DE1908885A1

DE1908885A1 - Elektrischer Leiter mit mehreren verseilten Supraleiteradern

Info

Publication number: DE1908885A1
Application number: DE19691908885
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Kafka
Original assignee: Institut fuer Plasmaphysik GmbH
Current assignee: Institut fuer Plasmaphysik GmbH
Priority date: 1969-02-21
Filing date: 1969-02-21
Publication date: 1970-08-27
Also published as: US3639672A; CH513535A; GB1296968A; FR2030901A5; DE1908885B2

Description

8002-69/Br.v.B/Ro. Dr.-/ng. Ermf Sommerfeld 1908885

Dr. D/efer v. Bezold

Pateritar.wiilie - _ ' "

München 23, Dunanislr. 6

Institut für Plasmaphysik G.m.b.H. München-Garching

Elektrischer Leiter mit mehreren verseilten Supraleiteradern.

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Leiter für " supraleitende Wicklungen oder Schaltstrecken, mit mehreren mitteinander verseilten Supraleiteraäern. i -

Es ist bekannt, supraleitende Wicklungen in einem Bad aus flüssigem Helium zu betreiben, um die niedrige Arbeitstemperatur von beispielsweise 4,2°K aufrecht zu erhalten und die von außen einströmende und in der Wicklung entstehende Wärme abzuführen. Es ist auch bekannt, die Wicklung aus rohrförmigen Leitern aufzubauen, die im Innern das Kühlmittel, z.B. flüssiges oder gasförmiges Helium führen. Die Wicklung braucht dann außerhalb der Leiter nur eine Wärmeisolation, aber keinen Heliurabehälter. Solche direkt gekühlte, hohle Leiter bestehen aus einem Rohr aus normalleitendem Metall wie Kupfer oder Aluminium, in das Supraleiterädern als Einzeldrähte eingebettet sind, oder das den Supraleiter als Oberflächenschicht an seiner Innen- oder Außenseite trägt. Naturgemäß hat ein solches Rohr einen Durchmesser von mehreren Millimetern, da sonst das zur Kühlung erforderliche Kühlmittel nicht durchströmen kann. Derartige Abmessungen führen nun bei Leitern für Stromstärken über 100 A bzw. bei Wicklungen für magnetische Feldstärken über 1000 Oe zu nennenswerten Verlusten bei Strom- und Feldänderungen, also z.B> bei Wicklungen für Wechselstrom, aber auch bei Wicklungen für Gleichstrom, die innerhalb begrenzter Zeit auf- und aberregt werden. Es entstehen dabei Wirbelstromverluste und Hysterese-Verluste. Die Verluste steigen mit dem Quadrat des Durchmessers und der Magnetfeldstärke. Sie können bei hoher Feldstärke für die Bemessung der Rückkühlanlage der

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Wicklungen eine·ausschlaggebende Rolle spielen_β Um diese. Schwierigkeit zu vermeiden, und gleichzeitig den Vorteil der oben ge- , schilderten rohrförmigen Leiterbauweise ebenfalls zu erreichen, j wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, für supraleitende Wicklungen oder Schaltstrecken einen elektrischen Leiter aus mehreren miteinander verseilten Supraleiteradern aufzubauen, dieses Seil mit einer vakuumdichten Hülle zu umgeben und den Zwischenraum zwi·? sehen den einzelnen Adern des Seiles und zwischen Seil und Hülle mit flüssigem oder überkritischem Helium niedriger Temperatur auszufüllen. Der Aufbau des Leiters als Seil aus vielen voneinander isolierten und verdrillten Einzeladern vermeldet nennenswerte Wirbelstrom- und Hystereseverluste und gestattet einen großflächigen Kontakt mit dem Kühlmittel» Darüber hinaus erhält man einen leicht biegsamen Leiter, der sich auch für Wicklungen mit kleinem ■Biegeradius verwenden läßt. '

