[发明专利]一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体

说明书

本发明涉及超导导体应用技术领域，尤其涉及一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体，包括：以扭绞后的准各向同性高温超导导体为基体，在外边螺旋缠绕上高温超导带材。其中准各向同性高温超导导体由导体线芯和包套构成，也可以在超导导体线芯外螺旋缠绕绞线构成。本发明基于纵向磁场效应提出的一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体结构，以扭绞的准各向同性高温超导导体为基体，以类似于超导电缆制作的方式将高温超导带材螺旋缠绕在基体上而构成。能够减小垂直磁场分量，有效提高工程电流密度。

技术领域

本发明涉及超导导体应用技术领域，尤其涉及一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对电力的需求也在不断的增大，人们对电力系统的安全性、经济性以及电能的质量提出了越来越高的要求，超导技术的应用能够克服常规电力技术所固有的缺陷，实现电力行业的历史性的革新。

近几年来，基于第二代高温超导材料国际上提出了几种超导导体结构，如CORC(Conductor On Round Core)导体、TSTC(Twisted Stacked-Tapes Cable)导体、RACC(Roebel Assembled Coated Conductor)导体等。对于堆叠的导体结构在自场下，其临界电流会明显的降低，大大地降低了超导导体的载流能力。很有必要提出一种新型的导体结构，能有效地提高导体临界电流和工程电流密度。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体，以扭绞的准各向同性高温超导导体为基体，将高温超导带材螺旋缠绕在基体上构成。

所述扭绞的准各向同性高温超导导体13是将外层包覆铝箔6的线芯5装入到包套8中，并在线芯5和包套8间加入金属填充物7，再将超导导体的线芯5、铝箔6和金属填充物7沿着中心轴的方向扭绞一定的角度，以扭绞的准各向同性高温超导导体13为基体，将高温超导带材14螺旋缠绕在基体上；或者所述扭绞的准各向同性高温超导导体15是将包覆铝箔10的线芯9外层加上金属填充物10使之构成圆形后并沿中心轴方向扭绞一定角度后再在外层螺旋缠绕上绞线12组成，以扭绞的准各向同性高温超导导体15为基体，将高温超导带材16螺旋缠绕在基体上。

所述线芯是由4条相同面积的正方形横截面的二级线芯组成，每条二级线芯均由相同数量的超导带材排列拼合而成，左上部的二级线芯和右下部的二级线芯中的超导带材为竖直排列拼合，左下部的二级线芯和右上部的二级线芯中的超导带材为水平排列拼合。

所述绞线的材料为铜、铝、或者合金。

所述包套的材料为铜、铝、或者合金。

有益效果

本发明提出了一种准各向同性高工程电流密度高温超导导体，丰富了超导导体的类型，拓展了超导的应用。超导导体具有纵向磁场效应，即超导体在纵向磁场下的临界电流密度要大于相同强度横向磁场下的电流密度，通过扭绞超导带材的方式，使得导体所处的磁场环境由横向磁场变为纵向磁场则可以提高超导体的临界电流密度。本发明提出的导体具有临界电流准各向同性和高工程电流密度的特点，能够减小垂直磁场分量，有效提高工程电流密度，提高超导导体的载流能力，且具有电流分布均匀、柔性好、易弯曲等优点。

附图说明

图1为纵向磁场效应曲线图；

图2为未扭绞的准各向同性高温超导导体结构示意图；

图3为扭绞的准各向同性高温超导导体(方案1)示意图；

图4为扭绞的准各向同性高温超导导体(方案2)示意图；

图5为准各向同性高工程电流密度高温超导导体(方案1)示意图；

图6为准各向同性高工程电流密度高温超导导体(方案2)示意图。