RU2654538C1 - Superconducting input lead - Google Patents
Superconducting input lead Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654538C1 RU2654538C1 RU2017109730A RU2017109730A RU2654538C1 RU 2654538 C1 RU2654538 C1 RU 2654538C1 RU 2017109730 A RU2017109730 A RU 2017109730A RU 2017109730 A RU2017109730 A RU 2017109730A RU 2654538 C1 RU2654538 C1 RU 2654538C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- superconducting
- current
- modules
- parallel
- tapes
- Prior art date
Links
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910005887 NiSn Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPLDJHUUZQYKJK-UHFFFAOYSA-N [Ba].[Gd] Chemical compound [Ba].[Gd] IPLDJHUUZQYKJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQENXCOZCUHKRE-UHFFFAOYSA-N [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O BQENXCOZCUHKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
- H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
Область техники.The field of technology.
Изобретение относится к области электротехники: к токовводам с использованием сверхпроводящих модулей, в частности к токовводам с электрически параллельным соединением сверхпроводящих модулей.The invention relates to the field of electrical engineering: to current leads using superconducting modules, in particular to current leads with an electrically parallel connection of superconducting modules.
Уровень техники.The level of technology.
В патенте на полезную модель RU 103986 раскрывается соединение сверхпроводящего кабеля, которая может быть применена для соединения сверхпроводящего кабеля стоковыми вводами, соединения сверхпроводящего кабеля с другим сверхпроводящим или криорезистивным кабелем, соединения экранов сверхпроводящих кабелей, а также создания отводов от сверхпроводящего кабеля. Силовой токонесущий элемент выполнен в виде набора гибких проводов на основе стандартного гибкого медного провода, каждая СП-лента кабеля подсоединяется к строго определенному количеству гибких проводов, образуя последовательное электрическое соединение, причем подсоединение выполняется таким образом, чтобы обеспечить заданные переходные сопротивления в месте контакта для каждой сверхпроводящей ленты кабеля. Далее набор гибких проводов подсоединяется к токовводу так, чтобы обеспечивалось равное входное сопротивление для каждой из сверхпроводящих лент кабеля (например, обжатие на одинаковой длине от места пайки к сверхпроводящим лентам). Для создания необходимой электрической прочности используется изоляционная вставка из диэлектрического материала, хорошо работающего при криогенных температурах.Utility Model Patent RU 103986 discloses a connection of a superconducting cable that can be used to connect a superconducting cable to drain inputs, connecting a superconducting cable to another superconducting or cryoresistive cable, connecting shields of superconducting cables, and also creating taps from the superconducting cable. The power current-carrying element is made in the form of a set of flexible wires based on a standard flexible copper wire, each SP cable strip is connected to a strictly defined number of flexible wires, forming a series electrical connection, and the connection is made in such a way as to provide the given transition resistance at the contact point for each superconducting cable ribbon. Next, a set of flexible wires is connected to the current lead so that an equal input resistance is provided for each of the superconducting tapes of the cable (for example, crimping at the same length from the soldering point to the superconducting tapes). To create the necessary electrical strength, an insulating insert made of a dielectric material that works well at cryogenic temperatures is used.
Однако гибкие провода склонны к вибрациям, сопровождающим рабочий режим устройств, неравномерному заполнению пространства, и они не могут быть использованы в условиях жесткого ограничения в габаритах - может возникнуть пробой от гибкого провода на корпус криостата. Кроме того, такое соединение достаточно технологически сложно паяется из-за гибкости как проводов, так и лент.However, the flexible wires are prone to vibrations that accompany the operating mode of the devices, uneven filling of the space, and they cannot be used in conditions of severe restriction in size - breakdown from the flexible wire to the cryostat housing may occur. In addition, such a connection is technologically difficult to solder due to the flexibility of both wires and tapes.
Наиболее близким токовводом к предложенному является токоввод по заявке US 2016217889.The closest current lead to the proposed one is the current lead according to the application US 2016217889.
