专利名称：光电复合芯低温绝缘超导电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超导工程应用技术领域，特别涉及一种可对电缆导体温度进行温 度监测的低温绝缘超导电缆。
背景技术：
超导电缆利用在超低温下出现失阻现象(超导状态)的某些金属及其合金作为导 体的电力电缆，超导电缆与传统的金属电缆相比，具有损耗低、容量大和体积小的优点，利 用超导电缆输电是解决大功率输电的有效途径。低温绝缘超导电缆一般用液氮作为制冷介 质，使得超导电缆运行在液氮温度(77K)以下，从而进入超导态。如果电缆温度上升到液氮 温度以上，就很可能产生气泡，影响绝缘的耐压强度，甚至导致击穿，因此必须对电缆温度 的温度进行有效的检测。而现有低温绝缘超导电缆一般通过理论建模的方式对电缆温度进 行计算，不能对电缆导体温度进行分布式的在线监测。当电缆由于某些故障导致温度升高， 尤其是在局部温度升高时，很难及时得到反映，容易烧毁电缆，进而影响到整个电缆的超导 性能。

实用新型内容针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可对电缆导 体温度进行高精度、分布式的温度监测的低温绝缘超导电缆。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种光电复合芯低温绝缘超导电缆，其包括金属支撑架，所述金属支撑架上设有 一测温光纤，所述测温光纤位于一金属保护套内；超导导体层，由绕包在所述金属支撑架 上的两层或两层以上的超导带形成，所述超导导体层与所述金属支撑架之间隔有非金属材 料；绝缘层，该绝缘层围绕在所述超导导体层的外周，所述绝缘层与所述超导导体层之间隔 有半导电材料；屏蔽层，该屏蔽层围绕在所述绝缘层的外周，所述绝缘层与所述屏蔽层之间 隔有半导电材料；绝热套，所述绝热套围绕在所述屏蔽层外周，所述绝热套与所述屏蔽层之 间充满可流通的液氮。优选的，所述金属支撑架为金属管或由金属丝绞制而成的支撑架。优选的，所述金属支撑架可为空心支撑架或实心支撑架。优选的，所述超导导体层上相邻两层超导带之间设有半导电材料。优选的，所述超导导体层上超导带以不大于90°的绕包角度绕包。优选的，所述超导导体层上超导带以约10°到约30°的绕包角度绕包。优选的，所述超导导体层上每层超导带的绕包角度在绕包方向或节距上交替变 换。优选的，绝热套由两层波纹金属管组成，两层波纹金属管之间设有支撑。优选的，所述屏蔽层外侧设有保护材料。进一步的，所述保护材料为纸、布或者塑料。[0015]上述技术方案具有如下有益效果该光电复合芯低温绝缘超导电缆通过设置在金 属支撑架上的测温光纤对超导电缆温度进行分布式测量，这样通过监测到的温度就能及时 发现超导电缆故障点位置，防止超导电缆由于温度升高产生气泡导致击穿。另外由于超导 导体的临界电流与超导导体温度有关，因此通过监视超导电缆温度可以很好的监视超导电 缆的运行状态，计算超导电缆的载流能力，保证超导电缆正常工作。

图1为本实用新型实施例的剖面图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，该光电复合芯低温绝缘超导电缆包括一金属支撑架3，该金属支撑架 3为一柔性金属支撑架，金属支撑架3可以是金属管也可以是由金属丝绞制而成的支撑架， 金属支撑架3即可以是空心也可以是实心的。在金属支撑架3上设有一测温光纤1，测温 光纤1可位于该金属支撑架3的中心或表面外沿上。为防止测温光纤1被损坏，测温光纤 1套在一金属管保护套2内。金属支撑架3上包有数层非金属材料(如纸或其他非金属材料)，在该非金属材料 上设有由两层或两层以上的超导带绕包形成的超导导体层4。超导导体层4上相邻两层超 导带之间设有半导电材料，这样可防止超导电缆弯曲时，相邻两层超导带之间相互摩擦而 影响超导带的性能。超导导体层4上的超导带以不大于90°的绕包角度绕包。作为一种优 选，超导带的绕包角度可控制在约10°至30°之间，每层超导带的绕包角度在绕包方向或 节距上交替变换。在超导导体层4的外周包裹有绝缘层5，绝缘层5与超导导体层4之间隔有半导 电材料。绝缘层5的外周围绕有屏蔽层6，屏蔽层6与绝缘层5之间设有半导电材料，屏蔽 层6全部或部分由超导材料组成，屏蔽层6外侧设有保护材料，该保护材料可以为纸、布或 者塑料等材料。