一种测试超导线电阻率与温度变化关系实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超导线测试方法领域，具体是一种测试超导线电阻率与温度变化关系的实验装置。
【背景技术】
[0002]在超导托卡马克装置中，超导磁体作为其重要的组成部分，其运行的稳定直接关系到整个装置的安全运行。超导磁体在使用过程中，会收到及其严酷的机电引力、交变冷热冲击应力和辐照，为了保证磁体的使用安全，必须采用合理的真空压力浸渍(VPI)方法使得超导磁体与线圈盒成为一个整体。
[0003]超导磁体的绝缘层一般包括匝间绝缘，饼间绝缘和对地绝缘。绝缘材料一般是由环氧胶、玻璃纤维和聚酰亚胺复合构成。绝缘层的固化，通常采用热固化方式，加热方式目前主要有两种，一是外部加热方式，二是内部加热方式。
[0004]如图1所示，现有技术超导线3与超导缆2 —般整体包敷在保温被I中。为了确保超导磁体运行的安全与稳定，绝缘固化必须严格按照要求进行，即对加热温度必须进行严格控制。因此对超导线在不同温度下的电阻进行测试，目的是为了超导磁体的绝缘固化。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了较为准确的测试超导线电阻率与温度变化关系的实验装置，以实现不同温度下超导线电阻率的测试。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的:
[0007]一种测试超导线电阻率与温度变化关系的实验装置，采用单根超导线及相应比例的超导缆同时进行测试，测试时超导线、超导缆整体缠绕有加热带，超导缆两端传输电流线在临近缆端口处分别单独缠绕加热带，每个加热带分别各自连接有电源，在超导线两端加载线电流源，超导缆两端传输电流线分别与一个电力调制器电连接，在超导缆缆壁上设置多个温度计，每个温度计分别配置有控温仪，且每个温度计与各自配置的控温仪、所述电源连接形成闭合回路，在样品上沿轴向每隔一定距离设置一个采集电压用的电位点；
[0008]所述的一种测试超导线电阻率与温度变化关系实验装置，其特征在于:在电流传输线的末端与超导缆连接处布置有单独的加热带，有效防止热量的扩散。温度计，温控仪与电源形成单独的闭环回路，对整个装置的温度进行调节控制。
[0009]本发明进行数据采集时，先通过电力调制器向超导缆输入一定范围内逐渐加大的电流，电流每上升IA时，保持一段时间t并记录下各个电位点采集的电压；后关闭电力调制器，再通过线电流源向超导线输入一定范围内逐渐加大的电流，电流每上升IA时，保持一段时间t并记录下各个电位点采集的电压；
[0010]各个电位点采集的数据采用均值方法确定电位值，对所得的电压值进行V-1 (电压-电流)数值处理，并采用最小二乘法拟合得到电阻值。
[0011]本发明可测出超导线在不同温度下所对应的电阻值，为大型超导磁体绝缘的固化提供了切实可行的参考，具有操作容易、实验数据具有对比性、温度控制精确的优点。
【附图说明】
[0012]图1为现有技术中超导线与超导缆的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型测试示意图。
[0014]图3为电位点测试示意图。
【具体实施方式】
[0015]参见图1所示，一种测试超导线电阻率与温度变化关系的实验装置，采用单根超导线3及相应比例的超导缆2同时进行测试，参见图2所示，测试时超导线3、超导缆2整体缠绕有加热带8，电力调整器6连接超导缆2的两端口处的电流传输线分别单独缠绕有加热带8，每个加热带分别各自连接有电源5，在超导线3两端连接有线电流源7，超导缆2两端连接有电力调制器6，在超导缆2与超导线3中间夹层间上设置温度计9，每个温度计9分别配置有控温仪4，且每个温度计9与各自配置的控温仪4、电源5连接形成闭合回路，参见图3所示，在超导缆2与超导线3上分别沿轴向每隔一定距离设置一个采集电压用的电位点10，电位点通过电位线连接在万用表11上(实验选用的万用表型号为KEITHLEY2007)。