Данный токоввод включает в себя первую сверхпроводящую ленту, которая электрически соединяет первый и второй терминалы, вторую сверхпроводящую ленту, которая соединена с первой сверхпроводящей лентой параллельно, и электрически соединяет первый и второй терминалы, и дополнительно - одну или две сверхпроводящих ленты, которые электрически соединяют первую сверхпроводящую ленту и вторую сверхпроводящую ленту. Из материалов данного патента следует, что ленты соединяются путем пайки. Каждый терминал снабжен симметрично расположенными контактными выводами, один из которых связан с источником тока, а второй - со сверхпроводящим устройством.This current lead includes a first superconducting tape that electrically connects the first and second terminals, a second superconducting tape that is connected to the first superconducting tape in parallel, and electrically connects the first and second terminals, and additionally one or two superconducting tapes that electrically connect the first a superconducting tape and a second superconducting tape. From the materials of this patent it follows that the tapes are connected by soldering. Each terminal is equipped with symmetrically located contact leads, one of which is connected to a current source, and the second to a superconducting device.
Известное изобретение, по мнению его авторов, позволяет стабильно поддерживать подачу электрического тока.The known invention, according to its authors, allows you to stably maintain the supply of electric current.
Однако технической проблемой, присущей известному техническому решению, является то, что оно не применимо для стабильной работы на значениях тока, близких к критическим.However, the technical problem inherent in the known technical solution is that it is not applicable for stable operation at current values close to critical.
Объясняется это следующим.This is explained as follows.
Ток идет по пути наименьшего сопротивления. То есть в случае возникновения слабого места в сверхпроводящей ленте весь ток, рассчитанный на две сверхпроводящие ленты, потечет по одной, что с большой долей вероятности приведет к перегоранию сверхпроводника при токах, близких к критическому. В сверхпроводнике сопротивления нет, оно возникает только в местах пайки сверхпроводящих лент. Большое количество паяных соединений в известном устройстве приводит к появлению в соединяемых сверхпроводящих лентах резистивного сопротивления, как следствие, нагреву токоввода и выхода всей системы из строя.Current follows the path of least resistance. That is, in the event of a weak spot in the superconducting tape, all the current calculated for two superconducting tapes will flow one by one, which with a high degree of probability will lead to burnout of the superconductor at currents close to critical. There is no resistance in the superconductor, it arises only in the places of soldering of superconducting tapes. A large number of soldered joints in the known device leads to the appearance in the connected superconducting tapes of resistive resistance, as a result, the heating of the current lead and the failure of the entire system.
Важно также то, что если не будет учитываться расположение контактных выводов, то в лучшем случае в токовводе не будет обеспечена равномерная нагрузка по всем сверхпроводящим модулям, а в худшем - произойдет последовательное перегорание всех сверхпроводящих модулей при значительном превышении критического тока.It is also important that if the location of the contact terminals is not taken into account, then in the best case, the load will not provide a uniform load across all superconducting modules, and in the worst case, all superconducting modules will burn sequentially with a significant excess of the critical current.
Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the invention.
Решаемой изобретением технической проблемой является устранение недостатков, присущих известному техническому решению, а именно обеспечение стабильной эксплуатации токоввода при значениях тока, близких к критическим, за счет равномерного распределения тока по всем сверхпроводящим модулям, что позволяет использовать их сверхпроводящие свойства в полной мере. Кроме того, равномерное распределение тока по всем лентам при предлагаемой геометрии позволяет производить соединение сколь угодно большого количества параллельных сверхпроводящих модулей, что даст возможность создания сильноточного токоввода.The technical problem being solved by the invention is the elimination of the disadvantages inherent in the known technical solution, namely, ensuring the stable operation of the current lead at current values close to critical due to the uniform distribution of current across all superconducting modules, which makes it possible to fully utilize their superconducting properties. In addition, the uniform distribution of current across all tapes with the proposed geometry allows the connection of an arbitrarily large number of parallel superconducting modules, which will make it possible to create a high-current current lead.
