Изготовление и экспериментальное исследование гибких геликоидальных сильноточных высокотемпературных сверхпроводниковых элементов

摘要

Различные высокотемпературные сверхпроводниковые (ВТСП) устройства (трансформаторы, электромашины, магниты ускорителей, силовые кабели, токоподводы и т.д.) нуждаются в токонесущих элементах с рабочими токами, многократно превышающими максимальные токи ВТСП лент. Токонесущие элементы могут быть изготовлены из многих ВТСП лент 2-го поколения, намотанных геликоидалъно на круглые гибкие формеры диаметром несколько миллиметров в несколько слоев из нескольких лент. Такие гибкие токонесущие элементы при высоких значениях рабочих токов имеют малые потери в переменных полях и на переменном токе. Исследования электрических и механических свойств ВТСП лент различных производителей показали возможность изготовления токонесущих элементов такой конструкции. Изготовлены образцы токонесущих элементов из ВТСП лент (до 16), геликоидалъно намотанных на гибкие формеры диаметром несколько миллиметров. Формеры туго скручены примерно из 3000 проволок из нержавеющей стали диаметром 0,1 мм. Были получены вольт-амперные характеристики образцов на постоянном токе в поле собственного тока и внешних магнитных полях до 0,6 Тл, а также на переменном токе промышленной частоты в поле собственного тока и внешнем синхронном магнитном поле до 0,6 Тл. Установлено практическое отсутствие деградации токонесущей способности ВТСП лент в процессе изготовления образцов.