DE2324371C3 - Kurzschlußelement zum Schließen eines supraleitenden Strompfades - Google Patents
Kurzschlußelement zum Schließen eines supraleitenden StrompfadesInfo
- Publication number
- DE2324371C3 DE2324371C3 DE19732324371 DE2324371A DE2324371C3 DE 2324371 C3 DE2324371 C3 DE 2324371C3 DE 19732324371 DE19732324371 DE 19732324371 DE 2324371 A DE2324371 A DE 2324371A DE 2324371 C3 DE2324371 C3 DE 2324371C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- short
- superconducting
- circuit element
- contact
- bellows
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 11
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 4
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurzschlußelement für einen von einem kryogenen Medium gekühlten
Supraleitungsmagneten, das zum Schließen eines supraleitenden Strompfades mit Kontaktstücken aus
einem stabilisierten Supraleitungsmaterial versehen ist, die mittels einer mechanischen Betätigungsvorrichtung
miteinander verbunden werden und von dem kryogenen Medium mitgekühlt sind.
Wenn ein magnetisches Feld einer supraleitenden Spule, insbesondere einer Hochfeldmagnetspule, erzeugt
ist, braucht der Spule von außen zur Aufrechterhaltung des Feldes praktisch keine Energie mehr
zugeführt zu werden, und nur der Energiebedarf der zur Aufrechterhaltung des supraleitenden Zustandes der
Spule benötigten Kälteeinrichtungen ist dann noch zu decken. Man kann deshalb an der Spule einen
Kurzschluß, möglichst einen supraleitenden Kurzschluß, anbringen. Der Strom fließt dann fast ungedämpft in
dem so ausgebildeten Stromkreis, und die zur Erregung der Spule erforderliche Stromversorgung kann daraufhin
unterbrochen werden.
Aus »Elektrie« 19 (1965), Nr. 4, Seiten 176 bis 182 ist ein entsprechendes Kurzschlußelement für derartige
Hochfeldmagnetspulen bekannt. Der Kurzschluß einer Spule, die an eine Stromversorgung angeschlossen wird,
ist von vornherein in dieser Anordnung zwischen den beiden Spulenenden vorgesehen. Es wird nur dafür
gesorgt, daß er während der Aufbauphase des Magnetfeldes in der Spule normalleitend ist, also einen
verhältnismäßig großen Widerstand darstellt. Wegen der angestrebten hohen Magnetfelder solcher Spulen ist
dabei ein magnetisch gesteuertes Kurzschlußelement unvorteilhaft. Ein solches Element ist beispielsweise aus
der US-Patentschrift 33 39165 bekannt. Da die supraleitende Kontaktstrecke des Elementes im Betriebszustand
möglichst hohe Stromdichten zulassen soll, müssen dann äußerst hohe magnetische Feldstärken
an das Kurzschlußelement angelegt werden, um in ihm das sogenannte »Quenchen«, d. h. den Übergang
vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand, zu erreichen. Bei einer Anordnung dieses Kurzschlußelementes
in der Nähe der kurzzuschließenden Hochfeldni,.
können sich dann solche zusätzlichen SISde! srtründ bemerkbar machen Deshalb
w rd das Quenchen der supraleitenden Kontaktstrecke
Tn der aus »Elektrie« bekannten Anordnung auf
· u m u/pcjp erzeugt. Dies erreicht man bei-S^rmuTeSinSätzlichen
kleinen Heizwickung die um die Kurzschlußstrecke angebracht ist. Be.
