ES2386469T3 - Superconductor de alta temperatura de enfriamiento rápido controlado - Google Patents

Superconductor de alta temperatura de enfriamiento rápido controlado Download PDF

Info

Publication number
ES2386469T3
ES2386469T3 ES07301295T ES07301295T ES2386469T3 ES 2386469 T3 ES2386469 T3 ES 2386469T3 ES 07301295 T ES07301295 T ES 07301295T ES 07301295 T ES07301295 T ES 07301295T ES 2386469 T3 ES2386469 T3 ES 2386469T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
high temperature
temperature superconducting
component
superconducting component
branch
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.)
Active
Application number
ES07301295T
Other languages
English (en)
Inventor
Heribert Walter
Joachim Bock
Robert Dommerque
Sergej Bemert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexans SA filed Critical Nexans SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2386469T3 publication Critical patent/ES2386469T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/30Devices switchable between superconducting and normal states
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/85Protective circuit

Abstract

Componente superconductor de alta temperatura, en el que el componente superconductor de alta temperatura es un componente voluminoso, en el que sobre la superficie del componente (1) superconductor de alta temperatura se proporciona al menos una zona con un espesor de pared reducido para formar un punto débil predeterminado y en el que se proporciona una derivación (6) eléctrica en la zona con espesor de pared reducido.

Description

Superconductor de alta temperatura de enfriamiento rapido controlado.
La presente invenci6n se refiere a componentes superconductores de alta temperatura (hts) que son capaces de enfriarse rapidamente de una manera controlada y protegerse frente a una fusi6n local.
Los superconductores de alta temperatura se caracterizan por su propiedad de transportar corriente sin perdidas cuando se enfrian por debajo de una temperatura especifica para el respectivo material superconductor de alta temperatura, denominandose dicha temperatura la temperatura critica. Debido a esta singular propiedad los superconductores de alta temperatura se pueden utilizar ventajosamente en una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, en la fabricaci6n de transformadores superconductores de alta temperatura, bobinados, imanes, limitadores de corriente o conductores electricos.
El aumento de temperatura somete el material superconductor de alta temperatura a una transici6n a su estado normal de conductividad, denominandose dicha transici6n "enfriamiento rapido". En su estado de conductividad normal un material superconductor tiene altas propiedades 6hmicas. Este efecto se utiliza en limitadores de corrientes de defecto.
Se puede lograr el mismo efecto si un campo magnetico o corriente aplicados a un material superconductor de alta temperatura enfriado se mejoran con respecto al valor critico (campo magnetico critico (Bc) y corriente critica (Ic), respectivamente) en el cual el material superconductor de alta temperatura tambien se enfria rapidamente y alcanza la conductividad normal.
Estos efectos o una combinaci6n de estos efectos se pueden utilizar, por ejemplo, para disefar un limitador de corrientes de defecto auto-controlador basado en material superconductor de alta temperatura.
Sin embargo, experimentos con corriente de alta intensidad aplicada a materiales superconductores de alta temperatura han mostrado que, con frecuencia, surgen problemas termo-mecanicos que pueden conducir a la destrucci6n de los componentes superconductores de alta temperatura.
Los materiales superconductores de alta temperatura, normalmente de naturaleza ceramica, en la practica no son perfectamente homogeneos sino que presentan faltas de homogeneidad en el material tales como orificios de soplado, ampollas y poros, respectivamente, fases con propiedades no superconductoras (fases secundarias) o pequefas fisuras (micro-fisuras). La extensi6n geometrica de estas faltas de homogeneidad pueden ir desde el tamafo de alrededor de una micra hasta un milimetro.
Las zonas de estas faltas de homogeneidad difieren en relaci6n a las propiedades superconductoras tales como la temperatura critica, la corriente critica y el campo magnetico critico de las zonas sin defectos.
En consecuencia, en caso de flujo de corriente a traves de un superconductor de alta temperatura refrigerado las zonas con materiales no homogeneos pueden cambiar localmente al estado de conductividad normal. El incremento local de resistencia en estas zonas se traduce en un excesivo incremento del flujo de corriente en las areas circundantes superconductoras del material superconductor de alta temperatura. El citado incremento local de la corriente se asocia con la generaci6n de calor.
