[发明专利]一种在弯曲应力下测试高温超导带材通流情况的装置

说明书

技术领域

本发明属于超导领域中超导体性能测量的装置，具体涉及一种在弯曲应力下测试高温超导带材通流情况的装置。

背景技术

随着超导电力技术的发展，超导储能装置容量逐步提升、交直流超导电缆的电压电流等级越来越高，超导限流器、电抗器的种类越来越多，对高温超导带材的性能要求也越来越高。

高温超导带材的电磁性能、机械性能、绝缘性能很大程度上决定了超导装置所能设计的最大程度。因此，高温超导带材的性能测试需要达到更高的准确度，也需要对带材做更全面的数据分析。

第一代和第二代高温超导带材有倾向性被用于不同类型的超导装置中，因为其性能呈现明显的差异。就机械性能而言，二代高温超导带材强于一代，而机械性能里，研究领域又可细化到带材的拉伸应力-应变与弯曲应力-应变，目前，各国对高温超导带材拉伸应力-应变及其临界电流劣化特性进行的研究较多，而对弯曲应力-应变及其临界电流劣化特性进行的研究较少，因为超导磁体的内径通常都未达到带材临界弯曲的程度。但是，随着超导电缆的发展，以及磁体的精细化与经济化，超导磁体内部的超导带材会越来越接近于临界弯曲，因此，对超导带材在弯曲应力下的临界电流劣化特性的测试与分析就显得越发重要。

高温超导带材在弯曲应力下的临界电流劣化特性是指带材弯曲到临界弯曲直径后的通流能力。在超导带材的弯曲过程中，超导层发生了裂化，带材的通流面积随之变化，通常弯曲直径越小，带材的通流能力越小。

要对高温超导带材在弯曲应力下的临界电流劣化特性进行准确的分析和测试，就需要可靠的测试装置。现有技术中已有一些测试超导带材弯曲劣化特性的装置，但并不能实现连续测量弯曲劣化特性的功能，实验操作也较复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种在弯曲应力下测试高温超导带材通流情况的装置，该装置能将超导带材弯曲到多个直径不同的环氧柱下，实现连续测量超导带材的失超点。

本发明的技术方案为：

一种在弯曲应力下测试高温超导带材通流情况的装置，包括圆柱环氧体、用于固定及连接超导带材两端的两个连接机构和底座环氧板；

所述圆柱环氧体的底部固定在底座环氧板上，所述圆柱环氧体包括层叠设置的若干个等高的环氧柱，若干个所述环氧柱的直径自上而下依次递增；

所述两个连接机构结构相同，均包括主铜片、夹持铜片和固定环氧片，主铜片上设置有用于接通外界电流的接入孔，主铜片的底部安装在底座环氧板上；所述固定环氧片可滑动的套设在主铜片的外围，所述夹持铜片卡装在固定环氧片上，与主铜片之间形成一用于放置被测试超导带材的空间；所述固定环氧片上设置有用于顶紧夹持铜片的第一紧固件。

优选的，所述若干个所述环氧柱的直径自上而下按3-5mm递增。

优选的，所述主铜片的底部设置有一与底座环氧板平行的弯折段，所述弯折段上设置有一开槽，第二紧固件穿过所述开槽将主铜片固定在底座环氧板上。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明能连续测量超导带材在从接近临界弯曲到临界以下弯曲时的通流能力。现有技术中一般都只能把超导带材弯曲至某一个固定弯曲直径下，然后进行通流实验。而本发明中包含若干个直径不同的环氧柱，这些环氧柱的直径自上而下依次增加3-5mm，可方便测出超导带材随着弯曲直径的减小，其通流能力的变化情况，即其弯曲劣化特性。

2、本发明能让超导带材弯曲特性测试的操作过程变得简单，通过夹持铜片和固定环氧片组合在一起，在固定超导带材的同时，还能沿主铜片上下移动，以对应不同直径的环氧柱，使需测试的带材与地面保持平行。

3、由于每次测试均是针对同一段超导带材，在其从下到上的移动和测试中，由于弯曲直径越来越小，超导带材在夹持铜片与圆柱环氧体之间凌空的部分会发生弯曲或收缩，影响测试的顺利进行。本发明为了避免在测试中超导带材的收缩对实验精度造成影响，专门在主铜片底部开了槽，并固定了一紧固件连接底座环氧板与主铜片，这样主铜片就能沿着该紧固件在开槽内做一定度数的旋转，以确保需测试超导带材拉紧。

4、本发明的测试装置的绝缘部分均采用环氧树脂材料，包括圆柱环氧体、底座环氧板和固定环氧片，该材料在低温下不会收缩，稳固牢靠，能保证实验的精度。

附图说明

图1为本发明所述装置的整体结构图；

图2为圆柱环氧体的结构图；

图3为连接机构的结构图；

图4为连接机构与底座环氧板连接处的示意图；

图5为被测试的高温超导带材安装在该装置上的示意图。