Disposición de conexión de dos cables superconductores.

Una disposición de conexión de dos cables superconductores (C,

C'), que incluye un conductor central constituido al menos de una parte superconductora, de una capa dielectrica (1, 1') que rodea a dicho conductor central, de una pantalla (2, 2', 3, 3') que rodea a dicha capa dielectrica y de un recinto criogenico (8) que rodea a dicha pantalla, incluyendo la disposición un dispositivo de conexión electrica (4) de dichos conductores centrales y de dichas capas dielectricas desnudadas de dicha pantalla correspondiente y caracterizado porque incluye un revestimiento de material semi-conductor (6) dispuesto entre las dos extremidades de pantallas y un dispositivo de conexión electrica de dichas dos extremidades de pantalla, rodeando dicho revestimiento, contenido en dicho recinto criogenico y que incluye dos elementos de unión (5, 5') unidos electrica y mecanicamente respectivamente a cada una de dichas extremidades de pantalla y una disposición de conexión electrica (7) de estos dos elementos de unión.

Disposición de conexión de dos cable superconductores.

El invento se refiere a una disposición de conexión de dos cables superconductores.

El transporte de la corriente electrica con la ayuda de cables superconductores de alta tensión permite transportar corrientes electricas de fuerte intensidad con secciones de cables mucho menores que la de los cables clasicos compuestos de conductores electricos resistivos, limitando al mismo tiempo las perdidas electricas a lo largo del cable, en particular las perdidas por efecto Joule ya que este fenómeno es extremadamente debil en superconductividad.

Un cable superconductor llamado "de dielectrico frio" esta constituido de un superconductor electrico central constituido al menos de una parte superconductora, de una capa dielectrica que rodea dicho superconductor central, de una pantalla que rodea dicha capa dielectrica y que puede estar constituida por la totalidad o parte de los superconductores y de un recinto criogenico o criostato que rodea a dicha pantalla. Dicho criostato esta constituido generalmente de dos envolventes concentricas aisladas termicamente entre ellas, por un nivel de vacio de 10-5 mbar por ejemplo. Un fluido criogenico contenido en el interior de la envolvente interna del criostato enfria el conductor central a traves de la capa dielectrica, de dónde la designación de "dielectrico frio", hasta alcanzar la temperatura para la que el conductor central esta en un estado de superconductividad. Esta temperatura es por ejemplo del orden de -196º C para superconductores llamados de "alta temperatura".

En el caso de los cables superconductores de dielectrico frio, corrientes de intensidad similar son llevadas a circular en la pantalla, en particular si esta pantalla esta constituida por la totalidad o parte del superconductor, y en el conductor central. Para los cables de alta tensión, el valor de esta corriente puede ser elevado, por ejemplo 2.400 Amperios.

Este es igualmente el caso de los cables superconductores, llamados de "dielectrico caliente", dónde el conductor esta constituido de un elemento hueco en general un tubo, en el que circula un fluido criogenico.

Una solución para conectar dos de tales cables superconductores, es utilizar una disposición tal como la descrita en el documento de patente FR 2.878.654.

Este documento describe una disposición de conexión de las pantallas de cables superconductores que incluyen un cable superconductor de unión entre las pantallas, incluyendo este cable de unión un superconductor de unión y una funda criogenica que rodea al superconductor de unión, estando unida cada una de las dos extremidades del superconductor de unión a una de las pantallas por medios de conexión electrica y termicamente conductores.

Sin embargo, tal disposición es particularmente compleja y costosa, pues necesita una entrada y una salida suplementaria de fluido criogenico y un superconductor de unión especifico.

Para resolver estos problemas, el invento se refiere a una disposición de dos de tales cables superconductores, en particular a tope el uno con el otro, de concepción simple y que no necesitan circuito de fluido criogenico suplementario.

Para hacer esto, el invento propone una disposición de conexión de dos cables superconductores, que incluyen un conductor central constituido al menos de una parte superconductora, de una capa dielectrica que rodea a dicho conductor central, de una pantalla que rodea a dicha capa dielectrica y de un recinto criogenico que rodea a dicha pantalla, incluyendo la disposición un dispositivo de conexión electrica de los llamados conductores centrales y de dichas capas dielectricas desnudadas de dicha pantalla correspondiente y caracterizado porque incluye un revestimiento de material semi-conductor dispuesto entre las dos extremidades de pantallas y un dispositivo de conexión electrica de estas llamadas dos extremidades de pantalla, que rodea a dicho revestimiento y contenido en dicho recinto criogenico e incluyendo dos elementos de unión (5, 5') unidos electrica y mecanicamente respectivamente a cada una de dichas extremidades de pantalla y una disposición de conexión electrica (7) de estos dos elementos de unión.

El revestimiento semi-conductor asegura el confinamiento del campo electrico en la capa dielectrica y el dispositivo de conexión electrica permite la transmisión de la corriente transmitida por las pantallas.

Segun un modo de realización preferido, dicha disposición de conexión electrica esta constituida de una pluralidad de trenzas conductoras conectadas por sus extremidades a dichos elementos de unión y repartidas alrededor de dicho revestimiento semi-conductor.

Dichas trenzas pueden ser de cobre.

Esta conexión por trenzas es particularmente facil de colocar, por la flexibilidad de estas trenzas. Es del mismo modo particularmente poco costosa. Asegura igualmente la posibilidad de deformación, de tipo contracción termica, debido a la temperatura del fluido criogenico.