A su vez, las areas calientes empiezan a enfriarse rapidamente debido al incremento de temperatura. Este proceso es auto-desencadenante y produce avalanchas y finalmente se traduce en la formaci6n de fisuras en el material superconductor de alta temperatura debido al esfuerzo termo-mecanico. En la fase final puede saltar un arco electrico en las fisuras (alrededor de 10.000 OK), lo que conduce a la destrucci6n de la totalidad del area alrededor de la zona caliente (punto caliente) debido a la fusi6n local.
Todo el proceso es extraordinariamente breve y tiene lugar en unos sesenta milisegundos solamente.
Para evitar la formaci6n de estos puntos calientes se sabe c6mo proporcionar al componente superconductor de alta temperatura un by-pass electrico denominado derivador de corriente (shunt). Este by-pass puede ser una capa de un metal conductor electrico como la plata (Ag) aplicado en la superficie del componente superconductor de alta temperatura. En caso de sobreintensidad, cuando el material superconductor de alta temperatura o una parte del mismo empieza a enfriarse rapidamente y a presentar resistencia se deriva la corriente excesiva hacia el derivador de corriente y en consecuencia se evita la formaci6n de puntos calientes.
Sin embargo, por ejemplo en componentes superconductores de alta temperatura voluminosos, como varillas o tubos, para proporcionar una protecci6n eficaz de la totalidad del componente superconductor de alta temperatura frente a la formaci6n de puntos calientes el by-pass debe cubrir toda la superficie del componente superconductor de alta temperatura y rodear todo el perimetro. De lo contrario, en zonas no cubiertas por el by-pass permanece el riesgo de formaci6n de puntos calientes.
Por otra parte, si se cubre la totalidad del perimetro mediante un derivador de corriente se pueden inducir corrientes circulares en el material del derivador. Estas corrientes inducidas no son deseables ya que, a su vez, generan un
campo magnetico y calor que pueden perjudicar el funcionamiento de los componentes superconductores de alta temperatura y de la aplicaci6n, respectivamente, de la que forme parte el componente superconductor de alta temperatura.
Ademas de componentes superconductores de alta temperatura voluminosos se conocen componentes superconductores de pelicula fina.
Tipicamente, los superconductores de pelicula fina son cables o cintas compuestos de un sustrato sobre el que se aplica una capa fina de material superconductor. De forma similar a las estructuras voluminosas para derivar una corriente excesiva la capa superconductora de alta temperatura se puede cubrir con un derivador de corriente.
La patente EP 1 383 178 se refiere a este limitador de corrientes de defecto de superconductores de pelicula fina disefado para enfriarse rapidamente de forma controlada sin formaci6n de puntos calientes en caso de una situaci6n de fallo.
A lo largo de la longitud de las zonas de cinta de menor anchura se incluyen las denominadas restricciones, que se separan por zonas de anchura original de la cinta. Mediante la selecci6n adecuada de la longitud y la secci6n transversal de la capa superconductora en la restricci6n en un lado y en las zonas entre las mismas se consigue un enfriamiento rapido simultaneo de las restricciones durante el periodo inicial de una situaci6n de fallo, evitando asi una concentraci6n de energia disipada en solamente una zona. Ademas, variando el espesor de la capa del by-pass de las restricciones y de las zonas entre las mismas se puede ajustar la resistencia para permitir a las restricciones empezar a disipar ya en el periodo inicial mientras las zonas entre las mismas adquieren conductividad normal solamente en tiempos mas largos
Aqui, la capa de derivaci6n cubre la capa superconductora de alta temperatura en toda su anchura.
