DE102018206912A1 - Superconductor strand for installation in a busbar system element and use of such a superconductor strand in a busbar system element - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Supraleiterstrang zum Einbau in ein Stromschienensystemelement, welches umfasst: ein sich entlang des Stromschienensystemelements erstreckenden Gehäuse; einen Supraleiterstrang, welcher im Gehäuse entlang des Gehäuses verläuft, ein Verbindungstück am Ende des Supraleiterstrangs zum elektrischen Verbinden des Supraleiterstrangs mit einem weiteren Supraleiterstrang eines weiteren Stromschienensystemelements mit einem Gegenverbindungsstück, wobei der Supraleiterstrang einen Stapel mit einer Vielzahl übereinander gestapelter HTSL-Bänder aufweist und jedes HTSL Band mindestens eine Gutseite mit einem keramischen Material als HTSL sowie ein Substrat zum Tragen der Gutseite umfasst. Erfindungsgemäß sind nun als Besonderheit Abstandshalter zwischen den HTSL Bändern vorgesehen, so dass sich die HTSL Bänder nicht untereinander berühren. Dieses Merkmal erlaubt die Erhöhung der Anzahl von HTSL Bändern zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit des Gesamtsystems mit deutlich geringerer Ausprägung des Gesamtmagnetfelds als das bei dichter Packung mit eng aneinander liegenden HTSL-Bändern wäre.The invention relates to a superconductor strand for installation in a busbar system element, comprising: a housing extending along the busbar system element; a superconductor strand running in the housing along the housing, a connector at the end of the superconductor strand for electrically connecting the superconductor strand to another superconductor strand of another busbar system element with a mating connector, the superconductor strand comprising a stack of a plurality of stacked HTSC bands and each HTSL Band comprises at least one Gutseite with a ceramic material as HTSL and a substrate for supporting the Gutseite. According to the invention spacers between the HTSC bands are now provided as a special feature, so that the HTSL bands do not touch each other. This feature allows increasing the number of HTSC bands to increase the ampacity of the overall system with significantly less overall magnetic field than would be the case with closely packed HTSC bands.

Description

Die Erfindung betrifft ein Supraleiterstrang zum Einbau in ein Stromschienensystemelement. Ein solches Element umfasst: ein sich entlang des Stromschienensystemelements erstreckenden Gehäuse, einen Supraleiterstrang, welcher im Gehäuse entlang des Gehäuses verläuft und ein Verbindungstück am Ende des Supraleiterstrangs zum elektrischen Verbinden des Supraleiterstrangs mit einem weiteren Supraleiterstrang eines weiteren Stromschienensystemelements mit einem Gegenverbindungsstück.The invention relates to a superconductor strand for installation in a busbar system element. Such an element comprises: a housing extending along the busbar system element, a superconductor strand running in the housing along the housing, and a connector at the end of the superconductor strand for electrically connecting the superconductor strand to a further superconductor strand of another busbar system element with a mating connector.

Insbesondere betrifft die Erfindung sich auf eine technische Lösung zur Anordnung und Verlegung von Hochtemperatursupraleitern (HTSL) in elektrischen Stromschienensystemelementen, die für Hochstromzwecke eingesetzt werden und bei denen Gleichstrom im Bereich von Kiloampere bis zu Megaampere übertragen werden soll und deren Leitermaterial im Wesentlichen aus HTSL besteht, die im Nenntemperaturbereich unterhalb der sogenannten Sprungtemperatur den Gleichstrom verlustfrei leiten können. Diese HTSL liegen nicht in Drahtform sondern als Bandmaterial in üblichen Breiten von 4, 10, 12mm und geplant bis zu 100mm, sowie in Dicken von 30 bis 300µm vor. Die HTSL-Bänder werden zur Erreichung der erforderlichen hohen Stromtragfähigkeit des Systemelements zu Stapeln oder Bündeln zusammengefasst. Zumindest ein, meist aber mehrere Stapel ergeben dann einen Strang mit der Stromtragfähigkeit des Gesamtsystems. Sie werden mit einem Gehäuse umgeben, in dessen Inneren die zur Supraleitung erforderliche niedrige Temperatur herrscht und das nach Außen thermisch sehr gut isoliert ist. Die Isolierung besteht oft aus einem Vakuum, auch kombiniert mit zusätzlichen hochglanzverspiegelten Folien zur Isolierung der Strahlungswärme. Solche Gehäuse nennt man im Fachjargon Kryostate, sie ähneln im Prinzip dem Aufbau von Edelstahlthermosflaschen. Allerdings müssen sie für den beschriebenen Zweck wesentlich länger sein und zwei offene Enden aufweisen, an denen die HTSL der Stromschienenelemente untereinander verbunden werden und so zu längeren Strecken zusammengesetzt werden können.In particular, the invention relates to a technical solution for the arrangement and laying of high-temperature superconductors (HTSC) in electric busbar system elements which are used for high-current purposes and in which direct current in the range of kiloamps to megaamps is to be transmitted and whose conductor material consists essentially of HTSL. which in the nominal temperature range below the so-called transition temperature can conduct the DC loss without loss. These HTSL are not in wire form but as strip material in usual widths of 4, 10, 12mm and planned up to 100mm, and in thicknesses of 30 to 300μm ago. The HTSC tapes are combined to form the required high current carrying capacity of the system element into stacks or bundles. At least one, but usually several stacks then result in a strand with the current carrying capacity of the entire system. They are surrounded by a housing inside which the low temperature required for superconductivity prevails and which is thermally very well insulated to the outside. The insulation often consists of a vacuum, also combined with additional mirror-finished films to isolate the radiant heat. Such housings are called in the jargon cryostats, they are similar in principle to the structure of stainless steel thermos bottles. However, they must be much longer for the purpose described and have two open ends at which the HTSC of the busbar elements are interconnected and can be assembled to longer distances.

Im Folgenden werden handelsübliche Hochtemperatursupraleiterbänder (HTSL -Bänder) beschrieben, die mit allen hier genannten Merkmalen Bestandteil der der Erfindung sein können. HTSL Bänder bestehen im Wesentlichen aus einer auf einem metallischen Träger oder Substrat aufgebauten dünnen keramischen Schicht, die bei Unterschreitung der sogenannten Sprungtemperatur supraleitend wird. Die Schichten eines HTSL setzen sich je nach Anforderung, Hersteller oder Herstellverfahren unterschiedlich zusammen. In der Regel ist die supraleitende Schicht mit einer dünnen Silberschicht von 0,5-2µm beaufschlagt. Das fertige HTSL-Band kann zusätzlich noch galvanisch oder durch Laminieren mit einer Stabilisierung aus Kupfer beschichtet sein. Weiterhin kann der Leiter galvanisch oder durch Tauchen im Bad mit Lot beschichtet sein. Zum elektrischen Kontaktieren mit anderen HTSL Bändern empfehlen sich stets die auf der supraleitenden keramischen Schicht direkt kontaktierten metallischen Schichten aus elektrisch hochleitfähigem Material, da das Substrat im Vergleich dazu als hochohmig anzusehen ist. Als Unterscheidungsmerkmal in der Beschreibung wird die niederohmige HTSL Seite des Bandes als Gutseite bezeichnet wird. Im Falle einer Rundumbeschichtung mit Kupfer kann bei ausreichender Schichtdicke der Strom von der Gutseite auch auf die Rückseite, also den metallischen Träger geleitet werden, was aber mit ohmschen Widerstand behaftet ist, der durch Beschichtungsmaterial und Schichtdicke bestimmt wird.Hereinafter, commercially available high-temperature superconductor tapes (HTSC tapes) are described, which may be part of the invention with all the features mentioned here. HTSC strips essentially consist of a thin ceramic layer built up on a metallic support or substrate, which becomes superconducting when it falls below the so-called transition temperature. The layers of a HTSC are composed differently depending on requirements, manufacturers or production methods. As a rule, the superconducting layer is exposed to a thin silver layer of 0.5-2 μm. In addition, the finished HTSC tape may be electroplated or laminated by lamination with copper stabilization. Furthermore, the conductor can be galvanically coated or soldered by immersion in the bath with solder. For electrical contacting with other HTSC tapes, it is always advisable to use the metallic layers of highly electrically conductive material which are directly contacted on the superconducting ceramic layer, since the substrate must be regarded as having a high resistance in comparison. As a distinguishing feature in the description, the low-resistance HTS side of the tape is referred to as a good page. In the case of a circular coating with copper, with sufficient layer thickness, the current can also be conducted from the good side to the rear side, that is to say the metallic carrier, but this is associated with ohmic resistance, which is determined by the coating material and layer thickness.

Die supraleitende Schicht wird bei der Herstellung von HTSL-Bändern üblicherweise mittels physikalischen oder chemischen Verfahren einseitig auf den Träger aus Trägermaterial bzw. das Substrat aufgebracht. Als Träger kommen Nickel-Basislegierungen (HASTELLOY C-276) oder Wolfram-Nickellegierungen in Frage. Trägerbänder aus Wolfram-Nickellegierungen werden unter anderem einer Glühbehandlung unterzogen und gegebenenfalls auch vorstrukturiert. Verfahrensbedingt sind sie daher vergleichsweise dünn, typisch <= 60µm, und weich. Dadurch sind sie sehr empfindlich und können bei der späteren Handhabung leicht beschädigt werden oder degradieren. Um Handhabung und die Stromtragfähigkeit zu verbessern, werden solche Leiter mit ihren die jeweiligen Rückseiten bildenden Trägern zusammenlaminiert. Es entsteht ein Doppelleiter mit verbesserter Steifigkeit, Stromtragfähigkeit und Handhabbarkeit. Der Doppelleiter weist im Unterscheid zu Einzelleiter zwei Gutseiten auf. In einigen Fällen wird die supraleitende Schicht des handelsüblichen Einzelleiters, der dem Doppelleiter zugrunde liegt, mittels chemischer Verfahren hergestellt und zeigt in Lötversuchen eine hohe Druckempfindlichkeit. Der Leiter degradiert dann schon bei vergleichsweise geringer Druckbeaufschlagung. Daher verlangt dieser Leiter sowohl bei der Verlötung als auch bei der Stromübertragung von einem Verbinderteil auf das nächste Verbinderteil andere Voraussetzungen als der einseitig zu nutzende Einzelleiter, basierend auf Hastelloysubstrat und physikalischer Beschichtung.The superconducting layer is usually applied on one side to the carrier of carrier material or the substrate in the production of HTSC strips by means of physical or chemical methods. Suitable supports are nickel-base alloys (HASTELLOY C-276) or tungsten nickel alloys. Carrier tapes of tungsten-nickel alloys are subjected to, among other things, an annealing treatment and possibly also pre-structured. Due to the process, they are therefore comparatively thin, typically <= 60μm, and soft. As a result, they are very sensitive and can be easily damaged or degraded during subsequent handling. In order to improve handling and current carrying capacity, such conductors are laminated together with their backs forming the respective carriers. The result is a double conductor with improved stiffness, current carrying capacity and handling. The double conductor has in contrast to individual conductors on two Gutseiten. In some cases, the superconducting layer of the commercial single conductor based on the double conductor is produced by chemical methods and exhibits high pressure sensitivity in soldering tests. The conductor then degrades even at comparatively low pressure. Therefore, this conductor requires different conditions in terms of both soldering and power transmission from one connector part to the next connector part than the one-sided single-conductor based on Hastelloysubstrat and physical coating.

Werden die HTSL-Bänder in Stapeln geschichtet, so beeinflussen sie sich gegenseitig über das selbst erzeugte Magnetfeld, in der Form, dass sich die Stromtragfähigkeit jedes einzelnen HTSL-Bandes umso mehr reduziert je höher das Magnetfeld, dem es an seiner Stapelposition ausgesetzt ist. Dieser Effekt muss bei der Berechnung der Stromtragfähigkeit des Gesamtsystems immer berücksichtigt werden, wird aber in der folgenden Beschreibung der Einfachheit und Verständlichkeit wegen ausgelassen. Um die Stromtragfähigkeit des späteren Gesamtsystems nicht negativ zu beeinflussen, dürfen auch im Verbinder die Abstände der einzelnen HTSL-Bänder nicht geringer werden als im weiteren Schienenverlauf. Es darf kein Flaschenhals entstehen, Aufweitungen dagegen sind unkritisch und stellen kein Problem dar.When stacked in stacks, the HTSL tapes mutually influence each other via the self-generated magnetic field in such a way that the current carrying capacity of each individual HTSC tape decreases the more the higher the magnetic field to which it is exposed at its stacking position. This effect must always be taken into account when calculating the ampacity of the overall system, but will be described in the following description omitted for simplicity and clarity. In order not to adversely affect the current carrying capacity of the later overall system, the distances of the individual HTSC strips in the connector must not be lower than in the further course of the rail. There must be no bottleneck, but widening is not critical and does not pose a problem.

