УЗЕЛ КОНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

1. Узел концевого соединения, содержащий концевую секцию кабеля, определяющую центральную продольную ось и содержащую концевые части N электрических фаз, концевую часть нейтрального проводника и окружающую термоизоляционную оболочку, предназначенную для содержания охлаждающего флюида, причем каждая концевая часть N электрических фаз и концевая часть нейтрального проводника содержит, по меньшей мере, один электрический проводник и расположена в кабеле концентрически вокруг каркаса сердечника, причем фаза 1 расположена ближе к центру кабеля, а фаза N расположена дальше от центра кабеля, при этом фаза N окружена нейтральным проводником, и между соседними электрическими фазами и между фазой N и нейтральным проводником расположена электрическая изоляция, причем каждая концевая часть нейтрального проводника и электрических фаз содержит контактную поверхность, электрически соединенную с, по меньшей мере, одним выводом токовой ветви для обеспечения электрического соединения, причем каждая контактная поверхность имеет продольное удлинение и контактные поверхности расположены последовательно вдоль продольного удлинения концевой секции кабеля, при этом выводы токовой ветви по отдельности изолированы от термоизоляционной оболочки посредством отдельных электрических изоляторов.
2. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, одно из электрических соединений содержит систему управления электрическим полем, которая целиком или частично окружает контактную поверхность и образует эквипотенциальный объем при соответствующем напряжении фазы.
3. Узел концевого соединения по п.2, в котором охлаждающий флюид предназначен для направления внутрь эквипотенциального объема.
4. Узел концевого соединения по п.1, в котором концевая секция содержит, по меньшей мере, одно основание токового вывода, причем узел концевого соединения устроен так, чтобы охлаждающий флюид обменивался теплом, по меньшей мере, с одним основанием токового вывода над токовым выводом и над контактной поверхностью.
5. Узел концевого соединения по п.2, в котором эквипотенциальный объем содержит вывод токовой ветви, соединенный с, по меньшей мере, одним из элементов, с основанием токового вывода, с токовым зажимом и с токовой изолирующей трубкой, причем вывод токовой ветви в конечном счете соединен с контактной поверхностью нейтрального проводника или одной из электрических фаз, при этом, по меньшей мере, один из элементов, предпочтительно, снабжен холодным термическим якорем, охлажнаемым посредством принудительного потока (по канавком, отверстиям, профилям и фланцам) после и/или через основание токового вывода, токовый зажим, токовую изолирующую трубку и/или интерфейс между любыми из упомянутых элементов, причем электрическая фаза, предпочтительно, представляет собой проводник, выбранный из сверхпроводящего, гиперпроводящего и обычного проводника.
6. Узел концевого соединения по п.1, в котором контактные поверхности размещены последовательно вдоль продольного удлинения концевой секции кабеля и расположены в модульном порядке, обеспечивающем размещение контактной поверхности каждого из нейтрального проводника и электрических фаз, по меньшей мере, над частью длины этих контактных поверхностей были размещены, по существу, на равном радиальном расстоянии от центральной продольной оси.
7. Узел концевого соединения по п.1, в котором контактные поверхности концевой секции кабеля расположены, по существу, на равном продольном расстоянии между собой.
8. Узел концевого соединения по п.6, в котором, по существу, равные радиальные расстояния обеспечены посредством радиальных адаптивных вставок (например, из эпоксипластика с армированными волокнами, такого как G10™), которые имеют, по существу, идентичные внешние радиальные размеры, причем радиальные адаптивные вставки применяются к контактной поверхности каждой фазы и нейтрали, выравнивая их размер относительно продольного размера и, в частности, выравнивая их радиальный размер в концевой секции кабеля.
9. Узел концевого соединения по п.8, в котором, по существу, равное радиальное расстояние контактных поверхностей нейтрального проводника и электрических фаз от центральной продольной оси концевой секции кабеля, по существу, обеспечено путем индивидуального подбора внутренних радиальных размеров адаптирующих вставок.
10. Узел концевого соединения по п.8, в котором радиальные адаптивные вставки имеют форму регулирующих вставок и выполнены из электрически изолирующего материала, полупроводникового материала или комбинации таких материалов.
11. Узел концевого соединения по п.8, в котором радиальные адаптивные вставки обеспечивают равный радиальный размер контактных поверхностей, причем, по меньшей мере, один из элементов основания токовый вывод, токовый зажим и токовая изолирующая трубка перекрывает соответствующую адаптивную вставку для обеспечения электрического соединения между соответствующими контактными поверхностями и соответствующими выводами токовой ветви.
