FR2725827A1

FR2725827A1 - Current limiter superconducting coil for high voltage and high current applications

Info

Publication number: FR2725827A1
Application number: FR9412162A
Authority: FR
Inventors: Christian Cottevieille; Michel Quemener; Thierry Verhaege; Yves Laumond; Mohamed Bekhaled; Patrick Bonnet; Van Doan Pham
Original assignee: GEC Alsthom T&D SA
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-19
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: FR2725827B1

Abstract

The coil has a specific number of turns that depends on the inverse matrix, C (i,j), of the mutual inductance matrix, M (I,j), between coil i and coil j. Specifically, for a each coil, j, the sum of the inverse matrix terms, C (i,j) taken over all i coils is made the same to within 5 % as that for all the other coils. The smallest diameter coil is wound in the opposite direction to that of the adjacent coil and, starting with this coil, pairs of coils are wound in the same direction but opposite to adjacent pairs. The mandrels (Ti) are joined together by first (F1) and second (F2) discs allowing parallel connection between the coils outside the electric field. Multiple rod conductors (5,8) connect the coils immersed in cryogenic fluid to external cables.

Description

BOBINAGE SUPRACONDUCTEUR A HAUTE TENSION ET COURANT ELEVE,
ET LIMITEUR DE COURANT MUNI D'UN TEL BOBINAGE
La présente invention est relative à un bobinage supraconducteur pouvant être utilisé dans des applications électrotechniques à haute tension et courant élevé, notamment pour l'équipement d'un limiteur de courant supraconducteur à haute tension et courant de valeur élevée.HIGH VOLTAGE AND HIGH CURRENT SUPERCONDUCTING COIL,
AND CURRENT LIMITER PROVIDED WITH SUCH A COIL
The present invention relates to a superconductive coil which can be used in high voltage and high current electrotechnical applications, in particular for equipping a high voltage and high value superconducting current limiter.

Il est possible de réaliser par exemple, avec un bobinage selon l'invention, un limiteur de courant pour une ligne à 225 kV et courant nominal de 3 à 5 kA et limitation à 12 kA.It is possible to produce for example, with a winding according to the invention, a current limiter for a line at 225 kV and nominal current from 3 to 5 kA and limitation to 12 kA.

Pour résoudre le problème posé par la nécessité de faire passer un courant alternatif élevé dans un bobinage supraconducteur, on est tenté d'utiliser un conducteur assemblé à partir d'un grand nombre de brins, ce qui permet de respecter les valeurs limites imposées à la densité de courant pour la conservation de l'état supraconducteur; un tel conducteur pose un certain nombre de difficultés:
- sa forte épaisseur nuit à l'évacuation de ses pertes;
- la répartition du courant entre les brins peut ête perturbée par des défauts de réalisation mineurs, avec pour conséquence une capacité de transport réduite;
- la largeur importante du conducteur fait que sa disposition en une seule couche bobinée présente un encombrement excessif; on est alors amené à disposer la longueur voulue de conducteur en plusieurs couches bobinées, associées en série.To solve the problem posed by the need to pass a high alternating current in a superconductive winding, one is tempted to use a conductor assembled from a large number of strands, which makes it possible to respect the limit values imposed on the current density for conservation of the superconducting state; such a driver poses a number of difficulties:
- its great thickness hinders the evacuation of its losses;
- the distribution of the current between the strands can be disturbed by minor manufacturing faults, with the consequence of a reduced transport capacity;
- the large width of the conductor means that its arrangement in a single coiled layer has excessive bulk; it is then necessary to arrange the desired length of conductor in several coiled layers, associated in series.

Un tel bobinage a été mentionné notamment dans la demande de brevet français nO 92 13 317 qui décrit un bobinage supraconducteur pour applications à moyenne et haute tension et comprenant une pluralité de bobines cylindriques disposées coaxialement, reliées électriquement en série, et comportant chacune deux enroulements en matériau supraconducteur, reliés électriquement en parallèle et bobinés en sens inverse. Such a winding was mentioned in particular in French patent application No. 92 13 317 which describes a superconductive winding for medium and high voltage applications and comprising a plurality of cylindrical coils arranged coaxially, electrically connected in series, and each comprising two windings in superconductive material, electrically connected in parallel and wound in opposite directions.

