EAST纵场磁体系统16kA高温超导电流引线的研究

在全超导磁约束核聚变装置EAST中,采用高温超导电流引线将处于室温的电源连接处于超临界氦温区的超导磁体上。为降低实验过程中的运行成本,EAST装置中纵场磁体的电流引线采用混合式结构。电流引线测试结果表明引线符合设计要求。

超导电气系统中电流引线的直接冷却与界面热阻研究

】超导电气系统中采用高温超导引线与铜引线相结合的二元复合电流引线，能有效地降低进入系统低温环境的漏热。在ＧＭ制冷机直接冷却系统中，实现电流引线与ＧＭ制冷机冷头间电绝缘高导热的联接是制冷机直接冷却超导电气系统走向应用的关键技术之一。文中提出了二元复合电流引线直接冷却的基本结构，分析研究了高温超导引线、铜引线与ＧＭ制冷机冷头的连接方式，以及电流引线中的传热。

ITER 10kA电流引线高温超导段研究

国际热核实验反应堆(ITER)高温超导电流引线(HTS CL)的特点是不仅电流容量大,且安全性要求非常高,高温超导段是HTS CL的关键部件。本文论述了ITER 10kA电流引线高温超导叠和超导组件的真空钎焊工艺,分析了高温超导段漏热,并对高温超导段漏热和电流引线在10kA下的安全性参数进行了测试。结果表明,电流引线不仅漏热小,且安全裕度大,满足ITER设计要求。

高温超导体电流引线的最佳运行方式和稳定性

随着高温超导材料研究的进展，高温超导体电流引线也从实验室走向了实际应用，成为了超导磁体系统的关键组成部分。本文分析综述了正确使用高温超导体电流引线的重要性和与高温超导体电流引线相关的稳定性问题。

用于高温超导体电流引线的绝缘和导热结构

文中分析综述了目前使用高温超导体电流引线时所采用的几种绝缘／导热截流结构，并分析了它们各自的优点，可供实际设计使用时参考。

35kV超导电缆终端电流引线的绕包型绝缘设计

目前电流引线大多采用挤包型绝缘结构,为改进引线绝缘性能,提出对35kV超导电缆终端电流引线采用绕包型绝缘结构设计。选择了一种在低温条件下仍具有较好电气性能和机械性能的聚丙烯层压纸(LPP)对电流引线进行绕包,并等间距地加入铝箔作为电容屏以改善电流引线的电场分布。通过计算和仿真分析可知,加入4层铝箔对绝缘层电场分布的改善效果最为显著。电气性能测试表明该35kV电流引线完全符合电气性能要求。该绕包型绝缘设计的特点为:绝缘层可以骤冷,且不会遇低温开裂;改善了轴向与径向电场和绝缘层的抗电老化性能,提高了绝缘层的击穿电压。

电位降法测量接地电阻时电流极引线长度的影响

讨论了电流极引线长度对变电站接地电阻测量误差的影响,分析得到了不同土壤结构所要求的电流极引线长度。采用反向法测量接地电阻时,测量得到的接地电阻比真实接地电阻要小,但可将反向法测量得到的接地电阻作为变电站接地电阻测量值的下限。采用全球定位系统(global positioning system,GPS)确定测量电极与接地网之间的距离后,能够根据电位降法比较准确地测量接地电阻。实际测量结果表明,如果电流极引线过短,可通过辅助分析的方法得到实际接地电阻的电压极补偿点位置。

HTS大电流引线的阻性换热器安全性与效率

介绍了高温超导(HTS)大电流引线设计的安全性与效率的相关理论以及实验研究。实验结果表明:安全性与阻性换热器(HEX)的电流密度和HTS组件的温度裕度相关,换热器的效率涉及冷却气流的流量、它与换热面积、传热系数、铜材RRR值和换热器的优化长度等相关。

基于涡流技术的高压电缆铅封裂纹缺陷检测研究

铅封作为最普遍的高压电缆金属铅护套或铝护套的中间连接方式,有着极重要的密封防水作用。为了确保高压电缆安全稳定运行并提升电缆服役寿命,需要对电缆接头的铅封状态进行定期检查,降低铅封开裂带来的安全隐患。文中首先分析了高压电缆铅封开裂的原因,并对比了针对其裂纹缺陷常用的检测方法,提出了利用涡流检测技术对高压电缆铅封裂纹缺陷进行检测的方法。文中分析了涡流检测技术的原理及信号处理方法,并通过COMSOL有限元软件仿真、模拟实验和现场检测验证了采用涡流技术对高压电缆铅封开裂进行检测的可能性。研究结果表明,涡流探伤技术可有效检测出高压电缆铅封是否开裂,且铅封开裂越严重,探头线圈阻抗幅值和相位的变化越明显。

ITER高温超导电流引线测试杜瓦设计与分析

为了满足国际热核聚变反应堆计划(ITER)高温超导电流引线测试需要的低温及真空工作环境,根据杜瓦设计的各项技术指标要求,设计了ITER高温超导电流引线的测试杜瓦结构。通过对外筒体进行了结构强度校核分析,确定了外筒体的结构设计方案。对冷屏及其冷却管进行了设计、选型及压差计算,确定了冷屏设计方案。通过对冷屏绝热支撑结构设计及热负荷计算,确定了冷屏的各项热负荷情况。各项计算结果均满足要求,同时并对该ITER高温超导电流引线测试杜瓦成功进行了制造和测试。

超级铅酸电池容量研究

主要研究了在超级铅酸电池负极中添加不同成分、不同含量的炭材料时超级铅酸电池分别在10 h率、5 h率、1 h率的放电电流下的容量,实验结果表明,添加炭材料能有效提升超级铅酸电池容量,不同炭材料的最佳添加量有所不同,添加炭材料后电池的大电流容量增加更明显.

