WO2018235992A1 - 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치 - Google Patents

고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치 Download PDF

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temperature superconducting
superconducting wire
wire
critical current
bending deformation
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오상수
이창형
손명환
하홍수
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한국전기연구원
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for measuring a critical current according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire, and more particularly to a device for measuring a critical current of a high-temperature superconducting wire by arbitrarily adjusting a bending strain of the high-
  • the present invention relates to a device for measuring critical current according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire, which enables damage to a high-temperature superconductor to be minimized, minimize heat impact, and enable stable measurement of critical currents at various bending strains in the same voltage tap section.
  • high-temperature superconducting wires can be divided into first-generation BSCCO wires manufactured by power-in-tube (PIT) method and second-generation REBCO CC (coated conductor) wires developed recently.
  • the structure of such a high-temperature superconducting wire is mostly tape-like, has a width of about 4 to 12 mm, and its thickness varies depending on the stabilization condition and the degree of reinforcement of the high-temperature superconducting wire, but is 0.1 mm or more.
  • the high-temperature superconducting wire consists of an oxide-based compound superconductor, the superconductor is easily damaged by mechanical stress or deformation.
  • the high-temperature superconducting wire is manufactured through a process of manufacturing a high-temperature superconducting wire, In the process of operating a HTS device, various types of loads or stresses are applied to cause deformation. Examples are hoop stress (tensile strain) at the winding part, compressive strain according to the difference in heat shrinkage rate during cooling, and bending and torsional deformation occurring during the winding process of the wire rod.
  • the developed ⁇ -shaped threshold current measurement holder is also limited in measurement only at the radius of curvature provided in a given shape, and since the voltage tap sections in the bending section are different from each other, evaluation of the continuous critical current in the same section There was a difficult problem.
  • the present invention was invented to solve the above-described problems, and it is a holder for supporting a high-temperature superconducting wire and a holder to slide the supporter when measuring a critical current according to the bending strain of the high-temperature superconducting wire, It is an object of the present invention to provide a device for measuring a critical current according to a bending deformation of a high-temperature superconducting wire capable of measuring a change in a critical current according to a change in a bending strain of the same section of the specimen.
  • an apparatus for measuring a critical current according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire there is provided an apparatus for measuring a critical current according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire
  • the present invention is characterized in that a critical current can be measured by arbitrarily adjusting the bending deformation of the high temperature superconducting wire by using the slidable support,
  • a current terminal portion provided on the other end of the wire support portion and supplying a current to the superconducting wire
  • a wire support portion disposed on the other end of the wire support portion the current terminal portion being provided on the bottom portion and including two fixed linear members disposed at one end
  • an inflection point control unit installed to slide along the wire rod supporting member and supporting the high temperature superconducting wire member in close contact with the wire rod supporting unit.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an apparatus for measuring a critical current according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing a state of use of a critical current measuring apparatus according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a critical current measuring apparatus according to a bending deformation of a high-temperature superconducting wire according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph illustrating a relationship between a critical current
  • Fig. 6 is a plan view showing the use state of the measuring apparatus.
  • the present invention relates to an apparatus for measuring a critical current according to bending deformation of a high-temperature superconducting wire (10), and a method for measuring a critical current by arbitrarily adjusting a bending deformation of a high-temperature superconducting wire (10) .
  • the bottom part 100 is formed in a plane and serves as a support for all components of the present invention such as a wire support part 200, a current terminal part 300 and an inflection point control part 400 which will be described later.
  • the bottom portion 100 is made of a synthetic resin material such as FRP or Beckite, and is electrically insulated when the critical current of the high-temperature superconducting wire 10 is measured.
  • a terminal seating portion 110 is formed on a top surface of the bottom portion 100 so that the current terminal portion 300 can be seated and slid.
  • the terminal seating portion 110 has a shape recessed from the upper surface of the bottom portion 100 in the thickness direction of the bottom portion 100 and is formed in a direction parallel to the longitudinal direction of the wire supporting portion 200.