屏蔽层6的外围套有一绝热套，在绝热套和屏蔽层6之间充满并流通着液 氮7，液氮7对超导导体层4和屏蔽层6上的超导带进行降温。绝热套由两层波纹金属管10组成，两层波纹金属管10之间包有一层铝箔11并设 有支撑9，支撑9可防止双层波纹金属管10之间相互接触。采用该种结构的绝热套可有效 防止其内外两侧间的热传递。在绝热套的外周还设有一护套8，护套8能对整个超导电缆进 行有效保护。该光电复合芯低温绝缘超导电缆在使用时，设置在金属支撑架上的测温光纤可对 该超导电缆温度进行分布式测量，这样通过监测到的温度就可及时发现超导电缆上故障点 位置，防止超导电缆由于温度升高产生气泡导致击穿。另外由于超导导体的临界电流与超 导导体温度有关，因此通过监视超导电缆温度可以很好的监视超导电缆的运行状态，计算 超导电缆的载流能力，保证超导电缆正常工作。以上对本实用新型实施例所提供的光电复合芯低温绝缘超导电缆进行了详细介 绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式
及应用范 围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于，其包括金属支撑架，所述金属支撑架上设有一测温光纤，所述测温光纤位于一金属保护套内；超导导体层，由绕包在所述金属支撑架上的两层或两层以上的超导带形成，所述超导 导体层与所述金属支撑架之间隔有非金属材料；绝缘层，该绝缘层围绕在所述超导导体层的外周，所述绝缘层与所述超导导体层之间 隔有半导电材料；屏蔽层，该屏蔽层围绕在所述绝缘层的外周，所述绝缘层与所述屏蔽层之间隔有半导 电材料；绝热套，所述绝热套围绕在所述屏蔽层外周，所述绝热套与所述屏蔽层之间充满可流 通的液氮。
2.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述金属支撑 架为金属管或由金属丝绞制而成的支撑架。
3.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述金属支撑 架可为空心支撑架或实心支撑架。
4.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述超导导体 层上相邻两层超导带之间设有半导电材料。
5.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述超导导体 层上超导带以不大于90°的绕包角度绕包。
6.根据权利要求5所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述超导导体 层上超导带以10°到30°的绕包角度绕包。
7.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述超
8.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于绝热套由两层 波纹金属管组成，两层波纹金属管之间设有支撑。
9.根据权利要求1所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述屏蔽层外 侧设有保护材料。
10.根据权利要求9所述的光电复合芯低温绝缘超导电缆，其特征在于所述保护材料 为纸、布或者塑料。
专利摘要本实用新型公开了一种光电复合芯低温绝缘超导电缆，其金属支撑架上设有一测温光纤，所述测温光纤位于一金属保护套内。该光电复合芯低温绝缘超导电缆通过设置在金属支撑架上的测温光纤对超导电缆温度进行分布式测量，这样通过监测到的温度就能及时发现超导电缆故障点位置，防止超导电缆由于温度升高产生气泡导致击穿。另外由于超导导体的临界电流与超导导体温度有关，因此通过监视超导电缆温度可以很好的监视超导电缆的运行状态，计算超导电缆的载流能力，保证超导电缆正常工作。
文档编号G01K11/32GK201859697SQ201020528888
公开日2011年6月8日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者宗曦华, 应启良, 张喜泽, 张大义, 张智勇, 牟永斌, 韩云武, 魏东 申请人:上海电缆研究所