專利名稱：用于兩個超導體纜線的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于兩個超導體纜線的連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
利用高壓超導體纜線的電傳輸允許要被傳輸?shù)拇箅娏髁鬟^截面與用電 阻電導體制成的標準纜線的截面小得多的纜線，同時限制纜線長度上的電損 耗，特別是焦耳效應(yīng)損耗，因為該現(xiàn)象在超導中非常少見。
公知的"冷電介質(zhì)(cold dielectric )"超導體纜線由包括至少一個超導部 分的中央超導體、圍繞所述中央超導體的電介質(zhì)層、圍繞所述電介質(zhì)層并且 全部或部分由超導體制成的屏蔽部和圍繞所述屏蔽部的低溫封殼或"低溫恒 溫器，，構(gòu)成。所述低溫恒溫器一般包括兩個同心殼體，這兩個殼體例如通過 10-5毫巴(mbar)等級的真空而彼此熱絕緣。容納在低溫恒溫器的內(nèi)部殼體 中的低溫流體通過電介質(zhì)層一一因此被稱作"冷電介質(zhì)" 一一來冷卻中央超 導體，直到到達導體處于超導狀態(tài)的溫度。通過例子，該溫度大約為W6。C, 對此被成為"高溫，，超導體。
通過冷電介質(zhì)超導體電纜，具有相似電流量被導致在中央導體和屏蔽部 二者中流動，特別是如果屏蔽部整個或部分地由超導體制成時。對于高壓纜 線來說，電流量可以4艮高，例如2400安(A)。
被稱為"溫電介質(zhì)(warm dielectric )"超導體的情況也是如此，其中， 導體包括中空元件， 一般是管，低溫流體在該管中流通(circulate )。
用于將兩個這樣的超導體纜線連接在一起的一個方法是使用如文獻FR 2 878 654中所述的結(jié)構(gòu)。
該文獻描述了一種用于超導體纜線屏蔽部的連接結(jié)構(gòu)，其包括在屏蔽部 之間的超導連接纜線，該連接纜線包括連接超導體和圍繞該連接超導體的低 溫護套(sheath)，連接超導體的兩個端部的每一個都通過導電和導熱的連接 部而連結(jié)至其中一個屏蔽部。
但是，這樣的結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜和昂貴的，因為它需要用于低溫流體的額外進口和出口以及特定的連接超導體。
為了解決這些問題，本發(fā)明涉及兩個超導體纜線的結(jié)構(gòu)，特別是當端對
端地(end to end)連接在一起時，該結(jié)構(gòu)具有簡單的設(shè)計并且不需要額外的 低溫流體流通通路。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提出了一種連接結(jié)構(gòu)，用于將兩個超導體纜線連接在一起， 每個纜線包括具有至少一個超導部分的中央導體、圍繞所述中央導體的電介 質(zhì)層、圍繞所述電介質(zhì)層的屏蔽部和圍繞所述屏蔽部的低溫封殼，連接結(jié)構(gòu) 包括電拼接裝置，用于將所述中央導體和所述相應(yīng)屏蔽部的所述被剝開的電 介質(zhì)層拼接到一起，其特征是，半導體材料制成的覆蓋部放置在兩個屏蔽部 端部之間，和用于將兩個屏蔽部端部連接在一起的電連接裝置，圍繞所述覆 蓋部的連接裝置并被容納在所述低溫封殼中，并包括兩個接頭元件和電拼接 結(jié)構(gòu)，每個接頭元件電連結(jié)并機械連結(jié)至相應(yīng)一個的屏蔽部端部，電拼接結(jié) 構(gòu)用于將這兩個接頭元件拼接到一起。
半導體覆蓋部將電場局限在電介質(zhì)層中，且電連接裝置用來傳送被屏蔽 部承載的電 流。
在優(yōu)選實施例中，所述電拼接結(jié)構(gòu)包括多個導電編織條，這些導電編織 條在它們的端部處連接至所述接頭元件并圍繞所述半導體覆蓋部分布。 所述編織條由銅制成。
由于編織條的柔性，利用編織條的這種連接可被特別容易地放置在其 位。并且其特別非常便宜。由于低溫流體的溫度，其還適應(yīng)熱收縮形式的變形。
有利地，每個所述接頭元件通過管件形成，其內(nèi)壁緊固至所述屏蔽部的 外壁。
優(yōu)選地，所述管件設(shè)置有環(huán)形凸緣，用于緊固所述編織條的端部。 每個所述接頭元件有利地通過利用具有低熔點溫度的合金進行硬釬焊 或軟釬焊而緊固至相應(yīng)屏蔽部的端部。 所述接頭元件由銅制成。
