一种具有可变容积杜瓦的高温超导带材特性测量设备，包括：金属骨架、高温超导带材、金属薄膜、液氮杜瓦、电流引线、开关、高压发生器、水阻、高压分压器、直流电源、分流器、电压表和计算机。测量时，高压发生器首先工作，以检测带材的绝缘耐压特性；然后在绝缘耐压特性检测完成后，直流电源工作，以检测带材的临界电流特性。液氮杜瓦为可变容积杜瓦，可将填充物填入液氮杜瓦中以维持液氮液位。本发明专利技术的高温超导带材特性测量设备可连续地测量高温超导带材的绝缘耐压特性和临界电流特性，可节约液氮用量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高温超导带材
，具体地，本专利技术涉及一种高温超导带材特性测量设备。
技术介绍
随着高温超导材料实用化技术的发展，高温超导电力技术的发展也取得了一系列重大突破，多种超导电力装置应运而生。而除了超导电缆外，大部分的超导电力装置的核心部件都是高温超导磁体。高温超导磁体的绝缘结构复杂，需要考虑线圈匝间绝缘、饼间绝缘以及相间绝缘等。目前，国际上还没有开发专门的低温绝缘材料，基本上都是从常规绝缘薄膜中筛选适合于低温应用的绝缘薄膜材料。一般国际上通常采用沿超导带轴向绕包聚酰亚 胺薄膜带，或者采用涂覆绝缘漆等方法来改进超导带材的绝缘结构，以满足高温超导磁体的绝缘强度要求。在高温超导磁体的研发中，高温超导带材的绝缘特性和临界电流特性是两项非常重要的技术指标。目前，现有技术还不存在能针对这两项指标一次性完成检测的检测设备，一般需要先对其绝缘特性进行高压耐压测试，然后再进行临界电流测试。这样，就会对高温超导带材进行两次以上的冷热循环，这对高温超导带材性能具有一定的负面影响。另外，由于高温超导带材的绝缘特性测试需要选用非金属杜瓦容器来盛放液氮，而非金属杜瓦、尤其是大型或长方形非金属杜瓦加工难度较大，加工周期长，价格昂贵。在现有技术中，还没有能够针对非金属杜瓦的容积进行改变的装置，这就可能会使在检测实验中的液氮的消耗造成极大的浪费，严重的还会直接影响实验的进程。
技术实现思路
鉴于现有技术的缺点，本专利技术的目的在于开发一种高温超导带材特性测量设备，其可以连续地测量高温超导带材的绝缘耐压特性和临界电流特性。本专利技术提供了一种高温超导带材特性测量设备，其特征在于，所述高温超导带材特性测量设备包括金属骨架，所述金属骨架呈圆筒形；待测高温超导带材，所述高温超导带材沿着螺旋形路径缠绕在所述金属骨架的外周上；金属薄膜，所述金属薄膜围绕所述高温超导带材且紧贴在所述高温超导带材的外侦牝从而使得所述高温超导带材和所述金属骨架均位于所述金属薄膜的内侧；液氮杜瓦，所述液氮杜瓦中装有液氮，所述金属骨架、所述高温超导带材和所述金属薄膜均放置在所述液氮杜瓦中的液氮内；第一电流引线，所述第一电流引线固定于所述高温超导带材的一端，且与所述高温超导带材电连接；第二电流引线，所述第二电流引线固定于所述高温超导带材的另一端，且与所述高温超导带材电连接；第一开关，所述第一开关的第一端电连接到所述金属骨架和所述金属薄膜，且所述第一开关的第二端接地；高压发生器，所述高压发生器的第一端和所述第一开关的第二端电连接；水阻，所述水阻的第一端和所述高压发生器的第二端电连接；第二开关，所述第二开关的第一端和所述水阻的第二端电连接，且所述第二开关的第二端和所述第一电流引线电连接；高压分压器，所述高压分压器的第一端电连接到所述第一开关的第二端，所述高 压分压器的第二端电连接到所述第二开关的第一端，从而所述高压分压器能够测量所述第一开关的第二端和所述第二开关的第一端之间的电压；第三开关，所述第三开关的第一端电连接到所述第二电流引线；直流电源，所述直流电源的第一端电连接到所述第三开关的第二端；分流器，所述分流器的第一端电连接到所述直流电源的第二端；第四开关，所述第四开关的第一端电连接到所述分流器的第二端，且所述第四开关的第二端电连接到所述第一电流引线；第一电压表，所述第一电压表的第一端电连接到所述分流器的第一端，且所述第一电压表的第二端电连接到所述分流器的第二端；第二电压表，所述第二电压表的第一端电连接到所述第三开关的第二端，且所述第二电压表的第二端电连接到所述第四开