j Um das Supraleiter-Material gut auszunützen, ist es ferner j bekannt, den Supraleiter voll zu stabilisieren<> Dies geschieht '. durch die Verbindung des Supraleiters mit einem mehrfach größeren Querschnitt aus hochreinem Kupfer oder Aluminium„ Dies bewirkt, daß bei Flußsprüngen im Supraleiter die lokalen Verluste lclein bleiben,- weil der Strom aus dem Supraleiter in einen ausreichend großen Querschnitt des Stabilisierungsmetalles übergehen kann/ dessen Verluste durch das Kühlmittel dauernd abgeführt werden können. Diese Methode versagt aber bei Glei c'hstromwi cklungen, die starken Magnetfeldänderungen ausgesetzt sind, z.B", bei Erreger- . wicklungen von Großmaschinen, bei Wechselstromwicklungen und bei Kryotrons, weil dabei umsomehr Wirbelstromverluste im Stabilisierungsmetall entstehen, je größer dessen Querschnitt Ist. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird daher der Querschnitt der Seiladern des Leiters so verkleinert, daß die Wirbelstromverluste vernachlässigbar sind. Hysterese-Verluste werden dadurch praktisch· vermieden, daß die Supraleiterseelen der Adern sehr dünn, gegen-' einander isoliert und verdrillt sind_β Enthält eine Ader mehrere supraleitende Seelen, so sind auch diese- verdrillt, gegeneinander jedoch nur durch normaileitendes Metall getrennt. Um die bei Fluß-4 änderungen trotzdem noch auftretenden restlichen Flußsprüngemit ihrer lokalen Erwärmung unschädlich zu machen,, werden die Adern von einem Wärmespeicher umgeben^ der diese lokalen Wärmemengen . ohne nennens-= .,.■-'-

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!werte Temperatur-Erhöhung aufnehmen kann. Als solcher Wärmespei- j

'eher ist flüssiges oder Überkritisches Helium besonders gut ge- \ ;eignet, da seine auf die Volumens-Einheit bezogene Wärmespeicher- I ^Fähigkeit im Temperaturbereich von 4-5 ⁰K mehr als tausendmal so ! groß ist, als die der bisher verwendeten Metalle Kupfer und Alu- | minium. Diese Metalle sind nicht in der Lage, eine nennenswerte I j Wärmemenge aufzunehmen, sie müssen sie sofort an das Kühlmittel : I weitergeben, wenn sie nicht eine für die Supraleitung schädliche Temperatur annehmen sollen. Deshalb ist auch die bisher übliche Konstruktion mit großen Mengen von Stabilisierungsmetall nur betriebssicher, wenn sich keine Gasblasen von unterkritischem Druck an der Oberfläche des Stabilisierungsmetalles ansammeln. Diese | !Bedingung ist auch für die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Leiterbauart maßgebend. Bei.Kühlung mit überkritischem Helium ist sie von vorneherein erfüllt. Bei Kühlung mit flüssigem 'Helium, also unterkritischem Druck des Kühlmittels, kann man sie !durch konstruktive Maßnahmen, z.B. eine kräftige Strömung des \ flüssigen.Kühlmittels oder senkrechte Leiteranordnung einhalten.

! Bei einer Weiterbildung des Leiters gemäß der Erfindung werj den demnach Supraleiteradern mit kleinem Durchmesser, mit einer gewissen Menge Metall in gut wärmeleitenden Kontakt gebracht, so daß die Oberfläche der Ader gegenüber der Oberfläche der Aderseele j vergrößert wird. Die Aderoberfläche steht zum größeren Teil mit 'dem Kühlmittel in direkter Berührung. Die Aderisolierung darf also g ; keinen zusammenhängenden Überzug bilden. Die Isolierung wird am . - ' ; einfachsten durch eine ganz lockere Umspinnung mit isolierenden ' Fäden bewirkt,'z.B. wird Glasfaserzwirn von mindestens 50 /um ! Durchmesser schraubenlinienförmig um die Ader herumgewickelt, wo^f bei die Steigungshöhe der Schraubenlinie mehrfach so groß wie die Zwirndicke ist. Die Ädern werden zu einem Seil verarbeitet, dessen aufeinanderfolgende Lagen gegensinnig verdrillt sind. Man kann die Lagen auf einen isolierenden heliumdurchlässigen Kern wickeln, z.B. auf eine Schraubenfeder aus einem Kunststoff-Faden. Zur guten Platzausnutzung ist es zweckmäßig, das runde oder ovale Seil in eine rechteckige Hülle so einzuschließen, daß an den vier Ecken freie Strömungsquerschnitte entstehen. Trotzdem kann das Seil sich in allen vier Richtungen abstützen. Die erfindungsgemäße Leiter-

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,bauart hat zur Folge, daß der Innenraum der Hülle zu mindestens einem Viertel, vorzugsweise aber zu mehr als der HÜlfte vom Kühljmittel ausgefüllt wird. Trotzdem erhält man günstige effektive Stromdichten. Sie liegen auch bei Gleichstrorawicklungen günstiger I als bei voll stabilisierten Wicklungen der üblichen Bauweise.

