超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其包括：兩個集氣裝置，所述集氣裝置包括一隔熱殼體，所述隔熱殼體上設(shè)有一加液口、一集氣管和一線纜連接管，氣體采集裝置包括一個三通管，三通管的兩個進(jìn)氣管頭分別與兩個集氣裝置的集氣管連接，三通管的出氣管頭與一氣體流量計連接，氣體流量計與一氣體流量信號采集系統(tǒng)連接。該測試系統(tǒng)通過兩個集氣裝置采集超導(dǎo)電纜在通電過程中低溫液氮由于電纜發(fā)熱而揮發(fā)的氣體，并通過氣體采集裝置測量揮發(fā)氣體的流量，進(jìn)而根據(jù)揮發(fā)氣體的流量測量出超導(dǎo)電纜的交流損耗。該超導(dǎo)電纜交流損耗測試測量系統(tǒng)精度較高且性能穩(wěn)定，不易受外部環(huán)境干擾，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、制造成本低的優(yōu)點。
【專利說明】超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超導(dǎo)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于測試超導(dǎo)電纜交流損耗的測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫超導(dǎo)電纜以其低損耗、大電流等性能使其成為未來大電流電力傳輸?shù)姆较?，世界各發(fā)達(dá)國家均在對高溫超導(dǎo)電纜進(jìn)行大力研究。超導(dǎo)電纜的主要優(yōu)勢在于高電流密度與傳輸能力，可能在大城市大容量供電中首先得到應(yīng)用。超導(dǎo)電纜是采用無阻的、能傳輸高電流密度的超導(dǎo)材料作為導(dǎo)電體并能傳輸大電流的一種電力設(shè)施，具有體積小、重量輕、損耗低和傳輸容量大的優(yōu)點，可以實現(xiàn)低損耗、高效率、大容量輸電。超導(dǎo)電纜的傳輸損耗僅為傳輸功率的0.5%比常規(guī)電纜5%-8%的損耗要低得多。在重量、尺寸相同的情況下，與常規(guī)電力電纜相比，高溫超導(dǎo)電纜的容量可提高3-5倍、損耗下降60%，可以明顯地節(jié)約占地面積和空間，節(jié)省寶一貴的土地資源。用超導(dǎo)電纜改裝現(xiàn)有電纜系統(tǒng)，不但能將傳輸容量提高3倍以上，而且能將總費用降低20%。因此，超導(dǎo)電纜可以大大降低電力系統(tǒng)的損耗，提高電力系統(tǒng)的總效率，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]超導(dǎo)電纜主要由電纜絕緣芯和圍繞在絕緣芯外部的絕熱管組成，絕熱管與絕緣芯之間容納有低溫液體，一般為低溫液氮。在超導(dǎo)電纜的研發(fā)生產(chǎn)過程中，交流損耗是超導(dǎo)電纜的關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)之一，在測試過程中要求測量精度務(wù)必精確?，F(xiàn)有超導(dǎo)電纜交流損耗的測試方法主要有相位測量法和液氮升溫法兩種，相位測量法通過鎖相放大器測量超導(dǎo)電纜兩端電壓與通過電流之間的相角差來確定超導(dǎo)電纜的交流損耗，但由于一般超導(dǎo)電纜的交流損耗較低，其兩端電壓與所通過電流的相角差幾乎接近90°，因此對相角測量儀器的測試精度要求極為嚴(yán)格，同時由于相角測量儀器極易遭受外部電磁的干擾，測量起來也非常的不準(zhǔn)確。液氮溫升法測量需要精確測量液氮的流速和溫度，而這兩個參數(shù)的測量都需要極高的設(shè)備精度要求，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中超導(dǎo)電纜交流損耗測試精度低，測量成本高的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，該超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其包括:兩個集氣裝置，所述集氣裝置包括一隔熱殼體，所述隔熱殼體上設(shè)有一加液口、一集氣管和線纜連接管，所述加液口、集氣管、線纜連接管與所述隔熱殼體的內(nèi)腔連通，所述隔熱殼體的內(nèi)腔中設(shè)有一隔板，所述加液口位于所述隔板的一側(cè)，所述集氣管、線纜連接管位于所述隔板的另一側(cè)，所述隔板上設(shè)有電纜線通過孔；氣體采集裝置，所述氣體采集裝置包括一個三通管，所述三通管的兩個進(jìn)氣管頭分別與兩個集氣裝置的集氣管連接，所述三通管的出氣管頭與一氣體流量計連接，所述氣體流量計與一氣體流量信號采集系統(tǒng)連接。
[0006]優(yōu)選地，所述隔熱殼體為雙層殼體。[0007]優(yōu)選地，所述雙層殼體的內(nèi)層殼體上包覆有具有吸氣功能的絕熱包帶。
[0008]優(yōu)選地，所述集氣管在雙層殼體之間的部分為柔性可伸縮金屬波紋管。
[0009]優(yōu)選地，所述線纜連接管的內(nèi)端部與所述雙層殼體的內(nèi)層殼體密封連接。
