SU454624A1

SU454624A1 - Superconducting switching device

Info

Publication number: SU454624A1
Application number: SU1903400A
Authority: SU
Inventors: Владимир Алексеевич Алексеев; Александр Алексеевич Веденов; Татьяна Сильвестровна Мельникова
Original assignee: Предприятие П/Я А-1758
Priority date: 1973-04-24
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1974-12-25

Description

1one

Изобретение относитс к сверхпровод щим размыкател м. Эти размыкатели могут использоватьс в электрических цеп х устройств, где требуетс быстрый перевод электрической энергии с накопител на нагрузку.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to superconducting breakers. These breakers can be used in electrical circuits of devices that require fast transfer of electrical energy from a storage device to a load.

Известные в насто щее врем сверхпровод щие размыкатели представл ют собой катушку из сверхпровод щего металла, включенную в цепь параллельно нагрузке в цепи накопител .Currently known superconducting breakers are a superconducting metal coil connected in parallel with a load in a storage circuit.

Когда катушка находитс в сверхпровод щем состо нии, то она не имеет практически сопротивлени , а электрический ток течет по замкнутому контуру: катушка индуктивности (накопитель) - размыкатель. Дл быстрой передачи электроэнергии на нагрузку размыкатель быстрым нагревом или с помощью сильного импульса магнитного пол перевод т в нормальное состо ние, при этом его сопротивление намного увеличиваетс , и поэтому электрический ток проходит через нагрузку.When the coil is in the superconducting state, it has practically no resistance, and the electric current flows in a closed loop: the inductor (storage) is a circuit breaker. For a quick transfer of electrical energy to the load, the breaker is quickly heated or by a strong magnetic field pulse is switched to the normal state, while its resistance increases significantly, and therefore the electric current passes through the load.

Однако на изготовление этих размыкателей требуетс много дорогосто щей металлической проволоки, чтобы обеспечить достаточное сопротивление перед переходом из нормального состо ни в сверхпровод щее, так как сверхпровод щие металлы имеют низкое значение удельного сопротивлени перед сверхпровод щим переходом (примерно 10 ом-см). Цель изобретени - снизить расход материала на изготовление размыкателей.However, the manufacture of these breakers requires a lot of expensive metal wire to provide sufficient resistance before the transition from the normal to the superconducting state, since the superconducting metals have a low resistivity value before the superconducting transition (approximately 10 ohm-cm). The purpose of the invention is to reduce the consumption of material for the manufacture of breakers.

Это достигаетс тем, что в качестве сверхпровод щего материала дл размыкател использованы керметы на основе сверхпровод щего металла и высокоогнеупорного диэлектрика , например на основе Nb и А12Оз. Как показали проведенные исследовани , такие керметы обладают сверхпровод щими свойствами и большим удельным сопротивлением перед сверхпровод щим переходом. Это позвол ет значительно снизить расход дорогосто щей металлической проволоки из сверхпровод щего металла при изготовлении сверхпровод щего размыкател , а также значительно упростить переход размыкател из сверхпровод щего состо ни в нормальное вследствие уменьшени размеров размыкател .This is achieved by using cermet based on superconducting metal and high-refractory dielectric, for example, based on Nb and A12Oz, as superconducting material for the breaker. As studies have shown, such cermets have superconducting properties and high resistivity before the superconducting transition. This makes it possible to significantly reduce the consumption of expensive metal wire from a superconducting metal in the manufacture of a superconducting switch, as well as to significantly simplify the transition of the switch from the superconducting state to normal due to a decrease in the size of the switch.

Сверхпровод щие свойства керметов на основе сверхпровод щего металла и высокоогнеупорного диэлектрика, например на основе Nb и АЬОз приведены в таблице.The superconducting properties of cermets based on a superconducting metal and a highly refractory dielectric, for example, based on Nb and Abc, are listed in the table.

Как видно из таблицы, кермет с процентным содержанием Nb 99% имеет удельное сопротивление перед сверхпровод щим переходом 1,7 10 ом-см и плотность критического тока 2400 а/см, а у кермета, содержащего Nb 17% удельное сопротивление перед сверхпровод щим переходом повышаетс по сравнению с вышеуказанным на 3 пор дка (1, ом-см), а плотность критического тока уменьшаетс всего в 3 раза (814 а/см). При этом, если дл размыкател , выполненного из чистого сверхпровод щего металла (дл примера возьмем Nb 99% из таблицы) и рассчитанного на ток 10 а и напр жение 10 в потребуетс , как показывают расчеты, сверхпровод щей проволоки 2,4 10 м при сеченииAs can be seen from the table, a cermet with a 99% Nb content has a resistivity before the superconducting junction of 1.7 10 ohm-cm and a critical current density of 2400 a / cm, while a cermet grade containing Nb has a 17% higher resistivity before the superconducting junction compared to the above by 3 orders of magnitude (1, ohm-cm), and the critical current density is reduced only 3 times (814 A / cm). At the same time, if for a breaker made of pure superconducting metal (for example, we take Nb 99% from the table) and calculated for a current of 10 a and a voltage of 10 V, the calculations will show that a superconducting wire 2.4 10 m in cross section

4 см, то дл размыкател с содержанием Nb 17% потребуетс 125 м при сечении, равном 12,5 см4 cm, then for the uncaster containing 17% Nb content, 125 m is required with a cross section equal to 12.5 cm.

Предмет изобретени Subject invention

Сверхпровод щее коммутирующее устройство , например размыкатель дл накопител A superconducting switching device, such as a breaker for storage

электрической энергии, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности работы и уменьшени габаритов, в качестве материала дл коммутирующего устройства использован кермет на основе сверхпровод щего металла и высокоогнеупорного диэлектрика , например на основе Nb и АЬОз.electrical energy, characterized in that, in order to increase reliability and reduce overall dimensions, a cermet based on a superconducting metal and a high refractory dielectric, for example, based on Nb and АБОз, is used as a material for the switching device.