! Die vakuumdichten Hüllen werden zweckmäßig über das fertige ι Seil stranggepreßt. Bei kürzeren Leiterlängen kann das Seil auch ^: in die Hülle eingezogen werden. Die Hülle kann aus Metall, Kunst-I stoff oder Glas usw. bestehen. Nimmt man Metall, so soll dieses bei der niedrigen Betriebstemperatur keine besonders hohe Leit-' fähigkeit besitzen. Als extrudlerbare Metalle eignen sich z.B. Aluminium geringer Reinheit, Aluminium^Zink^Legierungen oder nicht supraleitende Blei-Legierungen. Stranggepreßte Kunststoffhüllen können durch einen Überzug aus Metall vakuumdicht gemacht werden. Man kann z.B. einen zusätzlichen dünnen Überzug aus einem Kunststojff aufpressen, der sich mit einem fest haftenden Nickelüberzug durch stromlose Reduzierung versehen läßt, auf den dann auf galvariischeni Wege ein weiterer porenfreier Metallüberzug, z.B. Nickel oder Chrom, von einigen vum Dicke aufgebracht wird.

Wird das Seil mit einer Metallhülle umgeben, so ist es zweckmäßig, das Seil mit isolierenden Fäden locker zu umspinnen, so daß es einerseits von der Hülle isoliert ist, das Helium jedoch aus dem freien Strömungsquerschnitt zwischen die Adern des Seiles eindringen kann. Dies hat den Vorteil, daß die Hüllen außen für nebeneinander liegende Windungen nicht isoliert- zu werden brau·*- chen. Zur Verhinderung großer Wirbelstromverluste in den aneinan» derliegenden Hüllen einer Wicklung genügen bereits die natürlichen; Oxydschichten zwischen den einzelnen Windungen. Die ganze Wicklung bildet einenjgut wärmeleitenden'■ Körper* der bei Gleichstrom-Wicklungen nur an seiner Oberfläche gekühlt und auf die Betriebstemperatur gebracht werden muß. Das Kühlmittel im Innern der Htillej braucht dann nicht zu zirkulieren und dient nur dazu, durch seine hohe spezifische Wärraespeicherfähigkeit die bei Flußsprüngen und Feldänderungen entstehenden Wärmemengen aufzunehmen und zu verhindern, daß dabei lokale Übererwärmungen auftreten, die zu einer Löschung der Supraleitfähigkeit führen könnten* Die ganze Wicklung wird innerhalb der Wärmeisolation von einem Schirm aus wärme-i

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leitendem Metall umgeben, der mittels von flüssigem oder überkritischem Helium durchströmten Rohren auf der niedrigen Betriebstemperatur gehalten wird. Zur ersten Abkühlung kann durch solche
Rohre auch zunächst flüssiger Stickstoff geleitet werden, ohne
daß das Innere der Leiterhüllen durch einen Stoff verunreinigt ! wird, der beim Abkühlen auf 4,2 °K fest wird und die Leiterhüllen I innen verstopfen könnte. Bei einer solchen Anordnung mit Kühlung .; der Wicklung von außen genügt es, die Leiterhüllen an einem oder '■ beiden Enden der Wicklung an eine Helium-Vorratsflasche anzuschließen. Beim Abkühlen der zunächst gasförmigen Hüllenfüllüng
kann dann Helium nachströmen und immer der gleiche Druck aufrechterhalten werden* \

Befinden sich die Zuführungen zur Wicklung auf Zimmertemperatur, so verwendet man zweckmäßig Heliumgasflaschen hohen Druckes,
der dann durch Reduzierventile auf den Betriebsdruck innerhalb der Leiterhülle herabgesetzt wird. Ist der Betriebsdruck unterkritisch, wird das Helium innerhalb der Hülle bei Abkühlung auf 4,2 ⁰K flüs-; sig, ist er überkritisch, z.B_e also 3 ata, so bleibt das Helium
bei hoher Dichte gasförmig und es können sich keine Gasblasen ; · bilden.

