RU2168781C1 - Superconducting round-section wire for ac currents - Google Patents
Superconducting round-section wire for ac currents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168781C1 RU2168781C1 RU2000104484/09A RU2000104484A RU2168781C1 RU 2168781 C1 RU2168781 C1 RU 2168781C1 RU 2000104484/09 A RU2000104484/09 A RU 2000104484/09A RU 2000104484 A RU2000104484 A RU 2000104484A RU 2168781 C1 RU2168781 C1 RU 2168781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- current
- superconducting
- carrying
- diameter
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции многожильных сверхпроводящих проводов круглого сечения для переменных токов промышленной частоты. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the design of multicore superconducting wires of circular cross section for variable currents of industrial frequency.
Известна конструкция сверхпроводящего одножильного круглого провода, где сверхпроводящая жила заключена в оболочку из стабилизирующего металла (меди, латуни и т. п. ), а сам провод изолирован снаружи изоляционным покрытием, например эмаль-лаком (Г.Г.Свалов, Д.И. Белый "Сверхпроводящие и криорезистивные обмоточные провода". Энергия, М. 1976, стр. 94, рис. 4-1а). The construction of a superconducting single-core round wire is known, where the superconducting core is enclosed in a sheath of a stabilizing metal (copper, brass, etc.), and the wire itself is insulated externally with an insulating coating, for example, enamel varnish (G.G.Svalov, D.I. White "Superconducting and cryoresistive winding wires." Energy, M. 1976, p. 94, Fig. 4-1a).
При транспортировании переменного тока в проводе такой конструкции, а именно в сверхпроводнике и в окружающем его стабилизирующем металле, возникают переменные магнитные поля и вызванные ими потери, которые снижают токонесущую способность провода. When transporting alternating current in a wire of this design, namely in a superconductor and in the stabilizing metal surrounding it, alternating magnetic fields and losses caused by them arise, which reduce the current carrying capacity of the wire.
Указанные недостатки частично устранены в известной конструкции сверхпроводящего провода круглого сечения для переменного тока. В этой конструкции в качестве элементарных токонесущих элементов применены стабилизированные проволоки определенного диаметра, навитые спирально в один слой и неподвижно закрепленные на цилиндрической трубке из стабилизированного материала. Промежуточное пространство между токонесущими элементами заполнено матрицей из стабилизирующего материала. Снаружи провод снабжен изоляционной оболочкой (патент США N 4327244, H 01 B 12/00, 27.04.82). These disadvantages are partially eliminated in the known design of a round-section superconducting wire for alternating current. In this design, stabilized wires of a certain diameter are applied as elementary current-carrying elements, wound spirally in one layer and fixedly mounted on a cylindrical tube of stabilized material. The intermediate space between the current-carrying elements is filled with a matrix of stabilizing material. Outside, the wire is provided with an insulating sheath (US Pat. No. 4,327,244, H 01 B 12/00, 04/27/82).
Недостатком провода такой конструкции является низкая токонесущая способность из-за наличия в нем потерь главным образом гистерезисных - в сверхпроводнике и вихревых - в материале матрицы за счет замкнутых через матрицу контурных и вихревых токов, вызванных возникшими в этих материалах переменными полями транспортного тока. A drawback of a wire of this design is its low current carrying capacity due to the presence of mainly hysteresis losses in it - in the superconductor and eddy - in the matrix material due to the loop and eddy currents closed through the matrix, caused by the alternating transport field fields arising in these materials.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение потерь в проводе и увеличение его токонесущей способности при прохождении через него переменных токов промышленной частоты. The objective of the present invention is to remedy these disadvantages, i.e. reduction of losses in the wire and increase of its current carrying capacity when alternating currents of industrial frequency pass through it.
