一种高温超导电缆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高温超导电缆，属于高温超导材料技术领域，解决了现有高温超导电缆接头体积大、电阻大、导热慢、加工难度大以及接头稳定度差的问题。一种高温超导电缆，包括高温超导叠，所述高温超导叠由多个单层长带材叠放设置；所述单层长带材由多条高温超导带材依次首尾叠放焊接而成，相邻两层单层长带材的焊接点在水平方向上间隔设置；还包括捆绑件，所述捆绑件用于将叠放的多个单层长带材捆绑成所述高温超导叠，所述高温超导叠的表面设有覆铝层。本实用新型专利技术高温超导电缆的接头制作工艺简单，容易加工，电缆接头体积小、电阻小、导热快，应用前景广泛。

A high temperature superconducting cable

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导电缆
本技术涉及高温超导材料
，尤其涉及一种高温超导电缆。
技术介绍
高温超导是超导发展的趋势，目前二代高温超导带材的性能已经不亚于低温超导铌钛线，但是目前有很多因素制约着它的大规模应用。比如，扁带各项异性，不能加工成卢瑟福电缆，没有成熟的电缆加工工艺，价格高等，所以目前的高温超导只是应用在小型实验室磁体和内插磁体上，还没有大型高温超导磁体的应用。国内外一些研究机构一直在研制高温超导电缆，到现在为止还没有一个成熟的可以批量使用的二代高温超导带材ReBCO(稀土钡铜氧)的电缆绕制方式。例如，MIT(MassachusettsInstituteofTechnology)研制的TSTC(TwistedStacked-TapeCable)高温超导ReBCO电缆，把不同层数的ReBCO带材放到两个铜片，并用不锈钢丝捆扎，然后扭绞，但这种高温超导电缆适合绕制紧凑小尺寸的磁体，无法应用于大尺寸磁体。MIT还基于TSTC的高温超导电缆研制了单通道电缆和三通道电缆，但需要在铜棒上连续开槽，精度和长度非常难把握，还需要把TSTC电缆嵌进去，不仅成本很高，难控制，也很难实现长电缆导体的加工。ACT(AdvancedConductorTechnologiesLLC)研制的CORC(ConductoronRoundCore)电缆具有非常差的电缆带材长度比，比如需要100米的CORC电缆，需要单根高温超导带材的长度就将近200米，现阶段生产单根REBCO带材的长度有限，基本都是百米量级，长度越大，成本会更高，同时相对较低的工程电流密度。GeneralCableSuperconductorsLtd研制的RACC(RoebelAssembledCoatedConductor)电缆，浪费高温超导带材，费用高昂，各向异性。高温超导电缆接头是电缆研制过程中不可避免的难题，由于目前高温超导带材单根长度有限，厂家批量生产的超导带材基本都是百米量级，如果先加工电缆的话，只能用一样长度的带材，基本都是一百多米的长度，造成厂家生产出来的带材有很多的废料，短了不能用，长了需要裁掉，并且电缆每一百多米就需要加工一个接头，并且接头的尺寸远大于电缆尺寸，造成电缆不均匀，绕制线圈比较困难。所以要做成超导电缆必须解决电缆接头的难题，目前国内外的超导电缆接头有各种形式，但是无论哪种形式，接头的尺寸都比较大，甚至比原电缆的尺寸大很多，并且加工工艺复杂，加工难度大，接头的稳定度也不高，如果做一个大型超导线圈，将面临数百个超导接头时，线圈绕制困难，工作量将十分巨大。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种高温超导电缆，用以解决现有高温超导电缆接头体积大、电阻大、导热慢、加工难度大以及接头稳定度差的问题。本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种高温超导电缆，包括高温超导叠，高温超导叠由多个单层长带材叠放设置；单层长带材由多条高温超导带材依次首尾叠放焊接而成，相邻两层单层长带材的焊接点在水平方向上间隔设置；还包括捆绑件，捆绑件用于将叠放的多个单层长带材捆绑成高温超导叠；高温超导叠的表面设有覆铝层。进一步地，高温超导叠的上、下表面分别设有一层铝垫片。进一步地，单层长带材中带材的排布方式为：除去第一条带材和最后一条带材，单层长带材的中间每一条带材的两端焊接点位于该条带材的两侧。进一步地，单层长带材中带材的排布方式为：除去第一条带材和最后一条带材，中间的每一条带材的两端焊接点位于该条带材的同侧。进一步地，高温超导带材包括正面和反面，单层长带材中相邻两条高温超导带材的正面相对设置。进一步地，捆绑件为铝丝或者铝片。进一步地，相邻两层单层长带材的第m个焊接点之间的横向距离为D2，m为大于等于1的整数。