临界电流

摘要： 基于遗传算法和二维轴对称磁场有限元模型对高温超导托卡马克装置磁体进行了优化设计。以超导带材使用量最少为优化的目标函数,在给定的背景场设计指标和高温超导带材在50K、不同背景场的临界电流数据下,对磁体物理参数以及运行电流进行优化,得到了托卡马克高温超导磁体在50K温区下的设计方案。

摘要： 介绍了城市轨道交通钢轨电位限制装置直流接触器的研发过程,分析故障电流对接触器动、热稳定性的影响,特别对触头间的电动斥力进行了详细计算,并通过对动触头、电磁铁等部件的结构优化设计,克服其对产品造成的诸多不利影响;为了避免临界电流的危害,采用永磁磁吹灭弧技术并通过灭弧室的独特设计,使其能够实现双向电流下的可靠开断,进而满足了直流牵引供电系统对钢轨电位限制装置保障人身及设备安全的要求。

摘要： 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。

摘要： 高温超导CORC(conductor on round core)电缆失超时的热负荷严重威胁了低温系统和电缆本体的安全稳定运行。受微米级超导薄膜制备工艺等的影响,CORC电缆并绕的多根高温超导带材不均匀。为分析不均匀临界电流对CORC电缆失超特性的影响,该文搭建了基于三维TA方程的有限元模型。以降维的带材曲面为求解区域,以等效的电流密度为求解变量,失超模型在同一几何中表达超导和常导两种属性,构建电流和电势两种约束。在导体域建立降维的热模型,用以考虑损耗和传热的影响;在全局建立等效的电路模型,用以控制并联导体的分流。进一步地,耦合模型考虑温度依赖的接头电阻以模拟CORC电缆带材的烧断和电流的突变。结果表明,非均匀高温超导带材影响了电流重分配的动态响应,加快了局部失超的发展过程。

摘要： 由于具有较高的临界转变温度、临界电流密度和上临界磁场等优势,第二代高温超导带材在各类实用化超导材料中受到格外关注,近年来产业化及其应用发展快速。百米以上的电缆示范工程项目已在国内外多个场景下进行。而第二代高温超导带材临界电流测试方法繁多,如磁测法和传输法等,经过近年来的努力,我们对长样第二代高温超导带材的临界电流及其n-值进行过多次循环比对实验,研究了其标准化测量技术及其均匀性表征方法。在当前形势下,临界电流标准化建设是第二代高温超导带材产业化和规模应用的助推器。同时,可为国际同行技术交流以及贸易消除障碍,进一步提升了我国产品在国际市场上的竞争力。本文详细介绍了《临界电流测量第二代高温超导长带临界电流及其沿长度方向均匀性》国家标准的建立及研究历程,体现了标准化过程的严谨性和科学性。

摘要： 建立了电热耦合模型,根据热力学原理,以最大温度梯度为目标,对双饼线圈进行了三维有限元分析,为超导磁体的制备选择了一种性能良好的绝缘材料.为了探究仿真选型的绝缘材料对高温超导储能磁体电磁性能的影响,绕制了A、B两个双饼线圈进行了浸渍工艺实验研究,对线圈A、B分别采用了直接浸泡式和真空压力式浸渍进行绝缘处理,与浸渍固化前相比,超导线圈临界电流衰减量分别为2.08％和3.16％,符合工程实践临界电流退化率小于5％的标准,验证了新型环氧树脂材料在实际应用中的可行性.

摘要： InN是三五族半导体中唯一具有超导性质的材料,在超导体/半导体混合器件领域具有重要的应用价值.运用磁输运的方法,系统性地研究了磁通钉扎对InN超导性质的影响.通过对超导转变过程中的I-V曲线进行标度,发现InN超导中存在涡旋液体态到涡旋玻璃态的相变.在涡旋液体态,用热激活磁通蠕动模型分析了磁通运动的机制,发现InN超导中存在单磁通钉扎到集体钉扎的转变;在涡旋玻璃态,首先对临界电流与温度的关系进行了分析,确定了InN超导中主要的磁通钉扎机制:δL钉扎.然后对临界电流与磁场的关系进行了分析,发现临界电流在磁场下的迅速衰减是集体钉扎所导致的结果.最后,基于Dew-Hughes模型,对钉扎力与磁场强度的依赖关系进行了分析,发现InN中的钉扎中心的主要是点钉扎.该研究为提高InN的临界电流密度奠定基础.

