DE102004048439A1

DE102004048439A1 - Sehr dünne elektrische Isolation für Kompositwerkstoff-Drähte

Info

Publication number: DE102004048439A1
Application number: DE102004048439A
Authority: DE
Inventors: Jens Dr. Müller; Carsten Dr. Bührer; Jürgen Dr. Kellers
Original assignee: ALPHA IP VERWERTUNGSGESELLSCHAFT MBH; ALPHA IP VERWERTUNGSGMBH
Current assignee: ALPHA IP VERWERTUNGSGESELLSCHAFT MBH; ALPHA IP VERWERTUNGSGMBH
Priority date: 2004-10-02
Filing date: 2004-10-02
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2024-10-03
Also published as: DE102004048439B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen neuartigen isolierten supraleitenden Draht, der eine hohe Ingenieurstromdichte erlaubt, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Drahtes. Die elektrische Isolation des supraleitenden Drahtes erfolgt mittels Umwickeln mit einer Folie, die die hohe Ingenieurstromdichte des Supraleiterdrahtes gewährleistet. Diese Folie stellt einen elektrischen Isolator dar und kann weiterhin Antikorrosionseigenschaften besitzen. Diese Folienumwicklung wird nach der Prozessierung im Längsdurchlauf aufgebracht.

Description

3 Zitierte Dokumente

• D1: EP 292126 A2
• D2: DE 10208139 A1
• D3: DE 10037738 A1
• D4: DE 3823938 A1
• D5: Insulation of superconducting wires for power engineering equipment, M. Leghissa et al., Proceedings of the 9th INSUCON International Electrical Insulation Conference, pp. 63-86, 2002

