[發明專利]一種超導線材、Roebel超導復合電纜及其編織方法

有效

• 申請號: 202210182125.5
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114512277B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 方進;陳海宇;華俊威
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01B12/08
• 分類號: H01B12/08
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 徐健

本發明公開了一種超導線材、Roebel超導復合電纜及其編織方法，屬于超導電工理論與技術領域，其包括多個依次連接的重復單元，多個重復單元包括多個第一重復單體和多個第二重復單體，第一重復單體和第二重復單體交替設置；第一重復單體包括第一連接段和第一直線段，且第一連接段的第一端與第一直線段的第一端連接；第二重復單體包括第二連接段和第二直線段，且第二連接段的第一端與第一直線段的第二端連接；第二連接段的第二端與第二直線段的第一端連接。本發明實現了通過手工編織Roebel超導電纜的方法即可得到大電流容量的超導復合電纜，解決了電流分布不均、承受拉伸應力小及機械特性差等問題。

技術領域

本發明屬于超導電工理論與技術領域，具體涉及一種超導線材、Roebel超導復合電纜及其編織方法。

背景技術

隨著涂層式高溫超導線材的發明及應用，目前單根3mm的超導帶自場下的臨界電流可達到90-110A，單根4mm的超導帶材自場下的臨界電流可達到110-210A，單根10mm的超導帶材自場下的臨界電流可達到300-550A，為超導電力裝置的制備奠定了基礎。

但隨著有越來越多的大容量高載流的超導電力設備需求，現有技術中的可生產的單根超導帶材已滿足不了對于大容量、高載流、低損耗的要求，傳統的電力設備采用多根導體并聯以提高其載流量，但直接并聯往往會存在電流分布不均、機械特性差和不易彎曲等缺點。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明采取了如下技術方案：

一種超導線材，包括多個依次連接的重復單元，多個所述重復單元包括多個第一重復單體和多個第二重復單體，所述第一重復單體和第二重復單體交替設置；

所述第一重復單體包括第一連接段和第一直線段，所述第一連接段與所述第一直線段夾角設置，且所述第一連接段的第一端與所述第一直線段的第一端連接；

所述第二重復單體包括第二連接段和第二直線段，所述第二連接段與所述第二直線段夾角設置，且所述第二連接段的第一端與所述第一直線段的第二端連接；所述第二連接段的第二端與所述第二直線段的第一端連接；所述第二直線段的第二端與下一個相鄰的第一重復單體的第一連接段的第二端連接。

進一步地，所述第一連接段的第一端延長線與所述第二連接段的第一端延長線相交；所述第一直線段與所述第二直線段平行。

一種Roebel超導復合電纜，包括N股超導線材，N股所述超導線材依次堆疊設置，每股所述超導線材的重復單元的換位周期為L，每股所述超導線材的第一連接段的第二端與與其相鄰股的所述超導線材的第一連接段的第二端之間的距離為L/N。

進一步地，每股所述超導線材的第一連接段的第二端和第二直線段的第二端在重復單元的換位周期內分別位于所述Roebel超導復合電纜的最下端和最上端。

進一步地，所述超導線材為HTS子導線。

一種Roebel超導復合電纜的編織方法，包括以下步驟：

S30、將N個單股超導線材依次堆疊放置，其中，每股超導線材的重復單元的換位周期為L，每股超導線材的第一連接段的第二端與與其相鄰股的超導線材的第一連接段的第二端之間的距離為L/N；

S40、編織時，每股超導線材的第一連接段的第二端和第二直線段的第二端在重復單元的換位周期內分別位于Roebel超導復合電纜的最下端和最上端。

進一步地，在編織步驟S30之前還包括單股超導線材的制備過程，所述單股超導線材的制備過程包括以下步驟：

S10、對單股超導線材寬度、股線間距、換位處寬度、換位角、換位周期參數進行設計，并計算在上述參數下所得到的單股超導線材的載流能力、交流損耗；

S20：按照預設形狀制備單股超導線材。