[发明专利]一种高温超导带材及其线缆接头的测试装置及测试方法

说明书

本发明属于高温超导设计技术领域，具体涉及一种高温超导带材及其线缆接头的测试装置及测试方法，包括杜瓦罐、压力源部件、电极部件和测试台；能够为测试接头提供低温环境下多带材并联、不同压力面积、不同压强的测试环境。多测试回路的设计使装置具有通用性和高效性，针对单带接头测试可进行多样品并行测试，提高测试效率，针对线缆接头可进行多带材并联测试；可更换压头的设计能确保接头样品在各个方向上都受力均匀，避免边缘挤压导致带材损坏，并能提供不同的压力面积；测试装置中增加了失超保护回路，当样品失超时，电流能迅速分流到失超保护回路中，避免样品在失超后继续通入大电流而烧毁。

技术领域

本发明属于高温超导设计技术领域，具体涉及一种高温超导带材及其线缆接头的测试装置及测试方法。

背景技术

高温超导能够用于制造运行温度更高、磁场更强的磁体，是未来聚变堆磁体系统设计的重要选项，提高运行温度能显著降低系统的运行成本，提高磁场能显著缩小系统体积、降低系统控制难度。同时，采用高温超导还能使聚变堆磁体更容易被设计成可拆卸结构，这将极大地简化反应堆磁体及堆内部件的建造和维护成本，提高经济效益。

实用化的高温超导材料大多具有带状结构，如ReBCO涂层高温超导带材，带材为多层结构，主要层结构有稳定层，超导层和基体层。其中稳定层一般为铜和银，起到分流电流保护超导层的作用；基体层一般为哈氏合金，为带材提供足够的机械强度。因此高温超导带材和线缆的的接头技术与传统低温超导具有明显的区别，需要在搭接方式、结构和工艺上进行新设计。

磁体的热功率直接影响磁体的热稳定性和冷却功率，而在可拆卸磁体稳态运行时，其热功率主要来源于可拆卸接头的电阻热，因此接头是可拆卸磁体的关键部件之一。可拆卸接头的主要类型包括压接接头和低温焊接接头。可拆卸压接接头具有工艺简单、拆装便捷的优点，但接头电阻的可控性较差；可拆卸焊接接头具有接头电阻低，可控性强的优点，但工艺相对复杂、拆装困难。

为深入研究高温超导带材及其线缆的可拆卸接头，需要明确处理工艺、接触材料、压强、接头长度等因素对于接头电阻和载流特性的影响，而现有的高温超导带材及其线缆接头测试还处于比较原始的形式，主要是基于带材临界电流测试装置进行简单的总电阻测量，因此需要一种能够提供多带材并联、提供不同压力面积、不同压强的测试装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高温超导带材及其线缆的接头电阻测试装置，能够为测试接头提供低温环境下多带材并联、不同压力面积、不同压强的测试环境。

本发明的技术方案如下：

一种高温超导带材及其线缆接头的测试装置，包括杜瓦罐、压力源部件、电极部件和测试台；

所述测试装置中，杜瓦罐提供低温测试环境，杜瓦罐的罐壁内为真空环境；

压力源部件使用杆固定在盖板中央，从盖板往上依次是抗重弹簧、下活动弹簧板、压力弹簧、上活动弹簧板、压力传感器、加力螺杆和加力扳手；

加力扳手实现手动施加压力，压力作用在压力传感器上，再传递给活动弹簧板和压力弹簧，抗重弹簧用于抵消活动弹簧板及弹簧重力，减小压力测量值与实际值间的偏差；

压力传感器布置在较高位置，通过改变压力弹簧的行程，可调节压力的控制精度；

位于盖板下方的压力源部件是压杆和可更换压块，压杆上端连接下活动弹簧板，将压力传导至可更换压块，最后压力作用在测试样品上；

样品被夹持在T形减压台和压块中间，可更换压块和压杆之间采用圆弧面接触，侧面开孔连接；

测试台为样品安装和测试的区域，中部抵近压块压块，两端与电流引线和平台拉杆连接，有5对电极安装槽及其相应的失超保护回路；

失超保护回路由剩余电阻率较高的铜条构成，与其对应的测试回路并联；