本文關鍵詞：各向同性高溫超導股線機械特性研究

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【摘要】：隨著高溫超導技術的發(fā)展,高溫超導涂層導體ReBCO CC在相關性能上如臨界電流、各向異性等有了巨大的進步,使得運用高溫超導涂層導體制作電力設備如超導變壓器、超導電纜、超導限流器、超導發(fā)電機等成為可能。另外,利用超導帶材制作高電流密度的超導導體的研究也在如火如荼的展開,已提出多種導體結構如TSTC、CORC、Roebel Cable等。本文提出了一種基于第二代高溫超導涂層導體的新型股線結構,這種結構具有各向同性的特點,首先介紹了股線的基本結構,闡明了股線內部超導帶材的排列方式以及制作方法,敘述了金屬填充物的基本規(guī)格以及金屬包套的加工方案,然后,介紹了超導股線端部處理方法。根據(jù)各向同性高溫超導股線的結構特點,按照等比例原則建立起股線的磁場仿真模型,分析了股線橫截面的磁場分布,并計算了股線內部超導線芯的電感分布,并建立計算模型求得股線在自場下的臨界電流,搭建實驗平臺,測量實驗樣品股線臨界電流加以驗證。對股線的拉伸特性以及彎曲特性進行研究,通過實驗測量不同拉力下股線的臨界電流變化情況,確定股線的臨界拉伸應力；彎曲特性的研究首先針對股線結構分析在股線彎曲時其內部帶材的彎曲情況,建立了帶材測量彎曲的應變模型,通過實驗測量帶材在彎曲狀態(tài)下的臨界彎曲半徑,最后針對股線作彎曲實驗,得到股線的臨界彎曲半徑。股線的交流損耗可以通過扭絞技術降低,但是若扭矩過小,超導材料的臨界電流會降低,首先對單根超導帶材進行了扭絞幾何建模,計算其扭絞應變,并設計了一種扭絞模具確保扭絞實驗的準確性,通過實驗測量超導帶材的臨界電流以得出帶材的臨界扭矩；最后對超導股線進行扭絞實驗,分析出股線的臨界扭矩,為股線在未來的實際應用中提供參考依據(jù)。
【關鍵詞】：高溫超導體 高溫超導股線 臨界電流 機械特性 彎曲特性 拉伸特性 扭矩
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM26
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及目的和意義10-11
• 1.2 高溫超導涂層導體11-12
• 1.3 高電流密度超導導體研究研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 TSTC超導導體結構12-13
• 1.3.2 Roebel Cable13-14
• 1.3.3 CORC14
• 1.3.4 Flat Cable14-15
• 1.3.5 高溫超導電纜15
• 1.4 本課題的主要研究內容15-17
• 第2章 各向同性高溫超導股線設計與制作17-26
• 2.1 各向同性高溫超導股線的設計17-18
• 2.2 各向同性高溫超導股線的制作過程18-25
• 2.2.1 各項同性高溫超導股線超導線芯的制作18-20
• 2.2.2 鋁箔及金屬填充物20-21
• 2.2.3 金屬包套的制作與加工21-22
• 2.2.4 超導股線的銅端子及電流接頭的制作22-25
• 2.3 本章小結25-26
• 第3章 各向同性高溫超導股線的臨界電流特性研究26-36
• 3.1 臨界電流的計算26-30
• 3.1.1 高溫超導涂層導體的仿真模型26
• 3.1.2 各向同性高溫超導股線的電磁仿真26-28
• 3.1.3 各向同性高溫超導股線的電感分布計算28-29
• 3.1.4 各向同性高溫超導股線的臨界電流計算29-30
• 3.2 超導股線的臨界電流測試30-33
• 3.2.1 實驗電路30-32
• 3.2.2 臨界電流測試實驗32-33
• 3.3 臨界電流實驗結果分析33-35
• 3.3.1 實驗數(shù)據(jù)33
• 3.3.2 接觸電阻處理33-34
• 3.3.3 測量結果分析34-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第4章 各向同性高溫超導股線的拉伸特性及彎曲特性研究36-48
• 4.1 高溫超導股線的拉伸特性36-39
• 4.1.1 高溫超導股線的拉伸實驗36-38
• 4.1.2 拉伸實驗結果分析38-39
• 4.2 高溫超導股線的彎曲特性39-47
• 4.2.1 股線彎曲的理論分析39-41
• 4.2.2 帶材側向彎曲實驗41-43
• 4.2.3 股線彎曲實驗43
• 4.2.4 實驗結果43-47
• 4.3 本章小結47-48
• 第5章 各向同性高溫超導股線的扭絞特性研究48-58
• 5.1 扭絞應變建模48-49
• 5.2 帶材扭絞實驗49-54
• 5.2.1 帶材扭絞模具的設計與加工49-51
• 5.2.2 帶材扭絞實驗51-52
• 5.2.3 帶材扭絞實驗結果52-53
• 5.2.4 帶材扭絞實驗結果與計算結果對比53-54
• 5.3 各向同性高溫超導股線扭絞實驗54-56
• 5.3.1 股線扭絞模具的設計與加工54-55
• 5.3.2 各向同性高溫超導股線扭絞實驗55-56
• 5.3.3 股線扭絞實驗結果56
• 5.4 本章小結56-58
• 第6章 總結與展望58-60
• 6.1 總結58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及項目參與情況64-65
• 致謝65

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2 鄭s，

本文編號：1083319