專利名稱：使用兩相超導(dǎo)電纜作為供電電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩相超導(dǎo)電纜作為供電電纜的使用。
背景技術(shù)：
例如可適用于交流電和直流電的超導(dǎo)電纜在W02008/148390A1中公開。具有超導(dǎo)電纜的配置和供電系統(tǒng)是已知的并已在世界范圍內(nèi)使用多年。在這種情 況下，其可以是用于高壓直流輸電(HVDCT)的配置，例如，其使用了配有兩根電纜的傳輸元 件。一種這樣的傳輸元件例如是水下電纜，其可用于橋接遠(yuǎn)距離。然而，諸如這樣的配置還 用在兩相交流電網(wǎng)中，例如用于電氣鐵路的電源。相應(yīng)的兩相供電系統(tǒng)的兩個相，例如在該 情況下懸掛在鐵塔上，彼此分開。在已知的兩相供電系統(tǒng)中產(chǎn)生有電氣損耗和不期望的電 壓降。開始時提及的W02008/148390A1公開了一種通過兩相電纜為負(fù)載提供電流的配 置，該兩相電纜的形式為具有兩相導(dǎo)體的超導(dǎo)電纜，該兩相導(dǎo)體彼此同軸，通過內(nèi)部電介質(zhì) 彼此分開，并且結(jié)合在一起而形成一個單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于的目的是，設(shè)計一種具有超導(dǎo)電纜的配置，從而能低損耗和低壓降地 將該電纜用在兩相供電系統(tǒng)中。該目的通過專利權(quán)利要求1中所述的特征的總體而實(shí)現(xiàn)。該電纜允許為兩相交流 系統(tǒng)提供一種很低損耗的電源，以及為直流系統(tǒng)提供一種實(shí)質(zhì)上無損耗的電源。與已知的 交流領(lǐng)域中所使用的單導(dǎo)體技術(shù)和三導(dǎo)體技術(shù)相比，在該情況下，使用了一種僅設(shè)有兩個 超導(dǎo)相導(dǎo)體的超導(dǎo)電纜。使用該電纜的兩相供電系統(tǒng)能夠被特別容易地安裝，這是因?yàn)閮H 有一個元件需要裝配，就是制冷器，其中配置有結(jié)合形成一個單元的兩個超導(dǎo)相的超導(dǎo)電 纜。這對設(shè)計用于電氣鐵路的電源的兩相配電網(wǎng)絡(luò)尤為有利。在德國諸如該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)中 的相電壓為例如llOkV。由于許多歐洲國家的電氣鐵路使用頻率為16. 7Hz的交流電，這另 外導(dǎo)致與用于一般電源的50Hz多相系統(tǒng)相比，交流損耗減少3倍。由于電纜的兩個同軸相導(dǎo)體-用于直流電和兩相交流電-以180°的相移工作，其 電磁場彼此抵消，其結(jié)果是在該配置或制冷器外部不存在電磁場。通過現(xiàn)代技術(shù)，超導(dǎo)電纜具有由復(fù)合材料構(gòu)成的電導(dǎo)體，該復(fù)合材料包含在充分 低的溫度下改變到超導(dǎo)狀態(tài)的陶瓷材料。適當(dāng)設(shè)計的導(dǎo)體的電氣直流阻抗為零，只要使用 了充分的冷卻，以及只要未超過特定電流大小。作為示例，適合的陶瓷材料為ReBCO(稀土 鋇銅氧化物)，特別是YBC0(釔鋇銅氧化物)或BSCC0(鉍鍶鈣銅氧化物)。作為示例，將這 種材料改變到超導(dǎo)狀態(tài)的充分低的溫度為67K到110K之間。作為示例，適合的冷卻劑為氮 氣、氦氣、氖氣和氫氣，或這些物質(zhì)的混合物。


本發(fā)明主題的典型實(shí)施例在圖中示出，其中圖1和2示出了被冷卻器包圍的兩個電纜的橫截面，在不同的實(shí)施例中其可根據(jù) 本發(fā)明而使用。