[0016]测试开始，利用加热带对超导线、超导缆整体以及超导缆两端传输电流线进行加热，使超导线、超导缆整体以及超导缆两端传输电流线在一定温度范围内逐渐升温，温度每上升TC对各个电位点进行一次数据采集；
[0017]数据采集时，先通过电力调制器向超导缆输入一定范围内逐渐加大的电流，电流每上升IA时，保持一段时间t并记录下各个电位点采集的电压；后关闭电力调制器，再通过线电流源向超导线输入一定范围内逐渐加大的电流，电流每上升IA时，保持一段时间t并记录下各个电位点采集的电压；
[0018]各个电位点采集的数据采用均值方法确定电位值，对所得的电压值进行V-1 (电压-电流)数值处理，并采用最小二乘法拟合得到电阻值。
[0019]测试时超导线与超导缆外部整体包敷绝热材料包裹后，再缠绕加热带。
[0020]具体实施例:
[0021]选用单根超导线及相应超导缆同时进行测试，便于实验数据间的对比。
[0022]对超导缆传输电流线在临近缆端口处单独采用加热带进行加热，可以有效防止缆内部温度通过传输线流出而导致温度分布不均。
[0023]选用三组温度计，每个温度计分别配置控温仪，将温度计与控温仪相连接，再与供电至加热带的电源连接形成闭环回路，实现反馈控制调节。通过对温度的控制，精确控制加热温度，准确测出不同温度下的电阻值。
[0024]样品总长1000mm，每隔200mm设置一个电位点，采集电压。
[0025]超导缆输入电流为0-60A，电流每次上升10A，并保持30秒，进行电位数据采集；超导线输入电流为O — 0.06A，每次上升0.01A，并保持30秒，进行电位数值采集。
[0026]实验所测温度范围为30— 170°C，每隔10°C进行一次数据采集。
[0027]对实验数据进行分析，采用最小二乘法拟合处理。
[0028]测试中超导线与缆外部都使用绝热材料包裹。
[0029]本实用新型已对ITER托卡马克装置所使用的极向场线圈(PF5)NbTi超导缆进行了成功测试。
【主权项】
1.一种测试超导线电阻率与温度变化关系的实验装置，采用单根超导线及相应比例的超导缆同时进行测试，测试时超导线、超导缆整体缠绕有加热带，超导缆两端传输电流线在临近缆端口处分别单独缠绕加热带，每个加热带分别各自连接有电源，在超导线两端加载线电流源，超导缆两端传输电流线分别与一个电力调制器电连接，在超导缆缆壁上设置多个温度计，每个温度计分别配置有控温仪，且每个温度计与各自配置的控温仪、所述电源连接形成闭合回路，在样品上沿轴向每隔一定距离设置一个采集电压用的电位点。
2.根据权利要求1所述的一种测试超导线电阻率与温度变化关系实验装置，其特征在于:在电流传输线的末端与超导缆连接处布置有单独的加热带，有效防止热量的扩散，温度计，温控仪与电源形成单独的闭环回路，对整个装置的温度进行调节控制。
【专利摘要】本实用新型公开了一种测试超导线电阻率与温度变化关系的实验装置，采用单根超导线及相应比例的超导缆同时进行测试，测试时超导线、超导缆整体缠绕有加热带，超导缆两端传输电流线在临近缆端口处分别单独缠绕加热带，每个加热带分别各自连接有电源，在超导线两端加载线电流源，超导缆两端传输电流线分别与一个电力调制器电连接，在超导缆缆壁上设置多个温度计，每个温度计分别配置有控温仪，且每个温度计与各自配置的控温仪、所述电源连接形成闭合回路，在样品上沿轴向每隔一定距离设置一个采集电压用的电位点。本实用新型可测出超导线在不同温度下所对应的电阻值，为大型超导磁体绝缘的固化提供了切实可行的参考。
【IPC分类】G01R27-08
【公开号】CN204314389
【申请号】CN201420621799
【发明人】邹春龙, 宋云涛, 吴欢, 商敏敏, 张之荣, 沈光, 陆坤
【申请人】中国科学院等离子体物理研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月24日