De forma similar, la patente JP 5022855 sugiere proporcionar una pluralidad de zonas con secci6n transversal reducida a lo largo de la extensi6n de un superconductor de una manera regular. En el caso de corrientes de defecto, estas zonas de secci6n transversal reducida se enfrian ya simultaneamente con rapidez en el periodo inicial de la situaci6n de fallo, limitando por lo tanto el exceso de corriente. Durante el curso del fallo el calor generado en dichas zonas de secci6n transversal reducida se expande a la zona entre las mismas y provoca un enfriamiento rapido uniforme de estas zonas. No se describe el derivador de corriente.
Tambien la patente DE 100 14 197 se refiere a los limitadores de corriente de defecto de superconductores de pelicula fina y al fomento del enfriamiento rapido uniforme. De nuevo, se distribuyen puntos debiles artificiales sobre toda la superficie de la capa superconductora. Estos puntos debiles se pueden generar por la reducci6n del espesor de la capa o por reducci6n de la densidad de la corriente critica mediante, por ejemplo, dopaje con impurezas.
Para derivar una corriente excesiva y promover la expansi6n del calor generado se cubre la totalidad de la superficie de la cinta con un material de derivaci6n.
En ninguno de estos documentos se tratan los problemas asociados con un cubrimiento de derivaci6n de la totalidad de la superficie de un componente superconductor de alta temperatura voluminoso.
El objeto de la presente invenci6n era impedir la formaci6n incontrolada de puntos calientes y el quemado local de un componente superconductor voluminoso en areas con falta de homogeneidad.
En particular, el objeto de la presente invenci6n era proporcionar un componente superconductor de alta temperatura voluminoso adecuado para una pluralidad de aplicaciones que este protegido contra la formaci6n de puntos calientes sin necesidad de cubrir la totalidad de la superficie del componente superconductor de alta temperatura con una derivaci6n.
El objeto de la presente invenci6n se resuelve mediante un componente superconductor de alta temperatura que incluye al menos una zona de espesor de pared reducido, en el que dentro de la al menos una zona de espesor de pared reducido se incluye una derivaci6n electrica.
Dichas zonas de espesor de pared reducido, basicamente, son depresiones dentro de la superficie del componente superconductor de alta temperatura. Las depresiones, preferiblemente, tienen forma lineal que se extiende al menos parcialmente sobre la superficie del componente superconductor de alta temperatura.
La presente invenci6n es especialmente util para superconductores de alta temperatura voluminosos de naturaleza ceramica. Estas ceramicas voluminosas, por ejemplo, se pueden obtener por compresi6n, compresi6n isostatica por ejemplo, o por un proceso de fundici6n.
El componente voluminoso puede ser macizo con la secci6n transversal a traves del componente superconductor de alta temperatura completamente llena de material superconductor de alta temperatura. El componente superconductor de alta temperatura tambien puede, sin embargo, ser hueco, es decir que una secci6n transversal a traves del componente tiene una superficie libre encerrada por material superconductor de alta temperatura. En el alcance de la presente invenci6n, se pueden utilizar los componentes superconductores de alta temperatura macizos y huecos, que en una realizaci6n preferente se pueden disefar como tubos o como varillas. Se encuentran ejemplos de componentes superconductores de alta temperatura adecuados, por ejemplo, en la patente WO 00/08657, a la que se hace referencia expresamente en la presente memoria.
Para la presente invenci6n se puede utilizar cualquier 6xido ceramico superconductor de alta temperatura. Preferentemente, el superconductor de alta temperatura de 6xido ceramico se selecciona del grupo formado por superconductores de 6xido ceramico a base de bismuto, a base de talio, a base de itrio y a base de mercurio. Ejemplos tipicos comprenden superconductores de alta temperatura basados en Bi-Ae-Cu-O, (Bi, Pb)-Ae-Cu-O, (Y, Re)-Ae-Cu-O o (Tl, Pb)-Ae, Y)-Cu-O o Hg-Ae-Cu-O. En las f6rmulas anteriores Ae significa al menos un elemento alcalinoterreo, especialmente Ba, Ca y/o Sr.
Re significa al menos un elemento de tierras raras, especialmente Y o una combinaci6n de dos o mas de los elementos Y, La, Lu, Sc, Se, Nd o Yw.