关的第一端；计算机，所述计算机通过相应数据线分别连接到所述高压发生器、所述直流电源、所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述高压分压器、所述第一电压表和所述第二电压表，以便从所述高压分压器、所述第一电压表和所述第二电压表采集电压数据并且控制所述高压发生器、所述直流电源、所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的操作，其中，在用所述高温超导带材特性测量设备对所述高温超导带材的绝缘耐压特性和临界电流特性进行测量时，首先利用所述计算机控制所述第一开关和所述第二开关使其接通，且控制所述第三开关和所述第四开关使其断开，且使所述高压发生器工作，并监测从所述高压分压器输出的电压数据，从而检测所述高温超导带材的绝缘耐压特性；然后，在所述高温超导带材的绝缘耐压特性检测完成后，利用所述计算机控制所述第一开关和所述第二开关使其断开，且控制所述第三开关和所述第四开关使其接通，且使所述直流电源工作，并监测从所述第一电压表和所述第二电压表输出的电压数据，并利用所述计算机进行数据处理，从而检测所述高温超导带材的临界电流特性。优选的是，所述液氮杜瓦的内部空间为方形空间，该方形空间能被均等地分为N个彼此相同的子方形空间，即第I个子方形空间、第2个子方形空间、……、第N个子方形空间；所述高温超导带材特性测量设备还包括N-I个彼此相同的方形填充物和2个彼此相同的三角形填充物，其中所述N-I个彼此相同的方形填充物为第I个方形填充物、第2个方形填充物、……、第N-I个方形填充物，所述2个彼此相同的三角形填充物为第I个三角形填充物和第2个三角形填充物；所述第I个方形填充物、第2个方形填充物、……、第N-I个方形填充物分别与所述第I个子方形空间、第2个子方形空间、……、第N-I个子方形空间形状互补，以便所述第I个方形填充物、第2个方形填充物、……、第N-I个方形填充物能够分别填充到所述第I个子方形空间、第2个子方形空间、……、第N-I个子方形空间中；并且，所述第I个三角形填充物和第2个三角形填充物两者总体的形状能够和所述第N个子方形空间的形状互补，从而所述第I个三角形填充物和第2个三角形填充物能够填充到所述第N个子方形空间中；其中，在用所述高温超导带材特性测量设备对所述高温超导带材的绝缘耐压特性和临界电流特性进行测量时，能够根据所述液氮杜瓦内的液氮挥发量和所述金属骨架的长度，将所述第I个方形填充物、第2个方形填充物、……、第N-I个方形填充物中的一个或多个分别填充到所述第I个子方形空间、第2个子方形空间、……、第N-I个子方形空间中的相应空间中，并且/或者将所述第I个三角形填充物和第2个三角形填充物中的一个或两个填充到所述第N个子方形空间中，以便使得所述液氮杜瓦内的液氮维持在能够浸没上述金属骨架、上述高温超导带材和上述金属薄膜的预定深度。优选的是，所述第I个方形填充物、第2个方形填充物、......、第N-I个方形填充物中的每个方形填充物的两侧上均设有方形填充物导槽，所述液氮杜瓦的内壁上相应地设有 方形填充物导条，所述方形填充物导槽能与所述方形填充物导条相互配合，以便于将所述第I个方形填充物、第2个方形填充物、......、第N-I个方形填充物中的一个或多个方形填充物分别填充到所述第I个子方形空间、第2个子方形空间、……、第N-I个子方形空间中的相应空间中；所述第I个三角形填充物和第2个三角形填充物中的每个三角形填充物的两侧上均设有三角形填充物导槽，所述液氮杜瓦的内壁上相应地设有三角形填充物导条，所述三角形填充物导槽能与所述三角形填充物导条相互配合，以便于将所述第I个三角形填充物和第2个三角形填充物中的一个或两个三本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有可变容积杜瓦的高温超导带材特性测量设备，其特征在于，所述高温超导带材特性测量设备包括：金属骨架（2），所述金属骨架（2）呈圆筒形；待测高温超导带材（1），所述高温超导带材（1）沿着螺旋形路径缠绕在所述金属骨架（2）的外周上；金属薄膜（3），所述金