[发明专利]一种基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体

说明书

本发明公开一种基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体。所述基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体包括超导线芯、金属箔、金属填充物和金属包套。所述超导线芯包括经多丝化处理的第二代REBCO高温超导带材、金属填充物和金属骨架。所述超导线芯由两种不同规格的超导带材围绕金属骨架堆叠扭绞组成。所述多丝化处理指用激光切割超导带材形成沟槽后电镀覆铜的处理过程。本发明采用的高温超导带材由于经过多丝化处理，能够有效地降低超导导体的磁化损耗，同时通过扭绞的方式降低了耦合损耗，从而有效降低了超导导体运行时的交流损耗。

技术领域

本发明涉及超导技术应用领域，特别是涉及一种基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，我国的供电量需求持续增长，为了应对人口密集的大城市土地资源稀缺、输电走廊紧张的困境，超导输电技术备受关注。为了满足电力输送的载流需求，需要将超导带材堆叠成不同结构的导体，如CORC(Conductor On Round Core)导体、TSTC(Twisted Stacked-Tapes Cable)导体、RACC(RoebelAssembled CoatedConductor)导体、Q-IS(Quasi-isotropic)导体等。超导导体需要运行在低温环境下，较高的制冷成本限制了其大规模的应用。而超导导体运行时产生的交流损耗是超导输电系统中的主要热源之一，因此降低超导导体交流损耗对超导导体的实际应用具有重要意义。基于上述情况，本发明提出了一种新型的高温超导导体结构，能够有效地降低高温超导导体运行时产生的交流损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体，以降低高温超导导体运行时产生的交流损耗。

为了实现上述目的，本发明提供了如下方案。

一种基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体，其特征在于，所述高温超导导体包括超导线芯、金属箔、金属填充物和金属包套。所述超导线芯包括经多丝化处理的第二代REBCO高温超导带材、金属填充物和金属骨架。所述超导线芯由两种不同规格的超导带材围绕金属骨架堆叠扭绞而成，其横截面为正方形。所述金属填充物填充所述超导带材和所述金属骨架之间的空隙。所述超导线芯外侧包覆所述金属箔，所述金属箔外侧包裹所述金属填充物，所述金属填充物外侧套有所述金属包套。

所述超导线芯中高温超导带材的堆叠方式为：在金属骨架上下沿水平方向平行布置相同数量的Ⅰ型超导带材；在金属骨架左右沿垂直方向平行布置相同数量的Ⅱ型超导带材，且该超导带材的宽度为上下两侧布置的超导带材之间空隙的长度。所述超导线芯的扭绞方式为：沿中心轴方向扭绞。所述金属骨架为空心金属骨架，内部可通过液氮、液氦等低温介质。所述超导线芯中的金属骨架半径可根据载流需求调整，通过减小金属骨架半径、增加沿竖直方向布置的Ⅱ型超导带材的数量的方式提高载流量。

所述高温超导带材的多丝化处理方式为：采用激光沿超导带材表面切割至超导层形成均匀排布的沟槽后在沟槽处电镀覆铜，沟槽的数量可以根据需求灵活调整。

所述金属骨架的材料为铝、铜或者合金。

所述金属箔的材料为铝、铜或者合金。

所述金属填充物的材料为铝、铜或者合金。

所述金属包套的材料为铝、铜或者合金。

本发明的有益效果：本发明提供的基于多丝化处理的低交流损耗高温超导导体采用了经多丝化处理的超导带材，一方面，能够有效降低超导导体运行时产生的磁化损耗，同时通过扭绞的方式降低了超导导体运行时产生的耦合损耗，从而能够有效降低超导导体运行时产生的交流损耗；另一方面，经多丝化处理后的超导带材具有更好的弯曲特性，从而使超导导体具有更好的机械特性。本发明所述超导线芯中的金属骨架可通过低温介质，能及时将超导导体运行时产生的热能传递走，提高了高温超导导体运行时的热稳定性。

附图说明