摘要： 采用飞秒激光器制备了基于第二代高温超导带材(REBCO)的微桥结构.激光共聚焦显微镜以及扫描电镜进行表征,结果表明微桥刻蚀区超导层被完全刻蚀,可以有效约束电流的通路.此外,开展了液氮温区自场条件下临界电流测试,临界电流成比例缩小,n值稍有减少.研究结果表明,采用飞秒激光器制备高质量高鲁棒性的微桥,可以极大的提高效率,为后续进一步在极端条件下测试具有较高载流能力的高温超导带材样品奠定基础.

摘要： 在YBCO磁体设计中,最大工作电流的确定主要考虑径向磁场.而YBCO磁体上各点处的磁场方向以及幅值均不相同,磁体最大工作电流的确定相当于把一根带材放在极不均匀场中来寻找其最薄弱的点,而幅值最大点处磁场方向并不一定垂直于带材表面,故磁体设计中只考虑径向磁场分量会出现高估最大工作电流的问题.为此,提出了一种多角度寻求最大工作电流的方法,使用此方法可以更加准确地确定磁体的工作电流,对于磁体的稳定运行具有重要意义.

摘要： CICC(NB3Sn cable-in conduit conductors)的性能退化是国际热核聚变实验堆(ITER)这种大规模磁体设计中的关键问题。当从反应热处理温度降温冷却到低温运行温度时,在导管与股线束之间不同的热收缩会导致股线中产生弯曲与轴向应变;CICC运行在局部超过13T的强磁场中,承载着超过50KA的超导电流,因此各根股线将遭受剧烈的横向荷载—洛伦兹力作用,单根股线上既受分布磁力作用,又将受来自其他股线的通过股线与股线间的接触传递的累积荷载。热收缩、弯曲、接触导致了应变沿着股线周期性的变化。股线内部应变的大小和周期性与单根股线内部超导丝之间电流再分配的能力,决定了对临界电流的影响。针对目前的力学模型仅限于由简化的二维情形模拟真实的空间多层级绞扭结构,本文首先提出了用Frenet坐标系下的几何参量与截面主轴坐标系的弯扭度矢量表征股线的空间螺旋构形,基于基尔霍夫的弹性细杆理论对股线在电磁力与热载荷共同作用下的情形建立了理论模型,并给出了表征一个特征长度(周期)范围内股线中应变状态的精确解析解。根据描述应变—临界电流密度的Summer定标率与股线中电流分布情况的Ekin积分式计算了临界电流的退化值,给出了CICC的不同绞缆形式对临界电流的影响的结果,并得出增加绞扭的第一层级的扭距以提升CICC的超导性能的初步结论。这一结论在数值模型(TEMLOP模型,FEMCAM模型)的计算结果中得到了验证,为设计CICC的绞缆模式提供了理论依据与参考。在进一步对模型完善的基础上,有望对CICC的性能退化做出更精确的预测。

摘要： 此文介绍了一套0至8T的可调背景场,最大通电电流达到4000A的短样测试系统的研制.该短样测试系统可广泛应用于低温超导线、超导电缆和超导开关等的临界电流测试.系统有体积小、重量轻、使用方便,液氦消耗量少等优点.

摘要： 针对轨道交通用直流空气断路器及其磁吹系统,利用2kV/30kA直流断流冲击试验回路,对小电流分断过程进行了试验研究.研究结果表明,磁吹系统能够辅助断路器成功完成小电流分断,并且存在分断时间最长的临界电流.此外在电流反向时,铁磁材料的剩磁使分断时间变长.试验研究对小电流分断难题的解决和磁吹系统的研制有着重要的指导意义.

摘要： 运用传热学理论分析高压输电线路直流融冰的传热过程,包括导线与覆冰的热传递,覆冰与空气接触面间的热交换以及影响临界融冰电流和融冰时间的因素主要等.研究表明:覆冰厚度的增大、风速的增加、环境温度的降低以及融冰电流的减小都会导致融冰时间的增加,同时风速的增加、环境温度的降低也会使融冰的临界电流增大.

