一种电流引线结构的制作方法

本实用新型涉及超导体技术领域，尤其涉及一种电流引线结构。

背景技术：

随着超导技术和制冷技术的发展以及对高磁场的需求，结构简单，操作简便，由制冷机进行冷却的超导磁体技术日益受到各国的关注。在超导磁体系统中，超导磁体线圈直接通过电流引线从室温电源中得到能量，电流引线的性能关系到超导系统的性能和运行费用。常规的铜电流引线是低温磁体环境的主要漏热途径，它的漏热由常温环境向低温环境的传导导热和电流的焦耳热两部分组成。在直接冷却情况下，沿常规铜电流引线进入低温环境的漏热过大。若采用二元电流引线，可把漏热量减少90％以上，减少了系统的运行费用和初投资，所以二元电流引线是制冷机直接冷却低温超导磁体系统的关键技术之一。但是，二元电流引线由于漏热较大，以及由于其与制冷机直接连接，使得电流引线的振动较大，从而使得电流引线的稳定性差，进而导致影响超导磁体的磁体性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种电流引线结构，能够解决现有技术中二元电流引线的漏热较大及由于制冷机带来的振动使得电流引线的稳定性差，进而导致影响超导磁体的磁体性能的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电流引线结构，包括超导段，所述超导段连接于制冷机的二级冷头，并置于所述制冷机的一级冷头和二级冷头之间，所述超导段连接于超导线圈，所述超导段内设置有减振组件。

作为优选技术方案，所述超导段包括超导带材、设置于所述超导带材两端的连接块及包裹于所述超导带材外的绝缘套，所述超导带材包裹于所述减振组件外。

作为优选技术方案，所述减振组件包括第一环氧棒、第二环氧棒及抵压于所述第一环氧棒和所述第二环氧棒之间的弹性部件，所述超导带材包裹于所述第一环氧棒和所述第二环氧棒外。

作为优选技术方案，所述第一环氧棒上设置有导向块，所述第二环氧棒上设置有凹槽，所述导向块置于所述凹槽内，并能够在所述凹槽内滑动。

作为优选技术方案，所述导向块与所述凹槽的底部之间设置有间隙。

作为优选技术方案，位于超导带材的靠近超导线圈一端的连接块连接有二级截热段，所述二级截热段连接于所述二级冷头。

作为优选技术方案，还包括铜引线段，所述铜引线段通过一级截热段连接于所述超导段，所述铜引线段的截面面积与所述一级截热段的截面面积不相等；所述一级截热段连接于制冷机的冷屏。

作为优选技术方案，所述一级截断与所述冷屏之间设置有绝缘片。

作为优选技术方案，还包括电缆固定段，所述电缆固定段包括线缆固定块、绝缘固定块及连接线，所述连接线通过线缆固定块连接于电源线缆，所述绝缘固定块连接于所述线缆固定块；所述连接线通过室温电接头连接于所述铜引线段。

作为优选技术方案，所述室温电接头包括法兰及贯穿所述法兰的铜柱，所述铜柱的一端通过铜排连接于所述连接线，另一端连接于所述铜引线段。

作为优选技术方案，所述铜排上设置有加热器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中的超导段连接于第二冷头，并置于第一冷头与第二冷头之间，同时，在超导段内设置减振组件，从而实现对电流引线的低电阻设计，减小了超导磁体的电阻漏热，并消除了振动，实现了电流引线的低振动设计，提高了电流引线的稳定性，进而保证了超导磁体的磁体性能。

附图说明

图1是本实用新型提供的电流引线结构设置于超导磁体系统上的示意图；

图2是本实用新型提供的电流引线结构的结构示意图；

图3是本实用新型提供的超导段的局部结构剖视图；

图4是本实用新型提供的超导段的结构示意图。

图中：

10、制冷机；20、一级冷头；30、二级冷头；40、冷屏；50、真空容器；

1、超导段；11、减振组件；12、超导带材；13、连接块；14、绝缘套；15、二级截热段；16、超导线；

111、第一环氧棒；1111、导向块；112、第二环氧棒；1121、凹槽；113、弹性部件；

2、铜引线段；3、一级截热段；

4、电缆固定段；41、线缆固定块；42、绝缘固定块；43、连接线；44、室温电接头；

441、法兰；442、铜柱；

5、铜排；6、加热器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种电流引线结构，如图1-图4所示，该电流引线结构适用于超导磁体系统，超导磁体系统包括真空容器50，制冷机10位于真空容器50的顶部的外侧，且超导磁体及制冷机10的一级冷头20、二级冷头30、冷屏40均位于真空容器50内。

该电流引线结构包括依次连接的超导段1、铜引线段2及电缆固定段4，其中，电缆固定段4设置于真空容器50的顶部外侧并与电源连接，铜引线段2的一部分置于真空容器50外，其余部分置于真空容器50内通过冷屏40与制冷机10的一级冷头20连接，超导段1连接于二级冷头30，并位于一级冷头20和二级冷头30之间，所述超导段1连接于超导线圈(图中未是示出)，所述超导段1内设置有减振组件11。

