超導(dǎo)多相電纜系統(tǒng)、其制造方法及其使用的制作方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>電氣元件制品的制造及其應(yīng)用技術(shù)

專利名稱：超導(dǎo)多相電纜系統(tǒng)、其制造方法及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電力分配的AC或DC電纜。本發(fā)明特別涉及流體冷卻的超導(dǎo)多相的電纜系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及制造電纜系統(tǒng)的方法及其使用。本發(fā)明例如在諸如用于電力分配的低、中和高壓超導(dǎo)電纜那樣的應(yīng)用中有用。
背景技術(shù)：
三同軸線[G.Bogner， Transmission of electrical energy by superconducting cables, in "Superconducting Machines and Devices',(在"超導(dǎo)裝置和設(shè)備"中通過超導(dǎo)電纜傳輸電能)，Ed.S. Foner和B. Schwartz (Plenum Publishing Co., 1974)， pp.430國431和 [T.Tanaka， A.Greenwood, Advanced Power Cable Technology-Volume II: Present and Future(先進(jìn)的電力電纜技術(shù)一第二巻現(xiàn)在和未來)，(1983, CRC Press, Boca Raton， FL)， pp.242-259]描述了具有三個同心相導(dǎo)體的三軸超導(dǎo)電纜。超導(dǎo)體被涂覆到懸浮在真空的冷卻管道的表面。中間導(dǎo) 體被描述為一種涂覆環(huán)狀冷卻管道的兩個側(cè)面的雙導(dǎo)體。作者指明控制在第2相的兩個導(dǎo)體上的電流分布的困難。這種電流分布對于消除在第2相中在冷卻管道中的渦流損耗是需要的。公共熱絕緣(低溫恒溫裝置)是與導(dǎo)體同心的。電絕緣是通過固體墊層、反射箔和真空而達(dá)到的。DE-43 40 046描述具有三個同心導(dǎo)體和公共屏蔽的三軸AC電纜。電纜組件是與熱絕緣體同心的。具有同心的中心和環(huán)狀冷卻通道。這樣，在電纜周圍達(dá)到均勻的冷卻。三相導(dǎo)體由在銀包皮中的 BiSrCaCuO帶條制成。呈液氮形態(tài)的冷卻流體可以在中心和環(huán)狀的同心冷卻通道中流動。各個相導(dǎo)體由形成電絕緣的10-50mm厚的PE或聚丙烯帶條層分隔開。第三相與屏蔽之間的絕緣厚度僅僅是兩個相導(dǎo)體之間的絕緣厚度的60%。冷卻媒體在中心冷卻通道(50-200mm 0> )中送出去以及返回到環(huán)狀的環(huán)形冷卻通道(150-500mm)。由于在這兩個流之間的徑向熱交換，這個電纜的遠(yuǎn)端將經(jīng)歷超過在往返的流之間的溫度差的極端的溫度偏移。由于與電纜同心地組裝的低溫恒溫裝置的大的尺寸和重量，預(yù)期在制造和運輸時有某些困難。電相導(dǎo)體的生產(chǎn)和安裝單位長度變成為受低溫恒溫裝置的單元長度的限制。要在電纜導(dǎo) 體組件上制造低溫恒溫裝置的同時達(dá)到電纜組裝的對中，存在著技術(shù) 困難。然而，已經(jīng)在朝著達(dá)到歸心度(centricity)方面努力，因為在電流不平衡的情形下，與偏心位置相比較，歸心度是減小渦流損耗的一個原因。在描述的設(shè)計中，如果遭受到在實際的電力網(wǎng)中頻繁發(fā)生的過流，則包含BSCCO的導(dǎo)體會過熱。如果銀外殼被做得更厚以用作為穩(wěn)定器，則這個電纜設(shè)計會變成昂貴得使人不感興趣。同軸線Sato等(IEEE Transactions on Applied Superconductivity, IEEE 學(xué)報，關(guān)于應(yīng)用超導(dǎo)性)，Vol.7, No.2， 1997， pp.345-350)描述3相HTS電纜，它使用BSCCO材料以用于具有平行的非同心的結(jié)構(gòu)形式的導(dǎo)體。每相包括骨架(former ) 、 HTS導(dǎo)體、浸漬LN2的PPLP絕緣體、和HTSD 絕緣屏蔽。每個電相具有它自己的把LN2安置在中心的冷卻通道以及由構(gòu)成低溫恒溫裝置和包圍3個分開的相的波紋管系統(tǒng)形成的公共外部冷卻通道。這個設(shè)計專用于三相AC系統(tǒng)和需要六倍于一個相的載流量(電流額定值)的HTS材料(三相和三個屏蔽)。在雙極性DC系統(tǒng)的情形下，一個相容的"二相，，系統(tǒng)需要四倍于相載流量的HTS材料(二相和二個屏蔽)，即，所描述的設(shè)計原理需要2N倍的相載流量。該發(fā)明需要從N倍直到N+1倍相載流量的HTS材料，其中N是相數(shù)。該發(fā)明只需要每個N相系統(tǒng)一個骨架，對于N〉1，N〈N+K2N。Leghissa等(IEEE Transactions on Applied Superconductivity (IEEE學(xué)報，關(guān)于應(yīng)用超導(dǎo)性，)Vol.9， No.2， 1999， pp.406-411)描述開發(fā)110kV/400 MVA同軸1相HTS型電纜。導(dǎo)體由BPSDCCO多芯帶條制成，以及由浸漬LN2的合成帶條的高壓絕緣實現(xiàn)電絕緣。電纜具有同軸超導(dǎo)屏蔽導(dǎo)體。電纜芯被包容在包含超絕緣的波紋管的可彎曲的低溫恒溫裝置中，以及被安置在該低溫恒溫裝置里面的底部而不需要定中裝置。三相系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)置在一個公共低溫恒溫裝置里面的三個這樣的單相同軸電纜導(dǎo)體(或者這三個導(dǎo)體也可以分別安置在三個分開的低溫恒溫裝置中)來進(jìn)行構(gòu)建。電纜利用封閉循環(huán)的LN2系統(tǒng) 進(jìn)行冷卻。熱收縮管理JP-09-134624A公開了一種制造超導(dǎo)電纜的方法，其中按以下方式來解決管理在大的溫度改變期間(諸如從室溫到低的工作深冷溫度，或反之亦然)電纜的長度改變的問題在生產(chǎn)期間電纜被饋送到熱包封 (envelope),以及同時#_液氮冷卻，在該熱包封中電纜遵循直線路徑。在隨后返回到室溫的期間，電纜被限制在相同的長度并允許膨脹，導(dǎo) 致在熱包封中非直線(例如，彎曲形)路徑。發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)的問題在于，流體冷卻電纜系統(tǒng)的制造過程復(fù)雜而耗費時間，并且使用大量材料，以及在使用期間，效率相當(dāng)?shù)?。本發(fā)明的目的是尋求克服如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個問題。本發(fā)明的另一個目的是提供流體冷卻電纜系統(tǒng)的簡化的制造和安裝方案。本發(fā)明的目的是通過在所附權(quán)利要求中描述的和如下面描述的本發(fā)明達(dá)到的。超導(dǎo)多相電纜系統(tǒng)本發(fā)明的目的是通過一種流體冷卻的超導(dǎo)多相的電纜系統(tǒng)來實現(xiàn) 的，該系統(tǒng)包括a) 電纜，它包括構(gòu)成至少兩個電相和一個零或中性導(dǎo)體的至少三個電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體互相電絕緣；以及b) 熱絕緣，它規(guī)定中心縱向軸和具有內(nèi)表面和包圍電纜，所述熱絕緣的所述內(nèi)表面形成對一個保持用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體的冷卻腔的徑向限制，其中所述電纜-至少在它的一部分長度上一當(dāng)在垂直于所述縱向軸的截面上觀看時，處在相對于所述中心縱向軸偏心的位置，以及其中偏心位置具有適應(yīng)電纜相對于熱絕緣的熱收縮和/或膨脹的功能。在本發(fā)明的實施例中，"一個包括構(gòu)成至少兩個電相和一個零或
中性導(dǎo)體的至少三個電導(dǎo)體的電纜"被看作為具有例如兩個電相和一個中性(對于DC情形)或三個電相和一個屏蔽/中性/接地導(dǎo)體(對于三相 AC情形)的電纜。在本文中，術(shù)語"偏心安排，，的意思是非同心的安排，例如是指最終得到的電纜系統(tǒng)不是圓對稱的(即，電纜系統(tǒng)的截面視圖只有通過圍繞管狀熱絕緣的中心縱向軸旋轉(zhuǎn)36(^才轉(zhuǎn)回到其本身)。換句話說，由處在管狀熱絕緣內(nèi)的電導(dǎo)體構(gòu)成的本體的中心軸(以及它們的互相電絕緣和可能的內(nèi)部的冷卻腔/通道，合起來被稱為"電纜")是與管狀熱絕緣的中心縱向軸不一致的。在一個給定的截面上，一個本體相對于另一個本體(這里，電纜相對于熱包封的內(nèi)表面或外表面)的偏心度被定義為相對于最大本體半徑的這兩個本體的中心之間的差值(假設(shè)基本上為圓形的截面；否則偏心度可以相對于一個特征的(例如，最大或最小的)截面尺度來定義)。在一個實施例中，電纜基本上在它的全部長度上相對于中心縱向軸偏心地定位。在一個實施例中，偏心度沿電纜系統(tǒng)的長度變化。替換地，偏心度沿電纜系統(tǒng)的長度或電纜系統(tǒng)的截面基本上是恒定的。在一個實施例中，熱絕緣(低溫恒溫裝置)的內(nèi)表面相對于熱絕緣 (低溫恒溫裝置)的外表面靈活地移動。在一個實施例中，熱絕緣的內(nèi) 表面沿電纜系統(tǒng)的長度具有非直線路徑，諸如曲折路徑。這具有優(yōu)點電纜可以在非深冷溫度(例如，室溫)時受壓縮的情形下甚至更好地利用低溫恒溫裝置的空間，參閱例如圖llc。優(yōu)選地，電纜(具有外徑D。ut，eab,e)相對于熱絕緣的內(nèi)表面(即，具有直徑D一ry。的低溫恒溫裝置內(nèi)壁)的偏心度被定義為l-(D。ut，caWe/Din，ery。)(即，2x Aex/Din,cry。，參閱下面)，它處在從1%到20%的范圍，諸如從5%到15%。優(yōu)選地，電纜相對于熱絕緣的外表面(即，具有直徑D。ut，cry。的低溫恒溫裝置外壁)的偏心度處在從1%到50%的范圍，諸如從10%到45%，諸如從20%到30%。在一個實施例中，在給定的截面上電纜的偏心度在電纜的不同的溫度下是不同的。在一個實施例中，流體冷卻的超導(dǎo)多相的電纜系統(tǒng)包括a)電纜，它包括構(gòu)成至少兩個電相和一個零或中性導(dǎo)體的至少三個電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體互相電絕緣，至少一些所述電導(dǎo)體^皮電絕緣分
