超导股线临界电流测试样品杆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超导股线临界电流测试样品杆，包括有密封法兰、样品夹紧装置等，所述的密封法兰内有低温环氧胶密封，密封法兰外套装有环氧护套，环氧护套内分别设置有左支撑胶木环、右支撑胶木环；所述的导电螺杆的上、下端分别安装有上压紧环、下压紧环，上压紧环与导电螺杆之间隔有高压绝缘层，上压紧环与下压紧环之间夹置有样品骨架，超导股线的两端分别连接到上压紧环、下压紧环上，上压紧环、下压紧环外分别连接有电流引线。本实用新型专利技术的样品骨架夹紧接触可靠，低温下不会松动，减少了接触电阻；样品杆的表面不会出现凝结水，且节约液氦的使用量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Superconducting stock; critical current; test sample bar

The utility model discloses a critical current superconducting strand test sample rod, comprising a sealing flange, sample clamping device, a sealing flange is arranged inside the low temperature epoxy seal with epoxy sheath sealing flange jacket, epoxy sheath are respectively arranged in the left and right supporting ring support bakelite bakelite screw of the conductive ring; the upper and lower ends are respectively provided with a clamp ring, a clamping ring, a high voltage insulation layer between the clamp ring and the conductive screw between the upper pressing ring and a lower clamping ring is clamped at both ends of the sample frame, superconducting strands are respectively connected to the clamp ring, a pressing ring, the clamp ring, under the pressing ring are respectively connected with the current lead. The utility model has the advantages of reliable contact clamping skeleton samples under low temperature, not loose, reduce the contact resistance; the surface will not appear the sample rod condensate, and save the use of liquid helium.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超导股线临界电流测试领域，具体是一种Nb3Sn和NbTi超导股 线临界电流测试样品杆。
技术介绍
国际热核聚变实验反应堆(ITER)是目前全球最大的国际合作研究项目，合作方 包括欧盟、美国、中国、日本、印度、俄罗斯、韩国等国家。该计划将研究解决核聚变 关键技术难题，其中低温超导线材绕制的磁体系统是ITER装置的核心部件。在承担国际 热核聚变实验堆(ITER)导体设计、生产过程中，需要对ITER TF导体和PF导体使用的 Nb3Sn和NbTi超导股线临界性能进行测试。ITERTF线圈的CIC导体由扭绞的、多芯的 镀CrNb3Sn基复合股线组成。ITER用Nb3Sn基股线的工艺主要有两种青铜法和内锡 法。两种工艺都取决于经组装和转变而成为股线的初始Nb3Sn。没有反应的股线被绞成 缆，而缆穿管成为管内电缆导体。成形结束后，导体进行热处理(经过在几个温度平台 达到 650°C)。Nb3Sn超导线性能测试前需要按照一定的热处理制度进行热处理，并按 照特定的样品骨架准备测试样品。临界电流样品附加上电流引线，被放置在液氦槽中和平行于样品架的轴线磁场 (螺线管)中，所选择的样品电流和磁场强度应确保向内的电磁力适用于股线，在股线 长度范围内，磁场均勻度必须达到0.5%，磁场与股线轴向之间夹角必须为90° 士6°， 磁场测量系统的分辨率要优于20mT，其绝对准确度要优于1%。磁场重复性必须优于 0.5%,电流测试的分辨率必须优于0.1A，绝对准确度优于0.5%，ITERPF线圈的CIC导 体由扭绞的、多芯的镀Ni NbTi基复合股线组成。多芯复合股线由Nb-Ti丝深嵌在高纯 度铜体中。股线加工的最后阶段始于最终复合坯料的组装，由铜基中Nb-Ti棒外包Nb层 组成。坯料经过多道次拉拔加工得到最终尺寸的股线。拉拔应和高温热处理交叉进行， 以保证α-Ti沉淀的产生并达到高销连接力。样品测试骨架及对背景磁场的要求与Nb3Sn 超导线测试骨架相同。测试装置包括提供背景场的磁体系统，样品杆，低温容器，电源 设备以及数据采集系统等。提供背景场的磁体为螺旋管型超导混合磁体，内、外线圈分 别由Nb3Sn和NbTi线绕制。孔径为70mm，其中心磁场最高可达16T，中心处直径、高 度均为IOmm的圆柱内的磁场均勻度高达2.3X10_4。