摘要： 为了研制可以应用于实际电网的220kV/3kA等级三相交流高温超导电缆,基于研制的一根1.5m长,220kV/3kA等级交流高温超导模型电缆进行了短路故障电流特性分析.该电缆由铜骨架、导体层、屏蔽层和外绝缘组成.本文在高温超导模型电缆直流临界特性测试(临界电流达8kA以上)合理的基础上对电缆进行了短路电流冲击实验,冲击电流达到40.4kA,2s.同时基于傅里叶级数算法提取了高温超导模型电缆冲击时刻导体层的基波分量,对其进行了暂态特性分析,得出了模型电缆短路故障时刻的阻抗、相角随时间变化的关系,为高温超导电缆在电网中的投入运行奠定了基础.

摘要： 为掌握钇钡铜氧(YBCO)高温超导带材在不同种类和大小的外界磁场环境下的基本特性,针对AMSC和Superpower制备的两种不同的YBCO超导带材(超导带材Ⅰ和Ⅱ)在不同磁场强度及角度下的Ic及n值进行实验测量和计算,分析了外界磁场变化对Ic及n值的影响。采用在液氮环境下改变超导带材的外界磁感应强度及角度(0～0.9T,0～90°),在交直流背景磁场下,应用直流超导电源给超导带材加载流并测量带材两端的电压,获得两种YBCO高温超导带材的Ic(1μV/cm)及n值(0.1μV／cm～1.5μV/cm)。由实验结果可知,虽然两种超导带材的Ic及n值都随外界磁场强度的增大而减小,但是无论是在直流背场还是在交流背场下,带材表面与磁场的夹角对超导带材Ⅰ特性的影响要小于对超导带材Ⅱ的影响,超导带材I的稳定性要好于超导带材Ⅱ。

摘要： 本文设计了一个新型磁悬浮装置方案--高温超导旋转磁场电动磁悬浮,该悬浮装置通过在初级高温超导绕组中通入三相交变电流产生圆周运动的交变磁场,与其在次级导体中感应出的涡流磁场相互作用产生悬浮力,能够在装置静止的条件下实现固有稳定的电动式磁悬浮。高温超导电机临界电流的大小主要由电机初级槽漏磁通密度决定,在气隙一定的条件下电磁力的大小主要由初级电流和感应板涡流决定。为准确分析装置力特性,建立了悬浮装置的多层分环电磁模型,采用电机电磁场理论方法进行磁场分布求解,并直接利用磁场分析所得的磁场分布结果求解次级悬浮力和水平转矩,给出磁悬浮装置的力特性与其参数的关系,证明在一定的输入激励条件下,装置可以输出足够大的悬浮力,但次级损耗不可避免，通过实验和有限元分析证明了理论分的正确性。

摘要： 目前工业上采用粉末装管法(PIT)法制备Bi-2223/Ag带材。本文给出了Bi-2223/Ag带材的生产流程及Bi-2223/Ag带材横截面形貌，经焙烧研磨后的前驱粉被装在一根银管中，将装有前驱粉的银管拉拔并剪切后束集，然后装入银或银合金管中，拉拔后制备成多芯圆线，将圆线轧制成带材后进行热处理。轧制过程和热处理过程往往是交叉进行，最终制备出Bi-2223/Ag带材。Bi-2223/Ag高温超导带材的临界电流取决于Bi-2223相的纯度、晶粒间的连接以及Bi-2223晶粒的排列。而这此因素又受到前驱粉工艺、热处理条件以及轧制工艺的制约。 本文综述了Bi-2223/Ag高温超导带材电学性能和力学性能的研究进展,并概括了目前该带材的主要应用.前驱粉、热处理参数和轧制工艺以及磁场四个方面是决定Bi-2223/Ag高温超导带材电学性能的重要因素,目前Bi-2223/Ag的临界电流可达到236A.但是带材的应用依然受到低的不可逆场、交流损耗、高成本以及相对较差的力学性能的制约.提高带材的力学性能以及进一步提升带材电学性能对Bi-2223/Ag带材进一步推广应用具有重要的意义。

