[發明專利]一種各向同性高溫超導導體

在審

• 申請號: 202111596207.6
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114334270A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 皮偉;孫梓源;王睿琦;楊宇;張兆宇;王銀順
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B12/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種各向同性高溫超導導體。所述各向同性高溫超導導體包括超導線芯、金屬箔、金屬包套。所述超導線芯包括金屬骨架和超導細絲。本發明所述超導線芯由若干超導細絲繞金屬骨架捆扎而成，其中超導細絲是由超導帶材切割而成的橫截面為正方形的超導細絲。所述超導導體的橫截面為圓形，這種結構使所述超導導體通流時，超導細絲產生的自場是呈圓對稱分布的，從而超導導體的臨界電流呈現各向同性的性質，提高了所述超導導體運行時的穩定性。所述金屬骨架的橫截面為圓形并且可以制作成空心金屬骨架，有利于超導細絲通流時產生的熱量傳遞到低溫介質中，避免熱量積聚，提高了超導導體運行時的可靠性。

技術領域

本發明涉及超導技術應用領域，特別是涉及一種各向同性高溫超導導體。

背景技術

21世紀以來，超導技術發展迅速，尤其是高溫超導技術。伴隨著各種類型的高溫超導導體研制成功，高溫超導技術已經在許多領域得到應用。這些超導導體能夠極大的提升電力線路的輸電容量，在未來電網的應用中很有前景。目前，以第二代REBa₂Cu₃O_z（REBCO）高溫超導帶材為基礎的高溫超導導體占大多數，具有許多優異的性能。但是，高溫超導導體都面臨著電流分布極不均勻、臨界電流受垂直方向自場或外加磁場影響大的問題，以至于高溫超導導體的效率不高，經濟性較差。另外，在運行過程中，高溫超導導體中產生的熱量無法快速散去，容易發生局部過熱現象損壞超導導體。因此，本發明提出一種新型的各向同性高溫超導導體結構，既能使超導導體的電流分布更加均勻，又能提升其運行時的穩定性。

發明內容

本發明的目的是提供一種各向同性高溫超導導體，以解決現有超導導體電流分布不均勻、在垂直磁場下臨界電流密度衰減太大的問題，并能提高超導導體運行時的穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案。

一種各向同性高溫超導導體，其特征在于，所述各向同性高溫超導導體包括：超導線芯、金屬箔、金屬包套；所述超導線芯包括金屬骨架和超導細絲，由若干根超導細絲繞金屬骨架捆扎而成；所述超導細絲由超導帶材切割制成；所述超導線芯外包覆所述金屬箔；所述金屬箔外側套有所述金屬包套。

可選的，所述超導線芯、金屬箔及所述金屬包套的橫截面為圓形。

可選的，所述超導線芯包括金屬骨架和若干超導細絲，所述金屬骨架橫截面為圓形，所述超導細絲橫截面為正方形。

可選的，所述金屬骨架的半徑可以調節，也可做成空心金屬骨架，內部可通過液氮、液氦、液氫和液氧等低溫介質。

可選的，所述金屬骨架為銅骨架、鋁骨架或合金骨架。

可選的，所述金屬箔為鋁箔、銅箔或合金箔。

可選的，所述金屬包套為銅包套、鋁包套或合金包套。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果。

本發明公開一種各向同性高溫超導導體。所述各向同性高溫超導導體包括超導線芯、金屬箔、金屬包套。所述超導線芯包括金屬骨架和超導細絲。本發明所述超導線芯由若干超導細絲繞金屬骨架捆扎而成，其中超導細絲是由超導帶材切割而成的橫截面為正方形的超導細絲。所述超導導體的橫截面和超導線芯的橫截面為圓形，這種結構使所述超導線芯通流時，超導細絲自身產生的磁場是呈圓對稱分布的，從而超導導體的臨界電流呈現各向同性的性質，在電力系統和核聚變等應用中使超導導體中電流分布更加均勻，運行中熱量的分布更加均勻，提高了所述超導導體運行的穩定性。所述金屬骨架的橫截面為圓形，可通過調節所述金屬骨架的半徑大小來調節所述超導導體的臨界電流密度，所述金屬骨架也可制作成空心金屬骨架，在運行過程中更有利于超導細絲通流產生的熱量傳遞到低溫介質中，避免熱量積聚導致超導細絲燒斷，提高了超導導體運行的可靠性。

附圖說明