RU103986U1

RU103986U1 - SUPERCONDUCTING CABLE CONNECTION

Info

Publication number: RU103986U1
Application number: RU2010151984/07U
Authority: RU
Inventors: Виталий Сергеевич Высоцкий; Сергей Сергеевич Фетисов; Александр Анатольевич Носов; Любовь Анатольевна Полагаева; Елена Анатольевна Маринина
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2011-04-27

Abstract

1. Соединение сверхпроводящего кабеля, содержащее силовой токонесущий элемент, изоляционную вставку, отличающееся тем, что силовой токонесущий элемент выполнен в виде набора проводящих элементов. ! 2. Соединение сверхпроводящего кабеля по п.1, отличающееся тем, что силовой токонесущий элемент выполнен с использованием сверхпроводящих материалов. ! 3. Соединение сверхпроводящего кабеля по п.1 или 2, отличающееся тем, что силовой токонесущий элемент конструктивно объединен с токовводом. 1. The connection of a superconducting cable containing a power current-carrying element, an insulating insert, characterized in that the power current-carrying element is made in the form of a set of conductive elements. ! 2. The connection of the superconducting cable according to claim 1, characterized in that the power current-carrying element is made using superconducting materials. ! 3. The connection of the superconducting cable according to claim 1 or 2, characterized in that the power current-carrying element is structurally combined with a current lead.

Description

Полезная модель относится к сверхпроводящим кабелям, а именно к соединениям и может быть применена для соединения сверхпроводящего кабеля с токовыми вводами, соединения сверхпроводящего кабеля с другим сверхпроводящим или криорезистивным кабелем, соединения экранов сверхпроводящих кабелей, а так же создания отводов от сверхпроводящего кабеля.The invention relates to superconducting cables, namely, to connections, and can be used to connect a superconducting cable to current inputs, connect a superconducting cable to another superconducting or cryoresistive cable, connect shields of superconducting cables, as well as create taps from the superconducting cable.

Известны конструкции соединений сверхпроводящего кабеля, предназначенные для соединения с токовыми вводами или другими сверхпроводящими кабелями. Наиболее близким из числа известных к предлагаемому по совокупности признаков является конструкция соединения (разъема) сверхпроводящего кабеля, который содержит силовой токонесущий элемент, изоляционную вставку (патент США №6936771, 2004 г.).Constructions of superconducting cable connections are known for connecting to current inputs or other superconducting cables. The closest known to the proposed combination of features is the design of the connection (connector) of the superconducting cable, which contains a power current-carrying element, an insulating insert (US patent No. 6936771, 2004).

Конструкция этого токового ввода предполагает производить соединение сверхпроводящего кабеля и токового ввода внутри силового токонесущего элемента, выполненного из хорошо проводящих металлических материалов в виде полой трубки.The design of this current input involves the connection of a superconducting cable and a current input inside a power current-carrying element made of well-conducting metallic materials in the form of a hollow tube.

Недостаток известного устройства состоит в следующем. Сверхпроводящий кабель состоит из нескольких (как правило двух) повивов сверхпроводящих лент, в которых текут транспортные токи.A disadvantage of the known device is as follows. A superconducting cable consists of several (usually two) types of superconducting tapes in which transport currents flow.

Распределение токов по повивам является одним из определяющих критериев, который определяет несущие характеристики сверхпроводящего кабеля (критический ток, потери на переменном токе… и, как следствие, предельно возможную длину линии). Следует заметить, что на распределение токов по повивам влияет соотношение сопротивлений участков между сверхпроводящими лентами повива и токовыми вводами. Конструкция известного подсоединения не позволяет создать оптимального распределения токов по повивам, что существенно влияет на несущие характеристики сверхпроводящего кабеля.The distribution of currents by wound is one of the defining criteria that determines the supporting characteristics of a superconducting cable (critical current, AC loss ... and, as a result, the maximum possible line length). It should be noted that the distribution of currents between coils is affected by the ratio of the resistances of the sections between the superconducting coils of the coils and current inputs. The design of the known connection does not allow to create an optimal distribution of currents among the layers, which significantly affects the bearing characteristics of the superconducting cable.

Поставленная задача состояла в разработке технологичной конструкции соединения сверхпроводящего кабеля обеспечивающего оптимальное распределение токов по повивам, с достижением технического результата, заключающегося в повышении эффективности соединения.The task was to develop a technological design of the connection of the superconducting cable providing the optimal distribution of currents among the coils, with the achievement of the technical result, which consists in increasing the efficiency of the connection.

Технический результат достигается тем, что в конструкции соединения сверхпроводящего кабеля, который содержит силовой токонесущий элемент, изоляционную вставку, силовой токонесущий элемент выполнен в виде набора проводящих элементов, обеспечивающих оптимальное распределение токов по повивам. Проводящие элементы изготавливаются из материалов с низким сопротивлением, в том числе и из сверхпроводящих материалов.The technical result is achieved by the fact that in the construction of the connection of the superconducting cable, which contains the power current-carrying element, the insulating insert, the power current-carrying element is made in the form of a set of conductive elements, providing an optimal distribution of currents in the regions. Conductive elements are made of materials with low resistance, including superconducting materials.

