DE29602026U1 - Leiteranordnung - Google Patents
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description
3077
1
Beschreibung
Beschreibung
Leiteranordnung
Die Erfindung betrifft eine Leiteranordnung für ein supraleitendes
Gerät.
Hochstromsysteme, insbesondere Stromschienensysteme für Niederspannung,
werden in der Regel mit minimalen Reaktanzen ausgeführt, um die auf eine Längeneinheit bezogenen Spannungsabfälle
klein zu halten. Aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) wird zusätzlich das magnetische
Außenfeld in der Umgebung des Hochstromsystems minimiert. Derartige Hochstromsysteme sind in der Regel als Drehstromsysterne
ausgeführt.
Für die Einführung der supraleitenden Technik für derartige Hochstromsysteme stehen für Wechselstrom geeignete metallische
Supraleiter in Form von Runddrähten oder Runddraht-Bündein
mit Bündeldurchmesser bis zu 1,5 mm zur Verfügung, Auch die fortschreitende Entwicklung bei keramischen Supraleitern
zeigt eine Tendenz zu Runddrähten vergleichbarer Durchmesser auf.
Ein Hochstromsystem mit Runddrähten erfordert eine Vielzahl parallelgeschalteter Drahtbündel je Phase. Der zulässige Betriebsstrom
für ein 1,5-mm-Bündel beträgt beispielsweise etwa
250 A. Um eine gleichmäßige Stromaufteilung auf die parallelen Zweige zu erreichen und gleichzeitig die oben genannte
Forderung nach Minimierung der Reaktanzen und des magnetischen Außenfelds zu erfüllen, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich.
Bei bisherigen normalleitenden Hochstromsystemen, insbesondere Schienensystemen, werden Kupfer- oder Aluminium-Flachleiter
in Sandwich-Bauweise verwendet. Dabei sind die drei Phasenleiter und gegebenenfalls ein zusätzlicher Nulleiter
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dicht aufeinandergepackt, so daß die Wirkwiderstände der
sogebilde-teten Schienen im wesentlichen die resultierenden Impedanzen und den Spannungsabfall bestimmen.
Bisher bekannte Entwurfsstudien und Prototypen supraleitender Hochstromkabel und Strombegrenzer gehen von der Verfügbarkeit
supraleitender Folien oder supraleitend beschichteter Trägerfolien aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Leiteranordnung
für Supraleiter anzugeben, die den obengenannten Forderungen entgegenkommt.
Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Leiteranordnung
gemäß Anspruch 1.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, weitere Vorteile und Details werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
20
20
FIG 1 und FIG 2 Leiteranordnungen in einer Schnittdarstellung,
FIG 3 die Leiteranordnung gemäß FIG 1 in einer
FIG 3 die Leiteranordnung gemäß FIG 1 in einer
Draufsicht und
FIG 4 und 5 einen Hochstromleiter unter Verwendung der
Leiteranordnung im Querschnitt.
Die neue Leiteranordnung 1 ist quasi als Gewebe ausgebildet. Das Gewebe kann dabei als Vorfabrikat zur Herstellung eines
0 supraleitenden Hochstromsystems verwendet werden. FIG 3 zeigt die Leiteranordnung 1, bei der die Schußfäden S ganz oder
teilweise aus supraleitenden Runddrähten oder Runddrahtbündeln bestehen. Die Kettfäden K des Gewebes und die gegebenenfalls
nicht durch Drähte ersetzten Schußfäden sind aus Isolierstoff gefertigt (siehe auch FIG 2).
• I · &iacgr;
GR 96 G 3077
FIG 1 und 2 zeigen beispielhaft verschiedene Leiteranordnungen 1 im Querschnitt. Die Runddrähte oder Runddrahtbündel
werden bei der Montage oder der Herstellung des Gewebes in der Phasenfolge U,V,W,N,U,V,W,N. . . (4-Leiter-System) oder beispielsweise
U,V,W,U,V,W...(3-Leitersystem) verschaltet, so
daß eine Vielzahl parallelgeschalteter Drehstromsysteme entstehen.
Die Gewebestruktur der Leiteranordnung 1 bietet einem flüssigen
Kühl- und Isoliermittel genügend Benetzungsmöglichkeiten für die supraleitenden Runddrähte oder Runddrahtbündel. Als
Kühl- und Isoliermittel kommen bevorzugt Helium, Wasserstoff oder Stickstoff (je nach Sprungtemperatur) zur Anwendung.
Die Durchmischung oder Reihenfolge der Phasenleiter ergibt eine gleichmäßige Stromverteilung auf die Parallelzweige, eine
minimale Gesamtreaktanz und kleinste magnetische Rüttelkräfte auf die Supraleiter.
Falls erforderlich kann durch Harzimprägnierung der isolierenden
Fäden und einer entsprechenden Wärmebehandlung der fertig montierten Leiteranordnung (Ausbacken) eine zusätzliche
Verklebung und Härtung erzielt werden, ohne daß der Durchtritt des Kühlmittels später behindert ist.
In der Zeichnung ist mit d der Drahtbündeldurchmesser und mit t die Teilungsbreite einer Parallelgruppe bezeichnet. Die
Teilungsbreite kann beispielhaft im Bereich von 10 mm liegen.
Der Durchmesser der verwendeten Drähte oder Runddrahtbündel·, die Anzahl der erforderlichen Parallelzweige und die notwendigen
Isolationsabstände zwischen den jeweiligen Phasenleitern
bestimmen die Gesamtgewebebreite.
Die in Richtung der Kett- oder Schußfäden K bzw. S aufgerollte Leiteranordnung 1 kann dann in ein passendes Isolierrohr
(Wärme-Isolierrohr) eingebracht werden, das ein Kryostat-Rohr
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bildet. FIG 4 und 5 zeigen dazu jeweils eine Ausführungsform
im Querschnitt. FIG 4 zeigt ein Rundrohr RR, in dem die Leiteranordnung
1 aufgerollt enthalten ist. FIG 5 zeigt ein Hohlprofil H mit rechteckigem Querschnitt, in dem die Leiteranordnung
gefaltet eingelegt ist. Gegebenenfalls kann zwischen den einzelnen Lagen der Leiteranordnung 1 noch eine als
Abstandshalter dienende Lage, z.B. ein weiteres Gewebe G, eingelegt sein.
Mit der neuen Leiteranordnung sind gegenüber dem Stand der Technik kompaktere Hochstromsysteme herstellbar. Darüber hinaus
lassen sich die supraleitenden Runddrähte vorverarbeiten, so daß ein einfach zu verarbeitendes Gewebe als Leiteranordnung
zur Verfügung steht.
Selbstverständlich sind einzelne Merkmale der vorliegenden Idee im Rahmen des fachmännischen Könnens miteinander oder
mit Merkmalen aus dem Stand der Technik kombinierbar, ohne daß der Grundgedanke der Idee verlassen wird. Grundgedanke
ist dabei, daß die Supraleiter nach Art eines Gewebes als Leiteranordnung verwendet werden.
Die Leiteranordnung eignet sich bevorzugt als Vorfabrikat für Nieder- und Mittelspannungs- Drehstrom-Hochstromsysteme sowie
für ein- und mehrphasige Strombegrenzer.
Claims (2)
1. Leiteranordnung für ein supraleitendes Gerät, wobei Supraleiter
nach Art eines Gewebes angeordnet sind und wobei die Supraleiter die Schußfäden und Isolierstoffäden die Kettfaden
bilden.
2. Leiteranordnung nach Anspruch 1, wobei die Schußfäden jeweils
wechselweise einer elektrischen Phase zugeordnet sind.
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