铌三锡管内电缆导体交流损耗计算分析模型 被引量：5

1

作者 蒋华伟 李国平 +2 位作者 武松涛 赵玉娟 刘继承 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期20-25,共6页

为解决快变磁场中大电流和应变作用下,铌三锡(Nb3Sn)导体交流(Alternating Current,AC)损耗的模拟实验分析问题,本文进行了瞬变电磁场中宽应变区间的AC损耗计算技术探索,构建应变作用下的临界电流数学模型,把复杂变化场中基于应变的临... 为解决快变磁场中大电流和应变作用下,铌三锡(Nb3Sn)导体交流(Alternating Current,AC)损耗的模拟实验分析问题,本文进行了瞬变电磁场中宽应变区间的AC损耗计算技术探索,构建应变作用下的临界电流数学模型,把复杂变化场中基于应变的临界电流密度运用到磁滞损耗功率计算,对耦合损耗功率计算中的导体特征参数考虑应变效应,获得CICC导体AC损耗功率计算技术。在激发等离子体的快速励磁以及等离子体放电和破灭等情况下,由模拟对比分析发现应变作用算法的AC损耗功率更接近工程实际值;对比应变作用算法损耗功率和经典算法损耗功率的相对误差计算,其误差的变化小于15%。 展开更多

关键词 铌三锡 管内电缆导体 应变 交流损耗

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HT-7U NbTi管内电缆导体瞬态稳定性的实验研究与分析 被引量：2

2

作者 方进 翁佩德 +3 位作者 陈灼民 陈敬林 王福堂 韩征知 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期152-160,共9页

在SULTAN测试设备上进行了含分离铜股线CICC瞬态稳定性的实验研究 ,应用脉冲场对样品的脉冲场区域 (3 90mm)进行感应加热 ,发现设计的含分离铜股线CICC能够经受住很大的瞬态磁扰动 ,分析了这个现象的原因 ,并就股线上的电阻层对稳定性... 在SULTAN测试设备上进行了含分离铜股线CICC瞬态稳定性的实验研究 ,应用脉冲场对样品的脉冲场区域 (3 90mm)进行感应加热 ,发现设计的含分离铜股线CICC能够经受住很大的瞬态磁扰动 ,分析了这个现象的原因 ,并就股线上的电阻层对稳定性的影响进行了分析 ,对 4个CICC导体的稳定性差异进行分析和稳定性裕度的理论计算 ,由理论计算值和实验测量值进行比较分析 ,为HT 展开更多

关键词 管内电缆导体 cicc 瞬态稳定性 脉冲场 瞬态磁扰动 HT-7U托卡马克 极向场 纵场

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管内电缆导体传输交流损耗的理论计算和实验 被引量：4

3

作者 周伟 方进 +2 位作者 刘勃 靳志芳 刘延超 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第23期220-226,共7页

交流损耗是大型超导核聚变实验装置如国际热核聚变实验堆和中国聚变工程实验堆稳定性的重要指标。然而应用于核聚变装置的管内电缆导体(CICC)在无外场下传输损耗数值计算很少。首先分析基于分布参数等效电路方法对CICC的N根股线的电流... 交流损耗是大型超导核聚变实验装置如国际热核聚变实验堆和中国聚变工程实验堆稳定性的重要指标。然而应用于核聚变装置的管内电缆导体(CICC)在无外场下传输损耗数值计算很少。首先分析基于分布参数等效电路方法对CICC的N根股线的电流进行描述和分析;之后算出整个导体的电流分布,从而求出导体的传输电流损耗;同时,将数值计算结果与临界态模型结果作对比,以验证该计算模型的可行性;提出改进的CICC交流损耗测量方法,为国内下一步测试CICC及其线圈奠定了实验基础;最后,提出适用于单根圆股线的定标法则,为计算CICC的传输电流损耗奠定理论基础。 展开更多

关键词 管内电缆导体 传输电流损耗 理论模型 定标法则

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HT-7U管内电缆导体稳定性的仿真与实验研究 被引量：3

4

作者 方进 张永 丘明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第15期147-152,共6页

管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)是目前大型超导磁体的首选导体,它在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为了减小导体的成本,提出超导股线和铜股线混合在一起的结构,因为增加铜比对导... 管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)是目前大型超导磁体的首选导体,它在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为了减小导体的成本,提出超导股线和铜股线混合在一起的结构,因为增加铜比对导体稳定有利,该文制作了4个带有纯铜股线的管内电缆导体,并应用于HT-7U超导托克马克中。利用一维数学模型(Gandalf)对托克马克实际运行模式下CICC的稳定性进行仿真,研究了CICC的稳定性裕度与质量流速率、磁场、运行电流和铜比之间的关系。同时,将理论结果和实验结果进行比较,得到了样品中分离铜的有效比率。 展开更多

