DE2210707A1 - Stabiles mehradriges supraleitendes Kabel hoher mechanischer Festigkeit - Google Patents
Stabiles mehradriges supraleitendes Kabel hoher mechanischer FestigkeitInfo
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Description
F 6128 22107Ω7
Dr. Mfliier-Boro ■ Dr. Manifz. Dr. Deufel *ilU/U/
DipL-lng. Flnsterwald ■ D!pi.-lng. Giämkow
ß. MRZ
COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE 54, rue La Bottle, PARIS 8e (Frankreich)
STABILES MEHRADRIGES SUPRALEITENDES KABEL HOHER MECHANISCHER
FESTIGKEIT
Die Erfindung betrifft eine Ummantelung eines supraleitenden Kabels, das aus mehreren Strängen geringen Durchmessers
besteht und sich durch seine Stabilität auszeichnet.
Es sind supraleitende Kabel bekannt, in denen die supraleitenden Drähte von einem Rohr aus hochreinem Aluminium
umgeben sind, um die Stabilisierung des Kabels bei Betrieb im supraleitenden Zustand zu gewährleisten. Supraleitende Drähte
verursachen gewöhnlich Magnetflusschwankungen, die das Material stellenweise aus dem supraleitenden in den normalleitenden
Zustand übergehen Tassen.
Um die Auswirkungen dieser Erscheinung zu begrenzen, 209838/0857 ·#/
ist ein gut leitendes Metall uarallel zum supraleitenden Mar» ■■.
terial vorgesehen, wodurch dieses dadurch stabilisiert wird, dass ein Teil des elektrischen Stroms durch das aus leitendem Metall bestehende Rohr abgeleitet wird.
Um dieses Rohr aus hochreinem Metall ist ein Mantel
aus einem einen hohen mechanischen Widerstand aufweisenden Material vorgesehen, der dem Kabel eine gute mechanische
Festigkeit verleiht. Diese muss ausreichend sein, damit das Kabel den Zug- und Druckbeanspruchungen, den Wärmebeanspruchungen auf Grund des Kuhlmediums und den elektromagnetischen Beanspruchungen infolge der sehr starken elektromotorischen
Kräfte standhält, die in grossen supraleitenden Wicklungen auftreten können.
Die Herstellung eines derartigen Kabels, bestehend
aus einem Rohr aus hochfeinem Aluminium und einem Metallmantel hoher mechanischer Festigkeit, erfolgt in zwei Arbeitsgängen durch Extrusion. Beim ersten Arbeitsgang wird das Kabel durch eine zylindrische Düse gepresst und mit einem au
seiner Stabilisierung dienenden Rohr mit rundem Querschnitt
versehen, und beim zweiten Arbeitsgang wird das Kabel mit einem Stabilisierungsrohr durch eine Presse mit einer rechteckförmigen Düse hindurchgeleitet und dabei mit eine« Mantel
mit viereckigem Querschnitt umgeben. Die Anwendung dieser bekannten Herstellungsverfahren ist langwierig und kostspielig.
Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines supraleitenden Kabels, das die genannten Nachteile nicht aufweist,
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und zwar durch einmaliges Extrudieren.
Gegenstand der Erfindung ist ein supraleitendes
Kabel aus von einem Metallmantel umgebenen Strängen aus supraleitendem Material, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Stränge als Litzen mit einer Vielzahl von Drähten ausgebildet sind und dass die Litzen von einem aus einem einen
hohen mechanischen Widerstand aufweisenden Material bestehenden Mantel unmittelbar umgeben sind.
An Hand der schematischen Zeichnungen 1 bis 4 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kabels beschrieben.
Gleiche Teile sind in den einzelnen Fig. mit den gleichen Ziffern versehen.
Fig. 1 und 2 veranschaulichen im stark vergrösserten
Schnitt supraleitende Drähte.
Fig. 3 und L zeigen zwei Ausführungsbeispiele des
supraleitenden Kabels im Querschnitt.
In Fig. 1 sieht man eine Vielzahl von Adern 1 aus einem supraleitenden Material, beispielsweise einer Niob-Titanlegierung.
