[發(fā)明專利]一種高溫超導(dǎo)帶材及其線纜接頭的測(cè)試裝置及測(cè)試方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811582337.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111366879A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左佳欣;黃超;李鵬遠(yuǎn);孫林煜;陳輝;賴小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 核工業(yè)西南物理研究院
• 主分類號(hào): G01R31/68
• 分類號(hào): G01R31/68;G01R31/69
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發(fā)明屬于高溫超導(dǎo)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫超導(dǎo)帶材及其線纜接頭的測(cè)試裝置及測(cè)試方法，包括杜瓦罐、壓力源部件、電極部件和測(cè)試臺(tái)；能夠?yàn)闇y(cè)試接頭提供低溫環(huán)境下多帶材并聯(lián)、不同壓力面積、不同壓強(qiáng)的測(cè)試環(huán)境。多測(cè)試回路的設(shè)計(jì)使裝置具有通用性和高效性，針對(duì)單帶接頭測(cè)試可進(jìn)行多樣品并行測(cè)試，提高測(cè)試效率，針對(duì)線纜接頭可進(jìn)行多帶材并聯(lián)測(cè)試；可更換壓頭的設(shè)計(jì)能確保接頭樣品在各個(gè)方向上都受力均勻，避免邊緣擠壓導(dǎo)致帶材損壞，并能提供不同的壓力面積；測(cè)試裝置中增加了失超保護(hù)回路，當(dāng)樣品失超時(shí)，電流能迅速分流到失超保護(hù)回路中，避免樣品在失超后繼續(xù)通入大電流而燒毀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫超導(dǎo)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫超導(dǎo)帶材及其線纜接頭的測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)

高溫超導(dǎo)能夠用于制造運(yùn)行溫度更高、磁場(chǎng)更強(qiáng)的磁體，是未來聚變堆磁體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要選項(xiàng)，提高運(yùn)行溫度能顯著降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高磁場(chǎng)能顯著縮小系統(tǒng)體積、降低系統(tǒng)控制難度。同時(shí)，采用高溫超導(dǎo)還能使聚變堆磁體更容易被設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，這將極大地簡化反應(yīng)堆磁體及堆內(nèi)部件的建造和維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)用化的高溫超導(dǎo)材料大多具有帶狀結(jié)構(gòu)，如ReBCO涂層高溫超導(dǎo)帶材，帶材為多層結(jié)構(gòu)，主要層結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定層，超導(dǎo)層和基體層。其中穩(wěn)定層一般為銅和銀，起到分流電流保護(hù)超導(dǎo)層的作用；基體層一般為哈氏合金，為帶材提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度。因此高溫超導(dǎo)帶材和線纜的的接頭技術(shù)與傳統(tǒng)低溫超導(dǎo)具有明顯的區(qū)別，需要在搭接方式、結(jié)構(gòu)和工藝上進(jìn)行新設(shè)計(jì)。

磁體的熱功率直接影響磁體的熱穩(wěn)定性和冷卻功率，而在可拆卸磁體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，其熱功率主要來源于可拆卸接頭的電阻熱，因此接頭是可拆卸磁體的關(guān)鍵部件之一。可拆卸接頭的主要類型包括壓接接頭和低溫焊接接頭。可拆卸壓接接頭具有工藝簡單、拆裝便捷的優(yōu)點(diǎn)，但接頭電阻的可控性較差；可拆卸焊接接頭具有接頭電阻低，可控性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但工藝相對(duì)復(fù)雜、拆裝困難。

為深入研究高溫超導(dǎo)帶材及其線纜的可拆卸接頭，需要明確處理工藝、接觸材料、壓強(qiáng)、接頭長度等因素對(duì)于接頭電阻和載流特性的影響，而現(xiàn)有的高溫超導(dǎo)帶材及其線纜接頭測(cè)試還處于比較原始的形式，主要是基于帶材臨界電流測(cè)試裝置進(jìn)行簡單的總電阻測(cè)量，因此需要一種能夠提供多帶材并聯(lián)、提供不同壓力面積、不同壓強(qiáng)的測(cè)試裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種高溫超導(dǎo)帶材及其線纜的接頭電阻測(cè)試裝置，能夠?yàn)闇y(cè)試接頭提供低溫環(huán)境下多帶材并聯(lián)、不同壓力面積、不同壓強(qiáng)的測(cè)試環(huán)境。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高溫超導(dǎo)帶材及其線纜接頭的測(cè)試裝置，包括杜瓦罐、壓力源部件、電極部件和測(cè)試臺(tái)；

所述測(cè)試裝置中，杜瓦罐提供低溫測(cè)試環(huán)境，杜瓦罐的罐壁內(nèi)為真空環(huán)境；

壓力源部件使用桿固定在蓋板中央，從蓋板往上依次是抗重彈簧、下活動(dòng)彈簧板、壓力彈簧、上活動(dòng)彈簧板、壓力傳感器、加力螺桿和加力扳手；

加力扳手實(shí)現(xiàn)手動(dòng)施加壓力，壓力作用在壓力傳感器上，再傳遞給活動(dòng)彈簧板和壓力彈簧，抗重彈簧用于抵消活動(dòng)彈簧板及彈簧重力，減小壓力測(cè)量值與實(shí)際值間的偏差；

壓力傳感器布置在較高位置，通過改變壓力彈簧的行程，可調(diào)節(jié)壓力的控制精度；

位于蓋板下方的壓力源部件是壓桿和可更換壓塊，壓桿上端連接下活動(dòng)彈簧板，將壓力傳導(dǎo)至可更換壓塊，最后壓力作用在測(cè)試樣品上；

樣品被夾持在T形減壓臺(tái)和壓塊中間，可更換壓塊和壓桿之間采用圓弧面接觸，側(cè)面開孔連接；

測(cè)試臺(tái)為樣品安裝和測(cè)試的區(qū)域，中部抵近壓塊壓塊，兩端與電流引線和平臺(tái)拉桿連接，有5對(duì)電極安裝槽及其相應(yīng)的失超保護(hù)回路；

失超保護(hù)回路由剩余電阻率較高的銅條構(gòu)成，與其對(duì)應(yīng)的測(cè)試回路并聯(lián)；