  • the wire rod supporting part 200 is composed of two linear members which are a first wire rod supporting part 210 and a second wire rod supporting part 230 installed on the upper part of the bottom part 100.
  • the two linear members are orthogonal .
  • the wire rod supporting part 200 is made of a synthetic resin material such as FRP or Beckite, and is electrically insulated.
  • the first wire support portion 210 and the second wire support portion 230 are formed so that the inner surface of the wire support portion 200 orthogonal to one end of the wire support portion 200 and the outer surface of the wire support portion 200, (10) is attached to the inner surface of the wire rod supporting part (200) by the inflection point control part (400) to be described later.
  • the high-temperature superconducting wire 10 is a member having elasticity, the high-temperature superconducting wire 10 and the wire rod supporting portion 200 are not in contact with each other on the orthogonal surfaces of the wire rod supporting portion 200, At the portion where the first wire support portion 210 and the second wire support portion 230 are orthogonal to each other, the high-temperature superconducting wire 10 draws an arc by elasticity.
  • the present invention is designed to impart an arbitrary bending strain to the high-temperature superconducting wire 10 using such a characteristic.
  • the wire rod supporting portion 200 serves as a slide guide when the inflection point controlling portion 400 is slid to give a bending strain to the high temperature superconducting wire 10.
  • the bending strain applied to the high temperature superconducting wire 10 is calculated by the distance from the point where the first wire supporting portion 210 and the second wire supporting portion 230 intersect to the end of the guide piece 450 described later.
  • a ruler 250 is provided on the upper surface of the support part 200 so that the numerical calculation of the bending strain of the high-temperature superconducting wire 10 is convenient.
  • a terminal regulating portion 270 is formed at a portion of the wire rod supporting portion 200 where the current terminal portion 300 is to be attached, which is not perpendicular to the end portion of the wire rod supporting portion 200, so that the current terminal portion 300 can slide.
  • the terminal regulating portion 270 is constituted by a hole penetrating in the longitudinal direction of the wire support 200.
  • the terminal regulating portion 270 is preferably composed of a rounded rectangular hole penetrating from the outer surface to the inner surface of the wire support 200 .
  • the current terminal 300 is coupled to the wire support 200 by a bolt passing through the terminal adjuster 270 and the current terminal 300 is connected to the terminal 300 when the bending strain of the high temperature superconducting wire 10 is increased or decreased.
  • the control unit 270 and the terminal seating unit 110 as shown in FIG.
  • the current terminal unit 300 serves to supply a voltage supplied from the outside to the HTS wire 10 in contact with the HTS wire 10 and is connected to the HTS wire 10 by the wire re- . Therefore, the current terminal portion 300 is made of a metal having good electrical conductivity such as copper, brass or a copper alloy.
  • the current terminal unit 300 is provided at the other end of the first wire support unit 210 and the second wire support unit 230 that are not orthogonal to each other, 270 and the terminal seating portion 110 of the bottom portion 100, respectively.
  • a wire reconnection portion 310 for fixing the high-temperature superconducting wire 10 to the current terminal portion 300 is formed.
  • the superconducting wire 310 is connected to the current terminal 300 by bolts so that both ends of the superconducting wire 10 are inserted between the current terminal 300 and the wire reconnection part 310, And is electrically connected to the current terminal unit 300.
  • the high-temperature superconducting wire 10 When the high-temperature superconducting wire 10 is set for the critical current measurement and the bending strain is increased by the inflection point control unit 400, as the arc becomes smaller, the entire high-temperature superconducting wire 10 becomes orthogonal to the wire support 200 So that the high-temperature superconducting wire 10 slides toward the point where the current terminal unit 300 coupled to the high-temperature superconducting wire 10 crosses.
  • the inflection point control unit 400 is provided to slide along the wire support unit 200 and fixes the high temperature superconducting wire 10 to the wire support unit 200.
  • the inflection point control unit 400 includes a first wire support unit 210, As the supporter 230 moves to a point orthogonal to the supporter 230, the arc of the high-temperature superconducting wire 10 is made small, that is, the bending strain is increased.
