專利名稱：超導電纜系統的端子結構的制作方法
技術領域：
本公開內容涉及ー種超導電纜端子連接裝置，并且更具體地，涉及這樣ー種超導電纜端子連接裝置，在這種超導電纜端子連接裝置中，豎直導體和水平導體的連接部具有機械穩定的支撐結構。
背景技術：
超導電纜端子連接裝置是使超導電纜和導電電纜在超導電纜系統的端子部位處互相連接的裝置。也就是說，超導電纜端子連接裝置是用于將在非常低的溫度下傳輸電力的超導電纜連接到室溫下的架空電カ傳輸線路或連接到諸如之類的斷路器的電カ設備的連接裝置。
超導電纜端子連接裝置具有這樣ー種結構，在這種結構中，電場弛豫屏蔽件(electric field relaxation shield)被布置在雙金屬絕緣殼體內，并且超導電纜和導電電纜被連接在所述電場弛豫屏蔽件內。具體地，在這種結構中，從超導電纜延伸出來的水平導體被引入到電場弛豫屏蔽件內，并且從架空電カ傳輸線路的匯流線、電カ設備或類似物延伸出來的豎直導體被引入以便使水平導體和豎直導體互相連接。此外，因為內絕緣殼體(冷卻劑罐)填充有冷卻劑(例如低溫液氮)，所以電場弛豫屏蔽件被維持在浸入到冷卻劑中的狀態。冷卻劑還被填充在電場弛豫屏蔽件中，并且內絕緣殼體覆蓋有維持真空絕緣間隙的外絕緣殼體(真空容器)。超導電纜系統使用流氮作為主要的絕緣材料，并且處于65k至77k的溫度下。因此，由于低溫冷卻而在超導電纜中發生熱收縮，并因此在其上施加機械應力。為了克服熱收縮，需要一種能夠允許在超導系統的端子連接裝置中有熱收縮的結構。針對對于這種結構的需要，已經考慮了多種方法。然而，在現有方法中，盡管允許在水平方向的熱膨脹和收縮，但難以實現將支撐水平導體的重量的結構構件結合進來的結構。因此，結構變得沒有用，或變得結構復雜。此外，現有方法需要這樣的額外結構，該額外結構用于將待被固定在絕緣殼體內的中心部分處的電場弛豫屏蔽件隔開。此外，在現有方法中，支撐電場弛豫屏蔽件的結構構件和支撐水平導體的結構構件是分開的構件，并且被分別支撐，因此結構變得更復雜，并且非常難以制造這種結構。

發明內容
本公開內容g在提供ー種超導電纜端子連接裝置，該超導電纜端子連接裝置提供了這樣ー種結構，在這種結構中，豎直導體和水平導體的連接部支撐水平導體的重量，同時平滑地允許水平導體在長度方向的熱膨脹和收縮，從而是機械穩定的，并且能穩定地吸收熱膨脹和收縮。本公開內容還g在提供這樣ー種超導電纜端子連接裝置，通過使支撐水平導體的結構構件和支撐電場弛豫屏蔽件的結構構件成一體，該超導電纜端子連接裝置在結構上是簡單的。在ー個方面中，超導電纜端子連接裝置具有這樣ー種結構，在這種結構中，水平導體的重量受到豎直導體的支撐，并且水平導體被接合到豎直導體以便能夠滑動。具體地，提供了一種將用于電カ傳輸的超導電纜的端子連接到外部電カ系統的超導電纜端子連接裝置，該超導電纜端子連接裝置包括電場弛豫屏蔽件，該電場弛豫屏蔽件被布置在絕緣殼體內；水平導體，該水平導體被固定到所述超導電纜的被引入所述電場弛豫屏蔽件中的芯的端部；絕緣體，該絕緣體覆蓋所述水平導體的外周；豎直導體，該豎直導體被引入到所述電場弛豫屏蔽件內并且具有通孔，所述水平導體和所述絕緣體穿過所述通孔以便能在長度方向上滑動；以及柔性導電構件，該柔性導電構件將所述水平導體的端部電連接到所述豎直導體，其中，所述水平導體的所述絕緣體的下部的外周部被放置在所述 通孔的內周的底部上以便能夠滑動，使得所述水平導體的重量受到所述豎直導體的所述通孔的支撐，并且借助于所述豎直導體的所述通孔而允許所述水平導體在長度方向上進行滑動運動。