DE3525938A1 - Schalter - Google Patents
SchalterInfo
- Publication number
- DE3525938A1 DE3525938A1 DE19853525938 DE3525938A DE3525938A1 DE 3525938 A1 DE3525938 A1 DE 3525938A1 DE 19853525938 DE19853525938 DE 19853525938 DE 3525938 A DE3525938 A DE 3525938A DE 3525938 A1 DE3525938 A1 DE 3525938A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- superconducting material
- superconducting
- switch
- length
- temperature
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 42
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 229910001275 Niobium-titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N niobium titanium Chemical compound [Ti].[Nb] RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
- H10N60/35—Cryotrons
- H10N60/355—Power cryotrons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S336/00—Inductor devices
- Y10S336/01—Superconductive
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/882—Circuit maker or breaker
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
Schalter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, der
zwischen einem geschlossenen Zustand, in dem er einen sehr niedrigen Widerstandsweg für den elektrischen
Strom aufweist, und einem geöffneten Zustand umschalt- C bar ist, in dem er einen Stromweg mit einem relativ
hohen Widerstand bildet.
Beispielsweise ist der erfindungsgemäße Schalter im Zusammenhang mit supraleitenden Magnetspulen verwendbar.
Derartige Spulen werden typischerweise in Bädern „._ auf einer sehr niedrigen Temperatur gehalten, die in
geschlossenen Gefäßen, wie beispielsweise Dewar-Gefäßen,
flüssiges Helium enthalten. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es wünschenswert, selektiv einen
Stromweg zwischen zwei Punkten in dem Dewar-Gefäß herzustellen, der einen sehr niedrigen Widerstand von
beispielsweise 10 Ohm aufweist. Herkömmliche Schalter sind nicht in der Lage, Stromwege zu bilden, die
einen derartig niedrigen Widerstand aufweisen.
__ Supraleitende Materialien weisen bei sehr niedrigen
35
Temperaturen einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand auf. Typischerweise besitzt ein supraleitendes
Material eine Übergangstemperatur zwischen 100K und
200K. Oberhalb der Übergangstemperatur stellt dieses Material einen normalen Leiter dar, der einen relativ
großen Widerstand besitzt.
5
5
Früher wurde vorgeschlagen, Supraleiter dadurch als Schalter anzuwenden, daß ihre Temperaturen geändert
werden. Derartige Schalter enthalten jedoch typischerweise ununterbrochene bzw. kontinuierliche Stabilisie-10
rungsmatrizes mit einem relativ niedrigen Widerstand.
Typischerweise konnten derartige Schalter auch nicht Stromwege mit einem hohen Widerstand schaffen, wenn sie
sich im geöffneten Zustand befanden.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, der eine Länge eines supraleitenden Materiales und eine
Stabilisierungseinrichtung enthält, die die Instabilität der Länge des supraleitenden Materiales ohne eine
übermäßig große Verringerung des Widerstandes des 20
Schalters in seinem geöffneten Zustand verringert. Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform ist eine Heizeinrichtung
vorgesehen, die die Temperatur des supraleitenden Materiales über seine Übergangstemperatur anhebt, um
den Schalter zu öffnen. Eine Isolation umgibt im 25
wesentlichen das supraleitende Material und die Heizeinrichtung, um eine Temperaturdifferenz zwischen dem
supraleitenden Material und der Umgebung aufrechtzuerhalten.
Die Stabilisierungseinrichtung umfaßt vorzugsweise
eine Mehrzahl von Kupfersegmenten bzw. Kupferabschnitten, die in einem Kontakt zu dem supraleitenden Material
stehen. Die Segmente sind voneinander beabstandet, so daß sie nicht einen ununterbrochenen Stromweg durch
das Kupfer bilden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Schalter anzugeben, der in seinem
geschlossenen Zustand wie ein Supraleiter und in
seinem geöffneten Zustand wie ein normaler Leiter 5
funktioniert.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß der erfindungsgemäße Schalter in seinem geschlossenen' Zustand
wie ein Supraleiter funktioniert und in seiner geöffneten Position einen relativ hohen Widerstand zwischen
seinen Anschlüssen bildet.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den
15
Figuren hervor. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schalters;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung entlang der
Linie 2-2 der Figur 1, wobei die
Blickrichtung durch die Pfeile angegeben ist; und
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung im
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung im
wesentlichen entlang der Linie 3-3 der 25
Figur 2, wobei die Blickrichtung durch die
Pfeile angegeben ist.
