FR2734414A1 - Electrical connector for superconductor cables - Google Patents
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
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Abstract
Description
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention
La présente invention concerne une borne ainsi qu'un procédé de connexion de fils supraconducteurs. La borne est habituellement utilisée dans des machines courant alternatif telles que des câbles de transmission d'énergie, des dispositifs de limitation de courant, des transformateurs et des dispositifs de stockage d'énergie magnétique à supraconduction (SMES).BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a terminal and a method of connecting superconductive wires. The terminal is usually used in AC machines such as power transmission cables, current limiting devices, transformers and magnetic superconducting energy storage devices (SMES).
2. Description de l'art antérieur
Comme il est bien connu, les dispositifs supraconducteurs qui utilisent des fils supraconducteurs sont habituellement reçus dans des cryostats et utilisés dans des conditions aussi froides qu'une température de point de transition de supraconduction ou moins.2. Description of the prior art
As is well known, superconductive devices which use superconductive wires are usually received in cryostats and used in conditions as cold as a superconducting transition point temperature or less.
La plupart des dispositifs supraconducteurs utilisent une connexion de courant constituée par un métal normalement conducteur tel que du cuivre. Au moyen de la connexion de courant qui s'étend au travers d'une paroi de cryostat, un courant est appliqué à un fil supraconducteur qui a été refroidi jusqu'à la température de point de transition de supraconduction ou moins. Most superconducting devices use a current connection made up of a normally conductive metal such as copper. By means of the current connection which extends through a cryostat wall, a current is applied to a superconducting wire which has been cooled to the superconducting transition point temperature or less.
La connexion de courant est connectée électriquement au fil supraconducteur habituellement au moyen d'un connecteur prévu dans le cryostat. Dans les dispositifs supraconducteurs comportant un circuit formé par une pluralité de bobines supraconductrices, il existe un autre type de connecteur qui connecte les fils supraconducteurs les uns aux autres.The current connection is electrically connected to the superconducting wire usually by means of a connector provided in the cryostat. In superconductive devices comprising a circuit formed by a plurality of superconductive coils, there is another type of connector which connects the superconductive wires to each other.
Lors de la connexion d'un fil supraconducteur à un fil supraconducteur ou à un fil normalement conducteur, les fils doivent être connectés de façon ferme et stable au niveau de la partie de contact. A cette fin, une plaque métallique normalement conductrice (par exemple en cuivre) est interposée entre les fils ou est positionnée à l'arrière des fils. La plaque métallique normalement conductrice prévue au niveau d'une partie d'extrémité d'un fil supraconducteur est de façon générale appelée "borne". When connecting a superconductive wire to a superconductive wire or a normally conductive wire, the wires must be connected in a firm and stable manner at the contact portion. To this end, a normally conductive metal plate (for example copper) is interposed between the wires or is positioned behind the wires. The normally conductive metal plate provided at an end portion of a superconductive wire is generally referred to as a "terminal".
La figure 1 représente une borne 3 utilisée dans l'art antérieur. Des parties de fils supraconducteurs pour borne la et lb sont connectées de façon ferme et stable à la borne 3 au niveau d'une partie de contact 2 puisque la partie de contact 2 est appliquée sur la borne 3. Figure 1 shows a terminal 3 used in the prior art. Parts of superconductive wires for terminal 1a and 1b are firmly and stably connected to terminal 3 at a contact part 2 since the contact part 2 is applied to terminal 3.
La borne 3 est constituée par une plaque de cuivre. Les fils supraconducteurs la et lb sont réalisés par exemple en un alliage Nb-Ti stabilisé au cuivre, en un composé Nb3Sn stabilisé au cuivre. Les fils supraconducteurs la et 1 b sont joints ensemble de manière à se chevaucher au niveau de chacune des parties d'extrémité. La partie de jonction des fils supraconducteurs la et lb est connectée électriquement et mécaniquement par soudure, d'où la formation de la partie de contact 2. La partie de contact 2 est également connectée électriquement et mécaniquement à une surface de la borne 3 par soudure. Terminal 3 consists of a copper plate. The superconductive wires 1a and 1b are produced for example from an Nb-Ti alloy stabilized with copper, from an Nb3Sn compound stabilized with copper. The superconductive wires 1a and 1b are joined together so as to overlap at each of the end parts. The junction part of the superconductive wires 1a and 1b is electrically and mechanically connected by soldering, hence the formation of the contact part 2. The contact part 2 is also electrically and mechanically connected to a surface of the terminal 3 by soldering .
La borne 3 ainsi formée sert non seulement à assurer la résistance mécanique de la partie de contact 2 mais également à stabiliser les fils supraconducteurs, du fait qu'elle joue alors le rôle de dérivation de courant lorsque la partie de contact 2 en vient à être amenée par transformation thermique dans un état de conduction normale pour de quelconques raisons. The terminal 3 thus formed serves not only to ensure the mechanical resistance of the contact part 2 but also to stabilize the superconductive wires, because it then plays the role of current diversion when the contact part 2 comes to be brought by thermal transformation into a normal conduction state for any reason.
Cependant, les fils supraconducteurs classiquement utilisés ainsi construits présentent les problèmes qui suivent. However, the conventionally used superconductive wires thus constructed present the following problems.
Lorsqu'un courant alternatif 4 est appliqué à un circuit série formé par les fils supraconducteurs la et lb, il induit un champ magnétique fluctuant 5, lequel génère un courant de fuite 6 dans la borne 3. Le courant de fuite produit par exemple de la chaleur, ce qui conduit à une perte d'énergie. La chaleur doit être évacuée immédiatement puisque la borne 3 doit être maintenue à des températures extrêmement basses de la même manière que les fils supraconducteurs la et lb. When an alternating current 4 is applied to a series circuit formed by the superconductive wires la and lb, it induces a fluctuating magnetic field 5, which generates a leakage current 6 in the terminal 3. The leakage current produced for example from the heat, which leads to loss of energy. The heat must be removed immediately since terminal 3 must be kept at extremely low temperatures in the same way as the superconducting wires la and lb.
La chaleur est évacuée par exemple en refroidissant la borne 3 à l'aide d'hélium liquide présentant une température d'ébullition de 4,2 K. Dans ce cas, I'énergie requise pour refroidir la borne 3 placée dans la partie cryogénique du dispositif supraconducteur correspond à l'énergie requise pour refroidir la borne placée à température normale multipliée par un facteur de 500. Le courant de fuite généré dans la borne 3 impose une charge thermique extrêmement élevée sur un réfrigérant ou un réfrigérateur, ce qui génère une perte d'énergie. La perte d'énergie est l'une des raisons pour lesquelles des dispositifs supraconducteurs qui utilisent un courant alternatif n'ont pas été utilisés dans la pratique. The heat is removed for example by cooling the terminal 3 using liquid helium having a boiling temperature of 4.2 K. In this case, the energy required to cool the terminal 3 placed in the cryogenic part of the superconductive device corresponds to the energy required to cool the terminal placed at normal temperature multiplied by a factor of 500. The leakage current generated in terminal 3 imposes an extremely high thermal load on a refrigerant or refrigerator, which generates a loss of energy. Loss of energy is one of the reasons why superconducting devices which use alternating current have not been used in practice.