Указанный технический результат достигается тем, что в сверхпроводящем проводе круглого сечения для переменных токов, содержащем матрицу из стабилизирующего материала, сверхпроводящие токонесущие элементы, расположенные в матрице, и наружную изоляционную оболочку, сверхпроводящие токонесущие элементы расположены по всему сечению провода с расстоянием между продольными осями соседних токонесущих элементов, равным
где D - диаметр провода, а d - диаметр токонесущего элемента.The specified technical result is achieved by the fact that in a round-section superconducting wire for alternating currents containing a matrix of stabilizing material, superconducting current-carrying elements located in the matrix and an outer insulating sheath, superconducting current-carrying elements are located over the entire cross section of the wire with a distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements equal
where D is the diameter of the wire, and d is the diameter of the current-carrying element.
На чертеже схематически изображен предложенный сверхпроводящий провод в поперечном сечении. The drawing schematically shows the proposed superconducting wire in cross section.
Сверхпроводящий провод содержит сверхпроводящие токонесущие элементы 1 круглого сечения, матрицу из стабилизирующего материала (металла) 2 и наружную изоляционную оболочку 3. Токонесущие элементы 1 установлены в матрице по всему сечению провода. Причем расстояние между продольными осями соседних токонесущих элементов равно
где D - диаметр провода, d - диаметр токонесущего элемента.The superconducting wire contains superconducting current-carrying elements 1 of circular cross section, a matrix of stabilizing material (metal) 2 and an outer insulating sheath 3. Current-carrying elements 1 are installed in the matrix over the entire cross section of the wire. Moreover, the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements is
where D is the diameter of the wire, d is the diameter of the current-carrying element.
Такое расположение токонесущих элементов сводит к минимуму поле во внутренней и внешней плоскостях сверхпроводящего провода и позволяет существенно снизить потери в сверхпроводнике и стабилизирующем материале, увеличить токонесущую способность провода вследствие равенства индукции каждого сверхпроводящего элемента (Bэ) и провода (Bпр). Количество токонесущих элементов по длине диаметра сечения провода равно
где D - диаметр провода; b - расстояние между продольными осями соседних токонесущих элементов.This arrangement of the current-carrying elements minimizes the field in the inner and outer planes of the superconducting wire and can significantly reduce losses in the superconductor and the stabilizing material, increase the current-carrying capacity of the wire due to the equality of the induction of each superconducting element ( Be ) and the wire ( Be ). The number of current-carrying elements along the length of the diameter of the wire is
where D is the diameter of the wire; b is the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements.
Общее количество токонесущих элементов в проводе равно
Ток в сверхпроводящем проводе определяется из соотношения
Iпр = iэN,
где iэ - ток в токонесущем элементе.The current in a superconducting wire is determined from the relation
I ol = i e N,
where i e is the current in the current-carrying element.
Индукция сверхпроводящего токонесущего элемента равна
а индукция провода
где μ - магнитная проницаемость.The induction of the superconducting current-carrying element is
and wire induction
where μ is the magnetic permeability.
Приравнивая индукции Bэ и Bпр и выражая Iпр через iэ, получаем
Т.е. при равенстве индукций токонесущего элемента и провода получим расстояние между продольными осями соседних токонесущих элементов, при котором сверхпроводник находится в тех же магнитных условиях, что и при одном сверхпроводящем элементе. При этом токонесущая способность провода максимальна, а потери минимальны. Those. if the inductions of the current-carrying element and the wire are equal, we obtain the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements, in which the superconductor is in the same magnetic conditions as with a single superconducting element. In this case, the current carrying capacity of the wire is maximum, and losses are minimal.
Предложенная конструкция сверхпроводящего провода предназначена для использования в электромагнитных системах, работающих в криогенных условиях (электрические машины, генераторы, двигатели, трансформаторы, реакторы и т. д. ), обеспечивая уменьшение потерь в проводе и увеличение его токонесущей способности, что позволяет снизить расходы дорогостоящего сверхпроводящего материала. The proposed design of the superconducting wire is intended for use in electromagnetic systems operating in cryogenic conditions (electric machines, generators, motors, transformers, reactors, etc.), providing a reduction in losses in the wire and an increase in its current-carrying capacity, which reduces the cost of an expensive superconducting material.