de" bekannten Anordnung ist die kurzzuschließende Magnetspule in einem Badkryostaten angeordnet und
,o von flüssigem Helium als Kühlmittel umgeben. Aus dem
Kryostaten sind die Anschlüsse der Spule zu der aui
Normaltemperatur liegenden Stromversorgung herausgeführt. Zusätzlich ragt über d.e Oberflache des
Heliumbades eine bügelartige Kurzschlußstrecke die ,5 zwischen den Anschlußklemmen der supraleitenden
Spule angeschlossen ist und die sich aufgrund der an .hr
angebrachten Heizung im normalleitenden Zustand
befinden soll. Somit fließt der von außen der Spule zueeführte Strom, sofern die induktive Gegenspannung
nicht zu groß ist, nur durch die supraleitende Spule, deren Widerstand wesentlich ger.nger als der Widerstand
der parallelgeschalteten Kurzschlußstrecke ist. Wrid aber die Heizung des Kurzschlußelementes
abgeschaltet bzw. wird flüssiges Helium in dem Kryostaten so weit nachgefüllt, daß die Kurzschlußstrecke
in das Kühlmedium eingetaucht ist, dann geht die Kurzschlußstrecke vom normalleitenden in den
supraleitenden Zustand über. Das Kurzschlußelement stellt somit einen supraleitenden Kurzschluß der Spule
ίο dar und der Strom kann in dem geschlossenen
supraleitenden Kreis zirkulieren. Darüber hinaus können dann die Zuleitungen zu der Stromversorgung
entfernt werden, um einen Wärmezustrom über diese Stromversorgungszuleitungen auszuschließen.
« Eine solche Arbeitsweise wird nicht nur angewendet, um Energie zu sparen, sondern auch weil der
zirkulierende Strom nahezu konstant ist. Die Stromstarke
wird normalerweise so gewählt, daß bis zur kritischen Belastung ein gewisser Sicherheitsabstand
besteht Unter diesen Umständen ist die zeitliche Abnahme des Feldes bzw. des Stromes in dem
kurzgeschlossenen, supraleitenden Spulenkreis sehr gering, d. h. die Abfallrate beträgt beispielsweise nur
einige Prozent pro Tag.
Entsprechende kurzgeschlossene Magneten lassen sich deshalb beispielsweise für Fahrzeuge anwenden, die
nach einem der sogenannten elektrodynamischen Schwebeführungsprinzipien berührungslos mit hoher
Geschwindigkeit entlang einer entsprechenden ortsfesten Fahrbahn geführt werden sollen.
Supraleitende Hochfeldmagneten werden im allgemeinen
in stabilisierter Bauweise hergestellt, d. h. deren supraleitenden Werkstoff wird soviel Stabilisierungsmaterial
zumeist Kupfer oder Aluminium, parallel geschaltet, daß der gesamte Strom vom Stabilisierungsmaterial
kurzzeitig übernommen werden kann^ Mit
einer solchen Stabilisierung läßt sich der Einfluß von Instabilitäten beim Betrieb solcher Magneten konstruktiv
vermeiden, wie beispielsweise aus »Elektrie« (1967) Nr. 1, Seiten 1 bis 7 bekannt ist.
In »Elektrie« 23 (1969) Nr. 3, Seiten 126 bis 128 ist
darauf hingewiesen, daß ein solcher stabilisierter Supraleiter, der als Kurzschlußelement einer stabilisierten
supraleitenden opuie "»-»>-" ""■■· — -a11-verwendet
werden kann, wenn ein Stück dieses Leiters, beispielsweise durch einen Beiz- oder Atzvorgang, von
seinem Stabilisierungsmaterial befreit worden ist. Ferner kann dann diese Supraleitungsstrecke zusätzlich
ι, !,ι werden, um ihr Quenchen zu erzeugen.
T ferund dieser beiden Maßnahmen erhält man einen enügend hohen Widerstand beim Erregen des
?' chfeldmagneten zwischen den Anschlußpunkten «hier Spulenwicklungen.
Während des Erregungsvorganges des Magneten eten jedoch relativ hohe Heliumverriampfungsverlueinem
solchen beheizten, normalleitenden Stück d's Kurzschlußelementes auf. Darüber hinaus gehen
durch den Beiz- bzw. Ätzvorgang die Stabilisierung·^!- schäften be;m Kurzschlußbetrieb der Magnetspule
dieser Stelle verloren. Dies kann im Störungsfall zu einer unzulässigen Erhitzung dieser Stelle führen, die so
groß sein kann, daß der Leiter schmilzt.
