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1、低温与超导超导技术Cryo.&Supercon.第34卷第4期SuperconductivityVol.34No.4温度对高温超导材料(HTS)性能的影响樊宇,唐跃进,李敬东,周羽生,杨志(华中科技大学超导电力科学与技术研究发展中心,武汉430074)摘要:超导电力技术将为电力工业带来重大的技术突破,其在电力系统中的应用具有重大意义,而失超保护则是对超导电力系统安全运行的保障。在失超保护设计中正确把握温升对超导材料性能的影响非常重要。该文以高温超导带材为样品,通过实验实际测得加热到不同温度时样品恢复后的临界电流,研究了超导材料经历不同温
2、升后临界电流的变化情况。结果显示:对于同一样品,超过一定温度以后,材料将发生不可恢复的变化,超导材料经历一定温升后,其临界电流会下降,温度越高,下降幅值越大,高温的经历对材料的损伤是不可恢复的。关键词:高温超导;温度;恢复特性;失超保护Theeffectofthetemperatureagainstthecharacterofthehightemperaturesuperconductor(HTS)FanYu,TangYuejin,LiJingdong,ZhouYusheng,YangZhi(HuazhongUniversityofSc
3、ienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Superconductivepowertechnologywillbringthegreattechnicalbreakthroughforthepowerindustry,andalsohasthegreatsignificanceintheapplicationofelectricpowersystems.Whilethequenchprotectionisthesafeguardforthesaferunningofsuperconduc
4、tivepowersystem.Itisveryimportanttorealizetheeffectofthetemperatureagainstcharacterofthehightemperaturesuperconductorinthequenchprotection.TaketheHTSassamplestodoexperiments,getthecriticalcurrentsafterheatingthesamplesuptodifferenttempera2tures,andthenstudythechange.Ther
5、esultproves:thesuperconductorwillchangebeyondretrievewhenitexceedscertaintemperature.Itscriticalcurrentwillgodownalongwiththerisingtemperature,andthehigherthetemperatureis,thelowerthecriticalcurrentgoes.Keywords:HTS,Temperature,Retrievalcharacter,Quenchprotection1引言[1]超导
6、技术是一项综合性的高技术,将为电力系统带来重大技术突破,而电力系统中的超导装置必将遇到诸如系统短路故障等各种动态过程,承受短路大电流、不平衡电流的冲击,以及由此而产生的电磁、机械应力、热量的作用。超导电力装置有可能因过大的短路电流或电磁机械应力的作用而失超。超导装置的失超,不仅危及[4]超导电力设备的自身安全,也对电力系统的安全、稳定、经济运行会产生一定的影响。失超的直接后果是导致超导体温度的迅速升高,温度过高就会使得超导体发生不可恢复损伤。所以必须在温度达到使得超导材料发生不可恢复损伤之前,就采取保护措施,保证超导电力系统的安全运行。
7、然而,决定是否采取保护措施的阀值与超导材料所能承受的温度密切相关,如果阀值过低则会使得进行保护、系统中断的频率增加,电力系统的安全可靠性将会受到影响。因此,有必要研究温升对超导材料性能的影响,为失超保护设计提供技术支持。本文以实验为基础,对高温超导带材临界电流随着温度变化而发生的变化进行了对比,分析结果,并得出结论。2实验方法此次实验选用4根高温超导带材作为样品,对每个样品,在进行加热之前都先用四端子法测得其在液氮中(77K)的临界电流。然后从液氮中取出,放置到一个装有加热器的绝热盒内,利用加热器对其进行加热到某一温基金项目:国家863
8、计划资助项目(2002AA306331)教育部重点研究课题资助。收稿日期:2006-04-27作者简介:樊宇,男,1983年出生,硕士生,主要从事失超保护方面的研究。·280·超导技术Superconduc