磁体同时并联了-个超导开关，磁 场稳定时磁体处于闭环运行模式，并浸泡在液氦中，以保证实验时磁体系统更稳定。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种超导股线临界电流测试样品杆，样品骨架夹紧接 触可靠，低温下不会松动，减少了接触电阻；样品杆的表面不会出现凝结水，且节约液 氦的使用量。本技术的技术方案如下超导股线临界电流测试样品杆，包括有密封法兰、电流引线、样品夹紧装置等。其特征在于所述的密封法兰内有低温环氧胶密封，密封法兰外套装有环氧护套， 环氧护套内分别设置有左支撑胶木环、右支撑胶木环；所述的样品夹紧装置上、下端分 别安装有上压紧环、下压紧环，上压紧环和下压紧环分别连接电流引线两极，电流引线 两极之间隔有高压绝缘层，上压紧环与下压紧环之间固定超导股线样品骨架，样品骨架 外壁绕制有超导股线，超导股线的两端分别连接到上压紧环、下压紧环上，二根电流引 线分别依次穿过密封法兰、低温环氧胶、左支撑胶木环、右支撑胶木环且通过接头装置 与导电螺杆固定连接；上压紧环、下压紧环分别与两根电流引线连接。所述的上压紧环、下压紧环的夹持端具有锥度为45°的圆锥面。所述的下压紧环后端顶压有螺合于导电螺杆上的压紧螺帽。所述的右支撑胶木环内开有氦气回流孔。本技术的环氧护套提供氦气回路，冷却电流引线，节省了大量液氦；环氧 护套支撑结构易于干燥，使得更换样品的时间大大缩短，不会发生样品杆表面凝结水， 放入液氦杜瓦后结冰的现象；样品骨架夹紧装置接触可靠，低温下不会松动，同时拆卸 样品骨架操作简单、可靠，不会损伤测试样品；为了减小夹紧结构之间的接触电阻，减 小通电实验时电流引线的发热。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式参见附图，超导股线临界电流测试样品杆，包括有密封法兰1、导电螺杆12， 密封法兰1内有低温环氧胶2，密封法兰1外套装有环氧护套4，环氧护套4内分别设置有 左支撑胶木环3、右支撑胶木环5;导电螺杆12的上、下端分别安装有上压紧环8、下压 紧环10，下压紧环10后端顶压有螺合与导电螺杆上的压紧螺帽11，上压紧环8、下压紧 环10的夹持端具有锥度为45°的圆锥面，上压紧环与导电螺杆之间隔有高压绝缘层7， 下压紧环10与导电螺杆导通连接，上压紧环与下压紧环之间夹置有筒形样品骨架9，筒 形样品骨架9外壁绕制有超导股线，二根电流引线6分别依次穿过密封法兰1、低温环氧 胶2、左支撑胶木环3、右支撑胶木环5且通过接头装置与导电螺杆12固定连接；上压紧 环8、下压紧环10外分别与二根电流引线6连接。右支撑胶木环内开有氦气回流孔。权利要求1.超导股线临界电流测试样品杆，包括有密封法兰、电流引线、样品夹紧装置等， 其特征在于所述的密封法兰内有低温环氧胶密封，密封法兰外套装有环氧护套，环氧 护套内分别设置有左支撑胶木环、右支撑胶木环；所述的样品夹紧装置上、下端分别安 装有上压紧环、下压紧环，上压紧环和下压紧环分别连接电流引线两极，电流引线两极 之间隔有高压绝缘层，上压紧环与下压紧环之间固定超导股线样品骨架，样品骨架外壁 绕制有超导股线，超导股线的两端分别连接到上压紧环、下压紧环上，二根电流引线分 别依次穿过密封法兰、低温环氧胶、左支撑胶木环、右支撑胶木环且通过接头装置与导 电螺杆固定连接；上压紧环、下压紧环分别与两根电流引线连接。2.根据权利要求1所述的超导股线临界电流测试样品杆，其特征在于所述的上压 紧环、下压紧环的夹持端具有锥度为45°的圆锥面。3.根据权利要求1或2所述的超导股线临界电流测试样品杆，其特征在于所述的下 压紧环后端有螺合于导电螺杆上的压紧螺帽。4.根据权利要求1或2所述的超导股线临界电流测试样品杆，其特征在于所述的右 支撑胶木环内开有氦气回流孔。专利摘要本技术公开了一种超导股线临界电流测试样品杆，包括有密封法兰、样品夹紧装置等，所述的密封法兰内有低温环氧胶密封，密封法兰外套装有环氧护套，环氧护套内分别设置有左支撑胶木环、右支撑胶木环；所述的导电螺杆的上、下端分别安装有上压紧环、下压紧环，上压紧环与导电螺杆之间隔有高压绝缘层，上压紧环与下压紧环之间夹置有样品骨架，超导股线的两端分别连接到上压紧环、下压紧环上，上压紧环、下压紧环外分别连接有电流引线。本技术的样品骨架夹紧接触可靠，低温下不会松动，减少了接触电阻；样品杆的表面不会出现凝结水，且节约液氦的使用量。文档编号G01R19/00GK201796076SQ201020127919公开日2011年4月13日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日专利技术者刘方, 龙风 申请人:中国科学院等离子体物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
超导股线临界电流测试样品杆，包括有密封法兰、电流引线、样品夹紧装置等，其特征在于：所述的密封法兰内有低温环氧胶密封，密封法兰外套装有环氧护套，环氧护套内分别设置有左支撑胶木环、右支撑胶木环；所述的样品夹紧装置上、下端分别安装有上压紧环、下压紧环，上压紧环和下压紧环分别连接电流引线两极，电流引线两极之间隔有高压绝缘层，上压紧环与下压紧环之间固定超导股线样品骨架，样品骨架外壁绕制有超导股线，超导股线的两端分别连接到上压紧环、下压紧环上，二根电流引线分别依次穿过密封法兰、低温环氧胶、左支撑胶木环、右支撑胶木环且通过接头装置与导电螺杆固定连接；上压紧环、下压紧环分别与两根电流引线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙风，刘方，
申请(专利权)人：中国科学院等离子体物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：34