YBCO超導方形線電纜的交流損耗特性研究
發(fā)布時間：2021-04-06 22:58
在全世界人口及經(jīng)濟的飛速增長下,隨之帶來供電需求量不斷增大,目前常用的傳統(tǒng)電纜的有限電流容量已成為當今電纜不可忽視的缺陷。高溫超導電纜作為新開發(fā)出的新型電纜,擁有大容量、高效率、低損耗等優(yōu)點。但這種新型電纜在通電情況下產(chǎn)生的交流損耗會增加制冷系統(tǒng)的成本,這直接成為超導電纜難以商業(yè)化大量使用的重要原因之一。超導線材是制作電纜至關重要的材料,超導線材在應用于超導電力設備時,外界磁場會影響其通電特性。為減少外界磁場對超導線材臨界電流和交流損耗特性的影響,本文采用了上海交通大學自主研發(fā)的新型超導線材制成了電纜,此新型超導線材橫截面積為1mm×1mm,能夠提高載流能力并且有較好的機械性和通電性能。本文首先對這種單根新型超導方形線的臨界電流、交流損耗等通電特性進行了測試分析,并從中挑選出14根臨界電流相同的超導方形線制作成長為50cm內(nèi)直徑為6mm的圓筒形YBCO超導方形線電纜,其次從實驗角度分析了 YBCO超導方形線電纜的交流損耗特性,最后選擇與方形線電纜尺寸相同的六邊形YBCO電纜進行對比,針對引線高度、通電頻率進行通電特性分析,將兩者交流損耗特性進行研究分析,并總結(jié)交流損耗影響。實驗結(jié)果表明...
【文章來源】：延邊大學吉林省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１?Ｂｉ－２２２３超導線材橫截面??Ｆｉｇ．?２－１?Ｂｉ－２２２３?ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｗｉｒｅ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ??
銹鋼作為基帶，ＡＭＳＣ公司采用ＲＡＢｉＴＳ／ＭＯＤ技術，其制備的ＹＢＣＯ線材基帶為??具有鐵磁性質(zhì)鎳鎢合金材料，故而此種線材被稱為鐵磁基帶超導線材［２１］。??ＹＢＣＯ線材的生產(chǎn)采用鍍膜技術，超導層截面為矩形。圖２－２為單根ＹＢＣＯ－??ＮｉＷ高溫超導線材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。Ｙ系線材中具有超導性能的只有ＹＢＣＯ涂層，它??是在基帶ＮｉＷ層表面涂了一層厚度僅為帶狀薄薄的ＹＢＣＯ涂層，銅的作用為加固??層保護ＹＢＣＯ超導層。ＹＢＣＯ線材與第一代Ｂｉ系超導線材相比，擁有高電流密度，??低臨界電流溫度的優(yōu)點，以及制作工藝上不使用貴重金屬等。??ＹＢＣＯ線材超導部分厚約為０．００１？０．２ｍｍ，寬約為４．０？４．１８ｍｍ，絕緣后??線材的寬厚度為４．３１?ｍｍ?Ｘ?０．３３?ｍｍ，單根ＹＢＣＯ線材臨界電流約為１１０?Ａ。??ＹＢＣＯ－ＮｉＷ線材超導部分厚約為０．００１？０．２５ｍｍ，寬約為４．０？４．３ｍｍ，絕緣后線??材的寬厚度為４．４３?ｍｍ?Ｘ?〇．３８ｍｍ
＾焊接和ＩＳ過程??—ｆ纖?＾?ｉ?ｒ??圖２－３超導方形線封裝示意圖??Ｆｉｇ．?２－３?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｓｑｕａｒｅ?ｗｉｒｅ?ｐａｃｋａｇｅ??圖２－４超導方形線實物圖??Ｆｉｇ．?２－４?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｓｑｕａｒｅ?ｌｉｎｅ??多根ＹＢＣＯ細絲封裝起來后其橫截面接近正方形，其物理強度得到了提升，??縱寬比變小，封裝完成的堆疊結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出良好的機械強度，可大量應用于超導??電力設備的制作中，擴大了超導線材的使用范圍。研宄中心制造出多種堆疊方??式的方形線材，其中分為１根超細絲加５根銅基帶、２根超細絲加４根銅基帶、??３根超細絲加３根銅基帶、４根超細絲加２根銅基帶、５根超細絲加１根銅基帶、??６根超細絲加０根銅基帶的多種組合。隨著方形線內(nèi)部超導細絲的增加臨界電流??也隨之升高［２３】。例如，由２根超導細絲４根銅基帶組成的方形線臨界電流約為??７２Ａ？９０Ａ，由４根超導細絲２根銅基帶組成的方形線臨界電流約為１５２Ａ－１６０Ａ，??由６根超導細絲０根銅基帶封裝而成的超導方形線，臨界電流約為２４０－２６０Ａ。??２．３單根高溫超導體的交流損耗分類??將高溫超導材料放在變化的磁場或交流電中時
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型高溫超導方形線的制備及基礎特性研究[J]. 周永康,李柱永,謝增林,徐友剛,沈曉峰,朱園庭,吳明文,郭超,劉佳晨,席東民. 低溫與超導. 2017(05)
[2]具有多層結(jié)構(gòu)的BSCCO電纜交流損耗測量研究[J]. 唐先莉,馬勇虎. 低溫與超導. 2017(02)
[3]YBCO-NiW超導電纜中導體層的交流損耗測量研究[J]. 唐先莉,馬勇虎. 低溫與超導. 2016(09)
[4]低溫絕緣高溫超導電纜電流分布研究[J]. 韓云武,宗曦華,郭仁春. 技術與市場. 2016(07)
[5]高溫超導電纜絕緣層材料及絕緣厚度基本設計原理[J]. 王醒東. 新材料產(chǎn)業(yè). 2015(12)
[6]基帶材料對單層高溫超導電纜模型交流損耗的影響[J]. 姚志浩,姚林朋,李柱永,甘慧勇,李懷軍,艾學智. 低溫與超導. 2015(09)
[7]超導限流器綜述[J]. 信贏. 南方電網(wǎng)技術. 2015(03)
本文編號：3122303
【文章來源】：延邊大學吉林省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１?Ｂｉ－２２２３超導線材橫截面??Ｆｉｇ．?２－１?Ｂｉ－２２２３?ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｗｉｒｅ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ??
