DE2342736A1

DE2342736A1 - Strahlenbestaendiger endabschluss

Info

Publication number: DE2342736A1
Application number: DE19732342736
Authority: DE
Inventors: Friedrich Koenig
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1975-02-06
Also published as: CH559413A5

Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Strahlenbeständiger Endabschluse

Die vorliegende Erfindung betrifft einen strahlenbeständigen Endabschluss für elektrische Wicklungen, welche hohen Strahlendosen und/oder hohen Temperaturen ausgesetzt sind, und die mit einer, von einem metallischen Mantel umhüllten anorganischen Isolation, vorzugsweise einer Magnesiumoxid-Isolation, versehene elektrische Leiter aufweisen.

Für die Wicklungen von Strahlführungs-, Strahltransport- und Beschleunigermagneten, welche hohen Strahlendosen ausgesetzt sind, werden sowohl direkt, als auch indirekt gekühlte Leiter verwendet. Diese Leiter werden in vermehrtem Masse mit einer anorganischen Isolation versehen. Direkt gekühlte Leiter weisen einen Kühlkanal auf, durch welchen das Kühlmittel h-indurchfliesst. Dabei entstehen

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praktisch keine Temperaturdifferenzen zwischen dem zentral angeordneten Leiter und dem Aussenmantel. Daher erübrigt sich auch eine Vorrichtung zur Aufnahme der thermischen Differenzdehnungen an den Leiterenden. Derartige Leiterabschlüsse sind beispielsweise aus der Veröffentlichung der Universität von Kalifornien, "MIiJERAL-INSU-LATED CONDUCTORS FOR MAGNET COILS", bekannt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen strahlenbeständigen Endabschluss zu schaffen, der sich insbesondere für indirekt gekühlte Leiter eignet, um die zv.'ischen dem Leiter und dem Aussenmantel infolge der Temperaturuifferenzen auftretenden Differenzdehnungen so abzubauen, dass keinerlei Spannungen und Verformungen im Leiter auftreten können.

Die vorgenannte Aufgabe vjird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Eliminierung von Zug- und Druckspannungen im Endabschluss zwischen dem blanken Teil des zentralen elektrischen Leiters und dem die anorganische Isolationsschicht umhüllenden metallischen Mantel eine Kombination einer metallischen Dilatationsstrecke, mit einer damit starr verbundenen, keramischen, elektrisch isolierenden Strecke angeordnet ist.

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Dor Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass eine zwischen dem zentral angeordneten Leiter und der Metal !ummantelung auftretende thermische Dif-ferenzdehnung, wie sie bei Stromdurchgang durch den zentralen Leiter entsteht, durch die Dilatationsstrecke absorbiert wird, ohne dass eine Verformung des zentral angeordneten Leiters und eine Zerstörung der keramischen Isolierstrecke erfolgt. Weiterhin wird durch die keramische Isolierstrecke der zentral angeordnete, stromführende Leiter gegenüber dem metallischen Aussenmantel elektrisch isoliert.

Ferner ist es zweckmässig, dass fcum Ausgleich der thermisch bedingten Zug- und Druckspannungen die Dilationsstrecke balgartig ausgebildet ist und die elektrisch isolierende keramische Strecke aus einem gesinterten Metalloxid besteht und hochvakuumfest und druckdicht ist.

Es empfiehlt sich, da die Durchmesser der elektrisch isolierenden Strecke und des die anorganische Isolationsschicht umhüllenden, beispielsweise einen quadratischen Querschnitt aufweisenden metallischen Mantels verschieden gross sind, wobei der Durchmesser der elektrisch isolierenden Strecke mindestens dem Eckmass des metallischen

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Mantels entsprechen muss, diese durch eine als Aufweitung gebildete Uebergangszone des metallischen Mantels miteinander verbunden werden, wobei beide Endender elektrisch isolierenden keramischen Strecke über deren äusseren Gesamtumfang metallisiert sind.

Da der strahlenbeständige Endabschluss an den Spulenenden angeordnet ist, wo er einem Hochvakuum, hohen Strahlendosen und/oder hohen Temperaturen und/oder

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Drücken ausgesetzt ist, wird eine hochvakuumfeste und druckdichte Ausbildung der elektrisch isolierenden keramischen Strecke erforderlich, Vielehe ein Eindiffundieren von Luft, Gas und Feuchtigkeit in den Endabschluss verhindert und eine Strahlungsschädigung vermeidet. Gleichzeitig ergeben sich fertigungstechnische Vorteile daraus, dass an beiden Enden der elektrisch isolierenden keramischen Strecke eine ringförmige Metallisierung aufgebracht ist, wodurch eine einfache Verbindung mit dem äusseren metallischen Mantel des elektrischen Leiters einerseits, und der Verbindung mit der metallischen, balgartig ausgebildeten Dilatationsstrecke andererseits, beispielsweise durch Hartlöten, ermöglicht wird.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Endabschluss, teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Endabschluss entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1 .-