Allgemein verkörpert sich die vorliegende Erfindung in
einem Schalter, der in der Figur 1 allgemein mit dem 30
Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der Schalter 10
enthält einen ersten Anschluß 12 und einen zweiten Anschluß 14. Der Schalter weist eine Länge 16 aus
einem supraleitenden Material 16 auf, das sich zwischen dem ersten Anschluß 12 und dem zweiten Anschluß
35
14 erstreckt. Die Länge des supraleitenden Materials 16 ist hier auf einem schraubenförmigen Weg um ein
Kernelement 18 gewickelt. Das dargestellte Kernelement 18 besteht aus einer Länge eines Aluminiumrohres, das
mit einem thermischen Isolator, wie beispielsweise
einem synthetischen Schaummaterial, gefüllt ist. 5
Wenn die Temperatur des supraleitenden Materials 16 auf einer extrem niedrigen Temperatur gehalten wird,
funktioniert es wie ein Supraleiter, d.h. es leitet
den Strom mit einem extrem niedrigen Widerstand. Bei 10
höheren Temperaturen funktioniert das supraleitende
Material 16 wie ein normaler Leiter und leitet den Strom mit einem relativ hohen Widerstand. Die Übergangstemperatur,
bei der das Material Übergänge zwischen dem Zustand der normalen Leitung und dem supra-15
leitenden Zustand erfährt, liegt typischerweise zwischen 10°K und 20°K.
Der Schalter 10 wird dadurch geschlossen, daß die Temperatur des supraleitenden Materials 16 unter die
Übergangstemperatur abgesenkt wird. Der Schalter 10 wird dadurch geöffnet, daß die Temperatur des supraleitenden
Materials über die Übergangstemperatur angehoben wird.
Während Einrichtungen zur Änderung der Temperatur des
supraleitenden Materials 16 eine Heizeinrichtung, eine Kühleinrichtung oder beides enthalten können, ist der
dargestellte Schalter so entworfen, daß er in einer
Umgebung verwendbar ist, deren Umgebungstemperatur
30
unter der Übergangstemperatur des supraleitenden Materials liegt. Dementsprechend ist eine Heizeinrichtung
22 vorgesehen, um den Schalter durch Anheben der Temperatur des Materials über seine Übergangstemperatur
zu öffnen. Wenn die Heizeinrichtung 22 nicht
in Betrieb ist, überträgt das supraleitende Material 16 Wärme an die Umgebung und ändert seinen Zustand,
* M
wenn seine Temperatur ausreichend niedrig wird. Dabei wird der Schalter 10 geschlossen.
Die dargestellte Heizeinrichtung 22 umfaßt ein Heiz-5
element 24 mit einem relativ hohen elektrischen Widerstand, so daß es bei einem Stromdurchfluß Wärme erzeugt.
Der elektrische Strom fließt durch die Heizleitungen 26 und 28 zum Heizelement. Bei dem Heizelement
24 kann es sich um einen herkömmlichen Widerstand 10
handeln.
Um zu verhindern, daß eine übermäßig große Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung 22 zur Umgebung erfolgt,
umgibt eine thermische Isolation 30 im wesent-15
liehen die Länge des supraleitenden Materiales 16 und
die Heizeinrichtung 22. Die Isolation kann durch eine Wicklung eines Epoxyglas-Bandes realisiert werden.
Das supraleitende Material umfaßt hier einen mehradri-20
gen Draht 16, der aus einer Mehrzahl von Niob-Titan-Drähten bzw. -Fäden 32 besteht, die parallel zueinander
verbunden sind. Während des supraleitenden Betriebes kann eine relativ kleine mechanische oder thermische
Strömung in einem Faden 32 Wärme erzeugen und die ..
