一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，包括圓柱環(huán)氧體、兩個連接機構(gòu)和底座環(huán)氧板；圓柱環(huán)氧體的底部固定在底座環(huán)氧板上，圓柱環(huán)氧體包括層疊設(shè)置的若干個等高的環(huán)氧柱，若干個所述環(huán)氧柱的直徑自上而下依次遞增；兩個連接機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括主銅片、夾持銅片和固定環(huán)氧片，主銅片上設(shè)置有用于接通外界電流的接入孔，主銅片的底部安裝在底座環(huán)氧板上；固定環(huán)氧片可滑動的套設(shè)在主銅片的外圍，夾持銅片卡裝在固定環(huán)氧片上；固定環(huán)氧片上設(shè)置有用于頂緊夾持銅片的第一緊固件。上述裝置能將超導(dǎo)帶材彎曲到多個直徑不同的環(huán)氧柱下，實現(xiàn)連續(xù)測量超導(dǎo)帶材的失超點；同時測試的操作過程簡單，實驗精度高。
【專利說明】一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超導(dǎo)領(lǐng)域中超導(dǎo)體性能測量的裝置，具體涉及一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著超導(dǎo)電力技術(shù)的發(fā)展，超導(dǎo)儲能裝置容量逐步提升、交直流超導(dǎo)電纜的電壓電流等級越來越高，超導(dǎo)限流器、電抗器的種類越來越多，對高溫超導(dǎo)帶材的性能要求也越來越高。
[0003]高溫超導(dǎo)帶材的電磁性能、機械性能、絕緣性能很大程度上決定了超導(dǎo)裝置所能設(shè)計的最大程度。因此，高溫超導(dǎo)帶材的性能測試需要達到更高的準(zhǔn)確度，也需要對帶材做更全面的數(shù)據(jù)分析。
[0004]第一代和第二代高溫超導(dǎo)帶材有傾向性被用于不同類型的超導(dǎo)裝置中，因為其性能呈現(xiàn)明顯的差異。就機械性能而言，二代高溫超導(dǎo)帶材強于一代，而機械性能里，研究領(lǐng)域又可細化到帶材的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變與彎曲應(yīng)力-應(yīng)變，目前，各國對高溫超導(dǎo)帶材拉伸應(yīng)力-應(yīng)變及其臨界電流劣化特性進行的研究較多，而對彎曲應(yīng)力-應(yīng)變及其臨界電流劣化特性進行的研究較少，因為超導(dǎo)磁體的內(nèi)徑通常都未達到帶材臨界彎曲的程度。但是，隨著超導(dǎo)電纜的發(fā)展，以及磁體的精細化與經(jīng)濟化，超導(dǎo)磁體內(nèi)部的超導(dǎo)帶材會越來越接近于臨界彎曲，因此，對超導(dǎo)帶材在彎曲應(yīng)力下的臨界電流劣化特性的測試與分析就顯得越發(fā)重要。
[0005]高溫超導(dǎo)帶材在彎曲應(yīng)力下的臨界電流劣化特性是指帶材彎曲到臨界彎曲直徑后的通流能力。在超導(dǎo)帶材的彎曲過程中，超導(dǎo)層發(fā)生了裂化，帶材的通流面積隨之變化，通常彎曲直徑越小，帶材的通流能力越小。
[0006]要對高溫超導(dǎo)帶材在彎曲應(yīng)力下的臨界電流劣化特性進行準(zhǔn)確的分析和測試，就需要可靠的測試裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中已有一些測試超導(dǎo)帶材彎曲劣化特性的裝置，但并不能實現(xiàn)連續(xù)測量彎曲劣化特性的功能，實驗操作也較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，該裝置能將超導(dǎo)帶材彎曲到多個直徑不同的環(huán)氧柱下，實現(xiàn)連續(xù)測量超導(dǎo)帶材的失超點。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，包括圓柱環(huán)氧體、用于固定及連接超導(dǎo)帶材兩端的兩個連接機構(gòu)和底座環(huán)氧板；
[0010]所述圓柱環(huán)氧體的底部固定在底座環(huán)氧板上，所述圓柱環(huán)氧體包括層疊設(shè)置的若干個等高的環(huán)氧柱，若干個所述環(huán)氧柱的直徑自上而下依次遞增；
