DE3505852C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromzuführung durch eine Öffnung in einer oberen Begrenzungswand eines teilweise mit einem flüssigen Tiefsttemperatur-Kühlmittel gefüllten Kryostaten zu einer in das Kühlmittel eingetauchten supraleitenden Spule, wobei eine Stromleitung im Bereich der Öffnung von einem Isolierrohr umgeben und mit diesem gegenüber der Begrenzungswand abgedichtet ist.

Eine derartige Stromzuführung ist aus der Veröffentlichung "Cryogenics", Februar 1984, Seiten 73 bis 82, insbesondere Fig. 17, bekannt. Als Isolator wird dort mit Phenol behandeltes Kraftpapier mit halbleitenden Folien verwendet, die dicht an der inneren und der äußeren Oberfläche angeordnet sind, um Entladungen zu vermeiden. Bei der Anordnung gemäß Fig. 17 dieser Literaturstelle ist die innere Folie mit dem Leiter gekoppelt, der sich an seinem gekühlten Ende in axialer Richtung frei bewegen kann, während die äußere Folie mit einer Metallbandage gekuppelt ist, die an einem Flansch geerdet ist, wie es im einzelnen in den Abbildungen dieser Literaturstelle gezeigt ist. Abgesehen davon, daß der Aufbau dieser herkömmlichen Anordnung mit den isolierenden Wicklungen sehr aufwendig ist, kann eine elektrisch und thermisch isolierende Anordnung mit optimaler Kühlung durch das Tiefsttemperatur-Kühlmittel nicht für die gesamte Aufhängung gewährleistet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stromzuführung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei einfachem Aufbau eine besonders wirkungsvolle elektrische und thermische Isolierung durch Kühlung der Stromleitung im Bereich der Öffnung gewährleistet sind, um elektrische Entladungen zwischen der Stromleitung und den sie umgebenden Teilen praktisch auszuschließen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Stromzuführung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß an das Isolier­ rohr ein nach außen vorspringender Isolierflansch angeformt ist, der um die Öffnung auf der oberen Begrenzungswand aufsitzt und an seiner Oberseite einen an der Stromleitung angebrachten Flansch trägt, und daß das Isolierrohr von der umschlossenen Stromleitung beabstandet ist, so daß diese bis zu dem Flansch von dem verdampften Kühlmittel umströmt wird.

Das integral ausgebildete Isolierrohr mit dem angeformten, nach außen vorspringenden Isolierflansch stellt eine sehr einfache und leicht zu installierende Anordnung dar. Das Isolierrohr hat dabei eine Doppelfunktion, da es sowohl für die elektrische Isolierung als auch die thermische Isolierung in abgedichteter Weise sorgt, derart, daß elek­ trische Entladungen zwischen der Stromleitung und dem Kryostaten praktisch ausgeschlossen werden. In einem von dem Isolierrohr gebildeten Ringraum wird eine gute Kühlung durch das verdampfte Kühlmittel gewährleistet, das diesen Ringraum durchströmt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung nähe erläutert. Die Zeichnung zeigt
- einen Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Stromzuführung.

Von einem Kryostaten, der teilweise mit einem flüssigen Tiefsttemperatur-Kühlmittel 6, beispielsweise flüssigem Helium, gefüllt ist, erkennt man eine zum entsprechenden Behälter gehörende obere Begrenzungswand 4 b. Diese Begrenzungs­ wand 4 b hat eine hindurchgehende Öffnung, durch welche eine Stromleitung 2 hindurchgeht und an eine Verbindungsleitung 3 anschließt, die ihrerseits mit einer nicht dargestellten supraleitenden Spule verbunden ist, die in das Kühlmittel 6 eingetaucht ist.

Unterhalb der oberen Begrenzungswand 4 b erkennt man eine Vielzahl von Zwischenwänden 8, die vorgesehen sind, um das Eindringen von Wärme von der oberen Begrenzungswand 4 b aus zu reduzieren und eine entsprechende Abschirmung zu bilden.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erkennt man, daß die Stromleitung 2 von einem hohlen, elektrisch isolierenden Isolierrohr 13 umgeben ist, das beispielsweise aus elektrisch isolierendem Kunststoff besteht. Das Isolier­ rohr 13 weist einen elektrisch isolierenden, nach außen vor­ springenden Isolierflansch 13 a auf, der um die Stromleitung 2 herum und zwischen der oberen Begrenzungswand 4 b und einem Flansch 2 a der Stromleitung 2 außerhalb des Behälters des Kryostaten angeordnet ist.

