超导电缆中间接头漏热测量及计算方法与装置制造方法及图纸

超导电缆中间接头漏热测量及计算方法与装置，从低温恒温容器中外容器的左侧面到右侧面，在外容器轴线方向上，沿外容器外部圆周采集外容器的表面热通量，并且采集外容器左侧面和右侧面的表面热通量；从柔性绝热管的一端到另一端，在柔性绝热管轴线方向上，沿柔性绝热管外部圆周采集柔性绝热管的表面热通量；基于外容器漏热量计算模型，得到超导电缆中间接头的总漏热量；以及基于绝热管漏热量计算模型，得到绝热管的漏热量。实现对超导电缆中间接头外容器、绝热管漏热量的测量与计算，获得超导电缆中间接头的总漏热量和绝热管漏热量，基于漏热量数据，对超导电缆中间接头和绝热管的制作提供数据支撑。作提供数据支撑。作提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
超导电缆中间接头漏热测量及计算方法与装置


[0001]本专利技术涉及超导电缆中间接头检测
，更具体地，涉及超导电缆中间接头漏热测量及计算方法与装置。

技术介绍

[0002]高温超导电缆具有传输功率大、电流密度高、损耗低和环境友好等优点。三相同轴超导电缆是一种新型的超导电缆，它与单相超导电缆相比有明显的优点：使用的超导带材少一半、交流损耗更小、并且没有杂散磁场。除此之外、因为一根三相同轴电缆具备了三根分离单相电缆的功能、且仅需要一个低温容器、因此占用的空间更小。
[0003]作为长尺度的超导电缆，中间接头是电缆中至关重要也是必不可少的一环。中间接头布置在双层低温恒温容器内，为了保证超导电缆运行的液氮环境，双层低温恒温容器外还增设绝热管。在工程实际应用中，为优化中间接头及绝热管的设计及处理工艺，需要对超导电缆中间接头及绝热管的漏热量进行研究。
[0004]中国专利技术专利(CN105355319)公开的超导电缆的低温恒温器内配置发热量测量装置，用于长时间准确测量超导电缆的发热量；但并未公开发热量测量装置的热量测量方法及计算方法，更未涉及超导电缆中间接头及其容器的漏热测量。
[0005]中国专利技术专利(CN106129926)公开非潮湿环境用电缆接头防火保护盒，盒上布置有常开的防火散热部件以及与该防火散热部件通信连接的温度传感器，用于检测防火保护盒内的实时温度有没有超过预设警戒值，以控制防火散热部件的关闭与开启；该专利技术无法直接测量电缆接头处的热量，无法适用于超导电缆中间接头漏热测量。r/>[0006]中国专利技术专利(CN109917233)公开了一种电缆终端绝缘表面过热的抑制及测评方法，将多组温度传感器错开放置于电缆终端绝缘层内，实现对电缆终端内绝缘管各区域表面温度的实时测量，并采用温度拟合公式估算电缆终端内部线芯温度；中国专利技术专利(CN109975353)通过在绝缘层、外护套层、金属线芯内以及电缆表面布置热电偶，去测量不同温升条件下的电缆各层温度分布；中国专利技术专利(CN110319953)利用护套温度计算模块、热阻热容计算模块以及导体温度预测模块实现对电缆导体的温度值预测。上述专利为代表的电缆测温专利技术，关注点在于测量电缆温度，而未涉及电缆向外传递热量的测量，而对于超导电缆来说，电缆本体及其中间接头对外的漏热量会导致液氮环境温度的改变，从而影响超导电缆的电气特性，因此直接检测漏热量对于冷却系统控制、低温恒温容器设计等相关技术的研发具有重要的应用价值。
[0007]综上，现有技术中，关于超导电缆中间接头漏热测量的研究较少，该
尚处于空白阶段。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种超导电缆中间接头漏热测量及计算方法与装置，实现对超导电缆中间接头外容器、绝热管漏热量的测量与计
算，获得超导电缆中间接头的总漏热量和绝热管漏热量，基于漏热量数据，对超导电缆中间接头和绝热管的制作提供数据支撑。
[0009]本专利技术采用如下的技术方案。
[0010]步骤1，在当前采样持续时间内，对外容器外表面不同区域的表面热通量和绝热管外表面不同区域的表面热通量进行实时测量：从低温恒温容器中外容器的左侧面到右侧面，在外容器轴线方向上，每间隔一定水平距离，沿外容器外部圆周采集外容器的表面热通量，并且采集外容器左侧面和右侧面的表面热通量；从柔性绝热管的一端到另一端，在柔性绝热管轴线方向上，每间隔一定水平距离，沿柔性绝热管外部圆周采集柔性绝热管的表面热通量；
[0011]步骤2，利用外容器外部圆周的表面热通量、外容器左侧面和右侧面的表面热通量，基于外容器漏热量计算模型，分别计算外容器外表面各区域的漏热量，得到超导电缆中间接头的总漏热量；
[0012]步骤3，利用柔性绝热管的表面热通量，基于绝热管漏热量计算模型，根据各测量区域内最大的热通量，得到绝热管的漏热量。
[0013]优选地，
[0014]步骤1中，外容器外表面不同区域的表面热通量包括：q
c1
、q
c2
、q
c3
、q
c4
、q
c5
、q
c6
、q
c7
、q
c8
、q
c9
、q
c10
、q
c11
；
[0015]q
c10
、q
c11
的检测点分别位于外容器的左侧面和右侧面；
[0016]q
c1
、q
c2
、q
c3
的检测点位于近外容器左侧面的同一圆周上；
[0017]q
c4
、q
c5
、q
c6
的检测点位于外容器中部的同一圆周上；
[0018]q
c7
、q
c8
、q
c9
的检测点位于近外容器右侧面的同一圆周上；
[0019]其中，
