基于液态金属的大功率输电电缆制造技术

本实用新型专利技术涉及电缆技术领域，尤其涉及一种基于液态金属的大功率输电电缆，包括驱动接头

【技术实现步骤摘要】
基于液态金属的大功率输电电缆


[0001]本技术涉及电缆
，尤其涉及一种基于液态金属的大功率输电电缆
。

技术介绍

[0002]对于大功率的输电装置，因为电流很高
(
约为几百安培以上
)
，焦耳热对电缆的影响不能忽略
。
过多的焦耳热会使得电缆温度过高，影响电缆的性能与使用寿命，极端情况下甚至会引起火灾，造成漏电，影响安全
。
[0003]为解决上述问题，目前有两种处理方法
。
第一种处理方法是增加电缆内部导体的横截面积，以降低电缆的电阻，进而减小电缆的发热量，但增加横截面积一方面会增加电缆重量，对电缆的支撑结构提出了较高要求，也提高了材料成本；另一方面会增加电缆的刚度，使得电缆难以弯折，限制了电缆的使用场景
。
第二种处理方法是对电缆引入散热措施，特别是引入风冷或水冷等主动式散热器，第二种处理方法有两种技术手段，一种手段是将电缆内部的通电导体线芯浸没在绝缘冷却液中，再由泵驱动冷却液流动，该手段的缺点是密封性差，且对泵的设计提出了绝缘要求；另一种手段是在电缆中增加一个绝缘管路，在绝缘管路中注入冷却剂，该手段不需要对泵进行绝缘，改善了密封性，但散热效率较差，难以满足大功率输电的散热需求
。

