[發明專利]一種高溫超導電纜銅基帶材支撐環扣鎖機構

有效

• 申請號: 201911112840.6
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110838389B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 鄭金星;黃衛;陸坤;張正碩;程遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01B12/16
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明的提出一種高溫超導電纜銅基帶材支撐環扣鎖機構，包括有銅基帶材支撐環鎖結構、帶材排布區、銅基帶材支撐環扣結構；本發明在保證不影響高溫超導電纜帶材載流的前提下，大幅度降低高溫超導電纜銅基帶材支撐結構產生的渦流損耗，并且由于組件結構相同，因此不需要排定組裝順序，具有非常高的靈活組裝性能。環、扣鎖結構設計保證高溫超導電纜內部結構徑向位移的約束，在固化帶材排布的同時，實現了高溫超導電纜內部的渦流損耗，促進超導電纜銅基帶材支撐結構的向前發展。

技術領域

本發明屬于高溫超導帶材領域，具體涉及一種新型高溫超導電纜銅基帶材支撐環扣鎖機構。

背景技術

超導的發展從1911年荷蘭物理學家H·卡末林·昂內斯發現汞在溫度降至4.2K開始，隨著超導領域的研究不斷深入，臨界超導溫度不斷被突破，使超導技術逐漸走向實際應用階段。超導體是在特定溫度下材料電阻為零的導體，具有電流密度高、損耗低等特征，現已成為強磁裝置、高載流設備等多領域交叉的一種高新技術。超導電纜是利用超導體制成的區別于傳統意義上的電纜結構，在載流能力和能量損耗方面具有非常大的優勢，相同的傳輸功率下，高溫超導電纜的尺寸小、載流高、損耗低，目前高溫超導電纜已進入工業應用的初期發展階段，并成為許多大型超導磁體載流電纜的首選技術，在世界范圍內許多國家都在積極開展超導電纜的研究工作。

與常規的電纜內部多根導線扭絞組合方式不同，高溫超導帶材的內部結構有帶材排布區、銅基帶材支撐結構、電纜導體冷卻孔。要實現超導電纜的高載流、低損耗以及電流密度高的特性，需要相應的超導材料、電纜導體冷卻介質以及合理的電纜內部結構設計；在超導材料的選擇上，具有超導特性的材料有很多，目前市場上超導電纜主要使用的帶材有兩種，分別為Bi系帶材和YBCO帶材，其主要作用是保證電纜的高載流特性；高溫超導電纜的內部冷卻孔內通常都是通入液氦作為電纜導體的內部冷卻介質；在內部結構上，銅基帶材支撐結構主要是固化帶材排布的位置，保證帶材的高載流性能，同時，與銅基帶材支撐結構整體設計相比，這種結構設計能在不影響帶材的高載流性能情況下降低電流的渦流損耗。

整體式的銅基帶材支撐結構簡單，但在高載流的同時，會在整體的銅基帶材內部產生較大的渦流損耗，導致高溫超導電纜在高載流時溫度上升，對帶材載流性能產生影響。因此，高溫超導電纜銅基帶材支撐結構設計成為高溫超導電纜技術應用的關鍵因素，對于推進高溫超導帶材在高溫超導電纜領域的發展應用具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提出一種高溫超導電纜銅基帶材支撐環扣鎖機構，在保證不影響高溫超導電纜帶材載流的前提下，大幅度降低高溫超導電纜銅基帶材支撐機構產生的渦流損耗，特殊的環扣鎖結構設計保證高溫超導電纜內部結構徑向位移的約束，在固化帶材排布的同時，實現了高溫超導電纜內部的渦流損耗。

本發明的技術方案如下：一種高溫超導電纜銅基帶材支撐環扣鎖機構，包括銅基帶材支撐環扣結構、帶材排布區、銅基帶材支撐環鎖結構和支撐內周內環形結構，高溫超導電纜銅基帶材支撐機構包括多個相同尺寸大小的周向的扣鎖組件；高溫超導電纜銅基帶材支撐環扣鎖機構的扣鎖組件內周采用內環形結構設計，受環形結構、扣鎖結構的約束在銅基帶材支撐環扣鎖機構中心形成電纜中心冷卻孔圓形結構；銅基帶材支撐環扣鎖機構留有帶材排布區；銅基帶材支撐機構內周面與外周面的銅基帶材支撐環鎖結構與銅基帶材支撐環扣結構之間相互扣鎖，形成帶材在高溫超導電纜中徑向的約束。

進一步的，所述高溫超導電纜銅基帶材支撐機構組件之間彼此相互獨立，只通過銅基帶材環鎖結構和銅基帶材環扣結構來實現銅基帶材支撐機構的組接。

進一步的，所述所述的銅基帶材支撐機構，通過環扣結構與環鎖結構的相互扣鎖，對帶材徑向向內位移進行約束。

進一步的，所述所述多個相同尺寸大小的周向的扣鎖組件的數量為4個；每個扣鎖組件在周向的角度為90度。

進一步的，銅基帶材支撐環扣鎖機構留有帶材排布區，能進行不同方式的帶材排布。

本發明的有益效果在于：