Comme décrit ci-avant, les bornes classiquement utilisées pour des fils supraconducteurs ne sont pas exemptes de la survenue du courant de fuite qui génère la perte d'énergie. Par conséquent, elles s'accompagnent inévitablement des problèmes qui sont constitués par une augmentation de la consommation de réfrigérant et de la capacité du réfrigérateur, ce qui diminue le rendement d'un dispositif supraconducteur. As described above, the terminals conventionally used for superconductive wires are not exempt from the occurrence of the leakage current which generates the loss of energy. Consequently, they are inevitably accompanied by the problems which are constituted by an increase in the consumption of refrigerant and in the capacity of the refrigerator, which decreases the efficiency of a superconductive device.
RESUME DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention consiste à proposer une borne et un procédé permettant de connecter des fils supraconducteurs susceptibles de supprimer la génération d'un courant en spirale générant une perte d'énergie et donc de réduire une consommation de réfrigérant ou un volume de réfrigérateur.SUMMARY OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide a terminal and a method for connecting superconductive wires capable of suppressing the generation of a spiral current generating a loss of energy and therefore of reducing the consumption of refrigerant or the volume of a refrigerator. .
La présente invention a été élaborée dans le but d'atteindre l'objet mentionné ci-avant. The present invention has been developed with the aim of achieving the object mentioned above.
Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, on propose une borne pour des fils supraconducteurs, comprenant une couche supraconductrice au moins sur la surface sur le côté où la partie de contact des fils supraconducteurs est appliquée. La couche supraconductrice permet de bloquer le champ magnétique généré autour de la partie de contact de manière à ce qu'il n'entre pas dans la borne. According to a first embodiment of the present invention, a terminal is provided for superconductive wires, comprising a superconductive layer at least on the surface on the side where the contact part of the superconductive wires is applied. The superconductive layer makes it possible to block the magnetic field generated around the contact part so that it does not enter the terminal.
La borne mentionnée ci-avant peut présenter une structure en couches constituée par une couche supraconductrice et par une couche métallique normalement conductrice ou peut être formée par le corps supraconducteur seulement. Dans ces cas, afin de faciliter la soudure des fils supraconducteurs sur la couche supraconductrice, un film mince en un métal normalement conducteur peut être prévu sur la partie de surface de la couche supraconductrice. Selon une variante, la borne peut être constituée par un corps normalement conducteur et par un maillage supraconducteur qui recouvre une surface du corps normalement conducteur sur le côté où la partie de contact des fils supraconducteurs est appliquée. The above-mentioned terminal may have a layered structure consisting of a superconductive layer and a normally conductive metal layer or may be formed by the superconductive body only. In these cases, in order to facilitate the welding of the superconductive wires on the superconductive layer, a thin film of a normally conductive metal can be provided on the surface part of the superconductive layer. Alternatively, the terminal may be formed by a normally conductive body and by a superconductive mesh which covers a surface of the normally conductive body on the side where the contact portion of the superconductive wires is applied.
Selon un second mode de réalisation de la présente invention, on propose une borne pour fils supraconducteurs qui est utilisée pour connecter un fil supraconducteur et un fil normalement conducteur. La borne comprend un corps de borne principal formé par un métal normalement conducteur et une couche supraconductrice formée sur le corps de borne principal. According to a second embodiment of the present invention, there is provided a terminal for superconductive wires which is used to connect a superconductive wire and a normally conducting wire. The terminal includes a main terminal body formed by a normally conductive metal and a superconductive layer formed on the main terminal body.
Sur le corps de borne principal, les fils supraconducteurs sont montés.On the main terminal body, the superconducting wires are mounted.
La borne pour les fils supraconducteurs du second mode de réalisation peut comporter un film métallique normalement conducteur sur la surface de la couche supraconductrice. Selon une variante, le corps de borne principal est une partie du fil normalement conducteur. The terminal for the superconductive wires of the second embodiment may include a normally conductive metal film on the surface of the superconductive layer. Alternatively, the main terminal body is a part of the normally conductive wire.
Selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, on propose un procédé de connexion de fils supraconducteurs comprenant les étapes de
séparation de parties d'extrémité de fils supraconducteurs selon une pluralité de parties d'extrémité
connexion des parties d'extrémité des fils supraconducteurs les unes aux autres ; et
connexion électrique de la partie de connexion des parties d'extrémité séparées à la couche supérieure de la borne dont la couche supérieure est constituée par un matériau supraconducteur, d'où la stabilisation de la partie de connexion.According to a third embodiment of the present invention, a method of connecting superconductive wires is proposed, comprising the steps of
separating end portions of superconductive wires into a plurality of end portions
connecting the end portions of the superconductive wires to each other; and
electrical connection of the connection part of the separate end parts to the upper layer of the terminal, the upper layer of which is made of a superconductive material, thereby stabilizing the connection part.
Dans ce cas, la borne peut être formée dans sa totalité en un matériau supraconducteur.In this case, the terminal can be formed in its entirety in a superconductive material.
Selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention, on propose un procédé de connexion de fils supraconducteurs comprenant les étapes de
séparation de parties d'extrémité d'un fil supraconducteur en une pluralité de parties d'extrémité ; et
les parties d'extrémité séparées du fil supraconducteur sont connectées à un fil normalement conducteur via une borne ayant sa partie de surface formée par au moins une couche supraconductrice. Dans ce cas, le corps de borne principal peut être constitué par une partie du fil normalement conducteur.According to the fourth embodiment of the present invention, a method of connecting superconductive wires is proposed, comprising the steps of
separating end portions of a superconductive wire into a plurality of end portions; and
the separate end portions of the superconductive wire are connected to a normally conductive wire via a terminal having its surface portion formed by at least one superconductive layer. In this case, the main terminal body may consist of a part of the normally conducting wire.
Selon les procédés de connexion des troisième et quatrième modes de réalisation, la borne peut présenter une structure en couches formée par une couche supraconductrice et par une couche métallique normalement conductrice. Sur la surface de la couche supraconductrice, un film métallique normalement conducteur peut être formé. Selon une variante, la borne est formée par un corps normalement conducteur et par un maillage supraconducteur qui recouvre au moins une surface de la couche normalement conductrice sur le côté où les fils supraconducteurs sont appliqués. II est préférable d'utiliser la borne présentant une section en coupe polygonale ou circulaire. According to the connection methods of the third and fourth embodiments, the terminal may have a layered structure formed by a superconductive layer and by a normally conductive metal layer. On the surface of the superconductive layer, a normally conductive metal film can be formed. Alternatively, the terminal is formed by a normally conductive body and by a superconductive mesh which covers at least one surface of the normally conductive layer on the side where the superconductive wires are applied. It is preferable to use the terminal having a polygonal or circular section.
