[发明专利]用于将超导负载系统连接到电流馈送点的高温超导体电线

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来将超导负载系统，具体地说励磁线圈，连接到电流馈送点上的电线，该电流馈送点处于比负载系统高的温度下，该电线包括： 

-扁平的细长载体，和 

-多个机械平行和电并联的高温超导体(HTSC)， 

其中，各HTSC并排设置在载体上。 

背景技术

概况的现有技术公开在DE 102005058029A1中。 

超导负载系统被用在(通常强的)电流必须以低电阻流动的任何地方。一种重要的超导负载系统是超导励磁线圈，这些超导励磁线圈用来产生强磁场，例如，用于NMR波谱仪或MRI断层扫描仪(tomographs)。超导负载系统为了操作必须保持在低温下，从而在负载系统中的超导材料可保持在其临界温度Tc以下。为此，超导负载系统必须用低温冷却器致冷；提供冷却功率所要求的必要冷却功率或能量是显著的成本因素。 

在起动期间或者也在操作期间，电流馈送到超导负载系统中。为此目的，使用电线。电线因此应该向电流路径提供良好的导电性。电线将电流馈送点连接到在低温下的超导负载系统上。 

因为电流源(例如地方电网)通常在室温下提供它们的连接，所以电线总是将导热路径提供给超导负载。相关的热量输入增大了超导负载的冷却功率要求。 

通常，为电源提供分级冷却。离电流馈送点最近的电线第一端部 或对应的第一连接元件，由第一低温冷却器或低温冷却器的第一级保持在中低温度下(例如，50至90K)。靠近超导负载的电线第二端部或对应的第二连接元件，由第二低温冷却器或低温冷却器的第二级保持在用于超导负载的温度下(通常1至30K)。这种分级冷却已经显著地减小冷却功率要求。 

在DE 102005058029A1中公开的电线是包括两块相同板的FRP(玻璃纤维增强塑料)载体，在这两块相同板之间，设置带条形的、相互平行的高温超导体(HTSC)。各HTSC在FRP载体的纵向方向上延伸。HTSC的每个端部均与连接元件导电地相连接。每个带条形HTSC均包括正常地传导的电流路径。 

这种电线的缺点是相对于尺寸的较低超导电流容量，并且此外，如果在HTSC中不再保证超导性(猝熄(quench))，则紧急传导性能很弱。 

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高电流容量和低导热性的HTSC电线，该HTSC电线在HTSC中超导性失效的情况下，提供改进的紧急传导性能。 

这个目的由上述类型的电线实现，该电线的特征在于， 

-载体由不锈钢制成， 

-多个HTSC均并排地设置在载体的两个相对的载体侧上，以及 

-载体按具有切口的板的形状构成。 

本发明提出HTSC电线的重新设计，通过这种重新设计，大大地改进电流传导的性能。本发明的电线具有多个高温超导体(HTSC或HTSC导线)，这些高温超导体的临界温度是Tc≥30K。与正常操作相关的超导电流容量由HTSC确定。载体用作用于(通常带条形的)HTSC的支撑件，并且提供机械基础框架。导热性能也由载体确定。 

根据本发明，载体由不锈钢制成。如果在HTSC中的一个或多个上不再保证超导性(在猝熄的情况下)，则由不锈钢制成的载体由于 其欧姆导电性而保持电流容量的电流路径，从而可较好地控制在猝熄起始的位置处的局部热量产生，因而能够保护HTSC免受由于过电压和过电流造成的损害。在每个单独的HTSC中的正常传导电流路径(它在现有技术中是通过HTSC的热量输入的主要源)在本发明中可将尺寸设定成显著较窄，因为它在猝熄的情况下，通过在载体中的电流路径而释放负载。在极端情况下，正常传导电流路径实际上是不必要的，并且可被消除。 

同时，不锈钢具有相对低的导热性(相对于其导电性而言)，从而这已经保证，进入超导负载中的热量输入非常低。在载体中的切口使得通过致冷用户系统借助本发明的电线输入的热量流动进一步最小化。切口本身减小在电线中存在的导热路径，同时在切口周围在载体中产生用于热传导的瓶颈。本发明的措施使得用来对连接的超导负载系统进行冷却的成本得以降低。切口还能减小对于载体的重量和材料的要求。 

由于本发明的通过安装HTSC而双侧使用载体，大量HTSC可装配在电线中。本发明电线的有用的超导电流容量因而相应地很大。 

在本发明中，在电线的功能性方面将载体包括到更大程度，并且由载体的结构产生的性能在电线的设计中得到更大程度的考虑，允许电线性能的简单改进。