Un tel bobinage convient moins bien pour une application à très haute tension, car les contraintes diélectriques imposées par le champ électrique radial conduiraient à des diamètres de bobines très importants, de sorte que le limiteur de courant réalisé avec un tel bobinage aurait une taille démesurée. Such a winding is less suitable for a very high voltage application, because the dielectric stresses imposed by the radial electric field would lead to very large coil diameters, so that the current limiter produced with such a winding would be disproportionately large.

Pour résoudre le problème, le Demandeur propose un bobinage réalisé en plusieurs couches disposées en parallèle d'un conducteur de dimensions et capacité de transport réduite; ainsi se trouvent simplifiés les problèmes de refroidissement, encombrement et tenue diélectrique; mais un autre problème se présente qui est celui d'obtenir que le courant se répartisse régulièrement entre les diverses couches et qu'en aucune circonstance, une couche ne vienne à être traversée par un courant excessif qui pourrait provoquer une transition accidentelle. To solve the problem, the Applicant proposes a winding produced in several layers arranged in parallel with a conductor of dimensions and reduced transport capacity; thus the problems of cooling, bulk and dielectric strength are simplified; but another problem arises which is that of obtaining that the current is distributed regularly between the various layers and that under no circumstances, a layer does not come to be crossed by an excessive current which could cause an accidental transition.

Ce problème est résolu par le conducteur de l'invention tel que défini ci-après. This problem is solved by the driver of the invention as defined below.

L'invention a pour objet un bobinage supraconducteur pour applications électrotechniques à haute tension et courants élevés, comprenant un nombre donné p de bobines comprenant chacune un mandrin isolant et un conducteur supraconducteur comprenant un nombre donné ni de spires bobinées autour de ce mandrin, les mandrins, disposés coaxialement, ayant des hauteurs égales et même plan de symétrie transversal, caractérisé en ce que les nombres ni de spires des bobines sont choisis pour que la relation ciaDrès soit vérifiée, à 5% près:

The invention relates to a superconductive winding for high voltage and high current electrotechnical applications, comprising a given number p of coils each comprising an insulating mandrel and a superconductive conductor comprising a given number of turns wound around this mandrel, the mandrels , arranged coaxially, having equal heights and same plane of transverse symmetry, characterized in that the numbers nor of turns of the coils are chosen so that the relationship ciaDrès is verified, to within 5%:

dans laquelle:
Cij est la matrice inverse de la matrice Mij, où Mij représente l'inductance mutuelle entre une bobine i et une bobine j qui est égale à ni.nj.hij, ij étant un facteur géométrique. in which:
Cij is the inverse matrix of the matrix Mij, where Mij represents the mutual inductance between a coil i and a coil j which is equal to ni.nj.hij, ij being a geometric factor.

De préférence, la bobine de plus petit diamètre est bobinée en sens inverse de celui de la bobine adjacente. Preferably, the coil of smaller diameter is wound in the opposite direction to that of the adjacent coil.

Avantageusement, à partir de la deuxième bobine en partant du centre, les bobines constituent des groupes de deux bobines bobinées en sens inverse de celui du groupe de deux bobines adjacent. Advantageously, starting from the second coil starting from the center, the coils constitute groups of two coils wound in the opposite direction to that of the group of two adjacent coils.

Dans un mode préféré de réalisation, les mandrins sont reliés entre eux par un premier et un second flasques permettant de mettre hors champ électrique les connexions en parallèle des bobines. In a preferred embodiment, the mandrels are interconnected by a first and a second flange making it possible to put the electrical connections in parallel out of the coils.

L'invention a également pour objet un limiteur de courant supraconducteur caractérisé en ce qu'il comprend un bobinage tel que défini ci-dessus. The invention also relates to a superconducting current limiter characterized in that it comprises a winding as defined above.