所述豎直導體的下端部可設置有凸緣，并且所述電場弛豫屏蔽件的下部可被緊固到所述凸緣，使得所述豎直導體支撐所述電場弛豫屏蔽件。所述電場弛豫屏蔽件的底部可設置有孔，支架可被插入穿過所述孔以被安裝，并且所述支架和所述豎直導體的所述凸緣可通過緊固件而彼此固定。所述絕緣體的熱收縮率可小于所述水平導體的熱收縮率。所述柔性導電構件可由編織線(braided wire)或柔性印刷電路板制成。所述絕緣體可由特氟隆(Teflon)或MC尼龍制成。所述水平導體的從所述豎直導體伸出的端部的最小伸出長度Xmin可以是超導電纜的整個長度X超導電纜的熱收縮百分率。所述柔性導電構件的最小長度可以是，并且其最大長度可以是
a+ (a+x)+y。


從以下結合附圖的詳細描述來看，所公開的示例性的實施方式的上述和其他方面、特征以及優點將更明顯，在附圖中圖I是示出根據ー個實施方式的超導電纜端子連接裝置的剖視圖；圖2是沿著圖I的線A-A剖取的剖視圖；以及圖3是用于說明根據所述實施方式的端子連接裝置中的編織線的期望長度的示意圖。
具體實施例方式現在將參照示出了示例性實施方式的附圖在下文中更充分地描述這些示例性實施方式。然而，本公開內容可以以許多不同的形式體現，并且不應該被解釋為限于這里提出的這些示例性實施方式。相反地，提供這些示例性實施方式是為了使得本公開內容充分和完整，并且使本公開內容的范圍能被完全傳達給本領域技術人員。在描述中，可能會省略眾所周知的特征和技術的細節，以避免不必要地使當前的實施方式變得不明顯。本文所使用的術語僅是為了描述具體實施方式
并且并不g在限制本公開內容。如這里所用的，単數形式“一”、“ー個”以及“該” _在也包括復數形式，除非文中清楚地另外指出。此外，詞語“一”、“一個”等的使用并不表示對數量的限制，而是表示存在至少ー個所提到的物品。詞語“第一”、“第二”等的使用并不意味著任何特定的順序，而是包括來用于辨別各個元件。此外，詞語“第一”、“第二”等的使用并不表示任何順序，而相反地，詞語“第一”、“第二”等是用于使各元件相互區別。進ー步應理解，詞語“包含”和/或“包含著”，或者“包括”和/或“包括著”當被用于本說明書時，表示所敘述的特征、區域、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一個或更多個其他特征、區域、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或增加。除非另外定義，否則這里所用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有和本領域普通技術人員的公知理解相同的含義。進ー步應理解，術語，諸如那些在通常使用的字典中定義的術語，應該被解釋為具有與它們在相關領域的語境和本公開內容中的含義保持一致的含義，并且將不以理想化或過度形式化方式來解釋，除非在這里被非常清楚地定義。
在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。為清楚起見，可能會放大附圖的形狀、尺寸以及區域等。圖I和圖2示出了根據ー個實施方式的超導電纜端子連接裝置。參照圖I和圖2，在根據該實施方式的超導電纜端子連接裝置中，用于電カ傳輸的超導電纜100的端子和被引向外部電カ系統的豎直導體200的端部被引入電場弛豫屏蔽件50中。電場弛豫屏蔽件50的邊緣是圓的，以便形成為使電場集中(electric fieldconcentration)進行弛豫的形狀。