Данная техническая проблема решается сверхпроводящим токовводом, включающим установленные параллельно друг другу подводящую и отводящую шины, каждая из которых снабжена контактными выводами, где упомянутые подводящая и отводящая шины механически и электрически соединены между собой геометрически параллельно установленными сверхпроводящими модулями с образованием параллельного электрического соединения упомянутых модулей, отличающимся тем, что контактные выводы расположены на противоположных концах подводящей и отводящей шин.This technical problem is solved by a superconducting current lead, including supply and return buses installed parallel to each other, each of which is equipped with contact terminals, where said supply and return buses are mechanically and electrically connected to each other by geometrically parallel mounted superconducting modules to form a parallel electrical connection of the said modules, which differs the fact that the contact pins are located at opposite ends of the input and output tires.
В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается токовводом, у которого сверхпроводящий модуль выполнен из высокотемпературных сверхпроводящих лент второго поколения.In private embodiments of the invention, the problem is solved by a current lead, in which the superconducting module is made of high-temperature superconducting tapes of the second generation.
Сверхпроводящий модуль упомянутого токоввода может быть выполнен из высокотемпературных сверхпроводящих лент второго поколения на основе YBCO.The superconducting module of said current lead may be made of second-generation high-temperature superconducting tapes based on YBCO.
В других воплощениях изобретения сверхпроводящий модуль может быть выполнен в виде пакета соединенных между собой параллельно расположенных лент.In other embodiments of the invention, the superconducting module may be made in the form of a packet of connected together parallel strips.
Либо сверхпроводящий модуль может быть выполнен в виде пакета соединенных между собой скручиванием лент.Or a superconducting module can be made in the form of a packet of interconnected twisting tapes.
Либо сверхпроводящий модуль токоввода может быть выполнен в виде бифилярной катушки из упомянутых лент.Or the superconducting current lead module can be made in the form of a bifilar coil of the above tapes.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
На фиг. 1 приведена электрическая схема токоввода с симметричным подключением контактных выводов (сравнительный пример).In FIG. 1 shows the electrical circuit of the current lead with a symmetrical connection of the contact leads (comparative example).
На фиг. 2 приведена электрическая схема токоввода с асимметричным подключением контактных выводов.In FIG. 2 shows the electrical circuit of the current lead with an asymmetric connection of the contact terminals.
На фиг. 3 приведено схематическое изображение токоввода со сверхпроводящим модулем в виде ВТСП ленты или пакета лент.In FIG. Figure 3 shows a schematic representation of a current lead with a superconducting module in the form of an HTSC tape or tape packet.
На фиг. 4 приведено схематическое изображение токоввода со сверхпроводящим модулем в виде скрученного пакета ВТСП лент.In FIG. 4 is a schematic illustration of a current lead with a superconducting module in the form of a twisted packet of HTSC tapes.
На фиг. 5 приведено схематическое изображение токоввода со сверхпроводящимIn FIG. 5 shows a schematic representation of a current lead with a superconducting
модулем в виде компактного сильноточного кабеля (CORC) из ВТСП лент.module in the form of a compact high-current cable (CORC) from HTSC tapes.
На фиг. 6 приведено схематическое изображение токоввода со сверхпроводящим модулем в виде бифилярной катушки из ВТСП лент.In FIG. Figure 6 shows a schematic illustration of a current lead with a superconducting module in the form of a bifilar coil of HTSC tapes.
Сущность изобретения состоит в следующем.The invention consists in the following.
Как известно, сверхпроводники не имеют сопротивления. Но при определенном значении транспортного тока (критический ток) в сверхпроводнике появляется нормальная составляющая, вызывающая резистивное сопротивление. Причем, чем больше ток, тем выше сопротивление.As you know, superconductors have no resistance. But at a certain value of the transport current (critical current), a normal component appears in the superconductor, which causes resistive resistance. Moreover, the greater the current, the higher the resistance.