Le limiteur comprend une cuve métallique contenant un fluide cryogénique et à l'intérieur de laquelle est placé le bobinage, une enveloppe entourant la cuve, le vide étant pratiqué dans le volume situé entre la cuve et l'enveloppe, un premier conducteur relié d'une part à un premier câble de sortie et d'autre part, par leur partie supérieure, aux différentes bobines constituant le bobinage, et un second conducteur, disposé coaxialement au premier conducteur et relié d'une part à un second câble de sortie, et d'autre part, par leur partie inférieure, aux différentes bobines constituant le bobinage. The limiter comprises a metal tank containing a cryogenic fluid and inside which the winding is placed, an envelope surrounding the tank, the vacuum being formed in the volume located between the tank and the envelope, a first conductor connected to on the one hand to a first output cable and on the other hand, by their upper part, to the different coils constituting the winding, and a second conductor, arranged coaxially with the first conductor and connected on the one hand to a second output cable, and on the other hand, through their lower part, to the different coils constituting the winding.

De préférence, le premier conducteur est constitué d'une pluralité de tiges conductrices ou de conducteurs assemblés, disposés au sein de la paroi d'un tube isolant. Preferably, the first conductor consists of a plurality of conductive rods or assembled conductors, disposed within the wall of an insulating tube.

De même, le second conducteur est constitué d'une pluralité de tiges conductrices ou conducteurs assemblés, disposés au sein de la paroi d'un tube en matériau isolant. Likewise, the second conductor consists of a plurality of conductive rods or assembled conductors, disposed within the wall of a tube made of insulating material.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe est en matériau isolant. In a first embodiment of the invention, the envelope is made of insulating material.

En variante, l'enveloppe est en métal et repose sur un support isolant. As a variant, the envelope is made of metal and rests on an insulating support.

L'invention est expliquée maintenant en référence au dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un bobinage supraconducteur selon l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique simplifiée en coupe axiale d'un limiteur supraconducteur équipé d'un bobinage supraconducteur selon l'invention.The invention is now explained with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 is a schematic view in axial section of a superconductive winding according to the invention,
- Figure 2 is a simplified schematic view in axial section of a superconductive limiter equipped with a superconductive coil according to the invention.

Dans la figure 1, on distingue des mandrins Ti en matériau isolant, ayant même hauteur et même axe xx, et ayant des diamètres allant croissant depuis le mandrin T1 de plus petit diamètre jusqu'au mandrin Tp de plus grand diamètre. Le nombre p des mandrins est supérieur à 2. Les mandrins sont disposé de manière à avoir même plan de symétrie transversal; les mandrins sont maintenus entre eux par deux flasques d'extrémité F1 et F2. In FIG. 1, a distinction is made between mandrels Ti made of insulating material, having the same height and same axis xx, and having diameters increasing from the mandrel T1 of smaller diameter to the mandrel Tp of larger diameter. The number p of the mandrels is greater than 2. The mandrels are arranged so as to have the same plane of transverse symmetry; the mandrels are held together by two end flanges F1 and F2.

Le flasque d'extrémité supérieur F1 est une pièce isolante, par exemple en verre époxy, recouverte d'une couche PC1 de peinture conductrice. Ce flasque est relié, par l'intermédiaire d'une pièce métallique conique PR (ou, en variante, d'une pièce isolante recouverte de peinture métallique), à la métallisation extérieure ME recouvrant le tube isolant 7 de l'amenée de courant centrale AC. Ce tube isolant est réalisé par exemple en verre époxy. The upper end flange F1 is an insulating part, for example made of epoxy glass, covered with a layer PC1 of conductive paint. This flange is connected, by means of a conical metal part PR (or, as a variant, an insulating part covered with metallic paint), to the external metallization ME covering the insulating tube 7 of the central current supply AC. This insulating tube is made for example of epoxy glass.

La métallisation ME et la pièce PR sont portés au même potentiel que celui de la paroi interne du cryostat dans lequel est placé le bobinage; ce potentiel est par exemple celui de la terre. The metallization ME and the part PR are brought to the same potential as that of the internal wall of the cryostat in which the winding is placed; this potential is for example that of the earth.

Les connexions en parallèle des bobines aux amenées extérieures 4 se trouvent aisi hors champ électrique. The parallel connections of the coils to the external leads 4 are also outside the electric field.

