【摘要】：隨著超導技術的不斷發(fā)展,第二代高溫超導帶材在性能和制備工藝上取得了巨大的進步,并實現(xiàn)了大規(guī)模的商業(yè)化生產。第二代高溫超導帶材具有高載流能力,低損耗和很強的機械特性的特點。盡管如此,單根超導帶材載流有限,多根并聯(lián)使用不可避免。基于第二代高溫超導帶材,國際上提出了多種超導導體結構,如CORC(Conductor On Round Core)導體、TSTC(Twisted Stacked-Tapes Cable)導體和準各向同性導體等。本文提出了一種準各向同性高工程電流密度高溫超導導體。該導體由內部扭絞的準各向同性導體和外部電力常規(guī)超導電纜層兩部分構成,即用扭絞的準各向同性導體替換電力電纜的基體而構成的導體。該導體能通過選擇合適的準各向同性導體的扭距和電力電纜的螺距使其臨界工程電流密度大大提高。所提出的導體具有準各向同性的臨界電流、高的工程電流密度以及易于彎曲的優(yōu)點。本文還闡述了導體的制作流程,重點敘述了內部準各向同性導體的扭絞方法和導體銅端子的制作流程。利用數(shù)值計算方法計算了導體臨界工程電流密度與內部扭絞的準各向同性導體的扭距、外部電力電纜螺距以及電力電纜層數(shù)間的關系。提出了一種計算扭絞的準各向同性導體磁場分布的模型,利用該模型能快速準確的計算出扭絞的準各向同性導體的磁場分布情況。利用實驗方法研究了導體臨界工程電流密度與準各向同性導體扭距和電力電纜螺距間的關系,驗證了數(shù)值計算的準確性,并得出限制導體臨界工程電流密度增大的主要因素。實驗測量了導體的電流轉移長度。利用電路模擬電流在超導帶材各層中的轉移過程,提出了一種在考慮多基體層的情況下計算單根超導帶材電流轉移長度的方法,并利用實驗驗證了該方法的準確性。
【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】：2019
【分類號】：TM26
【圖文】：

圖１－１邋ＣＯＲＣ導體結構示意圖ｈｓｉ逡逑Ｄ．邋Ｃ．邋ｖａｎ邋ｄｅｒ邋Ｌａａｎ等人又在２０１３年提出采用了邋ＲＥＢＣＯ涂層導體制作的逡逑ＣＯＲＣ導體，其結構如圖１－２所示。這種ＣＯＲＣ導體可以應用于２０邋Ｔ的高場下，逡逑該導體結構在溫度為４．２邋Ｋ，磁場為１９邋Ｔ的測量條件下臨界電流為５０２１邋Ａ，電逡逑流密度非常高，可達到１Ｍ邋Ａ／ｍｎ０１９】。逡逑圖１－２采用ＣＯＲＣ導體制作的高場磁體線圈ｙ逡逑２、ＴＳＴＣ導體逡逑ＴＳＴＣ邋（Ｔｗｉｓｔｅｄ邋Ｓｔａｃｋｅｄ－Ｔａｐｅｓ邋Ｃａｂｌｅ）導體是由麻省理工學院（ＭＩＴ）的邋Ｍ．逡逑Ｔａｋａｙａｓｕ和Ｌ．邋Ｃｈｉｎｅｓａ等人提出的一種新型超導導體結構。這種導體是將帶材逡逑平行并列堆疊形成矩形截面，并進行一定的扭絞，外加絕緣或金屬包套所形成逡逑的高溫超導導體１其樣品如圖１－３所示，其結構簡化不意圖如圖１－４所示。逡逑圖１－３邋３２根ＹＢＣＯ超導帶制作的ＴＳＴＣ樣品逡逑圖１－４邋ＴＳＴＣ導體結構簡化示意圖逡逑ＴＳＴＣ導體優(yōu)點是具有極高的臨界電流和良好的彎曲特性。由３２根寬度為逡逑４．０邋ｍｍ，厚度為０．０９８邋ｍｍ的高溫超導帶材堆疊而成的ＴＳＴＣ導體，在液氮７７邋Ｋ逡逑