4 Stand der Technik
Mit der Entdeckung des Supraleitereffektes im Jahre 1911 den holländischen Physiker Kammerlingh-Onnes begann eine umfangreiche Entwicklung, um Supraleiter industriell nutzbar zu machen. Dies beinhaltete die Suche nach Materialien mit höherer kritischer Temperatur aber auch Herstellungsverfahren, um diese Nutzen zu können.
Heute unterscheidet man zwei Klassen von Supraleitern, so genannte Tieftemperatur Supraleiter, deren kritische Temperatur die Verwendung von Helium im Betrieb verlangt und Hochtemperatur Supraleiter, die eine höhere Betriebstemperatur erlauben.
Für die meisten elektrotechnischen Anwendungen, in denen Supraleiter heute zum Einsatz kommen, benötigt man einen Draht mit supraleitenden Eigenschaften. Typischerweise wird bei einem solchen die eigentlich supraleitende Substanz, oder eine solche, die bei abschließenden Wärmebehandlungen zu einem Supraleiter umgewandelt wird, mit einem anderen Metall, zumeist nicht supraleitend wie z.B. Cu, Ag oder anderen Metalllegierungen, umgeben und man erhält ein Kompositwerkstück. Dieses Kompositwerkstück wird z.B. durch die „Pulver im Rohr"-Technik (PIR-Technik) oder das Abscheiden oder Aufbringen eines Materials auf einer Materialoberfläche (meist Metall) erhalten (Dünnschichtleiter).
Bei der PIR-Technik wird der Supraleiter oder die Vorsubstanz (auch Precursor genannt) in ein Metallrohr gefüllt und dieses auf beiden Seiten verschlossen. Ggf. wird dieses vorher noch evakuiert. Im Verlauf des Fertigungsprozesses erfolgen dann verschiedene mechanische, deformierende Bearbeitungsschritte, die meist, aber nicht ausschließlich, der Querschnittsreduktion dienen. Da das umgebende Metall bei dieser Bearbeitung erhärten kann, können Zwischentemperschritte (z.B. Rekristalisation) durchgeführt werden, um das Metall wieder umformbar zu machen. Hierbei wird eine Temperatur gewählt, die den gewünschten Effekt bei dem umgebenden, nicht supraleitenden Material erfüllt und gleichzeitig keinen oder keinen nachteiligen Einfluss auf die supraleitende oder zukünftig supralei tende Substanz hat. Ggf. muss dieser Temperschritt unter Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum stattfinden. Man erhält einen Draht oder Kabel des Kompositmaterials. Dieses Halbzeug bedarf der Weiterverarbeitung.
Im Falle der Dünnschichtleiter werden auf ein Substrat, z.B. ein Nickelband, ohne darauf einzuschränken, Pufferschicht und ein Precursor aufgebracht. Dabei wird die Pufferschicht in der Regel zunächst allein aufgebracht. Sie dient der Grundlage für ein gewünschtes Kristallwachstum des Supraleiters.
In einer oder mehreren abschließenden Wärmebehandlungen (in der Fachliteratur auch als Glühbehandlung bezeichnet) wird der Supraleiter dann hergestellt. Je nach Ausgangsmaterial beinhaltet dieser Schritt eine Sinterung, eine Legierung oder eine Phasenumwandlung bzw. Kombinationen daraus. Diese Wärmebehandlung kann zum Schutz der Materialien oder zur Einflussnahme auf den Phasenbildungsprozess unter definierter Atmosphäre oder im Vakuum erfolgen. Die hierbei zu verwendenden Behandlungstemperaturen sind höher als die der Temperschritte, sie können sogar in die Nähe der Schmelztemperatur der umgebenden Metalle kommen. Wurden als Hülle weiche Metalle (z.B. Ag, ohne darauf einzuschränken) eingesetzt, so können diese auch geringe Mengen (<3 Gew.%) an oxidierbaren Substanzen oder Metallen enthalten, die durch eine der Wärmebehandlung oder eine vorgeschaltete Wärmebehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxidiert werden und damit zu einer Dispersionshärtung der Hülle führen.
Typische Supraleiter aus der Gruppe der Hochtemperatur Supraleiter (HTS) sind BSCCO 2212 oder BSCCO 2223, YBCO oder TlBaCuO123. Insbesondere BSCCO 2223 wird vorzugsweise nach der PIR-Technik, YBCO nach der Dünnschichttechnik hergestellt. Gerade bei diesen Hochtemperatur Supraleitern ist das Resultat ein rechteckiger Leiter mit geringer Dicke und größerer Breite, d.h. einem großen Aspektverhältnis von mehr als 2,5:1. Beispielsweise haben solche Leiter eine Breite von 3 mm und eine Dicke von 0,25 mm, oder eine Breite von 4 mm und eine Dicke von 0,23 mm, ohne sich auf diese zu beschränken.
Insbesondere HTS-Drähte werden oberhalb von 400°C beschädigt, es kommt zur Degradation des Supraleiters. Je nach Material oder Dauer einer Wärmebehandlung kann dies auch schon bei 300°C oder 200°C geschehen.
Vor der Herstellung oder im Anschluss an die Herstellung des Supraleiters kann dieser elektrisch isoliert werden um z.B. in einer Spule verarbeitbar zu sein.
Konventionelle elektrische Drähte, wie sie in der Elektrotechnik zum Bau von z.B. Motoren, Generatoren oder Transformatoren verwendet werden, besitzen heute eine extrem dünne elektrische Isolation, die entweder per Extrusion oder durch Tauchverfahren aufgebracht werden. Da dieses Drähte typischerweise rund, oval oder eckig mit einem As pektverhältnis von weniger als 2:1 sind, kann eine solche Isolation verlässlich und sehr dünn aufgebracht werden, es werden Dicken von <10 μm, sogar <7 μm erreicht.
Bei der Isolation von Tieftemperatursupraleitern (LTS-Drähten) wird wesentlich eine Lackisolation, z.B. mit Formvar(tm) bzw. Vinylec(R) verwendet. Allen wesentlich verwendeten Verfahren ist gemein, dass eine Lösung oder Schmelze auf den LTS-Draht aufgetragen und thermisch eingebrannt wird. Dieses Verfahren ist für LTS-Draht gut geeignet, da dieser im Gegensatz zu den beschriebenen HTS-Drähten rund ist und somit ein "Dog-boning" nicht auftreten kann. Das Aufbringungsverfahren eines Lackes für LTS-Draht zielt auf jeweils geringe Schichtdicken ab, um Homogenität und Blasenfreiheit zu erzielen. Da andererseits eine definierte höhere Schichtdicke zum Erreichen der elektrischen Durchschlagsfähigkeit nötig ist, muss der Draht die Isolations- und Ofenstrecke etwa zehnmal durchlaufen bis die nötige Isolationsdicke erreicht ist. Für HTS-Drähte ist dieses Verfahren nicht praktikabel, da der für LTS-Drähte übliche Vorlauf etwa die Länge der längsten zurzeit herstellbaren HTS-Drähte erreicht (ca. 1 km). Ein solches Verfahren scheidet für HTS-Drähte auch aufgrund des finanziellen Wertes eines solches Vorlaufs aus.
Hochtemperatur Supraleiter zeichnen sich durch ihre sehr hohe Ingenieursstromdichte Je >5000 A/cm² im Eigenfeld bei 77 K über den gesamten Leiterquerschnitt aus. Der Anwender solcher Drähte – wie auch im konventionellen Fall – hat eine Interesse an einer möglichst dünnen Isolation, da diese ja keinen Beitrag zum Stromtransport leistet, die aber dennoch die geforderten Bedingungen an eine elektrische Isolation erfüllt.
Folgende Bedingungen werden an eine solche Isolation gestellt:

– Durchschlagsfestigkeit >400 V nach DIN EN160243-1
– Möglichst dünn, vorzugsweise <10 μm, besser noch <7 μm.
– Gleichmäßige Dicke über den gesamten Draht-Querschnitt und Länge, also Maßhaltigkeit
– Verlässliche Isolation unter cryogenen Bedingungen
– Verlässliche Isolation an dünnen Kanten
– Aufbringung der Isolation ohne Beschädigung des HTS-Drahtes, vorzugsweise auch ohne Wärmebelastung.
– Leichte Entfernbarkeit, um elektrische Kontaktierung zuzulassen
– Korrosionsschutz, damit auch nach längerer Lagerung eine Kontaktierung funktioniert.
– Keine Degradation der supraleitenden Eigenschaften durch thermische oder mechanische Belastung während oder durch das Isolieren

Z.B. aus D1 ist der Herstellprozess für HTS hinreichend bekannt, auch auf die Beschichtung von HTS-Drähten z.B. mit Polymeren zur elektrischen Isolation wird genannt. Ein Vorschlag zur Ausführung und Erfüllung obiger Anforderungen, insbesondere geringe, homogene Dicke fehlt jedoch.
D2 beschreibt ein Verfahren zur elektrischen Isolation von HTS Drähten mittels eines Schlauch-Reckverfahrens. Dabei wird ein Thermoplast in Schichtdicken von 10–300 μm aufgebracht, evtl. durch Fasern verstärkt. Es ist eine Wärmebehandlung bei <400°C notwendig, um den Thermoplast aufzubringen.
D3 beschreibt eine Isolation mit UV-Vernetztem Kunststofflack aus radikalisch oder kationisch vernetzten Kunststoffmischungen. Hierbei werden Isolationsdicken von <50 μm erreicht. Kommerziell verfügbare HTS-Drähte mit einer solchen Isolation erreichen Isolationsdicken von 20 μm.
D4 beschreibt eine elektrische Isolation u.A. durch Umwickeln mit Polyimidfolien (Handelsname Kapton oder Nomex) mit Dicken von 50–250 μm. Durch zusätzliche Löcher soll der Zufluss eines Kühlmittels an die Supraleiter Drähte verbessert werden.
In D5 wird ein Überblick über verschiedene Verfahren der elektrischen Isolation gegeben, die vereinzelt in den Bereich von 10 μm Dicke kommen und eine Durchschlagsfestigkeit von >600 V bieten, ohne eine DIN EN-Messvorschrift zu nennen.
Kommerziell wird von der Firma Smid Draad in den Niederlanden eine Kaptonisolation mit Kleber angeboten. Die Kaptonfolie hat eine Dicke von 25 μm. Die Kleberdicke beträgt ebenfalls ca. 25 μm nach eigenen Angaben der Firma.
5 Nachteil
Die vorgenannten Verfahren haben unterschiedliche Nachteile.
Ein thermoplastisches Material wird z.B. mit Hilfe eines Schlauchreckverfahrens (ein Extrusionsverfahren) aufgebracht. Hier sind heute in der Praxis Isolationsdicken an der hohen Seite von 30–40 μm typisch, auf der breiten Seite von 20 μm. Eine Einbringung von Fasern vergrößert die Dicke der Isolation signifikant und vermindert die Stromdichte deutlich. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen mittels PEEK isolierten HTS Draht. Die Isolation ist mit ca. 25 μm sehr dick. Weiterhin wird im Extrusionsverfahren im Wesentlichen das Abmaß des isolierten Endprodukts konstant gehalten. Die Isolationsdicke ergibt sich also nur aus der Differenz zwischen Endmaßen und den variablen Maßen des HTS-Leiters, schwankt also erheblich über die Leiterlänge. Nach diesem Verfahren lassen sich keine Isolationen mit homogenen Dicken <10 μm erreichen.
Eine Isolation mit UV-Vernetzung hat den Nachteil, dass eine Bildung von Wulsten an den Kanten vorhanden ist (2), ein extremeres Problem, das in der Literatur als "Dog-boning" bezeichnetet wird. Aufgrund der Oberflächenspannung des noch flüssigen Lacks zieht sich der Film an den Kanten zusammen, so dass ein "hundeknochenartiges" Isolationsprofil erreicht wird. Insbesondere weisen HTS-Drähte, die zu Spulen weiterverarbeitet werden zwischen den Wicklungen Hohlräume auf, die zu unerwünschten Verschiebungen führen können oder gar beim Eintauchen in ein flüssiges Kühlmedium (z.B. N2Liq) und einer anschließenden Aufwärmung auf Raumtemperatur durch Gasexpansion zur Beschädigung der Spule. Weiterhin führen diese Wulste durch die Hohlraumbildung zu einer weiteren Verringerung der nutzbaren Stromdichte.