開、相互環(huán)繞地同心安排，所述零或中性導(dǎo)體形成公共回流電導(dǎo)體，所述電纜系統(tǒng)包括圍繞所述電相和所述零或中性導(dǎo)體并與它們電絕緣的公共電屏蔽，以及b)熱絕緣，它規(guī)定中心縱向軸和具有內(nèi)表面并且包圍電纜，所述熱絕緣的所述內(nèi)表面形成對一個保持用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體的冷卻腔的徑向限制，其中所述電纜-至少在它的一部分長度上一當(dāng)在垂直于所述縱向軸的截面上觀看時，處在相對于所述中心縱向軸偏心的位置，以及其中該偏心位置具有適應(yīng)電纜相對于熱絕緣的熱收縮和/或膨脹的功能，在此，Aex是電纜中心線到熱絕緣中心線的平均距離，以及它按照下面的方式與電纜的縱向熱收縮&相聯(lián)系電纜中心線基本上描述在低溫恒溫裝置里面的螺旋線，Lp是這個螺旋線的間距長度。偏心定位的同心多相電纜系統(tǒng)(例如，三同軸線)與偏心定位的共同平行(例如，三元組)系統(tǒng)相比較的優(yōu)點在于，有可能達(dá)到較大的骨架和相直徑(對于相同的熱包封內(nèi)徑)，導(dǎo)致較低的磁場和從而較高的臨界電流和從而較低的AC損耗，再次提供減少的材料使用和一個能量更有效的電纜系統(tǒng)。組裝筒易性具有非同心的安排(例如具有包括導(dǎo)體和"分開的"(典型地管狀的)熱絕緣(例如，真空絕緣管，低溫恒溫裝置))的"分開的"電纜的形式的優(yōu)點在于，這兩個"單獨的單元，，可以并行生產(chǎn)，然后再以比同心構(gòu)建筒單的方式接合在一起，其中在圍繞墊襯制造管狀熱絕緣(例如，真空絕緣管)之前必須把墊襯安裝在'電纜，上。這種不存在中心襯墊的安排，易于通過例如把電纜導(dǎo)體拉伸、推送或吹煉(blow)到熱絕緣或在電纜導(dǎo)體上對低溫恒溫裝置部分進(jìn)行細(xì)紋連接 (threading),從而在低溫恒溫裝置里面安裝電纜導(dǎo)體組件。非同心解決方案因此具有經(jīng)濟(jì)上有利的、邏輯上靈活的和節(jié)省制造時間和成本的潛力。減小流阻電纜相對于熱包封定位的偏心度還具有優(yōu)點與同軸情形相比較，
減小流阻(例如，參閱Frank M. Whiite， "Viscous Fluid Flow (粘滯流體流)"，McGraw-Hill, p.127 (圖3 - 8))。任選的電纜與裝置它具有另外的優(yōu)點在熱包封內(nèi)提供增加的空間，以便用于一個或多個例如用于監(jiān)視或通信目的的任選的另外的電纜或部件。熱收縮另外，偏心度與已有的部分地內(nèi)建的用于導(dǎo)體的熱收縮的補(bǔ)償相組合，提供了用于補(bǔ)償導(dǎo)體在電纜的縱向方向的熱收縮的機(jī)制。可靠性在電網(wǎng)中超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的可靠性和可用性取決于在故障情形下電纜系統(tǒng)的修理時間。在電纜系統(tǒng)中故障的最普通的原因是由于諸如挖掘施工那樣的外部因素造成的損壞。所以，多半是熱絕緣低溫恒溫裝置被損壞。由于真空絕緣是最有效的熱絕緣，在損壞的事件中，多半是在電纜中必須通過泵送重建真空。泵送時間對于較長的泵送距離是較長的。在長的低溫恒溫裝置中有可能插入多個泵送端口。然而，在本發(fā)明中，功能上具有整體性的低溫恒溫裝置的數(shù)目大于電纜單元的數(shù)目。這樣，在故障情形下需要重建的低溫恒溫裝置的長度被減小為電纜導(dǎo)體組件的長度的一半或更短。這樣，可以減小泵送時間和從而減小修理時間。另外，泵送站的數(shù)目也可以減小。在本發(fā)明的一個實施例中，電纜導(dǎo)體組件長于l公里，低溫恒溫裝置部分的數(shù)目大于IO，以及在挖掘損壞后修理期間的泵送端口和泵送站的數(shù)目是l。這導(dǎo)致對于用戶具有更高的可用性的更可靠的電纜系統(tǒng)。發(fā)明詳細(xì)說明定義在本上下文中，術(shù)語"電纜導(dǎo)體組件"或簡稱"電纜"被使用于包括電導(dǎo)體和在相鄰的電導(dǎo)體之間的對應(yīng)的電絕緣(和任選地，與它有關(guān)的另外的層)的電纜系統(tǒng)的一部分。按照本發(fā)明的電纜系統(tǒng)因此包括在以上的意義上的"電纜"和圍繞電纜的熱絕緣，其中電纜相對于熱絕緣的中心縱向軸(至少在它的縱向延伸的一部分)偏心地定位。術(shù)語"低、中和高電壓，，在本上下文中分別是指從24V到6kV，從 10kV到30kV,和從50kV開始再往上。按照本發(fā)明的電纜系統(tǒng)適用于分布在kV區(qū)域中的電壓，例如，在從5kV到50kV的范圍內(nèi)的電壓或大于50kV的電壓，諸如大于60kV的電壓，諸如大于100kV的電壓。
在本上下文中，術(shù)語"多相，，是指一個以上的電相，例如兩個或三個或多個電相。術(shù)語"深冷包封"，"熱包封"，"熱絕緣"對于包圍電導(dǎo)體和它們的相應(yīng)的電絕緣和保護(hù)層(電纜)與形成用于容納用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體的冷卻腔的結(jié)構(gòu)單元可互換地使用。在一個實施例中，由電導(dǎo)體(和它們的電絕緣與可能的"內(nèi)部"冷卻腔/通道)構(gòu)成的電纜位于管狀熱絕緣內(nèi)，以便物理接觸管狀熱絕緣的內(nèi) 表面，至少是在由該熱絕緣的縱向軸規(guī)定的方向上它的長度的一部分。按照本發(fā)明的電纜系統(tǒng)的縱向方向是指例如由圍繞電纜的熱絕緣的軸規(guī)定的該電纜系統(tǒng)的電力傳輸?shù)念A(yù)定的方向。術(shù)語三同軸線和三元組結(jié)構(gòu)在本專利申請中分別被使用于包括具有以同心安排(三同軸線，參閱圖8a的801)方式和具有錐形結(jié)構(gòu)(三元組 ?！?。'，參閱圖8b)方式的三電相的電纜結(jié)構(gòu)。偏心度定義與部件在物體的給定的截面上的位置有關(guān)的術(shù)語"偏心"是指"定位于不同于物體的幾何中心的任何地方"，即，"電纜"相對于"熱絕緣，，偏心地定位，是指"電纜，，的幾何中心與熱絕緣的幾何中心不一致。在本上下文中的術(shù)語"偏心度，，是指在垂直于縱向方向的截面上，管狀熱絕緣的外壁或內(nèi)壁的中心分別相對于管狀熱絕緣(例如，它的半徑，如果內(nèi)部是圓形的)的最大內(nèi)徑尺寸(即，中心到壁)之間的距離。圖8顯示按照本發(fā)明的流體冷卻高電壓電纜系統(tǒng)，圖8a是具有公共的電屏蔽的同心安排的3相結(jié)構(gòu)，以及圖8b是具有公共的電屏蔽并排安排的3相結(jié)構(gòu)。圖8顯示按照本發(fā)明的電纜系統(tǒng)800的尺度參數(shù)。電纜801和熱包封 816的中心840， 840分別用'x，表示(這些中心在這里分別被確定為電纜和熱包封的外部界限的幾何中心)。它們的彼此的中心到中心的距離被表示為Aex 。電纜801的外徑dcab和熱包封816的內(nèi)徑dce被示出。熱包封816的內(nèi)壁8161和外壁8162,皮示出。在本上下文中，電纜系統(tǒng)的偏心度被定義為中心到中心距離Am與熱包封的內(nèi)半徑dce/2的比值。偏心度Ex可4皮表示為Ex-2 x Aex/dce。熱收縮偏心電纜設(shè)計的一個目的是當(dāng)冷卻時適應(yīng)電纜導(dǎo)體組件的熱收
縮。這在本發(fā)明中通過在溫暖(室溫，RT)電纜系統(tǒng)中引入電纜相對于熱絕緣的一個過長度(over-length)而部分地達(dá)到的。電纜的RT過長度被設(shè)計成使得，當(dāng)電纜被冷卻到它的工作溫度時，電纜和低溫恒溫裝置具有不超過它們的各個機(jī)械約束條件的類似的長度。在本例中，在不同的方法中的過長度被量化。適應(yīng)某些過長度的能力對于以下的情形進(jìn)行計算1) 在直的低溫恒溫裝置內(nèi)壁里面，像正弦曲線那樣起伏的電纜導(dǎo)體2) 在直的低溫恒溫裝置內(nèi)壁里面，在偏心的螺旋線上的導(dǎo)體。3) 在直的低溫恒溫裝置外壁里面，像正弦曲線那樣一起起伏的電纜和低溫恒溫裝置內(nèi)壁。4) 在直的低溫恒溫裝置外壁里面，一起處在螺旋線上的導(dǎo)體和內(nèi) 部低溫恒溫裝置壁。5) 像正弦曲線那樣起伏的低溫恒溫裝置外壁，與低溫恒溫裝置內(nèi) 壁一起彎曲達(dá)到90°，并且電纜在外部和內(nèi)部彎曲中處于極端的偏心位置。計算是針對具有65mm外徑(OD)的電纜導(dǎo)體組件以及具有84mm 內(nèi)徑(ID)和lSOmm外徑的熱包封(低溫恒溫裝置)來執(zhí)行的。計算是通過使用來自美國微軟的Excel電子表格軟件執(zhí)行的。正弦路徑P的長度通過近似式被估計Lp是間距長度，或正弦的周期長度，以及Aex是正弦的幅度。螺旋線的長度被計算為其中
以下是這些計算的例子。1. 3kA(rms) AC三同軸線電纜情形的實現(xiàn)可以類似于情形#4(螺旋線)與情形#5(彎曲)相組合。這需要電纜導(dǎo)體彎曲(buckle)到12-17% 的偏心度Ex，相應(yīng)于約18-25mm的Aex，具有1.5m到3m的間距長度。如果外部低溫恒溫裝置也在幾個位置彎曲，則熱收縮更好地適應(yīng)。這可以有助于電纜導(dǎo)體變形。然而，這在組裝到低溫恒溫裝置中的期間會增加對電纜的拉力。2. 用于適應(yīng)于熱膨脹的能力在內(nèi)部低溫恒溫裝置ID與電纜OD之間需要一個約20mm的縫隙，而同時保持內(nèi)部低溫恒溫裝置在外部低溫恒溫裝置內(nèi)的約20 -25mm的移動性。這樣，電纜的偏心度可以高 i^Ex=30%，相應(yīng)于Aex =(20+25)/2=22.5mm。在特定實施例中，電纜至少在由所述縱向方向規(guī)定的它的長度的一部分上具有與所述熱絕緣的所述內(nèi)表面的物理接觸。這具有不需要襯墊的優(yōu)點。在特定實施例中，電纜在由重力和諸如彎曲和熱收縮那樣的機(jī)械約束條件確定的位置上具有與所述熱絕緣的所述內(nèi)表面的物理接觸。這具有避免對襯墊的需要，使得能夠分開地組裝低溫恒溫裝置和導(dǎo)體/ 電纜的優(yōu)點。而且，使得有可能部分適應(yīng)導(dǎo)體的熱收縮。在特定實施例中，電纜的位置相對于管狀熱絕緣的中心縱向軸的偏心度，至少在它的一部分長度上，優(yōu)選地，在它的大部分長度上，大于5%，諸如大于10%，諸如大于20%，諸如大于35%。對于規(guī)定的電纜設(shè)計的實際選擇的偏心度是截面尺寸與必須的熱補(bǔ)償之間的折衷。偏心越多，可應(yīng)用的過長度越大，但是一般地，熱包封的截面越大，因此材料消耗越大。在特定實施例中，電纜導(dǎo)體組件從一個偏心位置移動到另一個偏心位置可補(bǔ)償在電纜冷卻和加溫期間經(jīng)受的、或由過流或故障電流造成的熱收縮和膨脹。這具有的優(yōu)點是，不需要額外的補(bǔ)償環(huán)路或其它端接預(yù)防措施，諸如加強(qiáng)的機(jī)械夾具或滾輪，以使得能夠進(jìn)行端接的補(bǔ)償。徑向收縮本發(fā)明的電纜導(dǎo)體組件可被構(gòu)建成使得與超導(dǎo)元件和正常導(dǎo)電元件的固有的材料特性相比較，減小它的縱向熱收縮。電絕緣層可以以
大的間距角度(40-90度)松弛地纏繞，以使得徑向熱收縮在冷卻時變大，例如當(dāng)從環(huán)境溫度冷卻到70K時為l-5。/。。徑向收縮的進(jìn)一步增強(qiáng)可以通過在介質(zhì)層底下的可彎曲層而得到。這種可彎曲層由多孔聚合物材料制成，或由呈現(xiàn)彈簧作用的、寬的(5-20mm)可彎曲金屬或聚合物帶條制成。這種大的徑向收縮適應(yīng)在電纜中金屬或超導(dǎo)帶條的部分或全部縱向收縮，它例如可以是0.25%，0.3%，或0.4%。這把電纜的縱向收縮減小到例如0.25%， 0.2%， 0.1%或0%。大的徑向熱收縮也可以部分藉助于在介質(zhì)帶條中的纖維方向而得到。例如，纖維加固的聚合物在縱向收縮方面幾乎是中性的，以及如果纖維平行于電纜軸的話，具有大的徑向收縮。這樣，電纜導(dǎo)體組件的部件的部分熱收縮通過徑向收縮而被調(diào)節(jié)，其余的縱向熱收縮通過導(dǎo)體組件從一個偏心位置移動到第二個偏心位置而被調(diào)節(jié)。定量的偏心度在一個實施例中電纜相對于管狀熱絕緣的中心縱向軸的偏心度大于5%，諸如大于10%,諸如大于15%，諸如大于20%,諸如大于30%。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，中心到中心距離Aex按以下公式與電纜的剩余縱向熱收縮sl相聯(lián)系乂,是電纜的中心線到外部低溫恒溫裝置的中心線的平均距離。電纜中心線描述低溫恒溫裝置里面的螺旋線。Lp是這個螺旋線的間距長度。在一個實施例中，Aex按以下公式與電纜的彎曲半徑相聯(lián)系其中Rbend是由例如彎曲測試確定的電纜特性保持完好的場合下的最小的彎曲半徑，。這具有這樣的效果低溫恒溫裝置內(nèi)部的外套(熱包封的內(nèi)表面)對電纜的曲折不施加任何約束條件，但外部外套(熱包封的外表面)-并且特別是外部外套的曲折和彎曲-被利用來最大程度或足夠地適應(yīng)于在冷卻電纜時的預(yù)期的熱收縮。術(shù)語"由例如彎曲測試確定的電纜特性保持完好的最小的彎曲半
