CN207752842U - 一种超导磁体电流引线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及传导冷却超导磁体技术领域，特别涉及一种超导磁体电流引线，所述电流引线一级包括有第一导线和一级电极，所述第一导线固定连接在一级电极的上端，所述一级电极的下端固定连接有第二导线，所述超导段包括有上电极和超导线，所述上电极的上端固定连接所述第二导线，所述超导线固定连接在所述上电极的下端，所述电流引线二级包括有下电极和线圈导线，所述超导线固定连接所述下电极的上端，所述线圈导线固定在所述下电极的下端；与现有技术相比，本实用新型把导线连接在电极上，通过电极实现导线之间的电性连接，使导线之间的接触面积变大，从而减小电流引线接触电阻，本实用新型具有结构设计简单，易于制作和安装的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及传导冷却超导磁体技术领域，特别涉及一种超导磁体电流引线。
背景技术
超导磁体运行在4.2K的低温系统中，为磁体励磁供电的超导磁体电源处于室温300K，连接室温的超导磁体电源和低温超导磁体的导体被称为电流引线，即室温到低温的过渡段。由于超导磁体在励磁过程中，电流引线室温端向低温端的漏热主要包含自身传导漏热及导体本身电阻和焊接点接触电阻产生的焦耳热；为了进一步降低室温端向低温端的漏热，目前超导磁体用电流引线均采用二元电流引线结构，室温端到磁体冷屏77K部分为常规导线段，所引起的漏热有低温制冷机一级冷头克服；冷屏77K处到低温端使用高温超导线材，高温超导线材(一般是YBCO、Bi2212或Bi2223等)的热导率很低，正常工作时处于超导态而不产生热量，可以大大减小向低温端的漏热。
但现有的二元电流引线结构导线连接处大都采用单独压接或者焊接，由于超导磁体内部空间有限，为了尽量增加压接或焊接长度，减小电流引线接触电阻，使得电流引线的结构设计复杂，不易制作和安装。
发明内容
本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种结构简单、容易制作和安装的超导磁体电流引线。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
一种超导磁体电流引线，包括有电流引线一级、超导段和电流引线二级；所述电流引线一级包括有第一导线和一级电极，所述第一导线固定连接在一级电极的一端，所述一级电极的另一端固定连接有第二导线，所述第一导线与所述第二导线通过所述一级电极电性连接；所述超导段包括有上电极和超导线，所述上电极的一端固定连接所述第二导线，所述超导线固定连接在所述上电极的另一端，所述第二导线与所述超导线通过所述上电极电性连接；所述电流引线二级包括有下电极和线圈导线，所述超导线固定连接在所述下电极的一端，所述线圈导线固定连接在所述下电极的另一端，所述超导线与所述线圈导线通过所述下电极电性连接。
其中，所述一级电极设有第一凸块，所述第一凸块的一端固定连接所述第一导线，所述第一凸块的另一端固定连接所述第二导线，所述第一导线与所述第二导线通过所述第一凸块电性导通。
其中，所述电流引线一级还包括有一级导冷板、第一绝缘环、第二绝缘环和紧固件，所述一级导冷板设有第一通孔，所述第一通孔的孔径大于所述一级电极的外径，所述一级电极的一端穿过所述第一通孔后用紧固件固定，所述紧固件与所述一级电极螺纹连接，所述第二绝缘环套设于所述一级电极后位于所述第一凸块与所述一级导冷板之间，所述第一绝缘环套设于所述一级电极后位于所述紧固件与所述一级导冷板之间。
其中，所述一级导冷板是导冷材料制成。
其中，所述下电极设有第二凸块，所述第二凸块的一端固定连接所述超导线，所述第二凸块的另一端固定连接所述线圈导线，所述超导线与所述线圈导线通过所述第二凸块电性导通。
其中，所述电流引线二级还包括有二级导冷板、第三绝缘环、第四绝缘环和紧固件，所述二级导冷板设有第二通孔，所述第二通孔的孔径大于所述下电极的外径，所述下电极的另一端穿过所述第二通孔后用紧固件固定，所述紧固件与所述下电极螺纹连接，所述第三绝缘环套设于所述下电极后位于所述紧固件与所述二级导冷板之间，所述第四绝缘环套设于所述下电极后位于所述第二凸块与所述二级导冷板之间。
其中，所述二级导冷板是导冷材料制成。
其中，所述超导段还包括有保护管，所述上电极位于所述保护管内的一端，所述保护管的另一端通过螺纹固定在所述下电极的一端。
其中，所述第一导线和第二导线为铜绞线。
本实用新型的有益效果为：与现有技术相比，本实用新型把导线连接在电极上，通过电极实现导线之间的电性连接，使导线之间的接触面积变大，从而减小电流引线接触电阻，本实用新型具有结构设计简单，易于制作和安装的特点。
附图说明
图1是本实用新型的分解示意图；