Verwendet man den erfindungsgemäßen Leiter für Wechselstrom
oder sich häufig in seiner Stärke ändernden Gleichstrom oder als
magnetisch gesteuerte Schaltstrecke (Kryotron), muß man also mit
nennenswerten Verlusten im Betrieb rechnen, genügt es nicht, die % von außen einströmende Wärme an der Oberfläche der ganzen Wicklung durch einen gekühlten Schirm fernzuhalten. Es muß dann jeder Leiter im Innern der Hülle dauernd gekühlt werden. In diesem Fall
wird das Kühlmittel im Innern der Hülle laufend durch frisch ge- '
kühltes ersetzt. Der Leiterhülle wird in geeigneten Abständen ; frisches Kühlmittel zugeführt, das dann durch die Leiterhülle ^; strömt und nach einer gewissen Entfernung wieder ausströmen kann.
Liegen die Leiterhüllen auf Erdpotential, so kann die Kühlraittelzur

: und ableitung,durch Metallrohre innerhalb der Wärmeisolation er- !

.folgen. Sind metallische Leiterhüllen mit dem Leiterseil in elek- ·.

; trischem Kontakt, so wird die wiederholte Kühlmittelzufuhr und Ab-_; \leitung über Isolierrohre bzw. Metallrohre mit isolierendem Zwi- j schenstück vorgenommen. Dann muß auch die Leiterhülle jeder Win- j

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jdung von den anderen Windungen elektrisch isoliert werden« i Die Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung,näher J erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt eines Leiters für Gleichstrom großer Stromstärke j ',

Fig. 2 Querschnitt durch eine Ader eines Leiters nach .Fig. 1;

Fig. 3 Querschnitt durch eine Gleichstrom-Wicklung aus Leitern nach Fig. 1; .

Fig. 4 schematische Darstellung einer Wicklung nach Fig„ 3 ■ einschließlich der Kühleinrichtung! ".-'.'■ . - , ;

Fig. 5 Querschnitt durch einen.Leiter für eine Wechselstrom-Wicklung;

Fig. 6 Querschnitt durch eine Ader für einen Leiter nach

Pig. 5s' . / ^{; :}

Fig. 7 Querschnitt durch einen Kryotron-Leiter; ■

Fig. 8 ein Verbindungsstück für zwei Leiter nach Fig. 1 und T^ Fig. 9 Querschnitt durch einen Leiter mit Mehrfachseil₀

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Leiters für Gleichstrom von beispielsweise 10 000 A. Auf einen wellenförmig gefalteten und! gelochten Kunststoffsteg 1 sind supraleitende isolierte Adern 2 . in mehreren Lagen gegensinnig verdrillt aufgewickelt. Durch eine '. lockere Umspinnung 3 Riit isolierenden Fäden 1st das Seil gegen eine äußere Hülle 5 isoliert. Die Hülle aus einer Aluminiumlegierung ist auf das fertige Seil durch Strangpressen aufgebracht« An den vier Ecken der Hülle bleiben freie Strömungsquerschnitte 4 für das Kühlmittel, das auch in den Kanälen des Steges 1 strömen : kann. Das Kühlmöbel dringt durch die lockere Umspinnung 3 zwischen die einzelnen Adern ein. Die Kühloberfläche für die Adern ist deshalb groß. -.-■"■-." ^r

! -Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer Ader des Leiters nach !Fig. 1. 6 ist die supraleitende Seele« Sie besteht z.B. aus dem'. harten Supraleiter Niob-Titan. Die Seele ist von einem Mantel 7 ^; ■ aus hochreinem Kupfer umgeben, der auch einen so großen Querschnitt erhalten kann, daß eine Vollstabilisierung eintritt _B Um hohe effektive Stromdichten zu erreichen* kann aber der Querschnitt wesentlich verkleinert werden, ohne daß die Betriebssicherheit leidet. Tritt allerdings bei einer so bemessenen Wicklung eine

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: Löschung der Supraleitfähigkeit auf, so muß der Wicklungsstrom j