Temperatur eines Bereiches des Fadens über die Übergangstemperatur
anheben. Wenn ein relativ kleiner Bereich eines einzigen Fadens 32 über die Übergangstemperatur angehoben wird, erzeugt der sich ergebende
elektrische Widerstand in diesem Bereich Wärme, die die 30
Temperatur der benachbarten Bereiche des Fadens anhebt.
Um zu verhindern, daß eine derartige Erscheinung den gesamten Draht 16 in den normalen Zustand bringt, d.h.
seine Temperatur über die Übergangstemperatur anhebt, wird typischerweise ein stabilisierendes Material auf
den supraleitenden Fäden vorgesehen, um um Bereiche der supraleitenden Fäden, die zeitweise mit einem relativ
hohen Widerstand leiten, einen Stromweg vorzusehen. Das stabilisierende Material kann auch Wärme von diesen
Bereichen wegleiten bzw. führen.
Ein supraleitendes Kabel wird typischerweise durch einen ununterbrochenen, normalen Leiter stabilisiert,
der das supraleitende Material enthält und sich zusammen mit diesem erstreckt. Der normale Leiter weist
typischerweise einen höheren elektrischen Widerstand auf als das supraleitende Material unter der Übergangstemperatur. Er weist aber auch einen niedrigeren elektrischen
Widerstand auf als das supraleitende Material über der Übergangstemperatur.
Das stabilisierende Material weist typischerweise die Form einer Kupfermatrix auf, die die Fäden bzw. Drähte
individuell und kollektiv umgibt. Ein durch Kupfer stabilisierter supraleitender Draht weist selbst über
der Übergangstemperatur einen relativ niedrigen Widerstand
auf, weil die Kupfermatrix über der Ubergangstemperatur einen relativ niedrigen elektrischen Widerstand
besitzt. Dadurch wird ein in dieser Weise stabilisierter Draht für die Verwendung in einem Schalter
ungeeignet, bei dem gewünscht wird, daß der Schalter 25
durch Anheben der Temperatur des Drahtes über seine Übergangstemperatur geöffnet wird, d.h. einen hohen
Widerstand zwischen den Enden des supraleitenden Drahtes erzeugt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind Stabilisierungseinrichtungen 34 vorgesehen, die den
supraleitenden Draht 16 stabilisieren, während sie es ermöglichen, daß ein relativ hoher Widerstand zwischen
entgegengesetzten Enden des Drahtes 16 bei Temperatu-35
ren aufrechterhalten wird, die über der Übergangstemperatur des supraleitenden Materiales liegen. In der
dargestellten Ausführungsform umfaßt die Stabilisierungseinrichtung
34 eine Mehrzahl von Segmenten bzw. Abschnitten eines normalleitenden Materials. Die Segmente
34 sind entlang der Länge des Drahtes 16 vonein-5
ander beabstandet und jedes Segment berührt alle Fäden
32. Die Segmente 34 verbinden daher die Fäden bzw. Drähte 32 parallel. Dadurch wird die Wiederverteilung
eines Stromes um Bereiche der einzelnen Fäden bzw. Drähte ermöglicht, die zeitweise über der Übergangstemperatur
liegen. Neben ihren elektrischen Funktionen können die Segmente 34 auch die Wärmeausbreitung entlang
der Fäden 32 verzögern. Dadurch wird die Aufrechterhaltung der Stabilität weiter unterstützt. Die
Segmente 34 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. 15
Die Charakteristiken des Schalters 10 hängen in großem Maße von der Länge und dem Abstand der Kupfersegmente
34 ab. Wenn die Längen der Intervalle zwischen den Kupfersegmenten 34 zu groß sind, ist die Stabilisie-
rung nicht ausreichend. Die Wirksamkeit der Stabilisierungssegmente
liegt hauptsächlich in ihrer Fähigkeit, abwechselnde Stromwege zu schaffen, wenn besondere
Bereiche der Fäden zeitweise über die Umgebungstemperatur erwärmt werden. Wenn die Längen der Inter-
valle zunehmen, nimmt die" Wahrscheinlichkeit zu, daß zu
irgendeinem Zeitpunkt die Anzahl der Fäden, die derartige Bereiche zwischen zwei benachbarten Segmenten
aufweisen, so groß wird, daß die restlichen Fäden nicht
den gesamten Strom führen können. Wenn dies eintreten 30
würde, würde der Draht 16 in den normalen Zustand gezogen. Wenn jedoch die gesamte bzw. kumulative Länge
der Intervalle zu kurz ist, kann der Widerstand des Schalters 10 in der geöffneten Position unerwünscht
niedrig sein.
