[發(fā)明專利]一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110206723.7
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113012862B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊艷芳;張宏杰;付珊珊;韋德福;郭鐵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/08
• 代理公司: 北京中巡通大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 李曉曉

1.一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，包括由內(nèi)至外設(shè)置的銅骨架(1)、導(dǎo)體層(2)、絕緣層(3)和保護層(4)；其中，絕緣層(3)的厚度為采用交流電壓與沖擊電壓計算得到的厚度中的最大值；

導(dǎo)體層(2)包括多層超導(dǎo)帶材層，每層超導(dǎo)帶材層沿銅骨架(1)長度方向按照繞制節(jié)距螺旋排列而成，每層超導(dǎo)帶材的螺旋繞向角均不相等；

超導(dǎo)帶材的層數(shù)N通過下式計算：

其中，I為組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體的傳輸電流，Ic為超導(dǎo)帶材的臨界電流，k₁為組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體磁場引起的臨界電流的退化率，k₂為機械應(yīng)變引起的超導(dǎo)帶材臨界電流的衰減率，k₃為熱循環(huán)引起的超導(dǎo)帶材臨界電流的退化率，k₄為組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體設(shè)計的裕度系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，銅骨架(1)為銅絞線或波紋管；保護層(4)為波紋管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，銅骨架(1)為銅絞線時，銅絞線的截面面積通過下式計算：

其中，S_min為銅絞線的最小截面積；I_∞為穩(wěn)態(tài)短路電流值；t為短路電流的作用時間；C為銅熱穩(wěn)定系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，超導(dǎo)帶材采用第一代高溫超導(dǎo)材料或第二代高溫超導(dǎo)材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，每層超導(dǎo)帶層包括若干超導(dǎo)帶材，每層超導(dǎo)帶層中超導(dǎo)帶材數(shù)量N_i通過下式計算：

式中，w為帶材寬度，R_i為第i導(dǎo)體層的半徑，β為超導(dǎo)帶材的繞向角。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，絕緣層(3)的材質(zhì)為聚丙烯層壓紙、低密度聚乙烯、聚酰亞胺薄膜或電纜紙。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體，其特征在于，絕緣層(3)的厚度采用公式(4)和(5)計算的結(jié)果中的最大值；

t₂＝V×K₁×K₂×K₃/E_lac (4)

其中，t₂為采用交流電壓計算得到的絕緣層厚度，V為最高工作相電壓，K₁為工頻電壓老化系數(shù)，K₂為溫度系數(shù)，K₃為裕度系數(shù)，E_lac為符合韋伯分布工頻擊穿電壓最低值；

t₃＝V_Bil×l₁×l₂×l₃/E_Limp (5)

其中，t₃為采用沖擊電壓計算得到的絕緣層厚度，V_Bil為沖擊電壓水平，l₁為沖擊電壓老化系數(shù)，l₂為沖擊電壓溫度系數(shù)，l₃為沖擊電壓裕度系數(shù)，E_limp為符合韋伯分布沖擊電壓最低值。

8.一種如權(quán)利要求1所述的組合式超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體的制備方法，其特征在于，將銅絞線或波紋管制成銅骨架(1)，按照預(yù)設(shè)的繞制速度、繞向角和繞制節(jié)距在銅骨架(1)上的繞制多層超導(dǎo)帶材，形成導(dǎo)體層(2)；在導(dǎo)體層(2)上按螺旋方式繞制絕緣層(3)，在絕緣層(3)上安裝波紋管形成保護層(4)。