[發明專利]一種高溫超導電纜/母線本體的設計方法

無效

• 申請號: 200810102740.0
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN101246767A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 王銀順
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱琨

1.一種高溫超導電纜或母線本體的設計方法，其特征在于，該方法是根據超導電纜或母線的等效電路模型，通過調節導體各層的螺距和繞制螺旋角來改變各層導體的電感，以達到各層傳輸電流與其臨界電流比值相等，從而計算出繞制螺距參數，實現該方法具體步驟如下：

1)建立超導電纜或母線的等效電路模型；所述等效電路模型為：

其中，U_i、R_i、L_i、M_i，j和ω分別是電纜上第i層超導線上的電壓、接頭電阻、自感、與第j層的互感和圓頻率；i，j的取值范圍分別為1≤i≤n，1≤j≤n；其中，各層導體單位長度的自感：

Li=μ0πri2Lpi2+μ0ln(D/ri)2π---(2)]]>

當r_j＞r_i時，第i層與第j層單位長度的互感為：

Mi,j=Mj,i=αiαjμ0πri2LpiLpj+μ0ln(D/ri)2π---(3)]]>

Ii=ii2πricosθiw+gi---(4)]]>

其中，L_pi為第i層導體的螺距，D為電纜或母線電磁屏蔽層的半徑，r_i為第i導體層的半徑，當第i層與第j層纏繞方向一致時，α_iα_j取1，相反時取-1，I_i是第i層導體通過的電流，w和g_i分別表示單根帶材的寬度和同層帶材間的間隙，θ_i表示繞制螺旋角，i_i表示第i層每根超導帶材的電流；

2)根據超導帶材的機械特性，確定超導電纜或母線本體的繞制螺旋角θ的范圍為：

sin-1(ϵt-ϵs-ϵpϵr-ϵp)≤θ≤sin-1(rR)---(5)]]>

其中ε_t為帶材的自由熱收縮率，ε_s為帶材在冷卻過程中的應變，ε_p為螺距的變化率，ε_γ為導體層的徑向收縮率，r為帶材繞制半徑，R為帶材的臨界彎曲半徑；

3)利用超導帶材臨界電流的各向異性，根據運行電流確定超導電纜本體各層上磁場大小和方向，確定所述超導電纜或母線本體各層上的臨界電流；

4)令各層上運行的電流與其臨界電流的比值相等，對于繞制螺距進行迭代計算，得到繞制螺距參數。