  • the inflection point control unit 400 includes a first inflection point control unit 410 that moves along the first wire support unit 210 and a second inflection point control unit 430 that moves along the second wire support unit 230.
  • the first inflection point control unit 410 and the second inflection point control unit 430 may be moved interlockingly or separately.
  • the inflection point control unit 400 is configured to slide while using the wire rod supporting unit 200 as a sliding guide.
  • the inflection point control unit 400 is installed in a C shape across the upper surface and the inner and outer surfaces of the wire rod supporting unit 200.
  • the control unit fixing bolt 470 is formed on the outer surface of the inflection point control unit 400 so as to be perpendicular to the direction in which the inflection point control unit 400 slides. After the inflection point control unit 400 is moved to the point at which the bending strain is to be measured, the inflection point control unit 400 is fixed by tightening the control unit fixing bolt 470 and pressing the inflection point control unit 400 to the wire supporting unit 200.
  • the wire rod supporting portion 200 composed of a synthetic resin material may be worn by the control portion fixing bolt 470 and may be worn by the control portion fixing bolt 470 in order to prevent the wire rod supporting portion 200 from being pressed against the outer surface of the wire rod supporting portion 200 Can be reinforced by using materials such as SUS.
  • a guide piece 450 having a trapezoidal block shape is attached to the side of the inflection point control part 400 contacting the inner surface of the wire supporting part 200.
  • the both ends of the high temperature superconducting wire 10 cut to an appropriate length are fixed to the current terminal unit 300 by the bolt tightening of the wire restoring unit 310 and the high temperature superconducting wire 10 is heated and pressed between the inflection point controlling unit 400 and the inner surface of the wire supporting unit 200 So that the superconducting wire 10 is inserted.
  • the high temperature superconducting wire 10 has an arc shape due to elasticity from the initial installation.
  • the method for measuring the critical current is to measure the location where the bending strain is generated, that is, the arc region, and it will be omitted because it is according to the conventional known four-terminal energizing method.
  • the guide pieces 450 attached to the inflection point control unit 400 are used to move the high temperature superconducting wire 10 Of the high-temperature superconducting wire 10 is brought into close contact with the wire rod supporting portion 200, the arc of the high-temperature superconducting wire 10 becomes small, and a different bending strain is generated.
  • the inflection point control unit 400 is fixed by the control unit fixing bolt 470 and can measure the critical current while maintaining the set bending strain.
  • the current terminal portion 300 coupled with the end portion of the high temperature superconducting wire 10 also slides to the side orthogonal to the terminal adjusting portion 270 so that the high temperature superconducting wire 10 can bend smoothly.
  • the distance from the end of the guide piece 450 to the point where the first wire support portion 210 and the second wire support portion 230 are orthogonal to each other is set as the radius of curvature R, and the thickness of the high- ,
  • the bending strain can be obtained by the following equation (1).
  • the curvature radius R decreases as the distance between the orthogonal point and the guide piece 450 approaches the inflection point control section 400.
  • the bending strain epsilon becomes larger.
  • the inflection point control section 400 is orthogonal
  • the radius of curvature R becomes larger as the distance between the orthogonal point and the guide piece 450 increases, and the bending strain epsilon becomes smaller.

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Abstract

본 발명은 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온초전도 선재의 임계전류의 특성 평가시 슬라이딩 가능한 지지구를 이용하여 고온초전도 선재의 굽힘변형률을 임의로 조절함으로써 고온초전도체의 손상을 배제하고 열영향을 최소화하며, 안정적으로 동일 전압탭 구간에서 다양한 굽힘변형률에서의 임계전류 측정이 가능하도록 하는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치에 관한 것으로써, 슬라이딩 가능한 지지구를 이용함으로써, 고온초전도 선재의 굽힘변형을 임의로 조절하여 임계전류를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하되, 바닥부, 상기 바닥부 위에 설치되고 일측 끝단에서 직교하도록 배치된 두 개의 고정된 직선부재로 이루어진 선재지지부, 상기 선재지지부의 타측 끝단에 설치되고 초전도 선재에 전류를 공급하는 전류단자부 및 상기 선재지지부를 따라 슬라이딩하도록 설치되되, 고온초전도 선재를 상기 선재지지부에 밀착지지하는 변곡점제어부로 이루어진 것을 기술적 요지로 한다.

