺的问题。