Especialmente, superconductores de 6xido ceramico de alta temperatura adecuados son los conocidos por las referencias BSCCO-2212, BSCCO-2223, en donde las combinaciones numericas 2212 y 2223 significan las relaciones estequiometricas de los elementos Bi, Sr, Ca y Cu, en especial aquellas en las que, parte del Bi se sustituye por Pb; y los conocidos por las referencias YBCO-123 e YBCO-211, en donde las combinaciones numericas 123 y 211 significan las relaciones estequiometricas de los elementos Y, Ba y Cu.
A continuaci6n la presente invenci6n se ilustra con mayor detalle con referencia a las figuras adjuntas.
Se muestra en
figura 1 un grafico de superficie dentro de un diagrama de fases con los ejes T, B y J;
figuras 2 a 4 esquematicamente el proceso de la formaci6n de un punto caliente dentro de un superconductor de
de alta temperatura en forma de placa,
figuras 5 y 6 esquematicamente un superconductor de alta temperatura en forma de placa con un punto debil
predeterminado;
figura 7 esquematicamente un superconductor de alta temperatura en forma de placa de acuerdo con la
presente invenci6n;
figura 8 esquematicamente la distribuci6n de la densidad de corriente en el componente superconductor de
alta temperatura de acuerdo con la figura 7;
figuras 9 y 10 esquematicamente otras realizaciones de la presente invenci6n; y
figura 11 todavia otra realizaci6n de la presente invenci6n.
El diagrama mostrado en la figura 1 ilustra la interdependencia de la densidad de corriente, la temperatura y el campo magnetico en el estado de la superconductividad de un material superconductor. Si se supera al menos una de las variables corriente critica Ic, temperatura critica Tc y campo magnetico Bc el material superconductor se vuelve resistivo y vuelve a su estado normal de conductividad.
La "superficie critica J-B-T" representa el limite exterior fuera del cual el material no esta en su estado de superconductividad. En consecuencia, el volumen encerrado por la superficie critica J-B-T representa la zona de superconductividad para el material superconductor.
En las figuras 2 a 4 se muestra esquematicamente el proceso de la generaci6n de un punto caliente que provoca un quemado. La figura 2 muestra un superconductor 1 de alta temperatura en forma de placa con un area de falta de homogeneidad 2 (o punto caliente), con el flujo de corriente y la distribuci6n de corriente indicados esquematicamente mediante lineas de corriente 3 y con la direcci6n del flujo de corriente indicado mediante flechas. Como puede verse en la figura 2 o, en particular en la figura 3 que es una secci6n transversal de la placa de acuerdo con la figura 2, en la zona 4 debajo y por encima de la falta de homogeneidad 2 la densidad de lineas de corriente 3 se incrementa provocando un incremento de calentamiento de dichas zonas 4. En las figuras las citadas zonas de incremento de calentamiento 4 se indican como areas sombreadas por encima y debajo de la falta de homogeneidad
2. En la figura 4 el calentamiento ha avanzado y ya ha causado la formaci6n de grietas.
En las figuras 5 a 8 se ilustra esquematicamente el principio de la presente invenci6n para evitar esos dafos del material en las zonas con falta de homogeneidad.
Como se muestra en la figura 5 el componente 1 superconductor de alta temperatura en forma de placa se estrecha localmente mediante disminuci6n del espesor de pared. Para reducir el espesor de pared se practican depresiones
en la superficie del material, que pueden ser en forma de tiras o lineas o similares.
La significativa reducci6n del espesor de pared d1 en la zona d1 provoca un incremento correspondiente de la densidad de las lineas de corriente 3 debajo de la depresi6n. En consecuencia, en caso de sobreintensidad el componente superconductor de alta temperatura comenzara a enfriarse rapidamente en esta zona con espesor de pared reducido. Comparado con la zona de espesor de pared reducido d1 cualquier falta de homogeneidad dentro de la zona con espesor de pared d2 ya no es eficaz para el enfriamiento rapido inicial, esto es para la formaci6n de puntos calientes.
