DE1490639C - Supraleitender Draht - Google Patents

Supraleitender Draht

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Publication number
DE1490639C
DE1490639C DE19641490639 DE1490639A DE1490639C DE 1490639 C DE1490639 C DE 1490639C DE 19641490639 DE19641490639 DE 19641490639 DE 1490639 A DE1490639 A DE 1490639A DE 1490639 C DE1490639 C DE 1490639C
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DE
Germany
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wire
superconducting
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superconductors
longitudinal axis
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Expired
Application number
DE19641490639
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English (en)
Inventor
Wilhelm Dipl Ing 8521 Tennenlohe Kafka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Description

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Da der ohmsche Widerstand von supraleitfähigen Materialien völlig verschwindet, wenn diese sich im supraleitenden Zustand befinden, sind Drähte aus solchen Materialien von großer technischer Bedeutung. So sind zunächst beispielsweise von der Verwendung von Supraleitern bei der Fortleitung elektrischer Ströme, der Herstellung von Spulen zur Erzeugung hoher Magnetfelder oder deren Anwendung in elektrischen -».sHöchleistungsgeräten, wie Transformatoren oder Generatoren, Vorteile zu erwarten.
Es ist jedoch bekannt, daß nur Gleichströme verlustfrei in Supraleitern transportiert werden, während bei Wechselströmen frequenzabhängige Verluste auftreten.
Man unterscheidet zwischen weichen und harten Supraleitern. Weiche Supraleiter besitzen Sprungtemperaturen, die unterhalb von 10° K liegen. Das kri-■■- «rtische Magnetfeld, bei dem ein weicher Supraleiter in den normalleitenden Zustand übergeht, ist der Sprung-■ temperatur proportional und kleiner als etwa 2 KiIo- * ■'" ;gäuß. Der Stromtransport sowie das Eindringen äußerer Magnetfelder ist im supraleitenden Zustand auf dünne Oberflächenschichten beschränkt. Bei einer Temperatur von 0°K beträgt diese Eindringtiefe etwa 10 5 cm. Bei harten Supraleitern ist das kritische Magnetfeld viel größer, als es der bei weichen Supraleitern bekannten Proportionalität zur,.Sprungtemperatur entsprechen würde. Der Stromtransport erfolgt bei nicht zu kleinen Strömen und Feldern im ganzen Querschnitt des Supraleiters.
Nach einem weit verbreiteten und durch zahlreiche^* Experimente belegten Modell, dem sogenannten FiIament-Modell, ist bei einem harten Supraleiter ein Netzwerk von dünnen, untereinander vermaschten Fäden in ein mehr oder weniger weiches Supraleitermaterial eingebettet. Die kritischen Daten dieser Fäden liegen sehr hoch. Die Fäden bleiben auch bei Strombelastungen noch supraleitend, bei denen wegen der dabei auftretenden Magnetfelder das umgebende Material bereits normalleitend ist. In einem solchen Netzwerk können Verluste auftreten, wenn einer der Zweige kritisch belastet wird. Das ist aufgrund ungleichmäßiger Verteilung von Strömen in dem Netzwerk möglich. Ferner treten bei Belastungen der Supraleiter mit Wechselstrom Hysteresisverluste auf, da die supraleitenden Fäden wegen der Vermaschung des Netzwerkes mehrfach zusammenhängende Strompfade bilden, durch welche magnetischer Fluß eingefangen wird. Außerdem können in den normalleitenden Gebieten zwischen Stromfäden Wirbelströme induziert werden, was zu weiteren Verlusten führt.
Für die technische Verwendung im Starkstrombereich sind die harten Supraleiter interessant, da die Magnetfelder, die in diesem Bereich auftreten können, weit über den kritischen Magnetfeldern der weichen Supraleiter liegen. Wenn es gelingt, die Wechselstromverluste auszuschalten oder herabzusetzen, ergeben sich auch in der' Wechselstromtechnik vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für diese harten Supraleiter.
Auch in weichen Supraleitern, für die das Filament-Modell nicht gilt, treten Wechselstromverluste auf, wenn der Supraleiter wegen zu hoher Belastung in den Zwischenzustand übergeht, wobei Teile des Supraleiters normalleitend werden. Unter anderem werden in den normalleitenden Bereichen energieverzehrende Wirbelströme induziert. Weiche Supraleiter mit geringen Wechselstromverlusten könnten im Bereich schwacher Wechselströme breite Anwendung finden.