Aus der deutschen Auslegeschrift 16 15 591 ist ein Schalter bekannt, der zwei Koniaktstücke enthält, die
mechanisch betätigt werden können. Die als Schalterzungenglied bzw. Schalterblockglied bezeichneten Kunststücke bestehen aus je zwei bandförmigen, stabiliierten
Supraleitern. Der Schalter weist als -vesentliche mechanische Bauteile auf: Das sogenannte Schalterzuneengiied,
das sogenannte Schalterblockglied, das das l-halterzungenglied aufnimmt und erfaßt, einen Stößel
sowie ein Glied, mit dem das Schalterzungenglied auf das Schalterblockglied eingestellt werden kann, sowie
eine Welle, mit der Nocken zu betätigen sind, die mittels Andruckpiatten die Leiter des Schalterblockgliedes und
des Schalterzungengliedes unter Druck miteinander in Kontakt bringen. Die Leiter des Schalterzungengliedes
sind im Bereich des Schalterblockgliedes etwa um 90° gegenüber der gemeinsamen Schaltergrundplatte verdreht
so daß das Schalterzungenglied, das am Stößel, der senkrecht zu dieser Grundplatte beweglich ist, in das
Schalterblockglied mit seinen senkrecht zur Grundplatte angeordneten Leitern hineinbewegt und aus diesen
herausgezogen werden kann. Zum Schließen des Schalters wird demnach der Stößel niedergedrückt,
wobei die beiden Leiter des Schalterzungengliedes in eine Stellung gegenüber den Leitern des Schalterblockgliedes
gebracht werden. Danach wird die Welle gedreht, wobei die Nocken betätigt werden, die mittels
der Andruckplatten die freiliegenden Leiterflächen unter Druck miteinander in Berührung bringen und in
dieser Stellung festhalten. Dieser Schalter weist somit eine aufwendige Mechanik auf.
Da bei Verwendung von stabilisierten Supraleitungsbändern
für hohe Stromstärken große mechanische Schaltwiderstände aufgrund der Verbiegung der Leiter
zum Schaltvorgang überwunden werden müssen, ist bei dem bekannten Schalter eine stabile Ausführung der
Betätigungsstangen der Welle sowie des Stößels erforderlich. Solche Stangen, die an einen. Ende auf
Normaltemperatur liegen, können zu einer unerwünschten Wärmeeinleitung in das als Kühlmedium verwendete
Helium führen, so daß zusätzliche Heliumverluste auf treten können.
Ein weiterer Schalter zum Kurzschließen eines Supraleitungsmagneten ist aus der US-PS 35 51
bekannt. Dieser Schalter ist mit einem Gestänge mechanisch zu betätigen, das verhältnismäßig stabil
ausgebildet ist und zugleich als Stromzuführung dient. Seine elektrisch und somit auch thermisch gut leitenden
Teile bewirken eine entsprechend hohe Wärmeeinleitung
in ein zur Kühlung der Kontaktstücke vorgesehenes Kühlmittelbad. . 6s
Schalter bei denen diese mechanischen Betätigungsvorrichtungen
nicht erforderlich sind, sondern die Kontaktflächen ihrer Kontaktstücke mit Hilfe eines
Druckmittels auf pneumatische und/oder hydraulische Weise miteinander in Berührung gebracht werden
können, sind aus der Vakuumschaltertechnik bekannt (vgl. DT-PS 6 28 539, GB-PS 1162 372, FR-PS
12 54 875). Diese Vakuumschalter sind dabei so konstruiert, daß bei ihren Schaltvorgängen eine
Lichtbogenausbildung möglichst unterdrückt wird. Sie können jedoch zum Schließen eines supraleitenden
Strompfades nicht ohne weiteres verwendet werden, da ebenfalls über ihre Bauteile die Wärmceinleitung in ein
zur Aufrechterhaltung des supraleitenden Zustandes in ihren Kontaktstücken erforderliches Bad zu groß ist.