En el caso de sobreintensidad, por ejemplo debido a un cortocircuito en la red electrica, la zona con espesor de pared reducido se calentara, formando, por lo tanto, esa zona de espesor de pared reducido un punto debil predeterminado dentro del componente superconductor de alta temperatura.
Para evitar un calentamiento excesivo hasta la formaci6n de grietas y, finalmente, la posible destrucci6n del material, de acuerdo con la presente invenci6n se proporciona preferentemente una derivaci6n (shunt) como by-pass electrico. Por ejemplo, se puede proporcionar una derivaci6n de un material con suficiente resistividad dentro de las depresiones como un by-pass como se muestra en la figura 7. En la realizaci6n mostrada la derivaci6n se ha disefado como un alambre.
Se ilustra a continuaci6n el modo de operar de la presente invenci6n con referencia a las figuras 7 y 8.
Como se indica en la figura 7, en una comparativamente baja corriente la densidad de las lineas de corriente se incrementa bajo el material de la derivaci6n, lo que provoca calentamiento en esta zona. En el calentamiento adicional, esto es, con disminuci6n de la secci6n transversal superconductiva, la corriente conmuta hacia el material de la derivaci6n y el material superconductor de alta temperatura se protege contra el incremento adicional de calor y, en consecuencia, contra cualquier dafo (figura 8). Lo mismo es valido en el caso de flujo de corriente creciente.
En principio, la presente invenci6n se puede aplicar a un componente superconductor voluminoso de cualquier forma y no se limita a una geometria especifica.
Con el prop6sito de ilustrar se hace referencia a las figuras 9 y 10 en donde el componente superconductor es un tubo.
En la superficie exterior del tubo se proporcionan una pluralidad de depresiones 5 lineales alrededor del perimetro del tubo. Aqui, las lineas se extienden a lo largo del eje longitudinal del tubo desde un extremo del tubo hasta el extremo opuesto.
El material de derivaci6n llena el interior de las depresiones 5 y, preferentemente, se fija a las mismas mediante soldadura como, por ejemplo, se refiere a continuaci6n.
Para la presente invenci6n, en principio, se puede utilizar cualquier material adecuado como derivaci6n para derivar un exceso de corriente en componentes superconductores para la derivaci6n electrica de la presente invenci6n. Un material adecuado para la derivaci6n electrica tiene una resistividad que es suficientemente alta con respecto a la del material superconductor de alta temperatura en el caso de operaci6n normal, esto es, cuando el material superconductor de alta temperatura es superconductivo, por lo que la corriente no se conmuta hacia la derivaci6n. Por otro lado, en el caso de sobreintensidad, cuando el material superconductor de alta temperatura se vuelve resistivo la resistividad del material de la derivaci6n debe ser suficientemente baja, de manera que la corriente se deriva hacia la derivaci6n.
Ejemplos de materiales adecuados son las aleaciones de cobre-niquel, por ejemplo cobre-niquel 10, cobre-niquel 20 y cobre-niquel 30 asi como aleaciones de cobre-niquel-manganeso, por ejemplo LV-7 con 20 % de niquel y 20 % de manganeso, siendo el resto cobre, asi como otros metales.
La derivaci6n puede tener cualquier forma geometrica de secci6n transversal. Ejemplos de ello son las cintas con secci6n transversal mas o menos rectangular, alambres con secci6n transversal redonda u oval, secci6n transversal trapezoidal, etc.
Con el fin de asegurar un buen contacto de la superficie de la depresi6n con la superficie exterior de la derivaci6n las condiciones geometricas deben adaptarse la una a la otra.
Se puede lograr un buen contacto electrico entre la derivaci6n y el material superconductor de alta temperatura, por ejemplo, por medio de un metodo de soldadura adecuado. Para esto, en una primera etapa se realiza una superficie metalizada dentro de la zona de espesor reducido. El metalizado de la superficie se puede lograr mediante recubrimiento con un metal adecuado, por ejemplo, plata dentro de dicha zona, por ejemplo, mediante pulverizaci6n, aplicaci6n con pincel, inmersi6n o similar. Con el fin de obtener baja resistencia de contacto dentro de dicha zona despues del metalizado se quema el metal en el material de alta temperatura mediante un proceso termico.