高温超导变压器关键技术

由于超导材料的无阻载流特性,其在超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能、超导电机等超导电力装置中的应用引起人们极大兴趣。其中超导变压器具有体积小、重量轻、损耗低、无火灾隐患、无环境污染和低漏抗等特点。简要介绍了高温超导变压器基本结构,重点介绍了变压器研发过程中的关键技术问题,包括液氮和气氮低温绝缘特性、超导绕组损耗分析、电流引线设计、非金属低温容器设计等,为高温超导变压器的研发提供有用的参考。

高温超导体在未来聚变装置中的应用

简要地介绍了磁约束托卡马克装置中用超导磁体代替常规磁体的发展方向 ;叙述了可能用在聚变中的两类高温超导材料 ,并讨论了托卡马克磁体对高温超导体的特殊要求 ;描述了高温超导体的聚变应用进展 ;介绍了高温超导电流引线以及 A- SSTR2反应堆高温超导环场 (TF)

矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电器控制系统研究

针对矿用铅酸蓄电池充电器,研究了一款高频智能快充充电器的控制系统,由多环节功率变换单元组成,能量双向流动。在分析其工作原理的基础上,基于DSP给出了系统的硬件电路、软件实现方案及电路结构,采用移相PWM控制算法,实现了变电流智能快速充电放电方法。实验表明了该充电器控制系统设计的可行性和正确性,可自动匹配最佳充电放电曲线,实现了快速充电放电,性能指标优越,可以在行业内推广应用。

变压器升高座局部过热的机理及分析

本文中作者对一台63MVA/10.5KV的产品出现的局部过热问题从原理上阐明其过热机理,结合仿真验证过热现象,最后给出改进措施,成功通过温升试验证明改进方案的可靠性。

新型绿色废铅锡合金高效提取技术研究

以环保型甲基磺酸为电解液,研发新型绿色废铅锡合金高效提纯技术,通过调节电解参数,获取最佳电解产物,从阴极沉积物形貌、能耗、纯度三方面进行了综合考量。实验结果表明:MSA浓度为120g/L,铅锡离子浓度为Pb2+:60g/L,Sn2+:20g/L,电流密度为300A/m^2时,在保证产品杂质含量符合国家标准情况下,成功实现了大电流、快速、无污染废铅锡焊料的电解精炼。

降低高杂粗铅电解直流电耗的措施

介绍了河池地区高杂粗铅电解的基本情况,简单分析了影响直流电耗的因素。针对某厂铅电解过程中的有关问题,提出了在不改变原有工艺,和不增加投资的前提下,降低电耗的若干效措。如合理控制电解液成份,调整阴极尺寸,适当缩短极距使用保洁剂降低触点电阻,采用合理的电流密度和电解液循环速度,定期净化电解液等。采取这些措施后,直流电耗下降了13.3%。

220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆电流引线设计

电流引线的最小漏热优化和电气绝缘设计是220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆终端设计的重要方面。为此,根据Weidemann-Franz定律分析了传导冷却方式下铜、铝材料电流引线的漏热情况,应用平均值法计算了最小漏热时铜、铝引线的长度、截面积、半径。结果表明,通过3kA电流时,截面积240mm2、长309.6mm铜引线和截面积400mm2、长308.0mm铝引线均满足最小漏热要求,单根引线每kA电流漏热分别为42.7 W和43.1 W。选用环氧树脂DW-3作为导体层电流引线的外部绝缘,制作样品进行了液氮环境下的工频击穿试验,得到了其击穿场强13kV/mm,推导了绝缘厚度和低温终端内半径的关系。结果表明,220kV低温终端内半径140mm,铜引线DW-3绝缘厚度22.0mm、铝引线DW-3绝缘厚度21.5mm均能够满足绝缘强度要求,并可与常规220kV室温终端配合。

一种高温超导电缆端头的漏热估算

本文对一种额定电流为400 A的高温超导消磁电缆的电缆端头进行了初步的理论设计,建立了电流引线的导热物理模型,采取数学求导的方法计算得出电流引线漏热的大小与电流引线长度和横截面积的设计有一定的关系。结合额定电流值计算出电流引线漏热达到最小时电流引线相应的长度、横截面积,最后估算了电缆端头的漏热负荷。

高电流密度铅电解节能生产实践

分析了影响高电流密度铅电解直流电耗的因素,提出了降低铅直流电耗的途径。