徑"在本上下文中是指最小彎曲半徑，對于它，在電纜受到給定的彎曲測試后(諸如，例如在圍繞預(yù)定的最小的彎曲半徑Rmin的20倍彎曲后的 lHV/mlc指標(biāo))，電纜把它的基本特性，諸如Ic，max(l nV/mle指標(biāo)，其中包括熱包封的冷卻特性等沒有顯著改變)保持到至少90%，諸如到至少95%，從而，按照IEEE或CIGRE標(biāo)準(zhǔn)保持高壓特性。在一個實施例中，電纜系統(tǒng)被構(gòu)建成使得中心到中心距離Aex滿足兩個要求在一個實施例中，厶尸=〃1^>1其中Ls是在電纜中超導(dǎo)帶條或線的最長的絞合的間距長度，以及n 是整數(shù)。參數(shù)n被選擇為大于l,諸如等于2，或更優(yōu)選地等于3。在下面的表格中，顯示了本發(fā)明的可能的例子1例子匕pMinMax#闊n闊fmmj〖mm)fmm岡Ex f%10,320,60,0021,56,046,076,100,106,120,42,510,00251,211,2614,6721,490'1212,230,330,90,0031,7"，1011,6312,160,157,840,43,51,40,0025215,7718,1125,140，16"，350,5420,0031,424,6732,0576,320,1422,9本發(fā)明的這樣的實施例的優(yōu)點首先在于，電纜的偏心度可以適應(yīng)于在從環(huán)境溫度到例如4K， 9K， 30K， 50K, 70K,或100K的工作溫度下電纜的縱向熱收縮SL。在冷卻或加溫期間，電纜從偏心設(shè)置的、具有間距長度"的螺旋線改變到具有間距長度L〉 Lp的螺旋線或偏心設(shè)置的直線。第二，電纜導(dǎo)體組件絕不彎曲到小于可允許的彎曲半徑的半徑。第三，具有高達(dá)Lp的間距長度的HTS帶條能夠在結(jié)構(gòu)內(nèi)滑移，以便允許形成所需要的螺旋線，而不惡化它們的超導(dǎo)特性。同心相-材料節(jié)省在特定實施例中，零或中性導(dǎo)體形成乂^共回流電導(dǎo)體。這比三個單獨的中線/屏蔽(AC情形)具有提供材料節(jié)省的優(yōu)點。在特定實施例中，該零或中性導(dǎo)體安排成圍繞至少一個電相同心地設(shè)置。在特定實施例中，至少某些(諸如全部)所述電導(dǎo)體互相同心地安排，由電絕緣分隔開。這具有提供快速和低成本生產(chǎn)的基礎(chǔ)的生產(chǎn) 的容易/簡化性的優(yōu)點。在特定實施例中，電相數(shù)是3。超導(dǎo)三同軸線概念與單相超導(dǎo)電纜和三元組配置的超導(dǎo)電纜相比較，由于以下特性，在許多方面是更有利的1) 使用較少的材料。2) 較少的制冷損耗(與單相電纜相比較)。3) 由于較低的流阻而不具有增長的渦流損耗所造成的有利的偏心結(jié)構(gòu)，這是因為在電磁方面是中性的(而且也在局部尺度上與三元組不同)。4) 通過偏心度(+過長度)和熱收縮的內(nèi)建材料/徑向適配，有利于組合地補(bǔ)償軸向熱收縮。5) 三同軸線概念使得能夠靈活地適合于客戶要求、生產(chǎn)簡易性和動態(tài)性、材料靈活性、以及對不同的HTS帶條結(jié)構(gòu)的形式適配功能的概念。超導(dǎo)材料用于電導(dǎo)體和任選地用于電屏蔽的超導(dǎo)材料可以是在構(gòu)建時針對所討論的應(yīng)用而優(yōu)化(有關(guān)損耗、工作條件、和成本)的任何適當(dāng)?shù)姆N 類。在特定實施例中，至少一個所述電導(dǎo)體包括從包含例如鉛摻雜的 BSCCO的BSCCO(BiSrCaCu03), YBCO(釔鋇銅氧化物)，RE-BCO(稀土鋇銅氧化物)，MgB2， Nb3Sn， Nb3Ti和它們的組合的材料組中選擇的超導(dǎo)材料。這具有利用已知的嚴(yán)格測試和嚴(yán)格確定的、特別是具有超導(dǎo)的特性的產(chǎn)品的優(yōu)點。使用在高達(dá)液氮的沸點以上的溫度下呈現(xiàn)超導(dǎo)特性的HTS材料當(dāng)然是有利的。骨架在特定實施例中，同心安排的電導(dǎo)體包圍一個相對于所述同心安排的電導(dǎo)體中心放置的體積。這具有原理簡單、允許使用中心空穴用于冷卻、熱慣性、診斷和其它信息與物理輸送的裝置的優(yōu)點。
在特定實施例中，定位在中心的體積被用作為一個在其中流動冷卻流體的冷卻通道。在特定實施例中，電纜包括由金屬、塑料或復(fù)合材料制成的具有螺旋管、管、波紋管、或互鎖管的形式的中心骨架。這具有提供用于纏繞/構(gòu)建電纜的其余部分的物理載體的優(yōu)點。它還提供導(dǎo)體的尺度規(guī) 定的基礎(chǔ)。它任選地可被使用于冷卻。它可以提供用于任選地附加診斷、信息或材料輸送的空穴/機(jī)會。低的AC損耗在特定實施例中，超導(dǎo)材料以帶條或線的形式呈現(xiàn)，要以這樣的次序和這樣的間距角度來安排這些帶條或線使得可通過優(yōu)化超導(dǎo)帶條的數(shù)目和超導(dǎo)層中的電流分布而給出在交流或瞬變電流下的低的電損耗和增加的熱穩(wěn)定性。這具有提供產(chǎn)品靈活性(便于實現(xiàn)一定的程度的設(shè)計定制)的優(yōu)點。它還便于使用其它間距，以及特別是不同總數(shù)的層/帶條。其它參數(shù)，諸如或多或少的電流承載能力、或多或少的故障電流保護(hù)、低或高電壓、AC或DC，可受到影響/優(yōu)化。在特定實施例中，每個電相導(dǎo)體包含一層或幾層超導(dǎo)帶條，這些層在每相被劃分成一個或多個組，每個組包含具有相同的間距方向(被稱為"S，，或"Z"，其中Z涉及"右手"繞組以及S涉及"左手"繞組)的一層或幾層帶條。在每個電相的所有的第一組中，這些層具有相同的間距方向。在第一例中，在電纜中每個相導(dǎo)體包括三層超導(dǎo)帶條。在每個相導(dǎo)體中頭兩層形成具有相同的間距方向"S，，的一個組。在每個相導(dǎo)體中的第三層具有間距方向"z"。這具有減小在電纜中心處的軸向磁場的優(yōu)點。這減小在電纜的任何金屬部分中的渦流，以及它減小電纜的阻抗。在第二例中，在電纜中每個相導(dǎo)體包括兩層超導(dǎo)帶條。在每個相導(dǎo)體中第一組帶條包括具有間距方向"z，，的一個層。在每個相導(dǎo)體中第二組帶條也包括單個層，但具有間距方向"s"。這具有造成在每相中兩個組之間的更相等的電流分布的優(yōu)點。在特定實施例中，至少一個電相導(dǎo)體具有最后一組超導(dǎo)帶條或線，該最后一組具有與第一組相反的間距方向。這具有造成在該相中兩個組之間的更相等的電流分布的優(yōu)點。
在特定實施例中，在二相DC電纜中每個電導(dǎo)體包含兩層超導(dǎo)帶條或線。間距方向順序是SZ-SZ。這具有在DC電纜的電流浪涌、諸如故障電流或陡峭的電流斜坡的瞬態(tài)的期間形成在各層之間的均勻電流分布的優(yōu)點。這導(dǎo)致DC電纜的減小的瞬態(tài)損耗和提高的熱穩(wěn)定性。在特定實施例中，在三相三同軸線AC電纜中每個電導(dǎo)體包含兩個超導(dǎo)層，其中間距方向順序是SZ-SZ-SZ。這具有通過改進(jìn)在不同的超導(dǎo)層之間的電流分布而減小電纜中AC損耗的優(yōu)點。過流保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)中短路的情形下，在電網(wǎng)中可以出現(xiàn)達(dá)到多個kA的非常大的電流。如果在超導(dǎo)電力電纜中的超導(dǎo)體面臨這樣的顯著超過它的臨界電流的大電流，則在電纜中超導(dǎo)特性和從而電流的實際上無損輸送將被丟失。所有的(或大部分)這樣的電流現(xiàn)在必須在電力電纜的相當(dāng) 小(比起常規(guī)的電纜中的截面小得多)的其余的金屬截面中被栽送。所以，會發(fā)生急速發(fā)熱，有可能導(dǎo)致?lián)p壞。有幾種方法對付這個問題。一種方法是僅增加正常導(dǎo)體截面。這可以通過增加在其本身是一個復(fù)合體的超導(dǎo)帶條中正常導(dǎo)體對超導(dǎo)的比值。然而，這需要修改帶條設(shè)計，由于各種原因這不是容易而可能的或者不是所希望的。對于問題的另一個解決方案是把額外的正常導(dǎo) 體(一般是銅)添加到電纜，用于在超導(dǎo)體失去超導(dǎo)特性的情形下載送電流。然而，困難的方面是要把銅安置成使得在正常工作條件下電纜電流幾乎無損耗地在超導(dǎo)體中流動，而在過載條件下電流必須轉(zhuǎn)到正常導(dǎo)體中。同時，由于在正常導(dǎo)體中的渦流造成的感應(yīng)損耗必須被最小化。一種解決方案是例如通過把具有銅編織物形式的正常導(dǎo)體安置在單相超導(dǎo)電力電纜的中心。在正常工作條件下，電流在超導(dǎo)體中流動，這是由于它的較低的電阻和較低的電感。在過流事件中，在超導(dǎo) 體中的電阻強(qiáng)烈地增加，從而電流轉(zhuǎn)到銅編織物中。然而，在本發(fā)明中描述的多相超導(dǎo)電纜中，由于它的幾何結(jié)構(gòu)，這個解決方案對于所有的相是不可能的。把銅安置在中心僅對于中心相是可能的，而對于其它相，額外的正常導(dǎo)體必須按它們各自的電壓電平來安排。在本發(fā)明中，包含正常導(dǎo)體(或額外超導(dǎo)體)的額外的層可被添加到多相電力電纜的每個相，以用于過流保護(hù)。通過按特定的圖案纏繞所有的層以使得電流在正常工作條件下在某些層(包含超導(dǎo)體)中流
動，而不在其它層(一般包含正常導(dǎo)體)中流動，從而使這些層中的電流被控制。按特定的圖案進(jìn)行層的纏繞，可控制這些層的自感和互感以及它們的電阻，從而使得在不需要電流的層中的感應(yīng)電流將其自身抵消到零，或?qū)⑵渥陨頊p小到可接受的數(shù)值。除了平衡切向分量和軸向分量之外，使得局部磁場最小化也是可能的收益。在過流的情形下，在超導(dǎo)體中增加的電阻使得電流轉(zhuǎn)到正常導(dǎo)電層。任務(wù)是要設(shè)計在包含用于過流保護(hù)的額外的正常導(dǎo)體層(一般是銅或鋁)的多相電纜中的層電流分布。在正常工作時，盡可能多的電流要在包含超導(dǎo)體的各層中流動，而在短路事件中，電流要傳送到正常導(dǎo)體銅層中。在三相AC電纜的情形下，設(shè)計原理可被概述為如下內(nèi)部相受到由中間相和外部相產(chǎn)生的累積的軸向(而非切向)場的影響。如果沒有這樣的軸向場，則外部相和中間相對于內(nèi)部相的影響是最小的。另一方面，外部相將僅僅受到由中間相和內(nèi)部相產(chǎn)生的切向場的影響。中間相受到來自內(nèi)部相的切向場的影響，以及還有可能受到來自外部場的軸向場的影響。如果包含超導(dǎo)體的電流載送層具有大約相等的繞組間距但纏繞方向相反的話，則一個相產(chǎn)生的軸向場可被最小化。其最終結(jié)果是，在中心處沒有或只有非常小的軸向磁場，在那里可以安置用于內(nèi)部相的正常導(dǎo)電層。這導(dǎo)致在這些最里面的銅層中沒有感應(yīng)電流，不管實際上它們的繞組間距(和截面)是多少。對于外部層可以進(jìn)行類比-在這樣許安置正常層以用于那里的外部相。在中間相S中，僅僅通過允許完全屏蔽的電流(分別對相T或R偏離180度)在與各個相直接相鄰的每個電流載送層中流動，以便在相S的中部產(chǎn)生一個沒有場或接近于沒有場的空間，從而可以在該空間相S的中心處產(chǎn)生零或小的磁場。然而，這在相S中需要增加的超導(dǎo)材料的量，其高達(dá)正常相載流量的兩倍。也有可能找到一種解決方案，其中正常導(dǎo)電層被安置在有磁場的位置，但在那里所感應(yīng)的電壓是均衡的，從而使得非常小的電流在正常導(dǎo)電層中流動。在這樣的均衡解決方案中，在某些層中產(chǎn)生非常小的電流，即使它們包含超導(dǎo)體(R4)。已經(jīng)找到一個這樣的解決方案。在這個解決方案中，如圖3所示，S相的兩個正常導(dǎo)電層(項213，)分別被
