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中国高温超导电力应用技术研究进展与未来展望
1
作者 金之俭 丘明 +1 位作者 李红雷 宗曦华 《高电压技术》 北大核心 2025年第8期4042-4059,共18页
高温超导材料因其高载流密度和零电阻特性而被视为下一代电力系统的革命性方向。中国在“双碳”目标驱动下,通过国家重大科技专项支持,已在超导材料研发、装备制造与工程示范方面取得系列突破。该文系统综述了国内高温超导电力应用及相... 高温超导材料因其高载流密度和零电阻特性而被视为下一代电力系统的革命性方向。中国在“双碳”目标驱动下,通过国家重大科技专项支持,已在超导材料研发、装备制造与工程示范方面取得系列突破。该文系统综述了国内高温超导电力应用及相关技术最新研究进展:在超导带材领域,以上海超导科技股份有限公司为代表的高温超导带材厂商已经率先突破了材料的卡脖子问题,国产REBCO带材超导涂层的工程电流密度提升至4 MA/cm^(2)(77 K,自场),稳居世界前列;在超导电力装备领域,国内在超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导电抗器、超导储能设备、超导电机及未来可控核聚变等领域,通过示范工程项目,如处于世界领先水平的上海1.2 km、35 kV/2.2 kA超导电缆示范工程,南澳岛±160 kV超导限流器示范工程等,以及国内高校企业间的产学研结合、优势互补,取得了突出成绩和显著成果。近年来随着未来能源行业的兴起,超导全产业链条联动,超导电力应用方向也出现了一些新的应用场景与趋势。然而,超导电力规模化应用仍面临低温系统可靠性、带材力学性能不足、全生命周期成本偏高等挑战。未来需聚焦高机械强度超导带材、新型制冷技术及多物理场耦合设计,同时探索新的商业化路径。论文研究可为国内超导电力技术的战略布局提供参考。 展开更多
关键词 二代高温超导带材 超导电缆 超导限流器 超导变压器 超导电抗器 超导储能 超导电机 可控核聚变
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基于带材编织的高温超导股线临界电流特性研究
2
作者 皮伟 杨敬伊 +3 位作者 张恒 王普 武宜翔 梁峻豪 《低温与超导》 北大核心 2025年第5期6-10,43,共6页
临界电流是超导器件设计与应用中的关键参数,受温度和外加磁场幅值及方向的影响显著.研究通过实验测量和三维有限元仿真,对比分析了三根高温超导(HTS)带材编织的股线与简单堆叠股线的磁场角度依赖性.实验在低温测量系统中进行,仿真采用... 临界电流是超导器件设计与应用中的关键参数,受温度和外加磁场幅值及方向的影响显著.研究通过实验测量和三维有限元仿真,对比分析了三根高温超导(HTS)带材编织的股线与简单堆叠股线的磁场角度依赖性.实验在低温测量系统中进行,仿真采用H公式建立模型.研究结果表明,与简单堆叠结构股线相比,在无外加磁场且温度为77 K的情况下,REBCO带材编织的超导股线临界电流提升了约18%.在施加外部磁场的情况下,带材编织的股线临界电流也有不同程度的提升. 展开更多
关键词 临界电流 平行场 垂直场 HTS股线
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Cu/Nb-Ti超导线铜-超比测量标准化现状与建议
3
作者 郭强 王菲菲 +7 位作者 周子敬 闫果 刘向宏 李建峰 李洁 刘宜平 杨立红 史越 《标准科学》 2025年第S1期114-119,共6页