Description

고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치
본 발명은 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온초전도 선재의 임계전류의 특성 평가시 슬라이딩 가능한 지지구를 이용하여 고온초전도 선재의 굽힘변형률을 임의로 조절함으로써 고온초전도체의 손상을 배제하고 열영향을 최소화하며, 안정적으로 동일 전압탭 구간에서 다양한 굽힘변형률에서의 임계전류 측정이 가능하도록 하는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 고온초전도 선재는 PIT(power-in-tube)법으로 제조하는 1세대 BSCCO 선재와 최근에 개발이 이루어진 2세대 REBCO CC(coated conductor)선재로 나눌 수 있다. 이러한 고온초전도 선재의 구조는 대부분 테이프 현상으로 하고 있으며, 폭이 4 내지 12 mm 정도이고, 두께는 고온초전도 선재의 안정화 조건과 보강 정도에 따라 변하지만 0.1 mm 이상이다. 이러한 고온초전도 선재는 기존의 금속계 초전도체에 비하여 임계온도가 높기 때문에 초전도 송전케이블과 77K이하의 극저온에서 초전도 마그켓, 초전도 회전기 등에 적용하기 위한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
고온초전도 선재는 산화물계 화합물 초전도체로 이루어져 있기 때문에 특히 기계적인 응력이나 변형에 초전도체가 쉽게 손상이 되는 문제점을 갖고 있으며, 고온초전도 선재를 제조하는 과정이나 고온초전도 선재를 케이블이나 코일 형태로 만드는 과정, 그리고 고온초전도 기기를 운전하는 과정에서 다양한 형태의 하중이나 응력이 작용하여 변형을 일으키게 된다. 그 예로, 와인딩부에서 후프응력(인장변형률), 냉각시 열수축률 차에 따른 압축변형률, 그리고 선재의 와인딩 과정에서 발생하는 굽힘 및 비틀림 변형 등이 있다. 이러한 이유로, 고온초전도 선재를 이용하여 초전도기기(케이블, 마그넷)을 설계하고 제작하기 위해서는 사전에 고온초전도 선재 자체의 기계적 특성 평가와 더불어 기계적 변형율에 따른 임계전류의 열화 정도를 평가하는 것이 중요하다.
이러한 고온초전도 선재의 기계적 특성 평가를 위하여 종래에는 FRP시료홀더를 이용하여 일련의 곡률반경을 부여하고 납땜하여 특성을 평가하는 방법을 주로 이용하였고, 상기 FRP시료홀더를 사용하는 경우 납땜시 열화 및 많은 시료의 준비등에 따른 과다한 시간과 노력의 소요를 개선하기 위하여 로(ρ)자 형태의 임계전류 측정용 홀더를 개발하였다.