II est en outre préférable que les parties de connexion ou parties d'extrémité séparées soient agencées de manière géométrique de façon à être symétriques les unes par rapport aux autres sur la borne. It is further preferable that the connection parts or separate end parts are arranged geometrically so as to be symmetrical with respect to each other on the terminal.
Selon les troisième et quatrième modes de réalisation de la présente invention, le fil supraconducteur toronné comportant des parties d'extrémité séparées peut être utilisé. According to the third and fourth embodiments of the present invention, the stranded superconductive wire having separate end portions can be used.
Dans les bornes pour des fils supraconducteurs selon les premier et second modes de réalisation de la présente invention, la couche supraconductrice est prévue sur la surface de la borne sur le côté où une partie de connexion de fils supraconducteurs est prévue. En vertu de cette structure, la couche supraconductrice bloque avec succés un champ magnétique fluctuant généré par une application de courant de manière à ce qu'il n'entre pas dans la borne. La borne présentant la construction mentionnée ci-avant contribue à la réduction d'un courant de fuite qui génère une perte d'énergie. In the terminals for superconductive wires according to the first and second embodiments of the present invention, the superconductive layer is provided on the surface of the terminal on the side where a connection portion of superconductive wires is provided. By virtue of this structure, the superconductive layer successfully blocks a fluctuating magnetic field generated by an application of current so that it does not enter the terminal. The terminal with the construction mentioned above contributes to the reduction of a leakage current which generates a loss of energy.
Les procédés de connexion de fils supraconducteurs selon les troisième et quatrième modes de réalisation de la présente invention comprennent les étapes de séparation d'une partie d'extrémité d'un fil supraconducteur selon une pluralité de parties d'extrémité et de connexion des parties d'extrémité séparées à une certaine distance les unes des autres sur la borne comportant une couche supraconductrice sur sa surface. II est par conséquent possible d'abaisser l'amplitude du champ magnétique fluctuant généré autour des parties d'extrémité séparées par l'application de courant. Le procédé de connexion est efficace pour réduire la génération d'un courant de fuite qui provoque une perte d'énergie s'il est utilisé en combinaison avec la borne de la présente invention. The methods of connecting superconductive wires according to the third and fourth embodiments of the present invention include the steps of separating an end part of a superconductive wire according to a plurality of end parts and connecting the parts of end separated at a certain distance from each other on the terminal having a superconductive layer on its surface. It is therefore possible to lower the amplitude of the fluctuating magnetic field generated around the end parts separated by the application of current. The connection method is effective in reducing the generation of a leakage current which causes loss of energy if used in combination with the terminal of the present invention.
En outre, si les parties d'extrémité séparées des fils supraconducteurs sont agencées de manière géométrique de façon à être symétriques les unes par rapport aux autres sur la borne, les parties d'extrémité séparées présenteront des selfinductances et des mutuelles inductances égales les unes aux autres. En tant que résultat, un courant peut circuler au travers des parties d'extrémité séparées selon le même niveau, ce qui empêche qu'un champ magnétique fluctuant élevé ne soit généré localement. II s'ensuit qu'il est avantageux de séparer les parties d'extrémité d'un fil supraconducteur selon une pluralité de parties d'extrémité. In addition, if the separate end parts of the superconducting wires are arranged geometrically so as to be symmetrical with each other on the terminal, the separate end parts will have self-inductances and mutual inductances equal to each other. other. As a result, a current can flow through separate end portions at the same level, preventing a high fluctuating magnetic field from being generated locally. It follows that it is advantageous to separate the end parts of a superconductive wire according to a plurality of end parts.
Des objets et avantages supplémentaires de l'invention sont mis en exergue dans la description qui suit et apparaîtront en partie de façon évidente au vu de la description ou peuvent être appris par la mise en oeuvre de l'invention. Les objets et avantages de l'invention peuvent être réalisés et obtenus au moyen des instruments et combinaisons plus particulièrement mis en exergue dans ce qui suit. Additional objects and advantages of the invention are highlighted in the description which follows and will appear in part in an obvious manner from the description or can be learned by the implementation of the invention. The objects and advantages of the invention can be achieved and obtained by means of the instruments and combinations more particularly highlighted in the following.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les dessins annexés qui sont incorporés dans la présente description et qui en constituent une partie illustrent des modes de réalisation présentement particuliers de l'invention et en association avec la description générale présentée ci-avant et avec la description détaillée des modes de réalisation particuliers présentée ci-après, ils servent à expliquer les principes de l'invention, et parmi ces dessins
la figure 1 est une vue d'une borne classique pour des fils supraconducteurs, un exemple de connexion de fils étant représenté
la figure 2 est une vue d'une borne pour des fils supraconducteurs selon un mode de réalisation (A) de la présente invention
la figure 3 est une vue d'une borne pour des fils supraconducteurs selon un mode de réalisation (B) de la présente invention
la figure 4 est une vue d'une borne pour des fils supraconducteurs selon un mode de réalisation (C) de la présente invention
la figure 5 est une vue d'une borne pour des fils supraconducteurs selon un mode de réalisation (D) de la présente invention
la figure 6 est une vue permettant d'expliquer un procédé de connexion des fils supraconducteurs selon la présente invention
les figures 7A, 7B et 7C sont des vues permettant d'expliquer les avantages du procédé de connexion des fils supraconducteurs selon la présente invention
les figures 8A et 8B sont des vues permettant d'expliquer un autre procédé de connexion des fils supraconducteurs selon la présente invention
la figure 9 est une vue permettant d'expliquer un procédé de connexion d'un fil supraconducteur et d'un fil normalement conducteur ; et
les figures 1 OA et lOB sont des vues permettant d'expliquer un autre procédé de connexion des fils supraconducteurs selon la présente invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The appended drawings which are incorporated into this description and which constitute a part thereof illustrate presently particular embodiments of the invention and in association with the general description presented above and with the detailed description of the particular embodiments presented herein. -after, they are used to explain the principles of the invention, and among these drawings
Figure 1 is a view of a conventional terminal for superconducting wires, an example of wire connection being shown
FIG. 2 is a view of a terminal for superconductive wires according to an embodiment (A) of the present invention
Figure 3 is a view of a terminal for superconductive wires according to an embodiment (B) of the present invention
FIG. 4 is a view of a terminal for superconductive wires according to an embodiment (C) of the present invention
FIG. 5 is a view of a terminal for superconductive wires according to an embodiment (D) of the present invention
Figure 6 is a view for explaining a method of connecting the superconductive wires according to the present invention
FIGS. 7A, 7B and 7C are views making it possible to explain the advantages of the method of connecting the superconductive wires according to the present invention
FIGS. 8A and 8B are views making it possible to explain another method of connecting the superconductive wires according to the present invention
Figure 9 is a view for explaining a method of connecting a superconductive wire and a normally conductive wire; and
Figures 1 OA and lOB are views for explaining another method of connecting the superconducting wires according to the present invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION
PARTICULIERS
Ci-après, des modes de réalisation sont décrits par report aux dessins annexés.DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
INDIVIDUALS
Below, embodiments are described with reference to the accompanying drawings.
