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DE2927312C2 - - Google Patents

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Publication number
DE2927312C2
DE2927312C2 DE2927312A DE2927312A DE2927312C2 DE 2927312 C2 DE2927312 C2 DE 2927312C2 DE 2927312 A DE2927312 A DE 2927312A DE 2927312 A DE2927312 A DE 2927312A DE 2927312 C2 DE2927312 C2 DE 2927312C2
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DE
Germany
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cable
wire bundles
strands
wire
wires
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DE2927312A
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DE2927312A1 (de
Inventor
Hans Zuerich Ch Benz
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
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Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of DE2927312A1 publication Critical patent/DE2927312A1/de
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Publication of DE2927312C2 publication Critical patent/DE2927312C2/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
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    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/917Mechanically manufacturing superconductor
    • Y10S505/927Metallurgically bonding superconductive members
    • YGENERAL 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
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    • Y10S505/93Metal deforming by drawing
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    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49014Superconductor

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein supraleitendes Kabel gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit diesem Gattungsbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der DE-AS 16 65 554 ergibt.
Supraleitende Kabel werden insbesondere zum Wickeln von Spulen verwendet, die zum Erregen sehr starker elektroma­ gnetischer Felder vorgesehen sind. Bei den bekannten Aus­ führungsformen enthält das Kabel mehrere Stränge, die aus Drahtbündeln gebildet sind. Zum Kühlen des Kabels auf die für die Supraleitung erforderliche Temperatur sind zwei Verfahren gebräuchlich, die Badkühlung, bei der die gesamte Spule in ein Kühlmittelbad eingetaucht wird, und die Zwangs­ kühlung, bei der ein Kühlmittel durch die Zwischenräume zwischen den Drahtbündeln und den Strängen (Matrixkühlung) und/oder durch im Kabel eingebaute Kühlmittelleiter (Hohl­ leiterkühlung) gepreßt wird. Für die Matrixkühlung vorge­ sehene Kabel sind notwendigerweise in eine gasdichte Hülle eingeschlossen, während für die Badkühlung vorgesehene Ka­ bel vorteilhafterweise keine Hülle aufweisen.
Beim Erregen von Magnetspulen wirken auf die Stromleiter Kräfte, die dem vektoriellen Produkt aus dem Erregerstrom und der magnetischen Induktion entsprechen. Diese Kräfte sind gerichtet und können eine Verformung des Leiterquer­ schnitts und des Windungsquerschnitts sowie eine Änderung der gegenseitigen Lage benachbarter Leiter bewirken. Diese Verformungen und Lageänderung können weiter eine Verminde­ rung des Anpreßdrucks zwischen benachbarten Leitern und/ oder eine Verschiebung benachbarter Leiter gegeneinander verursachen. Beide Erscheinungen sind insbesondere bei su­ praleitenden Kabeln sehr nachteilig.
Beim Verschieben benachbarter Leiter gegeneinander kann Reibungswärme erzeugt werden, die einen geringen, örtlich begrenzten Temperaturanstieg bewirkt, der bei der Arbeits­ temperatur supraleitender Kabel besonders nachteilig ist.
Bei Kabeln mit vielen Drahtbündeln und Strängen addieren sich die Kräfte und die dadurch bewirkten Verformungen zu einer auf die Innenwand der Hülle gerichteten Kraft, die zu einer elastischen Verformung der Hülle führen kann. Bei Wicklungen mit dicht aneinanderliegenden Kabelhüllen addie­ ren sich die Verformungskräfte der Hülle in der Richtung der Kraft, so daß auf die einzelnen Kabel nicht nur die zugeordnete Lorentz-Kraft, sondern zusätzlich die durch die mechanisch übertragene Verformung der Hülle erzeugte Kraft einwirkt.
Aus der DE-AS 16 65 554 ist ein supraleitendes Kabel bekannt, das eine Vielzahl von Drähten enthält, von denen jeder eine Mehrzahl in einem Matrixmaterial eingebettete Filamente aus Supraleiter-Material enthält. Die Drähte sind zu Drahtbündeln verseilt oder verflochten. Die Drahtbündel ihrerseits sind zu Kabelsträngen und diese wiederum zu einem Kabel verseilt. Zwischen einzelnen Drahtbündeln und/oder Strängen sind Zwi­ schenräume vorgesehen. Bei einer anderen Ausführung nach der DE-AS 16 65 554 sind diese Zwischenräume zur Verbesserung der Wärmeabfuhr aus dem Kabel­ inneren mit einem gut elektrisch normalleitenden und gut wär­ meleitenden Material, z. B. Indium, gefüllt.
Im einen Fall erfolgt demgemäß die Wärmeabfuhr im wesentli­ chen nur über die Kontaktstellen der Drahtbündel untereinander, wobei der Zusammenhalt der Bündel im Kabel im wesentlichen nur über Verseilung und im geringen Maße durch die Isolierhülle der Kabel erfolgt, während im anderen Fall ein fester Zusammen­ halt durch das Indium erfolgt. Kanäle zur Führung eines Kühl­ mittels im Kabel sind dann nicht mehr vorhanden.
