住友電氣大電流高溫超導電線材料制成

日本住友電氣工業公司最近開發出可通大電流的實用性較強的高溫超導電線材料。在電阻為零的狀態下,這種材料所能通過的電流密度為銅線的350倍,堪稱世界之最。

作為日本和巴西間技術協作的一環,從1980年度進行了“關于鈮利用技術的研究”日本在超導電技術方面在世界上領先,巴西的鈮埋藏量占全世界的大約80％,雙方進行協作,目標是要在超導電部門有效利用鈮。

100m級MgB2超導電線材的開發

根據iter電流引線的要求,設計和試驗了分別由全鈹銅(be2%cu)、全不銹鋼(ss)和二元金屬(becu/ss)三種不同類型分流器制作的68ka電流引線的1/90試件。研究了超導段各組件的性能,詳細討論了失冷故障實驗結果。結果表明,對比全鈹銅和全不銹鋼分流器,二元分流器制作的超導模件更能夠提高安全性以及減小冷端漏熱,滿足iter高安全性和低熱負荷的要求。

cicc超導導體性能測試用50ka超導變壓器由初級線圈和次級線圈組成,初級線圈浸泡在4.2k液氦低溫杜瓦中,次級線圈為cicc導體采用4.2k/354637pa超臨界氦迫流冷卻,液氦和超臨界氦均由500w/4.5k制冷機提供,變壓器低溫杜瓦的理論液氦蒸發率為1.52l/h。為減少電流引線漏熱,超導變壓器采用bi-2223/agau高溫超導(hts)二元電流引線,并且在頸管中部設計了一個新型的直接用液氮冷卻的熱截流裝置來截斷電流引線高溫端的熱流;最后對銅電流引線部分進行了尺寸優化計算,得到最佳截面積和直徑分別為28mm2和6mm。

提高鍍鋅原板反復彎曲合格率

基于壓電元件的彈性波檢測技術是近年來發展起來的一種智能檢測技術。筆者在實驗室條件下把基于彈性波的損傷主動監測技術應用到導電線路的導線狀態監測中,分別模擬了覆冰、外懸掛物體狀態形式,提取了導線在不同狀態監測信號的幅值、峰值到達時間、信號的功率譜密度以進行不同狀態的辨識研究。研究結果表明:基于彈性波的主動監測技術具備導電線路導線狀態監測的潛力,同時,采用功率譜密度作為導線狀態監測特征信息可以較好地進行導線不同狀態形式的辨識。

**資訊http://www.***.***

東京電力和住友電氣工業將于2001年6月進行高溫超導電纜線的通電實驗,2010年前后在東京中心區域進行實用化。目前地下管線為內徑150mm,最大送電能力為約10萬kw。如果高溫超電導纜線能夠用于實際送電,其送電能力將增大10倍;達到100萬kw。由于在人口密集的城市中心建筑電力傳送設施的成本本來就很高,因此即使采用77k的液氮進行冷卻來實現

據海外媒體報道,普林斯頓大學的研究人員發現了一種具有"雙重性格"新型晶體材料:在極低溫度下,晶體內部表現與普通超導體類似,能以零電阻導電;同時,它的表面是仍有電阻的金屬,能傳輸電流。相關研究成果發表于近期的《自然·物理學》雜志上。

在無限長堆疊帶材模型的基礎上對高溫超導電流引線的交流損耗建立了新的計算模型,即正十二邊形骨架計算模型。由于正十二邊形對稱性,通過建立合適的坐標系,對坐標進行旋轉即可求出每堆帶材處的磁場。使用matlab編程計算并得出一系列電流下的交流損耗值,通過將所得數據繪成圖形,比較了不同電流下穿透深度及交流損耗的大小。然后搭建實驗平臺,測量了不同頻率下電流引線的交流損耗,并將理論與實驗對比,得到較好的一致性。

與常規電機相比,超導電機具備功率密度和體積優勢。當今,實際制作超導電機的成本非常巨大,若設計有誤,會給設計方和開發方造成巨大的經濟損失。而maxwell仿真軟件的rmxprt模塊,可以利用可視化模窗口模擬出超導電機的尺寸和電磁特性,以及各項性能參數,得到的計算結果可以為超導電機設計提供有效參考,降低設計時間與成本。提供了超導電機的主要流程,可以較為清晰地分析超導電機性能變化的規律,為最佳方案設計提供可信參考。并解決了電機效率低下,避免磁場飽和過剩等問題。

電車導電線用銅-鎂合金

北京譜儀(besiii)超導磁體是為北京正負電子對撞機二期改造工程(bepcii)制造的超導探測器磁體.它采用了國際上先進的兩相氦間接冷卻方式及線圈內繞技術.其超導線為鋁穩定體nbti/cu超導電纜.由于生產工藝上長度的限制,besiii超導電纜由三段電纜焊接而成.焊接匝電阻必須限制在一定范圍內,以免產生過大的焦耳熱,影響磁體的正常運行.超導電纜由支撐筒內部引出到頸管及閥箱部分時,有一定角度的平彎及側彎,這部分彎曲電纜的載流能力也是必須要考慮的問題.為此,我們進行了兩次超導電纜性能測試實驗,對超導電纜彎曲前后的載流能力進行了測試,并且測量了超導電纜低溫下的焊接電阻.本文提供了這兩次實驗的實驗結果及分析.

