第二代高溫超導股線的過流及機械特性研究.pdf

1、高溫超導材料在性能上的改善，使超導體在工程領域的應用得到高速發(fā)展。本文提出一種各向同性的高溫超導股線設計方法，能夠進一步增強超導體的載流能力，提高超導填充度和工程電流密度，改善超導結構的機械強度，可以運用在直流輸電電纜、高場磁體、超導限流器等電力裝置，具有廣闊的應用前景。
　　本文首先介紹圓形和方形高溫超導股線的設計方法，闡明超導股線芯的帶材堆疊方式，對填充超導芯與包套間縫隙的結構進行材料選擇與規(guī)格設計，介紹金屬包覆層的激光焊接工

2、藝，分步闡述銅、鋁和不銹鋼包覆的超導股線規(guī)?；a(chǎn)流程。為驗證超導股線加工工藝的安全性，將完成制作的股線樣品拆解并對超導芯部分的ReBCO帶材進行臨界電流測試。實驗結果表明，在高溫超導股線的制作過程中不會對內(nèi)部帶材造成損傷。
　　用磁場仿真軟件建立不同超導股線的橫截面二維模型，根據(jù)磁場仿真結果計算超導股線的臨界電流值，對不同結構的股線樣品進行臨界電流測試，從測量結果中提取體現(xiàn)超導特性的E-I曲線，實驗結果驗證臨界電流仿真計算模型的

3、有效性，為未來不同材料和規(guī)格的高溫超導股線設計提供依據(jù)。
　　實驗研究77 K、自場下高溫超導股線在工頻過電流沖擊下的失超及恢復特性，分析沖擊過程中電壓及電流幅值變化原因、電阻及相位角變化規(guī)律，研究沖擊電流對不同類型股線的溫升和恢復時間影響，通過沖擊后的臨界電流和n值測量結果分析超導股線的耐沖擊能力。實驗結果表明，不同結構的超導股線在沖擊過程中的失超特性不同，銅包覆超導股線具有較強的耐電流沖擊能力，不銹鋼包覆超導股線則具有較強的電

4、流限制能力。
　　研究高溫超導股線的機械特性，對彎曲的超導股線中帶材形變情況進行理論分析，并制作不同彎曲條件下的ReBCO帶材和超導股線實驗樣品，通過臨界電流的測試研究彎曲對載流能力產(chǎn)生的影響，分析帶材最小側向彎曲半徑、超導股線的最小彎曲半徑及臨界應變等參數(shù)，通過測量股線樣品在不同拉伸應力條件下的臨界電流和n值，研究拉伸應力對超導特性的影響。研究結果表明，超導股線的最小彎曲半徑由帶材的側向彎曲特性決定，且臨界電流和n值隨彎曲半徑減