Gemäß der Hauptanmeldung wird die Aufgabe, die Wechselstromverluste bei Supraleitern so weit wie möglich zu vermeiden, und diesen damit eine technische Anwendung in Wechselstromkreisen zu erschließen, dadurch gelöst, daß der Draht aus dünnen, gegeneinander isolierten Fäden aus Supraleitermaterial aufgebaut ist, deren Durchmesser die Eindringtiefe magnetischer Felder in einem kompakten Körper aus diesem»sSupraleitermaterial nicht wesentlich übersteigt.
Diese Erfindung ist eine Weiterbildung der Erfindung der Hauptanmeldung. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbündel um die Längsachse des Drahtes verdrillt ist und an wenigstens einem Drahtende zu den supraleitenden Einzelfäden endliche Widerstände in Reihe geschaltet sind.
Hierdurch werden die Wechselstromverluste noch weiter verringert;.. BeL dem Gegenstand der Hauptanmeldung besteht nämlich wegen der Parallelführung der Einzelfäden noch die Möglichkeit, daß unterschiedliche Induktionsspannungen in diesen Fäden auftreten, die über den supraleitenden Kurzschluß an den Enden einen störenden Stromfluß bewirken. Die Weiterbildung zielt darauf ab, durch Verdrillen der Fäden den Unterschied der Induktionsspannungen und durch Einbau von Widerständen an den Enden des Drahtes die Auswirkung dieser Spannungen zu verringern. Das Zuschalten endlicher Widerstände geschieht hierbei einfach auf die Weise, daß die abisolierten supraleitenden Einzelfäden in ein bei der Betriebstemperatur normalleitendes Metall eingebettet werden.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand einer Figur erläutert.
Die Figur läßt das Endstück eines supraleitenden Drahtes erkennen, der aus dünnen Fäden aus supraleitendem Material 1 aufgebaut ist, die durch Isolationsschichten 2 gegeneinander isoliert sind.. Der Durchmesser der Fäden ist so gewählt, daß er die Eindringtiefe magnetischer Felder in einem kompakten Körper aus diesem Supraleitermaterial nicht we-
sentlich übersteigt. Das Fadenbündel ist um die Längsachse des Drahtes verdrillt und zwar so, daß die Steighöhe der Verdrillung möglichst klein ist und jeder Faden abwechselnd im Inneren und an der Außenseite des Drahtes liegt. Hierdurch wird bewirkt, daß sich das magnetische Eigenfeld des Drahtes und auch Fremdfelder gleich stark auf die Einzelfäden des Drahtes auswirken, so daß die in den Einzeldrähten induzierten Spannungen auch gleich groß sind. Es entstehen nur noch sehr viel kleinere Span-
nungsdifferenzen als wenn die Einzelfäden parallel geführt würden. Der Stromfluß dieser Spannungsdifferenzen wird außerdem dadurch vermindert, daß am Drahtende zu den supraleitenden Einzelfäden endliehe Widerstände in Reihe geschaltet sind. Es sind zu diesem Zweck die supraleitenden Einzelfäden am Ende abisoliert und in einen Körper 3 aus einem bei der Betriebstemperatur normalleitenden Metall eingebettet. Als Metall kann Kupfer, Woodmetall, Hartlot oder Weichlot verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Supraleitender Draht, der aus dünnen, parallel zueinander und zur Längsachse des Drahtes verlaufenden, gegeneinander isolierten Fäden aus Supraleitermaterial aufgebaut ist, deren Durchmesser die Eindringtiefe magnetische Felder in einen kompakten Körper aus diesem Supraleitermaterial nicht wensentlich übersteigt, nach Patentanmeldung P 1,490,527.2-34 (deutsche Auslegeschrift 1,490,527), dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbündel um die Längsachse des Drahtes verdrillt ist und an wenigstens einem Drahtende zu den supraleitenden Einzelfäden endliche Widerstände in Reihe geschaltet sind.
2. Supraleitender Draht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abisolierten supraleitenden Einzelfäden an dem betreffenden Drahtende in ein bei der Betriebstemperatur normallei-1 tendes Metall eingebettet sind.
DE19641490639 1964-09-01 1964-09-01 Supraleitender Draht Expired DE1490639C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES0092921 1964-09-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1490639C true DE1490639C (de) 1973-04-12

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