[0020]q
c1
、q
c4
、q
c7
的检测点位于与外容器轴线方向平行的同一水平线上、且圆周角满足；
[0021]q
c2
、q
c5
、q
c8
的检测点位于与外容器轴线方向平行的同一水平线上；
[0022]q
c3
、q
c6
、q
c9
的检测点位于与外容器轴线方向平行的同一水平线上；
[0023]q
c1
与q
c3
、q
c4
与q
c6
、q
c7
与q
c9
的检测点分别上下对置；
[0024]q
c1
、q
c2
、q
c3
的检测点所在的圆周到左侧面的距离，与q
c7
、q
c8
、q
c9
的检测点所在的圆周到右侧面的距离相等。
[0025]步骤1中，绝热管外表面不同区域的表面热通量包括：步骤1中，绝热管外表面不同区域的表面热通量包括：其中0<j<L
r
，L
r
为绝热管的长度；
[0026]的检测点位于距离绝热管端部水平距离j的同一圆周上；其中，
[0027]与与与与的检测点所对应的圆周角相差均为90
°
。
[0028]优选地，
[0029]步骤2包括：
[0030]步骤2.1，按照圆周角度将外容器划分为外容器上部和外容器下部，其中，外容器上部的圆周角范围为0≤θ≤π，外容器下部的圆周角范围为π<θ<2π；并据此，将外容器漏热
量计算模型划分为外容器上部漏热量计算模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超导电缆中间接头漏热测量及计算方法，所述超导电缆中间接头贯穿于柔性绝热管中、并且位于双层的低温恒温容器内，其特征在于，所述测量及计算方法包括：步骤1，在当前采样持续时间内，对外容器外表面不同区域的表面热通量和绝热管外表面不同区域的表面热通量进行实时测量：从低温恒温容器中外容器的左侧面到右侧面，在外容器轴线方向上，每间隔一定水平距离，沿外容器外部圆周采集外容器的表面热通量，并且采集外容器左侧面和右侧面的表面热通量；从柔性绝热管的一端到另一端，在柔性绝热管轴线方向上，每间隔一定水平距离，沿柔性绝热管外部圆周采集柔性绝热管的表面热通量；步骤2，利用外容器外部圆周的表面热通量、外容器左侧面和右侧面的表面热通量，基于外容器漏热量计算模型，分别计算外容器外表面各区域的漏热量，得到超导电缆中间接头的总漏热量；步骤3，利用柔性绝热管的表面热通量，基于绝热管漏热量计算模型，根据各测量区域内最大的热通量，得到绝热管的漏热量。2.根据权利要求1所述的超导电缆中间接头漏热测量及计算方法，其特征在于，步骤1中，所述外容器外表面不同区域的表面热通量包括：q
c1
、q
c2
、q
c3
、q
c4
、q
c5
、q
c6
、q
c7
、q
c8
、q
c9
、q
c10
、q
c11
；q
c10
、q
c11
的检测点分别位于外容器的左侧面和右侧面；q
c1
、q
c2
、q
c3
的检测点位于近外容器左侧面的同一圆周上；q
c4
、q
c5
、q
c6
的检测点位于外容器中部的同一圆周上；q
c7
、q
c8
、q
c9
的检测点位于近外容器右侧面的同一圆周上；其中，q
c1
、q
c4
、q
c7
的检测点位于与外容器轴线方向平行的同一水平线上；q
c2
、q
c5
、q
c8
的检测点位于与外容器轴线方向平行的同一水平线上；q
c3
、q
c6
、q
c9
的检测点位于与外容器轴线方向平行的同一水平线上；q
c1
与q
c3
、q
c4
与q
c6
、q
c7
与q
c9
的检测点分别上下对置；q
c1
、q
c2
、q
c3
的检测点所在的圆周到左侧面的距离，与q
c7
、q
c8
、q
c9
的检测点所在的圆周到右侧面的距离相等。3.根据权利要求1所述的超导电缆中间接头漏热测量及计算方法，其特征在于，步骤1中，所述绝热管外表面不同区域的表面热通量包括：步骤1中，所述绝热管外表面不同区域的表面热通量包括：其中0<j<L
r
，L
r
为绝热管的长度；的检测点位于距离绝热管端部水平距离j的同一圆周上；其中，与与与与与与与的检测点所对应的圆周角相差均为90
°
。4.根据权利要求2所述的超导电缆中间接头漏热测量及计算方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2.1，按照圆周角度将外容器划分为外容器上部和外容器下部，其中，外容器上部的圆周角范围为0≤θ≤π，外容器下部的圆周角范围为π<θ<2π；并据此，将所述外容器漏热
量计算模型划分为外容器上部漏热量计算模型和外容器下部漏热量计算模型；步骤2.2，采集热通量q
c1
、q
c2
、q
c4
、q
c5
、q
c7
、q
c8
，利用外容器上部漏热量计算模型，经过积分计算，得到外容器上部的漏热量；步骤2.3，采集热通量q
c3
、q
c6
、q
c9
，利用外容器下部漏热量计算模型，经过积分计算，得到外容器下部的漏热量；步骤2.4，采集热通量q
c10
、q
c11
，计算得到外容器左侧面、右侧面的漏热量；步骤2.5，汇总外容器上部、下部、左侧面和右侧面的漏热量，得到超导电缆中间接头的总漏热量。5.根据权利要求4所述的超导电缆中间接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦婷，韩云武，魏本刚，张喜泽，李红雷，鲁燕青，
申请(专利权)人：上海国际超导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：