本实施例中的超导段1连接于二级冷头30，并置于一级冷头20与二级冷头30之间，以对超导段1的进行制冷，从而实现对电流引线的低电阻设计，减小了超导磁体的电阻发热。此外，本实施例中在超导段1内设置减振组件11，用于消除制冷机10的振动，实现了电流引线结构的低振动设计，并减小了超导段1向制冷机10的二级冷头30的漏热，本实施例通过上述设计提高了电流引线的稳定性，进而保证了超导磁体的磁体性能。

上述超导段1包括超导带材12、设置于所述超导带材12两端的连接块13以及包裹于所述超导带材12外的绝缘套14，所述超导带材12包裹于所述减振组件11外。其中，位于超导带材12靠近超导线圈的一端的连接块13通过绝缘螺栓连接有二级截热段15，二级截热段15连接于二级冷头30，用以给超导段1提供冷量。需要说明的是，超导带材12通过超导线16连接于超导线圈，构成了整个励磁回路，使电源能够给超导线圈提供能量。超导线16外包覆有纯铜线，以保证电流引线结构具有极低的接触电阻，降低了该处的运行温度，增加了磁体的热稳定性。

具体地，所述减振组件11包括第一环氧棒111、第二环氧棒112及抵压于所述第一环氧棒111和所述第二环氧棒112之间的弹性部件113，所述超导带材12包裹于所述第一环氧棒111和所述第二环氧棒112外，所述第一环氧棒111上设置有导向块1111，所述第二环氧棒112上设置有凹槽1121，所述导向块1111置于所述凹槽1121内，并能够在所述凹槽1121内滑动。其中，弹性部件113为弹簧。本实施例将减振组件11设置为分离结构，可以有效地降低磁体的振动。

作为优选，导向块1111设置于第一环氧棒111的中心位置，凹槽1121设置于第二环氧棒112的中心位置，以保证导向块1111能够稳定地在凹槽1121内自由滑动。

当制冷机10产生振动时，由于二级冷头30连接于超导段1，使得振动传递至超导段1，超导段1通过压缩和拉伸弹簧，同时，导向块1111在凹槽1121内滑动，以缓冲振动，使得高温超导带材12带有一定的张力，同时起到了很好的减振效果。

上述导向块1111与所述凹槽1121的底部之间设置有微小的间隙，用以隔绝从冷屏40传递过来的微小振动，同时，减小了超导段1向制冷机10的二级冷头30的漏热，提高了磁体的热稳定性。

本实施例对弹性部件113的材质及数量不作限定，作为优选，弹性部件113为低温弹簧，数量不少于两个，且，弹性部件113沿所述导向块1111的中心轴线呈周向均布设置，以保证减振组件11的稳定性。

上述铜引线段2通过一级截热段3连接于所述超导段1，使超导段1与铜引线段2构成二元电流引线结构，具体地，铜引线段2连接于超导段1的靠近铜引线段2的一端的连接块13。其中，铜引线段2与一级截热段3之间设置有铟片，以减小铜引线段2的接触电阻，减小电流引线结构的电阻发热。此外，铜引线段2的截面面积与所述一级截热段3的截面面积不相等，使得铜引线段2与一级截热段3形成变截面设计，对铜引线段2的长度与横截面积进行优化设计，可以极大减小电流引线结构的漏热。

进一步地，铜引线段2外部具有绝缘层，本实施例对绝缘层材质不作限定，作为优选，绝缘层可以为聚酰亚胺薄膜。

一级截热段3通过绝缘片连接于冷屏40，从而给铜引线段2提供冷量，同时保证该处温度低于70K，从而使超导段1处于超导状态。一级截热段3与冷屏40之间用绝缘片绝缘，其中，该绝缘片为氮化铝薄片，用以提供良好的绝缘和导热。

上述电缆固定段4包括线缆固定块41、绝缘固定块42及连接线43，所述连接线43通过线缆固定块41连接于电源线缆，所述绝缘固定块42连接于所述线缆固定块41，所述连接线43通过室温电接头44连接于所述铜引线段2。其中，室温电接头44包括法兰441及贯穿所述法兰441的铜柱442，所述铜柱442的一端通过铜排5连接于所述连接线43，另一端连接所述铜引线段2。其中，法兰441与真空容器50顶部连接，绝缘固定块42位于真空容器50顶部的外侧。需要说明的是，铜柱442外部配有陶瓷材料，位于真空容器50的顶部的外侧，起到绝缘和密封的作用。

由于电源电缆较粗，重量较重，使用线缆固定块41可有效解决电缆存在张力，容易损坏室温电接头44的风险，同时增加了电缆固定段4与空气的接触面积，有利于对流散热，一定程度上减小了电流引线室温端的结露、结霜情况。绝缘固定块42用以隔绝电源电缆，起到绝缘的作用，其材质一般为环氧材料。

上述铜排5上设置有加热器6，电流引线结构在超导磁体未励磁时存在较大的静态漏热，会导致室温电接头44处结霜或结露，从而影响电流引线结构的绝缘性能，容易导致漏电等情况。加热器6在磁体未励磁时开启，在励磁开始时关闭，用以补偿电流引线结构的静态漏热，消除室温电接头44的结霜、结露情况。需要说明的是，加热器6还可以设置于线缆固定块41处，用以补偿电流引线的静态漏热。

注意，以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。