安置在兩個超導(dǎo)層(項213)的里面和外面。在中間相中的正常導(dǎo)電層被暴露給從相R產(chǎn)生的小的軸向場和從在相S和T中的電流的和值產(chǎn)生的切向場。因此兩個場的相位差是180度，因此僅僅是符號相反。相S的正常導(dǎo)電內(nèi)層被暴露給來自相T的切向場和來自相S和R的組合的軸向場。再次地，這兩個場的相位差是180度。為了達(dá)到在正常導(dǎo)體中最小的電流量，它們的繞組間距必須是使得由切向場感生的電壓被由軸向場感生的電壓所補(bǔ)償。由于由軸向場和切向場感生的較佳的補(bǔ)償電壓，在正常導(dǎo)電層中的較短的間距導(dǎo)致在中心正常導(dǎo)電層中較小的電流。優(yōu)選實施例包括-對于正常和超導(dǎo)層，每相偶數(shù)個層。-對于外部相，正常導(dǎo)電層安置在最外面。-對于內(nèi)部相，正常導(dǎo)電層安置在最里面。正常導(dǎo)電層安置在中間相的每一側(cè)(里面和外面)。'對于內(nèi)部相和外部相，交織超導(dǎo)和正常層。所有的相中的電流載送層的+-模式同時伴隨著每個相中的電流栽送層的大致相等的間距長度(低的軸向場)。在本發(fā)明的特定實施例中，至少一個電導(dǎo)體與例如具有包括Cu或 Al的帶條或線的形式的保護(hù)導(dǎo)電分路材料層熱和/或電接觸。這具有易于在電纜/導(dǎo)體設(shè)計中綜合預(yù)定的故障電流額定值的優(yōu)點。在特定實施例中，導(dǎo)電分路材料被安排成分散在超導(dǎo)帶條的至少一個層，該導(dǎo)電分路材料與半導(dǎo)電的襯墊材料和/或與超導(dǎo)帶條熱和電接觸。這具有提供生產(chǎn)和材料靈活性、允許形式適配功能、和防護(hù)超導(dǎo)材料免受故障電流影響的優(yōu)點。在特定實施例中，導(dǎo)電分路材料被安排在與超導(dǎo)帶條層分隔開的一個或幾個層中，該導(dǎo)電分路材料與半導(dǎo)電的襯墊材料和/或與超導(dǎo)帶條熱和電接觸。這具有使可能的渦流耗散最小化的優(yōu)點。分路層的帶條的形狀或分路層中的上縮(ride-ups)由此對于HTS層只有較小的影響，以及反之亦然。而且，它在故障電流功率耗散的情形下提供熱慣性。在特定實施例中，至少一個電導(dǎo)體與例如具有襯墊帶條形式的半導(dǎo)電的材料熱和電接觸。這具有提供熱慣性以便在故障電流的情形下吸收耗散功率的優(yōu)點。在特定實施例中，以這樣的次序和這樣的間距角度來安排超導(dǎo)帶條或線以及所述的導(dǎo)電分路帶條或線使得可通過優(yōu)化超導(dǎo)帶條或線的數(shù)目和超導(dǎo)層中的電流分布，以及通過使導(dǎo)電分路層中部分的標(biāo)稱電流最小化，同時把導(dǎo)電分路層安排成在故障電流的情形下起保護(hù)性的分流器的作用，從而給出在交變電流或瞬態(tài)電流下的低的電損耗。這具有避免需要專門設(shè)計的具有綜合的分路保護(hù)的HTS帶條的優(yōu)點。提供了在選擇材料和生產(chǎn)以及適合于客戶要求的能力方面的更多的靈活性。才幾械加固性在特定實施例中，至少一個電導(dǎo)體由包含鋼合金、青銅、黃銅合金、碳纖維基部件或聚酰亞胺基部件的機(jī)械加強(qiáng)部件來進(jìn)行加固。這具有提高導(dǎo)體的魯棒性的優(yōu)點，由此不太需要提醒小心搬運。而且，電纜可被牽引到較長的長度的管道中。介質(zhì) 固體介質(zhì)在特定實施例中，在電導(dǎo)體之間和在電導(dǎo)體與電屏蔽之間的電絕緣由聚合物制成，它們例如是PPLP， PE，丙埽酸，紙，其中包括通過擠壓加工的或通過應(yīng)用帶狀構(gòu)造的合成紙。在特定實施例中，電絕緣體和/或電導(dǎo)體通過諸如纖維或帶條機(jī)械加固裝置被綜合在一起。厚度絕緣的厚度(在帶狀物的情形下，是帶狀物的厚度和數(shù)目)，絕緣流體和工作壓力的選擇是按照需要的絕緣特性(藉助于脈沖電壓來測試的基本絕緣級別BIL、藉助于直流電壓或隨時間的交變電壓來測試的標(biāo)稱電壓)進(jìn)行選擇的。介質(zhì)流體在特定實施例中，電絕緣包括加壓力的和電絕緣的流體單元，諸如液氮，氮氣，氦，氖，氫，氧或它們的組合。與真空或低壓氣體相比較，這具有提供高的介質(zhì)強(qiáng)度和因而緊湊的電絕緣系統(tǒng)以及增加的導(dǎo)熱性的優(yōu)點。壓力膜/壓力管
力，溫度和流量的差別的優(yōu)點。由此有可能保持絕緣浸漬干凈/純凈，而同時具有帶有較低的純凈度的冷卻劑。在某些出版物中，建議用氫冷卻，以便使用輸送的氫作為配置的燃料，在這種情形下，保持氮或氦作為絕緣浸漬劑仍舊是明智的。在特定實施例中，絕緣流體通過壓力膜與冷卻媒體分隔開，壓力膜阻擋冷卻媒體進(jìn)入電絕緣。這個壓力膜可以是由金屬或人造材料制成的不滲透的壓力容器，或它可以是電纜中的不滲透層，例如暴露在高于外部壓力的電纜內(nèi)部壓力中的一個或幾個襯墊帶條的層。作為例子，絕緣流體可以是純N2，或純He，而冷卻流體是He氣體或局部引入的液態(tài)空氣或包含具有例如相對較大的熱容量的成分的固體/液體混合物。在特定實施例中，電纜的中心部分整個地或部分地被使用來傳送電絕緣流體的內(nèi)部過壓。換句話說，電纜的中心部分不被使用來輸送冷卻流體。這具有防止低溫恒溫裝置過壓的優(yōu)點。在特定實施例中，電絕緣流體等同于冷卻流體。在一個實施例中，電絕緣流體和冷卻流體被保持在類似的壓力(例如液體]\2的壓力)下。在特定實施例中，共同的電絕緣流體和冷卻流體具有增加的純度(與兩個分開的流體的情形相比較)，由此導(dǎo)電的或介質(zhì)的污染被最小化。封閉的骨架在特定實施例中，位于中心的冷卻體積在每個末端處被封閉，以形成一個熱貯存庫。這具有只需要最少地關(guān)心純度(分類一次)的優(yōu)點，因為不存在與該封閉的體積的外部材料交換。另外的優(yōu)點是由小的軸向?qū)α髟斐傻臏囟忍荻鹊木植科交ｋ娖帘蜛l，Cu或SC在特定實施例中，公共電屏蔽包括Cu， Al或另外的常規(guī)的導(dǎo)體或超導(dǎo)材料或所述材料的組合。這具有提供在選擇材料和生產(chǎn)方面的靈活性的優(yōu)點。機(jī)械加固性在特定實施例中，電屏蔽包括Cu或Al,任選地包括半導(dǎo)電的材料和/或超導(dǎo)材料和/或高強(qiáng)度機(jī)械加固材料，例如具有鋼等級、鎳等級、青銅、黃銅合金、碳或芳倫(keval)纖維或高強(qiáng)度復(fù)合帶條的形式。這具有提供更強(qiáng)的加固、更魯棒的電纜和對搬運不太敏感和提供相對較長的導(dǎo)體分段可以被牽引通過低溫恒溫裝置/管道的可能性的優(yōu)點。低摩擦層在特定實施例中，電屏蔽配備有低摩擦部件。在一個實施例中，例如，電屏蔽的每第n個帶條/線配備有低摩擦涂覆層或者可被比該導(dǎo) 電帶條/線更大的尺度[厚度/徑向I的低摩擦帶條所替代[這樣，低摩擦材料(例如，來自DuPont的Teflon ,聚丙烯，尼龍，或聚乙烯)與熱包封具有內(nèi)部物理接觸。這具有易于把電纜引入到熱包封的優(yōu)點。在特定實施例中，電屏蔽具有低摩擦材料的涂覆層或一個或幾個被涂覆的分開的層，從而易于把'電纜，引入到熱包封而沒有顯著地增加電纜系統(tǒng)的重量。低摩擦材料由具有大的拉伸強(qiáng)度的寬的帶條制成。每個帶條包含幾個絲狀部件，這樣，一個絲狀部件的斷裂或破損不會導(dǎo)致整個帶條的斷裂。低摩擦帶條可以由編織的尼龍或聚丙烯或聚乙酸酯(polyacetate )、由多個Teflon多股線的編織物、或由這些材料的混合物制成。低摩擦帶條的數(shù)目低于屏蔽中的導(dǎo)電單元的數(shù)目，例如4, 3或2或1。在一個實施例中，低摩擦帶條或?qū)泳哂袑τ跓岚獾?內(nèi)表面的、小于0.25的摩擦系數(shù)，諸如從0.14到0.22的范圍的摩擦系數(shù)。制造超導(dǎo)單相或多相電纜系統(tǒng)的方法單相或多相本發(fā)明的目的是通過制造超導(dǎo)單相或多相電纜系統(tǒng)的方法而達(dá)到的，方法包括以下步驟a) 提供具有至少一個電相和一個零或中性導(dǎo)體的形式的至少兩個電導(dǎo)體，b) 規(guī)定所述電導(dǎo)體是互相電絕緣的，c) 提供包圍電導(dǎo)體的熱絕緣，所述管狀熱絕緣規(guī)定一個中心縱向軸，d) 規(guī)定所述管狀熱絕緣的內(nèi)表面形成冷卻腔的徑向限制，該冷卻腔用于保存用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體，以及規(guī)定所述至少一個電相和一個零或中性導(dǎo)體相對于所述中心縱向軸偏心地安排。該方法具有與上述的電纜系統(tǒng)相同的優(yōu)點。在一個實施例中，管狀熱絕緣的內(nèi)表面是可彎曲的和相對于熱絕緣的外表面可移動的。
在一個實施例中，提供了一個多相電纜系統(tǒng)，這樣，在步驟a)提供具有至少兩個電相和一個零或中性導(dǎo)體的形式的至少三個電導(dǎo)體。在一個實施例中，在步驟a)提供具有至少三個電相和一個零或中性導(dǎo) 體的形式的四個電導(dǎo)體。偏心度和熱收縮在特定實施例中，該方法還包括以下步驟e)通過把由偏心度引起的導(dǎo)體過長度與內(nèi)建部分徑向采用軸向收縮相組合，提供對于低溫恒溫裝置與導(dǎo)體之間的熱收縮的差別的解決方案。在一個實施例中，電纜的偏心安排適合于補(bǔ)償在電纜冷卻和加溫期間經(jīng)受的、或由過流或故障電流引起的熱收縮和膨脹(例如，約為土 0.2-0.3%)。在一個實施例中，電纜的偏心安排與徑向采用(1-2%)相組合提供對在電纜冷卻和加溫期間經(jīng)受的、或由過流或故障電流引起的熱收縮和膨脹(例如，約為土0.2-0.3%)的補(bǔ)償。拉伸、冷卻、加壓，推壓在一個實施例中，該方法包括在提供分開的電纜和熱包封單元后的至少兩個以下的步驟51。把拉伸應(yīng)力施加到熱包封，由此在它的縱向方向上把它拉伸 0.05-0.5%;52。把電纜冷卻到冷卻流體的溫度，由此使得電纜收縮0.05-0.5%;53。把熱包封的里面加壓到0.5-40巴的過壓，由此^f吏得低溫恒溫裝置內(nèi)壁伸長；54。迫使熱包封在沿它的長度上諸如每1.5米，或每3米，或每IO 米的多個位置上蜿蜒或彎曲；55。使用l-10kN的力把電纜推壓到熱包封中；56。把電纜末端固定到熱包封的末端；57。隨后從熱包封釋放的壓力；58。隨后釋放在熱包封上的拉伸應(yīng)力；59。隨后允許電纜加溫，由此電纜在它的縱向方向延伸； SIO。停止把電纜推壓到熱包封內(nèi)。通過這些處理步驟或兩個或多個所列舉的處理步驟的任何組合，