铜-超比是Cu/Nb-Ti超导线非常重要的一项性能指标,对Cu/Nb-Ti超导线的稳定生产及精准计算其临界电流密度至关重要。近年来,Cu/Nb-Ti超导线的性能与质量不断提升,国内国际市场不断拓宽,发展势头强劲,产业化发展呈现出蓬勃的生机与活力,... 铜-超比是Cu/Nb-Ti超导线非常重要的一项性能指标,对Cu/Nb-Ti超导线的稳定生产及精准计算其临界电流密度至关重要。近年来,Cu/Nb-Ti超导线的性能与质量不断提升,国内国际市场不断拓宽,发展势头强劲,产业化发展呈现出蓬勃的生机与活力,对准确高效的铜-超比测量标准化需求也愈加强烈。本文分析了GB/T22587—2017《基体与超导体体积比测量铜-铌钛(Cu/Nb-Ti)复合超导线铜-超[体积]比的测量》的现状和问题,并进一步提出Cu/Nb-Ti超导线铜-超比测量标准化的建议,推进Cu/Nb-Ti超导线测量标准化的进步与更新,为我国Cu/Nb-Ti超导线产业高质量发展提供有力支撑。 展开更多
关键词 铜-超比 Cu/Nb-Ti超导线 测量标准化 现状 建议
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高温超导带材:未来科技的超导先锋
4
作者 吴於人 任咪咪 《科学画报》 2025年第2期22-23,共2页
近期,高温超导磁约束核聚变实验研究出现热潮,薄薄的一条高温超导带材竟然可以为未来电力传输、磁悬浮技术等助力。高温超导应用场景的突破性成就不仅为全球能源革命带来了新希望,也推动了“人工智能+”等产业化进程。1911年,荷兰物理... 近期,高温超导磁约束核聚变实验研究出现热潮,薄薄的一条高温超导带材竟然可以为未来电力传输、磁悬浮技术等助力。高温超导应用场景的突破性成就不仅为全球能源革命带来了新希望,也推动了“人工智能+”等产业化进程。1911年,荷兰物理学家昂内斯发现汞在接近绝对零度时电阻消失,由此引发了超导电性的研究。超导态物质有3个临界值:温度(T c)、磁场(H c)和电流(I c)。只有3个值都低于临界点时,超导态才能维持。超导态被破坏后,材料又变回电阻态。 展开更多
关键词 高温超导带材 磁约束核聚变 磁悬浮技术
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上海高温超导磁体相关技术发展现状与对策建议 被引量：1
5
作者 杨晓君 赵跃 +1 位作者 陈红光 金之俭 《应用技术学报》 2025年第1期1-8,共8页
近年来,紧凑型可控核聚变产业受到各国政府和社会资本的广泛关注,是重点培育发展的未来能源产业。高温超导磁体作为聚变装置的核心部件,相关技术得到了快速发展。上海市政府长期支持高温超导产业的发展,已形成了超导材料、磁体以及制冷... 近年来,紧凑型可控核聚变产业受到各国政府和社会资本的广泛关注,是重点培育发展的未来能源产业。高温超导磁体作为聚变装置的核心部件,相关技术得到了快速发展。上海市政府长期支持高温超导产业的发展,已形成了超导材料、磁体以及制冷设备的完整产业链,在全国占有优势地位。综述了高温超导磁体及相关技术、知识产权和标准化工作情况,介绍了上海市相关单位在科研和工程化方面取得的重要成果,并提出了相应的对策建议。 展开更多
关键词 可控核聚变 高温超导磁体 上海发展现状 对策建议
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Bi-2212超导线材研究进展
6
作者 熊志坤 杨芳 +5 位作者 金利华 贺一轩 冯建情 王大友 闫果 张平祥 《中国材料进展》 北大核心 2025年第3期253-259,共7页
Bi_(2)Sr_(2)CaCu_(2)O_(8+x)(Bi-2212)超导体有很高的临界转变温度和极高的上临界磁场,以及在高场下具有优异的载流性能,这使得Bi-2212成为制备高场超导磁体的绝佳材料。并且,Bi-2212是唯一可以制备成各向同性圆线的高温超导材料,极大... Bi_(2)Sr_(2)CaCu_(2)O_(8+x)(Bi-2212)超导体有很高的临界转变温度和极高的上临界磁场,以及在高场下具有优异的载流性能,这使得Bi-2212成为制备高场超导磁体的绝佳材料。并且,Bi-2212是唯一可以制备成各向同性圆线的高温超导材料,极大地简化了Bi-2212超导电缆和线圈的制备工艺。所以Bi-2212在强磁场领域,如核磁共振、磁悬浮列车和未来可控核聚变装置等表现出极大的应用潜力。简述了Bi-2212多芯线材的制备工艺,包括粉末装管工艺以及相应的前驱体粉末的制备方法、线材加工技术和部分熔融热处理工艺等,总结了影响Bi-2212超导线材临界电流密度的主要因素以及提高Bi-2212超导线材临界电流密度的方法。 展开更多