所述半導體材料覆蓋部是炭黑紙帶制成的纏繞部。


圖1是在第 一步中正在被連接的兩個超導體纜線的縱向截面圖。 圖2是在第二步中正在被連接的兩個超導體纜線的縱向截面圖。
圖4和5是詳細透視圖。
具體實施例方式
如圖l所示，首先將用于端對端地連接到一起的每個冷電介質(zhì)超導體纜
線C、 C，的端部的屏蔽部移除，以便將圍繞每個纜線中央導體的電介質(zhì)層1、 l，露出。例如，該電介質(zhì)層包括多層聚丙烯層壓紙(PPLP: polypropylene laminated paper )。
在此，屏蔽部通過超導材料層2、 2'和金屬屏蔽部3、 3'形成，該金屬優(yōu) 選為銅，金屬屏蔽部被切除，以便使超導材料層2、 2'的一小段長度部分無遮蓋。
連接結(jié)構(gòu)首先包括電拼接裝置(electrical splicing device) 4,用于將中 央導體和剝?nèi)チ讼鄳?yīng)屏蔽部的電介質(zhì)層拼接在一起。該拼接裝置本身是已知
的并且可以是專利EP 1 195 872中所述的類型。
在左邊的纜線C上，接頭元件(junction element) 5電連結(jié)并機械連結(jié) 至屏蔽部的端部，其方式是覆蓋超導層2和金屬屏蔽部3并與它們連結(jié)。該 接頭元件5可在圖4中具體地看到。其由管件形成，用具有良好導電性的材 料制成，優(yōu)選是銅，其內(nèi)側(cè)壁緊固至屏蔽部的外側(cè)壁，具體的是緊固至導電 材料層2和金屬屏蔽部3,該管件被放置為覆蓋這兩個部分。
為此，接頭元件5通過利用具有低熔點溫度的合金進行硬釬焊或軟釬焊 來連接，并被引入到設(shè)置在管件中的縱向切槽5A中。該合金確保導電材料 層2不會被損壞。
該管件裝備有環(huán)形凸緣5B,用于緊固端子(terminal),如以下所述，為 此，其裝備有圍繞管件5規(guī)則地按角度分布的孔5C。
根據(jù)本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)包括放置在兩個屏蔽部端部之間的半導體材料 覆蓋部和用于將兩個屏蔽部端部連接在一起的電連接裝置，該裝置圍繞該覆 蓋部并被容納在含有纜線C、 C，的低溫封殼內(nèi)，以下參考圖2和3來描述。
如圖2所示，每個屏蔽部端部設(shè)置有如先前所述地電且機械地與之連結(jié)的相應(yīng)接頭元件5、 5，，且半導體材料的覆蓋部6在連接長度上放置在兩個 接頭元件5、 5，之間，以通常的方式在不同直徑之間形成過渡端錐形部。該 半導體材料6的覆蓋部優(yōu)選地是用細銅網(wǎng)(fine copper mesh )強化的炭黑紙 帶(carbon black paper tape )的纏繞結(jié)構(gòu)。
該半導體覆蓋部6確保電場被局限在電介質(zhì)層1、 l，中。在制備連接結(jié) 構(gòu)的該階段，覆蓋部確保電壓被維持但是不會傳導被屏蔽部2、 2，、 3、 3，攜 帶的電流。
接下來，如圖3所示，用于將兩個接頭元件5、 5'拼接在一起的電拼接 結(jié)構(gòu)7圍繞半導體覆蓋部6放置在其位。該電拼接結(jié)構(gòu)7可在圖5中具體看 到，并包括多個經(jīng)才交準的導電編織條(calibrated conductive braid ) 7A ，其由 具有良好導電性的材料制成，優(yōu)選地是銅，這些編織條在它們的端部處連接 至接頭元件5、 5，，并圍繞半導體覆蓋部6分布。這些編織條7A的直徑基 于要被攜帶的電流來計算，應(yīng)理解，它們的電阻很低，因為它們隨后被沉浸 在冷卻液體。
在圖5中并沒有示出全部編織條7A,以便改善可見性，但在該實施例 中，有8個編織條，它們在它們的端部處設(shè)置有連接在孔5C中的端子7B, 這些孔設(shè)置在每個接頭元件的凸緣5B中。
包括外壁8A和內(nèi)壁8B的低溫封殼或低溫恒溫器8圍繞該連接結(jié)構(gòu)。 例如液氮這樣的低溫流體能夠在內(nèi)壁8B內(nèi)流通，以便冷卻超導體纜線C、C， 和連接部。內(nèi)壁8B和外壁8A之間設(shè)置有熱絕緣部，例如，10-5毫巴(mbar) 等級的真空，以便避免加熱和很高程度的低溫流體消耗。
