在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的测试方法DB13T5940-2024.pdf

ICS 29.060 CCS K 13 13 河北省地方标准 DB 13/T 59402024 在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的测试方法 2024-02-02 发布 2024-03-02 实施 河北省市场监督管理局 发 布 DB 13/T 59402024 I 目次 前 言.II 引 言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 样品制备.1 5 测量装置.2 6 测试原理.2 7 测试步骤.2 8 数据采集.3 9 结果计算.3 10 测试报告.4 11 注意事项.4 附录 A（资料性）高温超导段样品制备方法.5 DB 13/T 59402024 II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由廊坊市市场监督管理局提出。本文件起草单位：新奥科技发展有限公司。本文件主要起草人：李全、杨爽、张文威、赵凡、付强。DB 13/T 59402024 III 引 言 超导具有低损耗、高载流等特性，在聚变、电力、交通、医疗等领域具有重要应用前景。电流引线是用于连接室温电源与低温超导装置的核心部件。采用高温超导导体作为高温超导电流引线的一部分，可以显著减少电流引线的发热及漏热量，大幅降低磁体低温系统造价及运行费用，同时也可以使得大型超导磁体系统的稳定运行成为可能。目前，针对在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的测试，多依赖于生产商自身经验和技术的积累，尚未形成通用的测试方法，难以形成电流引线性能的统一评估。为此，建立具有良好的推广借鉴意义的在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的测试方法，有利于推广高温超导电流引线的工业化应用。DB 13/T 59402024 1 在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的 测试方法 1 范围 本文件规定了电流引线高温超导段试验方法的术语和定义、样品制备、测试装置、测试步骤、数据处理及测试报告。本文件适用于在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的测试方法。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2900.100 电工术语 超导电性 GB/T 3163 真空技术 术语 GB/T 18502 临界电流测量 银和/或银合金包套Bi-2212和B-2223氧化物超导体的直流临界电流 GB/T 33148 钎焊术语 3 术语和定义 GB/T 18502，GB/T 2900.100，GB/T 3163和GB/T 33148界定的以及下列术语和定义适用于本文件。电流引线 current lead 将电流由室温引入低温器件的导体。高温超导叠 HTS stack 将高温超导带多层叠加在一起所形成的叠状结构。高温超导段 high temperature superconducting segment 与高温超导叠并联焊接为一体，同时具有支撑和电流载流功能的部件。临界电流 critical current 在超导体中，可视为几乎是无阻流动的最大直流电流。临界电流判据 critical current criterion 根据电场强度或者电阻率确定临界电流的判据。真空钎焊 vacuum weld 在真空状态下，把一组焊接件加热到填充金属熔点温度以上，但低于基体金属熔点温度，借助于填充金属对基体金属的湿润和流动形成焊缝的一种焊接工艺(钎焊温度因材料不同而异)。4 样品制备 测试样品包括不锈钢支撑筒、超导叠、两端与磁体连接的铜端子及与通电电源连接的铜端子，整体结构如图 1 所示。不锈钢支撑筒用于提供分流和机械支撑，超导叠用于提供通流，铜端子用于连接电源及磁体。DB 13/T 59402024 2 制备时先将测试样品铜端子和带有表面加工条形凹槽的不锈钢支撑筒通过真空钎焊成为一体，超导叠平铺在放置槽中，通过真空钎焊完成高温超导段制备。测试前先使用砂纸打磨高温超导段表面，去除多余焊锡及污染物，之后在超导叠与铜端子交界的两处带材表面分别焊接两根电压引线。注：本文件使用不锈钢材料为304不锈钢，铜端子材料为无氧铜。图1 高温超导段组成示意图 5 测量装置 超导样品U-I特性测量装置由样品测试组件测量用低温容器、磁体系统以及U-I特性测量系统组成。样品插入充有液氮的测量用低温容器中。U-I特性测量系统包括直流电流源、记录仪和必需的前置放大器、滤波器或电压表、或上述仪器仪表的组合。另外，也可采用计算机辅助数据采集系统。6 测试原理 临界电流是通过测量处于恒压特定温度液态冷剂池中样品的电压(U)-电流(I)特性来确定的。为