طرح‌های کابل‌های برق ابررسانا، در بیشتر موارد، اصلاح طرح‌هایی هستند که برای بیش از یک قرن برای کابل‌های معمولی استفاده شده‌اند.
با این حال، برخی سازگاری ها برای استفاده از ویژگی های ابررساناها وجود دارد بسیاری از این سازگاری‌ها در طول توسعه کابل‌های LTS پیشنهاد شدند (Laquer et al., 1977; Forsyth and Thomas, 1986) مهمترین تفاوت‌ها از برخی ویژگی‌های ابررسانایی بهره می‌برند.
ساده‌ترین و طرحی که ابتدا برای کابل برق فشار متوسط استفاده شد، از یک ابررسانا در یک کرایواستات با یک عایق الکتریکی معمولی در خارج استفاده می‌کرد.
مس در مرکز یک عنصر حفاظتی است که جریان را برای دوره های کوتاه زمانی که جریان بحرانی ابررسانا تجاوز می کند، حمل می کند برای سطح معینی از انتقال توان از کمترین میزان هادی HTS استفاده می کند.
با این حال، دارای اندوکتانس بالا و میدان مغناطیسی خارجی است اگر سه فاز در مجاورت یکدیگر باشند، میدان مغناطیسی تولید شده توسط یک فاز باعث تلفات هیسترزیس در فازهای دیگر می شود.
یک پیکربندی از کابل دی الکتریک گرم تک فاز مایع خنک کننده در یک جهت در داخل لوله هسته انعطاف پذیر و در جهت دیگر در خارج از ابررسانا جریان می یابد.
این آرایش ممکن است جریان متضاد گرمای قابل توجهی بین دو مسیر سیال داشته باشد که طول کابل برق فشار قوی های ساخته شده از این طرح را محدود می کند.
در قسمت بیرونی کابل از دی الکتریک اکسترود شده معمولی استفاده می شود یک لایه مسی نشان داده نشده است که یک عنصر محافظ در زمانی که از قابلیت های حیاتی ابررسانا فراتر می رود، دیده نمی شود.
به دلیل تلفات زیاد مربوط به کابل دی الکتریک گرم، کابل برق آلومینیومی تک فاز با دو لایه ابررسانا با لایه بیرونی به عنوان سپر مغناطیسی برای کابل های مجاور پیشنهاد شد.
دو لایه HTS متحدالمرکز توسط یک دی الکتریک سرد از یکدیگر عایق بندی شده اند این طرح دی الکتریک سرد برای اکثر نصب کابل های ابررسانا استفاده شده است.
مایع خنک کننده نیتروژن مایع ممکن است با هر دو لایه تماس پیدا کند، و هم خنک کننده و هم عایق دی الکتریک بین لایه هادی مرکزی و لایه محافظ بیرونی ایجاد می کند.
در مقایسه با طراحی دی الکتریک گرم، اندوکتانس کمتر، ظرفیت حمل جریان بالاتر، تلفات AC کاهش یافته و میدان های مغناطیسی سرگردان بسیار کم دارد همچنین از ابررساناهای بیشتری نسبت به هر یک از طرح های دیگر استفاده می کند.
شاید موثرترین طراحی کابل برق آلومینیومی AC، طرح سه هادی متحدالمرکز تریپلکس باشد از آنجا که هر یک از سه لایه عایق باید نسبتاً نازک باشد تا کابل انعطاف پذیر باشد، به نظر می رسد که برای سطوح ولتاژ پایین تا متوسط مؤثرتر باشد.
این طرح دارای مزایای بسیاری است زیرا میدان مغناطیسی سرگردان ندارد، اندوکتانس بسیار پایینی دارد و از مواد ابررسانا کمتری نسبت به طرح های دیگر استفاده می کند با این حال، به عایق زخم خاصی نیاز دارد که با خنک کننده برودتی نفوذ کرده باشد.
- منابع:
- تبلیغات:
