CN207068576U - 一种传导冷却高温超导磁体的电流引线 - Google Patents
一种传导冷却高温超导磁体的电流引线 Download PDFInfo
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Abstract
一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，包括室温接头（1）、过渡软连接（2）、绝缘导热块（3）、冷屏（4）和低温软连接（5）。所述室温接头的一端连接过渡软连接的过渡软连接上端头；过渡软连接的过渡软连接下端头与低温软连接的低温软连接下端头连接固定在绝缘导热块上；绝缘导热块固定在低温容器中的冷屏上。本实用新型电流引线结构可靠、导线的内电阻和连接部分的接触电阻非常小，能应用于高温超导磁体作电流引线。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，属超导技术领域。
背景技术
传导冷却高温超导磁体采用制冷机直接冷却，不使用低温液体，从而可以简化低温容器的结构。但与此同时，由于缺乏低温液体的浸泡，导致高温超导磁体的冷却全依赖传导。对于传导冷却的高温超导磁体，其最大的热损耗来自电流引线的传导漏热与焦耳热，因此电流引线的冷却就成为传导冷却高温超导磁体***设计最为核心的问题之一。
公开号CN104051120A公开了一种基于传导冷却的高温超导二元电流引线，其采用分段组合结构，整根电流引线采用二级制冷机传导冷却，电流引线超导组合段使用超导带材和铜编织带根据电流需求焊接而成，通过增加或减少超导带材并联数量来实现。电流引线与一级冷屏通过导热环氧包封材料Stycast2850FT固化连接。但是，电流引线最大的传导热实际上来自引线的室温端至一级冷屏冷却端，若采用固定结构的铜引线将降低使用的灵活性；固定结构的电流引线也未考虑冷却时的伸缩补偿；采用环氧树脂直接将电流引线与一级冷屏固定在一起，无疑会降低使用的灵活性；此外，环氧树脂的热导率较低，大块的环氧树脂直接粘接固定会严重降低一级冷屏与电流引线间的热传导效率。
发明内容
本实用新型的目的是，针对现有高温超导电流引线存在的问题，本实用新型公开一种传导冷却高温超导磁体的电流引线。
本实用新型的技术方案如下，一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，包括室温接头、过渡软连接、绝缘导热块、冷屏和低温软连接。所述室温接头的一端连接过渡软连接的过渡软连接上端头；过渡软连接的过渡软连接下端头与低温软连接的低温软连接下端头连接固定在绝缘导热块上；绝缘导热块固定在低温容器中的冷屏上。
所述室温接头由铜棒加工而成，铜棒截面积按照3A/mm2进行选择；铜棒的长度与低温容器壁厚有关，若低温容器壁厚为L，则铜棒总长度选择为L+200mm，保证室温接头位于低温容器内侧和外侧的部分均为100mm左右；室温接头位于低温容器内侧部分加工两组通孔，垂直于通孔的端面切割成平整的端面，过渡软连接的上端头通过螺栓固定在该端面，从而实现电气连接。
所述过渡软连接包含过渡软连接上端头、过渡软连接线、过渡软连接下端头；过渡软连接上端头为长方体结构，上部开有与室温接头内侧配合的圆形通孔；过渡软连接下端头为长方体结构，上部开有与低温软连接和导热绝缘块固定的通孔；过渡软连接线由铜编织带组成，其上下端部分别采用焊接或压接的方式与上端头和下端头进行连接。
所述绝缘导热块为四方形块状结构，上面设置有安装孔；所述绝缘导热块通过安装孔固定在低温容器内部的冷屏上，通过冷屏实现对绝缘导热块的冷却。
所述冷屏为平板结构，是传导冷却高温超导磁体***低温容器的组成部分，用于降低***的辐射热并冷却低温容器内部结构件。
所述低温软连接采用纯铜制作，由低温软连接上端头、低温软连接线和低温软连接下端头组成；低温软连接上端头为长方体结构，上部开有与过渡软连接下端头和导热绝缘块固定配合的圆形通孔；低温软连接下端头为长方体结构，上部开有与高温超导磁体引线固定的通孔；低温软连接线由铜编织带组成，其上下端部分别采用焊接或压接的方式分别与低温软连接上端头和低温软连接下端头进行连接。
为降低沿引线的传导漏热，所述电流引线采用多组低温软连接组合的结构实现电气连接。
本实用新型的有益效果是，本实用新型改变了以往电流引线只能以某一固定电流值作为漏热优化目标的定式，能够根据实际应用需求以较为简便的方式调整电流引线的截面积，从而极大降低不同运行电流下沿电流引线的传导漏热。本实用新型电流引线结构可靠、导线的内电阻和连接部分的接触电阻非常小，能应用于高温超导磁体作电流引线。
附图说明
图1为传导冷却高温超导磁体的电流引线结构示意图；
图2为室温接头结构示意图；图3为过渡软连接结构示意图；
图4：绝缘导热块结构示意图；图5：低温软连接结构示意图
图中，1是室温接头；2是过渡软连接；3是绝缘导热块；4是冷屏；5是低温软连接；21是过渡软连接上端头；22是过渡软连接线；23是过渡软连接下端头；31是安装孔；32是引线固定孔；51是低温软连接上端头；52是低温软连接线；53是低温软连接下端头。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式如图所示。
如图1所示，本实施例一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，包括室温接头1、过渡软连接2、绝缘导热块3、冷屏4和低温软连接5。所述室温接头1的一端连接过渡软连接的过渡软连接上端头21；过渡软连接的过渡软连接下端头23与低温软连接的低温软连接下端头53连接固定在绝缘导热块3上；绝缘导热块3固定在低温容器中的冷屏4上。
如图2所示，本实施例中的室温接头1采用纯铜制作，通过绝缘密封固定在低温容器上。室温接头一般由铜棒加工而成，铜棒截面积可以根据最大设计稳态电流进行选择，一般可以按照3A/mm2作为选择依据；铜棒长度可以根据低温容器壁厚进行设计，若低温容器壁厚为L，则铜棒总长度可以选择为L+200mm，保证室温接头位于低温容器内侧和外侧的部分均为100mm左右；室温接头位于低温容器外侧部分保持铜棒原状不动，使用时通过外部标准连接件进行连接；室温接头位于低温容器内侧部分加工两组通孔，并将垂直于通孔的端面切割成平整的端面，过渡软连接的上端头通过螺栓固定在该端面，从而实现电气连接。
如图3所示，本实施例中的过渡软连接2采用纯铜制作，包含过渡软连接上端头21、过渡软连接线22和过渡软连接下端头23，用于实现室温接头与低温软连接间的电气连接。其中，过渡软连接上端头为长方体结构，上部开有与室温接头内侧配合的圆形通孔；过渡软连接下端头为长方体结构，上部开有与低温软连接和导热绝缘块固定的通孔；过渡软连接线由铜编织带组成，其上下端部分别采用焊接或压接的方式与上端头和下端头进行连接。一般的电流引线设计中，室温端至低温端间的电气连接都通过固定截面积和长度的铜导体实现，但在较多应用中由于超导磁体加载的电流并不固定，若以较大截面积的铜导体承载实际较小的电流，虽然焦耳热变小，但最为严重的传导漏热确始终不变。因此，本实施例将固定截面积的电气连接转变为一组过渡软连接进行实现。根据***承载电流的最大值及结构复杂度，可以采用3-5组过渡软连接。若实际运行电流值较小，则可以选择只连接其中的1组过渡软连接，由此可以极大降低沿过渡软连接的传导漏热。
如图4所示，本实施例中的绝缘导热块3为低温下具有较高绝缘强度的高导热材料加工而成。目前使用较多的低温绝缘高导热材料包括氮化铝、氧化铝、氮化硼，其中氮化硼的热导率最高但价格最贵；氧化铝热导率稍低，但价格最为便宜；因此，综合来看氮化铝性价比最优，目前应用也最为广泛。加工完成的绝缘导热块3通过安装孔31固定在低温容器内部的冷屏上，通过冷屏实现对绝缘导热块的冷却。过渡软连接和低温软连接通过螺栓固定在绝缘导热块的引线固定孔32上，由绝缘导热块完成对过渡软连接和低温软连接的冷却。绝缘导热块的尺寸可以根据***需连接的过渡软连接和低温软连接数量来进行设计，此外需考虑整体的电气绝缘强度，设计时可以按照1kV/mm的绝缘距离进行设计，确保所有电气连接件与冷屏间的距离都满足该尺寸要求。
本实施例中的冷屏4为传导冷却高温超导磁体***低温容器的组成部分，用于降低***的辐射热并冷却低温容器内部结构件。
如图5所示，本实施例中的低温软连接采用纯铜制作，包含低温软连接上端头、低温软连接线和低温软连接下端头，用于实现过渡软连接与高温超导磁体间的电气连接。其中，低温软连接上端头为长方体结构，上部开有与过渡软连接下端头和导热绝缘块固定配合的圆形通孔；低温软连接下端头为长方体结构，上部开有与高温超导磁体引线固定的通孔；低温软连接线由铜编织带组成，其上下端部分别采用焊接或压接的方式与低温软连接上端头和低温软连接下端头进行连接；铜编织带的截面积可以按照3A/mm2进行选择。为降低沿引线的传导漏热，同样可以采用多组低温软连接组合的结构实现电气连接。
Claims (7)
1.一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，所述电流引线包括室温接头、过渡软连接、绝缘导热块、冷屏和低温软连接；所述室温接头的一端连接过渡软连接的过渡软连接上端头；过渡软连接的过渡软连接下端头与低温软连接的低温软连接下端头连接固定在绝缘导热块上；绝缘导热块固定在低温容器中的冷屏上。
2.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，所述室温接头由铜棒加工而成，铜棒截面积按照3A/mm2进行选择；铜棒的长度与低温容器壁厚有关，若低温容器壁厚为L，则铜棒总长度选择为L+200mm，保证室温接头位于低温容器内侧和外侧的部分均为100mm左右；室温接头位于低温容器内侧部分加工两组通孔，垂直于通孔的端面切割成平整的端面，过渡软连接的上端头通过螺栓固定在该端面，从而实现电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，所述过渡软连接包含过渡软连接上端头、过渡软连接线、过渡软连接下端头；过渡软连接上端头为长方体结构，上部开有与室温接头内侧配合的圆形通孔；过渡软连接下端头为长方体结构，上部开有与低温软连接和导热绝缘块固定的通孔；过渡软连接线由铜编织带组成，其上下端部分别采用焊接或压接的方式与上端头和下端头进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，所述绝缘导热块为四方形块状结构，上面设置有安装孔；所述绝缘导热块通过安装孔固定在低温容器内部的冷屏上，通过冷屏实现对绝缘导热块的冷却。
5.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，所述冷屏为平板结构，是传导冷却高温超导磁体***低温容器的组成部分，用于降低***的辐射热并冷却低温容器内部结构件。
6.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，所述低温软连接采用纯铜制作，由低温软连接上端头、低温软连接线和低温软连接下端头组成；低温软连接上端头为长方体结构，上部开有与过渡软连接下端头和导热绝缘块固定配合的圆形通孔；低温软连接下端头为长方体结构，上部开有与高温超导磁体引线固定的通孔；低温软连接线由铜编织带组成，其上下端部分别采用焊接或压接的方式分别与低温软连接上端头和低温软连接下端头进行连接。
7.根据权利要求1所述的一种传导冷却高温超导磁体的电流引线，其特征在于，为降低沿引线的传导漏热，所述电流引线采用多组低温软连接组合的结构实现电气连接。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109782146A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于传导冷却测试低温绝缘材料的绝缘特性的装置 |
| CN109830344A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-31 | 广东电网有限责任公司 | 一种超导电流引线的冷却过渡装置 |
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| CN111709137A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-25 | 广东电网有限责任公司 | 一种传导冷却式电流引线结构优化方法及超导套管 |
| CN117690689A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-12 | 山东奥新医疗科技有限公司 | 一种用于超导磁体的导冷组件 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109782146A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于传导冷却测试低温绝缘材料的绝缘特性的装置 |
| CN109830344A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-31 | 广东电网有限责任公司 | 一种超导电流引线的冷却过渡装置 |
| CN109830355A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-05-31 | 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 | 一种多带并联高温超导线圈电流引线结构 |
| CN111709137A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-25 | 广东电网有限责任公司 | 一种传导冷却式电流引线结构优化方法及超导套管 |
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