图2是本实用新型的示意图；
图3是本实用新型的剖视图；
图4是图3中Ⅰ处放大示意图；
图5是图3中Ⅱ处放大示意图；
图6是图3中Ⅲ处放大示意图；
图1至图6中的附图标记说明：11-第一导线；12-一级电极；121-第一凸块；13-一级导冷板；131-第一通孔；14-第一绝缘环；15-第二绝缘环；16-双螺母；21-上电极；22-超导线；23-保护管；31-下电极；311-第二凸块；32-二级导冷板；321-第二通孔；33-线圈导线；34-第三绝缘环；35-第四绝缘环；4-第二导线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围局限于此。
需要理解的是，术语“上端”、“下端”指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位或者位置关系，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1至6所示，本实施例所述的一种超导磁体电流引线，包括有电流引线一级、超导段和电流引线二级；所述电流引线一级包括有第一导线11和一级电极12，所述第一导线11固定在所述一级电极12的上端，所述一级电极12的下端固定连接有所述第二导线4，所述第一导线11与所述第二导线4通过所述一级电极12电性连接；所述超导段包括有上电极21和超导线22，所述上电极21的上端固定连接所述第二导线4，所述超导线22固定连接在所述上电极21的下端，所述第二导线4与所述超导线22通过所述上电极21电性连接；所述电流引线二级包括有下电极31和线圈导线33，所述超导线22固定连接在所述下电极31的上端，所述线圈导线33固定连接在所述下电极31的下端，所述超导线22与所述线圈导线33通过所述下电极31电性连接；在本实施例中，所述超导线22优选高温超导线，所述线圈导线33是由磁体线圈出来的低温超导线并联常规铜线组成，所述第一导线11和所述第二导线4是利用两种不同熔点的低温焊锡焊接到所述一级电极12上，所述高温超导线和所述线圈导线33利用两种不同熔点的低温焊锡焊接到所述下电极31上，保证两端焊接充分，接触电阻最小，本实施例通过在导线之间增加三个电极，使导线之间的接触面积比单独压接或焊接的面积大，导线之间通过电极电性连接，减小电流引线的接触电阻，使的电流引线结构简单，容易制作和安装。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述一级电极12设有第一凸块121，所述第一凸块121的上端焊接所述第一导线11，所述第一凸块121的下端焊接所述第二导线4，所述第一导线11与所述第二导线4通过所述第一凸块121电性导通；设置所述第一凸块121，可增大所述第一导线11与所述第二导线4的接触面积，减小电流引线接触电阻。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述电流引线一级还包括有一级导冷板13、第一绝缘环14、第二绝缘环15和紧固件，所述一级导冷板13设有第一通孔131，所述第一通孔131的孔径大于所述一级电极12的外径，所述一级电极12的上端穿过所述第一通孔131后用紧固件固定，所述紧固件与所述一级电极12螺纹连接，所述第二绝缘环15套设于所述一级电极12后位于所述第一凸块121与所述一级导冷板13之间，所述第一绝缘环14套设于所述一级电极12后位于所述紧固件与所述一级导冷板13之间；所述第一绝缘环14优选采用环氧绝缘环，所述第二绝缘环15优选氮化铝绝缘环，设置环氧绝缘环和氮化铝绝缘环，保证一级电极12与一级导冷板13的的绝缘性能良好，同时利用氮化铝绝缘环，可保证一级电极12与一级导冷板13之间的热接触良好，所述一级电极12与所述一级导冷板13通过双螺母16固定，用双螺母16进行紧固，可以防止该接触点变松。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述一级导冷板13是导冷材料制成，用热导率性能好的导冷材料制成所述一级导冷板13，如高纯无氧铜、纯铝，可保证所述一级电极12接触点的热导性良好。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述下电极31设有第二凸块311，所述第二凸块311的上端焊接所述超导线22，所述第二凸块311的下端焊接所述线圈导线33，所述超导线22与所述线圈导线33通过所述第二凸块311电性导通；设置所述第二凸块311，可增大所述超导线22与所述线圈导线33的接触面积，减小电流引线接触电阻。