Концевая заделка кабеля
Изобретение относится к конструкциям концевой заделки сверхпроводящего кабеля. Концевая заделка сверхпроводящего кабеля состоит из проводника электрического тока и окружающего проводник электрического тока изолятора. Сверхпроводящий кабель включает сердечник со сверхпроводящей жилой и окружающий жилу изоляционный слой, и при этом сердечник расположен с возможностью продольного перемещения в криостате. Проводник электрического тока концевой заделки через трубчатую деталь из токопроводящего материала электрически соединен со сверхпроводящей жилой или с соединенным со сверхпроводящей жилой нормальным проводником. Сверхпроводящая жила или нормальный проводник может перемещаться скольжением в направлении сверхпроводящего кабеля в детали. Техническим результатом является обеспечение возможности перемещения жилы сверхпроводящего кабеля или соединенного с его концом нормального проводника. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к концевой заделке сверхпроводящего кабеля согласно ограничительной части пункта 1 формулы.
Сверхпроводящие кабели должны иметь на своих концах устройства, которые обеспечивают передачу тока и напряжения от низкой температуры кабеля к температуре окружающей среды.
При этом проблемы возникают, когда жила сверхпроводящего кабеля, расположенная внутри криостата с возможностью свободного перемещения в продольном направлении, в процессе охлаждения до температуры, при которой сверхпроводящий материал переходит в сверхпроводящее состояние, сжимается или когда кабель нагревается до температуры окружающей среды и проводник при этом расширяется.
Из документа EP 1283576 А1 известна концевая заделка сверхпроводящего кабеля, при которой конец жилы сверхпроводящего кабеля заключен в электропроводящую втулку, которая через отрезок трубы жестко соединена с жилой внутри концевой заделки.
В основе изобретения лежит задача найти такое решение, которое при сохранении электрического контакта обеспечивает возможность перемещения жилы сверхпроводящего кабеля или соединенного с концом сверхпроводящего кабеля нормального проводника.
Эта задача решается за счет признаков, содержащихся в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.
Другие предпочтительные варианты исполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Существенное преимущество изобретения следует видеть в том, что оно позволяет отказаться от затратных решений для снятия проблемы и обратиться к имеющемуся на рынке продукту, а именно - к трубчатой детали. Другим преимуществом является также то, что трубчатая деталь посредством ее пружинящих пластинок постоянно гарантирует поддержание контакта даже при радиальном расширении или сжатии.
Изобретение поясняется более детально на основании схематически представленных на фиг.1-3 примерах исполнения.
На фиг.1 представлен боковой разрез конструкции для соединения сверхпроводящего кабеля 1 с концевой заделкой 2. Сверхпроводящий кабель 1, как известно, состоит из сердечника кабеля и расположенного вокруг сердечника криостата.
Сердечник кабеля состоит из жилы и окружающего жилу диэлектрика. Такой сверхпроводящий кабель известен из документа WO 02/15203.
Концевая заделка 2 состоит из проводника 2а электрического тока, окружающего проводник 2а электрического тока изолятора 2b, а также элемента 2с управления полем. Внутренняя полость 2d изолятора 2b предпочтительно заполнена изоляционным маслом.
Позицией 3 обозначен кожух, окружающий конец кабеля и место соединения между жилой 5 кабеля 1 и проводником 2а электрического тока, в котором имеется вакуум. На кожухе 3 сидит патрубок 4, который концентрически окружает проводник 2а электрического тока. Патрубок 4 выполнен с двумя оболочками, причем полость между обеими оболочками 4а и 4b заполнена усиленной изоляцией и вакуумирована. Находящаяся между проводником электрического тока 2а и внутренней оболочкой 4а полость заполнена изоляционным материалом, предпочтительно вспененным материалом.
Ниже описывается особенно предпочтительный вариант выполнения соединения между жилой кабеля 1 и проводником 2а электрического тока.