12. Узел концевого соединения по п.8, в котором, по меньшей мере, одна из адаптивных вставок расположена между электрическими проводником(ами) контактной поверхности нейтрального проводника или электрической фазы и нижележащим изоляционным слоем.
13. Узел концевого соединения по п.1, содержащий одну или несколько продольных распорок, которые обеспечивают фиксированное расстояние между каждым из выводов токовой ветви.
14. Узел концевого соединения по п.13, в котором продольная(ые) распорка(и) действует(ют) для управления потоком или ограничения потока для охлаждающего флюида, направляя, по меньшей мере, часть охлаждающего флюида через средство теплообмена вблизи контактной поверхности или основания токового вывода.
15. Узел концевого соединения по п.13, в котором продольные распорки обеспечивают, по существу, равное расстояние между выводами токовой ветви.
16. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, один из нейтрального проводника или электрических фаз имеет электрический контакт с токовой изолирующей трубкой, причем токовая изолирующая трубка опционально изготовлена, по меньшей мере, частично из обычного электропроводящего материала.
17. Узел концевого соединения по п.16, в котором токовая изолирующая трубка изготовлена, по меньшей мере, частично из сверхпроводящего и/или гиперпроводящего материала.
18. Узел концевого соединения по п.16, в котором, по меньшей мере, часть токовой изолирующей трубки обеспечивает электрическое соединение между контактными поверхностями и выводами токовой ветви.
19. Узел концевого соединения по п.16, в котором токовая изолирующая трубка имеет контактную поверхность изолирующей трубки для электрического соединения с токовым выводом.
20. Узел концевого соединения по п.16, в котором сверхпроводящий материал кабеля образует, по меньшей мере, частично контактную поверхность изолирующей трубки.
21. Узел концевого соединения по п.16, в котором два или более из нейтрального проводника и электрических фаз имеют электрический контакт с соответствующими токовыми изолирующими трубками, причем токовые изолирующие трубки предпочтительно являются, по существу, идентичными.
22. Узел концевого соединения по п.16, в котором, по существу, равное радиальное расстояние контактной поверхности изолирующей трубки нейтрального проводника и электрических фаз от центральной радиальной оси обеспечивается предпочтительно путем индивидуальной адаптации радиальных размеров токовых изолирующих трубок.
23. Узел концевого соединения по п.1, содержащий, по меньшей мере, один токовый зажим, изготовленный, по меньшей мере, частично из обычного электропроводящего материала (такого как медь, но не ограничиваясь этим), причем токовый зажим электрически соединен с токовым выводом и зафиксирован на контактной поверхности и/или контактной поверхности изолирующей трубки, причем токовый зажим предпочтительно короче осевой длины контактной поверхности и/или контактной поверхности изолирующей трубки.
24. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, одно из электрических соединений и предпочтительно, по меньшей мере, один из токовых зажимов содержит сквозные отверстия.
25. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из электрических фаз и нейтрального проводника содержит сверхпроводящий или гиперпроводящий материал.
26. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, одно из электрических соединений содержит систему управления электрическим полем, которая целиком или частично окружает контактную поверхность и, по меньшей мере, часть вывода токовой ветви.
27. Узел концевого соединения по п.26, в котором система управления электрическим полем содержит диэлектрики, такие как ULTEM™ или эпоксипластик с армированными волокнами, такой как G10.
28. Узел концевого соединения по п.26, в котором система управления электрическим полем содержит материал, сглаживающий поле, например, металлический или полупроводниковый материал, причем материал, сглаживающий поле, предпочтительно, образует слой системы управления электрическим полем и, более предпочтительно, внутренний слой системы управления электрическим полем.
29. Узел концевого соединения по п.26, в котором система управления электрическим полем предоставляет переходное соединение к одному из вывода токовой ветви и электрической изоляции ветви, изолирующей вывод токовой ветви.
30. Узел концевого соединения по п.29, в котором переходное соединение образовано между поверхностями, формирующими соответствующие зигзагообразные каналы или извилистые каналы, чтобы увеличить длину протекания, или переходное соединение имеет сферические поверхности, обеспечивающие возможность углового регулирования системы изоляции ветви, и, предпочтительно, переходное соединение уплотняется посредством прокладки.
31. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, один из выводов токовой ветви содержит секцию токового вывода, содержащую холодный конец, который соединен с нейтральным проводником или электрической фазой, противоположный конец с температурой окружающей среды и промежуточную секцию термического якоря, причем промежуточная секция термического якоря обеспечивает термический градиент от холодной температуры до температуры окружающей среды.
32. Узел концевого соединения по п.1, в котором, по меньшей мере, один из выводов токовой ветви содержит секцию токового вывода, содержащую секцию термического якоря, который предоставляет опцию термического градиента от холодной температуры до более низких температур.
