本发明专利技术属于高温超导带材技术领域，本发明专利技术提供了一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置，包含聚酰亚胺薄膜、高温超导带材、切割丝、立柱和支撑平台；所述切割丝的直径≤0.2mm。本发明专利技术还提供了一种高温超导带材单面包覆绝缘层的方法。本发明专利技术的方法在保证高温超导带材具有良好绝缘性的前提下，能够大幅降低高温超导带材绝缘层的厚度，提高高温超导带材的工程电流密度，能够克服传统的半叠包聚酰亚胺薄膜的处理方式使高温超导带材的厚度大大增加，影响工程电流密度的缺陷。工程电流密度的缺陷。工程电流密度的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置和方法
[0001]本专利技术涉及高温超导带材
，尤其涉及一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置和方法。
技术介绍
[0002]二代高温超导材料(REBCO涂层导体)因其无直流电阻损耗和高传导电流密度的特性，成为了电力设备领域的研究热点，如超导电缆、超导储能、超导变压器、超导限流器、超导电机等。二代高温超导材料由于其较高的上临界磁场，在强场磁体应用方面具有巨大的优势。在某些应用场合下，超导带材需要进行一定的绝缘处理，如交流电情况下的绝缘线圈、超导变压器等。
[0003]在电气领域常规的绝缘材料主要有聚酰亚胺胶带，聚酰亚胺是一种高分子有机聚合物，具有优良的物化性能。聚酰亚胺的耐高温、耐低温性能十分优越，高温达400℃以上时不被分解，在
‑
269℃低温下的液氦中不会脆裂。聚酰亚胺是一种良好的绝缘材料，在1kHz下介电常数为4.0，介电强度为100～300kV/m；其机械性能良好，聚酰亚胺薄膜的抗拉强度在170MPa以上，同时在真空下的自然放气率极低，对人体无毒。基于以上特点，聚酰亚胺在工业中的应用十分广泛，并且在科研领域中有广阔的应用前景。
[0004]针对高温超导带材，目前较常见的绝缘处理方式是使用聚酰亚胺薄膜对高温超导带材进行半叠包覆，薄膜通常为5～30mm宽，50μm厚，以一定倾斜角度半叠包在高温超导带材上，如图1所示。然而，半叠包的带材会大大增加带材的厚度，半叠包的方式会使带材增加至少3层聚酰亚胺薄膜的厚度，对于240μm厚度的不锈钢封装高温超导带材，半叠包绝缘会使厚度增加近一倍(390μm左右)，这会使超导材料的工程电流密度大大降低，在强场应用中难以发挥优势。
[0005]在实际应用中，超导线圈或超导集束缆线一般采用带材同向绕制，不会出现带材扭转180
°
的情况，仅对带材单面做绝缘处理就能够满足绝缘要求。专利CN100550229C描述了类似的工艺，但该专利中高温超导带材两侧还留有2～3mm宽的聚酰亚胺薄膜，多余的聚酰亚胺薄膜会给线圈绕制的过程增加困难，尤其是饼式线圈。
[0006]因此，研究得到一种降低绝缘层厚度，提高工程电流密度，线圈绕制方便的高温超导带材单面包覆绝缘层的装置和方法，具有重要的意义。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置和方法。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置，包含聚酰亚胺薄膜、高温超导带材、切割丝、立柱和支撑平台；
[0010]所述切割丝的直径≤0.2mm。
[0011]作为优选，所述立柱固定在高温超导带材和聚酰亚胺薄膜的两侧；立柱上绑定两根切割丝。
[0012]作为优选，所述聚酰亚胺薄膜为均苯型聚酰亚胺薄膜；聚酰亚胺薄膜的厚度为45～55mm。
[0013]作为优选，所述高温超导带材为REBCO二代高温超导带材。
[0014]作为优选，所述聚酰亚胺薄膜的宽度大于高温超导带材的宽度；聚酰亚胺薄膜的宽度和高温超导带材的宽度的差值为4～16mm。
[0015]作为优选，切割丝的上下间距比高温超导带材的宽度小，切割丝的上下间距和高温超导带材的宽度的差值小于等于1mm。
[0016]作为优选，当高温超导带材为未封装高温超导带材或铜封装高温超导带材时，切割丝为非金属材料，切割丝的抗拉强度≥700MPa；当高温超导带材为不锈钢封装高温超导带材时，切割丝为不锈钢丝，切割丝的抗拉强度≥1000MPa。
[0017]本专利技术还提供了所述的装置对高温超导带材单面包覆绝缘层的方法，高温超导带材和聚酰亚胺薄膜以卷对卷的方式移动，切割丝切除多余的聚酰亚胺薄膜和高温超导带材，使聚酰亚胺薄膜的宽度、高温超导带材的宽度与两根切割丝的上下间距相同；
[0018]高温超导带材和聚酰亚胺薄膜移动的速率≤0.5m/s。
[0019]作为优选，当聚酰亚胺薄膜单侧具有粘胶时，移动过程中聚酰亚胺薄膜粘贴在高温超导带材一侧。