本發(fā)明還應(yīng)用于將兩個溫電介質(zhì)超導體纜線連接在一起，不同之處在于 導體的構(gòu)造，在該情況下，導體是管狀的。
權(quán)利要求
1、一種用于將兩個超導體纜線(C、C’)連接在一起的連接結(jié)構(gòu)，每個纜線包括具有至少一個超導部分的中央導體、圍繞所述中央導體的電介質(zhì)層(1、1’)、圍繞所述電介質(zhì)層的屏蔽部(2、2’、3、3’)和圍繞所述屏蔽部的低溫封殼(8)，該連接結(jié)構(gòu)包括電拼接裝置(4)，用于將所述中央導體和所述相應(yīng)屏蔽部的所述被剝開的電介質(zhì)層拼接到一起，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)還包括放置在兩個屏蔽部端部之間的半導體材料制成的覆蓋部(6)和用于將兩個屏蔽部端部連接在一起的電連接裝置，該連接裝置圍繞所述覆蓋部并被容納在所述低溫封殼中，并包括兩個接頭元件(5、5’)和電拼接結(jié)構(gòu)(7)，每個接頭元件電連結(jié)并機械連結(jié)至相應(yīng)的一個所述屏蔽部端部，該電拼接結(jié)構(gòu)用于將這兩個接頭元件拼接到一起。
2、 如前一項權(quán)利要求所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電拼接結(jié)構(gòu) (7)包括多個導電編織條(7A),這些導電編織條在它們的端部處連接至所述接頭元件(5、 5，)并圍繞所述半導體覆蓋部(6)分布。
3、 如前一項權(quán)利要求所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述編織條(7A) 由銅制成。
4、 如權(quán)利要求1至3所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個所述接頭元 件(5、 5')通過管件形成，其內(nèi)壁緊固至所述屏蔽部的外壁。
5、 如權(quán)利要求2和4所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管件設(shè)置有 環(huán)形凸緣(5B、 5B，)，用于緊固所述編織條的端部端子。
6、 如前述權(quán)利要求所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個所述接頭元件 (5、 5，)通過利用具有低熔點溫度的合金進行硬釬焊或軟釬焊而緊固至相應(yīng)屏蔽部的端部。
7、 如前述權(quán)利要求所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接頭元件(5、 5，)由銅制成。
8、 如前述權(quán)利要求所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導體材料覆 蓋部(6)是炭黑紙帶制成的纏繞部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將兩個超導體纜線(C、C’)連接在一起的連接結(jié)構(gòu)，每個纜線包括具有至少一個超導部分的中央導體、圍繞中央導體的電介質(zhì)層(1、1’)、圍繞電介質(zhì)層的屏蔽部(2、2’、3、3’)和圍繞屏蔽部的低溫封殼(8)，該連接結(jié)構(gòu)包括電拼接裝置(4)，用于將中央導體和相應(yīng)屏蔽部的被剝開電介質(zhì)層拼接到一起。該連接結(jié)構(gòu)還包括放置在兩個屏蔽部端部之間的半導體材料制成的覆蓋部(6)和用于將兩個屏蔽部端部連接在一起的電連接裝置(8)，該連接裝置圍繞覆蓋部并被容納在低溫封殼中，并包括兩個接頭元件(5、5’)和電拼接結(jié)構(gòu)(7)，每個接頭元件電結(jié)合并機械結(jié)合至相應(yīng)的屏蔽部端部，電拼接結(jié)構(gòu)用于將這兩個接頭元件拼接到一起。
文檔編號H01R4/68GK101562283SQ200910132738
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者尼古拉斯·拉洛伊特 申請人:尼克桑斯公司