Der Aderdurchmesser beträgt zwischen 10 und 50 Mikron. Die in den Kupfermantel 2 geringen Durchmessers
eingebrachten Adern bilden einen Draht, dessen Durchmesser beispielsweise 400 Mikron beträgt. Dieser Draht bildet einen
stabilen Supraleiter, denn aufgrund des geringen Durchmessers der den Draht bildenden Adern treten im supraleitenden Material
keine Magnetfeld-Änderungen auf.
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In Fig. 2 besteht eine Litze 3 aus sieben Drähten von jeweils 400 Mikron Durchmesser. Die Drähte sind im Kreis
um den mittleren Draht angeordnet. Bei Betrachtung mit blossem Auge sieht die Litze wie ein Draht von etwa 1,2 mm
Durchmesser aus.
In Fig. 3 sieht man zwei Stränge von Litzen 3, die von einem Mantel 4 mit rechtwinkligem Querschnitt umgeben
sind.
In Fig. 3 ist ein massiver Leiter veranschaulicht. Im Betrieb kann dieser Leiter auf einer oder mehreren Seiten
von flüssigem Helium umspült werden. Der Mantel 4 ist um die
beiden Litzen aufgezogen. Bei dem verwendeten Metall handelt es sich um eine strukturgehärtete Aluminiumlegierung unter
der Handelsbezeichnung ASG (Legierung aus Aluminium, Siliiium
und Magnesium) bzw. AZ5G (Legierung aus Aluminium, Zink und Magnesium).
Diese Legierungen verleihen dem Kabel einen hohen mechanischen Widerstand. Die mechanische Bruchfestigkeit der
diejenige der Legierung AZ5G hO kg/mm unter den gleichen
Bedingungen.
Die aus den Litzen 3 gebildeten Stränge sind im
übrigen nicht von einem Rohr aus raffiniertem Aluminium hohen Reinheitsgrades umgeben, wie dies durch den früheren Stand
dpr Technik bekannt ist.
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_ 5 — ■
Fig. L· veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsart des supraleitenden Kabels. Tn der Mitte des Mantels 4 ist
ein Kühlkanal 5 mit rundem Querschnitt vorgesehen, durch den ein Kühlmittel geleitet wird und der von sechs sternförmig
angeordneten Litzen 3 umgeben ist.
Der Mantel 4 wird ebenfalls durch Extrudieren hergestellt, und das verwendete Metall weist die gleichen Kennwerte
auf wie das in bezug auf Fig. 3 beschriebene Metall.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Kabel stellt einen Supraleiter hoher mechanischer Festigkeit dar, der
keine Änderungen des Magnetfeldwerts aufweist. Das erfindungsgemässe
Leiterkabel eignet sich insbesondere zur Verwendung in supraleitenden Spulen.
2 0 ϋ ti J Q / (I 8 5 7 - Patentansprüche -
Claims (1)
- • rsPATENTANSPRÜCHEI l.ySupra1eitendes Kabel bestehend aus von einem Metallmantel umgebenen suoraleitenden Strängen, dadurch gekennzeichnet, da3S die Stränge als Litzen (3) mit einer Vielzahl von Drähten ausgebildet sind, die ihrerseits eine Vielzahl von Adern (i) aufweisen, und dass die Litzen von einem aus einem einen hohen mechanischen Widerstand aufweisenden Material bestehenden Mantel'(4.) unmittelbar umgeben sind.2. Supraleitendes Kabel nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Adern weniger als 50 Mikron betragt.3. Supraleitendes Kabel nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass die Drahte je von einem stabilisierenden dünnen Kupfermantel (2) umgeben sind.4. Supraleitendes Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennaeichnet, dass die Dicke des dünnen stabilisierenden Mantels (2) zwischen 50 und 100 Mikron beträgt.5. Supraleitendes Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die supraleitenden Strange (3) unmittelbar umgebende Mantel (4) aus einer Legierung von Aluminium mit Silizium oder Magnesium oder Zink besteht.7 ) J838/0857 ,/ORIGINAL INSPECTED
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