基體邐~2旋~屓頻某糬/材逡逑圖１－１邋ＣＯＲＣ導體結構示意圖ｈｓｉ逡逑Ｄ．邋Ｃ．邋ｖａｎ邋ｄｅｒ邋Ｌａａｎ等人又在２０１３年提出采用了邋ＲＥＢＣＯ涂層導體制作的逡逑ＣＯＲＣ導體，其結構如圖１－２所示。這種ＣＯＲＣ導體可以應用于２０邋Ｔ的高場下，逡逑該導體結構在溫度為４．２邋Ｋ，磁場為１９邋Ｔ的測量條件下臨界電流為５０２１邋Ａ，電逡逑流密度非常高，可達到１Ｍ邋Ａ／ｍｎ０１９】。逡逑圖１－２采用ＣＯＲＣ導體制作的高場磁體線圈ｙ逡逑２、ＴＳＴＣ導體逡逑ＴＳＴＣ邋（Ｔｗｉｓｔｅｄ邋Ｓｔａｃｋｅｄ－Ｔａｐｅｓ邋Ｃａｂｌｅ）導體是由麻省理工學院（ＭＩＴ）的邋Ｍ．逡逑Ｔａｋａｙａｓｕ和Ｌ．邋Ｃｈｉｎｅｓａ等人提出的一種新型超導導體結構。這種導體是將帶材逡逑平行并列堆疊形成矩形截面，并進行一定的扭絞，外加絕緣或金屬包套所形成逡逑的高溫超導導體１其樣品如圖１－３所示，其結構簡化不意圖如圖１－４所示。逡逑圖１－３邋３２根ＹＢＣＯ超導帶制作的ＴＳＴＣ樣品逡逑圖１－４邋ＴＳＴＣ導體結構簡化示意圖逡逑ＴＳＴＣ導體優(yōu)點是具有極高的臨界電流和良好的彎曲特性。由３２根寬度為逡逑４．０邋ｍｍ，厚度為０．０９８邋ｍｍ的高溫超導帶材堆疊而成的ＴＳＴＣ導體，在液氮７７邋Ｋ逡逑

基體邐~2旋~屓頻某糬/材逡逑圖１－１邋ＣＯＲＣ導體結構示意圖ｈｓｉ逡逑Ｄ．邋Ｃ．邋ｖａｎ邋ｄｅｒ邋Ｌａａｎ等人又在２０１３年提出采用了邋ＲＥＢＣＯ涂層導體制作的逡逑ＣＯＲＣ導體，其結構如圖１－２所示。這種ＣＯＲＣ導體可以應用于２０邋Ｔ的高場下，逡逑該導體結構在溫度為４．２邋Ｋ，磁場為１９邋Ｔ的測量條件下臨界電流為５０２１邋Ａ，電逡逑流密度非常高，可達到１Ｍ邋Ａ／ｍｎ０１９】。逡逑圖１－２采用ＣＯＲＣ導體制作的高場磁體線圈ｙ逡逑２、ＴＳＴＣ導體逡逑ＴＳＴＣ邋（Ｔｗｉｓｔｅｄ邋Ｓｔａｃｋｅｄ－Ｔａｐｅｓ邋Ｃａｂｌｅ）導體是由麻省理工學院（ＭＩＴ）的邋Ｍ．逡逑Ｔａｋａｙａｓｕ和Ｌ．邋Ｃｈｉｎｅｓａ等人提出的一種新型超導導體結構。這種導體是將帶材逡逑平行并列堆疊形成矩形截面，并進行一定的扭絞，外加絕緣或金屬包套所形成逡逑的高溫超導導體１其樣品如圖１－３所示，其結構簡化不意圖如圖１－４所示。逡逑圖１－３邋３２根ＹＢＣＯ超導帶制作的ＴＳＴＣ樣品逡逑圖１－４邋ＴＳＴＣ導體結構簡化示意圖逡逑ＴＳＴＣ導體優(yōu)點是具有極高的臨界電流和良好的彎曲特性。由３２根寬度為逡逑４．０邋ｍｍ，厚度為０．０９８邋ｍｍ的高溫超導帶材堆疊而成的ＴＳＴＣ導體，在液氮７７邋Ｋ逡逑

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 于笑瀟;資劍;吳根;楊濤;;高溫超導研究進展與趨勢[J];科技中國;2018年07期

2 周興江;;高溫超導的發(fā)展歷程及其重要意義[J];科學通報;2017年08期

3 何瑋怡;;高溫超導強電技術的研發(fā)和應用[J];技術與市場;2016年10期

4 詹媛;;趙忠賢:半個世紀的超導人生[J];黨員干部之友;2017年02期

5 孫天任;;趙忠賢:做科研從未想過拿獎[J];科學世界;2017年04期

6 白國龍;;趙忠賢:坐得住“冷板凳”才能一戰(zhàn)成名[J];創(chuàng)新時代;2017年04期

7 詹媛;;一輩子都在尋找更好的超導材料——記國家最高科技獎得主趙忠賢[J];云南教育(視界綜合版);2017年02期

8 余瑋;;趙忠賢:忠于初心的超導賢才[J];黃河.黃土.黃種人;2017年09期

9 羅貞禮;韓征和;;高溫超導復雜產品國外近期應用態(tài)勢及對我們的啟示[J];新材料產業(yè);2009年01期

10 羅貞禮;韓征和;;我國高溫超導復雜產品定位分析及近期應用前景[J];新材料產業(yè);2009年05期

相關會議論文 前10條

1 李明亞;陳興品;韓征和;;鉍系高溫超導粉體的處理與相組成的控制研究[A];第十五屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2008年

