準(zhǔn)各向同性高溫超導(dǎo)股線的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、近些年，第二代高溫超導(dǎo)帶材(ReBCO)在產(chǎn)品性能和制備技術(shù)上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)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(guó)際上許多超導(dǎo)電力公司已取得了規(guī)?；a(chǎn)千米級(jí)ReBCO帶材的能力。同時(shí)，利用ReBCO帶材進(jìn)行高電流容量超導(dǎo)導(dǎo)體的研究也取得了一定的進(jìn)展，相繼提出了CORC(Conductor On Round Core)、高溫超導(dǎo)電纜、Roebel電纜、TSTC(Twisted Stacke

2、d-Tapes Cable)等多種設(shè)計(jì)。
　　本文主要研究具有高傳輸電流容量的準(zhǔn)各向同性的高溫超導(dǎo)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(jì)算。股線主要由第二代高溫超導(dǎo)帶材構(gòu)成。包覆于帶材外側(cè)的金屬包套采用成熟的技術(shù)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(duì)構(gòu)成股線的第二代高溫超導(dǎo)帶材的熱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真計(jì)算，得出單根帶材的電流抗外界熱干擾的能力有限的結(jié)論。隨后對(duì)準(zhǔn)各向同性的高溫超導(dǎo)股

3、線的熱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真計(jì)算，通過(guò)前期仿真計(jì)算得出股線的熱穩(wěn)定性明顯強(qiáng)于單根帶材。本文主要采用為穩(wěn)定運(yùn)行的股線外加磁場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生干擾熱量的方法來(lái)進(jìn)行高溫超導(dǎo)股線熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，即給股線中間位置外加磁場(chǎng)，其臨界電流降低從而使運(yùn)行電流高于臨界電流，導(dǎo)致股線內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)干擾熱量可使高溫超導(dǎo)帶材失超，將仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果對(duì)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(yuǎn)大于銅與鋁的電阻率并且其熱導(dǎo)率低于銅與鋁的熱導(dǎo)率，導(dǎo)致銅包套與鋁包套股線的