使得電纜在熱包封內(nèi)在多個彎曲處諸如沿正弦形曲線或以螺旋線曲線的形式起伏(蜿蜒、周期地來回彎曲)。通過壓入導(dǎo)體，取決于剛度/柔軟度，以及受到低溫恒溫裝置內(nèi)壁和低溫恒溫裝置內(nèi)壁相對于低溫恒溫裝置外壁的可移動性的限制，這將累積導(dǎo)體相對于低溫恒溫裝置長度的過長度。根據(jù)材料/導(dǎo)體特性，彎曲/曲折的數(shù)目可被平均成每單位長度內(nèi)的一個確定的數(shù)目，例如每公里1000個，每公里700個，每公里 500個，或每公里300個。而且，該曲折可被控制成適合于貫穿低溫恒溫裝置空間的一個螺旋形狀，如果在處理過程中在按壓時附加上稍微: 的扭曲的話。在一個實施例中，該方法包括步驟S1， S6， S8。這具有這樣的優(yōu) 點/效果保證電纜不僅被強(qiáng)制在低溫恒溫裝置內(nèi)壁的約束范圍內(nèi)蜿蜒，而且也利用這樣的事實電纜也能夠強(qiáng)制低溫恒溫裝置內(nèi)部蜿蜒和/或釆用最長的可能的或足夠長的路徑，以便允許補(bǔ)償預(yù)期的熱收縮。在一個實施例中，該方法包括步驟S2， S6， S8。這具有這樣的優(yōu) 點/效果保證電纜不僅被強(qiáng)制在低溫恒溫裝置內(nèi)壁的約束范圍內(nèi)蜿蜒，而且也利用這樣的事實電纜附加地還能夠強(qiáng)制低溫恒溫裝置內(nèi) 部蜿蜒和/或采用最長的可能的或足夠長的路徑，以便允許補(bǔ)償預(yù)期的熱收縮。在一個實施例中，電纜相對于熱絕緣的內(nèi)表面(即，低溫恒溫裝置內(nèi)壁)的偏心度被安排在從1%到20%的范圍內(nèi)，諸如，從5%到15%。在一個實施例中，電纜相對于熱絕緣的外表面(即，低溫恒溫裝置外壁) 的偏心度被安排在從1%到50%的范圍內(nèi)，諸如，從10%到45%,從20 %到30%。分開地制造在一個實施例中，電導(dǎo)體、相互的電絕緣和可能的中間的冷卻通道或腔(被稱為電纜)被安排成與熱絕緣分開地-任選地并行地--制造。這具有電纜系統(tǒng)的兩個部件可以在不同的場所和/或在相同的或不同的時間點和/或由不同的銷售商制造的優(yōu)點。對電纜導(dǎo)體組件和對低溫恒溫裝置的并行的加工減小了進(jìn)行時間和投資成本。在一個實施例中，電纜和管狀熱絕緣在一個分開的制造步驟中被組裝。對導(dǎo)體組件和低溫恒溫裝置的分開的運輸允許把電纜導(dǎo)體組件制成更長的單元長度，例如長于或等于500米，或諸如長于或等于IOOO 米，或諸如長于或等于2000米，由此在電纜系統(tǒng)中只需要較少的分段。這降低成本和提高電纜系統(tǒng)的可靠性。標(biāo)準(zhǔn)化模塊部件另外，部件(例如，管狀熱絕緣)之一可以是標(biāo)準(zhǔn)化的模塊部件，而其它部件是定制的部件。在特定實施例中，熱絕緣在諸如3米或6米或12米或20米或50米或 100米或200米的標(biāo)準(zhǔn)化長度的分段中被提供。在一個實施例中，熱絕緣的單元長度不同于電纜的單元長度，例如更小。在一個實施例中，電纜和熱絕緣分別按長度為L^和Lte的分開的分段制造，其中L^大于Lte。在一個實施例中，熱絕緣的兩個或多個標(biāo)準(zhǔn)化的長度與電纜的一個單元長度進(jìn)行組裝。這具有提供利用電纜系統(tǒng)的基本部件的標(biāo)準(zhǔn) 化或半標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的制造過程的靈活方案的優(yōu)點。它還為銷售商群體開辟竟標(biāo)部件或整個系統(tǒng)的機(jī)會。在一個實施例中，Lcab基本上等于n xLte，其中n大于l，諸如大于2，諸如大于4，諸如大于7，諸如大于 10, i者如大于100。在特定實施例中，熱絕緣被提供為柔軟的、剛性的直線的和剛性的彎曲的分段，或部分剛性和部分柔軟的分段。這具有提高對于客戶要求和對于熱絕緣的銷售商的靈活性和在一定的程度上提供導(dǎo)體設(shè)計的獨立性的優(yōu)點。超導(dǎo)多相電纜系統(tǒng)的使用本發(fā)明還提供如上所述的和如在權(quán)利要求中限定的或由如上所述的和如在權(quán)利要求中規(guī)定的方法制造的超導(dǎo)多相電纜系統(tǒng)的使用。由此保證向用戶提供比其他情況下可能出現(xiàn)的更緊湊的和成本更低的電纜系統(tǒng)。可靠度的提高來源于適應(yīng)多個熱循環(huán)和過流事件的能力。靈活性的提高來源于把系統(tǒng)從AC變換成DC運行的能力。在特定實施例中，多相電纜系統(tǒng)被用作為DC電纜系統(tǒng)。這具有使得[+，-，0結(jié)構(gòu)能夠與變換器站一起可以具有與它的相鄰AC系統(tǒng)公共的中性相的優(yōu)點。在特定實施例中，相結(jié)構(gòu)是[+，-,0]。這具有的優(yōu)點是接地和O具有很小的電位差，從而提高安全性。在特定實施例中，相結(jié)構(gòu)是[+，-，中性相，0。這具有O可被接地的優(yōu)點。在特定實施例中，多相電纜系統(tǒng)被用作為AC電纜系統(tǒng)。這具有減小重量、容易和靈活的生產(chǎn)、緊湊性、最低的材料成本等等所有的好處。在特定實施例中，多相電纜系統(tǒng)可被用作為具有諸如[R,S，T或 [S，R，T等那樣的相結(jié)構(gòu)的三同軸線AC電纜。在特定實施例中，多相電纜系統(tǒng)可被用作為AC電纜系統(tǒng)或DC電纜系統(tǒng)，而不用在所有的電纜設(shè)計中作任何改變。這具有合理生產(chǎn)，即，對于兩份不同的訂單不用改變?nèi)魏螀?shù)的優(yōu)點。這還具有在超導(dǎo) 電力線安裝后，允許由電力系統(tǒng)操作員進(jìn)行AC到DC的切換的優(yōu)點。在特定實施例中，多相電纜系統(tǒng)被使用來同時通過AC和DC進(jìn)行輸電，并且通過使用AC/DC變換器和變壓器把兩個頻率在電力系統(tǒng)的末端分離開。這具有在超導(dǎo)電力線安裝后，由電力系統(tǒng)操作員來靈活地和經(jīng)濟(jì)地使用的優(yōu)點。本發(fā)明的另外的目的是通過在從屬權(quán)利要求中和在本發(fā)明的詳細(xì) 說明中規(guī)定的實施例達(dá)到的。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，術(shù)語"包括，，在本技術(shù)說明書中被使用時是指規(guī)定闡述的特性、整體、步驟、或部件的存在，但不排除一個或多個其它特性、整體、步驟、部件、或它們的組的存在或添加。

下面結(jié)合實施例和參照附圖更全面地說明本發(fā)明，圖上圖l顯示按[+, -， 0，屏蔽]結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線DC電纜系統(tǒng)的截面圖，圖2顯示按[-，0， +，屏蔽結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線DC電纜系統(tǒng)的截面圖，圖3顯示用于圖2的三同軸線DC電纜系統(tǒng)的電纜的各層的詳細(xì)的截面圖，圖4顯示按[R,T,S，屏蔽結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線AC電纜系統(tǒng)的截面圖，圖5顯示按[R，S,T，屏蔽j結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線AC電纜系統(tǒng)的截面圖，
圖6顯示用于圖5的三同軸線AC電纜系統(tǒng)的電纜的各層的詳細(xì)的截面圖，圖7示意地顯示按照本發(fā)明的電纜系統(tǒng)的透視圖，其中電纜在熱包封中沿電纜系統(tǒng)的縱向方向蜿蜒，圖8顯示按照本發(fā)明的流體冷卻高電壓電纜系統(tǒng)，圖8a是具有公共的電屏蔽的同心安排的3相結(jié)構(gòu)，以及圖8b是具有公共的電屏蔽的并排安排的3相結(jié)構(gòu)，圖9顯示按照本發(fā)明的制造電纜系統(tǒng)的方法，圖9a-9c分別是熱絕緣、電纜和組裝的電纜系統(tǒng)的截面圖，圖IO示意地顯示熱包封或低溫恒溫裝置的截面圖，圖IOA顯示橫截面和圖10B顯示縱截面，其中低溫恒溫裝置內(nèi)壁是彎曲的，表示在安裝期間的情形，以及圖ll示意地顯示把電纜導(dǎo)體組件的一個較長的長度引入到功能完整的熱包封的多個部分的處理步驟。附加長度是通過冷卻電纜導(dǎo)體、通過牽引熱包封的末端、通過把電纜導(dǎo)體推入熱包封、和通過在低溫恒溫裝置內(nèi)壁上施加壓力而得到的。為了清晰起見，附圖是示意的和被加以簡化，它們僅僅顯示對于了解本發(fā)明是重要的細(xì)節(jié)，而其它細(xì)節(jié)被省略。通常，相同的標(biāo)號被使用于相同的或相應(yīng)的部件，除了與其上顯示所討論的特性的圖號有關(guān)的在先的數(shù)字以外(例如，熱的或深冷包封在圖1上被稱為116，在圖 2上凈皮稱為216，等等)。用于實現(xiàn)本發(fā)明的方式例l: DC電纜三同軸線DC電纜系統(tǒng)的優(yōu)選實施例被顯示于圖1和圖2。圖l顯示按[+， -， 0，屏蔽結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線DC電纜系統(tǒng)的截面圖，而圖2顯示按[-，0， +，屏蔽]結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線DC電纜系統(tǒng)的截面圖。圖3顯示用于圖2的三同軸線DC電纜系統(tǒng)的電纜的各層的詳細(xì)截面圖。兩個例子代表類似的電纜構(gòu)建，但帶有不同地安排的電極+， -， 0，加屏蔽。另一個可能的構(gòu)建是只有+，0，屏蔽或+，-，與中性點相組合的屏蔽。再一個組合可被設(shè)想為具有甚至更多的帶不同DC電壓(例如，
土10kV，土20kV，土30kV，…0)的極(pole)和屏蔽。在所顯示的實施例中，電纜的外部截面直徑(在圖l和圖2中的dcab)是70mm (2.75，，)，以及熱或深冷包封的內(nèi)部截面直徑dce是100mm (3.9")。未按比例畫出截面圖的相互相對尺度。下面參照圖l,圖2，和圖3，引用分別來自圖l和圖2的標(biāo)號"lxy; 2xy"(lxy是指圖l上的細(xì)節(jié)，2xy是指圖2上的等同的細(xì)節(jié)，圖3是圖2的部件的詳細(xì)視圖，因此包括標(biāo)號2xy)。電纜系統(tǒng)100; 200包含被設(shè)置在深冷包封116; 216中的多極或多相電纜101; 201。完整的電纜系統(tǒng) 100; 200包括骨架111; 211、電絕緣112; 212、電力載送層113; 213、中性層114; 214、屏蔽115; 215、深冷包封116; 216、冷卻劑117; 217、任選的空穴(void)或過濾器118; 218、任選的診斷裝置119; 219。骨架骨架lll; 211可以是單種材料或例如金屬(諸如不銹鋼)，或聚合物的組合，但不限于此。骨架可被成形為螺旋管、互鎖結(jié)構(gòu)、平滑管、波紋管，但不限于這些形狀。骨架也可以通過組合不同數(shù)目的以上提到的材料或結(jié)構(gòu)的層而被構(gòu)建。電絕緣電絕緣112; 212位于被同心地安排的導(dǎo)電層113;213， 114;214和 115;215之間，它們可以通過把帶條形狀的絕緣物(例如CryoflexTM或紙)纏繞成分層的絕緣(例如，折疊的PPLP),和例如通過用浸漬劑(例如LN2(液氮))進(jìn)一步浸漬這些絕緣物而實現(xiàn)。替換地，絕緣可以通過形成固體絕緣的擠壓處理而被實現(xiàn)。替換地，可以使用在各個單獨的電導(dǎo)體之間的真空絕緣來代替一個具有一定的厚度的絕緣層。在圖3 的詳細(xì)視圖上，電絕緣層212被顯示為任選地還包括層212，。每個電絕緣層212(圖3上表示為'c，)有利地通過場平滑化的半導(dǎo)電層212，與電壓側(cè)和接地側(cè)相接。這個層例如可以包含，但不限于，半導(dǎo)電的NomexTM (居于DuPont的)，例如用碳裝填的NomexTM,或尼龍或擠壓成形的半導(dǎo)體層。超導(dǎo)體電力載送層113; 213典型地包含HTS帶條或線(BSCCO(例如 (Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox (Bi-2223))， YBCO(釔鋇銅物，例如￥1^201307)，或其它高溫超導(dǎo)體)。在本上下文中，HTS代表"高溫超導(dǎo)體，，和表示具