• schnell herabgesetzt werden, um zu verhindern, daß die gesamte ;

magnetische Energie der Wicklung innerhalb der Leiter in Wärme I

; umgesetzt wird. Um die einzelnen Adern gegeneinander zu isalie- ^;

ren, erhalten sie eine lockere Umspinnung mit einem isolierenden ]

Faden 8. ;

Fig. j5 zeigt den Querschnitt einer Wicklung, die aus Leitern nach Fig. 1 aufgebaut ist, und beispielsweise zur Erregung eines Turbogenerators dient, 10 ist eine Windung aus einem Leiter nach Fig. 1. Die Windungen sind ohne Isolation nebeneinander und übereinander gewickelt und stützen sich gegenseitig ab. Sie sind von einem Schirm 12 aus Kupfer umschlossen, der aber nicht vakuum- | dicht zu sein braucht und zweckmässig zur Verminderung von Wirbelstromverlusten Längs- und Querschlitze besitzt. Ein Längsschlitz ist mit 16 bezeichnet. Der Schirm 12 steht in wärmeleitender Verbindung mit einem Flachrohr 13* das im Innern flüssiges oder überkritisches Helium führt. Schirm und Kühlrohr befinden sich auf Erdpotential. Sie werden in einem Vakuumbehälter 14 durch Abstandsstücke 15 festgehalten. . ^N

Der Vakuumbehälter 14 besteht aus schlecht leitendem Metall, z.B. nicht rostendem Stahl, und liegt auf Erdpotential. Die Abstandsstücke 15 können aus druckfesten Keramikscheiben so aufgebaut sein, daß zwischen den einzelnen Teilen immer nur einige Berührungspunkte vorhanden sind, so daß der Wärmeübergang gering λ bleibt. . ~ ■-·■■■■

Flg. 4 zeigt sehematisch eine Wicklung 21 aus Leitern nach Fig. 1 mit einem Schirm 22, Zuführungen23 des Kühlmittels aus einem Rückkühler 24, sowie Sfcromzüführungen 25 zur Wicklung mit Druckflaschen 26 für gasförmiges Helium, und Gleichstromklemmen 27. 28 ist der äußere Vakuumbehälter der Wärmeisolation. Die Abstandsstücke zwischen Vakuumbehälter und Schirm sind nicht gezeichnet. Der Zwischenraum zwischen Schirm und Vakuumbehälter wird zweckmäßig mit Superisolation, also reflektierenden Folien, ausgefüllt, so daß die Wärmeeinstrahlung vermindert wird.

Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch einen Leiter, der auch für Wechselstrom geeignet ist. Das Seil besteht aus Adern 31,.die

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in mehreren gegerisinnig verdrillten Lagen um einen Mittelleiter !herumgelegt sind. Das Seil befindet sich in einer stranggepreßten !Kunststoffhülle 32. Der Aufbau der Ader 31 geht aus Fig. 6 hervor. jDiese enthält eine Vielzahl von supraleitenden Seelen 41, die in [ein Metall 42 eingebettet sind. Die Ader wird um ihre eigene Achse jverdreht, so daß die einzelnen Seelen schraubenlinienförmig um die Aderachse verlaufen. Die Isolation gegen die Nachbaradern ist \durch einen schraubenlinienförmig um die Ader gewickelten Isolier-j j faden 43 sichergestellt. Die Steighöhe der Schraubenlinie ist mehr-j· fach so groß wie die Fadendicke. "^: j.

