CN108711472B - 一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体 - Google Patents

一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体 Download PDF

Info

Publication number
CN108711472B
CN108711472B CN201810465627.2A CN201810465627A CN108711472B CN 108711472 B CN108711472 B CN 108711472B CN 201810465627 A CN201810465627 A CN 201810465627A CN 108711472 B CN108711472 B CN 108711472B
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
rebco
wound
temperature superconducting
superconducting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810465627.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108711472A (zh
Inventor
施毅
张新涛
刘华军
刘方
马红军
雷雷
于敏
陈超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN201810465627.2A priority Critical patent/CN108711472B/zh
Publication of CN108711472A publication Critical patent/CN108711472A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108711472B publication Critical patent/CN108711472B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，包括多个REBCO高温超导带材、多个铜筋板、密绕铜线，多个REBCO高温超导带材紧密整齐堆叠排列并扭转为堆叠结构，多个铜筋板环绕在堆叠结构外后整体由密绕铜线缠绕封装。本发明具有承载电流强、热稳定性能优良、结构简单、可扩展性强以及易于实现百米量级以上长导体制备等特点，可广泛应用于超导电力及大型超导磁体领域。

Description

一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体
技术领域
本发明涉及超导体领域，具体是一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体。
背景技术
高场强超导导体是强磁场和核聚变装置超导磁体系统的核心结构单元，满足20T以上的使用需求是未来强磁场和核聚变装置的发展趋势。相比于一代高温超导带材，基于涂层技术的二代REBCO带材具有较高不可逆磁场和机械强度等优点，是目前20T以上超导磁体的首选超导材料。REBCO超导体为高纵横比截面的带材结构，导致依此为基础的大电流导体结构和制备技术无法借鉴和吸收传统的低温超导导体，需要发展全新的结构和技术路径。
发明内容 本发明的目的是提供一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，以实现承载电流强、热稳定性能优良、结构简单、工艺可靠的电流准圆截面高温超导导体。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，其特征在于：包括多个REBCO高温超导带材、多个铜筋板、密绕铜线，REBCO高温超导带材、铜筋板、密绕铜线表面分别镀锡，多个REBCO高温超导带材紧密整齐堆叠排列并扭转为堆叠结构，多个铜筋板环绕在堆叠结构外后整体由密绕铜线缠绕封装，封装后密绕铜线内与堆叠结构、铜筋板之间空隙中填入锡焊焊料。
所述的一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，其特征在于：REBCO高温超导带材、铜筋板、密绕铜线表面分别镀锡的锡料采用PbSn，镀锡温度控制在200℃以内。
所述的一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，其特征在于：密绕铜线呈等间隔多圈缠绕封装，铜筋板为高RRR材质制成，由铜筋板起到固定限位作用以增加导体的力学特性。
所述的一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，其特征在于：多个REBCO高温超导带材紧密整齐堆叠排列后，采用Form-fit扭绞方式扭转成堆叠结构，尽可能释放扭转过程中的应力累积，避免带材性能在制备过程中的损失。
所述的一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，其特征在于：密绕铜线缠绕封装并填入锡焊焊料后，采用锡焊浸泡工艺实现导体成型密封。
与现有技术相比，本发明的优点为：
本发明的导体在77 K液氦运行温区下，可提供超过2 kA的传输电流，在4.2K的运行温度下，12T磁场下可超过8 kA的临界电流，由于扭绞特性，还具有低交流损耗的特点，能够满足大型超导磁体对于高磁场、大电流高温超导导体的使用需求。
本发明的导体基于二代REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体具有承载电流密度高机械性能优良的特点；采用高RRR的铜筋板和密绕型铜线封装，具有高热稳定性的优点；采用先扭绞后锡焊的技术路径，可以有效地减少导体制备过程中的应力累积，最大限度地保持带材的性能；导体制作工艺简单，仅为镀锡、堆叠、扭转、封装以及锡焊，利于大规模工业化生产，实现百米量级以上长导体制备；准圆形截面可用于大型铠装CICC型或者Rutherford电缆型超导磁体的研制，具有较强的可扩展性。
附图说明
图1是本发明基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体结构二维结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，包括多个REBCO高温超导带材4、多个铜筋板3、密绕铜线1，REBCO高温超导带材4、铜筋板3、密绕铜线1表面分别镀锡，多个REBCO高温超导带材4紧密整齐堆叠排列并扭转为堆叠结构，多个铜筋板3环绕在堆叠结构外后整体由密绕铜线1缠绕封装，封装后密绕铜线1内与堆叠结构、铜筋板3之间空隙中填入锡焊焊料2。
REBCO高温超导带材4、铜筋板3、密绕铜线1表面分别镀锡的锡料采用PbSn，镀锡的厚度应足够均匀，一般为10-20μm，镀锡温度控制在200℃以内。
密绕铜线1以1-2cm的等间隔多圈缠绕封装，铜筋板为高RRR材质制成(RRR>70)，由铜筋板3起到固定限位作用以增加导体的力学特性。
每个REBCO高温超导带材4厚0.1mm，其宽度可为4mm或者2mm亦可根据实际需求，将其一层一层堆叠成4mm × 4mm或者2mm × 2mm的截面，堆叠过程应保证无尘、无油、无褶皱的三无原则，同时还应保证整个堆叠面的致密性和平整性以利于后续的制备工艺。多个REBCO高温超导带材4紧密整齐堆叠排列后，采用Form-fit扭绞方式扭转成堆叠结构，尽可能释放扭转过程中的应力累积，避免带材性能在制备过程中的损失。
密绕铜线1缠绕封装并填入锡焊焊料2后，采用锡焊浸泡工艺实现导体成型密封。

