超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻。
【背景技術(shù)】
[0002]與常規(guī)電力設(shè)備比較，高溫超導(dǎo)電力裝置采用了具有零電阻、大電流傳輸特性的高溫超導(dǎo)材料作為導(dǎo)體，以?xún)r(jià)格低廉的液態(tài)氮作為冷卻介質(zhì)，具有容量大、電磁污染小、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)大容量、低損耗輸電的一個(gè)重要途徑。超導(dǎo)電力裝置通電導(dǎo)體工作在液氮環(huán)境溫度中，其工作溫度為67K?90K。高溫超導(dǎo)電力裝置主要包括高溫超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)電機(jī)等多種電力裝置，超導(dǎo)電力裝置制備和安裝完成后，對(duì)其進(jìn)行臨界電流性能、長(zhǎng)時(shí)載流能力等性能進(jìn)行測(cè)試，掌握其臨界電流值、工頻和直流載流特性等電氣性能，對(duì)于超導(dǎo)電力裝置的研發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。
[0003]所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻適用于超導(dǎo)電力裝置臨界電流性能、長(zhǎng)時(shí)大電流恒流載流特性試驗(yàn)和測(cè)試、大電流短路或沖擊性能測(cè)試等試驗(yàn)的水冷卻電阻，可代替阻性或感性負(fù)載。
[0004]超導(dǎo)電力裝置具有容量高、電流大的特點(diǎn)，目前無(wú)專(zhuān)用試驗(yàn)用電阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的常規(guī)電阻容量小、無(wú)水冷卻、容易燒毀的缺點(diǎn)，根據(jù)高溫超導(dǎo)電力裝置工作電流大、能量密度高的工作特點(diǎn)，以及臨界電流性能測(cè)試、長(zhǎng)時(shí)載流能力性能測(cè)試、大電流沖擊性能測(cè)試等試驗(yàn)需求，提出一種超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻。本發(fā)明適用于高溫超導(dǎo)電力裝置臨界電流性能測(cè)試、長(zhǎng)時(shí)大電流恒流載流特性試驗(yàn)和測(cè)試、大電流短路或沖擊性能測(cè)試等測(cè)試的水冷卻電阻，可在一定電壓下工作，代替阻性或感性負(fù)載。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下述。
[0007]本發(fā)明超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻由電流引線、高壓隔離器、水管、熱交換器、儲(chǔ)水箱、閥門(mén)，以及循環(huán)水栗等部分組成。正常工作時(shí)，電流引線、螺線管型水冷電阻、高壓隔離器工作在高電壓狀態(tài)；水管、熱交換器、閥門(mén)、儲(chǔ)水箱、水栗工作在低電壓狀態(tài)。
[0008]所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻為螺線管結(jié)構(gòu)，螺線管型水冷電阻可以水平或垂直放置。第一電流引線的一端和第二電流引線的一端通過(guò)焊接或者管螺紋分別連接在螺線管型水冷電阻的兩端；第一電流引線的另一端通過(guò)連接電纜依次串接有第一高壓隔離器、電源、超導(dǎo)電力裝置，超導(dǎo)電力裝置的輸出端與電流引線9的另一端連接，形成閉合電氣回路。同時(shí)，螺線管型水冷電阻的兩端并聯(lián)有閉合冷卻水回路，所述的閉合冷卻水回路由依次連接的第一高壓隔離器、水管、熱交換器、水栗和第二高壓隔離器組成。儲(chǔ)水箱通過(guò)閥門(mén)及水管與熱交換器連接。
[0009]所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻為螺線管結(jié)構(gòu)，工作溫度為10?90°C。其螺線管型水冷電阻采用金屬管繞制而成，金屬管材料以及直徑和螺線管長(zhǎng)度等參數(shù)可根據(jù)測(cè)試阻抗值調(diào)整。穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻提供穩(wěn)態(tài)阻性電抗；短路或電流沖擊條件下，所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻提供感性電抗。螺線管型水冷電阻兩端通過(guò)電流引線實(shí)現(xiàn)與超導(dǎo)電力裝置及電源的閉合連接；同時(shí)，通過(guò)水管與兩個(gè)高壓隔離器及循環(huán)水栗、儲(chǔ)水箱等構(gòu)成閉合冷卻水回路，實(shí)現(xiàn)冷卻水的閉合循環(huán)。正常工作狀態(tài)下，閉合冷卻水回路中充滿純水，通過(guò)水栗實(shí)現(xiàn)螺線管型水冷電阻內(nèi)的循環(huán)冷卻水以一定的流速和壓力下循環(huán)，確保有效冷卻螺線管型水冷電阻的工作溫度低于80 °C。
[0010]所述的電流引線由銅基管材加工而成，并安裝有與水管配套連接的水管接口。使用時(shí)，電流引線通過(guò)常規(guī)電纜或?qū)Ь€與超導(dǎo)電力裝置連接，通過(guò)配套的水管接口實(shí)現(xiàn)與水管的連接。
[0011]所述的高壓隔離器為非金屬材料制成，外層設(shè)計(jì)有防止形成表面水膜的傘裙，其長(zhǎng)度可根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)工作電壓等級(jí)確定。
[0012]所述的熱交換器為盤(pán)管式散熱器，其兩端分別通過(guò)水管實(shí)現(xiàn)與水栗及高壓隔離器、儲(chǔ)水箱的連接。盤(pán)管長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電阻發(fā)熱情況進(jìn)行調(diào)整。
[0013]所述的水管為普通金屬水管。
[0014]所述的水栗為普通離心式水栗。
[0015]所述的閥門(mén)為普通人工控制用球型閥。
[0016]所述的儲(chǔ)水箱為普通金屬容器，其容積可根據(jù)冷卻需要調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
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[0017]圖1是超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻示意圖。圖中:1第一電流引線、2高壓隔離器、3水管、4熱交換器、5閥門(mén)、6儲(chǔ)水箱、7水栗、8高壓隔離器、9第二電流引線、10螺線管型水冷電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明包括第一電流引線1、第一高壓隔離器2、水管3、熱交換器4、閥門(mén)5、儲(chǔ)水箱6、水栗7、第二高壓隔離器8、第二電流引線9、螺線管型水冷電阻10。
[0020]所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻為螺線管結(jié)構(gòu)，螺線管型水冷電阻10可以水平或垂直放置。第一電流引線I的一端和第二電流引線9的一端通過(guò)焊接或者管螺紋分別連接在螺線管型水冷電阻10的兩端；第一電流引線I的另一端通過(guò)連接電纜依次串接有第一高壓隔離器2、電源和超導(dǎo)電力裝置，超導(dǎo)電力裝置的輸出端與電流引線9的另一端連接，形成閉合電氣回路。同時(shí)，螺線管型水冷電阻10的兩端并聯(lián)有閉合冷卻水回路，所述的閉合冷卻水回路由依次連接的第一高壓隔離器2、水管3、熱交換器6、水栗7、第二高壓隔離器8組成。儲(chǔ)水箱6通過(guò)閥門(mén)5及水管3與熱交換器4連接。
[0021]具體使用時(shí)，螺線管型水冷電阻10的兩端通過(guò)電流引線I實(shí)現(xiàn)與超導(dǎo)電力裝置及電源的閉合連接；同時(shí)，通過(guò)水管3與兩個(gè)高壓隔離器2及循環(huán)水栗7等構(gòu)成閉合冷卻水回路。正常工作狀態(tài)下，通過(guò)儲(chǔ)水箱6向閉合冷卻水回路注滿純水，通過(guò)循環(huán)啟動(dòng)水栗7實(shí)現(xiàn)螺線管型水冷電阻10內(nèi)的純水以一定的流速和壓力循環(huán)，純水的循環(huán)可有效冷卻螺線管型水冷電阻10，同時(shí)保持一定的電阻，實(shí)現(xiàn)高壓隔離器兩端的電壓隔離，正常工作時(shí)，所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻工作溫度低于90°c。
[0022]本發(fā)明裝置具有耐壓等級(jí)高、通流能力強(qiáng)、工作溫度低等優(yōu)點(diǎn)，適用于高溫超導(dǎo)電力裝置臨界電流性能測(cè)試、長(zhǎng)時(shí)大電流恒流載流特性試驗(yàn)和測(cè)試、大電流短路或沖擊性能測(cè)試等測(cè)試的水冷卻電阻，可在一定電壓下工作，代替阻性或感性負(fù)載。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻，其特征在于，所述的水冷電阻為螺線管結(jié)構(gòu)，由電流引線(1、9)、高壓隔離器(2、8)、水管(3)、熱交換器(4)、儲(chǔ)水箱(6)、閥門(mén)(5)，以及水栗(7)組成；第一電流引線(I)的一端和第二電流引線(9)的一端分別連接在螺線管型水冷電阻(10)的兩端；第一電流引線(I)的另一端依次串接有第一高壓隔離器(2)、電源和超導(dǎo)電力裝置，超導(dǎo)電力裝置的輸出端與電流引線(9)的另一端連接，形成閉合電氣回路；螺線管型水冷電阻(10)的兩端并聯(lián)有閉合冷卻水回路，所述的閉合冷卻水回路由依次連接的第一高壓隔離器(2)、水管(3)、熱交換器(6)、水栗(7)、第二高壓隔離器(8)組成；儲(chǔ)水箱(6)通過(guò)閥門(mén)(5)及水管(3)與熱交換器(4)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻，其特征在于，所述的螺線管型水冷電阻(10)采用金屬管繞制而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻，其特征在于，所述的電流引線(1、9)由銅基管材加工而成，并安裝有與水管(3)配套連接的水管接口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻，其特征在于，所述的高壓隔離器(2、8)為非金屬材料制成，外層安裝有防止形成表面水膜的傘裙。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻，其特征在于，所述的所述的熱交換器(4)為盤(pán)管式散熱器。
【專(zhuān)利摘要】一種超導(dǎo)電力裝置大電流試驗(yàn)用水冷電阻，為螺線管結(jié)構(gòu)。其第一電流引線(1)的一端和第二電流引線(9)的一端分別連接在螺線管型水冷電阻(10)的兩端；第一電流引線(1)的另一端依次串接有第一高壓隔離器(2)、電源和超導(dǎo)電力裝置，超導(dǎo)電力裝置的輸出端與電流引線(9)的另一端連接，形成閉合電氣回路。螺線管型水冷電阻(10)的兩端并聯(lián)有閉合冷卻水回路，所述的閉合冷卻水回路由依次連接的第一高壓隔離器(2)、水管(3)、熱交換器(6)、水泵(7)、第二高壓隔離器(8)組成。儲(chǔ)水箱(6)通過(guò)閥門(mén)(5)及水管(3)與熱交換器(4)連接。
【IPC分類(lèi)】G01R31/00, H01C1/082
【公開(kāi)號(hào)】CN105047334
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510422873
【發(fā)明人】朱志芹, 戴少濤, 滕玉平, 張東, 馬韜
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院電工研究所, 富通集團(tuán)（天津）超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日