그러나, 개발된 로(ρ)자형 임계전류 측정용 홀더 역시, 주어진 형태에서만 제공되는 곡률반경에서만 측정이 제한되고, 굽힘구간의 전압탭 구간이 서로 다르기 때문에 동일 구간에서의 연속적인 임계전류를 평가하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 고온초전도 선재의 굽힘변형률에 따른 임계전류 측정시 고온초전도 선재를 지지하는 지지대와 지지대를 슬라이딩하는 홀더로써 선재의 굽힘변형률을 임의로 조절하고, 동일한 시편의 동일 구간에 대한 굽힘변형률 변화에 따른 임계전류의 변화를 측정할 수 있는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치는
슬라이딩 가능한 지지구를 이용함으로써, 고온초전도 선재의 굽힘변형을 임의로 조절하여 임계전류를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하되,
바닥부, 상기 바닥부 위에 설치되고 일측 끝단에서 직교하도록 배치된 두 개의 고정된 직선부재로 이루어진 선재지지부, 상기 선재지지부의 타측 끝단에 설치되고 초전도 선재에 전류를 공급하는 전류단자부 및 상기 선재지지부를 따라 슬라이딩하도록 설치되되, 고온초전도 선재를 상기 선재지지부에 밀착지지하는 변곡점제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
고온초전도 선재의 굽힘변형률에 따른 임계전류의 측정시 시편인 고온초전도 선재의 굽힘변형률을 임의의 값으로 자유롭게 생성할 수 있게 되어, 종래의 FRP시료홀더의 사용시나, 로(ρ)자 형태의 홀더 사용시에 정해진 굽힘변형률만을 제공할 수 밖에 없었던 반면, 다양한 굽힘변형률에서도 임계전류의 측정이 가능하다. 이에 따라, 시료의 제작이나 측정하고자 하는 굽힘변형률을 셋팅하는데 소요되는 시간이나 비용 및 노력을 절감할 수 있게 된다.
또한, 한번 부착한 시편을 다시 분리하지 않고, 1회 설치만으로 측정자가 원하는 다양한 굽힘변형률을 생성하여 임계전류를 측정할 수 있게 되어, 동일한 구간내 동일 시편의 굽힘변형률의 변화에 따른 임계전류의 변화, 즉 굽힘변형률-임계전류 관계 데이터를 측정할 수 있게 된다.
종래 FRP시료홀더나 로(ρ)자 형태의 홀더는 고온초전도 선재를 납땜에 의해 홀더에 부착하게 되는데, 상술한 바와 같이 납땜시 가해지는 열은 고온초전도 선재의 기계적특성을 변화시키는 열영향을 배제할 수 없었으나, 본발명에 의해 이러한 납땜에 의한 고온초전도 선재의 손상이나 열영향을 배제한 안정적인 상태에서 측정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치의 사용 상태를 보여주는 평면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치의 사용 상태를 보여주는 평면도이다.
본 발명은 고온초전도 선재(10)의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치에 관한 것으로써, 슬라이딩 가능한 지지구를 이용함으로써, 고온초전도 선재(10)의 굽힘변형을 임의로 조절하여 임계전류를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하되,
바닥부(100), 상기 바닥부(100) 위에 설치되고 일측 끝단에서 직교하도록 배치된 두 개의 고정된 직선부재로 이루어진 선재지지부(200), 상기 선재지지부(200)의 타측 끝단에 설치되고 초전도 선재에 전류를 공급하는 전류단자부(300) 및 상기 선재지지부(200)를 따라 슬라이딩하도록 설치되되, 고온초전도 선재(10)를 상기 선재지지부(200)에 밀착지지하는 변곡점제어부(400)로 이루어진 것이 특징이다.
먼저, 상기 바닥부(100)를 살펴본다.
바닥부(100)는 평면으로 구성되고, 후술할 선재지지부(200), 전류단자부(300), 변곡점제어부(400) 등 본발명의 모든 구성요소의 지지대가 된다. 바닥부(100)는 FRP나 베크라이트 등의 합성수지재로 이루어져 있어, 고온초전도 선재(10)의 임계전류 측정시 전기적으로 절연되도록 되어 있다.
바닥부(100)의 상부면에 후술할 전류단자부(300)가 설치되는 부분은 전류단자부(300)가 안착하여 슬라이딩할 수 있도록 단자안착부(110)가 형성되어 있다. 단자안착부(110)는 바닥부(100)의 상부면으로부터 바닥부(100)의 두께방향으로 함몰된 형상을 가지고 있고, 선재지지부(200)의 길이방향과 나란한 방향으로 형성되어 있다. 이로 인하여, 변곡점제어부(400)에 의해 고온초전도 선재(10)에 굽힘변형률이 가감됨에 따라 전류단자부(300)가 단자안착부(110)가 형성된 형태와 후술할 단자조절부(270)와의 결합에 의해 슬라이딩하도록 되어 있다.