Gemäss! den Figuren 1 und 2 ist mit 1 ein zentraler elek-

triseher Leiter bezeichnet, dessen (auf der Zeichnung) linkes Ende blank, d.h. ohne Isolation ist, während dessen rechtes Ende, welches beispielsweise mit der Spule eines Strahlführungs-Magneten verbunden ist, mit einer Isolationsschicht 2, welche unter Strahleneinfluss und hohen Temperaturen ihre Isolationsfestigkeit und chemische Zusammensetzung nicht verändert, bestehend aus einer anorganischen, pulvrigen Schicht, beispielsweise Magnesiumoxid, umgeben ist. Die anorganische Isolationsschicht 2 ist mit einem metallischen Mantel 3, beispielsweise einem Kupfermantel umhüllt. Zwischen dem blanken Teil des zentralen elektrischen Leiters 1 und dem mit einer anorganischen Isolationsschicht 2 und einem metallischen Mantel 3 umhüllten Teil des elektrischen Leiters

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ist eine aus Metall bestehende, balgartig ausgebildete Dilatationsstrecke k und eine hochvakuumfeste und druckdichte keramische, elektrisch isolierende Strecke 5, welche die Dilatationsstrecke U und den damit verbundenen, stromführenden zentralen elektrischen Leiter 1 vom metallischen Mantel 3 isoliert» angeordnet. An beiden Enden der keramischen Strecke 5 ist eine Metallisierung 7 angebracht, um eine druck- und vakuumdichte Verbindung der keramischen Strecke 5 mit der balgartig ausgebildeten Bilataticnsstrecke 4 einerseits, und dem metallischen Mantel 3 andererseits, beispielsweise durch Hartlöten, zu ermöglichen. Da der Durchmesser des die Isolationsschicht 2 des zentralen elektrischen Leiters 1 umhüllenden metallischen Mantels 3 kleiner ist als der Durchmesser der keramischen Strecke 5, ist der metallische Mantel 3 in einer Uebergangszone 8 aufgeweitet, so dass dessen Enddurchmesser auf die keramische Strecke S auf-* geschoben und mit dieser druck- und vakuumdicht verbunden werden kann.

Die Wirkungeweise der erfindungsgemässen Anordnung geht aus folgendem hervorι

Infolge Stroradurchgang erwärmt sich der zentrale elektrische Leiter 1 während des Betriebes. Der die Isolations-

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schicht 2 umhüllende metallische Mantel 3 verbleibt jedoch etwa auf Raumtemperatur. Dadurch ergibt sich eine thermische Differenzdehnung zwischen uem zentralen elektrischen Leiter 1 und dem metallischen Mantel 3. Diese thermische Differenzdehnung wird von der Dilatationsstrecke 4, welche beispielsweise balgartig ausgebildet ist, absorbiert, wobei durch die elektrisch isolierende keramische Strecke 5 die elektrische Isolation zwischen der Dilatationsstrecke U und dem damit verbundenen stromführenden zentralen elektrischen Leiter 1 und dem metallischen Mantel 3 gewährleistet ist.

Auf diene Weise ist es möglich, auch bei indirekt gekühlten zentralen-elektrischen Leitern auf einfache Art, die durch Erwärmung des zentralen elektrischen Leiters verursachte Dehnung, die im Extremfall zu Verbiegungen des zentralen elektrischen Leiters 1 führen könnte, zu absorbieren.

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Claims

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Patentansprüche

Strahlenbeständiger Endabschluss ±'άν elektrische Wicklungen, welche hohen Strahlendosen und/oder hohen Temperaturen ausgesetzt sind, und die mit einer, von einem metallischen Mantel umhüllten anorganischen Isolation, vorzugsweise einer Magnesiumoxid-Isolation, versehene elektrische Leiter aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Eliminierung von Zug- und Druckspannungen im Endabschluss zwischen dem blinken Teil des zentralen elektrischen Leiters (1) und dem die anorganische Isolationsschicht (2) umhüllenden metallischen Mantel (3) eine Kombination einer metallischen Dilatationsstrecke (M) mit einer damit starr verbundenen, keramischen, elektrisch isolierenden Strecke (5) angeordnet ist.

2. Strahlenbeständiger Endabschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dilatationsstrecke (U) balgartig ausgebildet ist.

3. Strahlenbeständiger Endabschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende keramische Strecke (5) aus einem gesinterten Metalloxid besteht.

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¹I. Strahlenbeständiger Endabschluss nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende keramische Strecke (5) hochvakuumfest und druckdicht ist.

5. Strahlenbeständiger Endabschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der elektrisch isolierenden keramischen Strecke (5) und des die ^organische Isolationsschicht (2) umhüllenden metallischen Mantels (3) verschieden gross sind, und durch eine als Aufweitung gebildete 'Jebergangszone (8) des metallischen Mantels (3) miteinander verbunden sind.

6. Strahlenbeständiger Endabschluss nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Enden der elektrisch isolierenden keramischen Strecke (5) über deren äusseren Gesamtumfang metallisiert sind.

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