35
35
Eine andere Betrachtung besteht darin, daß die Segmen-
I·* «4
te 34 lang genug sein sollte, so daß der Widerstand für
den durch die Segmente zwischen den Fäden 32 fließenden Strom vernachlässigbar ist. Wenn die Segmente 34 zu
kurz sind, kann der Flächenkontakt zwischen einem 5
Segment 34 und den Fäden 32 so klein sein, daß der elektrische Widerstand für den zwischen den Fäden 32
und dem Segment 34 fließenden Strom zu groß ist.
Außerdem wird, wenn die Kupfersegmente 34 relativ lang
sind, die Wärmeübertragung zu den Bereichen der supraleitenden Fäden 32 in den Kupfersegmenten 34 geringfügig
verzögert und diese Bereiche bleiben während einer kurzen Zeitperiode nach dem Aktivieren bzw. Einschalten
der Heizeinrichtung 22 supraleitend. In einer ähnlichen Weise wird dann, wenn gewünscht wird, daß der Schalter
10 geschlossen wird, die Wärmeübertragung von diesen Bereichen durch die Kupfersegmente 34 verzögert. Derartige
Verzögerungen sind unerwünscht.
Für eine annehmbare Funktion kann der supraleitende Draht 16 einen mehradrigen supraleitenden Draht mit
20.000 Adern (20 mil) und mit einer Länge von 121,92 m (400 foot)umfassen, wobei die Kupfersegmente 34 etwa
2,54 cm (1 inch)pro 30,48 cm (1 foot) des supraleiten-25
den Drahtes bedecken.
Der stromführende Bereich des Schalters 10, d.h. der Draht 16 und die Segmente 34, können aus einem stabilisierten
supraleitenden Draht dadurch hergestellt 30
werden, daß Bereiche des stabilisierenden Materials
von diesem Draht entfernt werden. Der stabilisierte, supraleitende Draht wird typischerweise durch einen
Koextrusions-Prozeß bzw. durch ein gemeinsames Strangpreßverfahren hergestellt, bei dem eine Mehrzahl von
35
supraleitenden Fäden in einer Kupfermatrix enthalten sind. Ein derartiger Draht weist entlang seiner gesam-
ten Länge den in der Figur 3 dargestellten Querschnitt auf. Der Koextrusions-Prozeß bewirkt einen guten
elektrischen Kontakt zwischen der Kupfermatrix und den
supraleitenden Fäden entlang der gesamten Länge des 5
Drahtes.
In der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann der leitende Bereich des Schalters 10
durch chemisches Ätzen einer Länge des 20.000 (20 mil) 10
Adern umfassenden, kupferstabilisierten, supraleitenden
Drahtes hergestellt werden, wobei bei dem Ätzvorgang bis auf etwa 2,54 cm (1 inch) pro 30,48 cm (1 foot) von
der stabilisierenden Kupfermatrix entlang beinahe dem
gesamten Draht entfernt wird. Die Endbereiche 36 der 15
Matrix bleiben lediglich in der Nähe der Enden der Schalteranschlüsse 12, 14 intakt. Auf diese Weise weist
der gewickelte Bereich 38 des Drahtes 16 nach dem Ätzvorgang eine Mehrzahl von 2,54-cm-Segmenten 34 auf,
die etwa 30,48 cm voneinander beabstandet sind. Bei
dieser Ausführungsform der Erfindung beträgt der Widerstand im normalen Zustand, d.h. der Widerstand in der
geöffneten Position, etwa 1060 Ohm und kann der Schalter 10 etwa 80 Ampere führen, wenn er sich im supraleitenden
Zustand oder in der geschlossenen Position
befindet.