盡管圖中沒有示出，但電場弛豫屏蔽件50被布置在絕緣殼體(冷卻劑罐)內的中心部分處,并且所述絕緣殼體填充有冷卻剤。被引入電場弛豫屏蔽件50中的超導電纜100具有通過去除外皮而暴露的作為內部導體的芯110，并且水平導體120通過擠壓或類似方法固定到芯110的端部。水平導體120的外周涂覆有絕緣體130。絕緣體130可形成為與水平導體120分離的管狀形狀，并且可被裝到水平導體120的外周上以便接合到所述水平導體。此外，絕緣體130可通過注射成型、涂覆或類似方法層壓到水平導體120的外周上。在豎直導體200中形成有通孔210，該通孔沿水平方向穿透被引入電場弛豫屏蔽件50中的中心部分。水平導體120和絕緣體130以在厚度方向具有多余間隙的方式穿過通孔210，以便能在長度方向滑動。也就是說，水平導體120的絕緣體130的下部的外周部被放置在豎直導體200的通孔210的內周的底部上以便能夠滑動。這樣，通孔210被形成在豎直導體200中，并且水平導體120被插入到通孔210中以便能夠滑動。因此，豎直導體200被用作這樣的結構構件，該結構構件支撐水平導體120的重量，并且具有允許水平導體120由于熱膨脹和收縮而在長度方向滑動運動的功能。水平導體120的端部和豎直導體200借助于能自由彎曲的柔性導電構件300互相連接，以便自由地允許水平導體120和豎直導體200之間的位移。柔性導電構件300可由編織線、柔性印刷電路板(FPCB)或類似物制成。編織線可通過水平導體120由于熱膨脹和收縮產生的運動而柔性地彎曲，并且因此可以用作允許水平導體120的熱膨脹和收縮的導電構件。此外，豎直導體200的下端部設置有凸緣202，并且電場弛豫屏蔽件50的下部被緊固到凸緣202，以使得豎直導體200還具有支撐電場弛豫屏蔽件50的功能。也就是說，因為電場弛豫屏蔽件50被吊掛在豎直導體200上并且被固定到該豎直導體200，所以不需要額外的用于將電場弛豫屏蔽件50固定到絕緣殼體的中心的支撐裝置
或固定裝置。在該實施方式中，為了易于固定電場弛豫屏蔽件50，在電場弛豫屏蔽件50的底部形成有孔54，并且支架60被插入穿過孔54，并且支架60通過焊接或類似方法而被固定到孔54。于是，支架60和豎直導體200的凸緣202通過緊固件52而彼此緊固。同時，盡管絕緣體130具有絕緣的功能,但因為絕緣體130在水平導體120的熱膨 脹和收縮期間與豎直導體200滑動接觸，所以絕緣體130可由具有良好的絕緣穩定性和低的摩擦系數的材料構造而成。此外，可以使用熱收縮率小于水平導體120的熱收縮率的絕緣體130。當絕緣體130的收縮率大于水平導體120的熱收縮率時，絕緣體可能會斷裂，并且相應地，絕緣性能可能會被破壞，或者摩擦力可能會増加，從而導致妨礙水平導體120的移動。考慮到這些情況，特氟隆(Teflon，PTEE，聚四氟こ烯)或MC尼龍(単體澆鑄尼龍)適合用于絕緣體130。此外，為了便于在沒有潤滑劑的情況下滑動，絕緣體130可被處理成具有等于或小于100微米的RMS表面粗糙度。在根據構造成如上所述的實施方式的超導電纜端子連接裝置中，由于以下結構，即，在豎直導體200中沿水平方向形成有通孔210并且水平導體120被插入到所述通孔210中以便在長度方向上能夠滑動，豎直導體200具有支撐水平導體120的重量的功能，并且具有自由地允許水平導體120在長度方向上移位的功能。因此，不需要安裝用于支撐水平導體120和超導電纜100的重量的額外的結構構件，使得結構變得簡單，并且不產生在熱膨脹和收縮期間施加到超導電纜100和水平導體120上的機械應カ或者施加到支撐結構構件上的機械應力。