B ist zwar ferner ein Vakuumschalter mit supraleitenden
Kontaktstücken bekannt (DT-AS 17 65 418). Dieser bekannte Schalter ist jedoch weder zum
Kurzschließen supraleitender Kreise vorgesehen, noch kann mit ihm ein supraleitender, kurzgeschlossener
Kreis überhaupt gebildet werden, da zumindest die Verbindungsstücke zu seinen Kontaktstücken aus
normalleitendem Metall bestehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltelement tür einen Supraleitungsmagneten zu schaffen, mit dem
dieser kurzgeschlossen werden kann und dessen Kontaktstücke sich zumindest dann im supraleitenden
Zustand befinden.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dab
aus der herkömmlichen Vakuumschaltertechnik bekannte Maßnahmen auch zur Lösung dieser speziellen
Aufgabe in der Tieftemperaturtechnik verwendbar sind, wenn als Druckmittel ein geeignetes kryogenes Medium
verwendet wird.
Die genannte Aufgabe wird für ein Kurzschlußelement der eingangs genannten Art erfindungsgemaU
dadurch gelöst, daß die Schaltvorrichtung auf pneumatische und/oder hydraulische Weise zu betätigen ist und
mindestens einen Federbalg enthält, dessen Innenraum ein kryogenes Druckmittel zugeführt wird, dessen
Siedetemperatur höchstens gleich der Temperatur des kryogenen Mediums ist.
Die mit dieser Ausbildung der Erfindung erz.elten Vorteile bestehen vorzugsweise dann, daß zur Fuhrung
des Druckmittels Druckleitungen mit geringem Querschnitt und aus einem schlecht wärmeleitenden Material
wie beispielsweise Kunststoff verwendet werden können. Die Wärmeeinleitung von der äußeren
Raumtemperatur auf die Supraleitungstemperatur der Kontaktstücke ist dann sehr gering. Darüber hinaus
lassen sich die Schaltvorgänge durch die Steuerung des Druckes in den Druckleitungen auf einfache Weise
ausführen. . , . m
Die Schaltvorrichtung ist mit mindestens einem Federbalg versehen, dessen Innenraum das Druckmittel
zugeführt wird. Mit je einem Federbalg zum Öffnen bzw Schließen des Strompfades lassen sich beispielsweise
die erforderlichen Schaltvorgänge vornehmen. Vorteilhaft kann auch einer der Federbälge durch eine
Teller- ode Spiralfeder ersetzt sein. Dann laßt sich die
Wärmeeinleitung in das Kühlmedium noch weiter verringern, weil nur noch eine einzige Druckleitung zur
Steuerung des Schaltvorganges nötig ist. ..,,...,
Als Druckmittel wird vorteilhaft ein Kuhlmittel,
beispielsweise Helium, verwendet, dessen S.etemperatur höchstens gleich der Temperatur des kryogenen
Mediums ist, das zur Kühlung der Kontakmucke und des Supraleitungsmagneten vorgesehen ist. Es w.rd aut
diese Weise der supraleitende Zustand in den
Kontaktstücken von dem Druckmittel praktisch nicht beeinflußt Eine wesentliche Wärmeeinleitung in das
den Schalter umgebende kryogene Medium ist deshalb ausgeschlossen. Das Kühlmedium des Schalters kann
somit zugleich zur Kühlung des Supraleitungsmagneten verwendet werden.
Darüber hinaus wird das Druckmittel, das in den Druckleitungen unter Überdruck stehen kann, sofort
von dem das gesamte Kurzschlußelement umgebenden kryogenen Medium wieder kondensiert. Aufgrund
dieser vorteilhaften Ausbildung des Elementes nach der Erfindung tritt dann praktisch keine Erwärmung des
Druckmittels über die Temperatur des die Kontaktstükke kühlenden Mediums auf, so daß auch hierdurch keine
Beeinflussung des supraleitenden Zustandes in den Kontaktstücken auftreten kann.
Ferner wird das Kurzschlußelement vorteilhaft im Kryostaten des zugehörenden Supraleitungsmagneten
angeordnet, d. h. der Kurzschluß des Magneten läßt sich unmittelbar an den Anschlüssen seiner Wicklungen
anbringen. Die Zwischenverbindungen zwischen dem Kurzschlußelement und dem Magneten können in
diesem Fall sehr kurz sein oder auch ganz wegfallen. Der Schalter wird deshalb zweckmäßig von dem
Kühlmedium des Magneten mitgekühlt, und es sind somit geringere Kühlmittelmengen erforderlich.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen
wird auf die Zeichnung Bezug genommen.