La figure 2 représente une borne 13 selon un mode de réalisation (A) de la présente invention. Un fil supraconducteur lîa est connecté à un fil supraconducteur 11b au niveau d'une partie de contact 12. Afin d'assurer une connexion ferme et stable des fils au niveau de la partie de contact 12, la borne 13 est positionnée à l'arrière de la partie de contact 12. FIG. 2 represents a terminal 13 according to an embodiment (A) of the present invention. A superconductive wire 11a is connected to a superconductive wire 11b at a contact part 12. In order to ensure a firm and stable connection of the wires at the contact part 12, the terminal 13 is positioned at the rear. of the contact part 12.
La borne 13 est une plaque comprenant un corps de borne principal constitué par une couche métallique normalement conductrice (par exemple en cuivre) 14 et par une couche supraconductrice 15 qui est déposée sur la partie supérieure de la couche 14 et qui est fixée sur celle-ci par soudure. Terminal 13 is a plate comprising a main terminal body constituted by a normally conductive metallic layer (for example made of copper) 14 and by a superconductive layer 15 which is deposited on the upper part of the layer 14 and which is fixed thereon. ci by welding.
Les fils supraconducteurs lîa et îîb sont formés par exemple en un alliage Nb-Ti stabilisé au Cu, en Nb stabilisé au
Cu ou en un composé de Sn. Ils sont joints ensemble de manière à se chevaucher au niveau des parties d'extrémité. Les parties de jonction sont connectées électriquement ou mécaniquement par soudure afin de former la partie de contact 12. Lors de cette étape de soudage électrique ou mécanique, la partie de contact 12 est également fixée sur la surface de la couche supraconductrice 15 de la borne 13.The superconductive wires lîa and îîb are formed for example from an Nb-Ti alloy stabilized with Cu, by Nb stabilized with
Cu or a compound of Sn. They are joined together so as to overlap at the end portions. The junction parts are electrically or mechanically connected by welding in order to form the contact part 12. During this electrical or mechanical welding step, the contact part 12 is also fixed to the surface of the superconductive layer 15 of the terminal 13 .
Puis la borne 13 incluant la partie de connexion est refroidie jusqu'à une température égale ou inférieure à des températures critiques des fils supraconducteurs îîa et lîb et de la couche supraconductrice 15. Then the terminal 13 including the connection part is cooled to a temperature equal to or lower than critical temperatures of the superconductive wires 1a and 1b and of the superconductive layer 15.
Lorsqu'un courant alternatif circule au travers du circuit série ainsi constitué par les fils supraconducteurs lîa et 1 1 b, le champ magnétique fluctuant est généré autour des fils îîa et 11b. Si l'amplitude du champ magnétique est égale ou inférieure au champ magnétique critique inférieur Hic 1 de la couche supraconductrice 15, le circuit série tombe dans la condition de
Meissner dans laquelle le champ magnétique est complètement bloqué par la couche supraconductrice 15 de telle sorte qu'il n'entre pas dans la couche métallique normalement conductrice 14. En tant que résultat, aucun courant de fuite n'est généré dans la couche 14.When an alternating current flows through the series circuit thus constituted by the superconductive wires lîa and 11b, the fluctuating magnetic field is generated around the wires îî and 11b. If the amplitude of the magnetic field is equal to or less than the lower critical magnetic field Hic 1 of the superconducting layer 15, the series circuit falls under the condition of
Meissner in which the magnetic field is completely blocked by the superconductive layer 15 so that it does not enter the normally conductive metallic layer 14. As a result, no leakage current is generated in the layer 14.
A l'opposé, si le champ magnétique généré est supérieur à Hc1, le champ magnétique pénètre progressivement dans la couche 14 jusqu'à ce que l'amplitude du champ magnétique de la couche 15 atteigne le champ magnétique critique supérieur HC2 pour lequel la supraconductivité n'est plus présente. En tant que résultat, un courant de fuite correspondant à l'amplitude du champ magnétique qui pénètre dans la couche 14 est généré, ce qui génère une perte d'énergie. De fait, même si le champ magnétique excède Hc1, on s'attend à ce que la génération du courant de fuite soit abaissée du fait de l'effet de blocage de champ magnétique de la couche 15. Conversely, if the magnetic field generated is greater than Hc1, the magnetic field gradually penetrates into layer 14 until the amplitude of the magnetic field of layer 15 reaches the upper critical magnetic field HC2 for which the superconductivity is no longer present. As a result, a leakage current corresponding to the amplitude of the magnetic field which enters the layer 14 is generated, which generates a loss of energy. In fact, even if the magnetic field exceeds Hc1, it is expected that the generation of the leakage current will be lowered due to the magnetic field blocking effect of the layer 15.
Ci-après, nous expliquons le premier mode de réalisation de manière davantage spécifique. Below, we explain the first embodiment in a more specific manner.
En tant que couche métallique normalement conductrice 14, une plaque de cuivre plate (largeur 50 mm x longueur 100 mm x épaisseur 3 mm) a été utilisée. Sur la couche 14, un alliage
Sn à 63 % de Pb qui sert de couche de supraconduction 15 a été plaqué, d'où la formation de la borne 13. Sur la borne 13, des fils supraconducteurs îîa et îîb ont été connectés comme représenté sur la figure 2, d'où la formation d'un circuit série.As the normally conductive metal layer 14, a flat copper plate (width 50 mm x length 100 mm x thickness 3 mm) was used. On layer 14, an alloy
Sn at 63% of Pb which serves as a superconduction layer 15 has been plated, whence the formation of terminal 13. On terminal 13, superconducting wires îî and îîb were connected as shown in Figure 2, d where the formation of a series circuit.
Lorsqu'un courant alternatif est appliqué au circuit série, la perte d'énergie résultant du courant de fuite a été déterminée au moyen d'un procédé d'évaporation. When an alternating current is applied to the series circuit, the energy loss resulting from the leakage current has been determined by means of an evaporation process.
Le HC1 de l'alliage Sn à 63 % de Pb est de 400 gauss. Dans la borne de la présente invention, seulement une perte < 0,01 W a été mesurée jusqu'à ce que le courant d'alimentation atteigne 90
A vqm (vqm = valeur quadratique moyenne). La perte était si faible qu'elle ne pouvait pas être mesurée par le dispositif de mesure. A l'opposé, une perte de 0,05 W a été observée à un courant de 90 A vqm dans une borne en forme de plaque plane classique constituée par du cuivre seul. II a été par conséquent démontré que la borne de la présente invention est efficace.The HC1 of the Sn alloy at 63% Pb is 400 gauss. In the terminal of the present invention, only a loss <0.01 W has been measured until the supply current reaches 90
A vqm (vqm = mean square value). The loss was so small that it could not be measured by the measuring device. Conversely, a loss of 0.05 W was observed at a current of 90 A vqm in a terminal in the form of a conventional flat plate constituted by copper alone. It has therefore been demonstrated that the terminal of the present invention is effective.