Por ejemplo, en el caso del BSCCO-2212 el quemado se puede llevar a cabo a 850OC aproximadamente. Como es evidente, las condiciones especificas para la etapa de quemado tales como la temperatura pueden variar
dependiendo del material; sin embargo, la selecci6n de las condiciones adecuadas puede hacerse mediante una rutina normal.
No hay restricciones con respecto a la orientaci6n de la derivaci6n respecto al flujo de corriente, como se indica mediante las lineas de corriente 3, a traves del material superconductor de alta temperatura. Por ejemplo, refiriendose al tubo mostrado en las figuras 9 y 10, si la direcci6n del flujo de corriente es paralela al eje longitudinal del tubo la via de paso de la derivaci6n puede ser cualquiera, por ejemplo paralela, vertical o tener cualquier inclinaci6n respecto a las lineas de corriente. En cuanto a la posici6n y la via de paso de la derivaci6n lo mismo es de aplicaci6n para el caso en que el flujo de corriente sea en direcci6n radial a traves del tubo superconductor de alta temperatura.
El numero y la magnitud de las depresiones se puede seleccionar segun las necesidades. Preferentemente, las depresiones se distribuyen sobre toda la superficie del componente superconductor de alta temperatura a una distancia que es suficiente para evitar la indeseable formaci6n de puntos calientes dentro de una zona no cubierta por una derivaci6n.
Para determinar la magnitud de la reducci6n de la secci6n transversal (es decir, la profundidad de la depresi6n) debe tenerse en cuenta que el area de la secci6n transversal reducida funciona como un punto debil predeterminado. Por consiguiente, la magnitud de la reducci6n de la secci6n transversal se selecciona para compensar las no homogeneidades presentes en el componente individual y tiene que ser determinada de forma individual para cualquier componente teniendo en cuenta la falta de homogeneidad del material.
Por ejemplo, en la realizaci6n mencionada en la presente memoria la secci6n transversal se redujo en aproximadamente de un 25 % a un 30 %.
Para determinar la distribuci6n y el area cubierta por la derivaci6n se debe considerar la magnitud del calentamiento del material de la derivaci6n provocado por la corriente de conmutaci6n. Esto es, la distribuci6n y el area cubierta deben ser suficientes para controlar el calentamiento, en especial para evitar la fusi6n del material y/o la soldadura.
Teniendo en cuenta los criterios mencionados anteriormente la selecci6n de una reducci6n suficiente de secci6n transversal asi como de la distribuci6n y area cubierta por la derivaci6n puede llevarse a cabo facilmente para cualquier componente individual.
En la figura 11 se muestra otra realizaci6n de la presente invenci6n.
De acuerdo con esta realizaci6n, ademas de la derivaci6n electrica 6 anteriormente mencionada, se puede proporcionar una nueva derivaci6n 7 que se conecta a la derivaci6n electrica 6. Esta derivaci6n 7 adicional esta hecha de un material de buena conductividad termica (denominada "derivaci6n termica"). Mediante la inclusi6n de tal derivaci6n 7 termica adicional se potencia la eliminaci6n de calor.
Ejemplos de materiales con conductividad termica que son adecuados para una derivaci6n termica son el cobre, aluminio o cualquier otro material con conductividad de calor similar.
Como se muestra en la figura 11 un componente 1 superconductor de alta temperatura, en este caso hecho de BSCCO-2212, esta provisto de una depresi6n 5 alrededor de todo su perimetro. La depresi6n 5 se llena con la derivaci6n 6 electrica sobre la que se dispone una derivaci6n 7 termica.
Puesto que la extensi6n longitudinal de la derivaci6n 6 anular es tan pequefa comparada con la longitud total del tubo 1 la influencia de posibles corrientes inducidas circulares es despreciable.
Se muestra ademas un medio 8 de refuerzo, previsto alrededor de la superficie exterior del componente 1 superconductor de alta temperatura en forma de tubo para la estabilizaci6n mecanica del componente superconductor de alta temperatura.
