[发明专利]低电阻超导磁体内接头

说明书

技术领域

本发明是涉及一种大型超导磁体装置中的部件，属于大型超导磁体装置的重要组成部分，具体涉及一种低电阻超导磁体内接头。

背景技术

大型超导磁体多采用管内电缆导体(CICC)结构，由于受到超导导体加工长度的限制，以及不同超导磁体之间电连接的需要，超导接头对于大型超导磁体装置是不可避免的，其主要用于超导导体与电流引线、不同超导导体之间的电连接。对于稳态运行的强磁场混合磁体的外超导磁体，由于稳态运行的工作特点，接头电阻的大小会直接影响到低温系统的冷却负荷，从而影响超导磁体的稳定运行。对于采用Nb3Sn的CICC导体，超导磁体还需要进行热处理才能形成超导材料，而热处理后的Nb3Sn材料具有非常脆的特性，会对超导接头的缩径、焊接、安装等方面带来许多困难，应尽可能的避免在热处理后对超导接头的机械加工。

传统CICC超导接头多采用将电缆先套入铜导电管，再将导电管端部与导体端部的铠甲密封连接。然后缩径，完成导体终端的制作；再将两个需要连接的终端用紫铜导电块连接。这种制作工艺相对复杂，很难保证每个接头保持相同的工艺；同时由于导电管内部以及紫铜导电块表面均需要纤料焊接，尤其是导电管内部，操作空间很小，镀锡的效果会直接影响接头的电阻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低电阻超导磁体内接头，来保证超导磁体的内部接头在热处理后不受任何损伤。

本发明的技术方案如下：

一种低电阻超导磁体内接头，包括有不锈钢盒体，其特征在于：所述不锈钢盒体的中部设有轴向的条形槽，所述的条形槽内从上到下依次叠放有上超导电缆、导电板和下超导电缆，所述上超导电缆的上方紧压有不锈钢盖板，所述不锈钢盖板与所述的不锈钢盒体之间为密封焊接；所述不锈钢盒体的前端分别密封焊接有上导体铠甲管和下液氦管嘴，不锈钢盒体的后端分别密封焊接有下导体铠甲管和上液氦管嘴，所述上、下超导电缆的前端分别从上、下导体铠甲管中引出，上、下超导电缆的末端分别抵在上、下液氦管嘴的管口处。

本发明采用以下方法达到电阻小、强度好、结构简单、工艺性好、易于装配的设计目的：

(1)、本发明接头的长度要求不小于CICC电缆最后一级子缆扭距，这样可以保证接头连接的上、下两根超导电缆终端具有足够大的电接触面积，可以有效的降低接头电阻。

(2)、通过紧压不锈钢盖板，使得超导电缆内的空隙率降至20％，使得超导电缆间能够有更好的电接触，有效降低接头电阻。

(3)、上、下超导电缆和导电板之间虽然没有纤料，但热处理后，上、下超导电缆和导电板可以产生一定的烧结，使其实现很好的电接触；同时由于采用高电导率的无氧铜做为导电板的材料，可以有效的降低接头电阻。

(4)、本发明的所有工序在热处理前完成，可有避免机械加工对接头性能的影响。

(5)、采用本发明的类型结构，不存在铜和不锈钢的焊接问题，工艺简单。

(6)、超导接头外表面全是不锈钢结构，强度高。

(7)、超导接头安装在低场区，最高场小于3T，可以降低接头的磁致电阻。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，易于加工和安装，所有工序均在热处理前完成，即在磁体绕制时就完成超导接头的加工、装配和固定，热处理后不需任何的工序，保证了超导磁体的内部接头在热处理后不受任何损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的左视图，其中(a)为不锈钢盒体前端的左视图，(b)为不锈钢盒体中部的左视图，(c)为不锈钢盒体后端的左视图。

具体实施方式

参见图1，一种低电阻超导磁体内接头，包括有不锈钢盒体2，不锈钢盒体2的中部设有轴向的条形槽，条形槽内从上到下依次叠放有上超导电缆4、导电板5和下超导电缆8，上超导电缆4的上方紧压有不锈钢盖板3，不锈钢盖板3与不锈钢盒体2之间为密封焊接；不锈钢盒体2的前端分别密封焊接有上导体铠甲管1和下液氦管嘴9，不锈钢盒体2的后端分别密封焊接有下导体铠甲管7和上液氦管嘴6，上、下超导电缆4、8的前端分别从上、下导体铠甲管1、7中引出，上、下超导电缆4、8的末端分别抵在上、下液氦管嘴6、9的管口处。

本发明各部件的装配过程如下：

去除适当长度的上、下导体铠甲管1、7，并除去上、下超导电缆4、8表面的电镀层(铬或镍)，先将下超导电缆8穿入不锈钢盒体2，再将导电板5放置在下超导电缆8之上，然后穿入上超导电缆4，将不锈钢盖板3紧压在上超导电缆4上并与不锈钢盒体2密封焊接，再将不锈钢盒体2前、后两端分别与上、下导体铠甲管1、7和上、下液氦管嘴6、9密封焊接，这样就形成一个完整的超导接头。