La figure 3 représente une borne pour des fils supraconducteurs 13a selon un mode de réalisation (B) de la présente invention. Sur la figure 3, des index de référence identiques sont utilisés pour désigner des éléments structurels identiques correspondant à ceux de la figure 2 et toute autre explication est omise par souci de brièveté. FIG. 3 represents a terminal for superconductive wires 13a according to an embodiment (B) of the present invention. In FIG. 3, identical reference indices are used to designate identical structural elements corresponding to those of FIG. 2 and any other explanation is omitted for the sake of brevity.
Dans la borne 13a, une couche supraconductrice 15 qui bloque le champ magnétique est réalisée en Nb ou similaire. In terminal 13a, a superconductive layer 15 which blocks the magnetic field is made of Nb or the like.
Cependant, le Nb est connu comme étant difficile à fixer par soudure. II s'ensuit qu'un film métallique normalement conducteur 16 est déposé sur la couche supraconductrice 15 de la borne 13a et est fixé sur celle-ci. Puisque le film 16 est aisément fixé par soudure, les fils supraconducteurs lIa et Ilb sont aisément soudés à la borne 13a. II est à noter qu'il est nécessaire de réaliser la couche métallique normalement conductrice 16 qui est déposée en couche sur la couche supraconductrice 15 de telle sorte qu'elle soit aussi mince que possible de façon à ce qu'un courant de fuite ne se produise que très faiblement.However, Nb is known to be difficult to fix by welding. It follows that a normally conductive metal film 16 is deposited on the superconductive layer 15 of the terminal 13a and is fixed thereon. Since the film 16 is easily fixed by soldering, the superconductive wires 11a and 11b are easily soldered to the terminal 13a. It should be noted that it is necessary to produce the normally conductive metal layer 16 which is deposited in a layer on the superconductive layer 15 so that it is as thin as possible so that a leakage current does not only very weakly.
La figure 4 représente une borne 13b pour des fils supraconducteurs selon le mode de réalisation (C) de la présente invention. Sur la figure 4, des index de référence identiques sont utilisés pour désigner des éléments structurels identiques correspondant à ceux de la figure 2 et toute autre explication est omise par souci de brièveté. FIG. 4 represents a terminal 13b for superconductive wires according to the embodiment (C) of the present invention. In FIG. 4, identical reference indices are used to designate identical structural elements corresponding to those of FIG. 2 and any other explanation is omitted for the sake of brevity.
Dans la borne 13b, une surface constituée par une couche normalement conductrice en forme de plaque plane 14 est recouverte d'un maillage 17 réalisé en un matériau supraconducteur. Puisque le maillage 17 bloque un flux magnétique, le flux magnétique n'entre pas dans la plaque normalement conductrice 14. En tant que résultat, un courant de fuite qui génère une perte d'énergie ne se produit que très faiblement. En particulier, puisque le maillage 17 contribue à la formation d'une couche mince supraconductrice, un saut de flux magnétique peut être atténué ou supprimé. In terminal 13b, a surface constituted by a normally conductive layer in the form of a flat plate 14 is covered with a mesh 17 made of a superconductive material. Since the mesh 17 blocks a magnetic flux, the magnetic flux does not enter the normally conductive plate 14. As a result, a leakage current which generates energy loss occurs only very weakly. In particular, since the mesh 17 contributes to the formation of a thin superconductive layer, a jump in magnetic flux can be attenuated or eliminated.
La figure 5 représente une borne 13c pour des fils supraconducteurs selon un mode de réalisation (D) de la présente invention. Sur la figure 5, des index de référence identiques sont utilisés pour désigner des éléments structurels identiques correspondant à ceux de la figure 2 et toute autre explication est omise par souci de brièveté. FIG. 5 represents a terminal 13c for superconductive wires according to an embodiment (D) of the present invention. In FIG. 5, identical reference indices are used to designate identical structural elements corresponding to those of FIG. 2 and any other explanation is omitted for the sake of brevity.
La borne 13c est constituée par un corps supraconducteur 15a dans sa totalité. Par conséquent, aucun courant de fuite générant une perte d'énergie n'est généré jusqu'à ce que le champ magnétique généré par un courant circulant au travers des fils supraconducteurs 1 la et 1 lb excède Hç 1 du corps supraconducteur 15a. The terminal 13c is constituted by a superconductive body 15a in its entirety. Consequently, no leakage current generating a loss of energy is generated until the magnetic field generated by a current flowing through the superconductive wires 11a and 11b exceeds Hç 1 of the superconductive body 15a.
La figure 6 représente la borne de la présente invention et elle est utilisée pour expliquer le procédé de connexion des fils supraconducteurs îla et lîb sur la borne 13 représentée sur la figure 2. FIG. 6 represents the terminal of the present invention and it is used to explain the method of connection of the superconductive wires 11a and 11b to the terminal 13 shown in FIG. 2.
Comme mentionné ci-avant, afin de bloquer complètement le champ magnétique fluctuant dans la couche supraconductrice 15 qui est produit par le courant circulant au travers des fils supraconducteurs lIa et îîb, I'amplitude du champ magnétique doit être égale ou inférieure au champ magnétique critique inférieur HÇ1 de la couche supraconductrice 15. S'il existe un quelconque moyen permettant de diminuer l'amplitude du champ magnétique, la couche supraconductrice 15 peut bloquer le champ magnétique même si une alimentation de courant est encore augmentée. As mentioned above, in order to completely block the fluctuating magnetic field in the superconductive layer 15 which is produced by the current flowing through the superconductive wires 11a and 1b, the amplitude of the magnetic field must be equal to or less than the critical magnetic field. lower HÇ1 of the superconductive layer 15. If there is any means allowing the amplitude of the magnetic field to be reduced, the superconductive layer 15 can block the magnetic field even if a current supply is further increased.
Ceci sera expliqué en détail. This will be explained in detail.
La densité B du flux magnétique formé autour du fil supraconducteur par un courant qui circule au travers est exprimée par : B = ( 0/2#) # (I/r) ... (1) où ,uo est une perméabilité du vide ; I est un courant ; et r est une distance par rapport à un centre du fil supraconducteur 1. The density B of the magnetic flux formed around the superconducting wire by a current flowing through it is expressed by: B = (0/2 #) # (I / r) ... (1) where, uo is a permeability of the vacuum ; I is a current; and r is a distance from a center of the superconducting wire 1.
Lorsqu'un rayon de la section en coupe circulaire du fil supraconducteur est défini en tant que R, une densité de flux magnétique est maximum pour r = R, c'est-à-dire au niveau de la périphérie externe du fil supraconducteur, comme il ressort de ia formule (1). When a radius of the cross-section of the superconducting wire is defined as R, a magnetic flux density is maximum for r = R, i.e. at the outer periphery of the superconducting wire, as it emerges from formula (1).
