一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，包括堆叠线缆组件和铜包壳，铜包壳具有与所述堆叠线缆组件适配的容置内腔，所述堆叠线缆组件设置在所述铜包壳内，且与所述铜包壳固定连接；所述堆叠线缆组件包括多个由超导带材构成的一级堆叠线缆单元，且内部超导带材间贴合，多个所述一级堆叠线缆单元层叠设置进行二级堆叠，且相邻的两个所述一级堆叠线缆单元间固定连接；本实用新型专利技术通过将多个堆叠线缆单元堆叠成堆叠线缆组件，并将堆叠线缆组件固定在铜包壳内，从而保证其传输性能和机械稳定性，在保证多个超导带材的长轴方向一致的情况下，可以实现小半径的弯折，堆叠线缆单元内部带材间的自由滑动减少了应用过程中的应力集中现象。了应用过程中的应力集中现象。了应用过程中的应力集中现象。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆


[0001]本技术涉及高温超导导体
，具体涉及一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆。

技术介绍

[0002]二代高温超导带材因其优异的电输运性能和较高的机械强度而备受青睐，在磁体、输电电缆、电动机和发电机领域有广阔应用前景。超导带材为层状结构的复合材料，主要部分为合金基底，超导层厚度仅为基底厚度的几十分之一。多根超导带材通过一定的形式组合，可以形成千安培/万安培级别的超导线缆。目前，国内外常用的几种线缆制备技术，在制备或应用过程中或多或少会使得超导带材性能的下降。
[0003]常见的制备形式有螺旋型缠绕和简单或交叉堆叠。主要考虑到交流损耗的问题，所以采用相对复杂的结构，导致带材遭受机械损伤的风险增加。螺旋型缠绕的代表是CORC线缆，CORC线缆内部无钎焊或环氧树脂等固化材料，超导带材可自由滑动，灵活性较好。但是，在高磁场环境下，磁场的变化会使超导带材频繁地蠕动，导致其性能下降较快。而目前常见的堆叠型线缆，一般采用锡铅焊料进行固化，增加了线缆的机械强度却损失了灵活性，在弯曲半径较小的情况下，内部超导带材因完全不能滑动而出现层间剥离现象，导致超导性能的损失。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是线缆在高背景磁场和小尺寸弯曲半径条件下容易损坏，目的在于提供一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，使得线缆能够实现小尺寸弯曲半径的弯曲，同时能承受较大电磁力。
[0005]本技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，包括：
[0007]堆叠线缆组件；
[0008]铜包壳，其具有与所述堆叠线缆组件适配的容置内腔，所述堆叠线缆组件设置在所述铜包壳内，且与所述铜包壳固定连接；
[0009]所述堆叠线缆组件包括多个堆叠线缆单元，多个所述堆叠线缆单元层叠设置，且相邻的两个所述堆叠线缆单元贴合。
[0010]可选地，设定线缆的传输方向为长轴方向，所述堆叠线缆组件的长轴与所述铜包壳的长轴平行。
[0011]作为一个可选地实施例，所述堆叠线缆单元包括n个超导带材和铜带；
[0012]所述超导带材为非对称层状结构，具有第一侧面和第二侧面，第m个超导带材的第一侧面与第m
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1个超导带材的第二侧面贴合，第m个超导带材的第二侧面与第m+1个超导带材的第一侧面贴合，其中n为大于2的自然数，m（m≤n）为所述堆叠线缆单元中第m个超导带材；n数值越小，则线缆机械强度越高；反之，n数值越大，则线缆灵活性越高。
[0013]多个所述超导带材的长轴平行设置，且位于同一平面内；
[0014]所述铜带缠绕在多个所述超导带材上，且所述铜带的长轴与所述超导带材的长轴相交。
[0015]作为一个可选地实施例，所述堆叠线缆单元包括2个所述超导带材和所述铜带；
[0016]并将两个所述超导带材设定为第一超导带材和第二超导带材；
[0017]所述第二超导带材的第一侧面与所述第一超导带材的第二侧面贴合；
[0018]所述第一超导带材的长轴与所述第二超导带材的长轴平行设置，且位于同一平面内；
[0019]所述铜带缠绕在所述第一超导带材和所述第二超导带材上，且所述铜带的长轴与所述第一超导带材和所述第二超导带材的长轴相交。
[0020]具体地，所述堆叠线缆单元的外侧包裹有第一裹锡层；所述堆叠线缆组件的外侧与所述铜包壳之间设置有第二裹锡层。
[0021]可选地，所述第二裹锡层在所述堆叠线缆组件置于所述容置内腔后通过真空浸渍的方式填充。
[0022]具体地，所述堆叠线缆组件的长轴向截面为矩形，所述容置内腔为与所述堆叠线缆组件适配的方形空腔；
[0023]所述堆叠线缆组件的宽度窄于所述容置内腔的宽度；
[0024]所述堆叠线缆组件的厚度低于所述容置内腔的高度。
[0025]所述堆叠线缆组件穿入所述容置内腔后，经加热挤压拉拔使所述堆叠线缆组件与所述容置内腔贴合紧密。
[0026]所述堆叠线缆单元的长轴向截面为矩形，所述堆叠线缆单元的宽度与所述堆叠线缆组件的宽度相等；
[0027]所述超导带材的长轴向截面为矩形，所述超导带材的宽度与所述堆叠线缆组件的宽度相等。
[0028]可选地，所述线缆的弯曲方向垂直于所述超导带材的第一侧面，使超导层处于受挤压应力状态。