F i g. 1 zeigt schematisch ein pneumatisch-hydraulisch zu betätigendes Kurzschlußelement gemäß der Erfindung;
in
Fig.2 ist schematisch ein weiteres Kurzschlußelement
dargestellt; in den
F i g. 3 und 4 sind zwei Ausbildungsmöglichkeiten der Kurzschlußkontaktteile gemäß den F i g. 1 oder 2
schematisch veranschaulicht.
Das als Kurzschlußschalter dienende Kurzschlußelement nach F i g. 1 befindet sich vorteilhaft in einem in
der Figur nicht dargestellten Kryostaten, der beispielsweise mit flüssigem Helium gefüllt ist. Dieser Kryostat
ist einem in der Figur nicht dargestellten supraleitenden Hochfeldmagneten zugeordnet. Das Kurzschlußelement
enthält ein Schaltergehäuse mit einem festen und einem verschiebbaren Gehäuseteil. Die in der Figur mit
2 und 3 bezeichneten Gehäuseteile haben einen unterschiedlichen Durchmesser. Sie sind im wesentlichen
hohlzylindrisch ausgebildet und so konzentrisch zueinander angeordnet, daß sich das innere Gehäuseteil
2 relativ zum äußeren Gehäuseteil 3 längs einer gemeinsamen Achse bewegen läßt. Auf einer Bodenplatte
4 des äußeren Gehäuseteiles 3 ist durch pinen Isolationskörper 5 isoliert ein beispielsweise plattenförmiges
Kontaktstück 6 befestigt. Parallel zu diesem Kontaktstück 6 ist ein weiteres Kontaktstück 7 mit etwa
der gleichen Kontktfläche angeordnet, das mittels eines Isolationskörpers 8 an einem Fuß 9 eines Federbalgs 10
befestigt ist. Mit dem Fuß 9 des Federbalgs 10 ist ferner der untere Rand des inneren Gchäusetcils 2 fest
verbunden. Das obere Ende des Fedcrbalgs 10 ist mittels eines Befestigungskörpers 11, der in der Figur nicht
näher dargestellt ist und beispielsweise Befestigungsbolzen enthalten kann, mit dem oberen Rand des äußeren
Gehäuseteil 3 verbunden. Der abgeschlossene Innenraum des Fedcrbalgs 10 ist an eine Druckleitung 12
angeschlossen. Über diese Druckleitung kann ein Druckmittel, beispielsweise Helium, in den Innenraum
des Fcdcrbalgs 10 gepumpt werden, so daß sich der Fcdcrbalg 10 ausdehnt, der sich an dem Befestigungskörner 11 abstützt und das Kontaktstück 7 an das
Kontaktstück 6 drückt. Am oberen Rand des inneren Gehäuseteils 2 ist ein weiterer Federbalg 13 befestigt,
dessen unteres Ende ebenfalls mittels des Befestigungskörpers 11 am oberen Rand des äußeren Gehäuseteüs 3
befestigt ist und der sich somit an dem Befestigungskörper 11 abstützt. Sein Innenraum läßt sich mittels des
über eine zweite Druckleitung 14 zugeführten Druckmittels derart ausdehnen, daß beim Strecken der
Federbalg 13 das innere Gehäuseteil 2 nach oben schiebt und somit das Kontaktstück 7 von dem
Kontaktstück 6 abgehoben wird. Durch ein Umlegen des Drucks von der Druckleitung 12 auf die Druckleitung
14 kann somit der Kurzschlußkontakt geöffnet werden. Umgekehrt läßt er sich schließen, wenn der
Federbalg 13 vom Druck entlastet und der Federbalg 10 mit Druck beaufschlagt wird.