2 蔡傳兵;;高溫超導涂層導體中力學問題[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

3 王金星;;高溫超導在磁共振成像中的應用[A];2000年材料科學與工程新進展（上）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

4 李印威;馬琰銘;;高壓下硫化氫的高溫超導[A];第十八屆中國高壓科學學術會議縮編文集[C];2016年

5 任麗;徐穎;唐躍進;石晶;李敬東;;150kJ/100kW直接冷卻高溫超導磁儲能系統(tǒng)[A];第一屆全國儲能科學與技術大會摘要集[C];2014年

6 石晶;劉洋;唐躍進;任麗;徐穎;李敬東;;100kJ/50kW直接冷卻高溫超導磁儲能系統(tǒng)[A];第一屆全國儲能科學與技術大會摘要集[C];2014年

7 劉偉;劉勇;張興義;周軍;周又和;;高溫超導接頭研制進展[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

8 欒廣富;項立崢;黃定忠;王德豐;;高溫超導電動機研制和試驗研究[A];上海市制冷學會二○○一年學術年會論文集[C];2001年

9 崔芙蓉;羅正祥;賴聲禮;;準光學諧振腔測高溫超導表面電阻及其分布[A];1999年全國微波毫米波會議論文集(下冊)[C];1999年

10 林良真;;高溫超導體及其電力應用研究[A];全國電工理論與新技術學術年會（CTEE'2001）論文集[C];2001年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 李艷;后來居上 高溫超導重大突破令世界震驚[N];科技日報;2019年

2 記者 桂運安;我科學家揭示高溫超導秘密[N];安徽日報;2019年

3 本報記者 李艷;趙忠賢：探尋超導世界“新高度”[N];科技日報;2017年

4 本報記者 張保淑;醉心超導五十載 寒梅再度為君開[N];人民日報海外版;2017年

5 本報記者 詹媛;一輩子都在尋找更好的超導材料[N];光明日報;2017年

6 經濟日報·中國經濟網記者 杜芳;半個世紀的超越與導引[N];經濟日報;2017年

7 本報記者 喻思孌;趙忠賢 半世紀研磨超導體[N];人民日報;2017年

8 記者 吳苡婷;為理解高溫超導機理提供新線索[N];上�？萍紙�;2017年

9 本報記者 張保淑;走向“高溫超導”新境界[N];人民日報海外版;2017年

10 記者 趙姝婧;我國高溫超導應用研究取得重大突破[N];新清華;2012年

相關博士學位論文 前10條

1 張慧麗;高溫超導太赫茲輻射源的性能研究[D];南京大學;2019年

2 李敏娟;高溫超導涂層導體的各向異性及磁傳輸特性研究[D];上海大學;2018年

3 徐杰;高溫超導電磁懸浮控制技術研究[D];國防科學技術大學;2016年

4 韓正男;高溫超導電樞繞組電機關鍵技術的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

5 張瀚;自屏蔽型低壓大電流高溫超導直流電纜關鍵技術的研究[D];華北電力大學(北京);2017年

6 姜在強;10MW高溫超導風力發(fā)電機關鍵技術研究[D];電子科技大學;2018年

7 任仲友;永磁導軌上高溫超導磁懸浮的實驗研究與數(shù)值計算[D];西南交通大學;2004年

8 漆漢宏;高溫超導dc-SQUIDs及其渦流無損檢測方法研究[D];燕山大學;2004年

9 邊為民;Bi系高溫超導體的分析電子顯微鏡研究[D];東北大學;1997年

10 周羽生;高溫超導脈沖功率應用電磁特性的基礎研究[D];華中科技大學;2006年

相關碩士學位論文 前10條

1 徐靖捷;±10kV/6kA雙極同軸高溫超導直流電纜通電導體的設計研究[D];北京交通大學;2019年

2 吳爽;6.6MVA高溫超導牽引變壓器電磁設計分析[D];北京交通大學;2019年

3 陳浩;準各向同性高工程電流密度高溫超導導體及其性能研究[D];華北電力大學(北京);2019年

4 周永康;第二代高溫超導扭絞方形細線電磁特性的實驗與仿真研究[D];上海交通大學;2018年

5 王從貴;高溫超導勵磁磁通切換電機設計[D];中國石油大學(華東);2017年

6 郭超;新型高溫超導方形線電磁及力學特性的實驗研究[D];內蒙古工業(yè)大學;2018年

7 華德訓;高溫超導多工器的研究與設計[D];杭州電子科技大學;2018年

8 展曉斐;高溫超導大電流導體特性研究[D];華中科技大學;2017年

9 宋國省;高溫超導直流電纜的交流紋波損耗研究[D];華北電力大學(北京);2018年

10 高博;R_4CuO_7Fe_2Se_2（R=稀土）系高溫超導候選材料的設計、物性研究及合成探索[D];武漢理工大學;2016年

本文編號：2798911