陈志福
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李振明
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诸嘉慧
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周卓楠
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陈鑫
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丘明
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李强
低温物理学报
本文介绍10kV/1.5kA/3m单相冷绝缘高温超导电缆原型的主要结构和设计参数,以及对电缆原型进行的通流实验.实验研究电缆屏蔽层感应电流大小与导电层电流、屏蔽层连接电阻之间的关系.屏蔽层连接电阻的大小通过改变屏蔽层连接铜缆的根数来调节.实验结果验证了冷绝缘超导电缆的通流原理,并且表明当导体层电流大小相同时,屏蔽层连接电阻越小,屏蔽层感应电流越大.
关键词:
超导电缆
,
冷绝缘超导电缆
,
电力传输电缆
,
屏蔽层电流
陈盼盼
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魏斌
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杨艳芳
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张宏杰
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诸嘉慧
,
丘明
低温物理学报
根据高温超导储能系统（SMES）的结构特点和运行要求,设计了一套超导储能监控系统,并联合SMES其他部分进行了动模实验.该监控系统基于智能仪表、虚拟仪器及PXI总线技术,实现了SMES系统的电压、电流、功率和温度等一系列参数的实时检测和各个子系统的协调控制,进行了降温实验、临界电流测试和动模实验等实验.实验结果表明,监控系统能对SMES系统进行良好的监测和控制,满足预定的系统功能.
关键词:
超导储能系统
,
监控系统
,
虚拟仪器
,
实时检测
魏斌
,
丘明
,
张宏杰
,
诸嘉慧
,
陈盼盼
,
杨艳芳
低温物理学报
超导储能磁体是超导储能系统(SMES)的关键部件,因此有必要在SMES系统运行前对超导储能磁体进行系统试验研究.本文以第二代高温超导(YBCO)线材设计制作的超导储能磁体为试验对象,通过降温试验、临界电流测试、储能量测试和对地绝缘测试等试验测试并分析了超导储能磁体的电气和低温绝缘性能.试验结果表明:超导储能磁体基本性能达到设计要求.
关键词:
YBCO
,
SMES
,
超导储能磁体
方进
,
申政
,
张宏杰
,
诸嘉慧
,
丘明
稀有金属材料与工程
为了研究高温超导电流引线结构对交流损耗的影响,制作了2种不同结构的高温超导电流引线.基于Clem模型,把外部磁场对交流损耗的影响加以考虑.在电流引线截面上建立了坐标系统,通过采取坐标平移和坐标旋转,可以得到高温超导电流引线内部磁场分布.在以上基础上,建立矩形骨架(RSCL)和十二边形骨架(DSCL)两种不同结构的高温超导电流引线的交流损耗计算模型.运用MATLAB编写计算模型,计算两种不同结构的高温超导电流引线的交流损耗.最后,在液氮环境中采用电气方法进行两种不同结构电流引线交流损耗的实验测量.在不同的电流和不同频率下测量两种不同结构的电流引线的交流损耗,将理论结果和测量数据进行比较,并就结构对交流损耗的影响进行了分析.交流损耗计算结果表明,坐标转换模型比Norris模型更准确,十二边形骨架(DSCL)的交流损耗比矩形骨架(RSCL)小.
关键词:
高温超导电流引线
,
交流损耗
,
坐标变换
,
液氮环境
夏占军
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诸嘉慧
,
郭立杰
,
马学良
,
张晓颖
,
赵瑞
低温物理学报
为了分析导电层分流特征对超导电缆交流损耗分布影响，建立了基于YBCO涂层导体的110kV／3kA冷绝缘高温超导电缆载流数学模型，计算了不同运行温度下超导电缆各导电层电流分布，并根据Monoblock模型及Bean模型计算了超导电缆交流损耗．计算结果表明77K下超导电缆层电流均匀分布时总交流损耗最小；69K时超导电缆总交流损耗最小时，电缆各导电层电流分布不均，超导电缆层电流均匀分布时总交流损耗最小这一观点并不具有普遍性．所提出的计算方法和结果为降低多导电层超导电缆交流损耗提供了新思路．
关键词:
冷绝缘高温超导电缆
,
交流损耗
,
分流特征
,
YBCO
田军涛
,
诸嘉慧
,
丘明
,
李卫国
,
程强
低温物理学报
超导低温装置中的电流引线连接室温中的电源与超导单元,其漏热直接关系到低温系统的运行稳定与运行成本.本文对传统的气冷电流引线分段计算方法做了一定的改进,形成了气冷变截面电流引线优化设计方法.使用此方法为一个YBCO HTS带材临界电流测试装置设计了变截面电流引线.本文的设计方法为变截面电流引线的实际应用提供了一定的参考.
关键词:
变截面
,
气冷
,
电流引线
,
优化设计
诸嘉慧
,
田军涛
,
丘明
,
杨斌
,
陈盼盼
低温物理学报
电流引线是连接超导低温装置室温电源与超导单元的桥梁,其漏热直接关系到低温系统的运行稳定与运行成本.本文对传统的气冷电流引线分段计算方法做了一定的改进,提出了气冷变截面电流引线优化设计方法.应用此方法为一个YBCO高温超导带材临界电流特性测试装置设计了变截面电流引线.通过对电流引线的温度场分布进行实验测量,并与设计值进行比较.结果吻合较好,证明了气冷变截面电流引线设计方法的有效性和实际优化效果.本文的设计方法及相关实验研究为变截面电流引线在超导低温装置中的实际应用提供了一定的参考.
关键词:
变截面
,
气冷
,
电流引线
,
优化设计
,
温度场测量
魏斌
,
丘明
,
张宏杰
,
诸嘉慧
,
陈盼盼
,
杨艳芳
低温物理学报
在实际的超导电力装置运行过程中,超导带材可能由于电力系统中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、热量的作用而失超,因此,研究热冲击对超导材料性能的影响对超导电力装置失超保护非常重要.本文以第二代高温超导(YBCO)带材为样品,模拟实际超导电力装置中带材的绝热环境,通过外加电源对超导带材进行热冲击,研究YBCO带材在不同情况的热冲击条件下的失超过程以及带材温度和超导性能的变化.试验结果表明:对于美国Superpower公司生产的YBCO工程带材,瞬时温度超导300K后,带材的临界电流下降,瞬时温度超过500K,带材可能出现烧断现象.
关键词:
YBCO
,
温度
,
恢复特性
,
失超
张浩
,
郑金星
,
丁开忠
,
诸嘉慧
,
丘明
低温物理学报
高温超导储能磁体(HTS-SMES)是电力系统中的重要应用.文中设计了一种0.5MJ级SMES装置,采用YBCO高温超导带材绕制为14组线圈饼,每组线圈饼由四个单饼线圈组成,设计工作温度为20K,工作电流100A.SMES装置在运行时,中心磁场接近3T,保证高磁场下YBCO带材的临界电流是SMES装置正常运行的必要条件.文中通过有限元的方法分析了运行工况下SMES装置的漏磁场,线圈内磁感应强度的分布,在该磁场条件下带材性能满足运行条件.通过电磁,结构耦合计算与冷却过程的应力分析,得到了线圈上的米塞斯应力与形变,满足储能磁体运行的条件,可以为SMES装置的设计和运行提供参考.
关键词:
高温超导
,
磁场分析
,
超导储能磁体
,
结构分析