Die in den Fig.3 und 4 näher dargestellten Kontaktstücke können mittels supraleitender Anschlußleitungen
einmal mit den Enden einer in der Figur nicht dargestellten supraleitenden Spule eines Hochfeldmagneten
verbunden sein. Ferner kann an ihnen auch eine auf Normaltemperatur befindliche Stromversorgungsquelle, die den zur Erregung des Magneten erforderlichen
Strom liefert, angeschlossen sein. Die entsprechenden Verbindungsleitungen werden jeweils mittels
Durchführungen 15 bis 18 aus dem äußeren Gehäuseteil 3 herausgeführt. Als Verbindungsleitungen können auf
der Magnetseite vorteilhaft heliumgekühlte Supraleiter gewählt werden, die sich bei Kurzschlußbetrieb im
supraleitenden Zustand befinden und somit keinen Dämpfungswiderstand des geschlossenen Stromkreises
aus Magnetspule, Verbindungsleitungen und Kontaktstücken 6 und 7 darstellen.
Einer der Federbälge 10 bzw. 13, der zum Kontaktöffnen oder Kontaktschließen vorgesehen ist,
kann auch durch eine Teller- oder Spiralfeder ersetzt werden. Auf diese Weise läßt sich dann vorteilhaft eine
der beiden Druckleitungen 12 bzw. 14 einsparen.
Bei dem in F i g. 2 schematisch dargestellten Kurzschlußelement, das sich in einem Gehäuse 20 befindet,
das von einem Kühlmedium, beispielsweise Helium, durchflossen wird, sind auf einer Grundplatte 21 ein
starrer Lagerbock 22 und das eine Ende eines Federbalgs 23 angeordnet. Das andere, bewegliche
Ende des Federbalgs 23 ist über einen starren Hebel 24 mit dem Kopf des Lagerbocks 22 so verbunden, daß sich
das federbalgseitige Hebelende 25 auf- und abbewegen läßt. Die Aufwärtsbewegung läßt sich dadurch erzielen,
daß in den Innenraum des Federbalgi 23 über eine in der Figur nicht dargestellte Druckleitung ein Druckmittel,
beispielsweise flüssiges Helium, gepumpt wird. Die rückläufige Bewegung des Hebelendes 25 erfolgt durch
eine spiralförmige Spannfeder 26, die an einer Justiereinheit 27 befestigt ist, sobald der Innendruck im
Federbalg 23 aufgehoben wird, beispielsweise, indem man das darin enthaltene Druckmittel durch die
Druckleitung zurücklaufen läßt. Über diese Justicrcinheit 27, mit der sich die Spannung der Spannfeder 26
einstellen läßt, greift die Spannfeder etwa in der Hcbclmitte zwischen dem Lagerbock 22 und dem
Fcdcrbalg 23 an. Zwischen diesem Angriffspunkt der Justiercinheit 27 und dem mit dem Lagerbock 22
verbundenen Hebelcndc hängt an dem Hebel 24 ein Befestigungselement 28, das als Verbindungsstück
zwischen dem Hebel 24 und einem Kontaktstück 29 dient. Dieses Kontaktstück 29 ist gegen das Befestigungselement
28 und damit gegen die übrigen Schiiltcrcinzcltcile durch Isolationsstückc .ivi elektrisch
abgeschirmt. Durch eine Abwärtsbewegung des Hebels 24 mittels der Spannfeder 26 wird das Kontaktstück 29
gegen ein Kontaktstück 31 gepreßt, das seinerseits mittels eines Isolationskörpers 32 an der Grundplatte 21
des Kurzschlußelementes isoliert befestigt ist. Der Kontakt zwischen den beiden Kontaktstücken 29 und 31
wird demnach mittels des Federbalgs 23 geöffnet und mittels der Spannfeder 26 geschlossen.
Das Helium, das in den mil den Federbälgen verbundenen Druckleitungen leicht zum Sie:den oder
Verdampfen neigt, wird vorteilhaft in den Federbälgen, die sich stets in einem Heliumbad befinden, sofort
wieder kondensiert.
Zwei mögliche Ausbildungen der Kontaktstücke 6 und 7 bzw. 29 und 31 gehen aus den Fig. 3 und 4 hervor.