На фиг. 1 и 2 приведены электрические схемы подключения сверхпроводящих модулей: симметричное подключение сверхпроводящих модулей, предусмотренное в токовводе в соответствии с US 2016217889, и асимметричное подключение сверхпроводящих модулей в соответствии с изобретением.In FIG. Figures 1 and 2 show electrical circuits for connecting superconducting modules: symmetrical connection of superconducting modules provided in the current lead in accordance with US 2016217889, and asymmetric connection of superconducting modules in accordance with the invention.
При симметричном параллельном подключении сверхпроводящих модулей (фиг. 1), как в известном устройстве (где R - электрическое сопротивление шины, a SCn - электрическое сопротивление сверхпроводящего модуля, равное нулю в сверхпроводящем состоянии и возрастающее по степенной зависимости при превышении транспортным током значения критического тока), мы видим, что при прохождении пути l-SC1-1' суммарное сопротивление будет R, тогда как уже при протекании тока через второй сверхпроводящий модуль SC2 току нужно проделать путь 1-2-SC2-2'-1' с суммарным сопротивлением 2R. И так далее. Ток через первый модуль SC1, равный U/R, в два раза больше, чем ток через второй модуль SC2 равный U/2R, и в n раз больше, чем ток через n-ый модуль SCn - U/nR. В таком случае сверхпроводящий модуль SC1 начнет переходить в нормальное состояние, так как по нему будет протекать максимальный ток. С переходом в нормальное состояние сопротивление модуля будет увеличиваться, пока не станет по значению равным 2-SC2-2', и тогда в нормальное состояние будет переходить 2-й сверхпроводящий модуль. И так далее. В итоге получаем, что сопротивление первых модулей должно уравновешивать сопротивление всей последующей цепи. В лучшем случае это даст неравномерную нагрузку по сверхпроводящим модулям в системе. В худшем - последовательное перегорание сверхпроводящих модулей при значительном превышении критического тока.With a symmetrical parallel connection of superconducting modules (Fig. 1), as in the known device (where R is the bus electrical resistance, and SCn is the electrical resistance of the superconducting module, which is zero in the superconducting state and increases exponentially when the transport current exceeds the critical current value) , we see that, when passing the path l-SC1-1 ', the total resistance will be R, while already when the current flows through the second superconducting module SC2, the current needs to be traveled 1-2-SC2-2'-1' with the total resistance prescribed rating 2R. And so on. The current through the first SC1 module, equal to U / R, is two times greater than the current through the second SC2 module equal to U / 2R, and n times more than the current through the nth SCn module - U / nR. In this case, the superconducting module SC1 will begin to transition to a normal state, since the maximum current will flow through it. With the transition to the normal state, the module resistance will increase until it becomes equal to 2-SC2-2 'in value, and then the 2nd superconducting module will go into the normal state. And so on. As a result, we get that the resistance of the first modules should balance the resistance of the entire subsequent circuit. In the best case, this will give an uneven load on the superconducting modules in the system. At worst, the sequential burnout of superconducting modules with a significant excess of the critical current.
При асимметричном подключении в соответствии с изобретением (фиг. 2) суммарное сопротивление при прохождении тока через каждый сверхпроводящий модуль будет одинаковым и равно 
Полученное благодаря такому соединению равномерное распределение тока по всем сверхпроводящим модулям позволяет соединять параллельно сколь угодно большое количество сверхпроводников, количество которых может быть выбрано равным отношению суммарного тока через токоввод к критическому току сверхпроводящих модулей. Таким образом, данный вид подключения дает возможность создания сильноточных токовводов без опасений на перегрузку сверхпроводящих модулей по току.The uniform distribution of current obtained through such a connection across all superconducting modules allows you to connect in parallel an arbitrarily large number of superconductors, the number of which can be chosen equal to the ratio of the total current through the current lead to the critical current of the superconducting modules. Thus, this type of connection makes it possible to create high-current current leads without fear of overloading the superconducting modules in current.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Токоввод в соответствии с изобретением (см. фиг. 3) включает подводящую (1) и отводящую (2) шины, каждая из которых снабжена контактными выводами (3) и (4), расположенными на противоположных концах подводящей (1) и отводящей (2) шин. Контактный вывод (3) может быть соединен с источником тока (не показан), а контактный вывод (4) может быть соединен с электротехническим сверхпроводящим устройством, например мотором. Обе шины электрически соединены между собой геометрически параллельно установленными сверхпроводящими модулями (5) с образованием параллельного электрического соединения этих модулей.The current lead in accordance with the invention (see Fig. 3) includes a lead-in (1) and a lead-out (2) bus, each of which is equipped with contact leads (3) and (4) located at opposite ends of the lead-in (1) and lead-out (2 ) tires. The contact terminal (3) can be connected to a current source (not shown), and the contact terminal (4) can be connected to an electrotechnical superconducting device, such as a motor. Both buses are electrically interconnected geometrically parallel mounted superconducting modules (5) with the formation of a parallel electrical connection of these modules.