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述电流引线二级还包括有二级导冷板32、第三绝缘环34、第四绝缘环35和紧固件，所述二级导冷板32设有第二通孔321，所述第二通孔321的孔径大于所述下电极31的外径，所述下电极31的下端穿过所述第二通孔321后用紧固件固定，所述紧固件与所述下电极31螺纹连接，所述第三绝缘环34套设于所述下电极31后位于所述紧固件与所述二级导冷板32之间，所述第四绝缘环35套设于所述下电极31后位于所述第二凸块311与所述二级导冷板32之间；所述第三绝缘环34优选采用环氧绝缘环，所述第四绝缘环35优选采用氮化铝绝缘环，设置环氧绝缘环和氮化铝绝缘环，保证下电极31与二级导冷板32的的绝缘性能良好，同时利用氮化铝绝缘环，可保证下电极31与二级导冷板32之间的热接触良好，所述下电极31与所述二级导冷板32通过双螺母16固定，用两个螺母进行紧固，可以防止该接触点变松。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述二级导冷板32是导冷材料制成，用热导率性能好的导冷材料制成所述二级导冷板32，如高纯无氧铜、纯铝，可保证所述下电极31接触点的热导性良好。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述超导段还包括有保护管23，所述上电极21位于所述保护管23内的上端，所述保护管23的下端通过螺纹固定在所述下电极31的上端；所述保护管23优先采用环氧管，设置环氧管，用于保护所述超导线22不受损伤，同时减小电流引线一级向电流引线二级低温端的漏热，所述环氧管可选用环氧、碳纤维材料制成，采用螺纹结构固定所述环氧管，防止环氧管因松动脱落，损伤所述超导线22。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第一导线11和第二导线4为铜绞线，铜绞线优选采用柔软的铜绞线，增强电流引线安装位置的灵活性。
本实施例组装过程：如图1和图2所示，本实施例可在超导磁体外部组装好后再安装到超导磁体上，首先第一导线11的下端和第二导线4的上端固定在一级电极12上，然后依次套设第二绝缘环15、一级导冷板13、第一绝缘环14和双螺母16，用双螺母16固定在第一凸块121上端，然后将第二导线4的下端和超导线22的上端固定在上电极21，套设保护管23内，再将超导线22的下端和线圈导线33的上端固定在下电极31，再把保护管23通过螺纹组装到下电极31的上端，再依次把第四绝缘环35、二级导冷板32、第三绝缘环34和双螺母16套设，然后用双螺母16固定在第二凸块311的下端上，一级导冷板13和二级导冷板32可根据超导磁体内部预留的位置固定安装。
电流引线组装完成后，电源电流通过第一导线11由室温端输入，经由一级电极12、第二导线4、上电极21、超导线22、下电极31和线圈导线33进入低温端超导线圈内，通过设置一级电极12和高温超导线，可大大减少室温向低温端的漏热。
以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。
Claims (9)
1.一种超导磁体电流引线，其特征在于，包括有电流引线一级、超导段和电流引线二级；
所述电流引线一级包括有第一导线(11)和一级电极(12)，所述第一导线(11)固定连接在所述一级电极(12)的一端，所述一级电极(12)的另一端固定连接有第二导线(4)，所述第一导线(11)与所述第二导线(4)通过所述一级电极(12)电性连接；
所述超导段包括有上电极(21)和超导线(22)，所述上电极(21)的一端固定连接所述第二导线(4)，所述超导线(22)固定连接在所述上电极(21)的另一端，所述第二导线(4)与所述超导线(22)通过所述上电极(21)电性连接；
所述电流引线二级包括有下电极(31)和线圈导线(33)，所述超导线(22)固定连接在所述下电极(31)的一端，所述线圈导线(33)固定连接在所述下电极(31)的另一端，所述超导线(22)与所述线圈导线(33)通过所述下电极(31)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述一级电极(12)设有第一凸块(121)，所述第一凸块(121)的一端固定连接所述第一导线(11)，所述第一凸块(121)的另一端固定连接所述第二导线(4)，所述第一导线(11)与所述第二导线(4)通过所述第一凸块(121)电性导通。
