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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110098085A(43)申请公布日2019.08.06(21)申请号201910310416.6(22)申请日2019.04.17(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人项彬李宏旭穆罕穆德·朱乃德耿英三王建华刘志远(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人何会侠(51)Int.Cl.H01H33/68(2006.01)H02H9/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称超导限流液氮开关组合电器及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种超导限流液氮开关组合电器及其工作方法,该组合电器包括真空隔热杜瓦柜体、超导限流单元和液氮开断单元和液氮循环冷却系统;真空隔热杜瓦柜体充满液氮,超导限流单元与液氮开断单元共处于杜瓦柜体内部,两单元之间由真空隔热层隔开并电连接;超导限流单元包括超导带材支架及超导带材;液氮循环冷却系统包括液氮泵以及换热器、液氮储罐和制冷机;液氮开断单元包括动静触头,操动机构、泄压喷口、液氮储罐及液氮泵、氮气储罐及加压泵;本发明利用超导限流单元在线路故障时的失超特性降低故障电流,同时利用液氮良好的绝缘特性和较好的电流开断特性开断故障电流;实现限流、开断一体化,共享制冷系统,节约成本,减小设备的体积。CN110098085ACN110098085A权利要求书1/1页1.超导限流液氮开关组合电器,其特征在于:包括真空隔热杜瓦柜体(1),真空隔热杜瓦柜体(1)内通过真空隔热层(11)分隔为超导限流室和液氮开断室,超导限流室内装有超导限流单元,超导限流单元包括超导带材支架(3)及安装在超导带材支架(3)上的超导带材(2);超导限流室与外部的液氮循环冷却系统连通;液氮开断室内装有动静触头(12),动静触头(12)中静触头安装在真空隔热层(11)上,动触头通过真空隔热杜瓦柜体(1)壁面处的磁流体密封部件(13)与外部操动机构(14)相连接,真空隔热杜瓦柜体(1)位于液氮开断室上部并安装泄压喷口(19),真空隔热杜瓦柜体(1)外上部设置有氮气储罐(15),氮气储罐(15)通过第一加压气泵(16)与液氮开断室连通,氮气储罐(15)通过第二加压气泵(17)与超导限流室连通,液氮开断室底部通过第二液氮泵(18)与外部的液氮补给罐连通,所述动静触头(12)、磁流体密封部件(13)、操动机构(14)、泄压喷口(19)、氮气储罐(15)、第一加压气泵(16)、第二加压气泵(17)、液氮补给罐(10)和第二液氮泵(18)组成液氮开断单元,液氮开断单元与超导限流单元电连接。2.根据权利要求1所述的超导限流液氮开关组合电器,其特征在于:所述液氮循环冷却系统包括通过管路分别与超导限流室连通的过冷箱(7)和第一液氮储罐(9),在过冷箱(7)和第一液氮储罐(9)连通的管路上设置有第一液氮泵(8),所述过冷箱(7)内放置有换热器(5),换热器(5)和制冷机(6)连接。3.根据权利要求1所述的超导限流液氮开关组合电器,其特征在于:所述液氮开断单元与超导限流单元通过电缆或超导电流引线进行电连接,电缆或超导电流引线穿出真空隔热杜瓦柜体(1)处装有绝缘套管(4)。4.根据权利要求1所述的超导限流液氮开关组合电器,其特征在于:所述真空隔热杜瓦柜体(1),材料采用金属材料或非金属材料。5.根据权利要求1所述的超导限流液氮开关组合电器,其特征在于:所述超导带材(2)采用钇钡铜氧氧化物YBCO或铋锶钙铜氧化物BSCCO。6.权利要求1至5任一项所述的超导限流液氮开关组合电器的工作方法,其特征在于:超导限流单元失超后,液氮开断单元的操动机构(14)迅速动作,分开动静触头(12),泄压喷口(19)排泄出液氮开断室内过量的氮气,维持液氮开断室压力平衡;成功开断后,与真空隔热杜瓦柜体(1)液氮开断单元相连的液氮补给罐(10)通过第二液氮泵(18)迅速补给液氮,氮气储罐(15)通过第一加压气泵(16)向液氮开断室增加气压,为第二次开断做好准备;短路电流被限制并开断后,超导限流室内产生大量气泡,氮气储罐(15)通过第二加压气泵(17)向超导限流室内加压,与超导限流室连通的第一液氮储罐(9)中的液氮经由第三液氮泵(20)输送到超导限流室内冷却超导带材(2),超导限流室内升温,气化的液氮经由第四液氮泵(21)输送到过冷箱(7),在换热器(5)作用下冷却、液化后循环至第一液氮储罐(9),再次返回超导限流室内,继续冷却超导带材(2),使其恢复低阻态;液氮补给罐(10)存储补给给液氮开断单元的液氮,开断成功后液氮经由第二液氮泵(18)补充进液氮灭弧室。2CN110098085A说明书1/3页超导限流液氮开关组合电器及其工作