各向同性高温超导股线机械特性研究

发布时间：2017-10-23 12:09

  本文关键词：各向同性高温超导股线机械特性研究

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【摘要】：随着高温超导技术的发展,高温超导涂层导体ReBCO CC在相关性能上如临界电流、各向异性等有了巨大的进步,使得运用高温超导涂层导体制作电力设备如超导变压器、超导电缆、超导限流器、超导发电机等成为可能。另外,利用超导带材制作高电流密度的超导导体的研究也在如火如荼的展开,已提出多种导体结构如TSTC、CORC、Roebel Cable等。本文提出了一种基于第二代高温超导涂层导体的新型股线结构,这种结构具有各向同性的特点,首先介绍了股线的基本结构,阐明了股线内部超导带材的排列方式以及制作方法,叙述了金属填充物的基本规格以及金属包套的加工方案,然后,介绍了超导股线端部处理方法。根据各向同性高温超导股线的结构特点,按照等比例原则建立起股线的磁场仿真模型,分析了股线横截面的磁场分布,并计算了股线内部超导线芯的电感分布,并建立计算模型求得股线在自场下的临界电流,搭建实验平台,测量实验样品股线临界电流加以验证。对股线的拉伸特性以及弯曲特性进行研究,通过实验测量不同拉力下股线的临界电流变化情况,确定股线的临界拉伸应力；弯曲特性的研究首先针对股线结构分析在股线弯曲时其内部带材的弯曲情况,建立了带材测量弯曲的应变模型,通过实验测量带材在弯曲状态下的临界弯曲半径,最后针对股线作弯曲实验,得到股线的临界弯曲半径。股线的交流损耗可以通过扭绞技术降低,但是若扭矩过小,超导材料的临界电流会降低,首先对单根超导带材进行了扭绞几何建模,计算其扭绞应变,并设计了一种扭绞模具确保扭绞实验的准确性,通过实验测量超导带材的临界电流以得出带材的临界扭矩；最后对超导股线进行扭绞实验,分析出股线的临界扭矩,为股线在未来的实际应用中提供参考依据。
【关键词】：高温超导体 高温超导股线 临界电流 机械特性 弯曲特性 拉伸特性 扭矩
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM26
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及目的和意义10-11
• 1.2 高温超导涂层导体11-12
• 1.3 高电流密度超导导体研究研究现状12-15
• 1.3.1 TSTC超导导体结构12-13
• 1.3.2 Roebel Cable13-14
• 1.3.3 CORC14
• 1.3.4 Flat Cable14-15
• 1.3.5 高温超导电缆15
• 1.4 本课题的主要研究内容15-17
• 第2章 各向同性高温超导股线设计与制作17-26
• 2.1 各向同性高温超导股线的设计17-18
• 2.2 各向同性高温超导股线的制作过程18-25
• 2.2.1 各项同性高温超导股线超导线芯的制作18-20
• 2.2.2 铝箔及金属填充物20-21
• 2.2.3 金属包套的制作与加工21-22
• 2.2.4 超导股线的铜端子及电流接头的制作22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 各向同性高温超导股线的临界电流特性研究26-36
• 3.1 临界电流的计算26-30
• 3.1.1 高温超导涂层导体的仿真模型26
• 3.1.2 各向同性高温超导股线的电磁仿真26-28
• 3.1.3 各向同性高温超导股线的电感分布计算28-29
• 3.1.4 各向同性高温超导股线的临界电流计算29-30
• 3.2 超导股线的临界电流测试30-33
• 3.2.1 实验电路30-32
• 3.2.2 临界电流测试实验32-33
• 3.3 临界电流实验结果分析33-35
• 3.3.1 实验数据33
• 3.3.2 接触电阻处理33-34
• 3.3.3 测量结果分析34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 各向同性高温超导股线的拉伸特性及弯曲特性研究36-48
• 4.1 高温超导股线的拉伸特性36-39
• 4.1.1 高温超导股线的拉伸实验36-38
• 4.1.2 拉伸实验结果分析38-39
• 4.2 高温超导股线的弯曲特性39-47
• 4.2.1 股线弯曲的理论分析39-41
• 4.2.2 带材侧向弯曲实验41-43
• 4.2.3 股线弯曲实验43
• 4.2.4 实验结果43-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 各向同性高温超导股线的扭绞特性研究48-58
• 5.1 扭绞应变建模48-49
• 5.2 带材扭绞实验49-54
• 5.2.1 带材扭绞模具的设计与加工49-51
• 5.2.2 带材扭绞实验51-52
• 5.2.3 带材扭绞实验结果52-53
• 5.2.4 带材扭绞实验结果与计算结果对比53-54
• 5.3 各向同性高温超导股线扭绞实验54-56
• 5.3.1 股线扭绞模具的设计与加工54-55
• 5.3.2 各向同性高温超导股线扭绞实验55-56
• 5.3.3 股线扭绞实验结果56
• 5.4 本章小结56-58
• 第6章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58-59
• 6.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及项目参与情况64-65
• 致谢65

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9 任铁梅;高温超导专利情报分析[J];稀有金属;1993年03期

10 ;日本开发成功高温超导元件加工新技术[J];福建电力与电工;2000年04期

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4 孙本哲;张影;李茂林;张炳森;何宁;祁阳;;La掺杂对Bi系高温超导体相组成和微观形貌的影响[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年

5 王金星;;高温超导在磁共振成像中的应用[A];2000年材料科学与工程新进展（上）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

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