[发明专利]LNG温区的超导带材及电缆的变温变磁场临界电流测试平台

说明书

本发明属于超导电工装备技术领域，本发明提供了一种LNG温区的超导带材及电缆的变温变磁场临界电流测试平台，包括样品室、样品台、背景磁场磁体系统、温控装置和工况机；样品室包括绝热腔体，绝热腔体内设有包括一级冷头和二级冷头的制冷机冷头，样品台设置于二级冷头的一侧，电流引线与一级冷头连接；同时,样品室浸泡在液氮冷却介质中,被测试样品的温度可以通过制冷机或者液氮的加压冷却两种方式获得；样品室具有沿自身轴线移动的自由度以及沿自身轴线转动的自由度；通过本发明可填补Bi‑2223超导带材或超导电缆在LNG温区的不同磁场环境下的临界电流特性的数据空白，能够更好地推动高温超导带材或超导电缆的应用。

技术领域

本发明属于超导电工装备技术领域，具体设计一种LNG温区的超导带材及电缆的变温变磁场临界电流测试平台。

背景技术

我国地域广大，能源资源分布极不理想，80％的一次能源在西部，70％以上的负荷却在东中部，两者之间相距1000-3000公里，电力能源分布和区域发展不平衡的现状，意味着目前及今后很长一段时间内，西电东送和西气东输是我国电力、能源输送的基本格局；然而，这种“逆向分布”，使交通运输不堪重负，一是受巨量电煤所累，铁路车皮紧张；二是高速公路上超载大货车排成长龙，构成中国独特的汽车运煤现象，这一不经济，二不安全，三带来大量污染，东部地区环境承载力几至极限。特高压输电是目前解决这个问题的重要手段，而随着经济的发展和技术的进步，我国西电东送与西气东输、近海风电与液化天然气(LNG)站等能源工程加速建设，同时超导输电技术迅速发展，利用超导技术实现输气输电一体化可能在未来成为更加优越的解决方案。

近来，高温超导带材的性能得到了很大的提高，其应用领域也在不断的发展；在实际应用中，高温超导带材最重要的特性是它可以零电阻的情况下，仍然能保持高的传输电流，或者说具有高的临界电流密度。高温超导带材允许通过的最大电流决定了其应用的范围，但环境温度和背景磁场都会影响带材的临界电流。

到目前为止，国内外对Bi-2223超导带材或由制成的元件在液氮温度及其以下温区的临界电流做的研究较为深入，尤其是在液氮(77K)或过冷液氮(70K)温度，开展了各种不同条件的临界电流的测量实验，得到了大量的数据。在77K以下温度区间内对高温超导带材或由其制成得元件通流能力的测量也得到了很多系统化的数据，从而，利用LNG等混合燃料液体冷却超导电缆，实现电力/LNG一体化输送，可共用能源通道，提高整体效率，降低综合成本，为能源互联网建设提供先进技术方案。Bi-2223超导带材作为目前最佳的可用于能源一体化输送管道中超导电缆本体中的导体，其在能源管道用超导电缆中工作环境温度为85-90K，然而，目前国内外缺乏能够对Bi-2223超导带材在LNG温区中的变温变磁场环境下的临界电流测试平台、缺乏对Bi-2223超导带材在这一温区中的载流能力缺乏系统化的实验数据以及缺乏对LNG温区超导电缆周围的强磁场环境的变化引起超导电缆临界电流的变化没有实验测试平台；此外，LNG对温度要求的安全性要求需要进一步提升，装置对温升的测量准确度与精细度也需要进一步提高。

本发明的目的是建立超导带材及超导电缆在LNG温区的变温变磁场环境下的临界电流测试平台，从而填补Bi-2223超导带材及超导电缆在LNG温区的不同磁场环境下的临界电流特性的数据空白，以更好地推动高温超导带材的应用。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了填补Bi-2223超导带材及超导电缆在LNG温区的不同磁场环境下的临界电流特性的数据空白，以更好地推动高温超导带材以及超导电缆的应用，本发明提供了一种LNG温区的超导带材及电缆的变温变磁场临界电流测试平台，该测试平台包括样品室、样品台、背景磁场磁体系统、温控装置和工况机，所述工况机与所述背景磁场磁体系统、所述温控装置通信连接；