Die Stromtragfähigkeit der HTSL ist begrenzt und wird üblicherweise bei einer Temperatur von 77 K (-196 °C) für einen von fremden Magnetfeldern > 60 µT unbeeinflussten einzelnen Leiter, gemessen und angegeben. Die Stromtragfähigkeit eines HTSL hängt sowohl von der Temperatur als auch von dem Magnetfeld ab, dem er ausgesetzt wird. Werden mehrere HTSL parallel betrieben, so erzeugen in Bezug auf einen betrachteten Leiter die benachbarten Leiter fremde Magnetfelder, die die Stromtragfähigkeit im betrachteten Leiter beeinflussen: Je tiefer die Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur des HTSL liegt, desto höher wird die Stromtragfähigkeit des HTSL. Je stärker das Magnetfeld ist dem ein Leiter ausgesetzt wird desto schwächer ist seine Stromtragfähigkeit. Daraus ergeben sich für einen wirtschaftlichen Einsatz der HTSL die Forderungen die Temperatur so niedrig wie möglich zu wählen und den Einfluss des Magnetfeldes zu minimieren. Damit ist es möglich die Stromtragfähigkeit zu maximieren, um den Bedarf am HTSL und damit die Kosten für HTSL zu senken. Bei gleichbleibendem Strom sinkt mit größerer räumlicher Ausdehnung der HTSL-Stapel die Stärke des Magnetfelds und damit der Bedarf an HTSL. Es steigen aber die Kosten für den größeren Kryostat und es steigt der Wärmeintrag von außen in das System und somit der Aufwand für die Kühlung. Daraus folgt, dass man den Kryostat nicht beliebig groß machen kann, da der Einsparungseffekt an HTSL Material von den höheren Kosten für Kryostat und den höheren Kühlbedarf aufgezehrt würde.The current carrying capacity of the HTSC is limited and is usually measured and reported at a temperature of 77 K (-196 ° C) for a single conductor uninfluenced by external magnetic fields> 60 μT. The current carrying capacity of a HTSC depends on both the temperature and the magnetic field to which it is exposed. If several HTSCs are operated in parallel, the adjacent conductors generate external magnetic fields with respect to a considered conductor, which influence the current carrying capacity in the considered conductor: the lower the temperature lies below the critical temperature of the HTSC, the higher the current carrying capacity of the HTSC. The stronger the magnetic field to which a conductor is exposed, the weaker its current carrying capacity. This results in an economical use of the HTSL the demands to choose the temperature as low as possible and to minimize the influence of the magnetic field. This makes it possible to maximize current carrying capacity to reduce the need for HTSL and thus the cost of HTSC. If the current remains the same, the HTSC stack will decrease the strength of the magnetic field and thus the need for HTSC with a larger spatial extent. But it increases the cost of the larger cryostat and it increases the heat input from the outside into the system and thus the cost of cooling. It follows that one can not make the cryostat arbitrarily large, since the saving effect at HTSL material would be consumed by the higher costs for cryostat and the higher cooling requirement.

Für das Ziel minimaler Gesamtkosten eines supraleitenden Stromschienensystems ergeben sich die Auslegungsgrenzen hierzu folglich durch die optimierte Auslegung der drei Kostenfaktoren: HTSL (Anzahl); Kryostat (Größe und Wärmeeintrag) und Kältebereitstellung (Temperaturniveau).For the goal of minimal overall costs of a superconducting conductor rail system, the design limits therefore result from the optimized design of the three cost factors: HTSL (number); Cryostat (size and heat input) and cold provision (temperature level).

Für ein praxistaugliches Stromschienensystem gibt es weitere Anforderungen an die Anordnung der HTSL, welche bislang nicht realisiert waren und daher die erfindungsgemäß gewünschten Anwendungen verhinderten:

  • - Die Sicherheitsreserve für den Überstromfall muss möglichst klein gehalten werden können.
  • - Der HTSL darf an keiner Stelle die erforderliche Auslegungstemperatur überschreiten-Delaminierung durch schlagartige Gasbildung muss ausgeschlossen sein.
  • - Die beim Abkühlen entstehende Schrumpfung darf nicht zu derartigen Scherspannungen im Supraleiter führen, dass Delaminierung, also eine Ablösung von einzelnen Schichten vom Substrat auftreten kann.
  • - Die beim Abkühlen entstehende Schrumpfung darf nicht zu derartigen mechanischen Spannungen im Leiter führen, dass die Stromtragfähigkeit signifikant beeinträchtigt wird.
  • - Es muss möglich sein die Stapel sowohl horizontal als auch vertikal in einem engen Bogen um die Ecke zu führen um eine sinnvolle Installation in Gebäuden zu ermöglichen.
  • - Die HTSL müssen so im Strang gehalten sein, dass durch die elektromagnetische Kraftwirkung beim maximalen Stromdurchfluss keine degradierende Verformung entsteht, so dass die Stromtragfähigkeit des gesamten HTSL-Strangs erhalten bleibt.
For a practical busbar system, there are other requirements for the arrangement of the HTSC, which were not yet realized and therefore prevented the applications desired according to the invention:
  • - The safety reserve for the overcurrent case must be kept as small as possible.
  • - The HTSL must not exceed the required design temperature at any point - delamination due to sudden gas formation must be excluded.
  • - The resulting shrinkage during cooling must not lead to such shear stresses in the superconductor that delamination, ie a detachment of individual layers from the substrate may occur.
  • - The shrinkage on cooling must not lead to such mechanical stresses in the conductor that the current carrying capacity is significantly impaired.
  • - It must be possible to guide the stacks both horizontally and vertically in a tight arc around the corner to allow a sensible installation in buildings.
  • - The HTSL must be kept in line so that the electromagnetic force effect at the maximum current flow no degrading deformation, so that the current carrying capacity of the entire HTSL strand is maintained.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Supraleiterstrang zum Einbau in ein Stromschienensystemelement sowie eine Verwendung eines solchen Supraleiterstrangs in einem Stromschienensystemelement anzugeben.It is therefore an object of the present invention to provide an improved superconductor strand for installation in a busbar system element as well as a use of such a superconductor strand in a busbar system element.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Supraleiterstrang zum Einbau in ein Stromschienensystemelement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie einer Verwendung eines solchen Supraleiterstrangs in einem Stromschienensystemelement mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a superconductor strand for installation in a busbar system element having the features of the main claim and a use of such a superconductor strand in a busbar system element having the features of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Der vorgeschlagene Supraleiterstrang ist bestimmt zum Einbau in ein Stromschienensystemelement. Dieses weist zunächst ein Stabilität gebendes und den Kryostat bildendes Gehäuse auf, welches sich entlang des Stromschienensystemelements erstreckt. Ein Supraleiterstrang verläuft im Gehäuse entlang des Gehäuses und steht am seinen Enden vorzugsweise über das Gehäuse hinaus. Wie in der Einleitung beschrieben, weist der Supraleiterstrang eine Vielzahl nebeneinander verlaufender HTSL-Bänder auf. Nebeneinander bedeutet in der Regel, dass die Bänder gestapelt übereinander liegen. Jedes der HTSL Bänder weist nun eine Gutseite mit einem keramischen Material als HTSL auf einem Substrat als Träger auf. Unter diese Formulierung fällt demzufolge sowohl das Einzelleiter-Band mit einseitig HTSL beschichteten Träger, also auch das Doppelleiterband mit HTSL Schichten auf beiden Seiten des HTSL Bandes.The proposed superconductor strand is intended for installation in a busbar system element. This initially has a stability-giving and the cryostat forming housing, which extends along the busbar system element. A superconductor strand runs in the housing along the housing and preferably protrudes beyond the housing at its ends. As described in the introduction, the superconductor strand has a multiplicity of HTSC bands running side by side. Side by side usually means that the tapes are stacked on top of each other. Each of the HTSC bands now has a good side with a ceramic material as HTSL on a substrate as a carrier. Accordingly, this formulation includes both the single-conductor band with single-sided HTSC-coated carrier, and thus also the double-conductor band with HTSC layers on both sides of the HTSC band.

Ferner ist ein Verbindungsstück am Ende des Supraleiterstrangs vorgesehen, der typischerweise das Gehäuse überragt. Das Verbindungsstück dient dem elektrischen Verbinden des Supraleiterstrangs mit einem weiteren Supraleiterstrang eines weiteren Stromschienensystemelements mit einem passenden Gegenverbindungsstück. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um die Enden der einzelnen HTLS Bänder des Strangs.Further, a connector at the end of the superconductor strand is provided, which typically projects beyond the housing. The connector serves to electrically connect the superconductor strand with another superconductor strand of another busbar system element with a matching mating connector. In the simplest case, these are the ends of the individual HTLS bands of the strand.

Erfindungsgemäß sind nun als Besonderheit Abstandshalter zwischen den HTSL Bändern vorgesehen, so dass sich die HTSL Bänder nicht untereinander berühren. Dieses Merkmal erlaubt die Erhöhung der Anzahl von HTSL Bändern zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit des Gesamtsystems mit deutlich geringerer Ausprägung des Gesamtmagnetfelds als das bei dichter Packung mit eng aneinander liegenden HTSL-Bändern wäre. Diese Abstandshalter widersprechen auf dem ersten Blick dem Fachmann geläufigen Auslegungen: Bei Anwendungen in der Supraleitung handelt es sich meist um Magnetanwendungen in Forschung und Medizin. Dort ist es das Ziel möglichst hohe Magnetfelder zu erzeugen, was häufig viele Spulenwindungen auf engstem Raum erfordert, bei kleinem Strom. Dadurch müssen die HTSL in solchen Anwendungen sehr eng und dicht an dicht beieinander liegen. Eine geringere Stromtragfähigkeit durch den Magnetfeldeinfluss wird durch eine größere Windungszahl und sehr tiefe Temperaturen kompensiert, die bis in den Bereich von Flüssighelium gehen. Dazu werden sehr teuere Kryostate und sehr teuere Anlagen zu Kältebereitstellung benötigt. Außerdem benötigt man HTSL-Bänder mit sehr großen Längen.According to the invention spacers between the HTSC bands are now provided as a special feature, so that the HTSL bands do not touch each other. This feature allows increasing the number of HTSC bands to increase the ampacity of the overall system with significantly less overall magnetic field than would be the case with closely packed HTSC bands. These spacers contradict at first glance familiar interpretations: Applications in superconductivity are mostly magnetic applications in research and medicine. There, the goal is to generate the highest possible magnetic fields, which often requires many turns of coil in a confined space, with low power. As a result, the HTSC in such applications must be very close and close to each other. A lower current carrying capacity due to the magnetic field influence is compensated by a larger number of turns and very low temperatures, which reach into the range of liquid helium. This requires very expensive cryostats and very expensive equipment for cooling. You also need HTSL bands with very long lengths.

Will man bei der Übertragung von hohen bis sehr hohen Strömen von Kiloampere bis hin zu Megaampere die Hochtemperatureigenschaft der Supraleiter ausnutzen und mit Flüssigstickstoff kühlen, ist es in den Anwendungen der Hochtemperatursupraleitung (HTSL) aufgrund der begrenzten Stromtragfähigkeit einzelner HTSL sinnvoll, den Flüssigstickstoff zu unterkühlen und die Stärke des auf die einzelnen HTSL wirkende Magnetfeld möglichst klein zu halten. Mit etwas Mehraufwand in der Kältetechnik, wie beispielsweise in der DE 1 98 50 911 C2 beschrieben, kann der Flüssigstickstoff von 77 Kelvin bis 64 Kelvin unterkühlt und dadurch die Stromtragfähigkeit des HTSL verbessert werden. Mit den Gasen Neon, Wasserstoff oder Helium kann sogar noch tiefer gekühlt werden, allerdings steigt der Aufwand für die Kühlung und die Wärmeisolation erheblich.If one wants to exploit the high-temperature property of superconductors in the transmission of high to very high currents of kiloamps up to megaamps and cool with liquid nitrogen, it is useful in the applications of high temperature superconductivity (HTSC) due to the limited current carrying capacity of individual HTSL, the liquid nitrogen to undercool and To keep the strength of the magnetic field acting on the individual HTSL as small as possible. With some extra work in refrigeration, such as in the DE 1 98 50 911 C2 described, the liquid nitrogen can be undercooled from 77 Kelvin to 64 Kelvin and thereby the current carrying capacity of the HTSL can be improved. With the gases neon, hydrogen or helium can be cooled even deeper, but the cost of cooling and heat insulation increases significantly.