3.根据权利要求2所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述电流引线一级还包括有一级导冷板(13)、第一绝缘环(14)、第二绝缘环(15)和紧固件，所述一级导冷板(13)设有第一通孔(131)，所述第一通孔(131)的孔径大于所述一级电极(12)的外径，所述一级电极(12)的一端穿过所述第一通孔(131)后用紧固件固定，所述紧固件与所述一级电极(12)螺纹连接，所述第二绝缘环(15)套设于所述一级电极(12)后位于所述第一凸块(121)与所述一级导冷板(13)之间，所述第一绝缘环(14)套设于所述一级电极(12)后位于所述紧固件与所述一级导冷板(13)之间。
4.根据权利要求3所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述一级导冷板(13)是导冷材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述下电极(31)设有第二凸块(311)，所述第二凸块(311)的一端固定连接所述超导线(22)，所述第二凸块(311)的另一端固定连接所述线圈导线(33)，所述超导线(22)与所述线圈导线(33)通过所述第二凸块(311)电性导通。
6.根据权利要求5所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述电流引线二级还包括有二级导冷板(32)、第三绝缘环(34)、第四绝缘环(35)和紧固件，所述二级导冷板(32)设有第二通孔(321)，所述第二通孔(321)的孔径大于所述下电极(31)的外径，所述下电极(31)的另一端穿过所述第二通孔(321)后用紧固件固定，所述紧固件与所述下电极(31)螺纹连接，所述第三绝缘环(34)套设于所述下电极(31)后位于所述紧固件与所述二级导冷板(32)之间，所述第四绝缘环(35)套设于所述下电极(31)后位于所述第二凸块(311)与所述二级导冷板(32)之间。
7.根据权利要求6所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述二级导冷板(32)是导冷材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述超导段还包括有保护管(23)，所述上电极(21)位于所述保护管(23)内的一端，所述保护管(23)的另一端通过螺纹固定在所述下电极(31)的一端。
9.根据权利要求1所述的一种超导磁体电流引线，其特征在于，所述第一导线(11)和第二导线(4)为铜绞线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820041895.7U CN207752842U (zh) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | 一种超导磁体电流引线 |
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| CN201820041895.7U CN207752842U (zh) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | 一种超导磁体电流引线 |
Publications (1)
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| CN207752842U true CN207752842U (zh) | 2018-08-21 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113782294A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-10 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | 一种二元电流引线 |
| JP7200539B2 (ja) | 2018-08-22 | 2023-01-10 | 住友電気工業株式会社 | 超電導マグネット |
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2018
- 2018-01-09 CN CN201820041895.7U patent/CN207752842U/zh active Active
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| CN113782294A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-10 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | 一种二元电流引线 |
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