Mit keiner der genannten Methoden kann also eine dünne Isolation definierter Lagendicke auf einen Leiter mit den spezifischen Eigenschaften des HTS-Materials aufgebracht werden.
Ein Isolationsmaterial das auch Kühlkanäle zum Transport des cryogenen Kühlmittels aufweist muss konstruktionsbedingt dicker sein, und eignet sich daher nicht zur Erreichung einer hohen Stromdichte.
Eine Kaptonisolation mit einer Kleberschicht erlaubt ebenfalls keine Isolation mit <10 μm Schichtdicke, da allein die Klebeschicht >25 μm erreicht. Diese wird im Längsbeilauf angebracht und um den Leiter gefaltet. Zwar wird durch dieses Verfahren im isolierten Bereich eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit erreicht, aber im Bereich der rückseitigen Faltung entsteht aufgrund der Breitenvariabilität sowohl von HTS-Draht als auch von Isolationsfolie entweder eine Bedeckungslücke (mit dem Nachteil des Wegfalls der Isolation), oder ein Überlapp (mit dem Nachteil der Verdoppelung der Isolationsdicke, 3).
Keines der Verfahren im Stand der Technik erlaubt eine dünne, homogene elektrische Isolation mit den gewünschten Eigenschaften, insbesondere erreicht keines der Verfahren eine Schichtdicke <10 μm, vorzugsweise sogar <7 μm.
6 Erfindung
Aufgabe der Erfindung war es, eine dünne, homogene Isolation eines Supraleitenden Drahtes mit großem Aspektverhältnis zu erlauben, die eine Durchschlagsfestigkeit von >400 V besitzt und dünner als 10 μm, vorzugsweise sogar <7 μm ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird erfüllt durch die Verwendung einer sehr dünnen Folie, die helixartig um den supraleitenden Draht gewickelt wird. Diese Art der Isolation mit einer Folie ist einfach und kostengünstig durchzuführen, bietet den erforderlichen elektrischen Schutz und ist zudem sehr dünn. Bei Bedarf kann die Folie mit einem Klebstoff einseitig beschichtet werden, so dass eine Klebeverbindung zum Draht hergestellt wird.
Der supraleitende Draht oder Kompositdraht oder HTS-Draht wird zur elektrischen Isolation in Längsrichtung helixartig umwickelt mit einer Folie, z.B. einer Polyesterfolie, ohne auf diese einzuschränken. Diese ist im Handel z.B. unter dem Handelsnamen Mylar erhältlich. Polyester bietet auch bei Temperaturen unterhalb –190°C gute mechanische Eigenschaften und bricht nicht. Es können auch andere Materialien zum Einsatz kommen, die bei tiefen Temperaturen die gewünschten mechanischen und elektrischen Eigenschaften aufweisen und in Dicken <10 μm hergestellt werden können. Bei der Umwicklung hat diese Folie eine 50% Überlappung zwischen zwei Wicklungen. Diese kann auch geringer oder größer gewählt werden. Da diese Isolationsfolie sehr dünn ist, z.B. 2 μm oder 4 μm, es können aber auch Zwischendicken oder Dicken <2 μm verwendet werden, ist die resultierende elektrische Isolation auf allen Seiten 4 μm dick. Dies gilt besonders an dünnen Kanten der Leiter oder Ecken, da keine Abhängigkeit von Fließ- und Benetzungseigenschaften eines Lackes bestehen. Prinzipbedingt spielt auch eine geometrische Variation keine Rolle, die Dicke der Isolation ist an allen Stellen gleich. 4 zeigt eine Skizze eines Supraleiter Drahtes, z.B. HTS Draht, mit einer helixartigen Umwicklung durch eine Polyesterfolie.
