準各向同性高溫超導股線的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、近些年，第二代高溫超導帶材(ReBCO)在產(chǎn)品性能和制備技術上取得了長足的進步，臨界電流密度不斷提高，各向異性得到改善，帶材的快速連續(xù)化生產(chǎn)能力大幅提高。目前，國際上許多超導電力公司已取得了規(guī)模化生產(chǎn)千米級ReBCO帶材的能力。同時，利用ReBCO帶材進行高電流容量超導導體的研究也取得了一定的進展，相繼提出了CORC(Conductor On Round Core)、高溫超導電纜、Roebel電纜、TSTC(Twisted Stacke

2、d-Tapes Cable)等多種設計。
　　本文主要研究具有高傳輸電流容量的準各向同性的高溫超導股線的熱穩(wěn)定性，主要包括最小失超能MQE以及失超傳播速度QPV的仿真計算。股線主要由第二代高溫超導帶材構成。包覆于帶材外側的金屬包套采用成熟的技術焊接。金屬包套采用不同的材料，包括銅、鋁以及不銹鋼。本文首先對構成股線的第二代高溫超導帶材的熱穩(wěn)定性進行仿真計算，得出單根帶材的電流抗外界熱干擾的能力有限的結論。隨后對準各向同性的高溫超導股

3、線的熱穩(wěn)定性進行仿真計算，通過前期仿真計算得出股線的熱穩(wěn)定性明顯強于單根帶材。本文主要采用為穩(wěn)定運行的股線外加磁場來產(chǎn)生干擾熱量的方法來進行高溫超導股線熱穩(wěn)定性實驗，即給股線中間位置外加磁場，其臨界電流降低從而使運行電流高于臨界電流，導致股線內(nèi)部產(chǎn)生一個干擾熱量可使高溫超導帶材失超，將仿真計算結果與實驗測定結果對比，最終發(fā)現(xiàn)二者相符合。并且由于不銹鋼股線的電阻率遠大于銅與鋁的電阻率并且其熱導率低于銅與鋁的熱導率，導致銅包套與鋁包套股線的