摘要： 采用青铜法工艺成功制备了国际热核聚变堆（ITER）用Nb3Sn线材，线材的各项性能均满足ITER的技术要求。热处理后，线材的临界电流可达到201A(12T，4.22K) ，单位体积的磁滞损耗为53mJ/cm3(±3T，4.22K)，n值为32。研究了青铜/NbTa比、加工工艺对线材性能的影响，并对样品热处理后线材的微观结构做了分析。研究表明，采用较低的青铜/NbTa比的线材在热处理后，会生成较多的Nb3Sn超导相，线材临界电流和磁滞损耗升高。较高的中间退火温度会预生成Nb3Sn相，使得芯丝呈“香肠状”导致最终线材性能下降。

摘要： 临界电流、临界磁场与临界温度是超导材料的三个重要的性能。目前，NbTi和Nb3Sn是应用最广泛的实用超导体，超导体一般是在液氦温度下，磁场低于临界磁场的环境下工作，这时，超导体实际的无阻载流能力（临界电流）就成为判断超导体优劣的一项最重要的指标。同时，实用超导体通常用于绕制各种磁体。如果线材存在着很高的损耗，将会造成很大的浪费。因此，磁滞损耗的大小也成为一项重要的判据。有效芯丝直径Deff是联合分析磁滞损耗测试与临界电流测试结果推算出的一个的重要参数，分析它有助于评判工艺合理性。本文系统地研究了NbTi和Nb3Sn线材的磁滞损耗和临界电流，并给出估算有效芯丝直径简单有效的方法。在这个基础上，对NbTi线材的有效芯丝直径进行计算并比较了不同阻隔层的青铜法Nb3Sn线材，并得出，Ta阻隔层制成的青铜法Nb3Sn其损耗很小，有效芯丝直径与设计的芯丝直径在同一量级。而Nb阻隔层Nb3Sn的磁滞损耗较之Ta阻隔层要大，有效芯丝直径比名义芯丝直径高一个量级。

摘要： 用于功率电流变换器临界断续电流模式的高精度平均输出电流控制方案，它包括产生预定的控制信号的参考源块，根据不同功率电流变换器拓扑结构按照预定算法进行运算产生相应的参考控制信号的参考源运算功能块，检测功率电流变换器的状态变量的状态检测块，用于检测从参考源运算功能块和状态检测块输出信号的差值的误差检测块，用于检测状态变量过零过零检测块，用于驱动功率开关的功率驱动器块。本发明使功率电流变换器的平均输出电流独立于功率电流变换器的输入输出电压，电路器件的精度，以最简单最低成本最高效率最高精度来完成功率电流变换器的平均输出电流控制。

摘要： 一种提高铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法，在铁基超导体块材或线带材的先驱粉或原料粉中添加锡、含锡化合物或含锡合金，混合均匀后，将先驱粉压制成块，或填入金属管、复合金属管或合金管中拉拔轧制成线带材。再将块材或线带材在保护气氛或者真空条件下，经200-1300°C焙烧1秒钟-100小时。本发明制备的铁基超导体具有优异的超导特性：高的临界电流特性、高的上临界场和不可逆场。

摘要： 一种提高A1-xKxFe2As2(A＝Ba或Sr)超导体上临界场和临界电流密度的方法，其特征是，在A1-xKxFe2As2(A＝Ba或Sr)块材或线带材的先驱粉中添加银粉或铅粉，混合均匀后，将先驱粉压制成块，或填入金属管拉拔轧制成线带材。再将块材或线带材在保护气氛下，经500-1100°C焙烧0.5-100小时，可以得到A1-xKxFe2As2(A＝Ba或Sr)块材或线带材。本发明有效提高了铁基超导体的上临界场和临界电流密度。

摘要： 单相单极性并网逆变器为了降低开关损耗，采用单极性临界电流连续模式的控制策略以实现开关管的零电压开通。由于在电网电压过零处电压值很小，这种期望的临界电流连续控制策略无法实现，导致在电网电压过零处产生电流振荡的问题。本发明提出一种在电网过零处采用渐变的单极性临界电流控制策略，解决了并网电流过零点振荡的问题。本发明改进型单极性临界电流连续的控制策略适用于功率较小，开关频率较高的并网逆变器应用场合。