^: Fig. 7 zeigt den Querschnitt durch einen Leiter, der für ein \ Kryotrony Maschinen oder Schaltern Verwendung finden kann. Das Seil] besteht hier aus zwei Lagen von Adern 51, die gegensinnig verdrill^ auf eine Schraubenfeder 52 aus einem Kunststoff-Faden aufgewickelt •sind. Um das Seil liegt als Isolierung eine lockere Umspinnung 53* jalles in einer Hülle 54. Verwendet man für diese Metall, so soll es eine relativ schlechte Leitfähigkeit haben. Die Ädern dieses Seiles sind ähnlich aufgebaut wie bei Fig. 6, doch darf das Einbettungsmetall keinen wesentlich größeren Querschnitt haben, als die Summe der Querschnitte der. supraleitenden Seelen. Die Seelen bestehen aus einem weichen Supraleiter, z.B. Niob, oder aus einem harten Supraleiter, wie Blei-Wismut-Eutektikum mit einer krititsehen Feldstärke von etwa 13,8 kG, also unterhalb der Elsensätti- ; •gung. Das Einbettungsmetall soll einen möglichst hohen spezifischen :Widerstand haben. Man wählt dafür ζ .B-. Legierungen von Nickel mit jKupfer, Eisen oder Chrom. Die Adern werden dadurch hergestellt, daß ein Block aus dem Einbettungsmetall mit Löchern versehen wird, in !die die Supraleiterstäbe eingepaßt: und ev.tl« eingelötet werden. Das Ganze wird dann durch Hämmern, Waisen oder Ziehen auf einen so kleinen Querschnitt heruntergearbeitet* daß die einzelnen Seelen nur noch wenige fm dick sind. Bei Verwendung von weichen Supraleitern ist es besonders wichtig, für die' Seelen möglichst geringe Dicke zu erreichen, weil dadurch die kritische Stromdichte 3_c und infolge des Weglängen-Effektes der spezifische Widerstand ο erhöht wird. Zur Herabsetzung der Sperrverlüste eines Kryotrons ist es wichtig, das Produkt j_c . ο möglichst groß zu machen. Weil mit abnehmender Dicke der supraleitenden Seele, die kritische Feld- i"

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stärke zunimmt, ist auch eine untere Grenze für die Dicke gegeben. Auch hier ist die Verdrehung der Ader um ihre Längsachse zweckmäßig. -

' Fig·. 8 zeigt den Längsschnitt durch ein Verbindungsstück : zwischen einem Leiter nach Fig. 1 und einem,Leiter nach Fig. 7· Mit 61 ist der .Leiter nach Fig. 1 bezeichnet und mit 62 der Leiter nach Fig. 7. Um eine Verbindung herzusteilen, wird bei beiden Leitern die Hülle eine Strecke von mehreren Zentimetern entfernt/ ebenso die Isolation zwischen den Adern. Dann werden die Adern 63 des Leiters 6l und die Adern 64 des Leiters 62 ineinander gesteckt, mit einer Kupferhülse 65 umgeben, zusammengequetscht und verlötet. An dieser Stelle also sind die Adern nicht voneinander <| isoliert und erhöhte Wirbelstromverluste zu befürchten. Deshalb '"; werden solche Verbindungen innerhalb einer Wicklung in ein Gebiet kleiner Magnetfeldstärke gelegt. Die Hüllen der beiden Leiter 6l und 62 werden durch eine Hülle 66 miteinander vakuumdicht verbunden. Die Fig. 8 zeigt auch die Zufuhr des Kühlmittels, die zweckmäßig an solchen Verbindungsstücken erfolgt, um die hier entstehende Wärme sicher abzuführen. Ein Rohransatzstück 67 ist über ein federndes Metallzwischenstück 68 mit einem Keramikrohr 69 vakuumdicht verlötet, dieses wieder auf die gleiche Weise mit einem , Rohr 70. Dadurch wird zwischen das geerdete Zufuhrrohr 70 und die Metallhülle 66 eine Isolierung eingeschaltet, was in den Fällen von Bedeutung ist, wo ein kontakt zwischen Leiterseil und Leiterhülle vorhanden ist. "

Die Fig. 9 zeigt einen Leiter mit Mehrfachseil, der für Wech-\ selstrom oder als Kryotron geeignet ist. Die einzelnen Adern 71 sind z.B. wie bei Fig. 6 aufgebaut. Sie bilden sechs einlagige Seile 72, die auf Schraubenfedern 7> aus Kunststoff gewickelt sind. Gemeinsam liegen sie auf einer Schraubenfeder 74 aus Kunststoff. ' j Sie werden von einer Hülle 75 vakuumdicht eingeschlossen. Hier : ist der größere Teil des Innenraumes der Hülle für die Kühlmittel-» strömung frei.

Die Einzelheiten der vorstehenden Figuren können.auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden. Man kann auch in Maschi-; nen mit harten Supraleitern und Kryotron diese beiden Leiter in

; einer gemeinsamen Hülle oder auch den harten Supraleiter im inne-j ren Hohlraum eines Kryotrons gem. Fig. 7 öder 9 unterbringen. !