关键词 超导材料 Bi-2212线材 线材制备 粉末装管法 临界电流密度
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BaZrO_(3)纳米晶添加的YBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)涂层导体性能提升研究
7
作者 吴文静 陈静 +3 位作者 黄荣铁 李敏娟 刘志勇 蔡传兵 《物理学报》 北大核心 2025年第19期293-299,共7页
为解决传统元素掺杂YBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)(YBCO)薄膜时掺杂相尺寸不可控和分布不均匀的问题,本文采用预制纳米晶添加技术在YBCO高温超导带材中引入了弥散分布的小尺寸BaZrO_(3)(BZO)纳米晶作为磁通钉扎中心,显著提高了YBCO薄膜在低温... 为解决传统元素掺杂YBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)(YBCO)薄膜时掺杂相尺寸不可控和分布不均匀的问题,本文采用预制纳米晶添加技术在YBCO高温超导带材中引入了弥散分布的小尺寸BaZrO_(3)(BZO)纳米晶作为磁通钉扎中心,显著提高了YBCO薄膜在低温下的在场性能.本文系统研究了原始尺寸约为8 nm的BZO纳米晶不同浓度的添加效果.实验结果表明,在4.2,30和77 K温度条件下,BZO纳米晶添加对YBCO的自场和在场性能提升的最佳摩尔百分比浓度为8%.在30 K@3 T时,BZO-8%的F_(p)约为92.06 GN/m^(3),分别是BZO-4%和原始样品的1.54倍和2.3倍. 展开更多
关键词 YBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ) 磁通钉扎 BaZrO_(3)添加 临界电流密度
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基于异质集成的高温超导叠层天线
8
作者 滕龙 吴云 +5 位作者 陈石广 程航 贺志鹏 孟庆端 孙亮 孟洋 《低温与超导》 北大核心 2025年第1期35-40,共6页
单面工艺的采用制约着超导天线的集成及性能的进一步提升,为此,本文采用微带天线与口径耦合馈电结构研制一种新型高温超导叠层天线。该叠层天线由双层微带结构背靠背排布构造,其中关键的辐射层和馈电层均采用高温超导材料YBCO加工而成,... 单面工艺的采用制约着超导天线的集成及性能的进一步提升,为此,本文采用微带天线与口径耦合馈电结构研制一种新型高温超导叠层天线。该叠层天线由双层微带结构背靠背排布构造,其中关键的辐射层和馈电层均采用高温超导材料YBCO加工而成,同时在两层微带结构之间引入真空间隙,便于降低馈电层匹配网络与贴片天线之间的互扰。接地面上刻有方孔,与接地面之间的真空间隙共同调控馈线与贴片天线之间的耦合,拓展超导天线的带宽。高温超导叠层天线经封装后放置于定制低温测控系统中进行测试。测得的-10 dB通带范围为9.59~9.68 GHz,相对带宽0.93%,最大增益8.06 dB,中心频率处的回波损耗低至-25.19 dB。 展开更多
关键词 高温超导 叠层 天线 异质集成
