[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810026211.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108447614B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳浩;王銀順;闞常濤;皮偉;薛濟萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中天集團上海超導(dǎo)技術(shù)有限公司;華北電力大學(xué)
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發(fā)明涉及超導(dǎo)導(dǎo)體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體，包括：以扭絞后的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體為基體，在外邊螺旋纏繞上高溫超導(dǎo)帶材。其中準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體由導(dǎo)體線芯和包套構(gòu)成，也可以在超導(dǎo)導(dǎo)體線芯外螺旋纏繞絞線構(gòu)成。本發(fā)明基于縱向磁場效應(yīng)提出的一種準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體為基體，以類似于超導(dǎo)電纜制作的方式將高溫超導(dǎo)帶材螺旋纏繞在基體上而構(gòu)成。能夠減小垂直磁場分量，有效提高工程電流密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)導(dǎo)體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力的需求也在不斷的增大，人們對電力系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟性以及電能的質(zhì)量提出了越來越高的要求，超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用能夠克服常規(guī)電力技術(shù)所固有的缺陷，實現(xiàn)電力行業(yè)的歷史性的革新。

近幾年來，基于第二代高溫超導(dǎo)材料國際上提出了幾種超導(dǎo)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，如CORC(Conductor On Round Core)導(dǎo)體、TSTC(Twisted Stacked-Tapes Cable)導(dǎo)體、RACC(Roebel Assembled Coated Conductor)導(dǎo)體等。對于堆疊的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在自場下，其臨界電流會明顯的降低，大大地降低了超導(dǎo)導(dǎo)體的載流能力。很有必要提出一種新型的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，能有效地提高導(dǎo)體臨界電流和工程電流密度。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體，以扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體為基體，將高溫超導(dǎo)帶材螺旋纏繞在基體上構(gòu)成。

所述扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體13是將外層包覆鋁箔6的線芯5裝入到包套8中，并在線芯5和包套8間加入金屬填充物7，再將超導(dǎo)導(dǎo)體的線芯5、鋁箔6和金屬填充物7沿著中心軸的方向扭絞一定的角度，以扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體13為基體，將高溫超導(dǎo)帶材14螺旋纏繞在基體上；或者所述扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體15是將包覆鋁箔10的線芯9外層加上金屬填充物10使之構(gòu)成圓形后并沿中心軸方向扭絞一定角度后再在外層螺旋纏繞上絞線12組成，以扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體15為基體，將高溫超導(dǎo)帶材16螺旋纏繞在基體上。

所述線芯是由4條相同面積的正方形橫截面的二級線芯組成，每條二級線芯均由相同數(shù)量的超導(dǎo)帶材排列拼合而成，左上部的二級線芯和右下部的二級線芯中的超導(dǎo)帶材為豎直排列拼合，左下部的二級線芯和右上部的二級線芯中的超導(dǎo)帶材為水平排列拼合。

所述絞線的材料為銅、鋁、或者合金。

所述包套的材料為銅、鋁、或者合金。

有益效果

本發(fā)明提出了一種準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體，豐富了超導(dǎo)導(dǎo)體的類型，拓展了超導(dǎo)的應(yīng)用。超導(dǎo)導(dǎo)體具有縱向磁場效應(yīng)，即超導(dǎo)體在縱向磁場下的臨界電流密度要大于相同強度橫向磁場下的電流密度，通過扭絞超導(dǎo)帶材的方式，使得導(dǎo)體所處的磁場環(huán)境由橫向磁場變?yōu)榭v向磁場則可以提高超導(dǎo)體的臨界電流密度。本發(fā)明提出的導(dǎo)體具有臨界電流準(zhǔn)各向同性和高工程電流密度的特點，能夠減小垂直磁場分量，有效提高工程電流密度，提高超導(dǎo)導(dǎo)體的載流能力，且具有電流分布均勻、柔性好、易彎曲等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為縱向磁場效應(yīng)曲線圖；

圖2為未扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體(方案1)示意圖；

圖4為扭絞的準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)導(dǎo)體(方案2)示意圖；

圖5為準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體(方案1)示意圖；

圖6為準(zhǔn)各向同性高工程電流密度高溫超導(dǎo)導(dǎo)體(方案2)示意圖。