[發明專利]用于將超導負載系統連接到電流饋送點的高溫超導體電線

有效

• 申請號: 201010250624.0
• 申請日: 2010-08-10
• 公開（公告）號: CN101996712A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: T·阿恩特;M·蒙茨;A·奧貝爾;B·賽勒
• 申請（專利權）人: 布魯克HTS有限公司
• 主分類號: H01B12/06
• 分類號: H01B12/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 蔣旭榮

技術領域

本發明涉及一種用來將超導負載系統，具體地說勵磁線圈，連接到電流饋送點上的電線，該電流饋送點處于比負載系統高的溫度下，該電線包括：?

-扁平的細長載體，和?

-多個機械平行和電并聯的高溫超導體(HTSC)，?

其中，各HTSC并排設置在載體上。?

背景技術

概況的現有技術公開在DE?102005058029A1中。?

超導負載系統被用在(通常強的)電流必須以低電阻流動的任何地方。一種重要的超導負載系統是超導勵磁線圈，這些超導勵磁線圈用來產生強磁場，例如，用于NMR波譜儀或MRI斷層掃描儀(tomographs)。超導負載系統為了操作必須保持在低溫下，從而在負載系統中的超導材料可保持在其臨界溫度Tc以下。為此，超導負載系統必須用低溫冷卻器致冷；提供冷卻功率所要求的必要冷卻功率或能量是顯著的成本因素。?

在起動期間或者也在操作期間，電流饋送到超導負載系統中。為此目的，使用電線。電線因此應該向電流路徑提供良好的導電性。電線將電流饋送點連接到在低溫下的超導負載系統上。?

因為電流源(例如地方電網)通常在室溫下提供它們的連接，所以電線總是將導熱路徑提供給超導負載。相關的熱量輸入增大了超導負載的冷卻功率要求。?

通常，為電源提供分級冷卻。離電流饋送點最近的電線第一端部?或對應的第一連接元件，由第一低溫冷卻器或低溫冷卻器的第一級保持在中低溫度下(例如，50至90K)。靠近超導負載的電線第二端部或對應的第二連接元件，由第二低溫冷卻器或低溫冷卻器的第二級保持在用于超導負載的溫度下(通常1至30K)。這種分級冷卻已經顯著地減小冷卻功率要求。?

在DE?102005058029A1中公開的電線是包括兩塊相同板的FRP(玻璃纖維增強塑料)載體，在這兩塊相同板之間，設置帶條形的、相互平行的高溫超導體(HTSC)。各HTSC在FRP載體的縱向方向上延伸。HTSC的每個端部均與連接元件導電地相連接。每個帶條形HTSC均包括正常地傳導的電流路徑。?

這種電線的缺點是相對于尺寸的較低超導電流容量，并且此外，如果在HTSC中不再保證超導性(猝熄(quench))，則緊急傳導性能很弱。?

發明內容

本發明的目的是提供一種具有高電流容量和低導熱性的HTSC電線，該HTSC電線在HTSC中超導性失效的情況下，提供改進的緊急傳導性能。?

這個目的由上述類型的電線實現，該電線的特征在于，?

-載體由不銹鋼制成，?

-多個HTSC均并排地設置在載體的兩個相對的載體側上，以及?

-載體按具有切口的板的形狀構成。?

本發明提出HTSC電線的重新設計，通過這種重新設計，大大地改進電流傳導的性能。本發明的電線具有多個高溫超導體(HTSC或HTSC導線)，這些高溫超導體的臨界溫度是Tc≥30K。與正常操作相關的超導電流容量由HTSC確定。載體用作用于(通常帶條形的)HTSC的支撐件，并且提供機械基礎框架。導熱性能也由載體確定。?

根據本發明，載體由不銹鋼制成。如果在HTSC中的一個或多個上不再保證超導性(在猝熄的情況下)，則由不銹鋼制成的載體由于?其歐姆導電性而保持電流容量的電流路徑，從而可較好地控制在猝熄起始的位置處的局部熱量產生，因而能夠保護HTSC免受由于過電壓和過電流造成的損害。在每個單獨的HTSC中的正常傳導電流路徑(它在現有技術中是通過HTSC的熱量輸入的主要源)在本發明中可將尺寸設定成顯著較窄，因為它在猝熄的情況下，通過在載體中的電流路徑而釋放負載。在極端情況下，正常傳導電流路徑實際上是不必要的，并且可被消除。?

同時，不銹鋼具有相對低的導熱性(相對于其導電性而言)，從而這已經保證，進入超導負載中的熱量輸入非常低。在載體中的切口使得通過致冷用戶系統借助本發明的電線輸入的熱量流動進一步最小化。切口本身減小在電線中存在的導熱路徑，同時在切口周圍在載體中產生用于熱傳導的瓶頸。本發明的措施使得用來對連接的超導負載系統進行冷卻的成本得以降低。切口還能減小對于載體的重量和材料的要求。?

由于本發明的通過安裝HTSC而雙側使用載體，大量HTSC可裝配在電線中。本發明電線的有用的超導電流容量因而相應地很大。?

在本發明中，在電線的功能性方面將載體包括到更大程度，并且由載體的結構產生的性能在電線的設計中得到更大程度的考慮，允許電線性能的簡單改進。?