[發明專利]可伸縮電流引線組件

有效

• 申請號: 201310319929.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103578682B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: S.邁恩;E.T.拉斯卡里斯;P.S.M.S.湯普森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01F6/06
• 分類號: H01F6/06;H01R4/68
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 易皎鶴,湯春龍

技術領域

本發明涉及一種超導磁體系統，具體地，涉及一種超導磁體系統的電流引線組件。

背景技術

只要維持在適當的低溫下，以下稱“超導溫度”，超導磁體即能夠以零電阻有效導電。低溫系統用于確保超導磁體在超導溫度下工作。

超導磁體通常包括超導線圈，所述超導線圈通過將電流輸送到超導線圈的電流引線與電源電連接。這些電流引線各自包括與超導線圈電連接的一端，以及與電源電連接的另一端。超導磁體在升流運作期間連接到電源，以便使磁體達到特定的場強，然后使其進入持久模式。超導磁體等低溫裝置可能需要上百安培到數千安培的電流，這些電流將被輸送到低溫恒溫器的低溫區域中。電流引線將產生大量熱量，這些熱量可能不可避免地蔓延到超導線圈。因此，電流引線必須被設計成最小化低溫區域內的熱流動或損失。

一些電流引線組件包括可拆卸電流引線，其中所述電流引線與電源之間的連接將在磁體獲得電流供應或者進入持久模式時通過分離或拆卸電流引線的觸點來斷開。由于需要冷卻連接到超導線圈的電流引線，因此將可拆卸電流引線用于傳導冷卻式超導磁體系統中是非常復雜的。在傳導冷卻式超導磁體系統中，導線的連接在低溫下發生于真空室內，例如在50°K下。在真空條件的這些溫度下產生的電觸點通常會導致高觸點電阻，產生這種現象的原因可能在于因材料在真空中除氣作用而導致冰凍污染物沉積在觸點上。由于難以實現良好接觸，因此低溫連接還將產生高電阻和高熱負載，因為觸點溫度非常低并且十分堅硬，柔度非常小，因而難以建立電連接。因此，引線充當超導磁體上的熱負載。因此，冷卻設備用于冷卻電流引線中與超導線圈電連接的一端，通常稱作“冷端”。與電源電連接的另一端通常稱為“熱端”。在傳導冷卻式超導磁體中建立良好電連接并最小化熱負載仍然存在巨大挑戰。

發明內容

本發明提供一種用于將傳導冷卻式超導磁體在場升流運作期間的熱負載降至最小的電流引線組件。所述電流引線組件包括真空室，所述真空室擁有通孔，使得具有可伸縮觸點的可伸縮電流引線能夠穿透到真空室內。超導磁體布置在真空室內并且包括磁體引線。電流觸點布置在真空室內的通孔下方處，并且經由熱連接器連接到磁體引線。電流觸點由連接到真空室內壁的隔熱支撐結構支撐。設有致動器組件，以使可伸縮觸點與電流觸點接觸，其中連接在環境溫度下發生于隔熱支撐結構內。

作為優選的技術方案，所述致動器組件被布置成在磁體升流操作完成后將所述可伸縮電流引線的所述可伸縮觸點與所述電流觸點分離。

作為優選的技術方案，所述熱連接器用于將所述可伸縮觸點與所述電流觸點的所述接觸而產生的、向所述磁體引線傳導的熱降至最小。

作為優選的技術方案，所述熱連接器是柔性的。

作為優選的技術方案，所述熱連接器是柔性的銅電纜。

作為優選的技術方案，所述可伸縮觸點、所述熱連接器和所述電流觸點包括導熱材料。

作為優選的技術方案，所述導熱材料是銅。

作為優選的技術方案，所述可伸縮觸點與所述可伸縮電流引線形成一體。

作為優選的技術方案，所述隔熱支撐結構包括隔熱材料。

作為優選的技術方案，所述隔熱材料是玻璃纖維。

作為優選的技術方案，所述隔熱支撐結構提供所述可伸縮觸點的隔熱。

作為優選的技術方案，所述隔熱支撐結構將所述可伸縮觸點維持在環境溫度。

作為優選的技術方案，可伸縮電流引線的一端連接到電源，并且其中從500安培到至少1000安培的電流通過所述可伸縮觸點與所述電流觸點的連接而供應到所述超導磁體。

一種制造用于超導磁體的電流引線組件的方法，所述方法包括：

提供真空室，所述真空室包括包封內部體積并且具有通孔的外殼；

提供超導磁體，所述超導磁體位于所述真空室內并且具有磁體引線；

將電流觸點布置在所述真空室內所述通孔下方；

將熱連接器附接在所述磁體引線與所述電流觸點之間；

將隔熱支撐結構附接到所述真空室的內壁，以支撐所述通孔下方的所述電流觸點；

將具有可伸縮觸點的可伸縮電流引線布置成以密封方式經由所述通孔穿透所述真空室；以及

將致動器組件連接到所述真空室和所述可伸縮電流引線，以使所述可伸縮觸點與所述電流觸點接觸，其中所述接觸在環境溫度下發生于所述真空室外。

作為優選的技術方案，進一步包括：

將所述致動器組件布置成在激活模式完成后使所述可伸縮電流引線的所述可伸縮觸點與所述電流觸點分離。