[发明专利]用于测试超导带材载流特性的系统和方法

说明书

本发明实施例提供一种用于测试超导带材载流特性的系统和方法。系统包括密封容器、加热装置、恒温装置、温度传感器、电压电流测量装置和控制装置。加热装置用于加热密封容器内的液氮；恒温装置用于将超导带材夹在内部以保持超导带材恒温，在测试时间开始前，液氮浸没恒温装置和加热装置；温度传感器用于检测超导带材的温度；电压电流测量装置用于测量超导带材的电压信号和电流信号；控制装置为超导带材提供测试电流，为加热装置提供加热电流，并基于温度信号、电压信号和电流信号确定超导带材在各目标温度下的载流特性。上述系统和方法可测试超导带材在高于77K，特别是85‑90K的温度下的载流特性。

技术领域

本发明涉及超导带材技术领域，更具体地涉及一种用于测试超导带材载流特性的系统和方法。

背景技术

随着西气东输，西电东送等工程的陆续启动，气电同时输送进入超导研究的视野。可以根据液化天然气(LNG)和电力对低温环境的共同需求，使用混合工质作为超导电缆的冷却剂，实现LNG和电力的一体化输送。例如，在超导直流能源管道的基础研究项目中，利用天然气输送管道内流动的LNG以及其他类型液体燃料作为超导电缆的制冷剂，在管道内架设超导电缆，同时实现超导电力运输，达到电力/LNG输送一体化。在能源管道中，超导电缆与LNG共用制冷系统、绝热管道和制冷站，能降低综合成本、提高能源利用效率，为能源互联网建设提供了先进技术方案。

在上述能源管道中超导电缆工作在85-90K的混合工质温区。但是目前拟用于高温超导电缆本体的Bi-2223超导带材，国内外只有其在常压液氮温区(77K)下的载流特性数据，缺乏在85-90K温区下的载流特性的实验数据。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种用于测试超导带材载流特性的系统和方法。

根据本发明一个方面，提供了一种用于测试超导带材载流特性的系统，包括：密封容器，密封容器包括容器本体和容器盖，容器本体用于容纳液氮，容器盖具有电压引线端子、电流引线端子、温度引线端子和加热电源端子；加热装置，用于在测试时间内布置在容器本体内部并用于加热液氮，加热装置具有用于连接至加热电源端子的加热引线，测试时间是测试超导带材的载流特性的时间；恒温装置，用于在测试时间内布置在容器本体内部，恒温装置包括左侧恒温组件、右侧恒温组件以及位于左侧恒温组件和右侧恒温组件之间的中间恒温组件，左侧恒温组件、右侧恒温组件和中间恒温组件中的每一个的热导率高于预设热导率阈值并且比热容高于预设比热容阈值，其中，中间恒温组件用于在测试时间内将超导带材的中间带材段夹在内部，并且中间恒温组件与超导带材相互绝缘，左侧恒温组件和右侧恒温组件分别用于在测试时间内将超导带材的左侧带材段和右侧带材段夹在各自内部，并且左侧恒温组件和右侧恒温组件与超导带材电气连通，其中，左侧恒温组件和右侧恒温组件分别连接有用于连接至电流引线端子的电流引线，中间带材段连接有用于连接至电压引线端子的电压引线；温度传感器，用于在测试时间内布置在超导带材周围预设距离内，以检测超导带材的温度，温度传感器具有用于连接至温度引线端子的温度引线；电压电流测量装置，用于在测试时间内与电压引线端子和电流引线端子连接并测量对应的电压信号和电流信号；控制装置，用于在测试时间内与电流引线端子、温度引线端子、加热电源端子和电压电流测量装置连接，用于经由电流引线端子为超导带材提供测试电流，经由加热电源端子为加热装置提供加热电流，经由温度引线端子接收温度传感器输出的温度信号，接收电压电流测量装置输出的电压信号和电流信号，并基于温度信号、电压信号和电流信号确定超导带材在各目标温度下的载流特性，其中，在测试时间开始前，液氮浸没恒温装置和加热装置。