Der Polyesterfilm ist hochfest, kann also gut verarbeitet werden, für die Umwicklungen sind keine großen Kräfte notwendig, so dass der Supraleiterdraht, insbesondere der HTS-Draht nicht beschädigt wird. Da keine Wärmeeinwirkung mit hoher Temperatur notwendig ist, findet auch keine Degradation durch Wärme statt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Überlappungsgrad einfach gewählt werden kann. Bei Verwendung von z.B. einer 2 μm Folie und einem Überlappungsgrad von 50% resultiert eine Schichtdicke von 4 μm, bei 66% ergeben sich 6 μm, alles in einem Arbeitsgang.
Da es sich um eine einfache Folie handelt, ist die Entfernung vom Draht auf einem Teilstück mit einem einfachen Messer möglich, ohne den Draht zu beschädigen. Damit kann auf einfache Weise die Möglichkeit zur elektrischen Kontaktierung erreicht werden.
Vor Aufwickeln auf den Draht kann die dem Draht zugewandet Seite der Folie mit einem Korrosionsschutzmittel, z.B. aliphatische Amine, ohne sich auf diese zu Beschränken, benetzt oder beschichtet werden, so dass die Drahtoberfläche aktiv vor Korrosion geschützt wird. Dies ist bei keinem Verfahren nach dem Stand der Technik möglich.
Mit dieser Beschichtung wird die erfindungsgemäße Aufgabenstellung erfüllt, die Folie erlaubt die einfache Aufbringung ohne Beschädigung des Supraleiterdrahtes mit einer sehr geringen Schichtdicke von <10 μm, ja sogar <7 μm. Die elektrische Durchschlagsfestigkeit liegt mit dieser Schicht >400 V.
Diese Beschichtung oder Ummantelung des Supraleitenden Drahtes bietet weiter Vorteile. Sofern eine geringere Duschschlagsfestigkeit gefordert sein, so können Folien mit 1 μm oder <1 μm eingesetzt werden und Isolationen mit <4 μm Dicke erreicht werden. Weiterhin kann auch ein Paket aus mehreren Supraleiter Drähten, ggf. mit zusätzlich mechanisch stabilisierenden Materialien, umwickelt werden. Im Falle von aneinandergelöteten Drähten kann dieses Verfahren der Isolation mit der helixartigen Umwicklungen auch über eine dickere Verbindung, z.B. Lötstelle, hinweg durchgeführt werden, ohne den Fertigungsprozess der Isolation unterbrechen zu müssen und ohne die Isolationsdicke zu beeinflussen.
7 Beispiele
Folgende Beispiele der Folienisolation seien angeführt, ohne sich auf diese zu beschränken:
Beispiel 1:
Mit einer Polyesterfolie mit 2 μm Dicke und 10 mm Breite wird ein HTS-Draht auf BSCCO 2223 Basis helixartig umwickelt. Der Überlapp beträgt 50%. Die Isolationsdicke wurde zu 4 μm gemessen. Bei Prüfung der Durchschlagsfestigkeit ergaben sich 0,9 kV.
Beispiel 2:
Mit einer Polyesterfolie mit 2 μm Dicke und 10 mm Breite wird ein HTS-Draht auf BSCCO 2223 Basis helixartig umwickelt. Der Überlapp beträgt 50%. Vor Umwicklung wird die Folie mit Heißsiegellack benetzt und der Draht mit Isolationsfolie anschließend auf 120°C erwärmt. Die Isolationsdicke wurde zu 5 μm gemessen. Bei Prüfung der Durchschlagsfestigkeit ergaben sich 0,9 kV.
Beispiel 3:
Mit einer Polyesterfolie mit 2 μm Dicke und 10 mm Breite wird ein HTS-Draht auf BSCCO 2223 Basis helixartig umwickelt. Der Überlapp beträgt 66%. Die Isolationsdicke wurde zu 6 μm gemessen. Bei Prüfung der Durchschlagsfestigkeit ergaben sich 1,3 kV.
Beispiel 4:
Mit einer Polyesterfolie mit 1 μm Dicke und 20 mm Breite wird ein HTS-Draht auf BSCCO 2223 Basis helixartig umwickelt. Der Überlapp beträgt 50%. Die Isolationsdicke wurde zu 2 μm gemessen. Bei Prüfung der Durchschlagsfestigkeit ergaben sich 400 V.
Beispiel 5:
Mit einer Polyesterfolie mit 2 μm Dicke und 20 mm Breite wird ein Paket aus 5 HTS-Drähten auf BSCCO 2223 Basis helixartig umwickelt. Der Überlapp beträgt 50%. Die Isolationsdicke wurde zu 4 μm gemessen. Bei Prüfung der Durchschlagsfestigkeit ergaben sich 0,9 kV.
Beispiel 6:
Mit einer Polyesterfolie mit 2 μm Dicke und 10 mm Breite wird ein HTS-Dünnschichtdraht mit YBCO Beschichtung helixartig umwickelt. Der Überlapp beträgt 50%. Die Isolationsdicke beträgt 4 μm.