In F i g. 3 ist eine Kontaktplatte 33, die beispielsweise über einen Isolationskörper 34 mit einem in der Figur
nur angedeuteten Schaltergehäuse 35 befestigt ist, in zwei Hälften 36 und 37 unterteilt, die über ein
Isolationsstück 38 mechanisch miteinander verbunden sind. Jede der Hälften besteht aus einem elektrisch gut
leitendem Material, beispielsweise Kupfer. In dieses Material sind jeweils eine oder mehrere supraleitende
Adern 39 bzw. 40 eingelassen, die mit den Anschlüssen einer supraleitenden Magnetspule verbunden sein
können. Der Kurzschluß zwischen den beiden Hälften 36 und 37 wird dadurch bewirkt, daß eine parallele
Platte 41, die beide Hälften 36 und 37 zumindest teilweise überdeckt, auf die Oberfläche der beiden
Kontakthälften mittels einer in der F i g. 1 oder 2 beschriebenen Vorrichtungen gepreßt wird. In der Figur
ist ein Federbalg 42 angedeutet, an dessen unterem, freiem Ende die Platte 4_1 mittels eines Isolationskörpers
43 befestigt ist. Die Kontaktplatte 41 umfaßt dabei zwei parallele Schichten 44 und 45. Die den Kontakthälften
36 und 37 zugewandte Schicht 44 besteht vorteilhaft zumindest teilweise aus einem supraleitenden Material.
Sie wird von der mit ihr in gutem elektrischem Kontakt angebrachten Schicht 45 stabilisiert, die aus einem
normalleitenden Material, beispielsweise Kupfer, besteht.
Die in F i g. 4 dargestellten beiden Kontaktplatten 50 und 51 sind jeweils aus einem sogenannten Vielkernleiter
aufgebaut. Diese Leiter, die beispielsweise aus einer Kupfermatrix 52 mit rechteckigem Querschnitt bestehen,
enthalten mehrere dünne supraleitende Drähte 53. Aus solchen Vielkernleitern sind beispielsweise auch die
Wicklungen der supraleitenden Hochfeldmagnetspule hergestellt, mit deren Anschlüssen diese Kontaktplatten
50 und 51 direkt verbunden sein können. Die Kontaktplatten sind gegenüber den übrigen Schaltereinzelteilen
durch Isolationskörper 54 und 55 abgeschirmt. Die Kontaktplatte 50 ist fest am Schaltergehäuse
56, von dem in der Figur nur ein Teil angedeutet ist, angebracht und kann mittels einer der in den Fig. 1
oder 2 beschriebenen Anordnungen mit der Kontaktplatte 51 verbunden werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 709 643/2
Claims (2)
1. Kurzschlußelement für einen von einem kryogenen Medium gekühlten Supraleitungsmagneten,
das zum Schließen eines supraleitenden Strompfades mit Kontaktstücken aus einem stabilisierten
Supraleitungsmaterial versehen ist, die mittels einer mechanischen Schaltvorrichtung miteinander
verbunden werden und von dem kryogenen Medium mit gekühlt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltvorrichtung auf pneumatische und/oder hydraulische Weise zu betätigen ist und mindestens einen Federbalg (10
oder 13 bzw. 23) enthält, dessen Innenraüm ein kryogenes Druckmittel zugeführt wird, dessen
Siedetemperatur höchstens gleich der Temperatur des kryogenen Mediums ist.
2. Kurzschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung einen
Federbalg (10 oder 13 bzw. 23) und eine Teller- oder Spiralfeder (26) umfaßt (Fig. 2).