Для выполнения сверхпроводящего модуля могут быть использованы любые виды применяемых в электротехнических устройствах сверхпроводников: низкотемпературные сверхпроводники (NiTi, NiSn и другие), переходные сверхпроводники (MgB2, FeAs и другие), а также высокотемпературные сверхпроводники (кратко ВТСП) (как ВТСП 1-го поколения, так и ВТСП 2-го поколения), которые в последнее время получили большое распространение благодаря высоким значениям плотности тока, температуре перехода в сверхпроводящее состояние выше 77 К.To implement a superconducting module, any kind of superconductors used in electrical devices can be used: low-temperature superconductors (NiTi, NiSn and others), transition superconductors (MgB 2 , FeAs, and others), as well as high-temperature superconductors (briefly HTSC) (like HTSC 1st generation and high-temperature superconductors of the 2nd generation), which have recently become very widespread due to the high current density and the temperature of transition to the superconducting state above 77 K.
ВТСП лента 2 поколения включает подложку, например, из сплава на основе никеля, последовательно расположенные буферные слои - из оксида алюминия, манганита лантана, оксида магния и оксида церия и т.д., сверхпроводящий слой на основе гадолиний-бариевого купрата, слой серебра и слой меди.
Геометрия реализации сверхпроводящих модулей произвольна, существенным является тот факт, что модули (5) устанавливаются геометрически параллельно и образуют параллельное электрическое соединение, а сам сверхпроводящий модуль (5) может быть произвольной конструкции.The geometry of the implementation of the superconducting modules is arbitrary, it is essential that the modules (5) are installed geometrically in parallel and form a parallel electrical connection, and the superconducting module (5) itself can be of any design.
Сверхпроводящим модулем может быть:The superconducting module may be:
- одиночная сверхпроводящая лента или стопка параллельно уложенных сверхпроводящих лент;- a single superconducting tape or a stack of parallel stacked superconducting tapes;
- скрученный пакет (51) сверхпроводящих лент (популярное решение для мощных магнитов для создания полей, способных удержать плазму в термоядерной реакции) (фиг. 4);- a twisted packet (5 1 ) of superconducting tapes (a popular solution for powerful magnets to create fields that can hold plasma in a thermonuclear reaction) (Fig. 4);
- кабель (52), в частности кабель CORC (компактный сильноточный кабель из гибких современных ВТСП лент) (фиг. 5);- cable (5 2 ), in particular CORC cable (compact high-current cable from modern flexible HTSC tapes) (Fig. 5);
- бифилярная катушка (53) сверхпроводящей ленты (фиг. 6) и другие.- bifilar coil (5 3 ) of the superconducting tape (Fig. 6) and others.
В качестве шин могут быть использованы шины из электротехнической меди.As tires, tires made of electrical copper can be used.
В качестве контактных выводов могут быть использованы как неразборные контактные соединения (пайка, опрессовка и т.д.), так и разборные контактные соединения (крепеж с контргайкой, с пружинной шайбой, с гнездовым соединением, прижимной и т.д.).As contact outputs, both non-separable contact connections (soldering, crimping, etc.) and collapsible contact connections (fasteners with a lock nut, with a spring washer, with a female connection, clamping, etc.) can be used.