Освобожденный от неуточненного изоляционного слоя конец 5а сверхпроводящей жилы, состоящей из центрального элемента, например уплотненного троса из медных проводов, и нескольких навитых на центральный элемент лент из сверхпроводящего материала, соединен, например, пайкой со штырем или трубой 6 из меди. Концы отдельных лент из сверхпроводящего материала соединены, с возможностью проводить электрический ток, с поверхностью трубы 6 или штыря.
К нижнему концу проводника 2а электрического тока присоединена токопроводящая трубчатая деталь 7, в отверстии которой может перемещаться скольжением в продольном направлении штырь или труба 6. Трубчатая деталь 7 содержит множество радиально пружинящих внутрь или наружу пластинок.
На фиг.2 показан разрез по зоне трубчатой детали 7, при этом трубчатая деталь 7 представлена в разрезе лишь частично. Внутри трубчатой детали 7 находится соединенная с жилой 5 кабеля 1 труба 6 или штырь. Трубчатая деталь 7 электропроводно соединена с переходной муфтой 8, которая, в свою очередь, электропроводно соединена с проводником 2а электрического тока. Трубчатая деталь 7 может иметь пластинки, выступающие как внутрь 7а, так и пластинки, выступающие наружу 7b, которые радиально внутрь (пластинки 7а) упруго опираются на трубу 6 или штырь и радиально наружу (пластинки 7b) упруго опираются в отверстии переходной муфты 8. Пластинки 7а и 7b обеспечивают постоянный контакт между трубой 6 или штырем и переходной муфтой 8, причем даже во время перемещения трубы 6 или штыря в продольном направлении относительно кабеля 1. Пластинки 7а и 7b претерпевают также радиальное расширение или сжатие, когда кабель находится в нерабочем и соответственно в рабочем положении, то есть когда охлаждение кабеля отключено или включено. Трубчатая деталь 7 выполнена предпочтительно из меди и на поверхности имеет тонкий слой серебра.
На фиг.3 представлен боковой разрез в зоне трубчатой детали.
Трубчатая деталь 7 зафиксирована в переходной муфте 8. В этом варианте исполнения трубчатая деталь 7 имеет лишь выступающие внутрь пластинки 7а, которые обеспечивают электрический контакт между штырем или трубой 6 и трубчатой деталью 7 и, следовательно, токопроводящее соединение с переходной муфтой 8 и проводником электрического тока 2а, причем также во время фазы нагрева или охлаждения кабеля 1, когда труба 6 или штырь скольжением перемещается в трубчатой детали 7.
1. Концевая заделка (2) сверхпроводящего кабеля (1), состоящая из проводника (2а) электрического тока и окружающего проводник (2а) электрического тока изолятора (2b), причем сверхпроводящий кабель (1) включает сердечник со сверхпроводящей жилой (5) и окружающий жилу (5) изоляционный слой, а сердечник расположен с возможностью продольного перемещения в криостате, отличающаяся тем, что проводник (2а) электрического тока концевой заделки (2) через трубчатую деталь (7) из токопроводящего материала электрически соединен со сверхпроводящей жилой (5) или с соединенным со сверхпроводящей жилой (5) нормальным проводником (6), при этом трубчатая деталь (7) на своей внутренней и/или на своей наружной стороне имеет множество радиально пружинящих пластинок (7а, 7b), при этом выступающие внутрь пластинки (7а) опираются на поверхность сверхпроводящей жилы (5) соответственно трубки (6) или штыря из токопроводящего материала, причем сверхпроводящая жила (5) или нормальный проводник (6) выполнены с возможностью перемещения скольжением в направлении сверхпроводящего кабеля (1) в детали (7).
2. Концевая заделка по п.1, отличающаяся тем, что нормальный проводник представлен в виде трубы (6) или штыря, который с возможностью проведения электрического тока установлен на конце сверхпроводящей жилы (5), при этом труба (6) или штырь расположена в трубчатой детали (7) с возможностью скольжения в продольном направлении кабеля (1).