Ein besonderer Anwendungsfall für den oben beschriebenen Schalter 10 besteht darin, einen fortdauernden
Betrieb einer supraleitenden Magnetspule zu ermögli-
chen. Im fortdauernden Betrieb wird die Magnetspule geladen, d.h., es fließt ein hoher Strom in ihr, und
die gegenüberliegenden Enden der Spule werden dann miteinander verbunden, um es zu ermöglichen, daß der
Strom ununterbrochen durch die Spule fließt, ohne daß
eine Spannungsquelle zur Aufrechterhaltung des Stromes erforderlich ist. Um eine den erfindungsgemäßen Schal-
-4Z-
ter 10 verwendende Magnetspule zu laden, wird der Schalter über die mit den entgegengesetzten Anschlüssen
der Spannungsquelle verbundenen Anschlüsse des Magnetes geschaltet, und in seinen normalen oder geöffneten
5
Zustand gebracht. Die Spannungsquelle wird dann zur Ladung der Spule eingeschaltet. Wenn die Spule geladen
ist, fließt ein relativ kleiner Strom durch den Schalter 10 im geöffneten Zustand. Dieser Strom erzeugt
eine ausreichend große Wärme, um den Schalter in 10
seinem geöffneten Zustand während des Ladens der Spule zu halten.
Wenn der Strom in der Spule sich seinem gewünschten
Pegel annähert, nähert sich die Spannung am Schalter 15
dem Wert "Null". Wenn dies eintritt, nähert sich der Strom durch den Schalter dem Wert "Null", wodurch die
Wärmeerzeugung in dem Schalter unter den Pegel abgesenkt wird, der erforderlich ist, um den Schalter im
geöffneten Zustand zu halten. Dadurch wird es ermög-20
licht, daß der Schalter schnell durch das Heliumbad gekühlt und geschlossen wird. Dadurch wird ein Stromfluß
durch den Schalter bei einem extrem niedrigen Widerstand ermöglicht.
Die elektrische Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden 12, 14 des supraleitenden Drahtes und den
Anschlüsse des Magneten können durch Löten oder Punktschweißen hergestellt werden. Die Anschlüsse des
Magneten bestehen typischerweise aus einem kupfersta-30
bilisierten, supraleitenden Draht. Durch das Löten wird eine Verbindung zwischen dem Kupfer auf den Draht
16 des Schalters und den Anschlüssen hergestellt. Das Punktschweißen liefert einen direkten Kontakt zwischen
den supraleitenden Fäden 32 des Schalters 10 und
denjenigen der Anschlüsse des Magneten. Ein Punktschweißverfahren wird im allgemeinen als weniger
zuverlässig betrachtet, da die auf diese Weise verschweißten Verbindungen zerbrechlich sind. Das Punktschweißen
weist jedoch den Vorteil auf, daß es die
Herstellung einer Verbindung mit einem niedrigen 5
Widerstand ermöglicht.
Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß die vorliegende Erfindung einen neuen und verbesserten
Schalter schafft, der wie ein Supraleiter funktioniert, wenn er sich in seiner geschlossenen Position
befindet, und der einen relativ hohen Widerstand für den elektrischen Strom bietet, wenn er sich in der
geöffneten Position befindet. Der Schutzbereich der
vorliegenden Erfindung ist nicht auf die beschriebene, 15
bevorzugte Ausführungsform oder auf irgendeine andere besondere Ausführungsform beschränkt.
-4k-
- Leerseite
Claims (8)
- San Diego, Calif. 92138, Y.St.A.SchalterPatentansprücheSchalter, gekennzeichnet durch eine Länge eines supraleitenden Materials (16), das eine Mehrzahl von Drähten (32) aufweist und eine Übergangstemperatur besitzt, eine Stabilisierungseinrichtung (34), die eine Mehrzahl von Segmenten aus einem normal leitenden Material aufweist, die entlang der Länge des supraleitenden Materials voneinander beabstandet sind und mit diesem in Berührung stehen, um die Drähte (32) parallel miteinander zu verbinden, und eine Einrichtung (22) zur Veränderung der Temperatur des supraleitenden Materials (16) zwischen einer oberhalb der Übergangstemperatur liegenden Temperatur und einer unterhalb der Übergangstemperatur liegenden Temperatur.