北京譜儀（besⅲ）超導磁體是為北京正負電子對撞機二期改造工程（bepcⅱ）制造的超導探測器磁體．它采用了國際上先進的兩相氮問接冷卻方式及線圈內繞技術．其超導線為鋁穩定體nbti／cu超導電纜．由于生產工藝上長度的限制，besⅲ超導電纜由三段電纜焊接而成．焊接匝電阻必須限制在一定范圍內，以免產生過大的焦耳熱，影響磁體的正常運行．超導電纜由支撐筒內部引出到頸管及閥箱部分時，有一定角度的平彎及側彎，這部分彎曲電纜的載流能力也是必須要考慮的問題．為此，我們進行了兩次超導電纜性能測試實驗，對超導電纜彎曲前后的載流能力進行了測試，并且測量了超導電纜低溫下的焊接電阻．本文提供了這兩次實驗的實驗結果及分析．

為了分析導電層分流特征對超導電纜交流損耗分布影響,建立了基于ybco涂層導體的110kv/3ka冷絕緣高溫超導電纜載流數學模型,計算了不同運行溫度下超導電纜各導電層電流分布,并根據monoblock模型及bean模型計算了超導電纜交流損耗.計算結果表明77k下超導電纜層電流均勻分布時總交流損耗最小;69k時超導電纜總交流損耗最小時,電纜各導電層電流分布不均,超導電纜層電流均勻分布時總交流損耗最小這一觀點并不具有普遍性.所提出的計算方法和結果為降低多導電層超導電纜交流損耗提供了新思路.

近日,韓國ls電纜的22.9kv級超導電纜在首爾近郊成功應用于實際線路系統,實現了無事故運行,獲韓國電力公司授予的"實際線路應用合格認證",并把相關設備及運行工作成功移交韓國電力公司。借此,ls電纜成為了世界唯一一家集開發超導電纜、中間接線盒、終端接線盒以及冷卻/控制系統

超導材料自20世紀問世以來,研發的步伐加快,應用的領域也逐漸增多。由于超導材料在電學上具有許多出色的性能,所以在電力系統中應用廣泛。超導電力技術的應用不僅可以提升電力工業的發展水平,同時也引起了電力工業產品的重大變革。采用超導電力技術解決傳統電力工業發展出現的問題,是電力工業未來發展的方向。文本介紹了超導材料的誕生和發展歷程,同時也介紹了超導材料在電力設備上的應用,還分別指出了各國超導電力設備的發

冷絕緣高溫超導電纜的導電層一般設計為多層結構以滿足大電流載流特性,但伴隨層數的增加,超導體上的集膚效應會引起電纜輸電導體各層電流分布不均勻的問題,從而造成電纜損耗增加和傳輸性能下降。采用基于動態慣性權重因子的粒子群優化算法,提出了電纜導體層電流層間均流優化的設計方法。應用第2代高溫超導材料釔鋇銅氧涂層導體,通過建立超導電纜的等效電路模型,考慮電場、磁場等約束因素,對一根1km長,110kv/3ka等級的冷絕緣高溫超導電纜進行優化設計,獲得了電纜本體結構參數及輸電導體層和屏蔽層的電流分布。比較優化前后層電流的結果可知,優化后超導電纜各導體層電流與平均電流相比最大不平衡率小于3.5%,各屏蔽層電流達到均布,較好地實現了電纜各導體層電流均勻分布的優化目標。最后,超導模型樣纜載流特性實驗也驗證了優化設計方法的有效性。

金屬線材反復彎曲 依據標準：gb/t238-20139(金屬材料線材反復彎曲試驗方法), yb/t5249-2009(一般用途低碳鋼絲) 反復彎曲試驗，是檢驗金屬材料的耐反復彎曲性能，并顯示其缺陷的一種方法。適用于截面小于 120mm 2 的線材，條材和厚度小于5mm的帶材及板材。 試驗儀器：鋼筋反復彎曲機 試驗室要求：溫度10~35℃如果對溫度要求嚴格的話溫度應為23±5℃。 試驗方法： 將試樣垂直夾緊于儀器夾中，在與儀器夾口相互接觸線成垂直的平面上，沿左右方向90°反復彎曲， 其速度不超過60次/min，必要時應降低彎曲速率以確保試樣產生的熱量不至影響試驗結果。 試樣斷裂的最后一次不計入彎曲次數。

電流引線是室溫電源電纜與低溫磁體之間的電連接部件.高溫超導材料在液氮溫度下具有零電阻率和低熱導率的特性,用它做成的電流引線可以大大減小低溫系統的熱負荷,從而減少制冷設備投資及系統運行費.高溫超導電流引線可以分為阻性換熱器段和高溫超導段兩部分(其中還包括各部件間的連接部分).高溫超導段的分流器設計關系到冷端熱負荷大小以及超導段失超后的安全問題.為了研究國際熱核聚變試驗堆(iter)電流引線高安全性能,專門設計、試驗了68ka引線的1/90實驗樣品.本文通過對比全cube(cu-2%be)分流器、全不銹鋼分流器和二元分流器的失冷故障(lofa)實驗結果,證明二元分流器能夠克服安全性和冷端漏熱矛盾,可以滿足iter高安全性的要求.