高温超导带材交流传输损耗及失超传播特性研究

摘要

超导体交流损耗的大小直接关系到超导电力装置的效率和运营成本,而其稳定性则直接影响到高温超导装置长期运行的可靠性与安全性。故对交流损耗和稳定性的研究一直是超导应用研究的最重要内容。 在本文工作中,首先恢复并改进了高温超导带材交流传输损耗测量系统和高温超导带材失超传播测量系统,在此基础上对实用高温超导带材的交流传输损耗和失超传播特性进行了一系列实验研究。 实验测量了Bi-2223/Ag高温超导带材在自场和直流背景磁场下的交流传输损耗,并与Norris椭圆方程理论预期值进行了对比。在平行于带面的直流背景磁场下,采用不同电势引线方法测量了Bi-2223/Ag高温超导带材在振动时的交流传输损耗,并定性分析了磁场下机械振动对高温超导带材交流传输损耗测量的影响。 通过测量铁磁性基底YBCO涂层超导体在直流背景磁场下的交流传输损耗,分析了铁磁性基底对YBCO涂层超导体交流传输损耗的影响,以及YBCO涂层超导体交流传输损耗与直流背景磁场的关系,并讨论了撤去垂直磁场后铁磁性基底YBCO涂层超导体交流损耗与其所经历电磁过程的关系。 在失超传播实验研究方面,分别测量了黄铜稳定化和不锈钢加强Bi-2223/Ag高温超导带材在交、直流情况下的最小失超能和失超传播速度,分析了不同金属加强材料对Bi-2223/Ag高温超导带材失超传播的影响,以及Bi-2223/Ag超导带材在交、直流情况下失超传播的区别。最后测量了YBCO超导带材在交、直流情况下的最小失超能和失超传播速度,并进行了对比分析。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 高温超导体交流传输损耗的研究现状

1.2.1 交流损耗的基本概念

1.2.2 自场损耗

1.2.3 直流背景磁场下的交流传输损耗

1.3 高温超导体失超传播特性的研究现状

1.4 交流传输损耗与失超传播特性研究中存在的问题

1.5 本论文的创新之处

1.6 本论文研究内容及结构安排

第二章 高温超导带材交流传输损耗及失超传播测量系统

2.1 高温超导带材交流传输损耗电测量系统

2.1.1 交流传输损耗电测量原理

2.1.2 交流传输损耗电测量装置

2.1.3 交流传输损耗测量程序

2.1.4 测量误差分析

2.2 高温超导带材失超传播测量系统

2.2.1 高温超导带材失超传播的相关参数

2.2.2 失超传播测量装置

2.2.3 失超传播测量程序

2.3 本章小结

第三章 高温超导带材交流传输损耗实验研究

3.1 实验样品及装置

3.2 高温超导带材Bi-2223/Ag的交流传输损耗

3.2.1 自场损耗

3.2.2 平行直流磁场下机械振动对交流传输损耗测量的影响

3.2.3 磁场下振动对交流传输损耗测量影响的理论分析

3.2.4 直流背景磁场下Bi-2223/Ag超导带材的交流传输损耗

3.3 YBCO涂层超导体的交流传输损耗

3.3.1 自场损耗

3.3.2 直流磁场下铁磁性基底YBCO涂层超导体的交流传输损耗

3.4 本章小结

第四章 高温超导带材失超传播特性实验研究

4.1 实验样品

4.2 实验方法

4.3 脉冲电源输出特性

4.4 高温超导带材Bi-2223/Ag的失超传播特性

4.4.1 直流失超传播特性

4.4.2 交流失超传播特性

4.5 高温超导带材YBCO的失超传播特性

4.5.1 直流失超传播特性

4.5.2 交流失超传播特性

4.6 本章小结

第五章 全文总结

5.1 总结

5.2 工作展望

参考文献

作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作

致谢