关键词 管内电缆导体 稳定性 临界电流 超导托卡马克

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管内电缆导体绞缆序列比对耦合损耗作用的优化计算 被引量：2

5

作者 蒋华伟 李向丽 谭玉波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期3569-3574,共6页

建造中的国际热核试验堆以及国内准备建设的聚变工程实验堆上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC),将运行在快速励磁的大电流复杂磁场中,这使得中心螺线管线圈(central solenoid,CS)上的CICC导体会受到约12 T磁场的冲击。... 建造中的国际热核试验堆以及国内准备建设的聚变工程实验堆上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC),将运行在快速励磁的大电流复杂磁场中,这使得中心螺线管线圈(central solenoid,CS)上的CICC导体会受到约12 T磁场的冲击。因此,现有的CICC已采用铌三锡(Nb3Sn)导体,Nb3Sn导体应变敏感性不仅导致电缆临界性能的退化,而且导体中各级绞缆扭距序列对耦合损耗影响很大。为此,对目前ITER项目建议的CS磁体上多种导体的绞缆结构,开展了不同扭距序列对耦合损耗作用的探索。研究分析显示:扭距长度不是决定多级绞缆CICC导体耦合损耗数量大小的唯一因素;当导体中各级绞缆的扭距序列比接近1时,耦合损耗会极大减小。测试数据与数值模拟结果对比分析表明:通过合理选择扭距序列比可以优化计算CICC导体的耦合损耗。 展开更多

关键词 扭距序列比 管内电缆导体 耦合损耗 优化计算

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铌三锡管内电缆导体分流温度和刚度分析研究 被引量：1

6

作者 蒋华伟 赵玉娟 +1 位作者 李国平 武松涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第15期181-185,1,共5页

低温下,导体的分流温度和刚度是管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)稳定运行的重要因素,为克服铌钛(NbTi)的不足,应对10 T以上的磁场冲击,国际热核聚变反应堆(international thermal-nuclear experimentalreactor,ITER)装... 低温下,导体的分流温度和刚度是管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)稳定运行的重要因素,为克服铌钛(NbTi)的不足,应对10 T以上的磁场冲击,国际热核聚变反应堆(international thermal-nuclear experimentalreactor,ITER)装置上环向磁场(toroidal field,TF)和中心螺管(central solenoid,CS)磁体系统中的导体已采用铌三锡(Nb3Sn)材料,但缺乏应变效应对分流温度和导体刚度影响的研究。为此,该文利用模拟应变效应的横向载荷周期,对TF和CS样品的分流温度和弹性模量进行测试,分析获得扭距、空隙率和子缆级数等综合作用使分流温度和刚度随模拟应变载荷周期退化的结果,同时由接触面和股线接触角决定的电缆刚度以及股线的侧向支撑强烈影响导体的变形程度。 展开更多

关键词 铌三锡 应变 管内电缆导体 分流温度 刚度

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考虑应变的管内电缆导体设计模型 被引量：2

7

作者 蒋华伟 李战升 武松涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期75-79,101,共6页

为了简化管内电缆导体(CICC)的设计过程,提出了考虑稳定性和应变的导体仿真设计思想,研究了应变对临界电流密度的影响,量化了应变的作用;根据1级子缆采用3根超导股线、CICC运行于过渡区间以及纯铜线起不同作用的假定条件,建立了导体的... 为了简化管内电缆导体(CICC)的设计过程,提出了考虑稳定性和应变的导体仿真设计思想,研究了应变对临界电流密度的影响,量化了应变的作用;根据1级子缆采用3根超导股线、CICC运行于过渡区间以及纯铜线起不同作用的假定条件,建立了导体的数值仿真设计模型,讨论了Nb3Sn等A15材料的应变对临界电流密度等的影响,并进行了导体结构的仿真设计.将数值仿真设计与工程设计进行了比较,结果显示二者吻合良好.采用数值仿真设计模型能有效减轻设计工作量,缩短设计周期. 展开更多

关键词 管内电缆导体 导体设计 稳定性 应变

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管内电缆导体稳定性研究方法新探 被引量：1

8

作者 方进 翁佩德 +1 位作者 武松涛 陈灼民 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期13-18,共6页