Le flasque d'extrémité inférieur F2 est une pièce isolante, par exemple en verre époxy; la pièce est de préférence creuse et recouverte extérieurement d'une peinture conductrice PC connectée à la métallisation interne
MI, portée par exemple à la haute tension, qui recouvre l'intérieur du tube isolant 7 de l'amenée de courant centrale AC. La connexion entre les extrémités des bobines et les conducteurs 8 de l'amenée de courant centrale AC sont effectuées à l'intérieur de la traversée F2. Ces connexions se trouvent hors champ électrique. Le flasque F2, qui se trouve par rapport à la paroi intérieure du cryostat porté à la haute tension a une forme optimisée pour que le champ électrique entre ledit flasque et ladite paroi intérieure soit compatible avec les coefficients de tension requis pour le niveau de tension imposé.The lower end flange F2 is an insulating part, for example made of epoxy glass; the part is preferably hollow and covered externally with a conductive paint PC connected to the internal metallization
MI, brought for example to high voltage, which covers the inside of the insulating tube 7 of the central AC power supply. The connection between the ends of the coils and the conductors 8 of the central current supply AC are made inside the bushing F2. These connections are outside the electric field. The flange F2, which is located in relation to the inner wall of the cryostat brought to the high voltage has an optimized shape so that the electric field between said flange and said inner wall is compatible with the voltage coefficients required for the imposed voltage level .

Le champ électrique qui s'étend axialement entre les flasques F1 et F2 ne crée pas dans ce sens de contraintes diélectriques rhédibitoires dans le fluide cryogénique qui, par exemple, est de l'hélium liquide. Les champs électriques radiaux qui sont localisés dans la partie inférieure de la bobine et dont la valeur est supérieure au champ axial sont supportés par une isolation solide constituée par l'amenée centrale et les mandrins des bobines. Les gradients ne créent pas de contraintes diélectriques rhédibitoires pour lesdites isolations solides. The electric field which extends axially between the flanges F1 and F2 does not create in this sense rhedibitory dielectric stresses in the cryogenic fluid which, for example, is liquid helium. The radial electric fields which are located in the lower part of the coil and whose value is greater than the axial field are supported by a solid insulation constituted by the central supply and the mandrels of the coils. The gradients do not create rhedibitory dielectric constraints for said solid insulations.

Les bobines peuvent être espacées régulièrement, l'espace entre deux bobines pouvant être constant et limité, dans la plupart des applications envisagées à une dizaine de mm. The coils can be spaced regularly, the space between two coils can be constant and limited, in most of the applications envisaged at around ten mm.

Ces avantages sont obtenus à condition que l'équilibre du courant entre les diverses bobines soit respecté. These advantages are obtained provided that the current balance between the various coils is respected.

Selon l'invention, cet équilibre est obtenu en donnant des valeurs différentes d'une bobine à l'autre du nombre de spires et de la longueur du conducteur dans une bobine et en tenant compte des considérations ci-après. According to the invention, this balance is obtained by giving different values from one coil to another of the number of turns and the length of the conductor in a coil and taking account of the considerations below.

On désigne par [Mij] la matrice des inductances mutuelles entre les différentes bobines. We denote by [Mij] the matrix of mutual inductances between the different coils.

Cette matrice dépend du nombre de spires ni de chaque bobine selon l'expression:
[Mij] = [ni.nj.ij], expression dans laquelle Xij est un facteur géométrique calculable.This matrix depends on the number of turns nor of each coil according to the expression:
[Mij] = [ni.nj.ij], expression in which Xij is a computable geometric factor.

Une même tension alternative U est appliquée aux bornes de l'ensemble des bobines dont la valeur ohmique de la résistance est négligeable à l'état passant du conducteur: on a donc:

quel que soit i, Ij désignant le courant dans la bobine Bj.The same alternating voltage U is applied to the terminals of all the coils, the ohmic value of the resistance of which is negligible in the conducting state of the conductor: we therefore have:

whatever i, Ij denotes the current in the coil Bj.

Si on pose [Cij] = [Mij] -1 , il vient:

If we set [Cij] = [Mij] -1, it comes:

La condition ci-dessus d'équilibre des courants peut s'exprimer en disant que la quantité

est sensiblement égale que soit j.The above condition of equilibrium of currents can be expressed by saying that the quantity

is substantially equal that either j.