[0011]所述兩個連接機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括主銅片、夾持銅片和固定環(huán)氧片，主銅片上設(shè)置有用于接通外界電流的接入孔，主銅片的底部安裝在底座環(huán)氧板上；所述固定環(huán)氧片可滑動的套設(shè)在主銅片的外圍，所述夾持銅片卡裝在固定環(huán)氧片上，與主銅片之間形成一用于放置被測試超導(dǎo)帶材的空間；所述固定環(huán)氧片上設(shè)置有用于頂緊夾持銅片的第一緊固件。
[0012]優(yōu)選的，所述若干個所述環(huán)氧柱的直徑自上而下按3-5_遞增。
[0013]優(yōu)選的，所述主銅片的底部設(shè)置有一與底座環(huán)氧板平行的彎折段，所述彎折段上設(shè)置有一開槽，第二緊固件穿過所述開槽將主銅片固定在底座環(huán)氧板上。
[0014]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0015]1、本發(fā)明能連續(xù)測量超導(dǎo)帶材在從接近臨界彎曲到臨界以下彎曲時的通流能力?，F(xiàn)有技術(shù)中一般都只能把超導(dǎo)帶材彎曲至某一個固定彎曲直徑下，然后進行通流實驗。而本發(fā)明中包含若干個直徑不同的環(huán)氧柱，這些環(huán)氧柱的直徑自上而下依次增加3-5_，可方便測出超導(dǎo)帶材隨著彎曲直徑的減小，其通流能力的變化情況，即其彎曲劣化特性。
[0016]2、本發(fā)明能讓超導(dǎo)帶材彎曲特性測試的操作過程變得簡單，通過夾持銅片和固定環(huán)氧片組合在一起，在固定超導(dǎo)帶材的同時，還能沿主銅片上下移動，以對應(yīng)不同直徑的環(huán)氧柱，使需測試的帶材與地面保持平行。
[0017]3、由于每次測試均是針對同一段超導(dǎo)帶材，在其從下到上的移動和測試中，由于彎曲直徑越來越小，超導(dǎo)帶材在夾持銅片與圓柱環(huán)氧體之間凌空的部分會發(fā)生彎曲或收縮，影響測試的順利進行。本發(fā)明為了避免在測試中超導(dǎo)帶材的收縮對實驗精度造成影響，專門在主銅片底部開了槽，并固定了一緊固件連接底座環(huán)氧板與主銅片，這樣主銅片就能沿著該緊固件在開槽內(nèi)做一定度數(shù)的旋轉(zhuǎn)，以確保需測試超導(dǎo)帶材拉緊。
[0018]4、本發(fā)明的測試裝置的絕緣部分均采用環(huán)氧樹脂材料，包括圓柱環(huán)氧體、底座環(huán)氧板和固定環(huán)氧片，該材料在低溫下不會收縮，穩(wěn)固牢靠，能保證實驗的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2為圓柱環(huán)氧體的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3為連接機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4為連接機構(gòu)與底座環(huán)氧板連接處的示意圖；
[0023]圖5為被測試的高溫超導(dǎo)帶材安裝在該裝置上的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，包括圓柱環(huán)氧體1、用于固定及連接超導(dǎo)帶材兩端的兩個連接機構(gòu)2和底座環(huán)氧板3。圓柱環(huán)氧體I和連接機構(gòu)2均固定在底座環(huán)氧板3上。
[0026]如圖2所示，所述圓柱環(huán)氧體I包括層疊設(shè)置的若干個直徑不同的環(huán)氧柱，每個環(huán)氧柱等高，自上而下直徑依次增大，由于現(xiàn)有的超導(dǎo)帶材臨界彎曲直徑均在20mm-70mm這個范圍內(nèi)，因此本發(fā)明中的環(huán)氧柱直徑范圍為20_-70_，涵蓋所有超導(dǎo)帶材可以達到的臨界或臨界以下彎曲直徑；若干個環(huán)氧柱的直徑按3-5_遞增，方便機械加工。如此設(shè)置就能測量出超導(dǎo)帶材的臨界電流隨著彎曲直徑減小的變化情況。
[0027]如圖3所示，兩個連接機構(gòu)2結(jié)構(gòu)相同，均用于固定及連接超導(dǎo)帶材的兩端，同時所述連接機構(gòu)2也是外界電流的輸入輸出端，故本發(fā)明選用銅作為連接機構(gòu)2上導(dǎo)電部分的材料，因為銅導(dǎo)電性能良好、亦可制作成板。
[0028]所述連接機構(gòu)2包括主銅片2.1、夾持銅片2.2和固定環(huán)氧片2.3，被測試的超導(dǎo)帶材可放置在主銅片2.1和夾持銅片2.2之間，固定環(huán)氧片2.3從外包圍固定著主銅片2.1和夾持銅片2.2，用于防止夾持銅片2.2從主銅片2.1上滑落。固定環(huán)氧片2.3中間開口放置一第一緊固件2.4 (可以為螺絲、螺柱等)，用于固定被測試物體。固定環(huán)氧片2.3和夾持銅片2.2可沿主銅片2.1上下滑動，以對應(yīng)圓柱環(huán)氧體I中不同的彎曲直徑環(huán)氧柱。主銅片2.1上方開的接入孔2.5用于接通外界電流線。這樣的設(shè)計便于機械加工和簡化實驗操作。