Claims

Ein elektrisch isolierter, supraleitender Draht oder Verbundleiter oder Verbunddraht aus mehreren Drähten, dadurch gekennzeichnet dass die elektrische Isolation dünner ist als 10 μm und eine Spannungsfestigkeit von mindestens 50 V pro 1 μm Isolationsdicke aufweist.
Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation dünner ist als 7 μm.
Artikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation eine Durchschlagsfestigkeit von 100 V/μm Schichtdicke aufweist.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolation als Band aus einem Polymer helixartig um den Supraleiter Draht gewickelt ist.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolation aus Polyester besteht.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolation gleichzeitig als Schutzfunktion Anti-Korrosionseigenschaften aufweist.
Artikel nach Anspruch 6 mit einem Korrosionsschutz durch aliphatische Amine.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolation im Querschnitt überall gleich ist.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Aspektverhältnis des Drahtes von mehr als 2,5:1 die elektrische Isolation im Querschnitt überall gleich ist.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Supraleiter um einen Hochtemperatursupraleiter handelt mit einer Sprungtemperatur von >77 K.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Supraleiter um einen Hochtemperatursupraleiter handelt mit einer Sprungtemperatur von >77 K und einem Aspektverhältnis von mehr als 2,5:1.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Supraleiter um YBCO oder BSCCO 2223 handelt.
Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation ihre Eigenschaften der Dicke und Durchschlagsfestigkeit bei Temperaturen <77 K hat.
Elektrische Isolation für Hochtemperatur-Supraleiter Drähte mit einem Aspektverhältnis von mehr als 2,5:1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation dünner ist als 10 μm und eine Durchschlagsfestigkeit aufweist von mehr als 50 V/μm.
Elektrische Isolation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation dünner ist als 7 μm.
Elektrische Isolation nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie über den ganzen Querschnitt weniger als 10% in ihrer Dicke abweicht.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Isolation für elektrische Komposit-Leiter mit einem Aspektverhältnis von mehr als 2,5:1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne Polymer Folie mit einer Dicke von <10 μm, vorzugsweise <4 μm, helixartig um den Leiter gewickelt wird und die Wicklungen mindestens 20% überlappen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es die kontinuierliche Isolation im Durchlaufverfahren ohne Prozessunterbrechung auch über eine Verbundstelle oder eine gelötete Stelle erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet dass die elektrische Isolation Ihre Isolationsdicke auch über gelötete Stellen hinweg nicht vergrößert.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine gleichmäßige Isolationsdicke erlaubt über Ecken im Leiterquerschnitt.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Isolation für Supraleiter Drähte oder Verbundleiter oder Verbunddraht aus mehreren Drähten mit einem Aspektverhältnis von mehr als 2,51, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne Polymer Folie mit einer Dicke von <10 μm, vorzugsweise <4 μm, helixartig um den Leiter gewickelt wird, die Wicklungen mindestens 20% überlappen und eine Durchschlagsfestigkeit von 50 V/μm erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Supraleiter Hochtemperatursupraleiter mit einer Sprungtemperatur von >77 K sind.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass keine Anforderungen an die Maßhaltigkeit der HTS-Drähte gestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Isolationsfolie drahtseitig ein Klebstoff aufgebracht wird und zur Aushärtung weniger als 200°C Umgebungstemperatur notwendig sind.
Verfahren nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Isolationsfolie drahtseitig ein antikorrosive Eigenschaften aufweist.