[发明专利]电力感应装置

说明书

本发明涉及一种电力感应装置，至少包含一个电缆接头部件，以将二个高压电缆(工作在800KV甚至更高)连在一起，其中至少有一个电缆在使用中被冷却至低温以改善其电导率。特别是(但不是绝对的)，本发明涉及的电力感应装置中，至少有一个电缆接头部件将一个超导电力电缆(最好是所谓的高温(高压)超导(HTS)电力电缆)与另一个HTS电缆或其它任何类型的高压电缆连在一起。这种电力感应装置可以是一个漏电流限制器，一个变压器，电动机，发电机，或磁能贮存装置，如SMES装置。本发明还涉及一种将电力感应装置中两个高压式电力电缆连在一起的方法，其中至少一个电缆在使用中被冷却至低温以改善其电导率。

在电力感应装置中，将工作在正常室温或环境温度下的带电导体的高压电力电缆连在一起是大家都很熟悉的。在这种已知的电缆连接中，通常将要连接的电缆端部的电绝缘剥开以露出里面的电导体。然后将这些电导体用锡焊、电焊、或机械连接等方法连在一起，并在接头处将这些已连在一起的导体用聚合物材料包起来。US-A-4，084，307中描述了这种接头的一个例子，其中的聚合物材料是交联型聚合物带。但在其它的一些现有接头中，聚合物材料可以是一种预先加工好的接头，一种自己粘合的人造橡胶带接头，或者一个热压用胶带粘接的在现场被交联的聚合物材料层。

将电力感应装置中两个冷却的(例如超导)电缆连在一起要比将普通的非冷却电缆连起来复杂一些，因为它需要将低温冷却液导管及导电装置(例如超导带或线)连起来，还要在接头处加上电绝缘。一般需要保证包围接点的电绝缘上没有大的热梯度，因为它可能引起绝缘体的机械应力并使它变坏。实际上，一般的电绝缘是从外面进行热隔离，使它接近于内冷却导体的温度，同时(或者)在绝缘体和内导体之间向内进行热隔离，使它不致冷却到接近冷冻的温度。

本发明的一个目的是为电力感应装置提供一个改进的电缆连接部件，以将两个高压电缆连在一起，其中至少有一个电缆在使用中被冷至低温以改善其电导率；还将提供一种把电力感应装置中的两个这样的电缆连在一起的改进方法。

按照本发明的一个方面，所提供的电力感应装置至少包含一个电缆连接部件，该部件包括：

一个第一电缆，它具有第一内导电装置和包在外面的第一电绝缘体，第一导电装置包括第一导体装置和第一冷却装置，用来冷却第一导体装置以改善第一导体装置的电导率，第一电绝缘体(4)包括一个与第一导体装置电连接的第一内半导体材料层，一个沿长度方向与一控制电位(例如地电位)相连的第一外半导体材料层，以及一个处于该第一内、外半导体层之间的固态电绝缘材料第一中间层；

一个第二电缆，它具有第二内导电装置和包在外面的第二电绝缘体；

第一导电装置的一端在一个接头处与第二导电装置的一端相连，每根电缆的外电绝缘体不包围与它邻近的相关的内导电装置的一个端部；

聚合物电绝缘装置包围该接头及第一和第二导电装置的两个端部。

在本说明中，“半导体”这个词表示其导电率比电导体低得多，但又不象一个电绝缘体那么低的一种物质。较适宜(但不是绝对)的半导体材料具有1至10⁵Ω-cm的电阻率，10至500Ω-cm更好，最好是10至100Ω-cm，典型值是约20Ω-cm。

最好是让聚合物电绝缘装置包围电力感应装置中的每一个接头部件和第一及第二导电装置的端部，而没有任何中间的热绝缘。于是在这种结构中，聚合物电绝缘装置使用中将工作在或接近于冷冻温度。

在聚合物电绝缘装置的里面和(或)外面可以加上一半导体材料层。

聚合物电绝缘装置可能包括一个预先加工好的聚合物套，一个围绕接头热压的聚合物凸起或围着接头缠绕的聚合物带。在聚合物带或热压层的情况下，可以用交联材料或者交联溶剂，后者在加到接头周围后受到热和压力的作用则被交联。

用作聚合物电绝缘装置的聚合物材料的例子包括低或高密度聚乙烯(LDPE或HDPE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚甲基戊烯(PMP)，丙烯酸乙烯(乙基)酯聚合物，交联(或可交联)材料，如交联聚乙烯(XLPE)，或橡胶绝缘体，如乙烯丙烯橡胶(EPR)或硅橡胶。

建议第一导体装置由第一超导装置组成，且使用时第一冷却装置使第一超导装置冷却至超导温度。

建议第二导电装置包含第二导体装置和第二冷却装置，后者用来冷却第二导体装置以改善其电导率。第二导体装置宜由第二超导装置组成，且使用时第二冷却装置使第二超导装置冷却至超导温度。