一种多带并联高温超导线圈电流引线结构制造技术

本发明专利技术公开了一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，包括超导带材、电流引线主体和盖板；所述电流引线主体的一端设置有引线台阶；所述引线台阶至少有两个；所述引线台阶上连接有超导带材；所述引线台阶的三个侧面设置有台阶侧壁；所述盖板嵌入在台阶侧壁内；所述电流引线主体的另一端设置有通孔。本案每层超导带材都与电流引线主体进行焊接，使得焊接电阻可以大幅降低；具有台阶侧壁的引线台阶确保焊接过程中焊锡不流失，确保了焊接的强度；盖板则使得焊接过程中多层结构的超导带材受力均匀，在融化的焊锡中不至于开裂，也可避免融化焊锡中的气泡残留，提高了焊接的强度。

A Multi-band Parallel High Temperature Superconductor Coil Current Lead Structure

The invention discloses a multi-band parallel high temperature superconductor coil current lead structure, which comprises a superconducting strip, a current lead body and a cover plate; one end of the current lead body is provided with a lead step; the lead step has at least two; the lead step is connected with a superconducting strip; the three sides of the lead step are provided with a step side wall; and the cover plate is embedded in the step. In the side wall, the other end of the current lead body is provided with through holes. In this case, each layer of superconducting strip is welded with the main body of current lead, so that the welding resistance can be greatly reduced; the lead step with step side wall ensures that the soldering tin is not lost and the welding strength is ensured; the cover plate makes the multi-layer structure of superconducting strip stress uniform in the welding process, so that it will not crack in the melting soldering tin, and also avoid the bubbles in the melting soldering tin. Residual, improve the strength of welding.

