CN106848631B - 一种Bi-2212超导导体接头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Bi‑2212超导导体接头，包括有无氧铜接头盒，无氧铜接头盒包括有顶部和两端敞开的盒体，盒体右侧底部开有凹槽，凹槽中嵌装有Bi‑2212超导导体；所述盒体内放置有NbTi超导电缆，盒体顶部压装固定板后整体锡焊，其中位于Bi‑2212超导导体上方部位的NbTi超导电缆为退扭并去除铠甲层的NbTi超导电缆缆芯。本发明有效地降低超导电缆与接头的接触电阻从而降低接头电阻值，低温运行时其接头电阻应小于20 nΩ，满足10kA以上大电流低损耗运行以及性能试验条件。

Description

一种Bi-2212超导导体接头
技术领域：
本发明专利涉及一种超导导体接头制备技术，具体是一种在大型超导磁体装置中使用的Bi-2212新型超导材料导体接头。
背景技术：
目前超导技术在能源、交通、电力系统、医疗、军工及科学研究领域有着广泛的应用，其中大科学工程是超导技术应用的主要领域。由于超导磁体的零电阻特性，因此能够承载高电流而几乎不产生能量消耗，实现了人们追求的强磁场低能耗的要求，为大科学工程装置的发展提供了必要的技术基础。存在超导磁体的地方必然有超导接头连接，超导磁体导体之间、超导磁体导体与电流引线之间不可缺少大量超导导体接头的连接。超导导体接头的设计与安装关系到超导磁体系统的稳定运行，超导接头技术因此也是超导磁体系统的关键技术之一。
Bi-2212材料超导输运性能远优于现阶段在大科学装置中广泛使用的NbTi及Nb3Sn超导材料,同时由于Bi-2212能制备出高载流性能的圆线,因此Bi-2212管内电缆导体是应用于未来大科学装置的首选导体,具有非常大的应用前景。在管内电缆导体发展的近30年中，针对大电流NbTi及Nb3Sn CICC导体接头，世界上各国开展了多种结构的超导导体接头的研发，发展了多种导体接头技术。为发展Bi-2212新型超导导体研制技术,我们设计并成功制备了一种大电流、低电阻Bi-2212导体接头。
发明内容：
本发明目的就是为了发展新型超导导体技术，提供一种可靠的Bi-2212导体接头，在导体接头的设计时考虑有效地降低超导电缆与接头的接触电阻从而降低接头电阻值，低温运行时其接头电阻应小于20 nΩ，满足10kA以上大电流低损耗运行以及性能试验条件。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种Bi-2212超导导体接头，其特征在于： 包括有无氧铜接头盒，无氧铜接头盒包括有顶部和两端敞开的盒体，盒体右侧底部开有凹槽，凹槽中嵌装有Bi-2212超导导体；所述盒体内放置有NbTi超导电缆，盒体顶部压装固定板后整体锡焊，其中位于Bi-2212超导导体上方部位的NbTi超导电缆为退扭并去除铠甲层的NbTi超导电缆缆芯。
一种Bi-2212超导导体接头，其特征在于：所述Bi-2212超导导体为内部填锡的管内电缆导体。
一种Bi-2212超导导体接头，其特征在于：所述固定板为316不锈钢板。
本发明涉及的Bi-2212超导导体为管内电缆导体，该电缆由不同扭距的多级子缆扭绞而成，外部铠甲为纯银管。基于Bi-2212材料的脆性特征，本发明将Bi-2212管内电缆导体内部填锡，并与退扭并去除铠甲层的NbTi超导电缆缆芯及高RRR无氧铜接头盒紧密连接并整体锡焊，既保证Bi-2212超导导体的安全性，同时降低接头电阻值。经过测试，低温运行时该超导导体接头电阻小于5 nΩ。
所述NbTi超导电缆缆芯为ITER校正场线圈用CC导体端部去铠甲退扭后的电缆缆芯，其在低温下的临界性能满足Bi-2212导体性能试验要求。
Bi-2212超导导体为管内电缆导体，其端部约1.5倍最后一级绞缆扭距长度置于无氧铜接头盒内，并与接头盒上下紧密相连，去除铠甲后的NbTi超导电缆缆芯被放置并压紧在接头盒内Bi-2212超导导体上。
本发明的制作过程如下：
Bi-2212超导导体制备后，选取热处理后的Bi-2212超导导体，对Bi-2212超导导体整体灌锡，尤其是两端接头制作处导体内部需填满焊锡，锡焊温度控制在约210℃为宜。
选取满足测试及运行条件的NbTi超导电缆，NbTi超导电缆成型后去除接头处端部铠甲。
选取高RRR值无氧铜作为超导接头盒材料，使用数控加工中心加工无氧铜接头盒，要求接头盒底面与侧面平滑过渡无尖角及毛刺，防止组装过程中损伤超导电缆。
利用螺栓固定316L不锈钢板板，使Bi-2212超导导体以及去除铠甲后的NbTi超导电缆缆芯安装时紧密配合随后进行整体锡焊。锡焊后即制成Bi-2212超导接头。
本发明的优点是：
本发明有效地降低超导电缆与接头的接触电阻从而降低接头电阻值，低温运行时其接头电阻应小于20 nΩ，满足10kA以上大电流低损耗运行以及性能试验条件。
附图说明：
图1为本发明的截面图。
图2为无氧铜接头盒的主视图。
图3为无氧铜接头盒的俯视图。
具体实施方式：
参见附图。
一种Bi-2212超导导体接头，包括有无氧铜接头盒1，无氧铜接头盒包括有顶部和两端敞开的盒体，盒体右侧底部开有凹槽7，凹槽7中嵌装有Bi-2212超导导体2；所述盒体内放置有NbTi超导电缆3，盒体顶部用螺栓4压装固定板5后整体锡焊，其中位于Bi-2212超导导体上方部位的NbTi超导电缆为退扭并去除铠甲层的NbTi超导电缆缆芯6。
Bi-2212超导导体2为内部填锡的管内电缆导体。
固定板5为316不锈钢板。

Claims (3)

1.一种Bi-2212超导导体接头，其特征在于： 包括有无氧铜接头盒，无氧铜接头盒包括有顶部和两端敞开的盒体，盒体右侧底部开有凹槽，凹槽中嵌装有Bi-2212超导导体；所述盒体内放置有NbTi超导电缆，盒体顶部压装固定板后整体锡焊，其中位于Bi-2212超导导体上方部位的NbTi超导电缆为退扭并去除铠甲层的NbTi超导电缆缆芯。
2.根据权利要求1所述的一种Bi-2212超导导体接头，其特征在于：所述Bi-2212超导导体为内部填锡的管内电缆导体。
3.根据权利要求1所述的一种Bi-2212超导导体接头，其特征在于：所述固定板为316不锈钢板。
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