[發明專利]高電流密度組合正方形堆疊式高溫超導消磁電纜結構

有效

• 申請號: 201810589640.9
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108447615B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 陳慧娟;包穎;李寧;袁文;蔡淵;莫思銘
• 申請（專利權）人: 東部超導科技（蘇州）有限公司;蘇州新材料研究所有限公司;江蘇永鼎股份有限公司
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本發明涉及一種高電流密度可以承載大電流的組合正方形堆疊式高溫超導消磁電纜結構，屬于高溫超導消磁電纜領域。所述高溫超導消磁電纜沿徑向從內到外分別為芯體、絕緣層、隔離帶、液氮通道、低溫杜瓦管和外保護套，其中所述芯體由超導帶材堆疊而成。本發明采用堆疊式電纜芯體結構，可以進一步提高載流導體的電流密度，具有更小的重量及體積，而且簡化結構，易于生產。

技術領域

本發明涉及一種高電流密度可以承載大電流的組合正方形堆疊式高溫超導消磁電纜結構，屬于高溫超導消磁電纜領域。

背景技術

新造和修理后的艦船，以及使用一定期限的艦船都要進行消磁，防御水中磁性武器(如磁性感應水雷)的攻擊和被磁探測儀器發現，保障艦艇航行安全。消磁有兩種方法：(1)臨時線圈消磁法：用于抵消艦船的固有磁場，由消磁船和消磁站執行。消磁站或船配有消磁發電機組、消磁線圈、磁場檢測設備、控制裝置等。一般要把消磁電纜按規定纏繞在被消磁艦船的船體上，通電消除磁場。消磁船在海上進行消磁，比較靈活。(2)固定繞組消磁法：用于補償艦船的感應磁場，由艦船自身敷設的固定消磁繞組進行。消磁主要還是針對磁性引信的水雷，當初在二戰和越戰里磁性水雷炸沉了不少船只，磁性引信已經成為水雷的常用引信，許多復合引信水雷里除了水壓引信和音響引信也會有磁性引信。以至于軍艦消磁已經成為必需的出廠措施，多久再消磁就不大清楚了，這跟航行海域所處的地磁區域有關。潛艇也需要消磁，但作用沒有水面艦艇大，因為針對性的磁異探測儀只要水下一定深度有大型鋼鐵物體就基本能探測到，潛艇消磁只能稍微減少點可探測深度距離，作用有限。

高溫超導消磁電纜可用于提高艦艇的磁性防護能力。據美國水面作戰中心的項目工程師稱，在消磁系統中用高溫超導導線替代銅導線將減輕導線重量，減少線圈圈數。美國超導公司的高溫超導導線能夠傳輸的電流是同樣直徑的銅導線的150倍。對于典型的軍方用艦艇，例如LPD17兩棲登陸艦，采用高溫超導導線的消磁系統在重量上比采用銅導線的消磁系統輕20％，它不僅減輕了系統重量，而且也減少了安裝成本。消磁電纜系統將被應用在世界上所用的艦艇上。高溫超導消磁電纜應用了美國超導公司的高溫超導導線，總長度達到142英尺。消磁電纜能夠輸送4100安培電流，達到了艦艇用常規銅消磁導線的一般水平，但是電壓可以小于0.5伏，或比銅導線低1000倍。而且最重要的是，高溫超導消磁電纜的重量僅為普通銅導線消磁電纜的20％。因此，高溫超導消磁電纜在重量，體積方面的優勢預計將使其與基于銅導線的消磁系統在安裝成本上減少40％。另外，由于高溫超導導線的零電阻的特性，因此只需要很少的能源就可以使高溫超導消磁系統運行。美國超導公司宣稱，該公司成功驗證了全球首個全尺寸基于超導體的消磁電纜。海軍艦艇大多采用消磁電纜，以減低磁信號特征，使艦艇不易被發現，特別是避免磁感應水雷的威脅。用于驗證的高溫超導消磁電纜長40米，實驗中，電纜通過了4100安培的電流，這是目前艦載常規銅制消磁電纜的典型值，但工作電壓卻明顯降低了，0.5伏的電壓只是銅電纜工作電壓的千分之一。