Крепеж сверхпроводящих модулей (5) к шинам (1) и (2) осуществляется следующим образом: сверхпроводящий модуль в случае наличия клеммы на конце прижимается к шине с отверстием с резьбой при помощи болтов, а при использовании одиночных сверхпроводящих лент применяется прижимной контакт, когда медная пластина притягивается болтами к шине, и прижимает расположенную между пластиной и шиной сверхпроводящую ленту.The fastening of the superconducting modules (5) to the busbars (1) and (2) is carried out as follows: in the case of a terminal at the end, the superconducting module is pressed onto the bus with a threaded hole using bolts, and when using single superconducting tapes, the pressure contact is used when copper the plate is attracted by bolts to the tire, and presses the superconducting tape located between the plate and the tire.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Между подводящей (1) и отводящей (2) шинами геометрически параллельно устанавливали сверхпроводящие модули (5), выполненные в виде бифилярной катушки (см. фиг. 6) таким образом, чтобы получить электрически параллельное соединение данных модулей (5). Всего было использовано 8 катушек, расстояние между ними составляло 70 мм, длина шины составляла 600 мм, а ее ширина 80 мм.Superconducting modules (5) made in the form of a bifilar coil (see Fig. 6) in such a way as to obtain an electrically parallel connection of these modules (5) were geometrically parallel between the inlet (1) and outlet (2) buses. A total of 8 coils were used, the distance between them was 70 mm, the tire length was 600 mm, and its width was 80 mm.
Модули изготовляли из ВТСП лент второго поколения YBCO шириной 12 мм с критическим током 500 А, обмотанных в стеклоткань для изоляции от соседних повивов в катушке. Намотка проводилась на ступицы диаметром 100 мм, с шагом 3 мм, с длиной ленты 66 м в каждой из бифилярной катушки.The modules were made of high-temperature superconductors of second
Модули (5) соединяли с шинами (1) и (2) путем применения прижимов: ВТСП лента помещалась между медной пластиной и шиной, а пластина притягивалась к шине с помощью 8 болтов, вкручивающихся в отверстия с резьбой в шине.Modules (5) were connected to the tires (1) and (2) by applying clamps: the HTSC tape was placed between the copper plate and the bus bar, and the plate was attracted to the bus bar using 8 bolts screwed into the threaded holes in the bus bar.
Контактный вывод (3) прикреплялся к одному из концов шины (1), а контактный вывод (4) прикреплялся к противоположному концу шины (2) при помощи болтового соединения клеммы контактных выводов и шин.The contact terminal (3) was attached to one of the ends of the bus (1), and the contact terminal (4) was attached to the opposite end of the bus (2) by means of a bolted connection of the terminal terminals of the terminals and tires.
Контактный вывод (3) подсоединялся к источнику тока (не показан), а контактный вывод (4) подсоединялся к сверхпроводящему устройству - электромотору.The contact terminal (3) was connected to a current source (not shown), and the contact terminal (4) was connected to a superconducting device - an electric motor.
Как следует из схемы, приведенной на фиг. 2, при таком (асимметричном) исполнении токоввода суммарное сопротивление на каждом сверхпроводящем модуле одинаковое, и вследствие этого токи распределяются равномерно по всем сверхпроводящим модулям.As follows from the circuit shown in FIG. 2, with this (asymmetric) current lead design, the total resistance at each superconducting module is the same, and as a result of this, the currents are distributed evenly across all superconducting modules.