- 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Segment (34) etwa 2,54 cm lang ist und daß die Segmente (34) entlang der Länge dessupraleitenden Materials (16) derart verteilt sind,
bdaß Zwischenräume von etwa 30,48 cm bestehen. - 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als supraleitendes Materials (16) Niob-Titan und als normalleitendes Material Kupfer vorgesehen sind.
- 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (22) zur Veränderung derTemperatur des supraleitenden Materiales (16) eine
15isolierende Umhüllung, die im wesentlichen die Längedes supraleitenden Materiales (16) enthält, und eine j Heizeinrichtung (22) umfaßt, die in der Umhüllung (30)angeordnet ist, um Wärme zu dem supraleitenden Mate-rial (16) zu übertragen.
20 - 5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des supraleitenden Materials (16) schraubenförmig gewickelt ist.25
- 6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des supraleitenden Materials (16) einen mehradrigen supraleitenden Draht umfaßt.
- 7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Länge des supraleitenden Materials(16) etwa 121,92 m beträgt.
- 8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß er ein isoliertes Kernelement (18)umfaßt, auf dem das supraleitende Material (16)aufgewickelt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/632,813 US4602231A (en) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | Spaced stabilizing means for a superconducting switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3525938A1 true DE3525938A1 (de) | 1986-01-30 |
Family
ID=24537047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853525938 Withdrawn DE3525938A1 (de) | 1984-07-20 | 1985-07-19 | Schalter |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4602231A (de) |
JP (1) | JPH0624254B2 (de) |
DE (1) | DE3525938A1 (de) |
FR (1) | FR2568051A1 (de) |
GB (1) | GB2162712B (de) |
NL (1) | NL8502031A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10201322A1 (de) * | 2002-01-15 | 2003-07-31 | Siemens Ag | Schalteinrichtung der Supraleitungstechnik |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4904970A (en) * | 1988-02-17 | 1990-02-27 | General Electric Company | Superconductive switch |
US4943792A (en) * | 1988-02-25 | 1990-07-24 | General Electric Company | Superconducting switch pack |
US4906861A (en) * | 1988-09-30 | 1990-03-06 | Cryomagnetics, Inc. | Superconducting current reversing switch |
US4942378A (en) * | 1989-05-26 | 1990-07-17 | Iap Research, Inc. | High-speed superconducting switch and method |
JP3131909B2 (ja) * | 1991-06-03 | 2001-02-05 | 工業技術院長 | 超電導応用限流装置 |
WO1998047186A1 (en) * | 1997-04-11 | 1998-10-22 | Houston Advanced Research Center | High-speed superconducting persistent switch |
JP4005973B2 (ja) * | 2002-01-31 | 2007-11-14 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 超電導巻線の加熱装置 |
DE102004057204B4 (de) * | 2004-11-26 | 2012-06-14 | Siemens Ag | Supraleitungseinrichtung mit Kryosystem und supraleitendem Schalter |
DE102004058006B3 (de) * | 2004-12-01 | 2006-06-08 | Siemens Ag | Supraleitungseinrichtung mit Kryosystem und supraleitendem Schalter |
GB2525218B (en) * | 2014-04-16 | 2016-08-03 | Siemens Healthcare Ltd | High di/dt superconductive switch |
DE102015216882A1 (de) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Spuleneinrichtung mit Dauerstromschalter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3135177A1 (de) * | 1981-09-05 | 1983-03-17 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Supraleitender schalter |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3349209A (en) * | 1966-04-26 | 1967-10-24 | Avco Corp | Cryogenic switch |
US3513421A (en) * | 1967-11-24 | 1970-05-19 | Rca Corp | Protective apparatus for a superconductive switch |
US3668581A (en) * | 1969-12-17 | 1972-06-06 | Rca Corp | Method of energizing fully persistent, high field, high homogeneity magnets |
GB1514486A (en) * | 1975-08-22 | 1978-06-14 | Science Res Council | Superconducting power supplies |
