[實用新型]一種高溫超導(dǎo)線圈

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320848766.6
• 申請日: 2013-12-21
• 公開（公告）號: CN203631223U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋萌;王作帥;任麗;曹昆南;胡南南;沈石峰;董洪達;趙翔
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院;華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01F6/06
• 分類號: H01F6/06;H01B12/00;H01B12/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及高溫超導(dǎo)線圈，具體涉及一種高溫超導(dǎo)線圈。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，許多城市用電量逐年上升，城市中心區(qū)域的電力負荷激增，輸配電容量大幅增加，減少電網(wǎng)損耗和提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性等問題也隨之提出。目前電網(wǎng)系統(tǒng)在輸配電環(huán)節(jié)損耗很大，因此各國都在尋找減少電網(wǎng)損耗方案，其中超導(dǎo)材料是減少電網(wǎng)損耗的最重要方案之一，超導(dǎo)材料具有低損耗、高效率、傳輸電流密度高等優(yōu)點，對于未來電力行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。近年來，隨著高溫超導(dǎo)材料技術(shù)的發(fā)展，高溫超導(dǎo)材料的電磁特性和機械特性得到了很大的提高，使高溫超導(dǎo)材料能實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)。超導(dǎo)帶材的商業(yè)化生產(chǎn)促進了超導(dǎo)裝置的在全世界的廣泛研究和應(yīng)用。超導(dǎo)線圈是超導(dǎo)裝置的核心，因此超導(dǎo)線圈的繞制工藝幾乎決定了超導(dǎo)裝置的性能的好壞。一個不合格的超導(dǎo)線圈的繞制工藝會導(dǎo)致超導(dǎo)線圈裝置的性能大大降低，嚴重情況下，甚至?xí)?dǎo)致超導(dǎo)線圈的燒毀。

在高溫超導(dǎo)線圈繞制的過程中，線圈的繞制形式、骨架的選擇、預(yù)應(yīng)力的大小、匝間和層間絕緣的處理以及線圈的固定等繞制工藝都會影響超導(dǎo)線圈的性能，因而需要確定合適的繞制工藝，以保證超導(dǎo)線圈的電磁特性能夠滿足設(shè)計要求，同時保證超導(dǎo)磁體長期工作的安全穩(wěn)定性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種高溫超導(dǎo)線圈，目的在于保證高溫超導(dǎo)線圈具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和工作安全性。

本實用新型提供的一種高溫超導(dǎo)線圈，其特征在于，它包括環(huán)氧筒和多層線圈單元，所述環(huán)氧筒為空心圓筒狀，各層線圈單元層疊套在該環(huán)氧筒的中間區(qū)域，各線圈單元單元均由依次布置的低溫膠層、聚酰亞胺薄膜層和超導(dǎo)帶材層組成，各超導(dǎo)帶材層的超導(dǎo)帶材是連續(xù)的，所述聚酰亞胺薄膜層由聚酰亞胺薄膜纏繞層和聚酰亞胺帶層構(gòu)成，該聚酰亞胺帶層由在聚酰亞胺薄膜纏繞層上沿軸線方向等距離布置的幾條聚酰亞胺帶組成，各聚酰亞胺帶層之間的聚酰亞胺帶是連續(xù)的。

本實用新型結(jié)構(gòu)可以采用超導(dǎo)線圈分層繞制，可以保證絕緣與穩(wěn)定性，通過對帶材半疊包處理，保證匝間絕緣；由低溫膠、聚酰亞胺薄膜和聚酰亞胺帶所形成的結(jié)構(gòu)在固定線圈的同時保證層間絕緣，簡化了固定以及施加絕緣的工藝復(fù)雜性。

附圖說明

圖1為骨架固定聚酰亞胺薄膜示意圖。

圖2單層線圈繞制過程圖，其中(a)為繞制一層結(jié)果示意圖，(b)為層間絕緣示意圖(引出為部分剖視圖)，(c)為窄帶回鋪示意圖。

圖3為新層繞制結(jié)果示意圖(引出為部分剖視圖)。

圖4為線圈總體示意圖。

具體實施方式

本實用新型中，繞制線圈需要的帶材量較少時，采用螺線管線圈方式繞制避免了線圈之間的連接，采用單根帶材(也可為雙根并繞)直接繞制，使繞制過程更為方便且不會對帶材帶來損傷。具體繞制時采用分層繞制的方式，所選用的超導(dǎo)帶材以聚酰亞胺薄膜半疊包繞，從而保證匝間絕緣；每繞制完成一層線圈時，層間敷設(shè)一層聚酰亞胺薄膜，用來保證層間絕緣，同時防止超導(dǎo)層變形、脫落；匝間固定采用低溫膠，每繞制一層，均勻地在超導(dǎo)層上涂刷一層低溫膠；層間固定采用聚酰亞胺薄膜(帶狀)，將聚酰亞胺薄膜沿骨架圓周均勻地分布，每繞制一層，拉緊、回鋪、固定，最后綁扎固定，以確保超導(dǎo)線圈在不浸漬的情況下，能夠較為牢固。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實例僅僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型在實施過程中，考慮到環(huán)氧筒1的上端需要留出電流引線的距離，下端需要開孔便于液氮的流通，因而環(huán)氧筒1的上下兩端均預(yù)留出一定的距離。

本實用新型實例的超導(dǎo)線圈采用的超導(dǎo)帶材已通過半疊包方式完成絕緣處理，按照下面的方式進行超導(dǎo)線圈的繞制。

如圖1所示，按照上述要求，取環(huán)氧筒1的中間為繞線區(qū)域，在繞線區(qū)域的邊界做好標記后均勻涂上低溫膠，然后將聚酰亞胺薄膜2沿繞線區(qū)域表面纏繞一層，并在接口處用聚酰亞胺膠帶加以連接固定；完成后將8條聚酰亞胺帶4沿軸線方向均勻鋪在環(huán)氧筒1表面，拉緊，兩端用聚酰亞胺膠帶3固定；

如圖2(a)所示，將超導(dǎo)帶材一端用聚酰亞胺膠帶固定在環(huán)氧筒1上，然后均勻緊密地繞制一層5，在此過程中應(yīng)保證聚酰亞胺帶為拉緊狀態(tài)；