此外，通過用絕緣體130涂覆水平導體120的外周，簡單地解決了水平導體120和豎直導體200之間的絕緣問題。而且，由于絕緣體130是由諸如特氟隆或MC尼龍之類的材料構造而成的，因此可以増加絕緣穩定性，并且可以使水平導體120和豎直導體200之間的摩擦阻力最小化。此外，因為電場弛豫屏蔽件50被固定到豎直導體200，所以允許水平導體120由于熱膨脹和收縮而移位的功能、支撐水平導體120的功能以及支撐電場弛豫屏蔽件50的功能由于豎直導體200而得到了統一。因此，結構變得更簡單，并且可以更簡單地實施電場中的安裝操作。圖3是用于說明根據該實施方式的端子連接裝置中的柔性導電構件300的期望長度的示意圖。當超導電纜從25度冷卻到-195度(液氮溫度)時，超導電纜收縮，并且水平導體120由于熱收縮率而向圖中的右側移動。例如，如果超導電纜的長度是100m，并且其熱收縮率是O. 2%，則水平導體120向右移動IOOmXO. 2%= O. 2m。
在這種情況下，當水平導體120的從豎直導體200伸出的端部的伸出長度X小于O. 2m時，如果水平導體120向圖中的右側移動，則有水平導體120從豎直導體200的通孔210脫出的可能。因此，水平導體120的從豎直導體200伸出的端部的最小伸出長度Xmin可以是超導電纜的整個長度X超導電纜的熱收縮百分率。此外，柔性導電構件300可以具有如下長度，該長度維持所述最小長度并且不在軸向方向上與電場弛豫屏蔽件50的內壁接觸或者不向外伸出。為此，柔性導電構件300的最小長度可以是/χ—2—て>「2，并且其最大長度可以是a+(a+x)+y。這里，a是在軸向方向從水平導體120和柔性導電構件300的連接部到電場弛豫屏蔽件50的內壁的距離，X是水平導體120從豎直導體200伸出的伸出長度，并且y是柔性導電構件300的兩側的連接端部之間的高度。如果柔性導電構件300的實際高度變得大于上述表達式的最大長度，則柔性導電構件300從電場弛豫屏蔽件50向外伸出，并且在此產生邊緣(edge)。因此，有可能會在那里產生電場集中，并且破壞絕緣性。 在根據本公開內容的超導電纜端子連接裝置中，由于以下結構，S卩，在豎直導體中沿水平方向形成有通孔并且水平導體被插入到該通孔中以便在長度方向上能夠滑動，豎直導體具有支撐水平導體的重量的功能，并且具有自由地允許水平導體沿長度方向移位的功倉^:。因此，不需要安裝用于支撐水平導體的重量和超導電纜的額外的結構構件，使得結構變得非常簡單。此外，由于水平導體的自由滑動運動，在熱膨脹和收縮期間施加到超導電纜和水平導體上的機械應カ或者施加到支撐結構構件上的機械應カ不再產生或被最小化。此外，通過用絕緣體涂覆水平導體的外周，簡單地解決了水平導體和豎直導體之間的絕緣問題。此外，由于絕緣體是由諸如特氟隆之類的材料構造而成的，因此可以增加水平導體和豎直導體之間的絕緣穩定性，并且可以使水平導體和豎直導體之間的摩擦阻カ最小化。此外，因為電場弛豫屏蔽件被固定到豎直導體，所以不需要用于支撐絕緣殼體中的電場弛豫屏蔽件的額外的支撐結構構件，因此，這種結構是簡單的。雖然已經示出并描述了示例性的實施方式，但是本領域普通技術人員應理解，在不偏離由所附權利要求限定的本公開內容的精神和范圍的情況下，可以對其進行各種形式上和細節上的改變。另外，在不偏離本公開內容的實質范圍的情況下，可以對本公開內容的教導進行許多修改以適應具體情況或材料。因此，本公開內容并不g在限于作為被預期用于實施該公開內容的最佳方式而公開的具體的示例性實施方式，而是本公開內容將包括落入所附權利要求的范圍內的所有實施方式。