Ventajosamente, cada llamado elemento de unión esta formado por un tubo cuya pared interna esta fijada a la pared externa de dicha pantalla.

Preferiblemente, dicho tubo esta provisto de una brida anular destinada a la fijación de terminales o bornes de extremidad de dichas trenzas.

Cada llamado elemento de unión esta fijado ventajosamente por soldadura con aportación o soldadura con ayuda de una aleación de baja temperatura de fusión, a la extremidad de pantalla correspondiente.

Dichos elementos de unión puede ser de cobre.

Dicho revestimiento de material semi-conductor puede ser un arrollamiento de cinta de papel de negro de carbono.

La fig. 1 es una vista en corte longitudinal de dos cables superconductores en curso de conexión, segun una primera etapa.

La fig. 2 es una vista en corte longitudinal de dos cables superconductores en curso de conexión, segun una segunda etapa.

La fig. 3 es una vista en corte longitudinal de una disposición de conexión de dos cables superconductores, conforme al invento.

Las figs. 4 y 5 son vistas en perspectiva de detalle.

Como se ha ilustrado en la fig. 1, la extremidad de cada cable superconductor de dielectrico frio C, C', destinado a ser conectado uno a otro a tope, es en primer lugar liberada de la pantalla para dejar aparecer la capa dielectrica 1, 1', que rodea el conductor central de cada cable. Esta capa dielectrica esta por ejemplo constituida de varias capas de papel a base de polipropileno (PPLP) .

La pantalla esta formada aqui de una capa de material superconductor 2, 2' y de una pantalla metalica, preferiblemente de cobre, 3, 3', estando cortada esta ultima de manera que deje liberada una pequena longitud de esta capa de material superconductor 2, 2'.

La disposición de conexión incluye en primer lugar un dispositivo de conexión electrica 4 de los conductores centrales y de las capas dielectricas, desnudadas de la pantalla correspondiente. Este dispositivo de conexión es en si conocido y puede ser del tipo del descrito en el documento de patente EP 1.195.872.

Sobre el cable de la izquierda C, un elemento de unión 5 esta unido electrica y mecanicamente a la extremidad de la pantalla, de manera que se situe sobre la capa superconductora 2 y la pantalla metalica 3 y sea unida a ella. Este elemento de unión 5 es particularmente visible en la fig. 4. Esta formado por un tubo, de un material buen conductor electrico, preferiblemente de cobre, cuya pared interna esta fijada a la pared externa de la pantalla, a saber la capa de material superconductor 2 y la pantalla metalica 3, estando dispuesto este tubo de manera que se superponga a estas dos partes.

Para hacer esto, el elemento de unión 5 es fijado por soldadura con aportación o soldadura con la ayuda de una aleación con una temperatura de fusión baja, introducida en una ranura longitudinal 5A prevista en el tubo. Esta aleación asegura que no se dane la capa de material superconductor 2.

El tubo esta provisto de una brida anular 58 destinada a la fijación de terminales, como se vera mas adelante, y provisto para hacer esto de orificios 5C repartidos regularmente de forma angular alrededor del tubo 5.

La disposición de conexión conforme al invento contiene un revestimiento de material semi-conductor dispuesto entre las dos extremidades de pantallas y un dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Una disposición de conexión de dos cables superconductores (C, C') , que incluye un conductor central constituido al menos de una parte superconductora, de una capa dielectrica (1, 1') que rodea a dicho conductor central, de una pantalla (2, 2', 3, 3') que rodea a dicha capa dielectrica y de un recinto criogenico (8) que rodea a 5 dicha pantalla, incluyendo la disposición un dispositivo de conexión electrica (4) de dichos conductores centrales y de dichas capas dielectricas desnudadas de dicha pantalla correspondiente y caracterizado porque incluye un revestimiento de material semi-conductor (6) dispuesto entre las dos extremidades de pantallas y un dispositivo de conexión electrica de dichas dos extremidades de pantalla, rodeando dicho revestimiento, contenido en dicho recinto criogenico y que incluye dos elementos de unión (5, 5') unidos electrica y mecanicamente respectivamente a cada una de dichas extremidades de pantalla y una disposición de conexión electrica (7) de estos dos elementos de unión.

2. Una disposición segun la reivindicación precedente, caracterizada porque dicha disposición de conexión electrica (7) esta constituida de una pluralidad de trenzas conductoras (7A) conectadas por sus extremidades a dichos elementos de unión (5, 5') y repartidas alrededor de dicho revestimiento semiconductor (6) .

3. Una disposición segun la reivindicación precedente, caracterizada porque dichas trenzas (7A) son de cobre.

4. Una disposición de conexión segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque cada uno de dichos elementos de unión (5, 5') esta formado por un tubo cuya pared interna esta fijada a la pared externa de dicha pantalla.

5. Una disposición segun las reivindicaciones 2 y 4, caracterizada porque dicho tubo esta provisto de una brida 20 anular (58, 58') destinada a la fijación de terminales o bornes de extremidad de dichas trenzas.

6. Una disposición de conexión segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque cada uno de dichos elementos de unión (5, 5') esta fijado por soldadura con aportación o soldadura con ayuda de una aleación de temperatura de fusión baja, a la extremidad de pantalla correspondiente.

7. Una disposición segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichos elementos de unión 25 (5, 5') son de cobre.

8. Una disposición de conexión segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho revestimiento de material semi-conductor (6) es un arrollamiento de cinta de papel de negro de carbono.