GB1596985A (en) * | 1977-03-14 | 1981-09-03 | Imi Kynoch Ltd | Electrical windings |
US4414428A (en) * | 1979-05-29 | 1983-11-08 | Teledyne Industries, Inc. | Expanded metal containing wires and filaments |
-
1984
- 1984-07-20 US US06/632,813 patent/US4602231A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-07-12 FR FR8510728A patent/FR2568051A1/fr active Pending
- 1985-07-15 NL NL8502031A patent/NL8502031A/nl not_active Application Discontinuation
- 1985-07-19 DE DE19853525938 patent/DE3525938A1/de not_active Withdrawn
- 1985-07-19 GB GB08518247A patent/GB2162712B/en not_active Expired
- 1985-07-19 JP JP60160015A patent/JPH0624254B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3135177A1 (de) * | 1981-09-05 | 1983-03-17 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Supraleitender schalter |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GRAWATSCH, K.: Grundlegende Untersuchungen über die Einsatzmöglichkeiten supraleitender Schalter in der Kryogenen Energietechnik, Kernforschungsanlage Jülich, Jül-1132-SE, Nov.1974, S.34-47 u. 59-63 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10201322A1 (de) * | 2002-01-15 | 2003-07-31 | Siemens Ag | Schalteinrichtung der Supraleitungstechnik |
DE10201322B4 (de) * | 2002-01-15 | 2004-05-06 | Siemens Ag | Schalteinrichtung der Supraleitungstechnik |
US6809618B2 (en) | 2002-01-15 | 2004-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device for superconducting technology |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2162712A (en) | 1986-02-05 |
JPS6140070A (ja) | 1986-02-26 |
US4602231A (en) | 1986-07-22 |
FR2568051A1 (fr) | 1986-01-24 |
GB2162712B (en) | 1988-01-20 |
GB8518247D0 (en) | 1985-08-29 |
JPH0624254B2 (ja) | 1994-03-30 |
NL8502031A (nl) | 1986-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2202288C3 (de) | Tiefsttemperaturkabel | |
EP0830693B1 (de) | Wechselstromkabel mit verseilten elektrischen leitern | |
DE69308737T2 (de) | Supraleitende Wicklung, insbesondere für Strombegrenzer und Strombegrenzer mit einer solchen Wicklung | |
DE602004003601T2 (de) | Anschlussanordnung eines elektrischen supraleitenden Kabels für Gleichstrom und supraleitende Kabelleitung für Gleichstrom | |
DE3525938A1 (de) | Schalter | |
EP2041809A1 (de) | Resistive supraleitende strombegrenzereinrichtung mit bifilarer spulenwicklung aus hts-bandleitern und windungsabstandshalter | |
DE19827227A1 (de) | Strombegrenzungseinrichtung mit Leiterbahnanordnung aus Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial sowie Verfahren zur Herstellung der Einrichtung | |
DE1540765C3 (de) | Elektrische Heizdecke oder Heizkissen | |
DE1665940C3 (de) | Stromzu- bzw. Stromabführung für elektrische Einrichtungen mit mehreren elektrisch parallel geschaltet zu betreibenden Supraleitern | |
DE69020977T2 (de) | Supraleitender Leiter. | |
DE2643026C2 (de) | Supraleiterkabel | |
DE2521328A1 (de) | Schalter | |
DE2805026C3 (de) | Supraleitendes Wechselstromkabel | |
EP0055804B1 (de) | Kabelförmiger, stabilisierter Supraleiter für Wechselfelder | |
DE2635000C2 (de) | Elektrische wärmerückstellfähige Heizvorrichtung | |
DE1589625A1 (de) | Supraleitende Wicklung | |
DE3402828A1 (de) | Schalteinrichtung zum kurzschliessen mindestens einer supraleitenden magnetwicklung | |
DE69601875T2 (de) | Elektrische leiter und kabel | |
DE3023856C1 (de) | Kabelförmiger, kryogen stabilisierter Hochstromsupraleiter | |
DE3135177A1 (de) | Supraleitender schalter | |
DE1539825B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Freisetzung gespeicherter elektrischer Energie | |
DE1564701C3 (de) | Supraleitende Wicklung mit Metallbrücken | |
DE60215789T2 (de) | Supraleitender Fehlerstrombegrenzer | |
DE2907083C2 (de) | Supraleitende Magnetwicklung mit mehrren Wicklungslagen | |
DE1665721B2 (de) | Supraleitendes Starkstromkabel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8136 | Disposal/non-payment of the fee for publication/grant |