[发明专利]一种渐开式超导故障限流器限流单元

说明书

本发明实施例提供了一种渐开式超导故障限流器限流单元，包括：支撑骨架、并绕超导带和带间支撑波浪带；并绕超导带一端固定于支撑骨架上，另一端以渐开式几何形状向外逐层缠绕在支撑骨架上；带间支撑波浪带置于相邻的并绕超导带之间，带间支撑波浪带为渐变不等周期结构，其有效支撑高度随向外缘发展增大。本发明实施例提供了一种渐开式超导故障限流器限流单元，结构简单，加工制作不复杂。

技术领域

本发明涉及超导限流技术领域，尤其涉及一种渐开式超导故障限流器限流单元。

背景技术

超导限流器SFCL(Superconducting Fault Current Limiter)是利用超导技术而研制出的快速有效的限流装置。其中，电阻型超导直流限流器充分利用超导体的零电阻和状态转变特性，具有结构简单、抗扰动能力强、对电力系统影响小等显著优势，应用前景广阔。电阻型超导限流器原理是利用超导体从超导态(无阻)向常态(高阻)快速转变来限制电力系统的故障电流。这一类型超导限流器通常由无感绕制的超导线圈(或线圈组)组成，拥有自动检测故障、结构紧凑、响应迅速、原理简单及实现容易等优点。

现有用于电阻型高温超导故障限流器的限流单元，一般采用模块化设计，通常采用所谓的“无感线圈”设计(如CN200580033795.5)，即两根超导带并联绕制，在线圈内芯末端短接。这样，当通入电流时，两根带材流过大小相等、方向相反的电流，线圈的电感几乎全部被抵消。

采用上述方式绕制的限流单元，尽管结构简单、制作方便，但在使用时存在匝间绝缘的问题，即限流过程中，由于超导带材失超，呈现电阻态，由于限流过程中超导带材中流过较大电流，带材长度方向出现电势差，该电势差与长度正相关，在线圈的末端达到最大值。在一定条件下引起端部击穿，破坏系统绝缘，影响系统安全可靠运行。

发明内容

本发明的实施例提供了一种渐开式超导故障限流器限流单元，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种渐开式超导故障限流器限流单元，包括：支撑骨架1、并绕超导带2和带间支撑波浪带3；

所述并绕超导带2一端固定于支撑骨架1上，另一端以渐开式几何形状向外逐层缠绕在支撑骨架1上；

所述带间支撑波浪带3置于相邻的并绕超导带之间，所述带间支撑波浪带3为渐变不等周期结构，其有效支撑高度随向外缘发展增大。

优选地，所述并绕超导带2包括一根或多根超导带材；

当并绕超导带2包括多根超导带材时，多根超导带材的末端焊接在一起形成短接连接，该短接连接端固定于支撑骨架1上，多根超导带材未短接的一端以渐开式几何形状向外逐层缠绕在支撑骨架1上。

优选地，所述带间支撑波浪带3的有效支撑高度的变化规律为线性。

优选地，所述带间支撑波浪带3为周期的等腰梯形、方形或圆形。

优选地，所述支撑骨架1为环状结构，环内开有键槽12与支撑架连接配合，支撑骨架1的外缘开设有固定槽11，所述固定槽11用于与并联超导带2连接。

优选地，所述并绕超导带2短接的一端固定于固定槽11内。

优选地，所述固定槽11的厚度大于并绕超导带2的厚度。

优选地，所述支撑骨架1采用环氧树脂材料制作。

优选地，所述带间支撑波浪带3采用四氟乙烯材料制作。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种渐开式超导故障限流器限流单元，通过带间支撑波浪带采用渐变不等周期结构，使超导带绕制呈渐开式，不仅具备常规无感限流单元的基本特性，同时解决了末端在失超过程中可能的高压击穿问题。同时，本发明结构简单，加工制作不复杂。