有大于30K的轉(zhuǎn)移溫度的超導(dǎo)材料。在許多情形下，有利地，HTS層用分流器進(jìn)行電保護(hù)，該分流器可以由Cu或Al制成，但不限于這些材料。這顯示于圖3的細(xì)節(jié)圖，其中任選的Cu層213，(圖3上表示為'a，)被表示為在(l) HTS材料的電力載送層213(圖3上表示為'b，)與(2)電絕緣層212(圖3上表示為'c，)和/或骨架211之間?，F(xiàn)在，HTS帶條的截面是 0.25mmx4mm(txw)。與HTS帶條無關(guān)地，分流器Cu帶條具有類似的尺度。HTS帶條和分流器Cu帶條的形狀和尺度不限于所給出的數(shù)字。用于保護(hù)超導(dǎo)材料抵抗故障電流的任選的Cu層213，還具有機(jī)械加固的功能。HTS層可以通過使用例如美國超導(dǎo)帶條(I^120A) (AMSC， Westborough， MA 01581， USA)或來自EAS(European Advanced SuperconductorsGmbh&Co.KG, Hanau，Germany)， InnoST(In麗a半導(dǎo)體技術(shù)有限公司，北京，中國)，或Sumitomo Electric Industries Co.(SEI，日本)的類似的特性的帶條，在兩個層中施加例如總共60個帶條而被構(gòu)建。這個帶條數(shù)目給出總共約7kA的層Ic，這相應(yīng)于約5kA (rms)的Ie (rms)。中性相中性導(dǎo)體114; 214可以通過HTS帶條/線來實現(xiàn)，但可以更經(jīng)濟(jì)地由Cu或Al帶條和線制成，但不限于這些材料。分流器的總的截面可以適合于對故障電流保護(hù)的局部要求。一個例子可以是50kA的峰值電流和持續(xù)0.25s的20kA rms的負(fù)載電流。足夠的保護(hù)是要具有例如Cu的約 60-100mn^的分流器截面。屏蔽/接地屏蔽115; 215任選地提供不同的功能，諸如電屏蔽，電中性，電接地，機(jī)械加固，故障電流保護(hù)，和減小冷卻劑的流阻的措施。屏蔽115; 215通過使用HTS帶條/線來實現(xiàn)，但更經(jīng)濟(jì)地由Cu或 Al實現(xiàn)，但是不限于這些材料。屏蔽用作為對于人的保護(hù)，和任選地可以接地。屏蔽還可被加工成在"相，，與地短路的事件中用作為備用分流器的尺寸。熱包封深冷包封116; 216可萍皮構(gòu)建為由例如Cryotherm Gmbh & Co. KG (Kirchen， Germany)供應(yīng)的剛小生部分，或由例如Nexans Deutschland Industries Gmbh & Co. KG (Kabelkamp， Hannover, Germany)供應(yīng) 的柔性部分，然而，不限于這些供應(yīng)商或結(jié)構(gòu)。熱包封的一個實施例也可以是基于在環(huán)境氣壓下或在局部真空下的PU發(fā)泡材料(聚尿烷)或氣凝膠材料。冷卻劑和流體介質(zhì)冷卻劑117; 217在現(xiàn)在的實施例中典型地是LN2，但不限于此。它可以是在深冷溫度下粘滯性的任何試劑或氣體，例如液氦，氮氣，氖，氫，氧或它們的組合。電纜101; 201的中心部分118; 218(即，管狀骨架lll; 211的內(nèi)部) 對不同的使用范圍是開放的。它可以填充以僅具有用于加固和增強(qiáng)導(dǎo) 體和電絕緣的功能的填充劑。它可以保持為空的，以便填充以冷卻劑，然后可經(jīng)由中心被加壓。填充劑例如可以是聚合物或增壓的LN2。再一個可能的使用是具有并行冷卻通道，它可以被附加到一個增加的泵/ 冷卻長度。另外，可在內(nèi)部裝備用診斷裝置119;219。診斷裝置診斷裝置119; 219具有例如光纖類型的診斷電纜的形式，用于監(jiān) 視沿電纜系統(tǒng)的長度或部分長度的溫度(例如，基于光的后向散射的分布式溫度測量)。另一個可能的任選項是設(shè)置等距離(但不限于等距離) 的分立傳感器，用于監(jiān)視溫度、壓力和/或流等等。保護(hù)層保護(hù)性的和可能的機(jī)械加固的外部層120; 220可以利用低摩擦表面來實施，以便易于在深冷包封中引入導(dǎo)體，如果導(dǎo)體(如在現(xiàn)在的情形下是可能的)是與深冷包封無關(guān)地生產(chǎn)的話。例2: AC電纜三相AC電纜系統(tǒng)的優(yōu)選實施例被顯示于圖4和圖5。圖4顯示按[R， T，S，屏蔽結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線AC電纜系統(tǒng)的截面圖。圖 5顯示按[R，S，T，屏蔽結(jié)構(gòu)的、按照本發(fā)明的三同軸線AC電纜系統(tǒng)的截面圖。圖6顯示圖5的三同軸線AC電纜系統(tǒng)的電纜的各層的詳細(xì)截面圖。下面參照圖4，圖5,和圖6,引用分別來自圖4和圖5的標(biāo)號"4xy; 5xy"(4xy是指圖4上的細(xì)節(jié)，5xy是指圖5上的等同的細(xì)節(jié)，圖6是圖5的部件的詳細(xì)^L圖，并且因此包括標(biāo)號5xy)。圖4和圖5的兩個例子代表類似的電纜構(gòu)建，但分別具有被不同地
置換的相R，S，T和R，T，S。電纜401; 501包含被設(shè)置在深冷包封416; 516中的多極或多相導(dǎo) 體。完整的電纜系統(tǒng)400; 500包括骨架411; 511、電絕緣412; 512、電力栽送層413; 513、任選地與中性層相組合的屏蔽415; 515、深冷包封416; 516、冷卻劑417; 517、空穴或過濾器418; 518、診斷裝置 419; 519。AC電纜系統(tǒng)實施例的特征4xy， 5xy對應(yīng)于在例1中描述的DC電纜系統(tǒng)實施例的類似的特征lxy， 2xy。與在例1中對于DC電纜系統(tǒng)的單元描述的相同的特性通常對于AC電纜系統(tǒng)的相應(yīng)的單元也是正確的(例如，DC電纜系統(tǒng)的骨架lll， 211的特性等同于AC電纜系統(tǒng)的骨架411， 511的特性)。基本上，這是多相概念的有利的特征之一，它可以不用在設(shè)計上作任何改變被使用于AC和DC。介質(zhì)電絕緣412; 512可以通過把帶條形狀的絕緣物(例如CryoflexTM) 纏繞成分層的絕緣，和通過用冷卻劑(例如LN2，或任選地用另外的試劑)浸漬這些絕緣物而4皮實現(xiàn)。而且，絕緣可以通過形成固體絕緣的擠壓處理而被實現(xiàn)。在圖6的詳細(xì)視圖上，電絕緣層512 (圖6上表示為'c，)優(yōu)選地通過場平滑化的半導(dǎo)電層512，與電壓側(cè)和接地側(cè)相接。這個層例如可以包含半導(dǎo)電的NomexTM或尼龍或金屬化的Cryoflex , 或擠壓成形的半導(dǎo)體層。過流保護(hù)在圖6的詳細(xì)視圖上，任選的Cu層513，(圖6上表示為'a，)被表示在 (1) HTS材料的電力載送層513(圖6上表示為'b，)與(2)電絕緣層512(圖6 上表示為'c，)和/或骨架511之間。在圖6的詳細(xì)視圖上，HTS帶條/線的電力載送層/相513(圖6上表示為'b，)與一個包括導(dǎo)電材料(例如具有Cu或Al帶條/線的形式)的任選的分路層513，相組合。分流器的總的截面可以適合于對于故障電流保護(hù)的局部要求。一個例子可以是50kA的峰值電流和持續(xù)0.25s的20kA rms的負(fù)載電流。在本例中足夠的保護(hù)是要具有例如Cu的約60-100 1111112的分流器截面。在例1和2中描述的實施例的優(yōu)點以上描述的和在圖l-6顯示的實施例，與融合成形的相導(dǎo)體與三元組型多相導(dǎo)體的生產(chǎn)相比較，具有圓對稱導(dǎo)體系統(tǒng)的相對的生產(chǎn)簡易性和靈活性的優(yōu)點。例如，通過本發(fā)明，一個完整的電纜電路(包括所有的系統(tǒng)相或電極)可以通過在單個巻盤上被運輸和用簡單的設(shè)備以單一的牽引方式安裝。三元組系統(tǒng)需要把三個單相電纜或者是插入到三個分開的低溫恒溫裝置，在行星式捻合機(jī)上絞合在一起，從而導(dǎo)致在運輸巻盤上低的堆積因數(shù)；或者是使用行星式拆巻機(jī)來安裝，這比起通常的傳動裝置更大和更昂貴。本發(fā)明比起同心的三同軸線設(shè)計，由于不存在同心的墊襯，在運輸方面是更緊湊的。模塊化和靈活性是固有的，并且與圓對稱密切相聯(lián)系，因此生產(chǎn) 簡易和因而成本較低都是內(nèi)在地相關(guān)聯(lián)的。在被使用于AC和DC的電纜之間的最佳協(xié)同作用是可能的，因為可以使用同一個電纜而不用任何修改，例如，具有5 kA(rms)的最大標(biāo) 稱電流(相應(yīng)于Ic^7 kA)的AC電纜一般地被認(rèn)為是3.5-4 kA的額定的3 相AC電流或5-6 kA DC電纜(大于々2)。這是可以得到的，而不用進(jìn)4亍在生產(chǎn)過程中所需要的修改。通過在諸如l.客戶要求、2.生產(chǎn)和材料方面、3.模塊化和4.涉及多個銷售商的領(lǐng)域中提供靈活性，生產(chǎn)和安裝導(dǎo)體和深冷包封的可能性獨立地添加了增加的靈活性和開辟各種各樣的翻新應(yīng)用。在額定AC電流(即，標(biāo)稱最大值的70-80%)下運行上述的電纜典型地導(dǎo)致約l-2W/m的電損耗耗散(標(biāo)稱最大值典型地對應(yīng)于所測量的臨界電流(如由l微伏/厘米準(zhǔn)則所規(guī)定的)，它在AC情形下被除以々2。然而，為了考慮到機(jī)械惡化和工程錯誤而取一個余量，至少要將其20% 用于安全考慮，所以取其80。/。的標(biāo)稱最大電流)。損耗來源以這樣的事實，磁自生場(magnetic self-field)被迫移動通過超導(dǎo)材料(所謂的滯后損耗)。然而，損耗顯著地低于等同的傳統(tǒng)的電纜。事實上，低損耗允許使用適于低電壓和直到中等范圍電壓的絕緣厚度。與傳統(tǒng)的Cu或Al電纜相比，超導(dǎo)三同軸線電纜的電力載送能力顯著地提高。最大電流(Ic) 7 kA的DC電纜典型地能夠被利用到滿負(fù)荷的Ic，因此5-6kA的額定值不成問題。在DC方式下運用超導(dǎo)體是更有利的，因為這可被看作為運用超導(dǎo)體的固有的方式，即，在這種情形下，損耗是可忽略的。對于具有I^7kA和具有等于10的典型的(或甚至保守的)n
值的電纜，通常，超導(dǎo)電纜的電流對電壓(I-V)特性曲線可以用冪函數(shù)
kr進(jìn)行近似，其中n數(shù)值是指數(shù)(冪)，即它涉及過渡轉(zhuǎn)移到正常狀態(tài)的