摘要： 本发明公开了一种超导薄膜压缩时临界电流密度和临界温度的测量装置，包括真空箱、试验机压头、设置于真空箱中的玻璃纤维板和超导薄膜样品施压夹具，真空箱顶部插入试验机压头，试验机压头的下方设置上下玻璃纤维板，两玻璃纤维板之间夹持超导薄膜样品施压夹具，超导薄膜样品施压夹具包括上夹具、铍铜梁和下夹具，上夹具和下夹具之间放置铍铜梁，铍铜梁的顶面中间开有放置超导薄膜样品的凹槽，样品上表面固定温度计和应变片；铍铜梁上设有加热电阻，真空箱上设有制冷机二级冷头、真空插座和真空阀。本发明通过对铍铜梁加载压力时，铍铜梁发生纯弯曲而压缩超导薄膜，从而在不破坏超导薄膜结构的情况下实现其性能的测试。

摘要： 一种提高铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法，在铁基超导体块材或线带材的先驱粉或原料粉中添加锡、含锡化合物或含锡合金，混合均匀后，将先驱粉压制成块，或填入金属管、复合金属管或合金管中拉拔轧制成线带材。再将块材或线带材在保护气氛或者真空条件下，经200-1300°C焙烧1秒钟-100小时。本发明制备的铁基超导体具有优异的超导特性：高的临界电流特性、高的上临界场和不可逆场。

摘要： 一种提高A1-xKxFe2As2(A＝Ba或Sr)超导体上临界场和临界电流密度的方法，其特征是，在A1-xKxFe2As2(A＝Ba或Sr)块材或线带材的先驱粉中添加银粉或铅粉，混合均匀后，将先驱粉压制成块，或填入金属管拉拔轧制成线带材。再将块材或线带材在保护气氛下，经500-1100°C焙烧0.5-100小时，可以得到A1-xKxFe2As2(A＝Ba或Sr)块材或线带材。本发明有效提高了铁基超导体的上临界场和临界电流密度。

摘要： 本发明实施例公开了一种电流补偿方法与采用临界电流控制策略的电路，该方法包括获取输入电路的电网电压，根据电网电压，获得第一电流补偿量，获取电路中的滤波模块的特性，根据滤波模块的特性，获得第二电流补偿量，根据第一电流补偿量与第二电流补偿量，调节电路的实际电流。通过上述方式，能够提高采用临界电流控制策略的电路的功率因数和解决总谐波失真问题。

摘要： 本发明公开了属于超导电工技术领域的一种基于临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线的CICC导体，包括：临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线，中心导体，冷却通道和铠套，临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线以CICC导体的中心轴线为基准，按照螺距在中心导体外表面上螺旋缠绕，在超导股线外层进行铠装；中心导体内侧、临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线与中心导体外侧和铠套内侧的空隙形成冷却通道，为冷却介质的流通提供通道。该CICC导体具有临界电流准各向同性，载流能力强，机械性能高，生产工艺简单，适于大规模生产等优点。拓宽了临界电流准各向同性高工程电流密度高温超导股线在电力系统中的应用。

摘要： 本实用新型公开了一种超导薄膜压缩时临界电流密度和临界温度的测量装置，包括真空箱、试验机压头、设置于真空箱中的玻璃纤维板和超导薄膜样品施压夹具，真空箱顶部插入试验机压头，试验机压头的下方设置上下玻璃纤维板，两玻璃纤维板之间夹持超导薄膜样品施压夹具，超导薄膜样品施压夹具包括上夹具、铍铜梁和下夹具，上夹具和下夹具之间放置铍铜梁，铍铜梁的顶面中间开有放置超导薄膜样品的凹槽，样品上固定有温度计和应变片；铍铜梁上设有加热电阻，真空箱上设有制冷机二级冷头、真空插座和真空阀。本实用新型通过对铍铜梁加载压力时，铍铜梁发生纯弯曲而压缩超导薄膜，从而在不破坏超导薄膜结构的情况下实现其性能的测试。