Par ailleurs, si un courant io circule par aire en coupe unitaire, le courant global I qui circule au travers de la totalité du fil supraconducteur est donné par I = io # #R . (2) où lo = densité de courant par aire eti coupe. Puis en substituant la formule (2) dans la formule (1), nous obtenons B = ( 0/2#) # i0 # #R . (3)
II est trouvé, par déduction à partir de la formule (3), que la densité de flux magnétique devient plus faible lorsque le rayon R diminue ou lorsqu'un fil supraconducteur est séparé en un nombre plus important de fils minces.Furthermore, if a current io flows by area in unit cross-section, the global current I which flows through the whole of the superconductive wire is given by I = io # #R. (2) where lo = current density per area and section. Then by substituting formula (2) in formula (1), we get B = (0/2 #) # i0 # #R. (3)
It is found, by deduction from formula (3), that the magnetic flux density becomes lower when the radius R decreases or when a superconductive wire is separated into a larger number of thin wires.
La description est menée de manière davantage spécifique par report à un toron supraconducteur utilisé dans la pratique. The description is made in a more specific manner with reference to a superconductive strand used in practice.
La figure 7A représente une vue en coupe d'un unique fil supraconducteur 21. La figure 7B est une vue en coupe d'un fil toronné primaire 23 formé en agençant six fils supraconducteurs 21 autour d'un fil de renforcement central présentant le même rayon que celui du fil 21. La figure 7C est une vue en coupe d'un fil toronné secondaire 25 formé en agençant six fils toronnés primaires 23 autour d'un fil de renforcement central 24 présentant le même rayon que celui du fil 23. FIG. 7A represents a sectional view of a single superconductive wire 21. FIG. 7B is a sectional view of a primary stranded wire 23 formed by arranging six superconductive wires 21 around a central reinforcing wire having the same radius than that of the wire 21. FIG. 7C is a sectional view of a secondary stranded wire 25 formed by arranging six primary stranded wires 23 around a central reinforcing wire 24 having the same radius as that of the wire 23.
Dans le cas où le rayon r de l'unique fil est défini en tant
que Ro, où le courant I qui circule au travers de l'unique fil 21
est défini en tant que lo, où la densité de flux magnétique B
générée autour de la périphérie de l'unique fil 21 est définie en
tant que Bo = (Cio/2r) (lo/R), chacune des valeurs des rayons r,
des courants I et des densités de flux magnétique B des fils
toronnés primaire et secondaire est présentée dans le tableau 1.In the case where the radius r of the single wire is defined as
that Ro, where the current I which flows through the single wire 21
is defined as lo, where the magnetic flux density B
generated around the periphery of the single wire 21 is defined in
as long as Bo = (Cio / 2r) (lo / R), each of the values of the radii r,
currents I and magnetic flux densities B of the wires
Primary and secondary stranded is shown in Table 1.
TABLEAU 1
Rayon r Courant total Densité de flux magnétique
Fil simple Ro lo Bo
Fil toronné 3Ro 61s 2Bo primaire
Fil toronné 9Ro 3610 4Bo secondaire
Dans le tableau 1, la densité de flux magnétique B vaut Bo
dans l'unique fil ou fil simple 21. A l'opposé, la densité de flux
magnétique vaut respectivement 2Bo et 4Bo, le courant total
vaut respectivement 610 et 3610 dans le fil toronné primaire 23
et dans le fil toronné secondaire 25. Comme il ressort de ces
résultats, la densité de flux magnétique B par courant total
diminue selon l'ordre constitué par l'unique fil 21, le fil toronné
primaire 23 et le fil toronné secondaire 25.En d'autres termes,
le flux magnétique diminue lorsque le fil est séparé en un
nombre plus important de fils minces.TABLE 1
Radius r Total current Density of magnetic flux
Single wire Ro lo Bo
Stranded wire 3Ro 61s 2Bo primary
Secondary 9Ro 3610 4Bo stranded wire
In Table 1, the magnetic flux density B is equal to Bo
in the single wire or single wire 21. In contrast, the flux density
magnetic is worth 2Bo and 4Bo respectively, the total current
is respectively 610 and 3610 in the primary stranded wire 23
and in the secondary stranded wire 25. As is apparent from these
results, the magnetic flux density B per total current
decreases according to the order constituted by the single wire 21, the stranded wire
primary 23 and the secondary stranded wire 25. In other words,
the magnetic flux decreases when the wire is separated into one
higher number of thin wires.
Sur la base de cette découverte, selon le mode de
réalisation représenté sur la figure 6, des parties d'extrémité
des fils supraconducteurs 1 1 a et 1 1 b sont séparées en deux. Une
partie séparée 26a est connectée à une partie séparée 27a sur la
borne 13, d'où la formation d'une partie de contact 28a. De la
même façon, des parties séparées 26b et 27b sont connectées
l'une à l'autre sur la borne 13, d'où la formation d'une partie de contact 28b. La partie de contact 28b est disposée à une certaine distance de la partie de contact 28a.Based on this discovery, depending on the mode of
embodiment shown in Figure 6, end portions
superconducting wires 1 1 a and 1 1 b are separated in two. A
separate part 26a is connected to a separate part 27a on the
terminal 13, hence the formation of a contact part 28a. Of the
same way, separate parts 26b and 27b are connected
to each other on terminal 13, hence the formation of a contact part 28b. The contact part 28b is arranged at a certain distance from the contact part 28a.
Les champs magnétiques générés autour des parties d'extrémité séparées 26a, 26b, 27a et 27b sont inférieurs à ceux générés autour des fils supraconducteurs non séparés lîa et llb. En tant que résultat, un courant beaucoup plus élevé est nécessaire pour générer le champ magnétique à proximité du champ magnétique critique inférieur HÇ1 de la couche supraconductrice 15. The magnetic fields generated around the separate end portions 26a, 26b, 27a and 27b are lower than those generated around the non-separated superconductive wires 11a and 11b. As a result, a much higher current is required to generate the magnetic field near the lower critical magnetic field HÇ1 of the superconductive layer 15.
Afin d'appliquer un courant sur les parties de contact 28a et 28b, de manière égale, ces parties sont placées de manière géométrique de façon à être symétriques l'une par rapport à l'autre sur la borne 13. Au moyen de cet agencement, les circuits formés par les parties de contact 28a et 28b présentent des self-inductances et des mutuelles inductances égales les unes aux autres. In order to apply a current to the contact parts 28a and 28b, equally, these parts are placed geometrically so as to be symmetrical relative to each other on the terminal 13. By means of this arrangement , the circuits formed by the contact parts 28a and 28b have self-inductances and mutual inductances equal to each other.
L'agencement symétrique des parties de contact 28a et 28b est efficace pour distribuer un courant également aux parties de contact 28a et 28b. L'avantage amené par la séparation des fils supraconducteurs lla et lîb en une pluralité de fils minces peut être assuré de manière davantage efficace au moyen de l'agencement géométriquement symétrique. The symmetrical arrangement of the contact parts 28a and 28b is effective for distributing a current equally to the contact parts 28a and 28b. The advantage brought about by the separation of the superconductive wires 11a and 11b into a plurality of thin wires can be more effectively achieved by means of the geometrically symmetrical arrangement.