Cette condition permet d'équilibrer les courants avec une approximation suffisante. This condition makes it possible to balance the currents with a sufficient approximation.

D'une façon plus générale, pour le cas d'utilisation de conducteurs de capacités de transport différentes, on pourra choisir les nombres de spires ni, nj de façon que les quantités

soient proportionnelles aux courants que l'on souhaite faire passer dans les différentes couches 3. More generally, for the case of using conductors with different transport capacities, the number of turns ni, nj can be chosen so that the quantities

are proportional to the currents that we want to pass through the different layers 3.

Le calcul du nombre de spires de chaque bobine et du diamètre de chaque bobine peut être effectué en déterminant tout d'abord le type et le nombre de conducteurs associés en parallèle de manière à respecter une densité maximale de courant à l'état passant. On part de valeurs données pour le diamètre du mandrin intérieur et le nombre de spires de la première bobine et on se fixe une valeur par exemple constante pour l'augmentation de diamètre successif des mandrins. L'application de la formule mentionnée plus haut permet de trouver au moins une solution fournissant le nombre des spires des diverses bobines. The number of turns of each coil and the diameter of each coil can be calculated by first determining the type and number of conductors associated in parallel so as to respect a maximum current density in the on state. We start from values given for the diameter of the inner mandrel and the number of turns of the first coil and we set a constant value for example for the successive increase in diameter of the mandrels. The application of the formula mentioned above makes it possible to find at least one solution providing the number of turns of the various coils.

Pour l'application du bobinage de l'invention à un limiteur de courant, il existe des solutions telles que les signes de ni soient alternées, c'est-à-dire que les sens de rotation soient alternés, ce qui permet de minimiser l'inductance du limiteur et le champ magnétique appliqué aux conducteurs. Cette disposition conduit aussi à un équilibrage plus stable et plus facile des courants. For the application of the winding of the invention to a current limiter, there are solutions such that the signs of ni are alternated, that is to say that the directions of rotation are alternated, which makes it possible to minimize the inductance of the limiter and the magnetic field applied to the conductors. This arrangement also leads to a more stable and easier balancing of the currents.

Un exemple de réalisation est indiqué ci-après, pour un limiteur de courant monophasé avec un conducteur capable de transporter un courant pouvant atteindre 5 kA avant transition, opérant une limitation sous une tension égale à 36 kV entre phase et terre. An exemplary embodiment is indicated below, for a single-phase current limiter with a conductor capable of carrying a current of up to 5 kA before transition, operating a limitation under a voltage equal to 36 kV between phase and earth.

Le conducteur possède une section de 14 mm2 avec une proportion en section de 7% de niobium titane dans une matrice de cupro-nickel, comme il est décrit dans la demande de brevet déposé le même jour que la présente demande, au nom de GEC ALSTHOM ELECTROMECANIQUE S.A. Le bobinage comprend 12 bobines élémentaires ayant toutes une hauteur de 1 m, avec en outre les caractéristiques ci-après, les signe + et - dans la troisième colonne indiquant que l'enroulement est fait dans un sens ou dans l'autre. The conductor has a section of 14 mm2 with a section proportion of 7% of niobium titanium in a cupro-nickel matrix, as described in the patent application filed on the same day as this application, in the name of GEC ALSTHOM ELECTROMECANIQUE SA The winding comprises 12 elementary coils all having a height of 1 m, with the following characteristics, the + and - signs in the third column indicating that the winding is made in one direction or the other.

Bobine n Diamètre (mm) Nombre de Longueur du
tours conducteur (m)
252 + 504 399
2 282 -444 393
3 312 -428 420
4 342 +408 438
5 372 + 392 458
6 402 -376 475
7 432 -364 494
8 462 + 348 505
9 492 +340 526
10 522 -332 544
il 552 -320 555
12 582 + 316 578
Le bobinage de l'invention se prête à la réalisation d'un limiteur supraconducteur à haute tension et fort courant.Coil n Diameter (mm) Number of Length of
driver turns (m)
252 + 504 399
2,282 -444,393
3,312-428,420
4 342 +408 438
5,372 + 392,458
6,402 -376,475
7,432 -364,494
8 462 + 348 505
9 492 +340 526
10,522 -332,544
il 552 -320 555
12,582 + 316,578
The winding of the invention lends itself to the production of a high voltage and high current superconducting limiter.