Это позволяет решить задачу полезной модели и получить указанный выше технический результат.This allows you to solve the problem of the utility model and obtain the above technical result.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображена конструкция соединения сверхпроводящего кабеля с токовводом (Фиг.1) и конструкция соединения сверхпроводящего кабеля с другим сверхпроводящим кабелем (Фиг.2). На Фиг.3 изображен возможный вариант применения полезной модели.The utility model is illustrated in the drawing, which shows the structure of the connection of the superconducting cable with the current lead (Figure 1) and the construction of the connection of the superconducting cable with another superconducting cable (Figure 2). Figure 3 shows a possible application of the utility model.

Устройство содержит: сверхпроводящий кабель 1, силовой токонесущий элемент 2, изоляционную вставку 3, токоввод 4, силовой токонесущий элемент экрана 5, токоввод экрана 6.The device comprises: a superconducting cable 1, a power current-carrying element 2, an insulating insert 3, a current lead 4, a power current-carrying element of the screen 5, the current lead of the screen 6.

При изготовлении соединения применяются промышленно выпускаемые материалы.In the manufacture of compounds used industrially produced materials.

Силовой токонесущий элемент может быть выполнен, например, в виде набора гибких проводов на основе стандартного гибкого медного провода (например ПЩ), каждая СП-лента кабеля подсоединяется (например пайкой) к строго определенному количеству гибких проводов, причем подсоединение выполняется таким образом, чтобы обеспечить заданные переходные сопротивления в месте контакта для каждой сверхпроводящей ленты кабеля. Далее набор гибких проводов подсоединяется к токовводу так, чтобы обеспечивалось равное входное сопротивление для каждой из сверхпроводящих лент кабеля (например, обжатие на одинаковой длине от места пайки к сверхпроводящим лентам). Для создания необходимой электрической прочности используется изоляционная вставка из диэлектрического материала, хорошо работающего при криогенных температурах.The power current-carrying element can be made, for example, in the form of a set of flexible wires based on a standard flexible copper wire (for example, ПЩ), each SP cable of the cable is connected (for example, by soldering) to a strictly defined number of flexible wires, and the connection is made in such a way as to ensure preset transition resistance at the contact point for each superconducting cable strip. Next, a set of flexible wires is connected to the current lead so that an equal input resistance is provided for each of the superconducting tapes of the cable (for example, crimping at the same length from the soldering point to the superconducting tapes). To create the necessary electrical strength, an insulating insert made of a dielectric material that works well at cryogenic temperatures is used.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Сверхпроводящий кабель проходит внутри криостата и выходит во внутреннюю область криогенной токовой муфты, где соединяется с силовым токонесущим элементом, который подсоединяется к токовводу, а сверхпроводящий экран кабеля соединяется с силовым токонесущим элементом экрана, который подсоединяется к токовводу экрана.The superconducting cable passes inside the cryostat and enters the inner region of the cryogenic current coupling, where it is connected to a power current-carrying element that is connected to the current lead, and the superconducting cable screen is connected to the power current-carrying shield element, which is connected to the screen current lead.

При достижении рабочей температуры (обычно 66-77 К) от электрической сети, подсоединенной к верхнему концу токового ввода, подается электрический ток и напряжение заданной величины, которые через соединение передаются на сверхпроводящий кабель. Соединение экрана позволяет поддерживать необходимые токи в экране для экранирования внешних электромагнитных полей кабеля. Изоляционная вставка обеспечивает электрическую прочность соединения. Конструкция данного соединения, благодаря возможности варьировать сопротивление участков токоввод - сверхпроводящая лента, позволяет получать оптимальное распределение токов по каждой из лент сверхпроводящего кабеля и, как следствие, повысить несущие характеристики системы.When the operating temperature is reached (usually 66-77 K), an electric current and voltage of a predetermined value are supplied from the mains connected to the upper end of the current input, which are transmitted through the connection to the superconducting cable. The screen connection allows you to maintain the necessary currents in the screen to shield the external electromagnetic fields of the cable. An insulating insert provides electrical strength to the joint. The design of this connection, due to the ability to vary the resistance of the sections of the current lead - superconducting tape, allows to obtain the optimal distribution of currents across each of the strips of the superconducting cable and, as a result, to increase the load-carrying characteristics of the system.

Claims

1. The connection of a superconducting cable containing a power current-carrying element, an insulating insert, characterized in that the power current-carrying element is made in the form of a set of conductive elements.

2. The connection of the superconducting cable according to claim 1, characterized in that the power current-carrying element is made using superconducting materials.

3. The connection of the superconducting cable according to claim 1 or 2, characterized in that the power current-carrying element is structurally combined with a current lead.