属薄膜（3）围绕所述高温超导带材（1)且紧贴在所述高温超导带材（1）的外侧，使得所述高温超导带材（1）和所述金属骨架（2）均位于所述金属薄膜（3）的内侧；液氮杜瓦（4），所述的液氮杜瓦（4）中装有液氮；所述的金属骨架（2）、所述的高温超导带材（1）和所述的金属薄膜（3）均放置在所述液氮杜瓦（4）中，并浸泡在液氮内；第一电流引线（7），所述第一电流引线（7）固定于所述高温超导带材（1）的一端，且与所述高温超导带材（1）电连接；第二电流引线（8），所述第二电流引线（8）固定于所述高温超导带材（1）的另一端，且与所述高温超导带材（1）电连接；第一开关（9），所述第一开关（9）的第一端电连接到所述金属骨架（2）和所述金属薄膜（3），且所述第一开关（9）的第二端接地；高压发生器（15），所述高压发生器（15）的第一端和所述第一开关（9）第二端电连接；水阻（17），所述水阻（17）的第一端和所述高压发生器（15）的第二端电连接；第二开关（10），所述第二开关（10）的第一端和所述水阻（17）的第二端电连接，且所述第二开关（10）的第二端和所述第一电流引线（7）电连接；高压分压器（19），所述高压分压器（19）的第一端电连接到所述第一开关（9）的第二端，所述高压分压器（19）的第二端电连接到所述第二开关（10）的第一端，从而所述高压分压器（19）能够测量所述第一开关（9）的第二端和所述第二开关（10）的第一端之间的电压；第三开关（11），所述第三开关（11）的第一端电连接到所述第二电流引线（8）；直流电源（16），所述直流电源（16）的第一端电连接到所述第三开关（11）的第 二端；分流器（18），所述分流器（18）的第一端电连接到所述直流电源（16）的第二端；第四开关（12），所述第四开关（12）的第一端电连接到所述分流器（18）的第二端，且所述第四开关（12）的第二端电连接到所述第一电流引线（7）；第一电压表（20），所述第一电压表（20）的第一端电连接到所述分流器（18）的第一端，且所述第一电压表（20）的第二端电连接到所述分流器（18）的第二端；第二电压表（21），所述第二电压表（21）的第一端电连接到所述第三开关（11）的第二端，且所述第二电压表（21）的第二端电连接到所述第四开关（12）的第一端；计算机（22），所述计算机（22）通过相应数据线分别连接到所述高压发生器（15）、所述直流电源（16）、所述第一开关（9）、所述第二开关（10）、所述第三开关（11）、所述第四开关（12）、所述高压分压器（19）、所述第一电压表（20）和所述第二电压表（21），以便从所述高压分压器（19）、所述第一电压表（20）和所述第二电压表（21）采集电压数据并且控制所述高压发生器（15）、所述直流电源（16）、所述第一开关（9）、所述第二开关（10）、所述第三开关（11）和所述第四开关（12）的操作；其中，在用所述高温超导带材特性测量设备对所述高温超导带材（1）的绝缘耐压特性和临界电流特性进行测量时，首先利用所述计算机（22）控制所述第一开关（9）和所述第二开关（10）使其接通，且控制所述第三开关（11）和所述第四开关（12）使其断开，且使所述高压发生器（15）工作，并监测从所述高压分压器（19）输出的电压数据，从而检测所述高温超导带材（1）的绝缘耐压特性；然后，在所述高温超导带材（1）的绝缘耐压特性检测完成后，利用所述计算机（22）控制所述第一开关（9）和所述第二开关（10）使其断开，且控制所述第三开关（11）和所述第四开关（12）使其接通，且使所述直流电源（16）工作，并监测从所述第一电压表（20）和所述第二电压表（21）输出的电压数据，并利用所述计算机（22）进行数据处理，从而检测所述高温超导带材（1）的临界电流特性。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许熙，戴少涛，邱清泉，胡磊，马韬，林良真，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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