[0010]優(yōu)選地，所述線纜連接管內(nèi)端部與所述內(nèi)層殼體的密封結(jié)構(gòu)為環(huán)形刀口狀或環(huán)形錐面狀。
[0011]優(yōu)選地，所述隔板的底部設(shè)有連通孔。
[0012]優(yōu)選地，所述三通管出氣管頭與所述氣體流量計之間的連接管位于一氣體恒溫器中。
[0013]優(yōu)選地，所述氣體流量計的末端設(shè)有一排氣管，所述排氣管的排氣口方向向下。
[0014]優(yōu)選地，所述線纜連接管的外端部設(shè)有連接法蘭。
[0015]如上所述，本發(fā)明的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)具有以下有益效果:該測試系統(tǒng)通過兩個集氣裝置采集超導(dǎo)電纜在通電過程中低溫液氮由于電纜發(fā)熱而揮發(fā)的氣體，并通過氣體采集裝置測量揮發(fā)氣體的流量，進(jìn)而根據(jù)揮發(fā)氣體的流量測量出超導(dǎo)電纜的交流損耗。該超導(dǎo)電纜交流損耗測試測量系統(tǒng)精度較高且性能穩(wěn)定，不易受外部環(huán)境干擾，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、制造成本低的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明集氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明氣體采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]元件標(biāo)號說明
[0019] 1集氣裝置
11隔熱殼體
12加液口
13集氣管
14線纜連接管
15隔板
16連通孔
17電纜線通過孔
18連接法蘭
19密封結(jié)構(gòu)
2氣體采集裝置
21三通管
22連接管
23氣體恒溫器
24氣體流量計
25排氣管
26氣體流量信號采集系統(tǒng)
【具體實施方式】
[0020]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0021]請參閱圖1、2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0022]如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，該超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)包括兩個集氣裝置I和一個氣體采集裝置2，在使用時，兩個集氣裝置I分別設(shè)置在超導(dǎo)電纜的兩端，超導(dǎo)電纜通電后，集氣裝置I可收集由于電纜發(fā)熱而氣體，并通過氣體采集裝置測量揮發(fā)氣體的流量，進(jìn)而根據(jù)揮發(fā)氣體的流量測量出超導(dǎo)電纜的交流損耗。
[0023]集氣裝置I包括一隔熱殼體11，為了起到更好的隔熱效果，防止外界空氣與隔熱殼體內(nèi)部進(jìn)行熱交換，該隔熱殼體11可采用雙層殼體，層間抽真空，并同時在雙層殼體的內(nèi)層殼體上包覆有具有吸氣功能的絕熱包帶。隔熱殼體11上設(shè)有一加液口 12、一集氣管13和一線纜連接管14，加液口 12、集氣管13、線纜連接管14均與隔熱殼體11的內(nèi)腔連通。
[0024]加液口 12用于在測試時向隔熱殼體11內(nèi)補(bǔ)充低溫液氮，同時加液口 12還可用于超導(dǎo)電纜電流引線的引出。集氣管13用于收集低溫液氮因受熱而揮發(fā)出的氣體。線纜連接管14用于與超導(dǎo)電纜的絕熱管連接，這樣超導(dǎo)電纜中的低溫液氮就會與隔熱殼體11中的低溫液氮融為一體。為了便于連接，線纜連接管14的外端部設(shè)有連接法蘭18。為了防止低溫液氮泄露，線纜連接管14的內(nèi)端部與雙層殼體的內(nèi)層殼體應(yīng)進(jìn)行密封連接，作為一種優(yōu)選方式，線纜連接管14內(nèi)端部與內(nèi)層殼體的密封結(jié)構(gòu)可采用環(huán)形刀口狀或環(huán)形錐面狀的密封結(jié)構(gòu)。
[0025]在隔熱殼體11的內(nèi)腔中設(shè)有一隔板15,加液口 12位于所述隔板的一側(cè),集氣管
13、線纜連接管14位于隔板15的另一側(cè)。隔板15上設(shè)有電纜線通過孔17，隔板15的底部設(shè)有連通孔16，這樣可便于向隔熱殼體11內(nèi)補(bǔ)充因氣體揮發(fā)而減少的低溫液氮。集氣管13連通至隔熱殼體11的內(nèi)層，集氣管13位于隔熱殼體11殼體內(nèi)外兩層之間的部分為柔性可伸縮金屬波紋管。
[0026]氣體采集裝置2包括一個三通管21，三通管21的兩個進(jìn)氣管頭分別與兩個集氣裝置I的集氣管13連接，三通管21的出氣管頭與一氣體流量計24連接，三通管21的出氣管頭與氣體流量計24之間連接管22位于一氣體恒溫器23中，氣體恒溫器23可使流入氣體流量計24的氣體溫度保持恒定，這樣可使氣體流量測量起來更加的精確，為了達(dá)到更好的恒溫效果，連接管22位于氣體恒溫器23的部分可設(shè)置為盤狀。氣體流量計24與氣體流量信號采集系統(tǒng)26連接，氣體流量信號采集系統(tǒng)26可根據(jù)氣體流量計24的流量計算為超導(dǎo)電纜的交流損耗。