Der Isolierflansch 13 a isoliert elektrisch die Stromleitung 2 gegenüber der oberen Begrenzungswand 4 b des Behälters. Ferner sorgt der Isolierflansch 13 a für eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Flansch 2 a der Stromleitung 2 und der oberen Begrenzungswand 4 b, und zwar in Zusammenwirkung mit O-Ringen 10, die einerseits zwischen dem Flansch 2 a und dem an dem Isolier­ rohr 13 angeformten Isolierflansch 13 a und andererseits zwischen dem Isolierflansch 13 a und der oberen Begrenzungswand 4 b ange­ ordnet sind.

Das Isolierrohr 13 weist ferner einen hohlen, elektrisch isolierenden Zylinder 13 a, der um die Stromleitung 2 herum angeordnet ist, und ein Verbindungsteil 13 c auf, das zwischen dem Isolierflansch 13 a und dem Zylinder 13 b angeordnet ist, um den Isolierflansch 13 a und den Zylinder 13 b durchgehend zu verbinden. Der isolierende Zylinder 13 b ist vom Isolier­ flansch 13 a über das Verbindungsteil 13 c gehalten und erstreckt sich von dem Isolierflansch 13 a nach unten, um den inneren Bereich der Stromleitung 2 und einen wesentlichen Bereich der Verbindungsleitung 3 zu überdecken.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Isolierrohr 13 ein integral geformtes Teil, so daß der Isolierflansch 13 a, der Zylinder 13 b und das Verbindungsteil 13 c in einem Stück ausgebildet sind. Das Verbindungsteil 13 c verbindet den Isolierflansch 13 a und den Zylinder 13 b durchgehend ohne irgendeinen Spalt zwischen ihnen, so daß dieser Bereich inner­ halb der Öffnung in der oberen Begrenzungswand 4 b gegen elektrische Entladungen abgeschlossen und geschützt ist. Ferner ist ein Ringraum 14 innerhalb des isolierenden Zylinders 13 b, in Abstand von dem Stromleiter 2 bzw. der anschließenden Verbindungsleitung 3 vorgesehen, so daß ein Strom aus verdampftem Kühlmittel 7 in diesen Ringraum 14 eintreten kann, um die Stromleitung 2 und die Verbindungs­ leitung 3 in wirksamer Weise zu kühlen.

Die Verwendung des Isolierrohres 13 führt zu einer Erhöhung der Spannungsfestigkeit zwischen der Strom­ leitung 2 und der oberen Begrenzungswand 4 b des Kryostaten sowie zwischen der Stromleitung 2 und den isolierenden Zwischenplatten 8, da die Stromleitung 2 gegenüber der oberen Begrenzungswand nicht frei liegt.

Auch wenn das Isolierrohr 13 bei der dargestellten Ausführungs­ form eine zylindrische Form hat, können auch andere Querschnitts­ formen mit gleicher Wirkung verwendet werden. Es genügt auch, wenn das Isolierrohr 13 nur die Stromleitung 2, nicht aber die Verbindungsleitung 3 umgibt, weil die Verbindungsleitung 3 außerhalb des kritischen Bereiches der Öffnung in der oberen Begrenzungswand 4 b liegt.

Claims (1)

1. Stromzuführung durch eine Öffnung in einer oberen Begrenzungs­ wand (4 b) eines teilweise mit einem flüssigen Tiefsttemperatur- Kühlmittel (6) gefüllten Kryostaten (4) zu einer in das Kühlmittel (6) eingetauchten supraleitenden Spule, wobei eine Stromleitung (2, 3) im Bereich der Öffnung von einem Isolierrohr (13 a, 13 b, 13 c) umgeben und mit diesem gegen­ über der Begrenzungswand (4 b) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
   daß an das Isolierrohr (13 a, 13 b, 13 c) ein nach außen vor­ springender Isolierflansch (13 a) angeformt ist, der um die Öffnung auf der oberen Begrenzungswand (4 b) aufsitzt und an seiner Oberseite einen an der Stromleitung (2, 3) ange­ brachten Flansch (2 a) trägt, und
   daß das Isolierrohr (13 a, 13 b, 13 c) von der umschlossenen Stromleitung (2, 3) beabstandet ist, so daß diese bis zu dem Flansch (2 a) von dem verdampften Kühlmittel (7) umströmt wird.