Claims (1)
где D - диаметр провода;
d - диаметр токонесущих элементов.A superconducting wire for alternating currents containing a matrix of stabilizing material, superconducting current-carrying elements located in the matrix, and an outer insulating sheath, characterized in that the superconducting current-carrying elements are located over the entire cross section of the wire, the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements is b, while
where D is the diameter of the wire;
d is the diameter of the current-carrying elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000104484/09A RU2168781C1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Superconducting round-section wire for ac currents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000104484/09A RU2168781C1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Superconducting round-section wire for ac currents |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168781C1 true RU2168781C1 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20231025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000104484/09A RU2168781C1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Superconducting round-section wire for ac currents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168781C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334293C1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Superconducting multi-cored strip conductor for alternating and direct current |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4327244A (en) * | 1979-02-09 | 1982-04-27 | Bbc Brown, Boveri & Company, Limited | Superconductive cable |
| WO1995027991A1 (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-19 | New England Electric Wire Corporation | Superconductor cable and method of making |
| RU2088993C1 (en) * | 1990-07-20 | 1997-08-27 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | Method of production of multiple-fiber alloyed super- conductor based on intermetallic compound nb*003sn |
| RU2099806C1 (en) * | 1993-10-21 | 1997-12-20 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд | Superconductive cable wire |
-
2000
- 2000-02-25 RU RU2000104484/09A patent/RU2168781C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4327244A (en) * | 1979-02-09 | 1982-04-27 | Bbc Brown, Boveri & Company, Limited | Superconductive cable |
| RU2088993C1 (en) * | 1990-07-20 | 1997-08-27 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | Method of production of multiple-fiber alloyed super- conductor based on intermetallic compound nb*003sn |
| RU2099806C1 (en) * | 1993-10-21 | 1997-12-20 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд | Superconductive cable wire |
| WO1995027991A1 (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-19 | New England Electric Wire Corporation | Superconductor cable and method of making |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СВАЛОВ Г.Г., БЕЛЫЙ Д.И. Сверхпроводящие и криорезистивные обмоточные провода. - М.: Энергия, 1976, с.94, рис.4-1а. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334293C1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Superconducting multi-cored strip conductor for alternating and direct current |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4079192A (en) | Conductor for reducing leakage at high frequencies | |
| JP2000511338A (en) | A rotating electric machine including a high-voltage winding conductor and a winding including the conductor | |
| KR20200104902A (en) | Open type current transformer with flexible magnetic core | |
| GB2211670A (en) | Cooling electromagnetic devices | |
| CN101361143B (en) | Superconducting cable | |
| RU2168781C1 (en) | Superconducting round-section wire for ac currents | |
| US7019608B2 (en) | Superconducting transformer | |
| US4093817A (en) | Superconductor | |
| JP2760687B2 (en) | Litz wire and its manufacturing method | |
| EP3613063A1 (en) | Method and armoured cable for transporting high voltage alternate current | |
| RU2341838C2 (en) | Superconductive multi-core wire of circular section for alternate and direct currents | |
| JP2628425B2 (en) | Litz wire | |
| JP2520057B2 (en) | Transformer equipment | |
| JPS5830115A (en) | power transformer | |
| WO2000044006A3 (en) | Transformer with magnetic core of coiled wires | |
| CN2353023Y (en) | Low-loss furnace transformer staggered winding | |
| RU2334293C1 (en) | Superconducting multi-cored strip conductor for alternating and direct current | |
| RU2082242C1 (en) | Superconducting winding | |
| PL181561B1 (en) | High-frequency transformer | |
| SU1749916A1 (en) | Polyphase cable line | |
| GB1572236A (en) | Electrical conductors | |
| RU2516291C1 (en) | Superconducting multi-cored strip conductor for alternating and direct current | |
| JPS5912003B2 (en) | coil | |
| JPH06260335A (en) | High temperature superconducting magnet | |
| WO2019223875A1 (en) | Armoured cable for transporting alternate current with permanently magnetised armour wires |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170226 |