[0027]氣體流量計24的末端設(shè)有一排氣管25，排氣管25的排氣口方向向下，這樣可避免在排氣口處形成冷凝水回流，從而保證氣體流量計24的測量精度。
[0028]該超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)在使用時，將帶有絕熱套的超導(dǎo)電纜兩端分別設(shè)置一個集氣裝置1，集氣裝置I的線纜連接管14與超導(dǎo)電纜的絕熱套密封連接，超導(dǎo)電纜的絕緣芯位于隔熱殼體11的內(nèi)腔中，其端部從隔板15的電纜線通過孔17中穿過與電流引線連接。在測試時，分別通過各自的加液口 12向兩個集氣裝置I的隔熱殼體11內(nèi)加入低溫液氮，使隔熱殼體11內(nèi)的低溫液氮與超導(dǎo)電纜中的低溫液氮混成一體。然后通過電流引線給超導(dǎo)電纜施加交流電，超導(dǎo)電流通電后產(chǎn)生的熱量會使低溫液氮揮發(fā)形成氣體，由于低溫液氮可使電纜線通過孔17、連通孔16密封，因此超導(dǎo)電纜內(nèi)液氮產(chǎn)生的氣體只能通過集氣管13向外排出。經(jīng)集氣管13向外排出的氣體經(jīng)氣體恒溫器23進(jìn)行恒溫處理，然后經(jīng)氣體流量計24向外排出。體流量信號采集系統(tǒng)26可根據(jù)氣體流量計24測得的氣體流量，計算出超導(dǎo)電流的發(fā)熱量，進(jìn)而計算出超導(dǎo)電流的損耗。
[0029]該測試系統(tǒng)通過兩個集氣裝置采集超導(dǎo)電纜在通電過程中低溫液氮由于電纜發(fā)熱而氣體，并通過氣體采集裝置測量揮發(fā)氣體的流量，進(jìn)而根據(jù)揮發(fā)氣體的流量測量出超導(dǎo)電纜的交流損耗。該超導(dǎo)電纜交流損耗測試測量系統(tǒng)精度較高且性能穩(wěn)定，不易受外部環(huán)境干擾，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、制造成本低的優(yōu)點。綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。[0030] 上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于，其包括: 兩個集氣裝置，所述集氣裝置包括一隔熱殼體，所述隔熱殼體上設(shè)有一加液口、一集氣管和一線纜連接管，所述加液口、集氣管、線纜連接管與所述隔熱殼體的內(nèi)腔連通，所述隔熱殼體的內(nèi)腔中設(shè)有一隔板，所述加液口位于所述隔板的一側(cè)，所述集氣管、線纜連接管位于所述隔板的另一側(cè)，所述隔板上設(shè)有電纜線通過孔； 氣體采集裝置，所述氣體采集裝置包括一個三通管，所述三通管的兩個進(jìn)氣管頭分別與兩個集氣裝置的集氣管連接，所述三通管的出氣管頭與一氣體流量計連接，所述氣體流量計與一氣體流量信號采集系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述隔熱殼體為雙層殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述雙層殼體的內(nèi)層殼體上包覆有具有吸氣功能的絕熱包帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述集氣管在雙層殼體之間的部分為柔性可伸縮金屬波紋管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述線纜連接管的內(nèi)端部與所述雙層殼體的內(nèi)層殼體密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述線纜連接管內(nèi)端部與所述內(nèi)層殼體的密封結(jié)構(gòu)為環(huán)形刀口狀或環(huán)形錐面狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述隔板的底部設(shè)有連通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述三通管出氣管頭與所述氣體流量計之間的連接管位于一氣體恒溫器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體流量計的末端設(shè)有一排氣管，所述排氣管的排氣口方向向下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜交流損耗測試系統(tǒng)，其特征在于:所述線纜連接管的外端部設(shè)有連接法蘭。
【文檔編號】G01R27/26GK103809031SQ201210454374
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】韓云武, 宗曦華, 張智勇, 張喜澤, 張大義 申請人:上海電纜研究所