陵度。電纜在額定的6 kA (85。/。的真實的Ie)下工作僅僅造成0.8510 x 0.7 一.13W/m的損耗耗散。對于實際的n值(它是更高的，以及使電纜在更低于Ic的數(shù)值下運行)，損耗剛好變?yōu)榭珊雎缘囊约捌浞鹊拇笮?比AC情形好，即，極限泵長度僅僅由泵液壓傳動系統(tǒng)和深冷包封的熱損耗確定。
運行具有[+，-,0，屏蔽I結(jié)構(gòu)的DC特別適合于變換站使用，特別是逆變到AC，因為DC系統(tǒng)的零/中性相可以容易被AC系統(tǒng)釆用。通過連接到一個土U源而不是一個+ 2U， 0源，更容易完成從DC產(chǎn)生AC。
對于AC和DC電纜，故障電流保護(hù)也是類似的。
圖7示意地顯示按照本發(fā)明的電纜系統(tǒng)的透視圖，其中電纜在熱包封中沿電纜系統(tǒng)的縱向方向蜿蜒。
在深冷包封716中的電纜720的設(shè)置優(yōu)選地被安排成使得導(dǎo)體的中心的軌跡(圖7上表示為"x")相對于深冷包封716的中心總是偏心的，以及使得該軌跡造成一個螺旋軌道。電纜沿它的縱向方向相對于深冷包
的冷卻和;溫的熱補(bǔ)償。、而::與同軸結(jié)構(gòu)相比:偏心度對于流動的
冷卻劑提供較小的流阻。即使在電流不平衡的情形下，偏心度也不引入任何渦流。替換地，電纜可以在它的長度的某些部分(例如在它的大部分長度)上相對于深冷包封的中心偏心地定位。
電纜720例如可以分別體現(xiàn)為圖1和圖2的DC電纜101和102，或分別體現(xiàn)為圖4和圖5的AC電纜401和501。
制造方法
圖9顯示按照本發(fā)明的制造電纜系統(tǒng)的方法，圖9a-9c分別是熱絕緣、電纜和組裝的電纜系統(tǒng)的截面圖。
圖9示意地顯示按本發(fā)明的優(yōu)點之一，制造熱包封916(圖19a)和電纜901(圖9b)的任選方案以分開的處理步驟在相同的或不同的處理設(shè)
把熱包封和電纜組裝成電纜系統(tǒng)900(圖9c)。電纜和熱包封例如可以由不同的生產(chǎn)者制造和被運輸?shù)皆撋a(chǎn)者之一、第三方組裝間、或其中要就地安裝電纜的位置(如果需要的話)。
在優(yōu)選實施例中，制造超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的方法包括提供分開地制造的電纜和熱包封，和按照以下步驟制造組件1。對包封施加拉伸應(yīng)力，由此在插入電纜期間把它們例如拉伸0.05-0.5%; 2。把電纜冷卻到液氮溫度，由此使得電纜縱向地收縮例如0.1-0.4%; 3。對熱包封加壓3 巴或10巴或20巴，以使得低溫恒溫裝置內(nèi)壁被伸長；4.把電纜推壓入熱包封中；5。迫使熱包封在諸如每1.5米，每3米或每10米的多個位置上蜿蜒或彎曲；6。把電纜末端固定在熱包封的末端；7。隨后釋放熱包封上的壓力；8。隨后釋放在熱包封上的拉伸應(yīng)力；9。隨后允許電纜加溫，電纜在它加熱時延伸；10。隨后停止把電纜推壓到熱包封中。圖10示意地?zé)岚饣虻蜏睾銣匮b置1016的截面圖，圖10A顯示橫截面和圖10B顯示縱截面，其中低溫恒溫裝置內(nèi)壁1061是彎曲的，表示在如上所述的安裝期間的情形。如圖10b所示，低溫恒溫裝置內(nèi)壁1061可以沿低溫恒溫裝置的長度起伏從而給出一個過長度，該過長度可以在系統(tǒng)冷卻期間補(bǔ)償它的熱收縮。然而，低溫恒溫裝置外壁1062通?？偸?保溫的，，，以及將保持相同的長度。低溫恒溫裝置內(nèi)部的起伏是任選的。它也可以包括諸如，例如在剛性低溫恒溫裝置中使用的被斜切的(皺褶的)部分。應(yīng)當(dāng) 看到，電纜的偏心度是在電纜被設(shè)置在低溫恒溫裝置中時相對于中心線1041取得的，該中心線1041是低溫恒溫裝置外壁1062沿它的長度在所有的橫截面上的幾何中心，典型地基本上構(gòu)成一條直線。低溫恒溫裝置外壁1062的最大截面尺度Dee在圖10上表示，以及優(yōu)選地在它的長度上示例地表示為常數(shù)(直徑)。然而，并不一定總是這種情形。外徑可以沿長度(例如，在它的長度的特定的部分上)變化和/或具有非圓形截面的形式。低溫恒溫裝置內(nèi)壁的最大dee，m^和最小^^{11截面尺度在圖10上表示，以及示例地表示為分別處在縱向末端和在末端之間的中心位置。然而，并不一定總是這種情形。低溫恒溫裝置內(nèi)壁的形狀可以取與圖10b所示的不同的形式，諸如基本上正弦形或由內(nèi)壁部分和外壁部分的長度和長度差、制作它們的材料、中間的熱絕緣材料1016、環(huán)境溫度等等確定的某些其它更隨機(jī)的起伏形式。圖11示意地顯示電纜系統(tǒng)1100的縱向截面，該電纜系統(tǒng)包含大于電纜導(dǎo)體組件1101數(shù)目的數(shù)目的功能完整的熱包封1116。這些熱包封通過獨立的接頭單元1163，或通過被集成在每個熱包封部分中的接頭 1164而被接合在一起。圖lla顯示電纜導(dǎo)體1170怎樣被冷卻和由此呈現(xiàn) 一個縮短的路徑1142。電纜導(dǎo)體組件1171在隨后在末端固定和加溫后，呈現(xiàn)一個由中心線1140描述的較長的起伏路徑。圖llb描述被施加到熱包封從而拉伸它的長度的拉力1172。在相對于熱包封的末端固定電纜末端和釋放拉力1172后，熱包封縮短，并且迫使電纜導(dǎo)體組件進(jìn)入起伏的中心路徑1140。圖llc描述電纜導(dǎo)體末端怎樣被作用力1173推壓入低溫恒溫裝置的末端，導(dǎo)致電纜導(dǎo)體中心線的一個較長的和起伏的路徑。一個過壓1174,皮施加到冷卻通道1117上，導(dǎo)致低溫恒溫裝置內(nèi)壁 1161的長度延伸。這允許電纜導(dǎo)體的甚至更長的長度被插入到熱包封 1116。在本實施例中，熱包封的外壁1162被顯示為仍舊基本上不受施加到內(nèi)壁的改變的影響。本發(fā)明由獨立的權(quán)利要求的特征限定。優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中限定。在權(quán)利要求中的標(biāo)號不意味著限制它們的范圍。上面顯示了某些優(yōu)選實施例，但應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，本發(fā)明不局限于此，而是可以按在以下的權(quán)利要求中限定的主題內(nèi)的其它方式被體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種流體冷卻的超導(dǎo)多相的電纜系統(tǒng)，包括a)電纜，它包括構(gòu)成至少兩個電相和一個零或中性導(dǎo)體的至少三個電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體互相電絕緣，至少一些所述電導(dǎo)體由電絕緣分隔開、相環(huán)繞地同心安排，所述零或中性導(dǎo)體形成公共回流電導(dǎo)體，所述電纜系統(tǒng)包括圍繞所述電相和所述零或中性導(dǎo)體并與它們電絕緣的公共電屏蔽，以及b)熱絕緣，它規(guī)定中心縱向軸和具有內(nèi)表面并且包圍電纜，所述熱絕緣的所述內(nèi)表面形成對一個保持用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體的冷卻腔的徑向限制，其中所述電纜--至少在它的一部分長度上-當(dāng)在垂直于所述縱向軸的截面上觀看時，處在相對于所述中心縱向軸偏心的位置，以及其中該偏心位置具有適應(yīng)電纜相對于熱絕緣的熱緊縮和/或膨脹的功能，在此，Δex是電纜中心線到熱絕緣中心線的平均距離，以及它按下面的方式與電纜的縱向熱收縮εL相聯(lián)系<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mfrac> <msub><mi>L</mi><mi>p</mi> </msub> <mrow><mn>2</mn><mi>π</mi> </mrow></mfrac><msqrt> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>ϵ</mi><mi>L</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>1</mn></msqrt><mo>≤</mo><msub> <mi>Δ</mi> <mi>ex</mi></msub> </mrow></math>]]></math-cwu>電纜中心線基本上描述在低溫恒溫裝置里面的螺旋線，Lp是這個螺旋線的間距長度。
2. 按照權(quán)利要求l的電纜系統(tǒng)，其中所有的所述電導(dǎo)體由電絕緣分隔開、且相環(huán)繞地同心安排。
3. 按照權(quán)利要求1或2的電纜系統(tǒng)，其中所述零或中性導(dǎo)體環(huán)繞至少一個所述電相同心安排。
4. 按照權(quán)利要求3的電纜系統(tǒng)，其中所述同心安排的電導(dǎo)體包圍一個相對于所述同心安排的導(dǎo)體在中心定位的冷卻體積。
5. 按照權(quán)利要求l-4的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電相數(shù)是3。
6. 按照權(quán)利要求l-5的任一項的電纜系統(tǒng)，其中至少一個所述電導(dǎo)體包括從包含例如鉛摻雜的BSCCO的BSCCO(BiSrCaCu03)， YBCO(釔鋇銅氧化物)，RE-BCO(稀土鋇銅氧化物)，MgB2, Nb3Sn， Nb3Ti和它們的組合的材料組中選擇的超導(dǎo)材料。
7. 按照權(quán)利要求l-6的任一項的電纜系統(tǒng)，其中所述公共電屏蔽包括Cu或Al或超導(dǎo)材料。
8. 按照權(quán)利要求4-7的任一項的電纜系統(tǒng)，其中所述在中心定位的冷卻體積在每個末端封閉以形成熱容器。
9. 按照權(quán)利要求4-7的任一項的電纜系統(tǒng)，其中所述在中心定位的冷卻體積被用作為一個在其中流動冷卻流體的冷卻通道。
10. 按照權(quán)利要求l-9的任一項的電纜系統(tǒng)，其中所述電纜至少在由所述縱向方向規(guī)定的它的一部分長度上與所述熱絕緣的所述內(nèi)表面具有物理接觸。
11. 按照權(quán)利要求10的電纜系統(tǒng)，其中所述電纜在一個由重力和諸如彎曲和熱收縮那樣的機(jī)械約束條件確定的位置上與所述熱絕緣的所述內(nèi)表面具有物理接觸。
12. 按照權(quán)利要求l-ll的任一項的電纜系統(tǒng)，其中至少在電纜的一部分長度上，優(yōu)選地在它的大部分長度上，相對于管狀熱絕緣的中心縱向軸的電纜的位置的偏心度大于1%,諸如大于2%，諸如大于5%，諸如大于10%,諸如大于20°/。，諸如大于35%。
13. 按照權(quán)利要求1-12的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜的中心線到熱絕緣中心線的平均距離Ae,按還滿足以下關(guān)系式其中Rbend是其中電纜特性保持在通過彎曲測試確定的它的技術(shù)規(guī)范的預(yù)定的百分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)的最小的彎曲半徑。
14. 按照權(quán)利要求6-13的任一項的電纜系統(tǒng)，其中所述超導(dǎo)材料以環(huán)繞基礎(chǔ)層絞合成的一個或多個帶條或線的形式呈現(xiàn)，以便形成超導(dǎo)層。
15. 按照權(quán)利要求14的電纜系統(tǒng)，其中Lp大于Ls，其中Ls是電纜中超導(dǎo)層的最長的絞合的間距長度。