Claims (1)

1.一种基于REBCO超导带材的准圆截面高温超导导体，其特征在于：包括多个REBCO高温超导带材、多个铜筋板、密绕铜线，REBCO高温超导带材、铜筋板、密绕铜线表面分别镀锡，多个REBCO高温超导带材紧密整齐堆叠排列并扭转为堆叠结构，多个铜筋板环绕在堆叠结构外后整体由密绕铜线缠绕封装，封装后密绕铜线内与堆叠结构、铜筋板之间空隙中填入锡焊焊料；
REBCO高温超导带材、铜筋板、密绕铜线表面分别镀锡的锡料采用PbSn，镀锡温度控制在 200℃以内；
密绕铜线呈等间隔多圈缠绕封装，铜筋板为高RRR材质制成，由铜筋板起到固定限位作用以增加导体的力学特性；
多个REBCO高温超导带材紧密整齐堆叠排列后，采用Form-fit扭绞方式扭转成堆叠结构，尽可能释放扭转过程中的应力累积，避免带材性能在制备过程中的损失；
密绕铜线缠绕封装并填入锡焊焊料后，采用锡焊浸泡工艺实现导体成型密封。
CN201810465627.2A 2018-05-16 2018-05-16 一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体 Active CN108711472B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810465627.2A CN108711472B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810465627.2A CN108711472B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108711472A CN108711472A (zh) 2018-10-26
CN108711472B true CN108711472B (zh) 2020-04-24

Family

ID=63868024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810465627.2A Active CN108711472B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108711472B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698045A (zh) * 2018-11-07 2019-04-30 安徽宏源特种电缆集团有限公司 一种适用于液氮温区的高温超导电缆导体结构
CN109585087A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 广东电网有限责任公司 一种金属铠装的高温超导线及其制备方法
EP3723105B1 (en) * 2019-04-09 2022-08-17 Bruker Switzerland AG Reinforced superconducting wire
CN110356242B (zh) * 2019-08-02 2020-11-06 成都睿逸谷科技有限责任公司 高温超导带材曲面堆叠单元及方法、阵列、磁悬浮系统
CN110444989B (zh) * 2019-08-29 2020-10-30 中国科学院高能物理研究所 一种高温超导电缆及其接头连接方法
CN113284666B (zh) * 2020-02-19 2022-05-17 中国科学院高能物理研究所 一种多层封装超导换位电缆及成缆方法
CN111739693B (zh) * 2020-07-02 2022-04-22 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于高温超导带材的层状圆形超导导体及制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102779581A (zh) * 2012-07-04 2012-11-14 华北电力大学 一种基于ReBCO高温超导带材的超导股线
CN105206331A (zh) * 2014-05-28 2015-12-30 扬州德宝电缆有限公司 一种高性能传输电缆
JP6585519B2 (ja) * 2016-02-08 2019-10-02 株式会社神戸製鋼所 Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材製造用前駆体、およびＮｂ３Ｓｎ超電導線材の製造方法
CN205645397U (zh) * 2016-04-19 2016-10-12 上海交通大学 窄丝化堆叠高温超导带材封装结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN108711472A (zh) 2018-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108711472B (zh) 一种基于rebco超导带材的准圆截面高温超导导体
US8437819B2 (en) Superconductor cable
EP2050104B1 (en) High-current, compact flexible conductors containing high temperature superconducting tapes
US6745059B2 (en) Superconductor cables and magnetic devices
CN102637502B (zh) 一种桶式高温超导无感线圈
CN110828058B (zh) 一种基于分瓣堆叠结构的高载流高温超导复合化导体
Takayasu et al. Investigation of twisted stacked-tape cable conductor
EP3411884B1 (en) Second generation superconducting filaments and cable
CN107437449B (zh) 一种高温超导磁体串并联组合结构
CN108461248B (zh) 一种复合超导体线圈
Wang et al. Design and experimental research on self-shielding DC HTS cable model with large current capacity
CN110752063B (zh) 一种含内外超导层的高温超导复合导体
CN115331884A (zh) 一种高强度复合包套堆叠型高温超导导体结构及制备工艺
CN217061586U (zh) 一种高载流能力的阶梯形高温超导cicc导体
CN110931162A (zh) 一种自屏蔽冷绝缘直流高温超导限流电缆
CN213752114U (zh) 一种共垂面换位高温超导电缆
CN113284666B (zh) 一种多层封装超导换位电缆及成缆方法
CN110993248B (zh) 一种高温超导线圈及其固化方法
CN113113185B (zh) 一种高温超导电缆结构
CN115732138A (zh) 一种基于rebco带材多级绞缆的高温超导导体结构
CN110942862B (zh) 一种高温超导导体
CN218100797U (zh) 一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆
CN112908554B (zh) 一种用于超导磁体的小弯曲半径低损耗柔性支撑超导电缆
CN115171974B (zh) 铜合金加强的超导带材、加强方法、超导线圈及超导线缆
van der Laan Development of HTS CORC cables for high field magnets and advanced power transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant