[发明专利]可伸缩电流引线组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种超导磁体系统，具体地，涉及一种超导磁体系统的电流引线组件。

背景技术

只要维持在适当的低温下，以下称“超导温度”，超导磁体即能够以零电阻有效导电。低温系统用于确保超导磁体在超导温度下工作。

超导磁体通常包括超导线圈，所述超导线圈通过将电流输送到超导线圈的电流引线与电源电连接。这些电流引线各自包括与超导线圈电连接的一端，以及与电源电连接的另一端。超导磁体在升流运作期间连接到电源，以便使磁体达到特定的场强，然后使其进入持久模式。超导磁体等低温装置可能需要上百安培到数千安培的电流，这些电流将被输送到低温恒温器的低温区域中。电流引线将产生大量热量，这些热量可能不可避免地蔓延到超导线圈。因此，电流引线必须被设计成最小化低温区域内的热流动或损失。

一些电流引线组件包括可拆卸电流引线，其中所述电流引线与电源之间的连接将在磁体获得电流供应或者进入持久模式时通过分离或拆卸电流引线的触点来断开。由于需要冷却连接到超导线圈的电流引线，因此将可拆卸电流引线用于传导冷却式超导磁体系统中是非常复杂的。在传导冷却式超导磁体系统中，导线的连接在低温下发生于真空室内，例如在50°K下。在真空条件的这些温度下产生的电触点通常会导致高触点电阻，产生这种现象的原因可能在于因材料在真空中除气作用而导致冰冻污染物沉积在触点上。由于难以实现良好接触，因此低温连接还将产生高电阻和高热负载，因为触点温度非常低并且十分坚硬，柔度非常小，因而难以建立电连接。因此，引线充当超导磁体上的热负载。因此，冷却设备用于冷却电流引线中与超导线圈电连接的一端，通常称作“冷端”。与电源电连接的另一端通常称为“热端”。在传导冷却式超导磁体中建立良好电连接并最小化热负载仍然存在巨大挑战。

发明内容

本发明提供一种用于将传导冷却式超导磁体在场升流运作期间的热负载降至最小的电流引线组件。所述电流引线组件包括真空室，所述真空室拥有通孔，使得具有可伸缩触点的可伸缩电流引线能够穿透到真空室内。超导磁体布置在真空室内并且包括磁体引线。电流触点布置在真空室内的通孔下方处，并且经由热连接器连接到磁体引线。电流触点由连接到真空室内壁的隔热支撑结构支撑。设有致动器组件，以使可伸缩触点与电流触点接触，其中连接在环境温度下发生于隔热支撑结构内。

作为优选的技术方案，所述致动器组件被布置成在磁体升流操作完成后将所述可伸缩电流引线的所述可伸缩触点与所述电流触点分离。

作为优选的技术方案，所述热连接器用于将所述可伸缩触点与所述电流触点的所述接触而产生的、向所述磁体引线传导的热降至最小。

作为优选的技术方案，所述热连接器是柔性的。

作为优选的技术方案，所述热连接器是柔性的铜电缆。

作为优选的技术方案，所述可伸缩触点、所述热连接器和所述电流触点包括导热材料。

作为优选的技术方案，所述导热材料是铜。

作为优选的技术方案，所述可伸缩触点与所述可伸缩电流引线形成一体。

作为优选的技术方案，所述隔热支撑结构包括隔热材料。

作为优选的技术方案，所述隔热材料是玻璃纤维。

作为优选的技术方案，所述隔热支撑结构提供所述可伸缩触点的隔热。

作为优选的技术方案，所述隔热支撑结构将所述可伸缩触点维持在环境温度。

作为优选的技术方案，可伸缩电流引线的一端连接到电源，并且其中从500安培到至少1000安培的电流通过所述可伸缩触点与所述电流触点的连接而供应到所述超导磁体。

一种制造用于超导磁体的电流引线组件的方法，所述方法包括：

提供真空室，所述真空室包括包封内部体积并且具有通孔的外壳；

提供超导磁体，所述超导磁体位于所述真空室内并且具有磁体引线；

将电流触点布置在所述真空室内所述通孔下方；

将热连接器附接在所述磁体引线与所述电流触点之间；

将隔热支撑结构附接到所述真空室的内壁，以支撑所述通孔下方的所述电流触点；

将具有可伸缩触点的可伸缩电流引线布置成以密封方式经由所述通孔穿透所述真空室；以及

将致动器组件连接到所述真空室和所述可伸缩电流引线，以使所述可伸缩触点与所述电流触点接触，其中所述接触在环境温度下发生于所述真空室外。

作为优选的技术方案，进一步包括：

将所述致动器组件布置成在激活模式完成后使所述可伸缩电流引线的所述可伸缩触点与所述电流触点分离。