[发明专利]高电流密度组合正方形堆叠式高温超导消磁电缆结构

说明书

本发明涉及一种高电流密度可以承载大电流的组合正方形堆叠式高温超导消磁电缆结构，属于高温超导消磁电缆领域。所述高温超导消磁电缆沿径向从内到外分别为芯体、绝缘层、隔离带、液氮通道、低温杜瓦管和外保护套，其中所述芯体由超导带材堆叠而成。本发明采用堆叠式电缆芯体结构，可以进一步提高载流导体的电流密度，具有更小的重量及体积，而且简化结构，易于生产。

技术领域

本发明涉及一种高电流密度可以承载大电流的组合正方形堆叠式高温超导消磁电缆结构，属于高温超导消磁电缆领域。

背景技术

新造和修理后的舰船，以及使用一定期限的舰船都要进行消磁，防御水中磁性武器(如磁性感应水雷)的攻击和被磁探测仪器发现，保障舰艇航行安全。消磁有两种方法：(1)临时线圈消磁法：用于抵消舰船的固有磁场，由消磁船和消磁站执行。消磁站或船配有消磁发电机组、消磁线圈、磁场检测设备、控制装置等。一般要把消磁电缆按规定缠绕在被消磁舰船的船体上，通电消除磁场。消磁船在海上进行消磁，比较灵活。(2)固定绕组消磁法：用于补偿舰船的感应磁场，由舰船自身敷设的固定消磁绕组进行。消磁主要还是针对磁性引信的水雷，当初在二战和越战里磁性水雷炸沉了不少船只，磁性引信已经成为水雷的常用引信，许多复合引信水雷里除了水压引信和音响引信也会有磁性引信。以至于军舰消磁已经成为必需的出厂措施，多久再消磁就不大清楚了，这跟航行海域所处的地磁区域有关。潜艇也需要消磁，但作用没有水面舰艇大，因为针对性的磁异探测仪只要水下一定深度有大型钢铁物体就基本能探测到，潜艇消磁只能稍微减少点可探测深度距离，作用有限。

高温超导消磁电缆可用于提高舰艇的磁性防护能力。据美国水面作战中心的项目工程师称，在消磁系统中用高温超导导线替代铜导线将减轻导线重量，减少线圈圈数。美国超导公司的高温超导导线能够传输的电流是同样直径的铜导线的150倍。对于典型的军方用舰艇，例如LPD17两栖登陆舰，采用高温超导导线的消磁系统在重量上比采用铜导线的消磁系统轻20％，它不仅减轻了系统重量，而且也减少了安装成本。消磁电缆系统将被应用在世界上所用的舰艇上。高温超导消磁电缆应用了美国超导公司的高温超导导线，总长度达到142英尺。消磁电缆能够输送4100安培电流，达到了舰艇用常规铜消磁导线的一般水平，但是电压可以小于0.5伏，或比铜导线低1000倍。而且最重要的是，高温超导消磁电缆的重量仅为普通铜导线消磁电缆的20％。因此，高温超导消磁电缆在重量，体积方面的优势预计将使其与基于铜导线的消磁系统在安装成本上减少40％。另外，由于高温超导导线的零电阻的特性，因此只需要很少的能源就可以使高温超导消磁系统运行。美国超导公司宣称，该公司成功验证了全球首个全尺寸基于超导体的消磁电缆。海军舰艇大多采用消磁电缆，以减低磁信号特征，使舰艇不易被发现，特别是避免磁感应水雷的威胁。用于验证的高温超导消磁电缆长40米，实验中，电缆通过了4100安培的电流，这是目前舰载常规铜制消磁电缆的典型值，但工作电压却明显降低了，0.5伏的电压只是铜电缆工作电压的千分之一。