管内电缆导体 (CICC) ,是目前大型低温超导磁体的首选导体。随着超导技术的发展 ,CICC在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为降低导体成本而提出了在CICC中采用的超导股线配以纯铜股线的设计方案 ,... 管内电缆导体 (CICC) ,是目前大型低温超导磁体的首选导体。随着超导技术的发展 ,CICC在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为降低导体成本而提出了在CICC中采用的超导股线配以纯铜股线的设计方案 ,开展含纯铜股线CICC稳定性机理及实验的研究 ,并开发CICC优化设计软件 ,对CICC在高科技中的应用意义重大。 展开更多

关键词 管内电缆导体 稳定性 临界电流 超导托卡马克

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管内电缆导体仿真设计算法模型研究 被引量：5

9

作者 蒋华伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第15期125-128,共4页

现代超导聚变装置上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)运行在大电流和快速变化电磁场中。导体的合理设计是其能否稳定运行的关键。工程上CICC的设计是一个多次尝试和优化的复杂烦琐过程。该文根据Stekly参数和空间电流密... 现代超导聚变装置上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)运行在大电流和快速变化电磁场中。导体的合理设计是其能否稳定运行的关键。工程上CICC的设计是一个多次尝试和优化的复杂烦琐过程。该文根据Stekly参数和空间电流密度,提出基于稳定性和交流损耗的新的导体设计思想,推导了关于CICC结构参数矩阵方程,建立了导体数值仿真设计模型,同时进行了导体的模拟设计。并将仿真设计结构与工程设计情况进行比较和分析,结果证明二者吻合较好,且该方法能减轻工作量和缩短设计周期。 展开更多

关键词 管内电缆导体 数值仿真 稳定性 交流损耗

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基于铜超比优化的管内电缆导体设计的数值模拟 被引量：1

10

作者 蒋华伟 李原 闫帅领 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期237-241,共5页

在铜超比优化的基础上,针对管内电缆导体结构设计,提出了数值模拟设计,进行了数值模拟设计,并将数值模拟设计结果与工程设计值进行了比较和分析,二者基本吻合。

关键词 管内电缆导体 数值模拟设计

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管内电缆导体线圈滚弯成形的动态仿真

11

作者 刘江波 吴杰峰 +1 位作者 文军 文伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第18期2251-2254,共4页

分析了管内电缆导体超导线圈滚弯成形所需要的条件,建立了适应于各种管内电缆导体超导线圈滚弯成形过程中导体进给速度与绕线模回转速度、角速度之间关系的数学模型。在此基础上提出了基于MATLAB的滚弯成形过程的动态仿真方法。完成了... 分析了管内电缆导体超导线圈滚弯成形所需要的条件,建立了适应于各种管内电缆导体超导线圈滚弯成形过程中导体进给速度与绕线模回转速度、角速度之间关系的数学模型。在此基础上提出了基于MATLAB的滚弯成形过程的动态仿真方法。完成了对国际热核聚变实验堆ITER底/顶部矫正场线圈绕制成形过程的分析和动态仿真。 展开更多

关键词 管内电缆导体 滚弯成形 建模 MATLAB 动态仿真

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ITER装置超导磁体线圈导体用超导电缆的绞制 被引量：13

12

作者 滕玉平 戴少涛 +3 位作者 魏周荣 张应俊 薛天军 李英姿 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期7-12,共6页

超导磁体系统是国际热核聚变实验堆ITER装置的重要组成部分,其超导磁体线圈采用CICC(cable-in-conduit conductors)导体绕制而成。本文介绍了CICC导体的结构及其管内超导电缆的绞制过程,讨论了绞制参数对超导电缆交流损耗的影响。分析... 超导磁体系统是国际热核聚变实验堆ITER装置的重要组成部分,其超导磁体线圈采用CICC(cable-in-conduit conductors)导体绕制而成。本文介绍了CICC导体的结构及其管内超导电缆的绞制过程,讨论了绞制参数对超导电缆交流损耗的影响。分析了绞制过程中放线张力和模具设置等因素对结构参数控制及其绞制质量的影响,第1、2级子缆绞制过程中绞制单元收、放线张力需要实时精准控制以避免绞线单元发生伸细甚至拉断现象,成品超导电缆绞制时的模具设置、模具数量和外径控制方法是超导电缆绞缆的关键,需要多种、多个模具多种组合外径控制方式,确定了超导电缆绞制技术方案,并成功完成了一根长度为765m PF5型哑缆(dummy cable)研制。 展开更多