Eine Möglichkeit zur Reduzierung des Magnetfelds ergibt sich durch Änderung der Geometrie der HTSL-Stapel. Die Stärke des Magnetfeldes B berechnet sich bei einem runden Leiterbündel mit der Formel B = μ 0 ∗ μ r ∗ I 2 ∗ π ∗ r

Figure DE102018206912A1_0001
wobei r eine geometrische Größe ist und für den Radius des Bündels steht. Je größer der Radius r wird umso kleiner wird die Stärke des Feldes B. Daraus folgt analog, dass die Feldstärke B, die an den Supraleitern angreift umso kleiner ist, je größer man die Geometrie der HTSL-Stapel wählt. Bei gleichem Strom wird also die Querschnittsfläche der HTSL-Anordnung größer. Damit sinkt die technische Stromdichte des Gesamtquerschnitts, doch die Stromtragfähigkeit der einzelnen HTSL-Bänder steigt. Nummerische Berechnungen an einem Beispiel einer einpoligen Schiene für 20.000 Ampere (20 kA) Gleichstrom haben gezeigt, dass man im Vergleich eines Stapels von 12 mm x 24mm mit 96 Stück HTSL bei 77 Kelvin auf nur noch 46 Stück HTSL verteilt auf zwei Stapel in einem Querschnitt von 64mm x 64mm bei 70 Kelvin kommen kann (siehe 1a & 1b). Im Gegensatz zu den Anwendungen bei Magneten stellt dieser Ansatz bezüglich der Baugröße in den meisten Anwendungen für Hochstromschienen kein Problem dar, da meist genügend Platz vorhanden ist, spart aber rund die Hälfte der HTSL-Kosten ein. Die gewählte Geometrie ist immer ein Kompromiss zwischen Ausnutzung größtmöglicher Stromtragfähigkeit der HTSL-Bänder und möglichst kleiner Baugröße des Gesamtsystems aus HTSL-Strang und Kryostat. Es gibt aber noch weitere Gründe warum die HTSL-Bänder auf Abstand gehalten werden sollten:One way to reduce the magnetic field is by changing the geometry of the HTSC stacks. The strength of the magnetic field B is calculated for a round conductor bundle with the formula B = μ 0 * μ r * I 2 * π * r
Figure DE102018206912A1_0001
 where r is a geometric size and represents the radius of the bundle. The larger the radius r becomes, the smaller is the strength of the field B. It follows analogously that the greater the geometry of the HTSC stack, the smaller the field strength B which acts on the superconductors. With the same current, therefore, the cross-sectional area of the HTSC arrangement becomes larger. Thus, the technical current density of the total cross-section decreases, but the current carrying capacity of the individual HTSC bands increases. Numerical calculations on an example of a 20,000 ampere (20 kA) direct current single pole rail have shown that, compared to a stack of 12mm x 24mm with 96 pieces of HTSL at 77 Kelvin, only 46 pieces of HTSL are distributed on two stacks in a cross section can come from 64mm x 64mm at 70 Kelvin (see 1a & 1b). In contrast to magnet applications, this size approach is not a problem in most high-current rail applications because there is usually enough space, but saves about half of the HTSC cost. The chosen geometry is always a compromise between the utilization of the highest possible current-carrying capacity of the HTSC strips and the smallest possible size of the entire system consisting of HTSL strand and cryostat. But there are other reasons why the HTSL bands should be kept at a distance:

Bei dichtgepackten HTSL-Stapeln (1a) besteht die Gefahr, dass Flüssiggas in die kapillaren Spalte zwischen den HTSL-Bändern eindringt. Liegt nun ein lokal begrenzter Fehler im Schichtaufbau eines einzelnen HTSL-Bandes 1 vor, verbunden mit einem lokalen Einbruch der Stromtragfähigkeit, so kann an dieser Stelle besonders viel Wärme entstehen und schlagartig Gas entstehen lassen. Eine hundertprozentige Kontrolle der Stromtragfähigkeit der einzelnen HTSL-Bänder durch direkte Messung kann bei der Vielzahl der erforderlichen HTSL-Bänder die Kosten sehr stark erhöhen. Daher kommt für die häufigsten industriellen Anwendungen nur eine statistische Kontrolle anhand von Stichproben in Frage. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit von Einbrüchen in der Stromtragfähigkeit zwar verringert werden, sie können bei HTSL-Bändern aber trotzdem nie ganz ausgeschlossen werden. Bei HTSL ohne ausreichende Stabilisierungsschicht kann sich dabei die HTSL-Schicht vom Substrat lösen und einzelne HTSL können stark beschädigt werden. Diese Defekte können einen Dominoeffekt bewirken, so dass andere HTSL-Bänder Überstrom führen müssen und so in ebenfalls Mitleidenschaft gezogen werden können. Durch einen Abstand und durch geeignete Gestaltung der Zwischenlagen und der Abstandhalter besteht Gefahr der Delaminierung durch schlagartige Gasbildung nicht. Eine Sicherheitsreserve in Form von zusätzlichen HTSL-Bändern muss für diesen Fall nicht mehr vorgesehen werden.For densely packed HTSL stacks ( 1a ) there is a risk that liquid gas penetrates into the capillary gaps between the HTSC bands. If there is now a locally limited error in the layer structure of a single HTSC strip 1, combined with a local collapse of the current-carrying capacity, it is possible at this point to generate a great deal of heat and abruptly generate gas. A 100% control of the current carrying capacity of the individual HTSC bands by direct measurement can greatly increase the costs for the large number of HTSC bands required. Therefore, for the most common industrial applications, only random sampling control is feasible. Although this can reduce the likelihood of power-load drops, they can never be completely ruled out in HTSC bands. In the case of HTSC without a sufficient stabilization layer, the HTSC layer can detach from the substrate and individual HTSCs can be severely damaged. These defects can cause a domino effect, so that other HTSL bands must have overcurrent and thus be affected as well. By a distance and by suitable design of the intermediate layers and the spacer there is no risk of delamination by sudden gas formation. A safety reserve in the form of additional HTSC bands does not have to be provided for this case.

Erfindungsgemäß werden die HTSL-Bänder 1 im einzelnen Stapel 1a an den flachen Seiten mittels Zwischenlagen 2 (siehe 1c) untereinander auf Abstand gehalten. Diese können im Vergleich zu den HTSL kostengünstig aus nichtleitendem oder leitendem Material hergestellt werden. According to the HTSL bands 1 in the individual stack 1a on the flat sides by means of intermediate layers 2 (see 1c ) kept at a distance from each other. These can be inexpensively made of non-conductive or conductive material compared to the HTSC.

Wenn sich die einzelnen HTSL Bänder nicht berühren, wird eine lokale Überhitzung an Fehlstellen durch Wärmeabfuhrprobleme verhindert. Wird ein Supraleiter nicht ausreichend gekühlt verliert er zunächst einen Teil seiner Stromtragfähigkeit um bei Überschreiten der kritischen Sprungtemperatur TC seine supraleitende Fähigkeit ganz zu verlieren. Bei Magnet- oder Kabelanwendungen und beim Stromschienensystem ist es das Ziel den HTSL immer unter der maximalen Auslegungstemperatur zu halten, selbst im Falle eines geringen Überstroms von 10-20%. Für HTSL wird in der Spezifikation eine Stromtagfähigkeit IC min bei 77 Kelvin im Eigenfeld angegeben. Die Angabe bezieht sich auf einen Widerstand der einen Spannungsfall von 1 µV pro cm Länge bei IC min ergeben würde. Daraus ergib sich eine Verlustleistung von PV = 1 µV * IC min , die eine geringe Menge an Joule 'scher Wärme erzeugt. Im Falle eines Gleichstromes von 500 Ampere ergeben sich beispielsweise nur 0,05 Watt pro Meter Länge. Diese Wärme wird vom Substrat und von der Kupferschutzschicht aufgenommen und an das Kühlmedium abgegeben. Lägen die HTSL dicht beieinander könnte das Kühlmedium nicht mehr strömen und ein Wärmeaustauch mit dem Kühlmedium wäre behindert. Eine lokale Übertemperatur in benachbarten HTSL-Bändern wäre nicht ausgeschlossen. Die Wärmeleitung in und durch das Substrat ist vergleichsweise gering, die Wärmeleitung in und durch die Stabilisierungsschicht aus Kupfer auf der mit supraleitenden Material beschichteten Seite ist dagegen gut, je nach Dicke der Stabilisierungsschicht. Dort sorgt die Wärmekapazität des Kupfers zunächst für einen verlangsamten Temperaturanstieg.If the individual HTSL tapes do not touch, local overheating at defects is prevented by heat removal problems. If a superconductor is not adequately cooled, it first loses part of its current carrying capacity in order to completely lose its superconducting ability when the critical critical temperature TC is exceeded. For magnetic or cable applications and the busbar system, the goal is to always keep the HTSL below the maximum design temperature, even in the case of a low overcurrent of 10-20%. For HTSL the specification specifies a current tag capability IC min at 77 Kelvin in the self field. The figure refers to a resistance that would result in a voltage drop of 1 μV per cm length at IC min. This results in a power loss of PV = 1 μV * IC min, which generates a small amount of Joule 's heat. In the case of a direct current of 500 amps, for example, only 0.05 watts per meter of length result. This heat is absorbed by the substrate and the copper protective layer and released to the cooling medium. If the HTSC were close together, the cooling medium could no longer flow and a heat exchange with the cooling medium would be hindered. Local overtemperature in adjacent HTSC bands would not be excluded. The heat conduction into and through the substrate is comparatively low, but the heat conduction into and through the stabilizing layer of copper on the side coated with superconducting material is good, depending on the thickness of the stabilizing layer. There, the heat capacity of the copper initially ensures a slower rise in temperature.

Aus diesem Grund ist bevorzugt, dass zwischen Abstandshalter und den flachen Seiten der HTSL Bänder nur eine Linienberührung, also allenfalls eine linienartige Berührungsfläche, vorliegt. Der Abstandshalter soll also nicht durch großflächiges Anliegen die Wärmeabfuhr behindern. Es hat sich gezeigt, dass eine Materialbreite des Abstandshalters von 10 mm bereits als großflächig betrachtet werden muss, insbesondere bei geringer Stärke der Substrat- bzw. Stabilisierungsschicht von 20µm oder weniger. Als Linienberührung im Sinn der Erfindung gilt hier eine Linienbreite von max. 2 mm, vorzugsweise max. 1 mm und insbesondere vorzugsweise max. 0,2 mm. Dabei soll vorzugsweise die Linienberührung im Wesentlichen quer zur Längsrichtung der HTSL Bänder verlaufen, also um mindestens 45°, vorzugsweise 60° und insbesondere vorzugsweise 75° zur Längsachse. Ein leicht realisierbarer und stabiler Aufbau ergibt sich, wenn die Abstandshalter an den flachen Seiten der HTSL Bänder anliegen und nicht beispielsweise nur an deren Räder die HTSL Bänder festhalten.For this reason, it is preferred that between spacers and the flat sides of the HTSL bands only one line contact, so at most a line-like interface is present. The spacer should not hinder the heat dissipation by large concerns. It has been shown that a material width of the spacer of 10 mm must already be considered as large-area, in particular with a low thickness of the substrate or stabilization layer of 20 μm or less. As line contact within the meaning of the invention here is a line width of max. 2 mm, preferably max. 1 mm and in particular preferably max. 0.2 mm. In this case, the line contact is preferably to extend substantially transversely to the longitudinal direction of the HTSC bands, ie by at least 45 °, preferably 60 ° and in particular preferably 75 ° to the longitudinal axis. An easily realizable and stable construction results when the spacers abut against the flat sides of the HTSL bands and not hold the HTSL bands only at the wheels, for example.