Estos medios de refuerzo y materiales por lo tanto son generalmente conocidos en la tecnica.
Por ejemplo, como en la realizaci6n de la figura 11, el medio 8 de refuerzo puede ser un tubo de refuerzo hecho, por ejemplo, de carbono reforzado con fibra de vidrio.
Como se muestra en la figura 11 la superficie de la derivaci6n 7 termica puede tener un area superficial mayor para eliminar mejor el calor. Por ejemplo, para aumentar el area superficial se pueden proporcionar hendiduras o similares.
La presente invenci6n se refiere a un componente superconductor de alta temperatura protegido contra la formaci6n de puntos calientes no deseados mediante conmutaci6n de lineas de flujo de corriente hacia un by-pass electrico en el que el grado de conmutaci6n se controla mediante el gradiente del espesor de pared del componente superconductor de alta temperatura.
El componente superconductor de alta temperatura de la presente invenci6n puede utilizarse adecuadamente en una amplia gama de aplicaciones tales como en la fabricaci6n de transformadores superconductores de alta temperatura, bobinados, imanes, limitadores de corriente o conductores electricos.
Numeros�de�referencia:
1. componente superconductor de alta temperatura
5 2. falta de homogeneidad
3.
lineas de corriente
4.
zona de calentamiento
5.
depresi6n
6.
derivaci6n electrica
10 7. derivaci6n termica
8.
material de refuerzo
9.
medios para ampliar la superficie

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Componente superconductor de alta temperatura, en el que el componente superconductor de alta temperatura es un componente voluminoso, en el que sobre la superficie del componente (1) superconductor de alta temperatura se proporciona al menos una zona con un espesor de pared reducido para formar un punto debil predeterminado y
    5 en el que se proporciona una derivaci6n (6) electrica en la zona con espesor de pared reducido.
  2. 2.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con la reivindicaci6n 1, caracterizado porque la al menos una zona con espesor de pared reducido es una depresi6n (5) en la superficie del componente (1) superconductor de alta temperatura.
  3. 3.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque
    10 una pluralidad de depresiones (5) se distribuye sobre toda la superficie del componente (1) superconductor de alta temperatura.
  4. 4.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la al menos una depresi6n (5) tiene una extensi6n lineal, redonda, ovalada o cubierta.
  5. 5.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 15 caracterizado porque la derivaci6n (6) electrica se cubre con una derivaci6n (7) termica.
  6. 6.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que sobre la superficie de la derivaci6n (7) termica se proporcionan medios (9) para aumentar el area superficial.
  7. 7.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con la reivindicaci6n 6, caracterizado porque los medios (9) para aumentar el area superficial de la derivaci6n (7) termica son hendiduras.
    20 8.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el componente (1) superconductor de alta temperatura es un tubo o una varilla.
  8. 9.-Componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el componente se puede obtener por compresi6n o por un proceso de fundici6n.
  9. 10.-Componente superconductor de alta temperatura, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
    25 precedentes, caracterizado porque la al menos una depresi6n (5) se extiende a lo largo del perimetro del componente (1) superconductor de alta temperatura.
  10. 11.-Utilizaci6n de un componente superconductor de alta temperatura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en la fabricaci6n de transformadores superconductores de alta temperatura, bobinados, imanes, limitadores de corriente o conductores electricos.