다음으로, 상기 선재지지부(200)를 살펴본다.
선재지지부(200)는 상기 바닥부(100)의 상부에 설치된 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)인 두개의 직선부재로 이루어져 있되, 상기 두개의 직선부재는 일측 끝단에서 직교하도록 배치되어 있다. 선재지지부(200)도 상기 바닥부(100)와 마찬가지로 FRP나 베크라이트 등의 합성수지재로 이루어져 있어, 전기적으로 절연되도록 되어 있다.
제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)는 일측끝단에서 직교하고, 직교되는 선재지지부(200)의 안쪽면을 내부면, 이와 반대되는 바깥쪽면을 외부면으로 하면, 고온초전도 선재(10)는 후술할 변곡점제어부(400)에 의해 선재지지부(200)의 내부면에 부착되게 된다. 다만, 고온초전도 선재(10)가 탄성을 가지는 부재이기 때문에, 선재지지부(200)의 직교면에 모두 밀착되지는 않고, 직교되지 않는 타측끝단에서는 고온초전도 선재(10)와 선재지지부(200)가 밀착되고, 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교하는 부분에서는 고온초전도 선재(10)는 탄성에 의해 원호를 그리게 된다. 본발명은 이러한 특성을 이용하여 고온초전도 선재(10)에 임의의 굽힘변형률을 부여하도록 고안된 것이다.
선재지지부(200)는 후술할 변곡점제어부(400)가 고온초전도 선재(10)에 굽힘변형률을 주기 위해 슬라이딩시 슬라이드 가이드로써 역할을 한다. 고온초전도 선재(10)에 가해지는 굽힘변형률은 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교하는 점으로부터 후술할 안내편(450)의 끝단까지의 거리에 의해 산정되는데, 선재지지부(200)의 상부면에는 눈금자(250)를 설치하여 고온초전도 선재(10)의 굽힘변형률의 수치적 산정이 편리하도록 하고 있다.
선재지지부(200)의 직교하지 않은 끝단부에 후술할 전류단자부(300)가 부착되는 부분은 전류단자부(300)가 슬라이딩할 수 있도록 단자조절부(270)가 형성되어 있다. 단자조절부(270)는 선재지지부(200)의 길이방향으로 관통하는 홀로 구성되어 있으며, 바람직하게는 선재지지부(200)의 외부면에서 내부면 방향으로 관통하는, 모서리가 둥근 직사각형 홀로 구성되어 있다. 후술할 전류단자부(300)는 단자조절부(270)를 관통하는 볼트에 의해 체결되어 선재지지부(200)와 결합하게 되고, 고온초전도 선재(10)의 굽힘변형률 가감시 전류단자부(300)는 단자조절부(270) 및 단자안착부(110)를 따라 슬라이딩하게 된다.
다음으로 상기 전류단자부(300)를 살펴본다.
전류단자부(300)는 고온초전도 선재(10)와 접촉하여 외부로부터 공급되는 전압을 고온초전도 선재(10)에 공급하는 역할을 하며, 선재고정부(310)에 의해 고온초전도 선재(10)와 결합되어있다. 따라서, 전류단자부(300)는 구리, 황동 또는 구리합금 등 전기전도성이 좋은 금속으로 되어 있다.
전류단자부(300)는 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교하지 않은 타측의 끝단부에 설치되되, 상술한 바와 같이 선재지지부(200)에 구성되어 있는 단자조절부(270) 및 바닥부(100)의 단자안착부(110)의 형태에 따라 슬라이딩이 가능하다.
전류단자부(300)의 하부에는 고온초전도 선재(10)를 전류단자부(300)에 고정시키는 선재고정부(310)가 형성되어 있다. 선재고정부(310)는 볼트에 의해 전류단자부(300)와 결합되도록 되어있어, 고온초전도 선재(10)의 양쪽 끝단부는 전류단자부(300)와 선재고정부(310)의 사이에 삽입되고 볼트에 의해 결합되어 전류단자부(300)와 전기적으로 연결되도록 되어 있다.