Eine Biegsamkeit um die flache Kante der Bänder, Verdrehbarkeit um die Längsachse des Stapels und verbesserte Stauchbarkeit des Supraleiterstrangs zum Ausgleich der Wärmedehnung ergibt sich, wenn die einzelnen HTSL Bänder zumindest in Richtung ihrer Längsachse gegeneinander verschiebbar sind.Flexibility about the flat edge of the tapes, rotatability about the longitudinal axis of the stack, and improved compressibility of the superconductor strand to compensate for thermal expansion results when the individual HTSL tapes are slidable relative to each other at least in the direction of their longitudinal axis.

Vorzugsweise sind die Abstandshalter als zwischen benachbarten HTSL Bändern liegendes Wellband ausgestaltet, ähnlich der namensgebenden Zwischenlage bei der Wellpappe. Es stützen sich dabei die Wellenberge und Wellentäler des Wellbandes gegen die benachbarten HTSL Bänder ab und die Wellen verlaufen in Richtung der Längsachse. Wenn dabei vorzugsweise nur die Wellenberge stofflich mit dem jeweiligen HTSL Band verbunden sind, ist einerseits die gewünschte relative Beweglichkeit der HTSL Bänder gegeneinander gegeben, während die Abstandshalter unverlierbar gelagert sind. Dies ist später in 2a - 2c dargestellt.Preferably, the spacers are configured as a corrugated web lying between adjacent HTSL bands, similar to the eponymous liner in the corrugated board. The wave crests and wave troughs of the corrugated strip are supported against the adjacent HTSC strips and the waves run in the direction of the longitudinal axis. If preferably only the wave crests are materially connected to the respective HTSC band, on the one hand the desired relative mobility of the HTSC bands is given to one another, while the spacers are mounted captive. This is later in 2a - 2c shown.

Im Wesentlichen haben die Abstandshaltern die Aufgabe, die HTSL Bänder auf Abstand zu halten. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn diese auch von den Abstandshaltern gehalten werden, die Halter also dem Stapel seine eigene Stabilität verleihen. Dies ist beispielsweise bei den folgenden beiden Ausgestaltungen gegeben:Essentially, the spacers have the task to keep the HTSL bands at a distance. In addition, it is advantageous if they are also held by the spacers, the holder so give the stack its own stability. This is for example given in the following two embodiments:

Dabei sind ein einer Ausgestaltung Abstandshalter als jeweils zwischen benachbarten HTSL Bändern liegende wellenförmiger Drähte ausgebildet. Diese Variante ist später in 2d dargestellt. Dabei stehen die Wellenberge über den einen seitlichen Rand der HTSL Bänder und die Wellentäler über den anderen seitlichen Rand der HTSL Bänder hervor. Im Berg bzw. Tal ergeben sich Öffnungen zwischen den Drähten und den Rändern. Dabei sind alle Drähte in Richtung der Höhe des Stapels übereinander angeordnet, wobei in den über die Ränder der HTSL Bänder hervorstehenden Öffnungen in Höhe des Stapels sich erstreckende Fixierdrähte eingesetzt sind, welche die HTSL Bänder in den wellenförmigen Drähten fixieren. Wenn diese an ihrem unteren und oben Ende umgebogen sind, werden die einzelnen HTSL Bänder zusammengehalten. Alternativ kann dies auch durch einen Faden erfolgen, der ähnlich einer Naht nacheinander durch die Öffnungen gefädelt ist.In this case, a spacer spacers are each formed as each lying between adjacent HTSL bands wavy wires. This variant is later in 2d shown. Here, the wave peaks protrude over the one side edge of the HTSL bands and the troughs over the other lateral edge of the HTSL bands. In the mountain or valley there are openings between the wires and the edges. In this case, all the wires are arranged one above the other in the direction of the height of the stack, wherein fixing wires extending in the height of the stack in the openings projecting beyond the edges of the HTSL bands are used, which fix the HTSC bands in the wave-shaped wires. If these are bent at their lower and upper end, the individual HTSL bands are held together. Alternatively, this can also be done by a thread which is threaded through the openings in succession, similar to a seam.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Abstandshalter einstückig als gewellte Fläche ausgestaltet ist, dessen Wellenberge über den einen Rand der HTSL Bänder und dessen Wellentäler über den anderen Rand der HTSL Bänder hervorstehen, so dass sich Öffnungen zwischen den Wellenbergen und den Rändern ergeben. Diese Variante ist später in 2e dargestellt. Dabei sind aber parallel zueinander verlaufenden Schlitze im der gewellten Fläche vorgesehen, die sich von den Wellenbergen nur bis oberhalb der Wellentäler erstrecken. In diese Schlitze sind nun jeweils die HTSL Bänder eingeschoben und gehalten. Auch hier sind gegebenenfalls in die über die Ränder der HTSL Bänder hervorstehenden Öffnungen in Höhe des Stapels sich erstreckende Fixierdrähte eingesetzt sind, welche die HTSL Bänder in der gewellten Fläche Wellblech fixieren. Wenn diese an ihrem unteren und oben Ende umgebogen sind, werden die einzelnen HTSL Bänder zusammengehalten. Alternativ erfolgt auch hier das beschriebene Vernähen.In a further embodiment, the spacers are configured in one piece as a corrugated surface, the wave peaks of which protrude beyond one edge of the HTSC strips and their wave troughs over the other edge of the HTS strips that openings between the wave crests and the edges arise. This variant is later in 2e shown. In this case, however, slots extending parallel to one another are provided in the corrugated surface, which extend from the wave crests only to above the wave troughs. The HTSL bands are now inserted and held in these slots. Here, too, extending in the amount of the stack extending fixing wires are optionally inserted into the projecting beyond the edges of the HTSC bands openings fixing the HTSC bands in the corrugated surface corrugated iron. If these are bent at their lower and upper end, the individual HTSL bands are held together. Alternatively, the described sewing is done here as well.

Vorzugsweise weist der Supraleiterstrang eine bewegliche Käfigstruktur auf, in welcher die HTSL Bänder mit den Abstandshaltern derart gehalten werden, dass sowohl unter Umgebungstemperaturen als auch unter Betriebstemperaruten unter Kühlmittel die HTSL Bänder über ihre Länge eine Welligkeit um ihre biegeschlaffe Kante aufweisen. Eine solche Struktur ist unter 3a - 3c und 4a und 4b erläutert. Das für die HTSL-Stränge erforderliche Schrumpfmaß bei Abkühlung von Umgebungs- auf Betriebstemperatur kann somit komplett durch den HTSL-Strang innerhalb eines Systemelementes ausgeglichen werden kann, indem der Strang mindestens um das Maß der Schrumpfung länger hergestellt wird und in Form vom Longitudinalwellen im Innenrohr des Kryostaten verlegt wird,. Die Biegeachsen der Wellenbögen liegen so, dass die HTSL-Bänder über ihre Länge über die biegeschlaffe flache Kante gebogen und dadurch mit minimaler Biegespannung beansprucht werden. Diese Wirkung kann offensichtlich auch ohne Verwendung der Abstandshalter erreicht werden, da sie unabhängig von deren Vorteil ist, also der Reduktion der Stärke des Magnetfeldes. Wenn diese Reduktion aufgrund der Anordnung der HTSL Bänder oder der Stromstärke nicht geboten ist, wird der Fachmann darauf verzichten. Wichtig ist hier jedoch, dass die HTSL Bänder zumindest in Richtung ihrer Längsachse gegeneinander verschiebbar sind.Preferably, the superconductor strand has a moveable cage structure in which the HTSL strips are held with the spacers such that both under ambient temperatures and under operating temperatures with coolant, the HTSL strips have a ripple about their pliable edge along their length. Such a structure is under 3a - 3c and 4a and 4b explained. The Schrumpfmaß required for the HTSC strands on cooling from ambient to operating temperature can thus be completely compensated by the HTSL strand within a system element by the strand is made longer by at least the extent of shrinkage and in the form of longitudinal waves in the inner tube of the Cryostat is relocated. The bending axes of the wave arches are such that the HTSL bands are bent over their length over the pliable flat edge and thus stressed with minimal bending stress. Obviously, this effect can also be achieved without using the spacers, since it is independent of their advantage, ie the reduction of the strength of the magnetic field. If this reduction is not warranted due to the placement of the HTSL tapes or the current, the skilled person will dispense with this. However, it is important here that the HTSL strips are displaceable relative to one another at least in the direction of their longitudinal axis.

Vorzugsweise weist der Supraleiterstrang mehrere gleichartige parallel nebeneinander verlaufende Stapel von HTSL Bändern mit Abstandhaltern auf, mit einem Abstandsband, welches zwischen den beiden Stapeln verläuft und mit Linienkontakt gegen die seitlichen Ränder der HTSL Bänder drückt. Durch die Verteilung der einzelnen HTSL Bänder auf mehrere Stapel sinkt die Stärke des Magnetfeldes. Jedoch müssen untereinander die Stapel seitlich ebenfalls auf Abstand gehalten werden. Das geschieht an der hohen Kante der HTSL-Bänder vorzugsweise mit einem Abstandsband, das stark genug ist um die seitlich wirkenden Stromkräfte zwischen den Leiterstapeln aufzunehmen, das aber auch durchlässig für das Kühlmedium ist.Preferably, the superconductor strand has a plurality of similar parallel spaced apart stacks of HTSL strips with spacers, with a spacer strip extending between the two stacks and pressing against the lateral edges of the HTSL strips with line contact. Due to the distribution of the individual HTSL bands on several stacks, the strength of the magnetic field decreases. However, the stacks must also be kept at a distance from one another laterally among each other. This is preferably done at the high edge of the HTSL bands with a spacer band that is strong enough to receive the laterally acting current forces between the conductor stacks, but which is also permeable to the cooling medium.

Vorzugsweise ist der Supraleiterstrang um die biegeschlaffe Kante der HTSL Bänder gebogen, insbesondere um 90°, um dem gewünschten und gegebenen Verlauf einer Installation, z. B.: um Gebäudeecken folgen zu können. Da aber nur ein Bogen um die biegeschlaffe Kante der HTSL Bänder bildbar ist, wird vorgeschlagen, dass der Supraleiterstrang im geradlinigen Verlauf der Stromschiene um seine eigene Längsachse um 90° tordiert. Dies wird erst durch den erfindungsgemäßen bandartigen Aufbau ermöglicht. Damit kann ein Bogen in jede beliebige Richtung gebaut werden. Ferner können Verbindungselemente zwischen den einzelnen Stromschienensystemelementen in die gleiche Ausrichtung gebracht werden um verbindbar zu sein. Diese Wirkung kann offensichtlich auch ohne Verwendung der Abstandshalter erreicht werden, da sie unabhängig von deren Vorteil ist, also der Reduktion der Stärke des Magnetfeldes. Wenn diese Reduktion aufgrund der Anordnung der HTSL Bänder oder der Stromstärke nicht geboten ist, wird der Fachmann darauf verzichten. Schließlich wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Supraleiterstrangs vorgeschlagen zum Einbau in ein Stromschienensystemelement, mit einem sich entlang des Stromschienensystemelements erstreckenden Gehäuse; dem Supraleiterstrang, welcher im Gehäuse entlang des Gehäuses verläuft, einem Verbindungstück am Ende des Supraleiterstrangs zum elektrischen Verbinden des Supraleiterstrangs mit einem weiteren Supraleiterstrang eines weiteren Stromschienensystemelements mit einem Gegenverbindungsstück. Es ergibt sich somit ein Stromschienensystemelement, welches vielseitig und einfach verbaubar ist. Dabei verbleibten die durch Wärmedehnung verursachten Ausdehnungen bzw. Schrumpfungen des erfindungsgemäßen Supraleiterstrangs in jedem einzelnen Element und addieren sich nicht über die Länge der ganzen aus zahlreichen Elementen zusammengesetzten Stromschiene auf.Preferably, the superconductor strand is bent around the pliable edge of the HTSC strips, in particular by 90 ° to the desired and given course of an installation, for. B .: to follow building corners. However, since only one arc can be formed around the pliable edge of the HTSC strips, it is proposed that the superconductor strand be twisted in the rectilinear course of the busbar about its own longitudinal axis by 90 °. This is made possible only by the band-like construction according to the invention. This allows a bow to be built in any direction. Furthermore, connecting elements between the individual busbar system elements can be brought into the same orientation in order to be connectable. Obviously, this effect can also be achieved without using the spacers, since it is independent of their advantage, ie the reduction of the strength of the magnetic field. If this reduction is not warranted due to the placement of the HTSL tapes or the current, the skilled person will dispense with this. Finally, the use of the superconductor strand according to the invention is proposed for installation in a busbar system element, with a housing extending along the busbar system element; the superconductor strand, which runs in the housing along the housing, a connecting piece at the end of the superconductor strand for electrically connecting the superconductor strand to a further superconductor strand of a further busbar system element with a mating connector. This results in a busbar system element, which is versatile and easy to install. In this case, caused by thermal expansion or shrinkage of the superconductor strand according to the invention remained in each individual element and do not add up over the length of the whole composed of numerous elements busbar.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Ausführungsbeispielen erläutert.The invention will be explained below with exemplary embodiments.