具體實(shí)施例方式圖1示出了一種超導(dǎo)電纜SK，其配置在冷卻器KR中并具有冷介質(zhì)。電纜SK包括 內(nèi)部相導(dǎo)體1、圍繞內(nèi)部相導(dǎo)體的內(nèi)部電介質(zhì)2、和圍繞該內(nèi)部電介質(zhì)2的外部相導(dǎo)體3，外 部電介質(zhì)4配置在外部相導(dǎo)體上。兩個相導(dǎo)體1和3可有利地由YBC0或BSCC0構(gòu)成。它 們可由例如由銅構(gòu)成并放置在其上的正常導(dǎo)體所穩(wěn)定。在該情況下，內(nèi)部正常導(dǎo)體5放置 在內(nèi)部相導(dǎo)體1內(nèi)部，而外部正常導(dǎo)體6放置在外部相導(dǎo)體3外部。內(nèi)部相導(dǎo)體1-可能插 入有內(nèi)部正常導(dǎo)體5-裝配至圓形橫截面的支承7，其優(yōu)選為管狀，如圖中所示。當(dāng)該裝置工 作時，冷卻劑可通過該管。然而，支承7也可為實(shí)心截面的形式。冷卻器KR包括兩個金屬管8和9，它們彼此同心并間隔一定距離設(shè)置。真空絕緣 10位于兩個管8和9之間。管8和9有利地由不銹鋼構(gòu)成，并且相對于其縱向橫向起皺。 冷卻器KR包圍供冷卻劑通過的自由空間FR，且其中布置有電纜SK。圖2中所示的超導(dǎo)電纜SK為具有冷介質(zhì)和熱介質(zhì)的電纜。其設(shè)計與圖1中所示 電纜SK基本上相對應(yīng)，但不具有圍繞外部相導(dǎo)體3的外部電介質(zhì)4。在該實(shí)施例的電纜SK 或整個裝置中，冷卻器KR由外部電介質(zhì)11所包圍，在該外部電介質(zhì)上可裝配由絕緣材料構(gòu) 成的殼體12。
權(quán)利要求
一種用作電氣鐵路的兩相配電網(wǎng)絡(luò)中的供電電纜的兩相超導(dǎo)電纜(SK)，所述超導(dǎo)電纜具有彼此同軸配置并用內(nèi)部電介質(zhì)(2)彼此分開的兩個相導(dǎo)體(1，3)，并且所述超導(dǎo)電纜配置在冷卻器(KR)中，所述冷卻器包括兩個管(8，9)，所述兩個管同軸放置并且彼此間間隔一距離，在這兩個管之間具有真空絕緣物(10)，并且除該電纜(SK)之外，所述管圍繞一供冷卻劑通過的自由空間(FR)，其中外部電介質(zhì)(4，11)裝配在該電纜(SK)的外部相導(dǎo)體(3)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電纜，其特征在于，外部電介質(zhì)(4)位于外部相導(dǎo)體(3)之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電纜，其特征在于，外部電介質(zhì)(11)位于冷卻器(KR)的外側(cè)之上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的電纜，其特征在于，兩個相導(dǎo)體(1，3)中的每一個由位 于其上的正常導(dǎo)體(5，6)所穩(wěn)固。
全文摘要
一種用作電氣鐵路的兩相配電網(wǎng)絡(luò)中的供電電纜的兩相超導(dǎo)電纜(SK)，所述超導(dǎo)電纜具有彼此同軸配置并用內(nèi)部電介質(zhì)(2)彼此分開的兩個相導(dǎo)體(1，3)，并且所述超導(dǎo)電纜配置在冷卻器(KR)中，所述冷卻器包括兩個管(8，9)，所述兩個管同軸放置并且彼此間間隔一距離，在這兩個管之間具有真空絕緣物(10)，并且除該電纜(SK)之外，所述管圍繞一供冷卻劑通過的自由空間(FR)，其中外部電介質(zhì)(4，11)裝配在該電纜(SK)的外部相導(dǎo)體(3)之上。
文檔編號H01B12/16GK101853717SQ20101017410
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者雷納·索伊卡, 馬克·斯泰莫爾 申請人:尼克桑斯公司