임계전류 측정을 위해 고온초전도 선재(10)를 셋팅하고 변곡점제어부(400)에 의해 굽힘변형률을 증가시키게 되면, 원호가 작아지게 됨에 따라 고온초전도 선재(10) 전체가 선재지지부(200)가 직교하는 지점으로 조금 더 밀착하게 되도록 이동하게 되고, 고온초전도 선재(10)와 결합되어 있는 전류단자부(300)가 직교하는 지점쪽으로 슬라이딩 이동하게 된다.
마지막으로, 상기 변곡점제어부(400)를 살펴본다.
변곡점제어부(400)는 상기 선재지지부(200)를 따라 슬라이딩하도록 설치되되, 고온초전도 선재(10)를 상기 선재지지부(200)에 고정하는 지지구로써, 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교하는 지점으로 이동함에 따라 고온초전도 선재(10)의 원호를 작게, 즉 굽힘변형률을 크게 만드는 역할을 한다.
변곡점제어부(400)는 제1선재지지부(210)를 따라 움직이는 제1변곡점제어부(410)와 제2선재지지부(230)를 따라 움직이는 제2변곡점제어부(430)의 2개로 이루어져 있다. 제1변곡점제어부(410)와 제2변곡점제어부(430)는 상호연동되어 이동하거나 별개로 이동할 수도 있다. 변곡점제어부(400)는 선재지지부(200)를 슬라이딩 가이드로 삼아 슬라이딩하도록 구성되어 있으며, 상세하게는 선재지지부(200)의 상부면과 내외부면을 걸쳐서 ㄷ자 형상으로 설치되어 있다.
변곡점제어부(400)의 외부면에는 변곡점제어부(400)가 슬라이딩하는 방향과 직각이 되도록 제어부고정볼트(470)가 형성되어 있다. 변곡점제어부(400)를 측정하고자 하는 굽힘변형률이 되는 지점까지 이동한 후에, 제어부고정볼트(470)를 조여 선재지지부(200)에 가압함으로써 변곡점제어부(400)가 고정되게 된다. 추가적으로는 제어부고정볼트(470)에 의해 합성수지재로 구성된 선재지지부(200)가 마모될 수 있어, 이를 방지하기 위하여 제어부고정볼트(470)에 의해 가압되는 지점, 즉 선재지지부(200)의 외부면에는 SUS와 같은 재질을 이용하여 보강을 할 수 있다.
변곡점제어부(400)가 선재지지부(200) 내부면과 맞닿는 측에는 사다리꼴 블록 모양의 안내편(450)이 붙어있어 고온초전도 선재(10)의 굽힘변형률 생성시 고온초전도 선재(10)가 선재지지부(200)에 밀착이 잘 되도록 가압하여 준다.
상술한 구성요소들에 의해 고온초전도 선재(10)의 임계전류 측정시 굽힘변형률을 생성하는 과정을 살펴본다.
적당한 길이로 절단된 고온초전도 선재(10)의 양끝을 전류단자부(300)에 선재고정부(310)의 볼트조임으로 고정하고, 변곡점제어부(400)와 선재지지부(200)의 내부면 사이에 고온초전도 선재(10)가 들어가도록 설치한다. 이때, 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교되어 있으므로, 초기 설치시부터 고온초전도 선재(10)는 탄성에 의해 원호를 가지는 형태를 가진다. 임계전류의 측정방법은 굽힘변형률이 생성된 곳, 즉 원호부위를 측정하되, 종래의 알려진 4단자 통전법에 따라 하므로 생략하기로 한다.
변곡점제어부(400)를 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교하는 측으로 슬라이딩하여 이동시키면, 변곡점제어부(400)에 부착된 안내편(450)에 의해 고온초전도 선재(10)는 선재지지부(200)에 밀착하게 되고, 고온초전도 선재(10)의 원호는 작아지게 되며 상이한 굽힘변형률을 생성하게 된다. 변곡점제어부(400)는 제어부고정볼트(470)에 의해 고정되어 설정된 굽힘변형률을 유지한 채로 임계전류 측정이 가능하다. 고온초전도 선재(10)의 끝단부와 결합되어 있는 전류단자부(300)도 단자조절부(270)를 따라 직교하는 측으로 슬라이딩하여 이동하여 고온초전도 선재(10)가 원활하게 굽힐 수 있게 한다.