关键词 国际热核聚变实验堆 超导磁体 线圈 超导电缆 绞缆 交流损耗 管内电缆导体cicc

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窄堆线的堆叠方式对高温超导管内电缆导体临界电流的影响

13

作者 沈剑侠 李柱永 +3 位作者 席东民 张龙 宋萌 夏亚君 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期108-113,共6页

为了提高超导缆线的结构性能,将利用2mm宽的超导带材形成窄堆线,并将其嵌入到开槽铝管中,制备成一种基于窄堆线的高温超导管内电缆导体。通过临界电流测量实验,研究了不同带材根数和不同扭绞节距对高温超导管内电缆导体临界电流的影响... 为了提高超导缆线的结构性能,将利用2mm宽的超导带材形成窄堆线,并将其嵌入到开槽铝管中,制备成一种基于窄堆线的高温超导管内电缆导体。通过临界电流测量实验,研究了不同带材根数和不同扭绞节距对高温超导管内电缆导体临界电流的影响。结果表明,扭绞节距一定时,带材堆叠根数越多,临界电流折损率越大;当扭绞节距最小为100mm时,超导窄堆线依旧能保持良好超导特性,且临界电流未发生较大折损。 展开更多

关键词 高温超导窄堆线 堆叠方式 管内电缆导体 临界电流

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循环力载荷下CICC超导接头临界电流退化的分析

14

作者 邹春龙 刘旭峰 杜双松 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期45-48,共4页

从力学和电学两个角度分别对循环力载荷下接头临界特性展开了分析,以探索管内电缆导体(CICC)超导接头在聚变堆服役工况下临界特性的变换情况,期望为未来聚变堆CICC超导接头设计提供理论依据与参考,对接头在运行过程中的性能退化做出更... 从力学和电学两个角度分别对循环力载荷下接头临界特性展开了分析,以探索管内电缆导体(CICC)超导接头在聚变堆服役工况下临界特性的变换情况,期望为未来聚变堆CICC超导接头设计提供理论依据与参考,对接头在运行过程中的性能退化做出更为精确的预测。 展开更多

关键词 管内电缆导体 超导接头 电磁力载荷 临界电流

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CFETR极向场磁体CICC导体稳定性与交流损耗分析 被引量：2

15

作者 何欣 郑金星 +1 位作者 宋云涛 徐薇薇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期224-231,共8页

中国聚变工程实验堆(CFETR)是超导托卡马克装置,其极向场(PF)磁体对控制等离子体位置形状起重要作用。PF系统能否稳定运行主要取决于管内电缆导体(CICC)的稳定性。为确保PF系统稳定运行,应用数值模拟计算程序Gandalf对CFETR PF磁体CICC... 中国聚变工程实验堆(CFETR)是超导托卡马克装置,其极向场(PF)磁体对控制等离子体位置形状起重要作用。PF系统能否稳定运行主要取决于管内电缆导体(CICC)的稳定性。为确保PF系统稳定运行,应用数值模拟计算程序Gandalf对CFETR PF磁体CICC进行了稳定性分析,给出了机械和电磁扰动下其稳定性裕度、最小失超能量、温度裕度的计算结果以及分流温度随工作电流和磁场强度变化的规律和失超特性。此外,交流损耗为影响导体稳定性的重要因素,对导体交流损耗进行了计算,并研究了其对导体稳定性的影响。分析结果表明CFETR极向场磁体的导体目前的设计能够充分满足安全裕度的要求。 展开更多

关键词 管内电缆导体 稳定性 交流损耗 极向场

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基于稳定性CICC设计模型 被引量：5

16

作者 蒋华伟 李国平 +1 位作者 赵玉娟 武松涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期14-18,共5页

根据CICC运行在大电流和快变磁场中的要求,提出了基于稳定性、质量流和交流损耗机理的导体数值模拟设计思想,结合能量(稳定性)裕度、stekly参数、温度裕度和空间电流密度等计算方法,推导了CICC结构设计参数矩阵方程,构建了导体仿真设计... 根据CICC运行在大电流和快变磁场中的要求,提出了基于稳定性、质量流和交流损耗机理的导体数值模拟设计思想,结合能量(稳定性)裕度、stekly参数、温度裕度和空间电流密度等计算方法,推导了CICC结构设计参数矩阵方程,构建了导体仿真设计数学模型,开展了导体模拟设计研究,并由交流损耗对CICC结构进行了校核。将仿真设计结构与工程设计情况作了比较和分析,结果证明二者吻合得较好。 展开更多