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用于射频传输线制备的YBCO薄膜工艺开发与特性研究
9
作者 田清文 原蒲升 +4 位作者 余慧勤 汪书娜 刘晓宇 李凌云 尤立星 《物理学报》 北大核心 2025年第5期186-194,共9页
本文介绍了一种由超导带材机械冷剥离薄膜制备共面波导柔性传输线的工艺方法.剥离加工后的YBCO薄膜超导转变温度宽度为0.79 K,相较于原带材的转变宽度升高了0.3 K,在77 K,0 T下临界电流密度为7.7×10^(5)A/cm^(2),具有带材75%以上... 本文介绍了一种由超导带材机械冷剥离薄膜制备共面波导柔性传输线的工艺方法.剥离加工后的YBCO薄膜超导转变温度宽度为0.79 K,相较于原带材的转变宽度升高了0.3 K,在77 K,0 T下临界电流密度为7.7×10^(5)A/cm^(2),具有带材75%以上的临界电流密度.将剥离的YBCO薄膜制成长12 cm、宽1 cm PI-YBCO-PI三层结构的传输线,测得40-4.2 K的漏热值为0.238 mW.在1 cm宽的YBCO薄膜上制备5条信号通道,仿真得相邻信号通道间的串扰小于-40 dB,每条通道在9 GHz处的插损小于-2 dB,每条信号通道的漏热值为47.6μW. 展开更多
关键词 YBCO 薄膜 柔性传输线 跨温区互连
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基于CORC-CICC的D型和TF线圈热稳定性分析
10
作者 董浩然 王银顺 +4 位作者 李彦 刘羽涵 刘晶晶 苑文洁 郝梦媛 《低温与超导》 北大核心 2025年第7期25-34,共10页
高温超导圆芯导体(CORC)具有高载流和各向同性的特点,在超导磁体中具有潜在的应用前景,并得到了广泛的研究与发展。本文以基于CORC导体的CICC缆线绕制的D型线圈,以及由16个D型磁体组成的TF线圈为研究对象。通过建立二维及三维的电磁热... 高温超导圆芯导体(CORC)具有高载流和各向同性的特点,在超导磁体中具有潜在的应用前景,并得到了广泛的研究与发展。本文以基于CORC导体的CICC缆线绕制的D型线圈,以及由16个D型磁体组成的TF线圈为研究对象。通过建立二维及三维的电磁热耦合模型,系统开展了电磁特性与热稳定性分析。研究计算了D型磁体及TF线圈磁场分布及临界电流密度特征,并对其失超特性进行计算与分析。结果表明:在同一运行电流的工况下,磁场较高的位置CICC临界电流较小,相应的有着更小的最小失超能与更大的失超传播速度。研究结果对于聚变TF线圈稳定运行提供有益参考依据。 展开更多
关键词 热稳定性 CORC CICC 最小失超能 失超传播速度 临界电流
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YBa_(2)Cu_(3)O_(7-x)涂层导体超导厚膜的结构演化和超导性能研究进展
11
作者 陈宇 王文涛 +4 位作者 吴赟 韩磊磊 王铭 陈嘉俊 赵勇 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1344-1352,共9页
REBa_(2)Cu_(3)O_(7-x)高温超导涂层导体(即第2代高温超导带材)具有优异的有场载流特性和力学性能,在电力、交通、医疗和军事等领域具有潜在的应用前景,近年来受到国内外超导研究团队的广泛关注。提高涂层导体中超导层厚度有利于增强超... REBa_(2)Cu_(3)O_(7-x)高温超导涂层导体(即第2代高温超导带材)具有优异的有场载流特性和力学性能,在电力、交通、医疗和军事等领域具有潜在的应用前景,近年来受到国内外超导研究团队的广泛关注。提高涂层导体中超导层厚度有利于增强超导电流传输能力和增大工程临界电流密度,是降低二代带材应用成本的主要途径之一。临界电流密度(J_(c))随膜厚增大而下降的“膜厚效应”是阻碍高品质超导厚膜研制所面临的主要问题。本文主要介绍了YBCO厚膜的制备方法和外延生长机理,讨论了影响J_(c)的各种因素和提高J_(c)的主要途径,并综述了国际主要研究团队在YBCO厚膜方面的最新研究进展。 展开更多