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Claims

Patentansprüche i

1.) Elektrischer Leiter für supraleitende Wicklungen oder Sehalt- L !strecken, mit mehreren miteinander verseilten Supraleiteradern j |(2, 31, 51, 63, 64, 71), d a d u r c h g e k e η η zeich - 1 j η e t , daß das Seil von einer vakuumdicht en Hülle (5, 54) um- -r !geben und der Zwischenraum zwischen den einzelnen Adern des Seiles ■und zwischen Seil und Hülle mit flüssigem oder überkritischem ιHelium als Kühlmittel niedriger Temperatur ausgefüllt ist. :

;2..) Elektrischer Leiter nach Anspruch 1, dad ure h. ge ■= kennzei chnet , daß jede Ader des Seiles aus ein<sr oder _;mehreren supraleitenden Seelen (6, 41) und einem mit jeder Seele in 'gut wärmeleitendem Kontakt stehenden Metall (7* 42) besteht. .

ι3·) Elektrischer Leiter nach Anspruch 1 oder 2.,. da d u r e h gekenn zeichnet, daß ,Jede Ader mit isolierenden Fäden (43) so locker umsponnen ist, daß das Kühlmittel mit dem größeren Teil der Metalloberfläche direkte Berührung hat. ;

4.) Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 - 3, da— ^ ; durch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel minjdestens ein Viertel des Innenraumes der Hülle einnimmt. j

j 5.) Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 - 4, da --" jdurch gekennzeichnet, daß das runde oder ovale Seil von einer Hülle (5, 3k) mit rechteckigem Querschnitt umgeben ist, so daß sich an den vier Ecken zwischen Seil und Hülle freie Strömungsquerschnitte(4) ergeben.

j 6.) Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 - 5, da jdurch gekennzeichnet, daß die Hülle, aus einem !Metall geringer Leitfähigkeit, z,B. aus unreinem Aluminium oder ι einer Aluminiumlegierung besteht. '-"-■'"■/■■

: 7.) Elektrischer Leiter nach Anspruch 6, da d u r c h ge - -; kennzeichnet, daß das Seil mit isolierenden Fäden ■'; (53) locker umsponnen ist, so daß das Seil einerseits von der Hülle (54) isoliert ist, das Kühlmittel jedoch aus dem freien ■ Strömungsquerschnitt leicht zwischen die Adern des Seiles eindring gen kann (Fig. 7). S

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8.) Elektrischer Leiter nach den Ansprüchen 6 und f, ;d a - . ; durch gekennzeichnet, daß die kompletten ' Leiter ohne Isolation zwischen den Hüllen der einzelnen WinduE- \ gen zu größeren Wicklungen oder Wicklungsteilengewickelt sind.

9') Elektrischer Leiter nach Anspruch 8, dadurch g e jk e η η zeichnet ,. daß sich die Wicklungen oder Wicklungs- : teile innerhalb einer Wärmeisolation in einen Schirm (12, 22) aus gut wärmeleitendem Metall befinden, der mittels von flüssigem oder überkritischem Helium durchströmten Rohren auf der niedrigen Betriebstemperatur gehalten wird..

10.) Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5, 54) aus einem stranggepreßten Kunststoff mit einem vakuumdichten Metallüberzug besteht. /

; 11.) Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet , daß überkritisches ! Helium innerhalb der Hülle des Leiters dadurch aufrechterhalten J wird, daß die Enden des Leiters (21) an mit Heliumgas gefüllte Druokflaschen (26) angeschlossen sind (Fig. k),

' 12.) Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a durch gekennzeichnet, daß das flüssige . oder überkritische Helium der Leiterhülle an mehreren Stellen der [ Leiterlänge zu- und wieder abgeführt wird und eine Kühlmittel-ι strömung innerhalb der Hülle aufrechterhalten wird.

• 13.) Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1-6 und iO - 12, d a 'd u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Seil von der Hülle nicht elektrisch isoliert ist, diese mit einer Isolierung umgeben ist und die Zu- und Abführungen des Heliums über Isolierstrecken erfolgen.

Ik.) Verbindung von zwei Leiterstücken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Adern der zu verbindenden Seile über eine Strecke von mehreren Zentimetern Länge von der Hülle und ihren Isolierungen befreit, ineinandergeschoben, züsammengequetscht und verlötet sind (Fig. 8).

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