关键词 管内电缆导体 数值仿真 稳定性 交流损耗

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Nb_3Sn超导磁体CICC稳定性分析 被引量：3

17

作者 许少峰 刘旭峰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期66-69,共4页

介绍了国内首个聚变堆用Nb3Sn超导磁体模型线圈。采用一维数学模型Gandalf对其管内电缆导体(CICC)结构的超导体稳定性进行仿真,得到了CICC稳定性裕度与磁场强度和运行电流之间的关系。这对于磁体的设计和运行都有十分重要的意义。

关键词 管内电缆导体 稳定性 NB3SN 托卡马克

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接触电阻和扭距序列作用下CICC耦合损耗模型 被引量：2

18

作者 蒋华伟 李战升 武松涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期953-957,共5页

国际热核试验反应堆ITER和国内今后要建造的聚变工程实验堆CFETR上的CICC导体,将运行在大电流快速励磁的瞬变复杂磁场中,这使得中心螺线CS磁体上的导体会遭受10T以上的磁场冲击,目前已采用铌三锡(Nb3Sn)材料,但应变对Nb3Sn导体临界性能... 国际热核试验反应堆ITER和国内今后要建造的聚变工程实验堆CFETR上的CICC导体,将运行在大电流快速励磁的瞬变复杂磁场中,这使得中心螺线CS磁体上的导体会遭受10T以上的磁场冲击,目前已采用铌三锡(Nb3Sn)材料,但应变对Nb3Sn导体临界性能退化作用的研究还在探索中,同时更缺乏导体绞缆级扭距序列和股线接触特性对耦合损耗影响的实验分析研究.为此,在周期载荷模拟应变情况下,开展了不同扭距序列和导体接触电阻对耦合损耗作用的探索.研究分析表明,相对于经典耦合损耗和频谱损耗计算模型,由导体扭距序列比和接触电阻作用组合分析模型,计算获得的耦合损耗误差较小,与测试值最接近.结果显示采用扭距序列比和接触电阻组合的计算方法能取得较满意效果. 展开更多

关键词 接触电阻 扭距序列比 管内电缆导体 耦合损耗

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基于第二代高温超导带材的高载流超导导体研究进展 被引量：15

19

作者 王银顺 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2017年第11期21-35,共15页

由于其高临界电流密度以及优越的机械性能和电磁特性,第二代高温超导带材(也叫涂层导体)在高温低场的电力传输和低温高场下的磁体应用具有广阔的应用前景。在电力传输的低场应用中,高温超导导体在低电压大容量场合需要几千安培甚至上万... 由于其高临界电流密度以及优越的机械性能和电磁特性,第二代高温超导带材(也叫涂层导体)在高温低场的电力传输和低温高场下的磁体应用具有广阔的应用前景。在电力传输的低场应用中,高温超导导体在低电压大容量场合需要几千安培甚至上万安培的传输电流。在大型高场磁体应用方面,为了避免由于过高电感在磁体失超和快速关断过程中的感应高压问题,大载流容量、高电流密度高温超导导体在运行于4.2K及以下温度的大型高场超导磁体方面具有很好的应用前景。近年来,基于第二代高温超导带材,国际上相继提出了几种高载流容量的高温超导导体,本文介绍几种高温超导导体的结构及研发现状和进展,并对其结构、性能和工艺进行简单的比较和评述。 展开更多

关键词 第二代高温超导带材 电缆 涂层导体 导体 股线 管内电缆导体 卢瑟福电缆

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50kA超导变压器的设计及研制 被引量：6

20

作者 刘华军 武玉 +3 位作者 施毅 彭晋卿 陈敬林 任志斌 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期11-17,共7页

针对管内铠甲超导导体测试装置的需要,设计并研制了50 kA超导变压器,详细介绍了超导变压器的主要设计参数和主要部件的研制加工。变压器初级线圈及次级线圈均采用NbTi超导股线。初级线圈由单根NbTi股线绕制而成,次级线圈由441根NbTi股... 针对管内铠甲超导导体测试装置的需要,设计并研制了50 kA超导变压器,详细介绍了超导变压器的主要设计参数和主要部件的研制加工。变压器初级线圈及次级线圈均采用NbTi超导股线。初级线圈由单根NbTi股线绕制而成,次级线圈由441根NbTi股线经过多级绞缆而成。为了便于安装和拆卸,接头采用单室低电阻接头方式;为了有效减小接头电阻,采用预压灌锡的方法来制备接头。变压器初级线圈采用LHe浸泡冷却方式,次级线圈及接头采用超临界He迫流冷却方式。整个低温环境由500 W@4.5 K制冷机提供。 展开更多

关键词 管内电缆导体 超导变压器 接头

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