进一步地，以顶层单层长带材的第一个焊接点为基准，第n层单层长带材的第一个焊接点距离顶层单层长带材的第一个焊接点的横向距离为(n-1)×D2，其中，n为大于等于2的整数；单层长带材的第一条带材的长度大于焊接点的长度，且小于等于单根带材的出厂长度。进一步地，D2大于等于1m。进一步地，单层长带材中相邻两条高温超导带材焊接处的重叠长度D1为5～20cm。与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果之一：a)本技术提供的高温超导电缆，高温超导电缆的高温超导叠由多个单层长带材叠放设置；单层长带材由多条高温超导带材依次首尾叠放焊接而成，相邻两层单层长带材的焊接点在水平方向上间隔设置，该结构设计把单个电缆的大接头变成单根带材的接头并均匀分布在电缆中，电缆尺寸均匀，没有局部增大，大大减小了接头体积，而且接头结构简单、加工容易，工作量小，带材不浪费，多长的带材都能用，降低成本。此外，由于接头体积小，电缆发热更均匀，并且可根据需求调整焊接长度，进而调整接头电阻，具有广泛的应用前景。b)本技术提供的高温超导电缆，通过在高温超导叠的上、下表面各加一层铝垫片能够保护高温超导带材，降低在制作超导叠和高温超导电缆生产过程中的拉伸、挤压和高温等因素对高温超导电缆结构上带来的不利影响。c)本技术提供的高温超导电缆，对高温超导带材的长度的要求小，解决了目前厂家生产的高温超导带材长度有限、并且长度不均匀的问题，降低高温超导带材厂家的生产成本。本技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本技术实施例中电缆接头示意图；图2为本技术实施例中长缆接头示意图；图3为本技术实施例中多层电缆接头示意图；图4为本技术实施例中的采用铝丝捆绑的高温超导叠的示意图；图5为本技术实施例中的采用铝片捆绑的高温超导叠的示意图；图6为本技术实施例中覆铝组件的结构示意图；图7为本技术实施例中覆铝组件中挤压头的结构示意图；图8为本技术实施例中方形电缆结构示意图；图9为本技术实施例中圆形电缆结构示意图。附图标记：1-铝垫片；2-高温超导叠；201-高温超导带材；3-捆绑件；4-挤压头；5-铝棒材；6-出线端；7-导出口。具体实施方式下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。由于高温超导带材厂家生产的高温超导带材长度不同，从几米到几百米不等，批量化生产最长的基本都是一百多米的长度。如果先加工电缆的话，只能用一样长度的带材，基本都是一百多米的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温超导电缆，其特征在于，包括高温超导叠(2)，所述高温超导叠(2)由多个单层长带材叠放设置；/n所述单层长带材由多条高温超导带材(201)依次首尾叠放焊接而成，相邻两层单层长带材的焊接点在水平方向上间隔设置；/n还包括捆绑件(3)，所述捆绑件(3)用于将叠放的多个单层长带材捆绑成所述高温超导叠(2)；/n所述高温超导叠(2)的表面设有覆铝层。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温超导电缆，其特征在于，包括高温超导叠(2)，所述高温超导叠(2)由多个单层长带材叠放设置；
所述单层长带材由多条高温超导带材(201)依次首尾叠放焊接而成，相邻两层单层长带材的焊接点在水平方向上间隔设置；
还包括捆绑件(3)，所述捆绑件(3)用于将叠放的多个单层长带材捆绑成所述高温超导叠(2)；
所述高温超导叠(2)的表面设有覆铝层。


2.根据权利要求1所述的高温超导电缆，其特征在于，所述高温超导叠(2)的上、下表面分别设有一层铝垫片(1)。


3.根据权利要求1或2所述的高温超导电缆，其特征在于，所述单层长带材中带材的排布方式为：除去第一条带材和最后一条带材，单层长带材的中间每一条带材的两端焊接点位于该条带材的两侧。


4.根据权利要求1或2所述的高温超导电缆，其特征在于，所述单层长带材中带材的排布方式为：除去第一条带材和最后一条带材，中间的每一条带材的两端焊接点位于该条带材的同侧。


5.根据权利要求4所述的高温超导电缆，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁飞鹏，朱自安，赵玲，赵跃，朱佳敏，赵裕，周俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，上海超导科技股份有限公司，无锡统力电工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11