[0029]如圖4所不,連接機構(gòu)2與底座環(huán)氧板3的連接處,主銅片2.1的底部設(shè)置有一與底座環(huán)氧板3平行的彎折段，所述彎折段上設(shè)置有一開槽2.7，第二緊固件2.6穿過所述開槽2.7將主銅片2.1固定在底座環(huán)氧板3上，這樣所述連接機構(gòu)2就可以沿著第二緊固件
2.6 (可以為螺絲、螺柱等)在開槽2.7內(nèi)做一定度數(shù)的旋轉(zhuǎn)，以保證被測試的帶材伸直不收縮。
[0030]采用本發(fā)明所述在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置進行測試的具體方法為:
[0031]如圖5所示，將被測試的超導(dǎo)帶材4兩端卡在主銅片2.1和夾持銅片2.2之間，并用固定環(huán)氧片2.3和第一緊固件2.4固定好。所述超導(dǎo)帶材4在與主銅片2.1和夾持銅片
2.2的連接處，以及凌空部分均保持拉直緊繃，在圓柱環(huán)氧體I上彎曲。同時，在超導(dǎo)帶材4彎曲于圓柱環(huán)氧體I部分的兩端接上信號線5.1，用于測量失超電壓，信號線5.1與超導(dǎo)帶材4通過焊點5.2焊接連接。外部電流通過接入孔2.5接入。
[0032]測試時，先把超導(dǎo)帶材4彎曲于圓柱環(huán)氧體I中直徑最大的圓柱上，在接入孔2.5上通入外部直流電流，逐步增大電流，觀測信號線5.1上采集的電壓，當(dāng)電壓超過luv/cm時，超導(dǎo)帶材4失超，結(jié)束實驗。
[0033]接著將超導(dǎo)帶材4接到直徑較小一級的圓柱上，相應(yīng)的調(diào)整夾持銅片2.2、第一緊固件2.4和固定環(huán)氧片2.3的高度，以及主銅片2.1在開槽2.7內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度，保證超導(dǎo)帶材4凌空部分拉直，重復(fù)上述實驗操作。
[0034]結(jié)束后，再將超導(dǎo)帶材4接到更小直徑的圓柱上，依次測量，直到完整測出超導(dǎo)帶材4隨彎曲直徑的減小，其臨界電流的衰減曲線。
[0035]以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，其特征在于，包括圓柱環(huán)氧體(I)、用于固定及連接超導(dǎo)帶材兩端的兩個連接機構(gòu)(2)和底座環(huán)氧板(3)； 所述圓柱環(huán)氧體(I)的底部固定在底座環(huán)氧板(3)上，所述圓柱環(huán)氧體(I)包括層疊設(shè)置的若干個等高的環(huán)氧柱，若干個所述環(huán)氧柱的直徑自上而下依次遞增； 所述兩個連接機構(gòu)(2)結(jié)構(gòu)相同，均包括主銅片(2.1)、夾持銅片(2.2)和固定環(huán)氧片(2.3)，主銅片(2.1)上設(shè)置有用于接通外界電流的接入孔(2.5)，主銅片(2.1)的底部安裝在底座環(huán)氧板(3)上；所述固定環(huán)氧片(2.3)可滑動的套設(shè)在主銅片(2.1)的外圍，所述夾持銅片(2.2)卡裝在固定環(huán)氧片(2.3)上，與主銅片(2.1)之間形成一用于放置被測試超導(dǎo)帶材的空間；所述固定環(huán)氧片(2.3)上設(shè)置有用于頂緊夾持銅片(2.2)的第一緊固件(2.4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，其特征在于，所述若干個所述環(huán)氧柱的直徑自上而下按3-5_遞增。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在彎曲應(yīng)力下測試高溫超導(dǎo)帶材通流情況的裝置，其特征在于，所述主銅片(2.1)的底部設(shè)置有一與底座環(huán)氧板(3)平行的彎折段，所述彎折段上設(shè)置有一開槽(2.7)，第二緊固件(2.6)穿過所述開槽(2.7)將主銅片(2.1)固定在底座環(huán)氧板(3)上。
【文檔編號】G01R31/00GK103529317SQ201310429932
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】蘇路順, 任麗, 趙翔, 胡南南, 宋萌, 曹昆南, 王達達 申請人:華中科技大學(xué), 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院