高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體接頭結(jié)構(gòu)的交流損耗研究.pdf

1、近年來，隨著二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體YBa2Cu3O7-x（YBCO）的發(fā)展，YBCO由于自身所具有的高臨界電流密度、高磁場條件下良好的電學(xué)屬性和力學(xué)特性等優(yōu)點被認(rèn)為是當(dāng)前工程應(yīng)用中最具有發(fā)展前景的高溫超導(dǎo)體之一。然而當(dāng)前技術(shù)條件下很難制造出大長度的完整導(dǎo)體同時保證其電磁學(xué)和力學(xué)性能。因此為了延長YBCO涂層導(dǎo)體的長度使其滿足工程應(yīng)用當(dāng)中的需求，不可避免的要涉及到接頭結(jié)構(gòu)的使用。超導(dǎo)裝置應(yīng)用條件較為苛刻，考慮到接頭的使用會產(chǎn)生接頭電阻，同時

2、可能會導(dǎo)致導(dǎo)體傳導(dǎo)電流能力的退化，接頭的電磁學(xué)以及力學(xué)性能是值得關(guān)注的問題。
　　目前針對接頭結(jié)構(gòu)的研究中主要關(guān)注的問題是接頭的電阻和接頭結(jié)構(gòu)對于整體臨界電流的影響、磁場對于接頭的電磁學(xué)性能的影響、接頭力學(xué)性能以及接頭的交流損耗等。隨著高溫超導(dǎo)體數(shù)值仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，一種以磁場為變量的H方法已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了研究超導(dǎo)線纜和磁體結(jié)構(gòu)的電磁行為當(dāng)中；為了對接頭結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行研究，對于接頭的數(shù)值仿真將是一種研究接頭性能便利且有效的方法。

3、
　　本文首先針對傳統(tǒng)的搭接接頭在自場傳導(dǎo)下的交流損耗行為進(jìn)行了三維建模?；贖方法和非線性的冪指數(shù)E-J關(guān)系，主要研究了接頭的搭接長度和搭接段焊層厚度對于接頭各部分交流損耗及其損耗分布的影響。結(jié)果顯示接頭的交流損耗密切依賴于其幾何尺寸，主要表現(xiàn)為增加接頭搭接長度和減小其焊接層厚度都在一定程度上能夠減小接頭結(jié)構(gòu)整體的交流損耗，同時接頭中的電流和損耗的分布規(guī)律也受到其幾何尺寸的影響，并發(fā)現(xiàn)接頭中的損耗在其搭接段端部有集中的趨勢。

4、r>　　搭接接頭在實際應(yīng)用當(dāng)中，焊接質(zhì)量并不一定能夠得到很好的保證，在接頭當(dāng)中會存在一些虛焊區(qū)域，且由于在復(fù)雜的運行條件下，接頭會受到一定的外載，在接頭中可能會產(chǎn)生一些脫焊；兩種缺陷都將對接頭的性能產(chǎn)生影響。因此，本文對接頭中的虛焊現(xiàn)象和邊緣脫焊進(jìn)行了研究，考慮了不同的虛焊區(qū)域尺寸、位置和邊緣脫焊尺寸的影響。研究發(fā)現(xiàn)接頭中的虛焊和脫焊行為都危害著其電磁性能，應(yīng)當(dāng)盡量避免接頭中的虛焊，尤其是較大的虛焊的出現(xiàn)。其次，對于接頭使用過程中，其邊