Ci-après, un procédé de connexion représenté sur la figure 6 est expliqué de manière davantage spécifique. In the following, a connection method shown in Fig. 6 is explained in more detail.
La borne utilisée ici est une borne en forme de plaque de cuivre plane comme représenté sur la figure 2, laquelle borne comprend une couche métallique normalement conductrice 14 (largeur 50 mm x longueur 100 mm x épaisseur 3 mm) et une couche supraconductrice 15 formée en plaquant un alliage Sn à 63 % de Pb sur la surface de la couche 14. Les parties d'extrémité des fils supraconducteurs 1 la et 1 lb sont respectivement séparées en deux sur la borne 13. La perte d'énergie due au courant de fuite est déterminée au moyen d'un procédé d'évaporation lorsqu'un courant est appliqué aux parties d'extrémité séparées des fils supraconducteurs îla et îîb. En tant que résultat, aucune perte n'est observée jusqu'à ce qu'un courant atteigne 190 A vqm.A l'opposé, dans le cas d'une borne classique, une perte de 0,22 W est déterminée à 190 A vqm. II a été par conséquent démontré que le procédé de connexion représenté sur la figure 6 est efficace. The terminal used here is a terminal in the form of a flat copper plate as shown in FIG. 2, which terminal comprises a normally conductive metal layer 14 (width 50 mm x length 100 mm x thickness 3 mm) and a superconductive layer 15 formed in plating a 63% Pb Sn alloy on the surface of the layer 14. The end portions of the superconductive wires 1a1 and 1b are respectively separated in two on terminal 13. The loss of energy due to the leakage current is determined by means of an evaporation method when a current is applied to the separate end portions of the superconductive wires ile and ib. As a result, no loss is observed until a current reaches 190 A vqm. In contrast, in the case of a conventional terminal, a loss of 0.22 W is determined at 190 A vqm. It has therefore been demonstrated that the connection method shown in Figure 6 is effective.
Dans une tentative pour abaisser encore le champ magnétique en séparant le fil en un nombre plus important de fils minces, une borne 13d telle que représentée sur les figures 8A et 8B présentant une section en coupe circulaire est de préférence utilisée afin de faciliter l'agencement symétrique. In an attempt to further lower the magnetic field by separating the wire into a larger number of thin wires, a terminal 13d as shown in Figures 8A and 8B having a section in circular section is preferably used to facilitate arrangement symmetrical.
Par exemple, les parties d'extrémité des fils lla et îlb sont chacune séparées en six puis des parties de contact 31a, 31b, 31c, 31d, 31e et 31f qui sont respectivement formées en joignant des parties d'extrémité séparées 29a et 30a, 29b et 30b, 29c et 30c, 29d et 30d, 29e et 30e, et 29f et 30f sont placées de manière géométrique de façon à être symétriques les unes par rapport aux autres.For example, the end parts of the wires 11a and 11b are each separated into six then contact parts 31a, 31b, 31c, 31d, 31e and 31f which are respectively formed by joining separate end parts 29a and 30a, 29b and 30b, 29c and 30c, 29d and 30d, 29e and 30e, and 29f and 30f are placed geometrically so as to be symmetrical with respect to each other.
Ci-après, un procédé de connexion représenté sur les figures 8A et 8B est expliqué de manière davantage spécifique. Hereinafter, a connection method shown in Figs. 8A and 8B is explained in more detail.
La borne utilisée ici est un corps cylindrique comprenant un corps principal réalisé en un métal normalement conducteur, soit du cuivre (diamètre de 10 mm x longueur de 100 mm) et une couche supraconductrice formée en plaquant un alliage Sn à 63 % de Pb sur la surface du corps principal cylindrique. Autour de la surface de la borne, six parties de connexion, lesquelles connectent six parties d'extrémité séparées à partir de chacun de deux fils supraconducteurs les unes aux autres, sont agencées de manière symétrique. Ensuite, une perte d'énergie est mesurée lorsqu'un courant alternatif est appliqué. En tant que résultat, une perte de 0,05 W est observée à 500 A vqm. La borne utilisée ici peut être formée en déposant un matériau supraconducteur sur la surface d'un matériau normalement conducteur ou peut être formée par un corps supraconducteur dans sa totalité.Selon une variante, la borne peut être formée par un corps normalement conducteur et par un maillage supraconducteur recouvrant au moins la surface du corps normalement conducteur. The terminal used here is a cylindrical body comprising a main body made of a normally conductive metal, namely copper (diameter of 10 mm x length of 100 mm) and a superconductive layer formed by plating an alloy Sn at 63% Pb on the cylindrical main body surface. Around the terminal surface, six connection parts, which connect six separate end parts from each of two superconductive wires to each other, are arranged symmetrically. Then, an energy loss is measured when an alternating current is applied. As a result, a loss of 0.05 W is observed at 500 A vqm. The terminal used here can be formed by depositing a superconductive material on the surface of a normally conductive material or can be formed by a whole superconductive body. Alternatively, the terminal can be formed by a normally conductive body and by a superconductive mesh covering at least the surface of the normally conducting body.
Indépendamment des procédés de connexion expliqués ciavant selon lesquels des fils supraconducteurs sont connectés les uns aux autres sur la borne, il existe un autre procédé de connexion selon lequel une borne 13e présentant une construction similaire à celles mentionnées ci-avant est interposée entre le fil supraconducteur 1 la et un fil normalement conducteur 32, comme représenté sur la figure 9. Independently of the connection methods explained above according to which superconductive wires are connected to each other on the terminal, there is another connection method according to which a terminal 13e having a construction similar to those mentioned above is interposed between the superconductive wire 1a and a normally conducting wire 32, as shown in FIG. 9.
Dans ce cas, si des parties d'extrémité séparées du fil supraconducteur îîa sont agencées de manière géométrique de façon à être symétriques les unes par rapport aux autres, des effets similaires peuvent être obtenus. Le métal normalement conducteur 14 qui fait partie de la borne 13e peut faire partie du fil normalement conducteur 32. Le côté de la borne 13e à proximité des fils supraconducteurs peut être formé en déposant un matériau supraconducteur autour de la surface du matériau normalement conducteur 14 ou peut être formé par un matériau supraconducteur dans sa totalité. En outre, sur la surface du matériau supraconducteur déposé en couche sur le matériau normalement conducteur 14, un film métallique normalement conducteur peut être formé.In this case, if separate end portions of the superconducting wire 1a are arranged geometrically so as to be symmetrical with each other, similar effects can be obtained. The normally conductive metal 14 which is part of the terminal 13e can be part of the normally conductive wire 32. The side of the terminal 13e near the superconductive wires can be formed by depositing a superconductive material around the surface of the normally conductive material 14 or can be formed by a whole superconductive material. Furthermore, on the surface of the superconductive material deposited as a layer on the normally conductive material 14, a normally conductive metal film can be formed.