技术实现思路

[0004]本技术为解决上述问题，提供一种基于液态金属的大功率输电电缆，将液态金属同时作为导电介质和散热介质使用，能够有效降低焦耳热对电缆的影响，满足大功率输电的散热需求
。/>[0005]本技术提供的基于液态金属的大功率输电电缆，包括驱动接头
、
回流接头和线缆，线缆的两端分别与驱动接头
、
回流接头焊接形成循环管道，在循环管道内填充有液态金属；其中，驱动接头包括驱动节和连接管段，连接管段包括两根金属圆管，驱动节包括金属方管
、
第一电极
、
金属导流片和两块方形磁铁，金属方管的两端分别通过金属变径管段与一根金属圆管焊接；第一电极焊接在金属方管上，用于连接电源设备；金属导流片焊接在金属方管与两根金属圆管之间，用于电流流通，使电流方向与金属方管内的液态金属的流动方向垂直；两块方形磁铁沿金属方管的长度方向布置，且分别固定在金属方管相对的两侧，将金属方管夹在中间；回流接头包括具有入口和出口的金属空腔，在金属空腔上焊接有第二电极，用于连接电源设备；线缆包括两条液态金属管路，两条液态金属管路分别包括交替排布连接的金属管段和柔性非金属管段，其中一条液态金属管路两端的金属管段分别与一根金属圆管
、
金属空腔的入口焊接，另一条液态金属管路两端的金属管段分别与另一根金属圆管
、
金属空腔的出口焊接
。
[0006]优选地，驱动接头还包括连接在连接管段与液态金属管路之间的散热节，散热节为焊有翅片的金属盘管，在金属盘管的外部安装有散热风扇，金属盘管的一端与金属圆管焊接，金属盘管的另一端与金属管段焊接
。
[0007]优选地，金属管段和柔性非金属管段之间通过直通接头连接
。
[0008]优选地，直通接头为卡套转快拧接头或卡套转宝塔接头
。
[0009]优选地，直通接头为聚四氟乙烯
、
聚苯硫醚或聚偏氟乙烯材料
。
[0010]优选地，金属方管
、
金属圆管与金属管段为铜
、
铝或不锈钢材质
。
[0011]优选地，在金属方管
、
金属圆管与金属管段的内
、
外壁分别镀有防腐层
。
[0012]优选地，柔性非金属管段为硅胶或聚四氟乙烯材料
。
[0013]优选地，金属方管的内部流道为方形，金属圆管的内部流道为圆形
。
[0014]优选地，在线缆的外部包覆有绝缘层，包裹绝缘层的线缆与包覆有金属屏蔽网的信号线
、
接地线
、
麻绳结合在一起，并包裹在绝缘橡胶层内
。
[0015]与现有技术相比，本技术能够取得如下有益效果：
[0016](1)
相比于传统的铜芯输电电缆，该种液态金属电缆兼顾导电和散热需求，一方面降低电缆的使用温度，增加电缆寿命，提高安全性；另一方面使得电缆可以弯曲，拓宽电缆应用场景
。
[0017](2)
相比于已有的液态金属柔性电缆，该种电缆通过金属管和柔性非金属管相结合的方式，保留了电缆的可弯曲性；此外，该种电缆一方面通过金属管导电的方式降低了电缆电阻，减小了发热量，提高了性能；另一方面因部分电流通过金属管流通，需要液态金属承载的电流减少，因此可减小液态金属流道的截面积，进而降低液态金属的使用量，从而降低成本
。
[0018](3)
除柔性非金属管段与金属管段的接口外，该种电缆中的各个接口均可通过焊接的方式实现硬连接，密封性和绝缘性好，安全性高
。
[0019](4)
适用的工作环境广，低温环境下电缆仍能正常使用
。
附图说明
[0020]图1是根据本技术实施例提供的基于液态金属的大功率输电电缆的结构示意图；
[0021]图2是沿图1沿
A
‑
A
线的剖面结构示意图；
[0022]图3是根据本技术实施例提供的线缆处的截面示意图
。
[0023]附图标记：驱动接头
1、
金属方管
101、
第一电极
102、
金属导流片
103、
方形磁铁
104、
金属变径管段
105、
金属圆管
106、
金属盘管
107、
线缆
2、
金属管段
201、
柔性非金属管段
202、
回流接头
3、
金属空腔
301、
第二电极
302、
绝缘层
4、
金属屏蔽网
5、
信号线
6、
接地线
7、
麻绳8和绝缘橡胶层
9。
具体实施方式
[0024]在下文中，将参考附图描述本技术的实施例
。
在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示
。
在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同
。
因此，将不重复其详细描述
。
[0025]为了使本技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，而不构成对本技术的限制
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于液态金属的大功率输电电缆，其特征在于，包括驱动接头
、
回流接头和线缆，线缆的两端分别与驱动接头
、
回流接头焊接形成循环管道，在循环管道内填充有液态金属；其中，驱动接头包括驱动节和连接管段，连接管段包括两根金属圆管，驱动节包括金属方管
、
第一电极
、
金属导流片和两块方形磁铁，金属方管的两端分别通过金属变径管段与一根金属圆管焊接；第一电极焊接在金属方管上，用于连接电源设备；金属导流片焊接在金属方管与两根金属圆管之间，用于电流流通，使电流方向与金属方管内的液态金属的流动方向垂直；两块方形磁铁沿金属方管的长度方向布置，且分别固定在金属方管相对的两侧，将金属方管夹在中间；回流接头包括具有入口和出口的金属空腔，在金属空腔上焊接有第二电极，用于连接电源设备；线缆包括两条液态金属管路，两条液态金属管路分别包括交替排布连接的金属管段和柔性非金属管段，其中一条液态金属管路两端的金属管段分别与一根金属圆管
、
金属空腔的入口焊接，另一条液态金属管路两端的金属管段分别与另一根金属圆管
、
金属空腔的出口焊接
。2.
根据权利要求1所述的基于液态金属的大功率输电电缆，其特征在于，驱动接头还包括连接在连接管段与液态金属管路之间的散热节，散热节为焊有翅片的金属盘管，在金属盘管的外部安装有散热风扇，金属盘管的一端与金属圆管焊接，金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超正，陈文杰，柴进，
申请(专利权)人：空间液金技术研究昆山有限公司，
类型：新型
国别省市：