关键词 YBCO涂层导体 超导厚膜 膜厚效应 结构演化 临界电流密度
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自驱式高温超导磁通泵的跨壁励磁实验与粒子群优化研究
12
作者 翟耀 马光同 +2 位作者 刘力豪 龚天勇 周鹏博 《电工技术学报》 北大核心 2025年第18期5759-5775,共17页
磁通泵是基于电磁感应原理对超导磁体进行励磁的一种技术。借助磁通泵,仅需少量的输入功率便能逐步将磁通注入闭合的超导回路中,以达到对超导磁体的非接触式励磁。该文基于自驱式磁通泵,开展了跨金属低温容器壁的高温超导磁体励磁研究... 磁通泵是基于电磁感应原理对超导磁体进行励磁的一种技术。借助磁通泵,仅需少量的输入功率便能逐步将磁通注入闭合的超导回路中,以达到对超导磁体的非接触式励磁。该文基于自驱式磁通泵,开展了跨金属低温容器壁的高温超导磁体励磁研究。首先,通过去掉传统自驱式磁通泵中变压器的铁心,实现了低温与常温环境的完全隔离,并通过有限元仿真优化了磁耦合器初、次级线圈结构参数,保证了能量的跨壁传输;其次,结合双股无感电桥线圈,搭建了跨金属低温容器壁的励磁实验平台,验证了对高温超导磁体跨壁励磁的可行性;最后,通过闭环衰减曲线计算了磁体在低温环境中的运行电阻,将其与超导电桥在大载流范围下实测的V-I曲线导入Matlab/Simulink电路模型中进行计算,得到能够精确预测实验结果的仿真模型。为进一步提升跨壁自驱式高温超导磁通泵系统的性能,引入粒子群优化(PSO)算法对系统中的关键特性参数进行了协同优化。同时,阐明了电源电压对励磁性能的限制作用,以及工作频率与励磁系统最优特性参数之间的关系。 展开更多
关键词 高温超导线圈 自驱式磁通泵 跨壁励磁 优化设计
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REBCO带材超声波辅助扩散焊接方法研究
13
作者 魏海鸿 李鹏远 +3 位作者 张腾 孙林煜 邓华林 许婉韵 《低温与超导》 北大核心 2025年第3期10-16,共7页
本文开发了一种REBCO带材的超声波辅助扩散焊接方法,采用银箔作为连接材料,通过正交试验对超声波焊接参数进行了优化。试验结果表明,本方法制备的接头电阻率可达14±4.2 nΩ·cm^(2),相比钎焊接头降低了1/3;银连接层致密、均匀... 本文开发了一种REBCO带材的超声波辅助扩散焊接方法,采用银箔作为连接材料,通过正交试验对超声波焊接参数进行了优化。试验结果表明,本方法制备的接头电阻率可达14±4.2 nΩ·cm^(2),相比钎焊接头降低了1/3;银连接层致密、均匀、无铸造缺陷,连接界面无明显未焊合缺陷,是电阻降低的主要原因,超声波焊接过程中的剪切应力容易使带材复合结构发生脱层,进而导致临界电流的衰退。 展开更多
关键词 REBCO 超声波焊接 固相扩散连接 电阻率 临界电流
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通道形状对多通道高温超导导体载流性能的影响
14
作者 刘继伟 穆永春 +3 位作者 谌睿 朱运鹏 羊新胜 蒋婧 《低温与超导》 北大核心 2025年第1期22-29,共8页