II existe encore un autre procédé de connexion tel que représenté sur les figures 10A et 10B. Selon ce procédé, un trou 33 est formé au niveau de la partie centrale du métal normalement conducteur 14 formant une partie de la borne 13f. There is yet another connection method as shown in Figures 10A and 10B. According to this method, a hole 33 is formed at the central part of the normally conductive metal 14 forming a part of the terminal 13f.
Dans le trou 33, un fil supraconducteur de contrepartie 36 est inséré et connecté par soudure. Dans ce cas, le fil 36 peut être formé en agençant une pluralité de fils minces supraconducteurs 35 sur la surface périphérique d'un tube en acier inoxydable 34.In the hole 33, a matching superconductive wire 36 is inserted and connected by soldering. In this case, the wire 36 can be formed by arranging a plurality of thin superconductive wires 35 on the peripheral surface of a stainless steel tube 34.
Selon une variante, le fil 36 peut être un fil supraconducteur construit selon un autre procédé sans utiliser le tube en acier inoxydable 34.According to a variant, the wire 36 can be a superconductive wire constructed by another method without using the stainless steel tube 34.
Selon les bornes des figures 6, 8A, 8B, 9, 10A et 10B, une couche supraconductrice utilisée dans les bornes est médiocre du point de vue de la capacité de fixation avec une soudure, et un film métallique normalement conducteur peut être prévu sur la surface de la couche supraconductrice. According to the terminals of FIGS. 6, 8A, 8B, 9, 10A and 10B, a superconductive layer used in the terminals is poor from the point of view of the capacity of fixing with a solder, and a normally conductive metallic film can be provided on the surface of the superconductive layer.
Comme expliqué dans ce qui précède, la présente invention permet de proposer une borne permettant d'atténuer la génération d'un courant de fuite qui génère une perte d'énergie puisque le champ magnétique fluctuant généré par un courant qui circule au travers d'un fil supraconducteur est bloqué avec succès par un corps supraconducteur. En particulier, si le champ magnétique est égal ou inférieur au champ magnétique critique inférieur HC1, aucun courant de fuite n'est induit dans une couche métallique normalement conductrice. Par conséquent, la borne ne produisant pas de perte d'énergie peut être proposée. La même chose est vraie dans le cas où une borne est formée en un matériau supraconducteur dans sa totalité. As explained in the foregoing, the present invention makes it possible to propose a terminal making it possible to attenuate the generation of a leakage current which generates a loss of energy since the fluctuating magnetic field generated by a current which flows through a superconductive wire is successfully blocked by a superconductive body. In particular, if the magnetic field is equal to or less than the lower critical magnetic field HC1, no leakage current is induced in a normally conductive metal layer. Therefore, the terminal not producing energy loss can be proposed. The same is true in the case where a terminal is formed from a whole superconductive material.
Dans le cas où la couche supraconductrice est médiocre du point de vue de sa capacité fixation par soudure, il est possible de proposer une borne permettant de réaliser une connexion sur des fils supraconducteurs par soudure en prévoyant un film métallique normalement conducteur sur la surface de la couche supraconductrice. In the case where the superconductive layer is poor from the point of view of its fixing capacity by soldering, it is possible to propose a terminal making it possible to make a connection on superconductive wires by soldering by providing a normally conductive metallic film on the surface of the superconductive layer.
Selon les modes de réalisation mentionnés ci-avant, un alliage Sn à 63 % de Pb est utilisé en tant que couche supraconductrice. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à l'alliage Sn à 63 % de Pb. Au moins un métal choisi parmi le groupe comprenant Bi, Pb, Sn, Cd et In ou un alliage peut être utilisé en tant que couche supraconductrice. Parmi ces alliages, un alliage tel qu'un alliage Bi-Pb-Sn contenant du Bi en tant qu'ingrédient principal et un alliage contenant de l'ln sont efficaces pour augmenter le champ magnétique critique selon la présente invention. According to the embodiments mentioned above, a 63% Pb Sn alloy is used as a superconductive layer. However, the present invention is not limited to the Sn alloy with 63% Pb. At least one metal chosen from the group comprising Bi, Pb, Sn, Cd and In or an alloy can be used as a superconductive layer . Among these alloys, an alloy such as a Bi-Pb-Sn alloy containing Bi as the main ingredient and an alloy containing ln are effective in increasing the critical magnetic field according to the present invention.
En outre, puisque la présente invention utilise un procédé comprenant les étapes de séparation des parties d'extrémité de fils supraconducteurs selon une pluralité de parties d'extrémité et de connexion des parties d'extrémité séparées à une borne, le champ magnétique qui est généré à partir des fils supraconducteurs peut être abaissé. En tant que résultat, la couche supraconductrice maintient avec succès son effet de blocage de champ magnétique même si un courant plus élevé que celui classiquement utilisé est appliqué aux fils supraconducteurs. Furthermore, since the present invention uses a method comprising the steps of separating the end portions of superconductive wires into a plurality of end portions and connecting the separated end portions to a terminal, the magnetic field which is generated from the superconducting wires can be lowered. As a result, the superconductive layer successfully maintains its magnetic field blocking effect even if a higher current than that conventionally used is applied to the superconductive wires.
Dans ce cas, si le courant de même niveau est autorisé à circuler au travers de tous les fils supraconducteurs en rendant égales des self-inductances et des mutuelles inductances dans les fils supraconducteurs séparés en les agençant de manière géométrique de façon à ce qu'ils soient symétriques les uns par rapport aux autres, les champs magnétiques induits par les fils séparés peuvent être minimisés. In this case, if the current of the same level is allowed to flow through all the superconducting wires by making self-inductances and mutual inductances equal in the separate superconducting wires by arranging them geometrically so that they are symmetrical with each other, the magnetic fields induced by the separate wires can be minimized.
En outre, si la borne présentant une section en coupe polygonale ou circulaire est formée, le nombre de fils séparés peut être augmenté sans induire un courant de polarisation entre les fils supraconducteurs séparés. In addition, if the terminal having a polygonal or circular section is formed, the number of separate wires can be increased without inducing a bias current between the separated superconductive wires.
Des avantages et modifications supplémentaires apparaîtront aisément à l'homme de l'art. Par conséquent,
I'invention dans ses aspects les plus larges n'est pas limitée aux détails spécifiques et aux dispositifs représentatifs représentés et décrits ici. Par conséquent, diverses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte ni de l'esprit ni du cadre du concept inventif général tel que défini par la présente invention et par ses équivalents. Additional advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art. Therefore,
The invention in its broadest aspects is not limited to the specific details and to the representative devices represented and described here. Consequently, various modifications can be made without departing from the spirit or the framework of the general inventive concept as defined by the present invention and its equivalents.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11749995 | 1995-05-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2734414A1 true FR2734414A1 (en) | 1996-11-22 |
Family
ID=14713259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9606063A Pending FR2734414A1 (en) | 1995-05-16 | 1996-05-15 | Electrical connector for superconductor cables |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2734414A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2495741A3 (en) * | 2011-03-02 | 2014-01-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Super-conductive coil assembly with multiple coils connected to each other in an electrically conductive manner |
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-
1996
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