33. Узел концевого соединения по п.1, в котором количество N фазовых проводников равно 1.
34. Узел концевого соединения по п.1, в котором количество N фазовых проводников равно 3.
35. Узел концевого соединения по п.1, который содержит, по меньшей мере, один из элементов: изолирующую трубку, вставку и зажим, причем изолирующая трубка(и), вставка(и) и/или зажим(ы) имеют форму манжеты.
36. Узел концевого соединения по п.35, в котором группа, состоящая из изолирующих трубок, вставок и зажимов, содержит две, три или более частей, которые облегчают монтаж.
37. Узел концевого соединения по п.1, в котором края и/или поверхности продольных распорок, адаптивных вставок, изолирующих трубок, зажимов, оснований токовых выводов закруглены и/или адаптированы для управления электрическим полем.
^
2
38. Узел концевого соединения по п.8, в котором, по меньшей мере, одна из вставок изготовлена из материала, удельное электрическое сопротивление которого выше 106 Ом·м/м в диапазоне рабочих температур.
39. Узел концевого соединения по п.8, в котором, по меньшей мере, одна из вставок содержит эпоксидный материал, такой как эпоксидная смола с армированными волокнами, например, термореактивный промышленный слоистый материал, состоящий из стеклоткани с непрерывными волокнами и с эпоксидной смолой в качестве связующего вещества.
40. Узел концевого соединения по п.1, который содержит жесткий цилиндр или трубку, расположенную в отверстии в центре каркаса сердечника концевой секции кабеля для обеспечения механической опоры для концевой секции кабеля.
41. Узел концевого соединения по п.1 для обеспечения и электрического концевого соединения многофазной кабельной системы с криогенным охлаждением с токовыми выводами при температуре окружающей среды, причем концевая секция кабеля представляет собой концевую секцию многофазного кабеля, окруженную термоизоляционной оболочкой для обеспечения возможности охлаждения до минусовых температур и поддержания, по меньшей мере, части концевой секции кабеля при температуре ниже температуры окружающей среды, причем термоизоляционная оболочка содержит множество ветвей в форме вывода токовой ветви для ответвления из концевой секции кабеля электрических фаз и нейтрального проводника к соответствующим токовым выводам, причем ветви расположены последовательно вдоль продольной выступающей концевой секции кабеля в позициях, соответствующих позициям контактных поверхностей соответствующих концевых частей нейтрального проводника и электрических фаз, причем первое ответвление предназначено для ответвления нейтрального проводника, второе ответвление предназначено для ответвления N-й фазы, третье ответвление предназначено для ответвления (N-1)-й фазы, …, и последнее (N+1)-е ответвление предназначено для ответвления N-ой электрической фазы.
42. Узел концевого соединения по п.41, в котором термоизоляционная оболочка имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность, причем концевая секция кабеля расположена вдоль этой поверхности, и точки контакта между поверхностью и кабелем образуют, по существу, прямую линию контакта.
43. Узел концевого соединения по п.41, в котором, по меньшей мере, одна из ветвей расположена, по существу, перпендикулярно относительно продольной оси концевой секции кабеля.
44. Узел концевого соединения по п.41, в котором концевая секция кабеля расположена эксцентрически внутри термоизоляционной оболочки.
45. Узел концевого соединения по п.41, в котором термоизоляционная оболочка, охватывающая концевую секцию кабеля, имеет модульную конструкцию, причем каждый модуль содержит часть для охвата длины концевой части кабеля и, по меньшей мере, одну ветвь для ответвления нейтрального проводника или электрической фазы.
46. Узел концевого соединения по п.41, в котором термоизоляционная оболочка содержит два отдельных канала протекания охлаждающего флюида.
47. Узел концевого соединения по п.41, в котором, по меньшей мере, часть охлаждающего флюида находится в канале протекания, который уникален для узла концевого соединения и не проходит через остальную часть сверхпроводящего кабеля.
48. Узел концевого соединения по п.1, который содержит систему управления полем, находящуюся в контакте с электроизоляционным материалом, расположенным вокруг концевой секции кабеля у ветвей термоизоляционной оболочки, причем система управления полем предпочтительно образует эквипотенциальный объем при напряжении фазы и управляет линией электрических полей вблизи ветви от фазного напряжения до потенциала земли на корпусе.
49. Узел концевого соединения по п.48, в котором система управления полем содержит, не ограничиваясь перечисленным, материал, выбранный из группы материалов, в которую входят Ultem™, G-10, стеклопластик, полиэтилен, полипропилен, нейлон и их комбинации.