本文基于自洽模型,对方形、矩形和阶梯形多通道高温超导导体的载流特性进行了二维仿真研究。计算结果表明,由于带材用量的成倍增加,方形八通道-1导体的临界电流相比方形四通道导体呈倍数增长。当带材用量相同时,矩形八通道-2导体在自场... 本文基于自洽模型,对方形、矩形和阶梯形多通道高温超导导体的载流特性进行了二维仿真研究。计算结果表明,由于带材用量的成倍增加,方形八通道-1导体的临界电流相比方形四通道导体呈倍数增长。当带材用量相同时,矩形八通道-2导体在自场及低磁场下的载流性能较好,通道数少的方形四通道导体,在较高外磁场下的载流性能更好。随着导体通道数的增加,导体的临界电流表现出明显的各向同性。阶梯形四通道导体中的电流分布相同时,阶梯数的增加会导致导体临界电流的增加;当导体的阶梯数相同时,电流分布-1的四通道导体的载流性能最好。外磁场作用下,电流分布-1的导体与方形四通道导体的载流性能更接近。 展开更多
关键词 通道形状 高温超导导体 阶梯形多通道导体 自洽模型 临界电流
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超导磁体冷屏径向支撑结构设计与仿真分析
15
作者 贾富杰 卢运 +5 位作者 郭永超 尚荣强 姚世康 谭运飞 黄鹏程 陈文革 《低温与超导》 北大核心 2025年第8期22-28,共7页
冷屏是超导磁体稳定运行的关键低温部件之一,其结构不稳定性大大增加了超导磁体失超的高风险性。本文针对中子散射超导磁体冷屏径向稳定性不足的问题,设计了一套隔热支撑结构,对其进行了力学性能分析,校核了零部件应力大小;同时进行了... 冷屏是超导磁体稳定运行的关键低温部件之一,其结构不稳定性大大增加了超导磁体失超的高风险性。本文针对中子散射超导磁体冷屏径向稳定性不足的问题,设计了一套隔热支撑结构,对其进行了力学性能分析,校核了零部件应力大小;同时进行了系统传热分析,校核了整体热负载;在此基础上进行了长期热循环后的应力分析,验证了设计的合理性。 展开更多
关键词 超导磁体 冷屏 支撑结构 受力分析 传热分析
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一种高速旋转REBCO线圈的应力分析
16
作者 廖凯 马瑞 +4 位作者 康芮 王呈涛 王莹哲 侯治龙 徐庆金 《低温与超导》 北大核心 2025年第4期8-16,共9页
中国科学院高能物理所高场超导团队提出了一种环形超导动能加载方案。本文针对其核心转子REBCO高温超导线圈,通过建立三维电磁-热-力耦合模型,进行了7 650 rpm和15 300 rpm时系统的应力分析,涵盖冷却、励磁及旋转过程。此外,还探讨了加... 中国科学院高能物理所高场超导团队提出了一种环形超导动能加载方案。本文针对其核心转子REBCO高温超导线圈,通过建立三维电磁-热-力耦合模型,进行了7 650 rpm和15 300 rpm时系统的应力分析,涵盖冷却、励磁及旋转过程。此外,还探讨了加电方式对线圈应力的影响。结果表明:转速提升时多匝线圈应力增加更显著。在低转速时线圈的环向应力呈沿径向递增的压应力状态;而在高转速时,转变为沿径向递减的拉应力。同步加电方式能有效降低线圈的应力。 展开更多
关键词 REBCO线圈 旋转 应力分析 环向应力 径向应力
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自屏蔽高温超导直流电缆的故障电流分析
17
作者 成健 赵雅轩 +4 位作者 胡力广 黄有义 周碧波 王邦柱 皮伟 《低温与超导》 北大核心 2025年第1期9-14,共6页
由REBCO超导带制成的自屏蔽高温超导(HTS)直流电缆几乎可以消除电缆层内的磁场,这极大地提高了电流分布和磁场分布的均匀性。本文基于H公式和电缆电路模型,模拟了由REBCO超导带制成的两种不同电流方向的自屏蔽HTS直流电缆在故障电流下... 由REBCO超导带制成的自屏蔽高温超导(HTS)直流电缆几乎可以消除电缆层内的磁场,这极大地提高了电流分布和磁场分布的均匀性。本文基于H公式和电缆电路模型,模拟了由REBCO超导带制成的两种不同电流方向的自屏蔽HTS直流电缆在故障电流下的电流演化特性,并且比较了限制故障电流的能力。结果表明电流方向为“正负负正”的自屏蔽高温超导直流电缆在故障电流下有较大的失超电阻,能有效限制故障电流的上升率和峰值,具有更佳的故障电流抑制性能。 展开更多