Un tel limiteur est représenté dans la figure 1. Such a limiter is shown in Figure 1.

On distingue le bobinage 1, réalisé comme indiqué en référence à la figure 1, placé à l'intérieur d'une cuve métallique 2 fermée par un couvercle 4 et partiellement rempli de fluide cryogénique tel que l'hélium liquide. Le bobinage est alimenté côté basse tension par un premier conducteur électrique 5, constitué de tiges métalliques (en variante de conducteurs assemblés) en paralèle disposées au sein de la paroi d'un tube isolant SA, par exemple en verre époxy; ces tiges métalliques (en variante des conducteurs assemblés) sont reliées d'une part aux différentes bobines constituant le bobinage 1 et d'autre part, par le couvercle 4, à un câble de sortie 6. Le bobinage est alimenté côté haute tension par l'amenée de courant centrale mentionnée précédemment qui comprend un conducteur 8, coaxial au conducteur 5, et placé au sein de la paroi d'un tube isolant 7.L'amenée de courant centrale traverse le couvercle 4. A distinction is made between the winding 1, produced as indicated with reference to FIG. 1, placed inside a metal tank 2 closed by a cover 4 and partially filled with cryogenic fluid such as liquid helium. The winding is supplied on the low voltage side by a first electrical conductor 5, consisting of metal rods (as a variant of assembled conductors) in parallel arranged within the wall of an insulating tube SA, for example made of epoxy glass; these metal rods (as a variant of the assembled conductors) are connected on the one hand to the different coils constituting the winding 1 and on the other hand, by the cover 4, to an output cable 6. The winding is supplied on the high voltage side by the the central current supply mentioned above which comprises a conductor 8, coaxial with the conductor 5, and placed within the wall of an insulating tube 7. The central current supply passes through the cover 4.

Elle est protégée diélectriquement par une traversée haute tension 9 munie d'ailettes. L'espace 10 entre l'amenée de courant centrale et la traversée 9 est rempli d'un fluide isolant (huile, azote gazeux, etc...) L'isolement sur la partie supérieure 12 de l'amenée de courant centrale permet de tenir la tension. Deux anneaux métalliques 13 améliorent la tenue diélectrique de la partie 12 de l'amenée de courant centrale.It is dielectrically protected by a high voltage bushing 9 provided with fins. The space 10 between the central current supply and the bushing 9 is filled with an insulating fluid (oil, nitrogen gas, etc.) The insulation on the upper part 12 of the central current supply makes it possible to hold the tension. Two metal rings 13 improve the dielectric strength of the part 12 of the central current supply.

Le conducteur 8 est constitué de tiges métalliques (en variante de conducteurs assemblés) en parallèle. Le conducteur 8 est relié, d'une part, aux différentes bobines constituant le bobinage 1 et, d'autre part, à un câble 11. The conductor 8 consists of metal rods (as a variant of assembled conductors) in parallel. The conductor 8 is connected, on the one hand, to the various coils constituting the winding 1 and, on the other hand, to a cable 11.

Le nombre de tiges (en variante de conducteurs assemblés) constituant les conducteurs 5 et 8 est au moins égal au nombre de bobines constituant le bobinage 1, ou à un multiple de ce nombre. The number of rods (as a variant of assembled conductors) constituting conductors 5 and 8 is at least equal to the number of coils constituting the winding 1, or to a multiple of this number.

Une boîte 19 en matériau isolant par exemple en verre époxy, est disposée autour du bobinage 1; elle joue le rôle d'écran protecteur vis-à-vis de la cuve métallique en cas de claquage dans l'hélium. A box 19 made of insulating material, for example of epoxy glass, is arranged around the winding 1; it acts as a protective screen vis-à-vis the metal tank in the event of breakdown in helium.

Des écrans thermiques 20 sont disposés régulièrement le long de l'amenée de courant centrale. Les écrans sont équipés de clapets 21 qui s'ouvrent lors de la transition du limiteur, pour permettre au gaz résultant de la vaporisation de l'hélium liquide d'être évacués rapidement par les tubulures 17 et 18. Heat shields 20 are regularly arranged along the central current supply. The screens are fitted with valves 21 which open during the transition of the limiter, to allow the gas resulting from the vaporization of the liquid helium to be evacuated quickly through the pipes 17 and 18.