В то время, как при неправильном (симметричном, фиг. 1) подключении, свойственном известному токовводу, сопротивления на каждом сверхпроводящем модуле различные, и токи делятся в соответствии с этим сопротивлением. Это приводит к тому, что происходит неравномерная токовая нагрузка по сверхпроводящим модулям в токовводе, что может служить первичным фактором поочередного перегорания сверхпроводящих модулей.At the same time, with an incorrect (symmetrical, Fig. 1) connection characteristic of the known current lead, the resistances on each superconducting module are different, and the currents are divided in accordance with this resistance. This leads to the fact that there is an uneven current load on the superconducting modules in the current lead, which can serve as the primary factor in the alternate burnout of the superconducting modules.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109730A RU2654538C1 (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Superconducting input lead |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109730A RU2654538C1 (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Superconducting input lead |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2654538C1 true RU2654538C1 (en) | 2018-05-21 |
Family
ID=62202319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109730A RU2654538C1 (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Superconducting input lead |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654538C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080119077A1 (en) * | 2005-09-30 | 2008-05-22 | Nicolas Lallouet | Device for feeding electricity to a superconductive apparatus under medium or high voltage |
| RU103986U1 (en) * | 2010-12-20 | 2011-04-27 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | SUPERCONDUCTING CABLE CONNECTION |
| RU116266U1 (en) * | 2011-12-20 | 2012-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTING POWER CABLE CURRENT |
| RU147658U1 (en) * | 2014-04-24 | 2014-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | HYBRID HYBRID POWER SUPPLY CURRENT |
| RU2588607C1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter |
| US20160217889A1 (en) * | 2013-08-30 | 2016-07-28 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Superconducting tape current leads |
-
2017
- 2017-03-23 RU RU2017109730A patent/RU2654538C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080119077A1 (en) * | 2005-09-30 | 2008-05-22 | Nicolas Lallouet | Device for feeding electricity to a superconductive apparatus under medium or high voltage |
| RU103986U1 (en) * | 2010-12-20 | 2011-04-27 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | SUPERCONDUCTING CABLE CONNECTION |
| RU116266U1 (en) * | 2011-12-20 | 2012-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTING POWER CABLE CURRENT |
| US20160217889A1 (en) * | 2013-08-30 | 2016-07-28 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Superconducting tape current leads |
| RU147658U1 (en) * | 2014-04-24 | 2014-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | HYBRID HYBRID POWER SUPPLY CURRENT |
| RU2588607C1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | High-voltage current lead of superconducting short-circuit current limiter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2639316C1 (en) | Superconducting fault current limiter | |
| JP4620637B2 (en) | Resistive superconducting fault current limiter | |
| US7633014B2 (en) | Superconductor cable | |
| EP3001431A1 (en) | Device for a current limiter and a current limiter comprising said device | |
| US20100099570A1 (en) | Superconductor cable | |
| KR20110027705A (en) | Conductor arrangement for a resistive switching element having at least two composite conductors made from superconducting conductor bands | |
| KR100717351B1 (en) | Fault current limiters having superconducting bypass reactor for simultaneous quench | |
| CN107646158B (en) | Superconductive fault current limit system and connection system suitable for superconductive tape | |
| CN108463924B (en) | Current lead of cryogenic device | |
| US6809910B1 (en) | Method and apparatus to trigger superconductors in current limiting devices | |
| US7301425B2 (en) | Pancake type bifilar winding module using high-tc superconducting wire and bobbin for winding therefor | |
| US8862193B2 (en) | Superconducting fault current limiter | |
| Takayasu et al. | Development of termination methods for 2G HTS tape cable conductors | |
| KR20130014396A (en) | Arrangement with a superconducting direct-current electric cable system | |
| RU2654538C1 (en) | Superconducting input lead | |
| US7333309B2 (en) | Self field triggered superconducting fault current limiter | |
| JP2000197263A (en) | Superconductive coil device for current limiting element | |
| Wang et al. | Over-current characteristics of a 20-m-long YBCO model cable | |
| CN105958455B (en) | A kind of high-temperature superconductor hybrid circuit current limiter | |
| CN209571820U (en) | A kind of superconducting current-limiting coil and a kind of superconductive current limiter | |
| RU2366056C1 (en) | Super conducting resistive current limiter module (versions) | |
| JP2009049257A (en) | Superconducting current-limiting element | |
| Fushiki et al. | Design and basic test of SFCL of transformer type by use of Ag sheathed BSCCO wire | |
| Ishiyama et al. | Transient stability characteristics of a 1-m single-layer YBCO cable | |
| RU154188U1 (en) | SUPERCONDUCTIVE CURRENT LIMITER |