1a zeigt den Querschnitt eines mit HTSL-Bändern 1 dicht gepackten Stapels 1a ohne weitere Zwischenräume zwischen den einzelnen HTSL-Bändern 1 als Grundlage zur Berechnung der Gesamtstromtragfähigkeit des Stapels. Die Höhe H des Stapels 1a ergibt sich aus der Einzeldicke der HSTL-Bänder 1 und deren Anzahl und die Breite b des Stapels 1a aus der Breite der HTSL-Bänder 1. 1a shows the cross section of a tightly packed with HTSC bands 1 stack 1a without further spaces between the individual HTSC bands 1 as Basis for calculating the total current carrying capacity of the stack. The height H of the stack 1a results from the single thickness of the HSTL strips 1 and their number and the width b of the stack 1a from the width of the HTSC strips 1.

1b zeigt den Querschnitt eines mit HTSL-Bändern 1 und Zwischenräumen aus zwei Stapeln 1a zusammensetzten Strangs 1b mit Zwischenräumen zwischen den einzelnen HTSL-Bändern 1 als Grundlage zur Berechnung der Gesamtstromtragfähigkeit des Stapels. Die Höhe H des Stapels 1a ergibt sich aus der Einzeldicke der HSTL-Bänder 1, deren Anzahl und der Anzahl und Höhe der Zwischenräume. Die Gesamtbreite B des Strangs 1b ergibt sich aus der Breite b der HTSL-Bänder 1, der Anzahl der Stapel 1a und der Weite W des Zwischenraums zwischen den Stapeln 1a. 1b Figure 3 shows the cross-section of a strand 1b composed of HTSC strips 1 and spaces of two stacks 1a with spaces between the individual HTSC strips 1 as a basis for calculating the total current carrying capacity of the stack. The height H of the stack 1a results from the single thickness of the HSTL bands 1, their number and the number and height of the spaces. The overall width B of the strand 1b is given by the width b of the HTSC strips 1, the number of stacks 1a and the width W of the gap between the stacks 1a.

1c zeigt den Querschnitt eines Stapels mit HTSL-Bändern 1 mit eingelegten Zwischenlagen 2. Liegt die Zwischenlage 2 großflächig an dem HTSL an, kann das zu Wärmeabfuhrproblemen führen. Sind die Stellen von nur geringer Ausdehnung, wie beispielsweise bei einer Linienberührung aus 2b, so wird die lokal fehlende Benetzung mit Kühlmedium leicht durch die Wärmeleitung in die gut benetzten Nachbarbereiche der Kupferstabilisierung ausgeglichen. Die Wärmeabfuhr aus der Stabilisierungsschicht erfolgt durch direkten Kontakt des Kühlmediums mit dem HTSL Bandmaterial. 1c shows the cross section of a stack with HTSL bands 1 with inserted intermediate layers 2. If the intermediate layer 2 on a large area at the HTSL, this can lead to heat dissipation problems. Are the locations of only small extent, such as in a line contact 2 B , so the local lack of wetting with cooling medium is easily compensated by the heat conduction into the well-wetted neighboring areas of copper stabilization. The heat removal from the stabilization layer takes place by direct contact of the cooling medium with the HTSC strip material.

2a zeigt in der Seitenansicht einen Stapel 1a mit wechselweise geschichteten HTSL-Bändern 1 und gewellten Abstandshaltern bzw. Zwischenlagen 2, wobei die Ebenen mit senkrechter Projektion der Wellenform senkrecht auf den Planebenen der HTSL-Bänder stehen und sich die Zwischenlagen 2 und die HTSL-Bänder 1 an den Stellen 20 nur lose in Form von Linien oder kleinen Flächen - im Falle von trapezförmiger Formgebung des Abstandshalters - berühren. 2a shows in side view a stack 1a with alternately layered HTSC bands 1 and corrugated spacers or intermediate layers 2, wherein the planes with perpendicular projection of the waveform are perpendicular to the Plktenen the HTSL bands and the intermediate layers 2 and the HTSL bands. 1 at points 20 only loosely in the form of lines or small areas - in the case of trapezoidal shape of the spacer - touch.

2b zeigt das Detail des Aufbaus aus 2a mit den HTSL-Bändern 1 und den gewellten Abstandshaltern bzw. Zwischenlagen 2 mit den Stellen 20 in Linienkontakt, an denen sich die Lagen bei Krafteinwirkung durch Stromfluss untereinander stützen. 2 B shows the detail of the construction 2a with the HTSC bands 1 and the corrugated spacers or intermediate layers 2 with the points 20 in line contact, in which the layers are supported by force flow due to current flow with each other.

2c zeigt analog zu 2b einen Aufbau bei dem jeweils ein HTSL-Band 1 mit jeweils einer gewellten Zwischenlage 2 bzw. Abstandshalter an den Stützstellen der beiden Lagen stoffschlüssig so verbunden ist wie an der Stelle 21 gezeigt. Die verbundenen Lagen liegen nur lose auf dem benachbarten Lagenverbund, so wie an der Stelle 20 gezeigt. 2c shows analogously to 2 B a structure in which in each case a HTSC tape 1, each with a corrugated intermediate layer 2 and spacers at the support points of the two layers is materially connected as shown at the point 21. The bonded layers are only loosely on the adjacent layer composite, as shown at point 20.

Als Zwischenlagen bzw. Abstandshalter 2 zwischen den HTSL Bändern kommen vorzugsweise Wellbänder 2 in Frage, so wie man beispielsweise die Zwischenschicht von der Wellpappe kennt. Im Stand der Technik sind gewellte Abstandhalter in bifilaren Spulen aus HTSL-Bändern. Die gewellten Bänder können sowohl aus nichtleitendem als auch aus leitendem Material kostengünstig hergestellt werden, beispielsweise aus kältebeständigen Kunststofffolien für mehrpolige Stromschienen oder aus dünnem Metallband für monopolare Stromschienen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung aus 2b wird die Zwischenlage 2 mit den benachbarten HTSL-Bändern 1 nicht form- oder stoffschlüssig verbunden, so dass sich alle Lagen eines Stapels gegeneinander verschieben können.As spacers or spacers 2 between the HTSL bands are preferably corrugated strips 2 in question, as one knows, for example, the intermediate layer of the corrugated board. In the prior art are corrugated spacers in bifilar coils of HTSC bands. The corrugated strips can be produced inexpensively both from non-conductive and from conductive material, for example, from cold-resistant plastic films for multi-pole busbars or thin metal strip for monopolar busbars. In an advantageous embodiment 2 B the intermediate layer 2 is not positively or materially connected to the adjacent HTSC bands 1, so that all layers of a stack can move against each other.

Auch bei teilweiser stoffschlüssiger Verbindung 21 aus 2c ist Beweglichkeit der Wellbänder 2 gegeneinander gegeben. Es ist eine stoffschlüssige Verbindung von einem einzelnen HTSL und einer einzelnen Zwischenlage 2 in Form eines gewellten Bandes möglich und bietet als eine mögliche Ausgestaltung den Vorteil einer erleichterten Montage, da das HTSL-Band 1 und die Zwischenlage 2 eine Baugruppe bilden. Die Zwischenlage 2 kann für diesen Fall bei gleichem Abstand zwischen den HTSL-Bändern 1 aus dünnerem Material gefertigt werden, als die im Stapel lose eingelegten Zwischenlagen aus 2b. Falls die Zwischenlage 2 und die stoffliche Verbindung aus gut leitfähigem Material bestehen, beispielsweise aus Kupfer und Weichlot, bietet diese Ausgestaltung den Vorteil einer zusätzlichen mechanischen, elektrischen und thermischen Stabilisierung des HTSL. Der stoffschlüssige Verbund aus dem HTSL-Band 1 und der gewellten Zwischenlage 2 berührt den benachbarten Verbund nur lose in einer linienförmigen Berührungsfläche an den Stellen 20.Even with partial cohesive connection 21 off 2c is mobility of the corrugated 2 against each other. It is a cohesive connection of a single HTSL and a single intermediate layer 2 in the form of a corrugated band possible and offers as a possible embodiment the advantage of easier assembly, since the HTSC tape 1 and the intermediate layer 2 form an assembly. The intermediate layer 2 can be made of thinner material for this case at the same distance between the HTSC bands 1, as the loosely inserted in the stack liners 2 B , If the intermediate layer 2 and the material connection consist of highly conductive material, for example of copper and soft solder, this embodiment offers the advantage of additional mechanical, electrical and thermal stabilization of the HTSC. The cohesive composite of the HTSC tape 1 and the wavy intermediate layer 2 touches the adjacent composite only loosely in a line-shaped contact surface at the points 20.

2d zeigt einen weiteren geeigneten Aufbau aus mehreren gewellten Abstandshaltern 2 mit draht- bzw. kreisförmigen Querschnitt 3, wobei die Ebenen mit senkrechter Projektion der Wellenform parallel zu den Planebenen der HTSL-Bänder angeordnet sind. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zwischenlagen 2 so gestaltet, dass sich die senkrechte Projektionsebene der Wellenform parallel zur Planebene des HTSL-Bandes befindet. Die wellenförmigen Zwischenlagen können dadurch aus Rundmaterial gefertigt werden, was speziell für die Großserienfertigung bedeutend die Kosten senken kann. Ähnlich wie in der Textilindustrie mit den bekannten Herstellungsmethoden mittels Kett- und Schussfäden, können hiermit Strukturen aufgebaut werden, mit denen sehr kurze Produktionszeiten für große Mengen erreicht werden. Dargestellt ist die Zwischenlage 2 als „Kettfaden“ und die Öffnungen 4, 5 für quer zu HTSL-Bändern und Zwischenlagen verlaufenden, nicht dargestellten Fixierdrähten oder - stegen, die ein seitliches Herausgleiten der HTSL-Bänder verhindern. Miteinander verbunden bilden diese Stege den oder die „Schussfäden“, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Das Material wird für monopolare Stromschienen elektrisch leitend oder nichtleitend und für mehrpolige Stromschienen als elektrisch nicht leitendendes Material ausgewählt. 2d shows another suitable structure of a plurality of corrugated spacers 2 with wire or circular cross-section 3, wherein the planes are arranged with perpendicular projection of the waveform parallel to the Plktenen the HTSC bands. In this advantageous embodiment, the intermediate layers 2 are designed so that the vertical projection plane of the waveform is parallel to the plane plane of the HTSC tape. The wave-shaped intermediate layers can be made of round material, which can significantly reduce costs especially for mass production. Similar to the textile industry with the known production methods by means of warp and weft threads, structures can be constructed herewith which achieve very short production times for large quantities. Shown is the intermediate layer 2 as a "warp" and the openings 4, 5 for transverse to HTSC bands and intermediate layers extending, not shown Fixierdrähten or - webs that prevent lateral slipping out of the HTSC bands. Connected to each other form these webs or the "weft threads", which are not shown for reasons of clarity. The material is selected for monopolar busbars electrically conductive or non-conductive and for multi-pole busbars as electrically non-conductive material.