ES07301295T 2006-08-25 2007-08-06 Superconductor de alta temperatura de enfriamiento rápido controlado Active ES2386469T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006039807 2006-08-25
DE102006039807 2006-08-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2386469T3 true ES2386469T3 (es) 2012-08-21

Family

ID=38739357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07301295T Active ES2386469T3 (es) 2006-08-25 2007-08-06 Superconductor de alta temperatura de enfriamiento rápido controlado

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7996053B2 (es)
EP (1) EP1895604B1 (es)
JP (1) JP2008053722A (es)
KR (1) KR101326745B1 (es)
ES (1) ES2386469T3 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9240681B2 (en) 2012-12-27 2016-01-19 General Electric Company Superconducting coil system and methods of assembling the same
JP6107202B2 (ja) * 2013-02-15 2017-04-05 株式会社リコー 電源制御装置、電源制御システム、電源制御方法、及び電源制御プログラム
CA3132611A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Tokamak Energy Ltd Transport current saturated hts magnets
GB2582342A (en) 2019-03-20 2020-09-23 Siemans Healthcare Ltd Superconductor current leads

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3669905A (en) * 1969-05-13 1972-06-13 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Electrical conductors
DE2809573C2 (de) * 1978-03-06 1982-12-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Supraleiteraufbau und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2786330B2 (ja) * 1990-11-30 1998-08-13 株式会社日立製作所 超電導マグネットコイル、及び該マグネットコイルに用いる硬化性樹脂組成物
JPH05167108A (ja) * 1991-12-16 1993-07-02 Hitachi Chem Co Ltd 酸化物超電導電流リード及びその製造法
JPH05218513A (ja) * 1992-02-06 1993-08-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd 酸化物超電導体電流リード
JPH05250932A (ja) * 1992-03-06 1993-09-28 Mitsubishi Electric Corp 酸化物超電導限流導体およびその製造方法
DE19835454A1 (de) * 1998-08-05 2000-02-10 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Geschütztes supraleitendes Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10021082A1 (de) * 1999-04-29 2001-02-22 Siemens Ag Resistive Strombegrenzereinrichtung mit mindestens einer Leiterbahn mit Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial
DE10014197A1 (de) * 2000-03-22 2001-09-27 Abb Research Ltd Hochtemperatursupraleiteranordnung
EP1383178B1 (en) * 2002-07-15 2006-11-02 Abb Research Ltd. Superconducting fault current limiter
US20070046408A1 (en) * 2005-08-30 2007-03-01 Youngtack Shim Magnet-shunted systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080018852A (ko) 2008-02-28
EP1895604A3 (en) 2011-01-05
EP1895604A2 (en) 2008-03-05
EP1895604B1 (en) 2012-05-23
US20080076668A1 (en) 2008-03-27
KR101326745B1 (ko) 2013-11-08
JP2008053722A (ja) 2008-03-06
US7996053B2 (en) 2011-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2322216B2 (es) Limitador resistivo por superconuctividad de corriente de defecto.
JP4359387B2 (ja) 高い臨界温度を持つ超伝導材料を備えた超伝導体とその製造方法並びにこの超伝導体を備えた電流制限装置
US20100210468A1 (en) Method for joining second-generation high-temperature superconducting wires by melting diffusion
ES2404655T3 (es) Limitador de corriente de falla con una pluralidad de elementos de superconducción conectados según una conformación a modo de anillo
ES2938711T3 (es) Imán superconductor de alta temperatura
ES2386469T3 (es) Superconductor de alta temperatura de enfriamiento rápido controlado
US7706110B2 (en) Compact superconducting current limiting component in coil configuration with low inductance
JPH11144938A (ja) 電流リード装置および冷凍機冷却型超電導マグネット
US6869916B2 (en) Protected superconductor component and process for its production
JP2000032654A (ja) 酸化物超電導体を用いた限流素子および限流装置
ES2609634T3 (es) Elemento superconductor en forma de banda, con autoprotección mejorada en caso de transición superconductora
ES2297358T3 (es) Componente superconductor de forma cilindrica y su uso como limitador resistivo de corriente.
JP3569997B2 (ja) 超電導装置用電流リード
US20110034337A1 (en) Superconductive current limiter with magnetic field triggering
JP2006086112A5 (es)
US7710692B2 (en) Superconductor component with improved electrical contact
JPH08223790A (ja) 超電導限流器
JP2020035842A (ja) 超電導磁石装置
US9065267B2 (en) Superconductive device with bridge contacts
EP1622210B1 (en) Superconducting resistive current limiter with a shunt
ES2265749B2 (es) Limitador de corriente basado en elementos superconductores con varias zonas debiles creadas artificialemnte.
JPH0654609B2 (ja) 中空状超伝導線