銹鋼作為基帶，ＡＭＳＣ公司采用ＲＡＢｉＴＳ／ＭＯＤ技術，其制備的ＹＢＣＯ線材基帶為??具有鐵磁性質(zhì)鎳鎢合金材料，故而此種線材被稱為鐵磁基帶超導線材［２１］。??ＹＢＣＯ線材的生產(chǎn)采用鍍膜技術，超導層截面為矩形。圖２－２為單根ＹＢＣＯ－??ＮｉＷ高溫超導線材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。Ｙ系線材中具有超導性能的只有ＹＢＣＯ涂層，它??是在基帶ＮｉＷ層表面涂了一層厚度僅為帶狀薄薄的ＹＢＣＯ涂層，銅的作用為加固??層保護ＹＢＣＯ超導層。ＹＢＣＯ線材與第一代Ｂｉ系超導線材相比，擁有高電流密度，??低臨界電流溫度的優(yōu)點，以及制作工藝上不使用貴重金屬等。??ＹＢＣＯ線材超導部分厚約為０．００１？０．２ｍｍ，寬約為４．０？４．１８ｍｍ，絕緣后??線材的寬厚度為４．３１?ｍｍ?Ｘ?０．３３?ｍｍ，單根ＹＢＣＯ線材臨界電流約為１１０?Ａ。??ＹＢＣＯ－ＮｉＷ線材超導部分厚約為０．００１？０．２５ｍｍ，寬約為４．０？４．３ｍｍ，絕緣后線??材的寬厚度為４．４３?ｍｍ?Ｘ?〇．３８ｍｍ
＾焊接和ＩＳ過程??—ｆ纖?＾?ｉ?ｒ??圖２－３超導方形線封裝示意圖??Ｆｉｇ．?２－３?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｓｑｕａｒｅ?ｗｉｒｅ?ｐａｃｋａｇｅ??圖２－４超導方形線實物圖??Ｆｉｇ．?２－４?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｓｑｕａｒｅ?ｌｉｎｅ??多根ＹＢＣＯ細絲封裝起來后其橫截面接近正方形，其物理強度得到了提升，??縱寬比變小，封裝完成的堆疊結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出良好的機械強度，可大量應用于超導??電力設備的制作中，擴大了超導線材的使用范圍。研宄中心制造出多種堆疊方??式的方形線材，其中分為１根超細絲加５根銅基帶、２根超細絲加４根銅基帶、??３根超細絲加３根銅基帶、４根超細絲加２根銅基帶、５根超細絲加１根銅基帶、??６根超細絲加０根銅基帶的多種組合。隨著方形線內(nèi)部超導細絲的增加臨界電流??也隨之升高［２３】。例如，由２根超導細絲４根銅基帶組成的方形線臨界電流約為??７２Ａ？９０Ａ，由４根超導細絲２根銅基帶組成的方形線臨界電流約為１５２Ａ－１６０Ａ，??由６根超導細絲０根銅基帶封裝而成的超導方形線，臨界電流約為２４０－２６０Ａ。??２．３單根高溫超導體的交流損耗分類??將高溫超導材料放在變化的磁場或交流電中時
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型高溫超導方形線的制備及基礎特性研究[J]. 周永康,李柱永,謝增林,徐友剛,沈曉峰,朱園庭,吳明文,郭超,劉佳晨,席東民. 低溫與超導. 2017(05)
[2]具有多層結(jié)構(gòu)的BSCCO電纜交流損耗測量研究[J]. 唐先莉,馬勇虎. 低溫與超導. 2017(02)
[3]YBCO-NiW超導電纜中導體層的交流損耗測量研究[J]. 唐先莉,馬勇虎. 低溫與超導. 2016(09)
[4]低溫絕緣高溫超導電纜電流分布研究[J]. 韓云武,宗曦華,郭仁春. 技術與市場. 2016(07)
[5]高溫超導電纜絕緣層材料及絕緣厚度基本設計原理[J]. 王醒東. 新材料產(chǎn)業(yè). 2015(12)
[6]基帶材料對單層高溫超導電纜模型交流損耗的影響[J]. 姚志浩,姚林朋,李柱永,甘慧勇,李懷軍,艾學智. 低溫與超導. 2015(09)
[7]超導限流器綜述[J]. 信贏. 南方電網(wǎng)技術. 2015(03)
本文編號：3122303
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