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732324371 DE2324371C3 (de) | 1973-05-14 | Kurzschlußelement zum Schließen eines supraleitenden Strompfades | |
CH596774A CH570048A5 (de) | 1973-05-14 | 1974-05-02 | |
CA199,116A CA1039779A (en) | 1973-05-14 | 1974-05-07 | Shorting element for closing a super conducting current path |
FR7416276A FR2230098B1 (de) | 1973-05-14 | 1974-05-10 | |
GB2139974A GB1442524A (en) | 1973-05-14 | 1974-05-14 | Superconductive switches |
JP49052950A JPS5019390A (de) | 1973-05-14 | 1974-05-14 | |
US05/635,124 US4024363A (en) | 1973-05-14 | 1975-11-25 | Shorting contacts for closing a superconducting current path operated by a bellows arrangement responsive to the pressure of a cryogenic medium used in cooling the contacts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732324371 DE2324371C3 (de) | 1973-05-14 | Kurzschlußelement zum Schließen eines supraleitenden Strompfades |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2324371A1 DE2324371A1 (de) | 1974-11-28 |
DE2324371B2 DE2324371B2 (de) | 1977-03-17 |
DE2324371C3 true DE2324371C3 (de) | 1977-10-27 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0014766A1 (de) * | 1979-01-18 | 1980-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromzuführungsvorrichtung für eine supraleitende Magnetspule |
DE3844053A1 (de) * | 1988-12-28 | 1990-07-05 | Calor Emag Elektrizitaets Ag | Supraleitungsschalter |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0014766A1 (de) * | 1979-01-18 | 1980-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromzuführungsvorrichtung für eine supraleitende Magnetspule |
DE3844053A1 (de) * | 1988-12-28 | 1990-07-05 | Calor Emag Elektrizitaets Ag | Supraleitungsschalter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69531175T2 (de) | Supraleitende Abschirmungen für Gradienten-Spulen bei Magneten zur Bilderzeugung mittels magnetischer Resonanz | |
EP0154779B1 (de) | Supraleitendes Magnetsystem für den Betrieb bei 13K | |
DE102005062581B3 (de) | Supraleitende Magnetspule mit einer Schaltung zum Quenchschutz sowie ein MRT-Gerät damit | |
EP0115797A1 (de) | Schutzeinrichtung für eine supraleitende Magnetspulenanordnung | |
DE10065420C2 (de) | Flusspumpe mit Hochtemperatursupraleiter und damit zu betreibender supraleitender Elektromagnet | |
DE842809C (de) | Schaltpatrone | |
DE10035634A1 (de) | Supraleitungseinrichtung mit induktiver Strombegrenzereinheit unter Verwendung von Hoch-Tc-Supraleitermaterial | |
DE102014217249A1 (de) | Supraleitende Spuleneinrichtung mit Dauerstromschalter sowie Verfahren zum Schalten | |
DE3924579C2 (de) | ||
DE102006032973B3 (de) | Supraleitende Strombegrenzereinrichtung von resistiven Typ mit Halteelement | |
EP0151719A2 (de) | Magnetsystem für einen Kernspintomograph | |
DE3718634A1 (de) | Lichtbogenfreier elektromagnetischer schalter | |
EP0014766B1 (de) | Stromzuführungsvorrichtung für eine supraleitende Magnetspule | |
DE4019008C2 (de) | Supraleitende Magnetvorrichtung | |
EP0082409B1 (de) | Thermisches Verfahren zum schnellen Überführen einer supraleitenden Wicklung vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
CH642189A5 (en) | Superconducting magnetic system | |
DE3402828A1 (de) | Schalteinrichtung zum kurzschliessen mindestens einer supraleitenden magnetwicklung | |
DE2324371C3 (de) | Kurzschlußelement zum Schließen eines supraleitenden Strompfades | |
DE2451949C3 (de) | Stromzufühungsvorrichtung für eine supraleitende Magnetspule | |
EP3889633B1 (de) | Shim-vorrichtung mit einer hochtemperatursupraleitenden shim-leiterbahn, magnetanordnung und verfahren zum laden einer hts-shim-vorrichtung | |
DE2324371B2 (de) | Kurzschlusselement zum schliessen eines supraleitenden strompfades | |
DE1615591B1 (de) | Kryogenischer Schalter | |
EP0346411B1 (de) | Hochstromschalter | |
EP1759426B1 (de) | Strombegrenzungseinrichtung mit supraleitendem schaltelement | |
EP0107830A1 (de) | Dauerstromschalter zum Kurzschliessen mindestens einer supraleitenden Magnetwicklung |