2e zeigt einen weiteren geeigneten Aufbau eines einstückigen gewellten Abstandshalters 2, der mit Schlitzen 3 von begrenzter Tiefe in der Wellenform die Aufnahme der HTSL-Bänder ermöglicht. Die Ebenen mit senkrechter Projektion der Wellenform sind parallel zu den Planebenen der HTSL-Bänder angeordnet. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist der wellenförmige Abstandhalter 2 einstückig so gestaltet, dass sich die senkrechte Projektionsebene der Wellenform parallel zur Planebene des HTSL-Bandes befindet. Der wellenförmigen Abstandhalter ermöglicht mit Schlitzen 3 von begrenzter Tiefe in der Wellenform die Aufnahme der HTSL-Bänder. Zwischen den seitlichen Kanten der HTSL-Bänder und den Wellengipfeln der Zwischenlage befinden sich Öffnungen 4 für quer zu HTSL-Bändern und der Zwischenlage verlaufenden, nicht dargestellten Fixierdrähten oder -stegen, mit denen das seitliche herausgleiten der HTSL-Bänder verhindert wird, die HTSL-Bänder aber in Längsrichtung beweglich bleiben. Der Abstandshalter 2 kann in flacher Form als Halbzeug, aber auch in bereits gewellter Form mit den Schlitzen 3 versehen werden. Das Material wird für monopolare Stromschienen elektrisch leitend oder nichtleitend und für mehrpolige Stromschienen als elektrisch nicht leitendendes Material ausgewählt. 2e shows another suitable structure of a one-piece corrugated spacer 2 that with slits 3 of limited depth in the waveform allows the recording of HTSL bands. The planes with perpendicular projection of the waveform are arranged parallel to the plane edges of the HTSC bands. In this advantageous embodiment of the wave-shaped spacer 2 integrally designed so that the vertical projection plane of the waveform is parallel to the plane plane of the HTSC band. The wavy spacer allows with slots 3 of limited depth in the waveform recording the HTSL bands. There are openings between the lateral edges of the HTS tapes and the corrugations of the intermediate layer 4 for transverse to HTSC bands and the intermediate layer, not shown fixing wires or webs, with which the lateral sliding out of the HTSL bands is prevented, but the HTSC bands remain movable in the longitudinal direction. The spacer 2 can be in flat form as semi-finished, but also in already wavy shape with the slots 3 be provided. The material is selected for monopolar busbars electrically conductive or non-conductive and for multi-pole busbars as electrically non-conductive material.

3a - 3b betreffen den Fall, dass untereinander erfindungsgemäße Stapel seitlich auf Abstand zueinander gehalten werden müssen. Das geschieht an der hohen Kante der HTSL-Bänder vorzugsweise mit Abstandbändern 3, die stark genug sind um die seitlich wirkenden Stromkräfte zwischen den Leiterstapeln aufzunehmen, die aber auch durchlässig für das Kühlmedium sind. Durch die seitlichen Halter 4, die durch Umbiegen der seitlichen von den Abstandbändern 3 überstehenden Laschen 31 befestigt werden, entsteht eine Struktur, die die aus HTSL-Bändern 1 und Abstandshaltern 2 gebildeten Stapel käfigartig umfasst. Die Öffnung 32 lässt genügend Öffnungsquerschnitt frei, um ein Durchströmen des Querschnitts mit Kühlmittel zu ermöglichen. Die Stege 34 sind so dimensioniert, dass sie die seitlichen Anziehungskräfte, die sich aus dem Stromfluss durch die HSTL ergeben, ausreichend abstützen können. Des Weiteren sorgen die Stege 34 beim Durchfluss des Kühlmittels für eine Wirbelströmung, die das Kühlmittel erfindungsgemäß auch quer durch die gestapelten HTSL-Bänder und Abstandshalter 2 strömen lässt. Die Art der Umfassung lässt genügend Spielraum um den HTSL-Bändern 1 und den Abstandshaltern 2 eine Relativbewegung in axialer Richtung der Käfigstruktur (senkrecht zum Querschnitt) mit geringem Kraftaufwand zu ermöglichen. Gleichzeitig ist die Struktur durch die Ausführung als biegeschlaffes Bauteil in Zick-Zack-Trapez-Bauweise in hohem Maß in axialer Richtung dehn- und komprimierbar, senkrecht zur Längsachse biegbar und um die Längsachse tordierbar, ohne sich plastisch zu verformen, unter Einhaltung der geforderten Stützkräfte in Belastungsrichtung. Die Struktur wird für monopolare Stromschienensysteme vorzugsweise aus nicht rostendem Edelstahlblech dünner Stärke gefertigt. Für mehrpolige Systeme wird die Struktur vorzugsweise aus dünnen und formbaren Isoliermaterial gefertigt. 3a - 3b relate to the case that each stack according to the invention must be kept laterally spaced from each other. This happens at the high edge of the HTSL bands, preferably with spacer bands 3 that are strong enough to absorb the laterally acting current forces between the conductor stacks, but which are also permeable to the cooling medium. Through the side holders 4 By bending the lateral of the spacer bands 3 protruding tabs 31 be attached, a structure is created, which consists of HTSL bands 1 and spacers 2 formed stack comprises a cage. The opening 32 leaves enough opening cross section to allow flow through the cross section with coolant. The bridges 34 are dimensioned to adequately support the lateral attractive forces resulting from the flow of current through the HSTL. Furthermore, the webs provide 34 in the flow of the coolant for a turbulent flow, the coolant according to the invention also across the stacked HTSC belts and spacers 2 to flow. The type of embracing leaves enough leeway around the HTSL bands 1 and the spacers 2 to allow a relative movement in the axial direction of the cage structure (perpendicular to the cross section) with little effort. At the same time, the structure is stretchable and compressible to a high degree in the axial direction by the design as a pliable component in zigzag trapezoidal construction, perpendicular to the longitudinal axis and twistable about the longitudinal axis, without deforming plastically, while maintaining the required support forces in loading direction. The structure is preferably made of stainless steel sheet of thin thickness for monopolar busbar systems. For multi-pole systems, the structure is preferably made of thin and moldable insulating material.

3a zeigt den Querschnitt eines mit HTSL-Bändern 1, Abstandshalter 2 und Abstandhalter 3 aus zwei Stapeln voll aufgebauten Strangs 1a. 3a shows the cross section of one with HTSC bands 1 , Spacers 2 and spacers 3 from two stacks of fully assembled strand 1a.

3b zeigt die Seitenansicht der käfigartigen Struktur im gesteckten Zustand, die die Stapel aus HTSL-Bändern 1 und Abstandshalter 2 umfasst. Die Struktur besteht aus einem langesteckten, bandförmigen Halbzeug, das quer zu Achsrichtung entlang von Perforationen 33 annähernd zu einer Zick-Zack-Trapez-Form gekantet wird und den Haltern 4, die durch Umbiegen der Laschen 31 am Abstandbänder 3 befestigt sind. 3b shows the side view of the cage-like structure in the inserted state, the stacks of HTSC bands 1 and spacers 2 includes. The structure consists of a long, band-shaped semi-finished product that is transverse to the axis along perforations 33 is folded almost to a zig-zag trapezoidal shape and the holders 4 by bending the tabs 31 at the distance bands 3 are attached.

3c zeigt in isometrischer Darstellung einen voll aufgebauten gerade gestreckten Strang mit zwei Stapeln 1a, bestehend aus HTSL-Bändern, Abstandshalter und Abstandband 3 aus dünnem gekantetem Material mit Perforationen 33, seitlichen Haltern 4 und umgebogenen Laschen 31. 3c shows in isometric view a fully constructed straight stretched strand with two stacks 1a consisting of HTSL straps, spacers and spacer tape 3 made of thin edged material with perforations 33 , lateral holders 4 and bent tabs 31 ,

4a zeigt schematisch den supraleitenden Strang 11 mit seitlichen rein schematisch dargestellten seitlichen Haltern 4 im Kryostaten 5. Der schematisch dargestellte Kryostat besteht aus mit dem Außenrohr 51, dem Isoliervakuum 52 und dem Innenrohr 53 und der Wärmebrücke 54. Im Inneren des Innenrohres 53 liegt der supraleitende Strang 11 in Wellenform mit kleinem Wellenradius r, wie er nach der Montage bei Umgebungstemperatur vorliegt. 4a schematically shows the superconducting strand 11 with side diagrammatically shown side supports 4 in the cryostat 5 , The cryostat shown schematically consists of the outer tube 51 , the insulating vacuum 52 and the inner tube 53 and the thermal bridge 54 , Inside the inner tube 53 lies the superconducting strand 11 in waveform with a small wave radius r, as it is after installation at ambient temperature.

4b zeigt schematisch den supraleitenden Strang 12 mit seitlichen Haltern 4 im Kryostaten 5. Der schematisch dargestellte Kryostat besteht aus mit dem Außenrohr 51, dem Isoliervakuum 52 und dem Innenrohr 53 und der Wärmebrücke 54. Im Inneren des Innenrohres 53 liegt der supraleitende Strang 12 in Wellenform mit großem Wellenradius R, wie er nach Erkalten auf Arbeitstemperatur der Supraleiter vorliegt. 4b schematically shows the superconducting strand 12 with side holders 4 in the cryostat 5 , The cryostat shown schematically consists of the outer tube 51 , the insulating vacuum 52 and the inner tube 53 and the thermal bridge 54 , Inside the inner tube 53 lies the superconducting strand 12 in waveform with large wave radius R, as it exists after cooling to working temperature of the superconductor.