On note que le remplissage de la cuve est effectué à travers une tubulure 16 reliée à une canne de transfert haute tension comme celle décrite dans la demande de brevet français nO 93 06841. La cuve est entourée d'une enveloppe extérieure isolante 14 et le vide est maintenu dans l'espace 15 entre la cuve 1 et l'enveloppe 14. It is noted that the filling of the tank is carried out through a tube 16 connected to a high voltage transfer rod like that described in French patent application No. 93 06841. The tank is surrounded by an insulating outer casing 14 and the vacuum is kept in the space 15 between the tank 1 and the envelope 14.

Dans une variante de réalisation non représentée, l'enveloppe extérieure est en métal. L'ensemble est alors placé au sommet d'une colonne isolante. In an alternative embodiment not shown, the outer casing is made of metal. The assembly is then placed at the top of an insulating column.

L'utilisation dans un limiteur de courant du bobinage multicouche parallèle décrit plus haut permet d'utiliser au mieux le volume disponible, et de disposer une longueur suffisante de conducteur sur chaque couche, ce qui est très favorable du point de vue de la tenue diélectrique du bobinage, la chute de potentiel étant répartie axialement. The use in a current limiter of the parallel multilayer winding described above makes it possible to make the best use of the available volume, and to have a sufficient length of conductor on each layer, which is very favorable from the point of view of the dielectric strength. of the winding, the potential drop being distributed axially.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais ele est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on s'écarte de l'invention. En particulier, on pourra, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer tout moyen par un moyen équivalent. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown, but it is susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the invention. In particular, without departing from the scope of the invention, any means can be replaced by equivalent means.

Claims

1 / Superconductive winding for high voltage and high current electrotechnical applications, comprising a given number p of coils each comprising an insulating mandrel (Ti) and a superconductive conductor (Ci) comprising a given number nor of turns wound around this mandrel, mandrels being arranged coaxially and having equal heights and same plane of transverse symmetry, characterized in that the numbers nor of turns of the coils are chosen so that the following relationship is verified, to within 5%:

in which:

Cij is the inverse matrix of the matrix Mij, where Mij represents the mutual inductance between a coil i and a coil j which is equal to ni.nj.hij, ij being a geometric factor.

2 / superconducting coil according to claim 1, characterized in that the coil of smaller diameter is wound in the opposite direction to that of the adjacent coil.

3 / Winding according to claim 2 characterized in that from the second coil starting from the center, the coils constitute groups of two coils wound in the opposite direction to that of the group of two adjacent coils.

4 / Winding according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mandrels are interconnected by a first (F1) and a second (F2) flanges for removing electrical connections in parallel from the coils.

5 / Superconducting current limiter characterized in that it comprises a winding according to one of claims 1 to 4.

6 / current limiter according to claim 5, characterized in that it comprises a metal tank (2) containing a cryogenic fluid and inside which is placed the winding (1), an envelope (14) surrounding the tank , the vacuum being formed in the volume (15) located between the tank and the envelope, a first conductor (5) connected on the one hand to a first (6) output cable and on the other hand, by their upper part to the different coils (B1, B2, ..., Bp) constituting the winding, and a second conductor (8), arranged coaxially with the first conductor and connected on the one hand to a second (18) output cable, and on the other hand, by their lower part, to the different coils (B1,

B2, ..., Bp) constituting the winding.

7 / Limiter according to claim 6, characterized in that the first conductor (5) consists of a plurality of conductive rods or assembled conductors, disposed within the wall of an insulating tube (SA).

8 / Limiter according to one of claims 6 and 7, characterized in that the second conductor (8) consists of a plurality of conductive rods or assembled conductors (7), disposed within the wall of a tube ( 7) made of insulating material.

9 / Current limiter according to one of claims 6 to 8, characterized in that the envelope (14) is made of insulating material.

10 / Current limiter according to one of claims 6 to 9, characterized in that the envelope is made of metal and rests on an insulating support.