Сверхпроводящий кабель Советский патент 1974 года по МПК H01B7/42 H01B12/16 H01L39/00 

1

Изобретение относитея к облаети электротехники.

Известеи сверхпроводящий кабель, включающий в еебя проводники из сверхпроводящего материала, заключенные в пористую матрицу, в которой выполнены центральное отверстие для циркуляции хладагента и малые продольные каналы, служащие для отвода газа низкого давления. Не.аостатками такого кабеля являются неравномерность расположения проводников относительно отверстия для циркуляции хладагента, подпор газа при захолаживании, трудность откачки хладагеита через пористую матрицу в радиальном направлепип сложность изготовления.

Для интенсификации охлаждения и улучп ения эксплуатационных характеристик в предлагаемом кабеле жилы выполнены пористыми, например, плетеными из проволок, а канал для циркуляции хладагента образован нерфорировапной металлической трубой. Жилы и труба расноложепы коаксиально и между внешней жилой и окружающей оболочкой выполнен зазор.

На фнг. 1 показан онисываемый кабель; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сеченне по А--А на фиг. 2.

Кабель состоит из коицевого узла 1 с токопводами и сливными устройствами, оболочек 2, :,акуумных полостей 3, зоны 4 промежуточноо, например азотного, охлаждения, внешней герметичной оболочки 5 гелиевой зоны, токовеущих элементов 6 с изоляцией, нроставочных (опорных) колец 7, концевого узла 8 с зиивочными устройствами и вакуумнроводов 9. ежду токоведущими элементами 6 и оболочкой 5 выполнен зазор а. Токоведуп ая часть с нзоляцией, находящаяся в зоне герметичной оболочки 5, состоит из перфорированной металлической трубки 10, пористой электроизоляции 11 и пористых токоведущих элементов 12. Трубка 10 выполнена с отверстиями но новерхиости и является каналом для циркуляции хладагента (гелия) и одновременно частью конструкции токоведущнх элементов 12 и электроизоляции 11. Размер трубки 10, количество и размер отверстий в ней зависят, соответственно, от тока кабеля и его требуемой эквивалентной нроницаемости в радиальном нанравлении.

В качестве токоведущих элементов нснользуют пористые конструкции из сверхпроводников (можно с проводниковой стабилнзпрующей подложкой), выполненпые, нанример, плетеными из проволок диаметром от 20-100 мкл до 1-3 мы. В качестве пористой электронзоляции может быть использована, нанример, стеклоткань, капроновая плетеная изоляцня и

т. п. При этом смачивание такой электроизоляиии жидким гелием существенно повышает ее электруческую прочность.

Проводящие и электроизолирующие слои при нзготовлеиии кабеля можно наматывать на перфорированную трубку но спирали либо натягивать чулком.

Зазор а служит для отвода жидкого и парообразного хладагента, нроникающего через норнстую структуру токоведущей части кабеля в радиальном направлении.

После вакуумирования полостей 3 и связанных с ними каналов и отсеков и продувки зоны 4, зазора н трубки 10 нарами промежуточного (например, азота) и основного (гелия) хладагентов соответствующие полости заполняют рабочими хладагентами и кабель захолажнвают до температуры гелия.

При подаче гелия иод избыточным давлением во внутреннее нространство перфорированной трубки 10 часть потока гелия проходит через пористые токоведущие элементы 12 и электроизолядию 11 в радиальном направлении, эффективно охлаждая их. Другая часть потока проходит внутри трубки 10. В случае использования жидкого хладагента (гелия) пористые стенки выполняют роль газового сепаратора, через который пары поступают в зазор а, предотвращая возникновение паровых

пробок по длиие впутреннего канала трубки 10.

В случае нрименения в качестве хладагента сверхтекучего гелия зазор а используют для откачки паров гелия через пористую структуру токоведущей части кабеля в радиальном направлении.

В процессе работы чередующиеся слои сверхпроводника, разделенные электроизоляцией, могут иснользованы для пропускания как однофазного, так и многофазного тока.

Предмет изобретения

Сверхпроводящий кабель, включающий в себя жилы нз сверхпроводящего материала, изоляцию жу(л из иористого материала, центральный канал для циркуляции хладагента, окружающую жилы герметичную оболочку и теиловую изоляцию, отличающийся тем, что, с целью интенсификации охлаждения и улучщения эксплуатационных характеристик, жилы выполнены пористыми, например, плетеными из проволок, а канал образован перфорированной металлической трубой, причем жилы н труба расположены коаксиально и между внещней жилой и оболочкой выполнен зазор.

Узел

А -П

У ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ

сххххх;

и, л |||.| |ТГ

хххххх ХХХХХ XX XXX ОГХЧХ XXX XX X

Хххх ооооо ПкхххххххухххУх::

; 7V .

77/ /j-/-2 / у ff 7 f } /тс у. .- у

А-А

W

/ хххххх

11

п

иг 2