4a und 4b betreffen das Problem der Schrumpfung bzw. Wärmedehnung: Die Montage der HTSL zu kompletten Stapeln und der Einbau in die Stromschienenelemente, sowie der Montage der Stromschienenelemente zu einem Stromschienensystem größerer Länge erfolgt bei Normaltemperatur im Bereich von 10-30°C, was 283 -303 Kelvin entspricht. Bei der späteren Abkühlung des Systems auf die vorgesehen Betriebstemperatur, bis zu 64 Kelvin bei der Kühlung mit Stickstoff, schrumpfen die HTSL-Bänder 1, die Abstandshalter 2 und die Abstandbänder 3, um ca. 3 bis 4 Promille. Bei der Kühlung auf unter 64 Kelvin mit Neon, Wasserstoff oder Helium sogar noch mehr. Das muss bei der Montage, die im Warmen erfolgt, bereits berücksichtigt werden. Im Gegensatz zu Magnetanwendungen handelt es sich bei Stromschienen und Kabel um langgestreckte Baugruppen von mehreren Metern bis mehreren tausend Metern Länge. Die Schrumpfung durch Kälte im Kryostat muss ausgeglichen werden, was bei Stromschienen und Kabeln in aller Regel durch Kompensatoren im Innenrohr der Kryostate geschieht. Diese Kompensatoren gleichen die Verkürzung des Innenrohres aus. Die Außenrohre bleiben, im Rahmen von bei Rohren bekannten Fest - und Loslagerungen zum Ausgleich der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen, im Wesentlichen auf Ihren vorgesehenen geometrischen Positionen. Die HTSL im Inneren müssen aber auf jeden Fall einen Längenausgleich haben, da Sie zwischen unveränderlichen geometrischen Positionen der Endverschlüsse des Kryostats eingespannt sind. Das geschieht im Stand der Technik bei Kabeln über Nachführsysteme, bei denen ein Ausgleichsbogen, ähnlich einem Posaunenlauf, während der Abkühlung mit definierter Geschwindigkeit und Wegstrecke mechanisch nachgeschoben wird. Bei Stromschienen, die aus einzelnen Elementen und mit gelöteten Zwischenverbindungen der HTSL zusammengesetzt sind kann dieses System nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand angewandt werden. 4a and 4b concern the problem of shrinkage or thermal expansion: The assembly of the HTSL to complete stacks and the installation in the busbar elements, as well as the mounting of the busbar elements to a conductor rail system of greater length is carried out at normal temperature in the range of 10-30 ° C, which is 283 -303 Kelvin equivalent. During the subsequent cooling of the system to the intended operating temperature, up to 64 Kelvin cooling with nitrogen, shrink the HTSL bands 1 , the spacers 2 and the spacers 3 , around. 3 to 4 Per thousand. When cooling on under 64 Kelvin with neon, hydrogen or helium even more. This must already be taken into account in the assembly, which takes place in the warm. Unlike magnetic applications it is For busbars and cables to elongated modules from several meters to several thousand meters in length. The shrinkage due to cold in the cryostat must be compensated, which is usually the case of busbars and cables by compensators in the inner tube of the cryostat. These compensators compensate for the shortening of the inner tube. The outer tubes essentially remain at their intended geometrical positions within the framework of fixed and floating bearings known from pipes for compensating for seasonal temperature fluctuations. The HTSL inside must, however, in any case have a length compensation, since they are clamped between invariable geometric positions of the end seals of the cryostat. This is done in the prior art in cables via tracking systems in which a leveling bow, similar to a trombone barrel, mechanically nachgeschoben during cooling at a defined speed and distance. For busbars, which are composed of individual elements and with soldered interconnections of HTSL this system can not be applied or only with great effort.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das für die HTSL-Stränge erforderliche Schrumpfmaß komplett durch den HTSL-Strang innerhalb eines Systemelementes ausgeglichen werden kann, indem der Strang mindestens um das Maß der Schrumpfung länger hergestellt wird und in Form vom Longitudinalwellen im Innenrohr des Kryostaten verlegt wird, wie in 4a schematisch dargestellt. Die Biegeachsen der Wellenbögen liegen so, dass die HTSL-Bänder über ihre Länge über die biegeschlaffe flache Kante gebogen und dadurch mit minimaler Biegespannung beansprucht werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Länge, die Radien und die Geometrie des HTSL-Strangs im Innern in Verbindung mit dem Innendurchmesser des Innenrohres so gewählt, dass der Strang selbst bei der tiefsten zu erwartenden Temperatur immer noch eine Wellenform beibehält, wie in 4b schematisch dargestellt. Die Wellenform im geschrumpften Zustand des Strangs 12 weist größeren Radien auf als die Wellenform des Strangs 11 im Montagezustand bei Umgebungstemperatur. Die Wellenform 12 kann sich bei Wiederausdehnen nach Erwärmung in eine Wellenform mit kleineren Radien zurückformen. Das Beibehalten der Wellenform über die erforderliche Länge wird dadurch sichergestellt, dass die seitlichen Halter 4, schematisch dargestellt in den 4a und 4b, an der käfigartigen Struktur wechselweise so verlängert sind, das unter Zugkräften die vollständige Streckung des Strangs in axialer Richtung durch das Anliegen der Halter an der Innenfläche des Innenrohres behindert wird und so zwangsläufig immer eine Art Wellenform des Strangs im Innern des Kryostaten vorliegen muss. Durch die Wellenform des Strangs werden Zug-, Druck- und Biegekräfte über die Längsachse des HTSL-Strangs so klein gehalten, dass keine nennenswerte Degradation oder gar Zerstörung einzelner HTSL stattfindet. Voraussetzung dafür ist, dass die einzelnen HTSL untereinander nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind und sich unter geringen Reibkräften relativ zueinander bewegen können. Scherspannungen, wie sie in vergossenen oder komplett verlöteten Magnetspulen auftreten können und die eine Delamination, also das teilweise Ablösen von Bestandteilen der Beschichtung des HTSL, bewirken können, treten bei der losen Schichtung von HTSL-Bändern und Zwischenlagen erst gar nicht auf. Erfindungsgemäß ist der Abstandhalter, der die HTSL-Stapel auf Abstand hält, so gestaltet, dass er es ermöglicht die Stapel in Wellenform zu bringen und zu halten, ohne das schädigende Zug-, Druck- und Biegekräfte auf die in Stapeln zusammengefassten HTSL-Leiter wirken. Das wird dadurch erreicht, dass sich der Abstandhalter leicht und elastisch über Biegeachsen biegen lässt, die parallel zu den Achsen der Wellenradien liegen und somit auch parallel zu den Biegeachsen der über Länge und über die biegeschlaffe flache Kante gebogenen HTSL-Bänder liegen. This problem is inventively solved in that the shrinkage required for the HTSC strands can be completely compensated by the HTSL strand within a system element by the strand is made longer by at least the extent of shrinkage and in the form of longitudinal waves in the inner tube of the cryostat is relocated, as in 4a shown schematically. The bending axes of the wave arches are such that the HTSL bands are bent over their length over the pliable flat edge and thus stressed with minimal bending stress. In an advantageous embodiment, the length, the radii and the geometry of the HTSC strand inside in conjunction with the inner diameter of the inner tube are chosen so that the strand still maintains a waveform even at the lowest expected temperature, as in 4b shown schematically. The waveform in the shrunken state of the strand 12 has larger radii than the waveform of the strand 11 in the assembled state at ambient temperature. The waveform 12 Upon re-expansion, after heating, it may reform into a waveform with smaller radii. Maintaining the waveform over the required length is ensured by the fact that the lateral holders 4 , shown schematically in the 4a and 4b , on the cage-like structure are alternately extended so that under tensile forces the full extension of the strand in the axial direction is hindered by the concerns of the holder on the inner surface of the inner tube and so inevitably must always be a kind of waveform of the strand inside the cryostat. Due to the waveform of the strand tensile, compressive and bending forces over the longitudinal axis of the HTSL strand are kept so small that no appreciable degradation or even destruction of individual HTSC takes place. The prerequisite for this is that the individual HTSLs are not interconnected with one another and can move relative to one another under low frictional forces. Shear stresses, which can occur in potted or completely soldered magnet coils and which can cause a delamination, ie the partial detachment of components of the coating of the HTSC, do not even occur in the loose lamination of HTSC tapes and intermediate layers. According to the invention, the spacer which keeps the HTSL stacks at bay is designed to allow the stacks to be waved and held without the damaging tensile, compressive and bending forces acting on the stacked HTSC conductors , This is achieved by allowing the spacer to bend easily and elastically over bending axes which are parallel to the axes of the shaft radii and thus also parallel to the bending axes of the HTSL strips bent over the length and over the pliable flat edge.

5a zeigt schematisch den supraleitenden Strang 11 mit seitlichen Haltern 4 im gebogenen Kryostaten 5. Der schematisch dargestellte Kryostat besteht aus dem Außenrohr 51 mit dem Isoliervakuum 52 und dem Innenrohr 53 und der Wärmebrücke 54. Im Inneren des Innenrohrbogens 55, 56 liegt der supraleitende Strang 11 mit kleinem Radius r1 und r2, wie er nach der Montage bei Umgebungstemperatur vorliegt. 5a schematically shows the superconducting strand 11 with side holders 4 in the curved cryostat 5 , The cryostat shown schematically consists of the outer tube 51 with the insulating vacuum 52 and the inner tube 53 and the thermal bridge 54 , Inside the inner pipe bend 55 . 56 lies the superconducting strand 11 with small radius r1 and r2, as it is after installation at ambient temperature.

5b zeigt schematisch den supraleitenden Strang 12 mit seitlichen Haltern 4 im Kryostaten 5. Der schematisch dargestellte Kryostat besteht aus dem Außenrohr 51 mit dem Isoliervakuum 52 und dem Innenrohr 53 und der Wärmebrücke 54. Im Inneren des Innenrohrbogens 55, 56 liegt der supraleitende Strang 11 mit vergrößertem Radius R1 und R2, wie er nach der Abkühlung auf Betriebstemperatur vorliegt. 5b schematically shows the superconducting strand 12 with side holders 4 in the cryostat 5 , The cryostat shown schematically consists of the outer tube 51 with the insulating vacuum 52 and the inner tube 53 and the thermal bridge 54 , Inside the inner pipe bend 55 . 56 lies the superconducting strand 11 with increased radius R1 and R2, as it is after cooling to operating temperature.

Zur Verlegung in Installationsschächten kennt man aus dem Stand der Technik supraleitende Kabel gemäß EP1 818 946 oder DE 38 11 051 , bei dem supraleitenden Bänder oder Drähte spiralförmig um einen rohrförmigen Träger gewickelt sind. Es ist beschrieben, dass die HTSL sehr empfindlich auf Zug-, Druck- und Biegebelastungen reagieren, wenn sie sich nicht frei bewegen können. Der Aufbau von HTSL-Kabeln ist daher sehr gut abgestimmt auf einzuhaltende Mindestbiegeradien des Kabels. Diese sind in aller Regel so gewählt, dass man das Kabel noch auf sehr großen, transportablen Trommel auf- und abwickeln kann. Dadurch sind sowohl der maximale Kabeldurchmesser als auch die maximale Länge begrenzt. Bei der Verlegung in Gebäuden kommt es sehr oft auf verhältnismäßig kleine Biegeradien an. Dieser Zusammenhang ist bekannt aus geflanschten oder geschweißten Rohrinstallationen in Industrieanlagen. Analog dazu bestehen Installationen von Stromschienen aus vor Ort zusammengesetzten diskreten, vorgefertigten Rohrstücken, die als einzelne Elemente zu einem Rohrkryostaten zusammengesetzt werden. An den Stellen mit Richtungsänderungen sind sie mit vorgefertigten Winkelelementen versehen, die Bogenstücke aufweisen, deren Biegeradien wesentlich kleiner sind als die Biegeradien, die mit bekannten HTSL-Kabeln erreicht werden können. Diese Richtungsänderungen können in horizontalen Ebenen, in vertikalen Ebenen oder wechselweise in beiden Orientierungen der Ebenen liegen. Erfindungsgemäß wird diese Anforderung hier dadurch gelöst, dass das den gesamten Strang zusammenhaltende Abstandband, das die Einzelstapel im Falle von gleicher Stromrichtung gegeneinander abstützt und im Falle von ungleicher Stromrichtung zusammenhält, so gestaltet ist, dass er sich mitsamt der HTSL-Stapel durch den inneren Bogen eines Rohrbogenstückes des oben beschriebenen Rohrkryostaten durchführen lässt. Die Biegeachse der HTSL-Stapel bzw. - Bänder und des Abstandsbandes stehen dabei senkrecht auf einer Ebene, die durch den abgewinkelten Rohrkryostaten aufgespannt wird und liegt ungefähr im Bereich des Radiusmittelpunktes des Rohrbogens. Bei der Montage bei Umgebungstemperatur wird der Strang 11 mit seinem Außenradius r1 an den äußeren Radius 55 des Innenrohrbogens angenähert. Bei der Abkühlung auf Betriebstemperatur zieht sich der Stang zusammen, so dass er sich mit seinem Innenradius R2 an den inneren Radius 56 des Innenrohrbogens annähert.For installation in installation shafts known from the prior art superconducting cable according EP1 818 946 or DE 38 11 051 in which superconducting tapes or wires are spirally wound around a tubular support. It is described that the HTSLs are very sensitive to tensile, compressive and bending loads when they can not move freely. The construction of HTSC cables is therefore very well matched to the minimum bending radii of the cable to be maintained. These are usually chosen so that you can still handle the cable on very large, portable drum and unwind. As a result, both the maximum cable diameter and the maximum length limited. When laying in buildings, it is very often on relatively small bending radii. This relationship is known from flanged or welded pipe installations in industrial plants. Analogously, busbar installations consist of locally assembled discrete, prefabricated pipe sections which are assembled as individual elements to form a pipe cryostat. At the points of change of direction, they are provided with prefabricated angle elements which have elbows whose bending radii are substantially smaller than the bending radii which can be achieved with known HTSC cables. These changes of direction may be in horizontal planes, in vertical planes, or alternately in both orientations of the planes. According to the invention, this requirement is met here by the fact that the entire strand zusammenhaltende spacer band, which supports the single stack in the case of the same current direction against each other and holds together in the case of unequal current direction is designed so that he and the HTS stack through the inner bow a pipe bend piece of the above-described Rohrkryostaten can perform. The bending axis of the HTSL stack or bands and the spacer strip are perpendicular to a plane which is spanned by the angled pipe cryostat and is located approximately in the region of the radius center of the pipe bend. When mounting at ambient temperature, the strand becomes 11 with its outer radius r1 to the outer radius 55 of the inner pipe bend approximated. When cooled to operating temperature, the rod contracts, so that with its inner radius R2 it approaches the inner radius 56 of the inner pipe bend approximates.

6b zeigt die axiale Verdrehung des Strangs 1 auf einem geraden Teilstück in schematischer Darstellung. Die Drehwinkelstellung des einen Endes 2 unterscheidet sich von der Drehwinkelstellung des anderen Endes 3 um den für den jeweiligen Einbaufall notwendigen Winkel Alpha. Das HTSL Band wechselt von der horizontalen auf die vertikale Ebene. Die nach der oben beschriebenen Vorgehensweise hergestellten Winkelelemente des Rohrkryostaten könnten in der gleichen Ebene vergleichsweise einfach miteinander elektrisch gekoppelt werden, in dem die einzelnen HTSL mit ihren jeweiligen Gutseiten flach auf flach („face to face“) miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Löten. Wenn aber von der horizontalen in die vertikale Ebenen gewechselt werden muss, beispielsweise weil ein am Boden entlang geführtes Stromschienensystem mit horizontal angeordnetem Winkelelement von einem Stockwerk in ein höheres Stockwerk führen muss, so stehen sich die zu verbindenden Enden 2, 3 der HTSL-Stapel (1) um den Winkel zwischen den beiden Ebenen verdreht gegenüber, im Beispiel also um 90°. Somit lassen sich die HTSL nicht „face to face“ miteinander verbinden. 6b shows the axial rotation of the strand 1 on a straight section in a schematic representation. The angular position of one end 2 differs from the angular position of the other end 3 around the necessary angle Alpha for the particular installation case. The HTSL band changes from horizontal to vertical. The angle elements of the tube cryostat produced according to the procedure described above could be electrically coupled in the same plane comparatively easily with each other, in which the individual HTSL are connected flat with their respective Gutseiten flat ("face to face"), for example by soldering. However, if it is necessary to change from the horizontal to the vertical planes, for example because a busbar system guided along the ground with a horizontally arranged angle element has to lead from one floor to a higher floor, then the ends to be connected will stand 2 . 3 the HTSL stack ( 1 ) is rotated by the angle between the two planes, in this example by 90 °. Thus, the HTSL can not connect "face to face" with each other.