【技术实现步骤摘要】
一种多带并联高温超导线圈电流引线结构
本专利技术涉及电流引线结构，尤其是涉及一种多带并联高温超导线圈电流引线结构。
技术介绍
超导电力装置中的高温超导线圈一般用于传输大电流，但由于制作高温超导线圈的单根超导带材载流能力有限，因此高温超导线圈通常采用多根超导带材并联绕制的方式。进一步，由于高温超导带材一般都是宽4.5~14mm、厚0.2~0.3mm的矩形截面导体，在与外部电路连接时，高温超导带材必须焊接固定在铜电流引线上。将高温超导带材焊接在铜电流引线上需要解决的问题包括：（1）保证焊接部位的电阻值越小越好，一般应用中要求达到10-7Ω量级；（2）焊接过程中高温超导带材不能出现开裂损伤；（3）焊接部位的强度比较高。常规电流引线制作过程中，直接将超导带材叠放后焊接在铜引线上方，该结构和制作方法存在以下问题：（1）多根超导带材叠放在一起后焊接时，只有最底层的超导带材与铜引线焊接在一起，而上方堆叠的超导带材因为不与铜引线直接相连，导致整个接触电阻增加，通常达到10-6Ω量级；（2）由于多根超导带材堆叠在一起，焊接过程中，为保证最上层的超导带材也能够达到一定的焊接温度，则底层的超导带材温度必须更高，如3层常见不锈钢封装超导带材堆叠焊接时，当上层焊接温度达到所需的190℃左右，下层铜引线和超导带材温度将超过200℃，从而极容易导致超导带材出现开裂损伤；（3）由于多根超导带材堆叠焊接时，只有底层超导带材与铜引线焊接在一起，其它层超导带材未与铜引线直接连接，而超导带材与铜引线间的焊接强度远高于超导带材之间的焊接强度，从而导致整体连接强度大幅下降。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供了一种多带并联高温超导线圈电流引线结构。本专利技术的电流引线根据并联超导带材的数量，加工成多个阶梯，确保每根超导带材都有一段直接焊接在铜引线上，从而极大降低焊接电阻和提高焊接强度。本专利技术的技术方案是：一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，包括超导带材、电流引线主体和盖板；所述电流引线主体的一端设置有引线台阶；所述引线台阶至少有两个；所述引线台阶上连接有超导带材；所述引线台阶的三个侧面设置有台阶侧壁；所述盖板嵌入在台阶侧壁内；所述电流引线主体的另一端设置有通孔。优选的，所述引线台阶高度和宽度与超导带材的高度和宽度一致。优选的，所述引线台阶镀锡。优选的，嵌入电流引线主体内的所述超导带材的上下表面镀锡。优选的，所述引线台阶与超导带材采用焊接连接。一种多带并联高温超导线圈电流引线结构的制作方法，具体制作方法步骤包括：（1）电流引线主体的引线台阶所有部位镀锡，然后进行清洁；（2）根据每层超导带材嵌入电流引线主体的长度，对超导带材的上、下表面进行镀锡，然后进行清洁；（3）对盖板嵌入电流引线主体的引线台阶的一面镀锡，然后进行清洁；（4）将镀锡后的超导带材自下而上逐一放置于引线台阶，且超导带材的端面紧密贴合引线台阶的阶梯部位，最后将盖板嵌入引线台阶的上层台阶中，并通过夹具进行固定；（5）对电流引线主体进行加热，当引线台阶部位焊锡融化时，停止加热；（6）等待电流引线结构整体降温至室温，去除紧固夹具并进行清洁，完成焊接。本专利技术的优点是：1、每层超导带材都与电流引线主体进行焊接，使得焊接电阻可以大幅降低；2、具有台阶侧壁的引线台阶确保焊接过程中焊锡不流失，确保了焊接的强度；3、盖板则将夹具的压力均匀传导至整个超导带材焊接部位，使得焊接过程中多层结构的超导带材受力均匀，在融化的焊锡中不至于开裂，也可避免融化焊锡中的气泡残留，提高了焊接的强度。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1本案所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结构的主要结构示意图；图2本案所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结构的电流引线主体的结构示意图；图3本案所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结构的盖板的结构示意图其中：1、超导带材；2、电流引线；3、盖板；4、通孔；21、引线台阶；22、台阶侧壁。具体实施方式实施例：如附图1-3所示，一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，包括超导带材1、电流引线主体2和盖板3；所述电流引线主体2的一端设置有引线台阶21；所述引线台阶21至少有两个；所述引线台阶21上连接有超导带材1；所述引线台阶21高度和宽度与超导带材1的高度和宽度一致；所述引线台阶21镀锡；嵌入电流引线主体2内的所述超导带材1的上下表面镀锡；所述引线台阶21与超导带材1采用焊接连接；所述引线台阶21的三个侧面设置有台阶侧壁22；所述盖板3嵌入在台阶侧壁22内；所述电流引线主体2的另一端设置有通孔4。所述的超导带材1是被焊接导体，目前市面上可供应用的超导带材1包含钇钡铜氧、铋锶钙铜氧等铜氧化物，一般是宽度为4.5~14mm、厚度为0.2~0.3mm的矩形截面导线，具体尺寸不同厂家略有不同。高温超导带材1的主体结构一般包含三层，分别为上、下加强层和中间超导芯，三层材料通过焊接方式固定在一起，构成一共完整的导体。由于单根超导带材1传输电流的能力有限，因此超导线圈使用超导带材1的数量需根据额定电流确定。假定超导线圈额定传输电流为I，而单根超导带材1最大传输电流水平为I0，则所需并联超导带材1的数量N为I/I0向上取整。本实施例中，超导线圈为电阻型高温超导限流器用超导线圈，所用超导带材1为苏州新材料研究所生产的不锈钢加强YBCO高温超导材料，超导带材1宽14mm、厚0.3mm，允许最大传输电流I0为170A。超导线圈要求额定传输电流为I为400A，因此所需并联超导带材1的数量N为3。如图2所示，所述的电流引线主体2用于固定超导带材1，并且实现超导带材1与外部电路之间的电气连接。一般电流引线主体2均采用铜材料制作，通常电流引线主体2是一个L型的矩形截面铜块，其中一端用于连接外部的电路，另一端用于焊接超导带材1。所述电流引线主体的另一端设置有通孔4，外部引线则通过该通孔4由螺栓进行连接固定。本专利技术中，电流引线2焊接超导带材1的部位加工成多个引线台阶21，引线台阶21的数量与待焊接超导带材1的数量N相同；引线台阶21的宽度与超导带材1的宽度w一致，相邻引线台阶21之间的高度差则与超导带材1的厚度h一致，而最上层的引线台阶21距离电流引线主2上边面的距离一般选择为h+1.0。每个引线台阶21沿超导带材1方向的长度l0一般在20mm左右，而最底层引线台阶21的长度lN一般选择为40-50mm，从而可以进一步增加焊接强度。所述引线台阶21的三个侧面设置有台阶侧壁22，以便于焊接时的限位，防止焊接过程中焊锡流出而影响焊接质量。本实施例中，电流引线主体2采用铜加工而成，呈L型结构。由于所需焊接的超导带材1数量为3，超导带材1宽度w为14mm、厚度h为0.3mm，则引线台阶21的数量为3，引线台阶21的宽度为14mm，底层的引线台阶21的长度为40mm，其它层引线台阶21的长度均为20mm，相邻层引线台阶21的阶梯高度差为0.3mm、顶层引线台阶距离电流引线2上端面的距离为1.3mm。如图3所示，所述的盖板3用于增强最上层超导带材1与电流引线主体2间的连接，保护整个电流引线主体2的连接的超导带材1，一般采用铜材料制作。盖板3的尺寸与电流引线主体2最上层台阶22进行配合，一般选择1.0mm厚的铜板，宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，其特征在于：包括超导带材、电流引线主体和盖板；所述电流引线主体的一端设置有引线台阶；所述引线台阶至少有两个；所述引线台阶上连接有超导带材；所述引线台阶的三个侧面设置有台阶侧壁；所述盖板嵌入在台阶侧壁内；所述电流引线主体的另一端设置有通孔。

【技术特征摘要】
1.一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，其特征在于：包括超导带材、电流引线主体和盖板；所述电流引线主体的一端设置有引线台阶；所述引线台阶至少有两个；所述引线台阶上连接有超导带材；所述引线台阶的三个侧面设置有台阶侧壁；所述盖板嵌入在台阶侧壁内；所述电流引线主体的另一端设置有通孔。2.根据权利要求1所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，其特征在于：所述引线台阶高度和宽度与超导带材的高度和宽度一致。3.根据权利要求1所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，其特征在于：所述引线台阶镀锡。4.根据权利要求1所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结构，其特征在于：嵌入电流引线主体内的所述超导带材的上下表面镀锡。5.根据权利要求1所述的一种多带并联高温超导线圈电流引线结...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建龙，李妍，诸晓骏，陈曦，莫思铭，蔡渊，陈慧娟，周国山，袁文，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，国网江苏电力设计咨询有限公司，江苏永鼎股份有限公司，东部超导科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32