[0020]作为优选，当聚酰亚胺薄膜无粘胶时，切割完成后的聚酰亚胺薄膜和高温超导带材通过滚轮紧压的方式或施加张力绕制成卷的方式紧贴在一起；滚轮紧压的压力和张力独立的为5～30N。
[0021]本专利技术的有益效果包括：
[0022]1)本专利技术的高温超导带材单面包覆绝缘层的装置，仅在高温超导带材的一侧粘贴聚酰亚胺薄膜，再用切割丝将多余的聚酰亚胺薄膜切除，使处理后的高温超导带材具有规则的几何形状。
[0023]2)本专利技术的方法在保证高温超导带材具有良好绝缘性的前提下，能够大幅降低高温超导带材绝缘层的厚度，提高高温超导带材的工程电流密度，能够克服传统的半叠包聚酰亚胺薄膜的处理方式使高温超导带材的厚度大大增加，影响工程电流密度的缺陷。
[0024]3)传统的半叠包方式绝缘层厚度在150μm以上，本专利技术的方法中绝缘层厚度为50μm；对于常规240μm厚度的高温超导带材，半叠包方式总厚度为390μm以上，本专利技术的高温超导带材单面包覆绝缘层的总厚度为290μm左右。
附图说明
[0025]图1为高温超导带材半叠包绝缘处理示意图，其中，1为二代高温超导带材，2为聚酰亚胺薄膜；
[0026]图2为本专利技术的高温超导带材单面包覆绝缘层的装置图，其中，1为聚酰亚胺薄膜，2为二代高温超导带材，3为切割丝，4为立柱，5为支撑平台。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置，包含聚酰亚胺薄膜、高温超导带材、切割丝、立柱和支撑平台；
[0028]所述切割丝的直径≤0.2mm。
[0029]本专利技术的高温超导带材单面包覆绝缘层的装置如图2所示，其中，1为聚酰亚胺薄膜，2为二代高温超导带材，3为切割丝，4为立柱，5为支撑平台。
[0030]本专利技术中，切割丝的直径优选为0.1～0.2mm，进一步优选为0.12～0.18mm，更优选为0.14～0.16mm；切割丝用于切除超过切割丝上下间距的聚酰亚胺薄膜和高温超导带材，使高温超导带材宽度和聚酰亚胺薄膜宽度相同。
[0031]本专利技术中，所述立柱固定在高温超导带材和聚酰亚胺薄膜的两侧；立柱上绑定两根切割丝；两根切割丝与高温超导带材、聚酰亚胺薄膜呈垂直方向。
[0032]本专利技术中，所述聚酰亚胺薄膜优选为均苯型聚酰亚胺薄膜，进一步优选为Kapton聚酰亚胺薄膜；聚酰亚胺薄膜的厚度优选为45～55mm，进一步优选为47～52mm，更优选为49～50mm。
[0033]本专利技术中，所述高温超导带材优选为REBCO二代高温超导带材。
[0034]本专利技术中，REBCO二代高温超导带材具有较高的工程电流密度，主要用于传输电流的导体。
[0035]本专利技术中，所述聚酰亚胺薄膜的宽度大于高温超导带材的宽度；聚酰亚胺薄膜的宽度和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温超导带材单面包覆绝缘层的装置，其特征在于，包含聚酰亚胺薄膜、高温超导带材、切割丝、立柱和支撑平台；所述切割丝的直径≤0.2mm。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述立柱固定在高温超导带材和聚酰亚胺薄膜的两侧；立柱上绑定两根切割丝。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述聚酰亚胺薄膜为均苯型聚酰亚胺薄膜；聚酰亚胺薄膜的厚度为45～55mm。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述高温超导带材为REBCO二代高温超导带材。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述聚酰亚胺薄膜的宽度大于高温超导带材的宽度；聚酰亚胺薄膜的宽度和高温超导带材的宽度的差值为4～16mm。6.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，切割丝的上下间距比高温超导带材的宽度小，切割丝的上下间距和高温超导带材的宽度的差值小于等于1mm。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当高温超导带材为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪亮，盛杰，张礼波，刁毅伟，李鹏有，金之俭，
申请(专利权)人：上海翌曦科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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