[0029]可选地，所述超导带材为第二代高温超导带材。
[0030]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0031]本技术通过将多个堆叠线缆单元堆叠成堆叠线缆组件，并将堆叠线缆组件固定在铜包壳内，从而通过设置多个堆叠线缆单元保证其传输性能，并通过将超导带材堆叠构成堆叠线缆单元，线缆单元内部两根带材之间可自由滑动且不会出现脱层现象，保证其灵活性；通过将堆叠线缆单元堆叠，经钎料固化构成堆叠线缆组件，保证其在较大电磁力环境下的机械强度，在多根超导带材的长轴方向一致的情况下，可以实现较小半径的弯折，减少了应用过程中的应力集中现象，适用于对缆线机械性能和灵活度要求较高的场景，在诸如托卡马克聚变堆、粒子/质子加速器与核磁共振成像等领域有广阔应用前景。
附图说明
[0032]附图示出了本技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本技术的进一步理解，并且附图包括在本说明
书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。
[0033]图1是本技术所述的超导带材的结构示意图。
[0034]图2是根据本技术所述的一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆的结构示意图。
[0035]图3是根据本技术所述的实施例二中的堆叠线缆单元的结构示意图。
[0036]附图标记：1
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铜包壳，11
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容置内腔，2
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堆叠线缆单元，21
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超导带材，22
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铜带，23
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第一超导带材，24
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第二超导带材。
具体实施方式
[0037]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本技术的限定。
[0038]另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分。
[0039]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，其特征在于，包括：堆叠线缆组件；铜包壳（1），其具有与所述堆叠线缆组件适配的容置内腔（11），所述堆叠线缆组件设置在所述铜包壳（1）内，且与所述铜包壳（1）固定连接；所述堆叠线缆组件包括多个堆叠线缆单元（2），多个所述堆叠线缆单元（2）层叠设置，且相邻的两个所述堆叠线缆单元（2）贴合。2.根据权利要求1所述的一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，其特征在于，设定线缆的传输方向为长轴方向，所述堆叠线缆组件的长轴与所述铜包壳（1）的长轴平行。3.根据权利要求2所述的一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，其特征在于，所述堆叠线缆单元（2）包括n个超导带材（21）和铜带（22）；所述超导带材（21），具有第一侧面和第二侧面，第m个超导带材（21）的第一侧面与第m
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1个超导带材（21）的第二侧面贴合，第m个超导带材（21）的第二侧面与第m+1个超导带材（21）的第一侧面贴合，其中n为大于2的自然数，m为所述堆叠线缆单元（2）中第m个超导带材（21），m<n；多个所述超导带材（21）的长轴平行设置，且位于同一平面内；所述铜带（22）缠绕在多个所述超导带材（21）上，且所述铜带（22）的长轴与所述超导带材（21）的长轴相交。4.根据权利要求3所述的一种适用于低温高磁场环境的小尺寸弯曲半径线缆，其特征在于，所述堆叠线缆单元（2）包括2个所述超导带材（21）和所述铜带（22）；并将两个所述超导带材（21）设定为第一超导带材（23）和第二超导带材（24）；所述第二超导带材（24）的第一侧面与所述第一超导带材（23）的第二侧面贴合；所述第一超导带材（23）的长轴与所述第二超导带材（24）的长轴平行设置，且位于同一平面内；所述铜带（22）缠绕在所述第一超导带材（23）和...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡新波，左佳欣，朱运鹏，陈辉，李鹏远，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：新型
国别省市：