新型高温超导方形线电磁及力学特性的实验研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800204硕士学位论文（学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：电气工程论文题目：新型高温超导方形线电磁及力学特性的实验研究英文题目：ExperimentalStudyonElectromagneticandMechanicalPropertiesofANovelHTSSquareWires学生姓名：郭超导师姓名：席东民副教授贾雅君高级工程师二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要外界磁场会对高温超导线的临界电流和交流损耗等特性造成影响，当外场垂直于超导线表面时影响最

2、为明显。为了减小外场对超导线的影响，前人做了大量研究，研究重心主要集中在超导线堆叠或扭绞的复合结构上，例如Roebel超导体、TSTC超导体、CORC超导体等。然而，这些研究都是基于宽度在4mm以上的高温超导带材，复合超导线的尺寸受到了超导带材宽度的限制。与上述研究不同，本课题提出了一种截面为1mm×1mm正方形的新型超导线，命名为新型高温超导方形线。由于尺寸小，高温超导方形线在超导电缆等电力设备应用上有着很大的优势，但是在实际应用中超导线必定要经历扭绞，弯曲，拉伸过等程，因此需要对高温超导方形线的力学特性进行深入研究。首先，通过分切工艺和封装

3、工艺研究人员制备了多组高温超导方形线样品，然后对高温超导方形线的电磁特性进行了研究，包括了临界电流、交流损耗特性，最后本课题还进一步研究了拉力、弯曲、扭绞等环境因素对超导特性的影响。结果表明，封装后的超导方形线临界电流与理论值相比，折损率在10%之内；测量的自场损耗与频率无关，测量值与理论值和仿真结果吻合良好；当超导方形线临界电流衰减90%以内时，扭绞节距为60mm，弯曲直径为60mm，轴向拉力为350N，超导方形线的电磁和力学特性可以很好的应用在电力系统应用中。关键词：新型高温超导方形线；临界电流；交流损耗；力学特性I内蒙古工业大学硕士学位论

4、文AbstractExternalmagneticfieldwouldinfluencetheperformanceofHTSwiresincludingcriticalcurrent,AClossandsoon,especiallywhenthemagneticfieldisperpendiculartotheHTSwire’ssurface.Inordertoreducetheeffectofexternalmagneticfield,manystudieshavebeendone,whichmainlyfocusonstackortwis

5、tmultifilamentstructures:tapesstackedandtransposedaccordingtotheRoebelAssembledCoatedConductorstechnique,tapesstackedandtwistedalongthelongitudinaldirection,roundstrandcomposedofcoatedconductorcableandsoon.However,thesestudiesareusuallybasedonHTStapeswithmorethan4mmwidth,and

6、theirdimensionsaresignificantlylimitedbythewidthsoftheHTStapesusedinfabrication.Differentfromabovestudies,weproposedanovelwirewithasquarecrosssectionof1mm×1mmwhichisnamednovelHTSsquarewire.Duetothelowwidth-to-thicknessratioandsmallsquaredimension,HTSsquarewirehasgreatadvanta

7、gesincabling,butitisinevitabletoenduretwisting,bendingandstretchinginactualapplications.Therefore,itisnecessarytohavefurtherstudyonthemechanicalpropertiesofHTSsquarewire.wefirstlyfabricateseveralHTSsquarewiresamplesthroughnarrowing,solderingandstackingprocess,andthenweinvest

8、igatethebasicelectricalcharacteristicsfortheHTSsquarewiresincludecriticalcu