16. 按照權(quán)利要求15的電纜系統(tǒng)，其中Lp基本上等于iiLs,其中參數(shù)n是大于l的整數(shù)。
17. 按照權(quán)利要求1-16的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜導(dǎo)體組件從一個偏心位置到另一個偏心位置的移動，對電纜在冷卻和加溫期間經(jīng)受的、或由過流或故障電流造成的熱收縮和膨脹進(jìn)行補(bǔ)償。
18. 按照權(quán)利要求1-17的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜包括一個由金屬、塑料或合成材料制成的具有螺旋管、管、波紋管或互鎖管的形式的中心骨架。
19. 按照權(quán)利要求1-18的任一項的電纜系統(tǒng)，其中至少一個電導(dǎo) 體與例如具有包括Cu或Al的帶條或線的形式的、保護(hù)性的導(dǎo)電的分路材料層熱接觸和/或電接觸。
20. 按照權(quán)利要求19的電纜系統(tǒng)，其中以這樣的次序和這樣的間距角度來安排所述超導(dǎo)帶條或線和所述導(dǎo)電的分路帶條或線，使得通過優(yōu)化超導(dǎo)帶條或線的數(shù)目和超導(dǎo)層中的電流分布，以及通過使導(dǎo)電的分路層中的部分標(biāo)稱電流最小化，從而給出在交變電流或瞬變電流下低的電損耗，同時把導(dǎo)電的分路層安排成在故障電流的情形下起保護(hù)性的分流器的作用。
21. 按照權(quán)利要求l-20的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜包括同心安排的相導(dǎo)體，后者包括分別被安置成最靠近和最遠(yuǎn)離電纜的中心軸的最里面和最外面的相導(dǎo)體，其中最里面的相和最外面的相的過流保護(hù)由被分別安置在最里面的相導(dǎo)體的里側(cè)和最外面的相導(dǎo)體的外側(cè)的正常導(dǎo)體層提供。
22.按照權(quán)利要求1-21的任一項的電纜系統(tǒng)，適合于用作為三相 AC電纜系統(tǒng)，其中電纜包括三個同心的和互相絕緣的相導(dǎo)體，被稱為內(nèi)部、中間、和外部相導(dǎo)體，中間相導(dǎo)體包括在分別面對內(nèi)部和外部相導(dǎo)體的每一側(cè)上的一個正常的導(dǎo)電層，用于中間相的過流保護(hù)。
23. 按照權(quán)利要求l-22的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜包括同心地安排的相導(dǎo)體，后者包括分別被安置成最靠近和最遠(yuǎn)離電纜的中心軸的最里面和最外面的相導(dǎo)體，其中最里面的相和最外面的相的過流保護(hù)由交織的超導(dǎo)和正常導(dǎo)電層來提供。
24. 按照權(quán)利要求l-23的任一項的電纜系統(tǒng)，其中至少一個電導(dǎo) 體由包含鋼合金、碳纖維基構(gòu)件或聚酰亞胺基構(gòu)件的機(jī)械加強(qiáng)部件進(jìn) 行加固。
25. 按照權(quán)利要求l-24的任一項的電纜系統(tǒng)，其中所述超導(dǎo)材料以帶條或線的形式呈現(xiàn)，該帶條或線被安排為這樣的次序和這樣的間距角度，以便通過優(yōu)化超導(dǎo)帶條的數(shù)目和超導(dǎo)層中的電流分布，而給出在交變電流或瞬變電流下低的電損耗，在此，每個電的相導(dǎo)體包含一個或幾個層的超導(dǎo)帶條或線，其中在每個相中，這些層被組織成一個或幾個組，在每個組中具有相同的間距方向0皮稱為"S，，或"Z")，以及其中在每個電相中第一組中的所有的層以例如"S"的相同的間距方向被絞合。
26. 按照權(quán)利要求25的電纜系統(tǒng)，其中至少一個電相導(dǎo)體具有與第一組相反的例如"Z"的間距方向的最后一組超導(dǎo)帶條或線。
27. 按照權(quán)利要求25或26的具有兩個電相導(dǎo)體的電纜系統(tǒng)，其中每個電相導(dǎo)體包含兩個超導(dǎo)層的帶條或線，以及間距方向順序是sz國sz。
28. 按照權(quán)利要求25或26的具有三個電相導(dǎo)體的電纜系統(tǒng)，其中每個電相導(dǎo)體包含兩個超導(dǎo)層，以及間距方向順序是SZ-SZ-SZ。
29. 按照權(quán)利要求l-28的任一項的電纜系統(tǒng)，其中在電導(dǎo)體之間以及在電導(dǎo)體與電屏蔽之間的電絕緣由聚合物制成，該聚合物諸如 PPLP， PE,丙烯酸或紙，其中包括通過擠壓加工成的、或通過應(yīng)用帶狀構(gòu)造的合成紙。
30. 按照權(quán)利要求29的電纜系統(tǒng)，其中電絕緣包括可加壓力的電絕緣流體，諸如液氮，氮氣，氦，氖，氬，氧或它們的組合。
31. 按照權(quán)利要求30的電纜系統(tǒng)，其中電絕緣流體是與在圍繞電纜的熱絕緣內(nèi)循環(huán)的冷卻流體分隔開的。
32. 按照權(quán)利要求1-31的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜的中心部分整個地或部分地禎J吏用來傳遞電絕緣流體的內(nèi)部過壓。
33. 按照權(quán)利要求30的電纜系統(tǒng)，其中電絕緣流體等同于冷卻流體。
34. 按照權(quán)利要求l-33的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電屏蔽包括A1 或Cu，任選地包括半導(dǎo)電的材料和/或超導(dǎo)材料和/或高強(qiáng)度機(jī)械加固材料，例如具有鋼等級、鎳等級、碳或芳倫(keval)纖維或高強(qiáng)度復(fù) 合帶條的形式。
35. 按照權(quán)利要求l-34的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電屏蔽配備有低摩擦部件，以提供與熱包封的內(nèi)表面相關(guān)的小于0.25的摩擦系數(shù)。
36. 按照權(quán)利要求l-35的任一項的電纜系統(tǒng)，其中電纜和熱絕緣分別被制造為長度I^b和Lte的分開的部分，其中Leab大于LTE 。
37. 按照權(quán)利要求36的電纜系統(tǒng)，其中Leab基本上等于nxLTE，其中n大于l,諸如大于2，諸如大于4，諸如大于7。
38. —種制造超導(dǎo)單相或多相電纜系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟a) 提供具有至少一個電相和一個零或中性導(dǎo)體的形式的至少兩個電導(dǎo)體，b) 規(guī)定所述電導(dǎo)體是互相電絕緣的，c) 提供包圍電導(dǎo)體的熱絕緣，所述管狀熱絕緣規(guī)定一個中心縱向軸，d) 規(guī)定所述管狀熱絕緣的內(nèi)表面形成冷卻腔的徑向限制，該冷卻腔用于保存用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體，以及e) 規(guī)定所述至少一個電相和一個零或中性導(dǎo)體相對于所述中心縱向軸^皮偏心地安排，該方法還包括兩個或多個以下的步驟S1。在熱包封上施加拉伸應(yīng)力，由此在插入電纜期間把它們拉伸例如0.05-0.5%;S2。把電纜冷卻到液氮溫度，使得電纜縱向收縮例如0.1-0.4%;S3。對熱包封至少加壓到3巴，諸如至少到10巴，或諸如至少到20 巴，以使得低溫恒溫裝置內(nèi)壁伸長；S4。把電纜推壓入到熱包封中；S5。通過彎曲和例如通過埋藏把它固定到地，迫使熱包封在諸力，每1.5米，或每3米，或每10米的多個位置上蜿蜒或彎曲。S6。把電纜末端固定在熱包封的末端；S7。隨后釋放熱包封的壓力；S8。隨后釋放熱包封上的拉伸應(yīng)力；S9。隨后允許電纜加溫，電纜在加熱時延伸；S10,,隨后停止把電纜推壓到熱包封中。
39.按照權(quán)利要求38的方法，其中電纜包括所述電導(dǎo)體，以及使它們相互的電絕緣與所述熱絕緣分開地-任選地并行地-制造。
40. 按照權(quán)利要求38或39的系統(tǒng)，其中電纜和熱絕緣分別被制造為長度I^b和LTE的分開的部分，其中Lcab大于LTE。
41. 按照權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中Lcab基本上等于nxLTE,其中n 大于l,諸如大于2，諸如大于4，諸如大于7。
42. 按照權(quán)利要求39-41的任一項的方法，其中所述熱絕緣在諸如被提供。
43. 按照權(quán)利要求40-42的任一項的方法，其中所述熱絕緣被提供為柔軟的、剛性直線的和剛性彎曲的分段或部分剛性和部分柔軟的分段的混合物。
44. 按照權(quán)利要求38-43的任一項的方法，包括步驟Sl, S6, S8。
45. 按照權(quán)利要求38-44的任一項的方法，包括步驟S2， S6， S8。
46. 按照權(quán)利要求l-37的任一項的、或按照權(quán)利要求38-45的任一項的方法制造的超導(dǎo)多相電纜系統(tǒng)的使用。
47. 按照權(quán)利要求46的作為DC電纜系統(tǒng)的使用。
48. 按照權(quán)利要求47的使用，其中相結(jié)構(gòu)是[+，-，0。
49. 按照權(quán)利要求47的使用，其中相結(jié)構(gòu)是[+，-,中性，0]。
50. 按照權(quán)利要求46的作為AC電纜系統(tǒng)的使用。
51. 按照權(quán)利要求46的、同時地作為AC和DC電纜系統(tǒng)的使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體冷卻的超導(dǎo)多相的電纜系統(tǒng)，包括a)電纜，它包括構(gòu)成至少兩個電相和一個零或中性導(dǎo)體的至少三個電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體互相電絕緣；以及b)熱絕緣，它規(guī)定中心縱向軸和具有內(nèi)表面并且包圍該電纜，所述熱絕緣的所述內(nèi)表面形成對保持用于冷卻所述電導(dǎo)體的冷卻流體的冷卻腔的徑向限制。本發(fā)明還涉及制造電纜系統(tǒng)的方法及其使用。本發(fā)明的目的是提供流體冷卻的電纜系統(tǒng)的簡化的制造方法和安裝方案。該問題是這樣解決的，所述電纜--至少在它的一部分長度上--當(dāng)在垂直于所述縱向軸的截面上觀看時，處在相對于所述中心縱向軸偏心的位置，以及其中該偏心位置具有適應(yīng)電纜相對于熱絕緣的熱收縮和膨脹的功能。例如具有包括以多段形式提供的導(dǎo)體和分開的管狀熱絕緣(例如，真空絕緣管)的分開的電纜的形式的非同心的安排的優(yōu)點在于，這些“單獨的單元”可以并行地和獨立地生產(chǎn)，以及以簡單的方式接合。非同心的解決方案因此具有經(jīng)濟(jì)上有利的、邏輯上(生產(chǎn)方面、材料方面、用戶評價方面、即在每種意義上的靈活性)靈活的和節(jié)省制造時間和成本的潛力。本發(fā)明例如可被使用于電力分配的低、中和高壓超導(dǎo)DC或AC電纜。
文檔編號H01B12/16GK101164120SQ200680013512
公開日2008年4月16日申請日期2006年4月21日優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者C·特雷赫特, D·威倫, D·林賽, J·C·托爾伯特, M·多姆林, M·羅登申請人:Nkt電纜烏爾特拉有限公司

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