Diese Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, das das Abstandsband so gestaltet ist, dass es sich mitsamt der HTSL-Stapel auf einer Länge zwischen 0,2 und 3 Metern um den geforderten Winkel zwischen den Ebenen, im Beispiel also um 90° axial verdrehen lässt, ohne dabei auf die HTSL-Bänder schädliche Zug-, Druck-, Biege- und Torsionskräfte aufzubringen. Vorzugweise geschieht die Verdrehung in einem längeren geraden Abschnitt eines Winkelelementes. In 6b ist diese axiale Verdrehung auf einem geraden Teilstück schematisch dargestellt. Die Drehwinkelstellung des einen Endes 2 unterscheidet sich von der Drehwinkelstellung des anderen Endes 3 um den für den jeweiligen Einbaufall notwendigen Winkel Alpha. In 6b ist ein Verdrehwinkel von 90 Grad dargestellt. Als Nebeneffekt der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Abstandhalter und des Abstandsbandes als torsionsgerechte Konstruktion ergibt sich die Möglichkeit statt der longitudinalen Wellenform zum Schrumpfungsausgleich auch eine Wellenform durch wechselweises axiales Verdrehen des HTSL Strangs zu nutzen. Dabei werden die HTSL Bänder im Stapelinneren leicht gestaucht. Die käfigartige Abstandhalter muss dafür entsprechenen Platz und gegebenenfalls zusätzliche Vorkehrungen aufweisen, so dass Knicke unterhalb des Mindestbiegeradius der inneren HTSL-Bänder sicher vermieden werden.This problem is inventively solved in that the spacer tape is designed so that it can be twisted axially by 90 ° together with the HTS stack on a length between 0.2 and 3 meters by the required angle between the planes, in the example, without detrimental tensile, compressive, bending and torsional forces on the HTSL belts. Preferably, the rotation is done in a longer straight section of an angle element. In 6b This axial rotation is shown schematically on a straight section. The angular position of one end 2 differs from the angular position of the other end 3 around the necessary angle Alpha for the particular installation case. In 6b a twist angle of 90 degrees is shown. As a side effect of the inventive design of the spacers and the spacer strip as a torsion design results in the possibility instead of the longitudinal waveform for shrinkage compensation to use a waveform by alternately axial rotation of the HTSL strand. The HTSL tapes are slightly compressed in the stack interior. The cage-type spacers must have adequate space and, if necessary, additional provisions so that kinks below the minimum bending radius of the inner HTSL tapes are safely avoided.

Die Fig. zeigen, dass die HTSL-Stapel beispielsweise durch wechselweises Schichten von HTSL-Band und Abstandshalter in Form von gewelltem Band aufgebaut werden können. Die multiplen HTSL- Stapel werden durch eine käfigartige Struktur in in Zick-Zack-Trapezform in Position und damit auf Abstand gehalten. Die HTSL-Stapel erhalten an ihren Außenseiten jeweils eine Lage Metallband, um die HTSL vor mechanischen Beschädigungen durch die Käfigstruktur oder durch zu starke Biegung zu schützen.The figures show that the HTSL stacks can be constructed, for example, by alternately laminating HTSC tape and spacers in the form of corrugated tape. The multiple HTSL stacks are held in place by a cage-like structure in zig-zag trapezoidal shape and thus spaced. The HTSL stacks each receive a layer of metal tape on their outsides to protect the HTSL from mechanical damage from the cage structure or excessive flexing.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19850911 C2 [0014]DE 19850911 C2 [0014]
  • EP 1818946 [0049]EP 1818946 [0049]
  • DE 3811051 [0049]DE 3811051 [0049]

Claims (15)

Supraleiterstrang zum Einbau in ein Stromschienensystemelement, welches umfasst: ein sich entlang des Stromschienensystemelements erstreckenden Gehäuse; einen Supraleiterstrang, welcher im Gehäuse entlang des Gehäuses verläuft, ein Verbindungstück am Ende des Supraleiterstrangs zum elektrischen Verbinden des Supraleiterstrangs mit einem weiteren Supraleiterstrang eines weiteren Stromschienensystemelements mit einem Gegenverbindungsstück, wobei der Supraleiterstrang einen Stapel mit einer Vielzahl übereinander gestapelter HTSL-Bänder aufweist und jedes HTSL Band mindestens eine Gutseite mit einem keramischen Material als HTSL sowie ein Substrat zum Tragen der Gutseite umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandshalter zwischen den HTSL Bändern vorgesehen sind, so dass sich die HTSL Bänder nicht untereinander berühren.A superconductor strand for installation in a busbar system element, comprising: a housing extending along the busbar system element; a superconductor strand running in the housing along the housing, a connector at the end of the superconductor strand for electrically connecting the superconductor strand to another superconductor strand of another busbar system element with a mating connector, the superconductor strand comprising a stack of a plurality of stacked HTSC bands and each HTSL Band comprises at least one Gutseite with a ceramic material as HTSL and a substrate for supporting the Gutseite, characterized in that spacers are provided between the HTSL bands, so that the HTSL bands do not touch each other. Supraleiterstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter an den flachen Seiten der HTSL Bänder anliegen.Superconductor strand after Claim 1 Characterized in that the spacers abut the flat sides of the HTS tapes. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abstandshalter und den flachen Seiten der HTSL Bänder eine Linienberührung vorliegt.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that there is a line contact between spacers and the flat sides of the HTSC strips. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Linienberührung der Abstandshalter von eine Linienbreite von max. 2 mm, vorzugsweise max. 1 mm und insbesondere vorzugsweise max. 0,2 mm beträgt..Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that line contact of the spacers of a line width of max. 2 mm, preferably max. 1 mm and in particular preferably max. 0.2 mm .. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienberührung im Wesentlichen quer zur Längsrichtung der HTSL Bänder verläuft, also um mindestens 45°, vorzugsweise mindestens 60° und insbesondere vorzugsweise mindestens 75° zur Längsachse.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the line contact extends substantially transversely to the longitudinal direction of the HTSC bands, ie by at least 45 °, preferably at least 60 ° and in particular preferably at least 75 ° to the longitudinal axis. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen HTSL Bänder zumindest in Richtung ihrer Längsachse gegeneinander verschiebbar sind.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the individual HTSC strips are displaceable relative to one another at least in the direction of their longitudinal axis. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die HTSL Bänder von den Abstandshaltern gehalten werden.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the HTSL strips are held by the spacers. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter als zwischen benachbarten HTSL Bändern liegendes Wellband ausgestaltet sind, wobei sich die Wellenberge und Wellentäler des Wellbandes gegen die benachbarten HTSL Bänder abstützen und die Wellen in Richtung der Längsachse verlaufen, wobei vorzugsweise nur die Wellenberge stofflich mit dem jeweiligen HTSL Band verbunden ist, insbesondere durch Lot.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the spacers are designed as lying between adjacent HTSL bands corrugated strip, wherein the wave crests and wave troughs of the corrugated strip are supported against the adjacent HTSC bands and the waves extend in the direction of the longitudinal axis, preferably only the Wellenberge materially connected to the respective HTSL band, in particular by solder. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter als jeweils zwischen benachbarten HTSL Bändern liegende wellenförmiger Drähte ausgebildet sind, wobei die Wellenberge über den einen seitlichen Rand der HTSL Bänder und die Wellentäler über den anderen seitlichen Rand der HTSL Bänder hervorstehen, so dass sich Öffnungen zwischen den Drähten und den Rändern ergeben; alle Drähte in Höhe des Stapels übereinander angeordnet sind, wobei in den über die Ränder der HTSL Bänder hervorstehenden Öffnungen in Höhe des Stapels sich erstreckende Fixierdrähte eingesetzt sind, welche die HTSL Bänder in den wellenförmigen Drähten fixieren.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the spacers are formed as each lying between adjacent HTSL bands wavy wires, the wave peaks protrude over the one side edge of the HTSL bands and the troughs on the other lateral edge of the HTSL bands, so that openings are made between the wires and the edges; all wires are arranged one above the other at the level of the stack, in the height of the stack over the edges of the HTSL bands protruding fixing wires are used, which fix the HTSL bands in the wavy wires. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter einstückig als gewellte Fläche ausgestaltet ist, dessen Wellenberge über den einen Rand der HTSL Bänder und dessen Wellentäler über den anderen Rand der HTSL Bänder hervorstehen, so dass sich Öffnungen zwischen den Wellenbergen und den Rändern ergeben; wobei parallel zueinander verlaufenden Schlitze in der gewellten Fläche vorgesehen sind, die sich von den Wellenbergen nur bis oberhalb der Wellentäler erstrecken und in welchen jeweils die HTSL Bänder eingeschoben und gehalten sind, wobei vorzugsweise in den über die Ränder der HTSL Bänder hervorstehenden Öffnungen in Höhe des Stapels sich erstreckende Fixierdrähte eingesetzt sind, welche die HTSL Bänder in der gewellten Fläche fixieren.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer is integrally formed as a corrugated surface, the wave peaks projecting beyond the one edge of the HTSC bands and troughs on the other edge of the HTSC bands, so that openings between the wave crests and the Margins yield; wherein parallel slots are provided in the corrugated surface extending from the wave crests only to above the troughs and in which each of the HTSL bands are inserted and held, preferably in the over the edges of the HTSL bands protruding openings at the level of Stack of extending Fixierdrähte are used, which fix the HTSL bands in the corrugated surface. Supraleiterstrang insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Supraleiterstrang eine bewegliche Käfigstruktur aufweist, in welcher die HTSL Bänder vorzugsweise mit den Abstandshaltern derart gehalten werden, dass sowohl unter Umgebungstemperaturen als auch unter Betriebstemperaruten unter Kühlmittel die HTSL Bänder über ihre Länge eine Welligkeit um ihre biegeschlaffe Kante aufweisen.Superconductor strand in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the superconductor strand has a movable cage structure, in which the HTSL bands are preferably held with the spacers such that both under ambient temperatures and under operating temperatures under coolant, the HTSC ribbons over their length a ripple to have their pliable edge. Supraleiterstrang nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Supraleiterstrang mehrere gleichartige parallel nebeneinander verlaufende Stapel von HTSL Bändern mit Abstandhaltern aufweist, mit einem Abstandsband, welches zwischen den beiden Stapeln verläuft und mit Linienkontakt gegen die seitlichen Ränder der HTSL Bänder drückt.Superconductor strand according to one of the preceding claims, characterized in that the superconductor strand has a plurality of similar parallel spaced apart stacks of HTSL strips with spacers, with a spacer strip which extends between the two stacks and presses against the lateral edges of the HTSL strips with line contact. Supraleiterstrang insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Supraleiterstrang um seine eigene Längsachse um 90° tordiert ist. Superconductor strand in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the superconductor strand is twisted around its own longitudinal axis by 90 °. Supraleiterstrang insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Supraleiterstrang um die biegeschlaffe Kante der HTSL Bänder gebogen ist, insbesondere um 90°.Superconductor strand in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the superconductor strand is bent around the pliable edge of the HTSC strips, in particular by 90 °. Verwendung des Supraleiterstrangs nach einem der vorherigen Ansprüche, zum Einbau in ein Stromschienensystemelement, mit einem sich entlang des Stromschienensystemelements erstreckenden Gehäuse; dem Supraleiterstrang, welcher im Gehäuse entlang des Gehäuses verläuft, einem Verbindungstück am Ende des Supraleiterstrangs zum elektrischen Verbinden des Supraleiterstrangs mit einem weiteren Supraleiterstrang eines weiteren Stromschienensystemelements mit einem Gegenverbindungsstück.Use of the superconductor strand according to one of the preceding claims, for installation in a busbar system element, with a housing extending along the busbar system element; the superconductor strand, which runs in the housing along the housing, a connecting piece at the end of the superconductor strand for electrically connecting the superconductor strand to a further superconductor strand of a further busbar system element with a mating connector.
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