權利要求
1.一種將用于電カ傳輸的超導電纜的端子連接到外部電カ系統的超導電纜端子連接裝置，該超導電纜端子連接裝置包括 電場弛豫屏蔽件，該電場弛豫屏蔽件被布置在絕緣殼體內； 水平導體，該水平導體被固定到所述超導電纜的被引入所述電場弛豫屏蔽件中的芯的端部； 絕緣體，該絕緣體覆蓋所述水平導體的外周； 豎直導體，該豎直導體被引入到所述電場弛豫屏蔽件內并且具有通孔，所述水平導體和所述絕緣體穿過所述通孔以便能沿長度方向滑動；以及 柔性導電構件，該柔性導電構件將所述水平導體的端部電連接到所述豎直導體， 其中，所述水平導體的所述絕緣體的下部的外周部被放置在所述通孔的內周的底部上以便能夠滑動，使得所述水平導體的重量受到所述豎直導體的所述通孔的支撐，并且借助于所述豎直導體的所述通孔而允許所述水平導體沿所述長度方向進行滑動運動。
2.如權利要求I所述的超導電纜端子連接裝置，其中，所述豎直導體的下端部設置有凸緣，并且所述電場弛豫屏蔽件的下部被緊固到所述凸緣，使得所述豎直導體支撐所述電場弛豫屏蔽件。
3.如權利要求2所述的超導電纜端子連接裝置，其中，所述電場弛豫屏蔽件的底部設置有孔，支架被插入穿過所述孔以被安裝，并且所述支架和所述豎直導體的所述凸緣通過緊固件而彼此固定。
4.如權利要求I所述的超導電纜端子連接裝置，其中，所述絕緣體的熱收縮率小于所述水平導體的熱收縮率。
5.如權利要求4所述的超導電纜端子連接裝置，其中，所述絕緣體由特氟隆或MC尼龍制成。
6.如權利要求I所述的超導電纜端子連接裝置，其中，所述水平導體的從所述豎直導體伸出的端部的最小伸出長度Umin)是超導電纜的整個長度X超導電纜的熱收縮百分率。
7.ー種超導電纜端子連接裝置，其中， 超導電纜的芯被引入到電場弛豫屏蔽件中以將用于電カ傳輸的超導電纜的端子連接到外部電カ系統， 水平導體被固定到所述芯的端部， 水平導體被接合到豎直導體以便能沿軸向方向滑動； 所述水平導體的端部和所述豎直導體通過柔性導電構件相連接，并且 所述柔性導電構件的最小長度是/λ；2 ,2，并且其最大長度是a+(a+x)+y，其中，a是在所述軸向方向從所述水平導體和所述柔性導電構件的連接部到所述電場弛豫屏蔽件的內壁的距離，X是所述水平導體從所述豎直導體伸出的伸出長度，并且I是所述柔性導電構件的兩側的連接端部之間的高度。
8.如權利要求7所述的超導電纜端子連接裝置，其中，所述柔性導電構件由編織線或柔性印刷電路板制成。
全文摘要
本發明涉及超導電纜系統的端子結構。提供一種超導電纜端子連接裝置，將用于電力傳輸的超導電纜的端子連接到外部電力系統的該超導電纜端子連接裝置包括布置在絕緣殼體內的電場弛豫屏蔽件；固定到超導電纜的被引入電場弛豫屏蔽件中的芯的端部的水平導體；覆蓋水平導體的外周的絕緣體；被引入到電場弛豫屏蔽件內并且具有通孔的豎直導體，水平導體和絕緣體穿過通孔以便能在長度方向上滑動；以及將水平導體的端部電連接到豎直導體的柔性導電構件，其中，水平導體的絕緣體的下部的外周部放置在通孔的內周的底部上以便能夠滑動，使得水平導體的重量受到豎直導體的通孔的支撐，并且借助于豎直導體的通孔而允許水平導體在長度方向上進行滑動運動。
文檔編號H01R12/77GK102694289SQ201110299590
公開日2012年9月26日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年3月22日
發明者崔彰烈, 張鉉萬, 李石柱, 李秀吉 申請人:Ls 電線有限公司