关键词 超导电缆 REBCO带材 失超电阻 故障电流
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失超工况下中子散射超导磁体热辐射屏的磁力耦合分析
18
作者 尚荣强 郭永超 +5 位作者 贾富杰 周华海 姚世康 赵航 谭运飞 陈文革 《低温与超导》 北大核心 2025年第2期14-19,共6页
中子散射超导磁体为样品中子散射实验提供了必要的强磁场极端条件,运行时不可避免会出现失超工况,可能会使热辐射屏上应力过大导致结构失效,造成超导磁体故障。本文针对失超工况下热辐射屏的电磁载荷问题,利用有限元法对其进行磁力耦合... 中子散射超导磁体为样品中子散射实验提供了必要的强磁场极端条件,运行时不可避免会出现失超工况,可能会使热辐射屏上应力过大导致结构失效,造成超导磁体故障。本文针对失超工况下热辐射屏的电磁载荷问题,利用有限元法对其进行磁力耦合分析,得到了各部分涡流密度分布趋势,校核了电磁力大小等,验证了结构设计的合理性。 展开更多
关键词 失超 超导磁体 热辐射屏 耦合分析
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多边形结构电流引线交流损耗仿真分析
19
作者 张洪铭 杨桐 +2 位作者 方进 张朋松 徐刚 《低温与超导》 北大核心 2025年第9期10-15,共6页
为优化高温超导电流引线结构以降低交流损耗,基于COMSOL建立24根超导带材组成的正四边形、正六边形、正八边形及正十二边形结构仿真模型。采用H方程法,计算额定工况下各结构的交流损耗与磁场分布,并分析交变电流、频率、相邻导体距离及... 为优化高温超导电流引线结构以降低交流损耗,基于COMSOL建立24根超导带材组成的正四边形、正六边形、正八边形及正十二边形结构仿真模型。采用H方程法,计算额定工况下各结构的交流损耗与磁场分布,并分析交变电流、频率、相邻导体距离及层间距的影响。结果显示:正十二边形为最优结构,额定工况下正十二边形交流损耗最低,峰值较正四边形低83.42%;电流增大使损耗显著升高,正十二边形在归一化电流0.1~0.9区间损耗增近800倍;频率升高时损耗近似线性增长;导体距离与层间距增大则损耗降低,且降幅渐缓。相关参数对损耗影响规律可为引线设计提供参考。 展开更多
关键词 电流引线 高温超导 多边形结构 交流损耗
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基于高温超导电缆终端的应力锥设计与分析
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作者 刘华祥 张朋松 方进 《低温与超导》 北大核心 2025年第7期12-16,50,共6页
应力锥是解决超导电缆终端处电场集中问题的重要部位,受本身材料介电常数、长度和增绕绝缘厚度的影响显著。本文参考传统设计方法,结合超导、低温绝缘材料特性,对高温超导终端应力锥进行设计建模。通过理论分析确定锥面、长度与浇注绝... 应力锥是解决超导电缆终端处电场集中问题的重要部位,受本身材料介电常数、长度和增绕绝缘厚度的影响显著。本文参考传统设计方法,结合超导、低温绝缘材料特性,对高温超导终端应力锥进行设计建模。通过理论分析确定锥面、长度与浇注绝缘厚度等参数,并利用COMSOL Multiphysics软件仿真,对5 kV应力锥电场及低温系统进行仿真计算。实验与理论计算结论误差可接受,终端处的电场强度得到了有效控制,温度场从线芯到液氮呈稳定梯度分布,抑制了局部放电击穿风险。 展开更多
关键词 应力锥 物理场耦合 高温超导
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