CN214705557U - 超导电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超导电缆，包括：多根超导股线、芯线和基材，所述芯线、基材和超导电缆均沿着相同的延伸方向延伸；所述多根超导股线以所述芯线为基准、围绕着所述芯线进行螺旋缠绕，超导股线之间紧密排列且相互平行；所述基材的一侧面设置有凹槽，所述凹槽和基材均沿着相同的延伸方向延伸；在所述凹槽中填充有导电焊材层，所述导电焊材层与所述凹槽的内表面、超导股线外表面和芯线的外表面均紧贴。该超导电缆不仅具有较大的临界电流Ic，还具有较高的机械强度和抗应力冲击性能，还能够提高该超导电缆通电运行的稳定性，减轻电流变化时的涡流问题。

Description

超导电缆

技术领域

本实用新型涉及超导技术领域，尤其涉及超导电缆。

背景技术

随着科技的不断发展，受控制的核聚变有望成为一种高效率、无污染、可持续发展的新能源。当前核聚变反应的主要装置为托克马克反应堆，它的磁体系统由超导大型的磁体线圈组成，磁体线圈产生磁场约束等离子体的运动并进行核聚变反应，可以理解的是，为了使得磁体线圈产生大的磁场，就需要在磁体线圈中通过大电流，为了实现上述功能，磁体线圈通常采用超导电缆制成。

因此，设计一种超导电缆就成为一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目在于提供超导电缆。

为了实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施例提供了一种超导电缆，包括：多根超导股线、芯线和基材，所述芯线、基材和超导电缆均沿着相同的延伸方向延伸；所述多根超导股线以所述芯线为基准、围绕着所述芯线进行螺旋缠绕，超导股线之间紧密排列且相互平行；所述基材的一侧面设置有凹槽，所述凹槽和基材均沿着相同的延伸方向延伸；在所述凹槽中填充有导电焊材层，所述导电焊材层与所述凹槽的内表面、超导股线外表面和芯线的外表面均紧贴。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述基材的横截面为矩形。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述超导股线为Nb3Sn超导股线。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述超导股线由多根超导细丝组成。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述超导股线的数量为4、6或8。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述芯线的材料为铜。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述基材的材料为铜。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述导电焊材层的材料为锡合金。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果在于：本实用新型实施例提供了一种超导电缆，包括：多根超导股线、芯线和基材，所述芯线、基材和超导电缆均沿着相同的延伸方向延伸；所述多根超导股线以所述芯线为基准、围绕着所述芯线进行螺旋缠绕，超导股线之间紧密排列且相互平行；所述基材的一侧面设置有凹槽，所述凹槽和基材均沿着相同的延伸方向延伸；在所述凹槽中填充有导电焊材层，所述导电焊材层与所述凹槽的内表面、超导股线外表面和芯线的外表面均紧贴。该超导电缆不仅具有较大的临界电流Ic，还具有较高的机械强度和抗应力冲击性能，还能够提高该超导电缆通电运行时的稳定性，减轻电流变化时的涡流问题。

附图说明

图1和图2是本实用新型实施例中的超导电缆的横截面；

图3是本实用新型实施例中的超导电缆的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一装置可以被称为第二装置，并且类似地第二装置也可以被称为第一装置，这并不背离本申请的保护范围。

本实用新型实施例提供了一种超导电缆，如图1、图2和图3，包括：

多根超导股线1、芯线2和基材3，所述芯线2、基材3和超导电缆均沿着相同的延伸方向延伸；这里，可以理解的是，超导股线1的数量是大于等于2的。

所述多根超导股线1以所述芯线2为基准、围绕着所述芯线2进行螺旋缠绕，超导股线之间紧密排列且相互平行；这里，该芯线2能够对多根超导股线1起到提高机械强度的作用。此外，超导股线1围绕2进行缠绕包裹，能够极大的减少电流变化时的涡流。

所述基材3的一侧面设置有凹槽31，所述凹槽31和基材3均沿着相同的延伸方向延伸；这里，该凹槽31可以为一个U型凹槽。

在所述凹槽31中填充有导电焊材层4，所述导电焊材层4与所述凹槽31的内表面、超导股线1外表面和芯线2的外表面均紧贴。这里，该导电焊材层4是能够导电的，因此，该导电焊材层4能够联结导通超导股线1、芯线2和基材3，并且还能够起到稳固保护超导股线1和芯线2的作用。

这里，如图1-图3所示，该超导股线1和芯片2的横截面可以均为圆形，该基材3的横截面可以为矩形；

本实施例中，所述基材3的横截面为矩形。

本实施例中，所述超导股线1为Nb3Sn超导股线。这里，Nb3Sn(铌锡超导合金)是指铌锡超导体属A15型金属间化合物，为立方晶系，临界温度T＝18.1K，临界磁场U＝26T(4.2K)。

本实施例中，所述超导股线1由多根超导细丝组成。

本实施例中，所述超导股线1的数量为2-20。可选的，该数量为4、6或8。

本实施例中，所述芯线2的材料为铜。这里，由于芯线2的材料为铜，就使得该超导电缆具有较强的抗应力冲击性能。

本实施例中，所述基材3的材料为铜。这里，具体的该基材3可以为高纯铜或无氧铜等。这里，当基材3的材料为铜时，可以增加铜超比，提高超导电缆的机械稳定性和电稳定性。

本实施例中，所述导电焊材层4的材料为锡合金。

在现有技术中，Nb3Sn超导电缆的制备，一般使用内锡法或青铜法两种，前者所制作的超导线电流密度较高而稳定性略低，后者所制作超导线稳定性较好而电流密度较低。但不管哪种方法制作的Nb3Sn超导线，通常其导体的横截面是多丝导体+包材的形式，通过材料反应达到制备Nb3Sn超导体的目的。这样制备的Nb3Sn导体为单个超导股线1，内含数十根至上百根Nb3Sn超导细丝，单个超导股线1的最大电流一般都不超过1000A,即便通过增大导体直径和丝数增加临界电流，也往往因为涡流问题和铜超比较低而使导体的稳定性受到显著影响。而本实用新型实施例中的超导电缆不仅具有较大的临界电流Ic，还具有较高的机械强度和抗应力冲击性能，还能够提高该超导电缆的稳定性，减轻电流变化时的涡流问题。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超导电缆，其特征在于，包括：

多根超导股线(1)、芯线(2)和基材(3)，所述芯线(2)、基材(3)和超导电缆均沿着相同的延伸方向延伸；

所述多根超导股线(1)以所述芯线(2)为基准、围绕着所述芯线(2)进行螺旋缠绕，超导股线之间紧密排列且相互平行；

所述基材(3)的一侧面设置有凹槽(31)，所述凹槽(31)和基材(3)均沿着相同的延伸方向延伸；

在所述凹槽(31)中填充有导电焊材层(4)，所述导电焊材层(4)与所述凹槽(31)的内表面、超导股线(1)外表面和芯线(2)的外表面均紧贴。

2.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述基材(3)的横截面为矩形。

3.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述超导股线(1)为Nb3Sn超导股线。

4.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述超导股线(1)由多根超导细丝组成。

5.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述超导股线(1)的数量为2-20。

6.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述芯线(2)的材料为铜。

7.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述基材(3)的材料为铜。

8.根据权利要求1所述的超导电缆，其特征在于：

所述导电焊材层(4)的材料为锡合金。

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