이 때, 안내편(450)의 끝단으로부터 제1선재지지부(210)와 제2선재지지부(230)가 직교하는 지점까지의 거리를 곡률반경 R로 하고, 고온초전도 선재(10)의 두께를 t로 하였을 때, 굽힘변형률은 다음 수학식 1에 의해 얻을 수 있다.
Figure PCTKR2017008988-appb-M000001
따라서, 변곡점제어부(400)를 직교하는 측으로 이동하여 직교지점과 안내편(450)의 거리가 가까워질수록 곡률반경 R은 줄어들게 되어 굽힘변형률 ε은 더욱 커지게 되고, 반대로 변곡점제어부(400)를 직교하는 측으로부터 반대방향으로 이동하여 직교지점과 안내편(450)의 거리가 멀어질수록 곡률반경 R은 커지게 되어 굽힘변형률 ε은 더욱 작아지게 된다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

Claims (4)

  1. 슬라이딩 가능한 지지구를 이용함으로써, 고온초전도 선재의 굽힘변형을 임의로 조절하여 임계전류를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치는
    바닥부;
    상기 바닥부 위에 설치되고, 일측 끝단에서 직교하도록 배치된 두 개의 고정된 직선부재로 이루어진 선재지지부;
    상기 선재지지부의 타측 끝단에 설치되고 고온초전도 선재에 전류를 공급하는 전류단자부; 및
    상기 선재지지부를 따라 슬라이딩하도록 설치되되, 고온초전도 선재를 상기 선재지지부에 밀착지지하는 변곡점제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바닥부와 상기 선재지지부는 절연체로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    고온초전도 선재의 길이에 따라 상기 전류단자부의 위치를 조절가능하게 하는 전류단자 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112542269A (zh) * 2020-11-30 2021-03-23 中国科学院合肥物质科学研究院 一种铌三锡超导线拉伸应变临界电流测试样品制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111142054B (zh) * 2020-01-03 2022-02-18 河北工业大学 一种适用于电工材料应力加载下的三维磁特性测量装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100805284B1 (ko) * 2006-08-31 2008-02-20 한국전기연구원 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정용 홀더및 그 홀더가 장착된 가속시험장치
KR20110067314A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 한국전기연구원 초전도 선재의 임계전류 연속 측정방법
KR20120111144A (ko) * 2011-03-31 2012-10-10 한국전기연구원 변형 및 응력 인가 초전도 선재의 임계전류 측정장치
KR101565699B1 (ko) * 2014-06-13 2015-11-16 두산중공업 주식회사 임계전류 측정 장치
KR20160077635A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 한국전기연구원 초전도선재의 나선변형 특성 평가장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100805284B1 (ko) * 2006-08-31 2008-02-20 한국전기연구원 고온초전도 선재의 굽힘변형에 따른 임계전류 측정용 홀더및 그 홀더가 장착된 가속시험장치
KR20110067314A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 한국전기연구원 초전도 선재의 임계전류 연속 측정방법
KR20120111144A (ko) * 2011-03-31 2012-10-10 한국전기연구원 변형 및 응력 인가 초전도 선재의 임계전류 측정장치
KR101565699B1 (ko) * 2014-06-13 2015-11-16 두산중공업 주식회사 임계전류 측정 장치
KR20160077635A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 한국전기연구원 초전도선재의 나선변형 특성 평가장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112542269A (zh) * 2020-11-30 2021-03-23 中国科学院合肥物质科学研究院 一种铌三锡超导线拉伸应变临界电流测试样品制备方法
CN112542269B (zh) * 2020-11-30 2022-07-12 中国科学院合肥物质科学研究院 一种铌三锡超导线拉伸应变临界电流测试样品制备方法

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