[发明专利]在单个导体上敷设塑料和由单个导体制造高温超导体复合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的至少一个单个导体上敷设塑料的方法，以及涉及一种采用本方法制造的高温超导体(HTS)复合物，其中，所述至少一个单个导体包括至少一个载体和至少一个超导层。

背景技术

勒贝尔导体经常使用在动力工程中，因为各电导体互相“扭绞”或“绞合”导致电流通过整个勒贝尔导体时较低的电损失。在成排使用时，勒贝尔导体承受交变的磁场。此时在各电导体中感应耦合电流，耦合电流导致所谓的AC损失。通过各电导体彼此绝缘，可以防止产生耦合电流。

在例如由铜或铝组成的传统勒贝尔复合导体中，为了绝缘通常使用常规的绝缘漆。将传统勒贝尔复合导体的绝缘方法移植到按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物，仅有有限的可能性或是不可能的。一方面，高温超导体(HTS)复合物通常包括一个个带状导体，在这里，这些条带具有大的外观比。例如，典型地宽与厚的外观比，对于铋-铜酸盐HTS带而言大于或等于10，以及对于YBCO(钇-钡-氧化铜)带而言大于等于20。由此在常规的绝缘漆时，导致绝缘层沿带的周边壁厚非常不均匀的“边缘稀薄”或“犬骨形隆凸(Hundeknochenbildung)”。

另一方面，绝缘材料必须在温度低于110°K时能使用，不会变脆或破碎。典型的HTS材料从低于110°K的温度起才有其跃变温度，亦即超导特性。只有高质量的塑料才能在如此低的温度时不会变脆或不会失去其机械的完整性。因此为了绝缘只能使用优质塑料。

此外还应当注意，绝缘层的壁厚使所谓的工程电流密度减小，工程电流密度由临界电流或工作电流除以导体横截面得出。因此绝缘层小的壁厚是有利的。在常规的漆绝缘时，壁厚基于边缘稀薄问题只能有限地减小。

在勒贝尔单个导体的S形交变区，只有在绝缘层有弹性特性时，才有可能在成形为S形前绝缘。高温超导体一般由陶瓷材料构成，亦即它们是脆性的。只有在高温超导体允许塑性弯曲时才不会断裂，例如铋-铜酸盐HTS带便是这种情况，从而才能在S区成形前实施绝缘。对于YBCO高温超导体，S区必须通过从较宽的带冲压出单个导体来成形。只有在冲压后绝缘才是合理的。

勒贝尔单个导体用自粘式聚酰亚胺胶带缠绕一次或两次，意味着一种简单的绝缘方法。聚酰亚胺胶带本身通常具有的厚度在大于13μm的范围内。通过胶粘剂层和必要的重叠，通过缠绕，得出单个导体每侧的厚涂层大于30μm。采用聚酰亚胺胶带缠绕技术，导致降低单个导体尤其相互间的滑动特性。这造成由单个导体组成的导体复合物降低柔性或可弯性。缠绕技术不能使用于具有已成形的S区形状的单个导体。

另一种绝缘方法可以基于聚酰胺。在这种情况下，通过单个导体每侧绝缘，必要的重叠导致厚度增加为大于50μm。

与之不同，绝缘可以通过共挤压PEEK(Polyetheretherketon)变成软管状来实现。这例如由EP1273015B1已知。采用这种方法单个导体即使沿HTS带的窄侧也能达到均匀地绝缘。每侧的厚度增加为20至40μm。这种技术在以铋-铜酸盐为基的勒贝尔HTS复合导体中也已证实是适用的。当然，它不适用于绝缘以YBCO材料为基的HTS勒贝尔复合导体，其中S区的成形在绝缘前已经完成。

发明内容

按本发明在按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的至少一个单个导体上敷设塑料的方法的目的是，提供一种单个导体的绝缘的简单方法，它可以构成均匀和非常薄的绝缘层。尤其是，按本发明方法的目的是提供一种方法，这种方法改善或至少不恶化或仅轻微恶化在敷设绝缘层时单个导体的超导特性。另一个目的是提供一种用于单个导体的绝缘方法，按此方法将单个导体组合成一种柔性、易弯的导体复合物。按本发明按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的目的是，提供一种稳定、机械柔性、超导的导体复合物，业已证实这种导体复合物即使在低的温度时，尤其在单个导体的绝缘方面，具有它的机械完整性。

提出的涉及在按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的至少一个单个导体上敷设塑料的方法的目的，通过权利要求1的特征达到，以及提出的涉及用上述方法制造的按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的目的，通过权利要求12的特征达到。

由各相关的从属权利要求，可知按本发明在按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的至少一个单个导体上敷设塑料的方法以及高温超导体(HTS)复合物有利的扩展设计。其中独立权利要求的特征可以与从属权利要求的特征组合，和/或从属权利要求的特征可以互相组合。