[发明专利]一种基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的CICC导体

说明书

本发明公开了属于超导电工技术领域的一种基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的CICC导体，包括：临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线，中心导体，冷却通道和铠套，临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线以CICC导体的中心轴线为基准，按照螺距在中心导体外表面上螺旋缠绕，在超导股线外层进行铠装；中心导体内侧、临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线与中心导体外侧和铠套内侧的空隙形成冷却通道，为冷却介质的流通提供通道。该CICC导体具有临界电流准各向同性，载流能力强，机械性能高，生产工艺简单，适于大规模生产等优点。拓宽了临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线在电力系统中的应用。

技术领域

本发明属于超导电工技术领域，特别涉及一种基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的CICC导体。

背景技术

近年来，高温超导材料制备技术的研究取得了很大的进展。以ReBCO为代表的第二代高温超导带材在临界电流密度，机械特性等方面均展现出了良好的性能。基于第二代高温超导带材所研制成的超导电缆，超导限流器等超导电力装置已经在电力系统中投入使用。

目前基于TSTC，CORC等超导导体结构的CICC导体(Cable in conduit conductor，管内电缆导体，以下简称CICC导体)，在高磁场磁体，大电流超导电缆等领域应用十分广泛。但以往的CICC导体的临界电流会由于导体所产生的自场而出现明显的下降，从而显著影响CICC导体的载流能力。因此需要提出一种新的CICC导体结构，来改善CICC导体自场对临界电流的影响，从而提高CICC导体的载流能力。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的CICC导体，包括：临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线，中心导体，冷却通道和铠套，临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线以CICC导体的中心轴线为基准，按照螺距在中心导体外表面上螺旋缠绕包裹一周，在超导股线的外层使用铠套进行铠装；所述中心导体内侧、临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线与中心导体(2)外侧和铠套内侧的空隙形成冷却通道，为冷却介质的流通提供通道。

所述临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线由超导线芯，半圆形铝条，金属箔，第二代高温超导带材和铝包套组成；将超导线芯和半圆形铝条沿着CICC导体中心轴线的方向扭绞，再用金属箔固定，将第二代高温超导带材按照螺距，螺旋缠绕在金属箔外表面，用铝包套固定。

所述临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的截面为圆形。

所述超导线芯由4根相同的二级线芯组成，超导线芯的截面为正方形。

所述二级线芯的截面为正方形，每个二级线芯均由相同数量的超导带材并联堆叠而成。

堆叠方式为水平排列并联堆叠或竖直排列并联堆叠，相邻两个二级线芯堆叠方式不同。

左上部和右下部的二级线芯为超导带材竖直排列并联堆叠形成，左下部和右上部的二级线芯为超导带材竖直排列并联堆叠形成。

所述中心导体的截面为中空圆环形，采用波纹管作为中心导体。

所述铠套为铝材料，铠套的截面为中空的正方形或圆形，中空部分的截面为圆形，中空部分内径等于两根超导股线外径和中心导体外径之和。

所述第二代高温超导带材的层数为单层或多层，金属箔为铝箔或铜箔。

本发明的有益效果在于：

1.本发明各向同性超导线芯和外部螺旋缠绕的超导带材均具有各向同性，且两种结构均易于弯曲，因此本发明基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的CICC导体具有着良好的各向同性和机械特性。