Ausgehend vom Bekannten liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein supraleitendes Kabel zu schaffen, das ohne Ein­ buße an mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähig­ keit eine wirksame Matrixkühlung ermöglicht und dabei ein­ fach und wirtschaftlich zu fertigen ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
Die Erfindung ermöglicht somit den Aufbau eines optimal "He­ lium-transparenten" Kabels, weil nur an den punkt- oder linien­ förmigen Berührungsflächen stoffschlüssige Verbindungen ent­ stehen, im übrigen aber Kanäle zur Führung des Kühlmittels freibleiben. Mit dieser Art Verbindungen der einzelnen Leiter wird verhindert, daß die gegenseitige Lage benachbarter Leiter verändert wird und dabei störende Reibungswärme ent­ steht. Auch der thermische Widerstand wird beim Erregen der Spule nicht verändert, womit eine optimale Kühlung und der rasche Ausgleich thermischer Instabilitäten gewährleistet sind. Schließlich bilden die stoffschlüssigen Verbindungen eine selbsttragende mechanische Konstruktion, die den größ­ ten Teil der vom elektromagnetischen Feld erzeugten Kräfte aufnimmt.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die stoff­ schlüssige Verbindung als Weichlötung ausgebildet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Drahtbündel in mehreren Schichten gitterförmig übereinander angeordnet und in jeder Schicht parallel zueinander ausge­ richtet, wobei die Drahtbündel benachbarter Schichten einen Winkel miteinander einschließen, dessen Winkelhalbierende in der Längsrichtung des Kabels liegt.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung mit Hilfe der Figuren beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines supraleitenden Drahts,
Fig. 2 die Draufsicht auf einen supraleitenden Draht, der mit einem hochohmigen Material umwickelt ist,
Fig. 3 die Draufsicht auf einen supraleitenden Draht, der mit einem hochohmigen Material ummantelt ist,
Fig. 4 die perspektivische Ansicht eines Drahtbündels, das eine Mehrzahl miteinander verseilter, supralei­ tender Drähte und stabilisierender Drähte enthält,
Fig. 5 die perspektivische Ansicht eines Strangs, der eine Mehrzahl gitterförmig angeordneter, supraleitender Drahtbündel enthält,
Fig. 6 den Querschnitt durch einen mit einem hochohmigen Material ummantelten Strang, der mehrere verfloch­ tene Drahtbündel enthält,
Fig. 7 den Querschnitt durch einen mit einem hochohmigen Material ummantelten Strang, der mehrere mit einem hochohmigen Material umwickelte und verseilte Drahtbündel enthält,
Fig. 8 den Querschnitt durch einen Strang, der mehrere zu koaxialen Schichten geseilte Drahtbündel enthält,
Fig. 9 den schematischen Querschnitt durch ein Kabel, das mehrere verflochtene Stränge enthält, von denen jedes aus mehreren Drahtbündeln besteht,
Fig. 10 den Querschnitt durch ein in eine gasdichte Hülle eingeschlossenes und zur Zwangskühlung vorgesehe­ nes Kabel,
Fig. 10a das Längsprofil eines Wärmeisolators, der in dem Kabel gemäß Fig. 10 zwischen den Strangbündeln und der Hülle eingelegt ist, gesehen längs der Schnittlinie A-A in Fig. 10,
Fig. 11 den Teilquerschnitt durch eine zum Eintauchen in ein Kühlbad vorgesehene Spulenwicklung und
Fig. 12 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen des neuen supraleitenden Kabels.
Die Fig. 1 zeigt einen supraleitenden Draht, der aus einer Vielzahl supraleitender Filamente 10 besteht, die zur ther­ mischen und elektrischen Stabilisierung lose verseilt und in eine Matrix 11 aus einem elektrisch und thermisch gut leitenden Metall eingebettet sind. Der Draht ist mit einer dünnen Schicht 12 aus einem Weichlot überzogen, die das Er­ stellen von Lötverbindungen mit anliegenden anderen Drähten ermöglicht.
Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf einen supraleitenden Draht 14, der mit einem Band 15 aus hochohmigen, wärmelei­ tendem Material schraubenlinienförmig umwickelt ist. Wie bereits einleitend erwähnt wurde, ist diese Umwicklung dazu vorgesehen, unerwünschte Wirbelströme zwischen benachbarten Drähten nach Möglichkeit zu verringern. Das Band 15 ist vor­ teilhafterweise auf der gesamten Anlagefläche mit dem Draht 14 verlötet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Band so gewickelt, daß benachbarte seitliche Ränder voneinander beabstandet sind und zwischen den einzelnen Windungen eine ebenfalls schraubenlinienförmige Nut 16 gebildet ist. Bei Kabeln mit Matrixkühlung kann diese Nut als Kühlmittelkanal verwendet werden.
Es ist auch möglich, das Band mit dicht aneinanderliegenden seitlichen Rändern oder mit überlappenden Rändern auf den supraleitenden Draht zu wickeln, wenn das einfacher oder vorteilhafter ist.
Weiter ist es möglich, anstelle des angezeigten Bands 15 ei­ nen Draht aus hochohmigem, wärmeleitendem Material auf den supraleitenden Draht zu wickeln und mit diesem zu verlöten, wobei die einzelnen Windungen des Drahts wahlweise vonein­ ander beabstandet oder dicht aneinanderliegend oder sogar mit veränderlichem Abstand voneinander aufgewickelt sein können.
Ein geeignetes hochohmiges, wärmeleitendes Material ist ei­ ne handelsübliche Kupfer-Nickel-Legierung.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der supraleitende Draht 18 mit einer aufgelöteten Hülse 19 aus einem hochoh­ migen, wärmeleitenden Material ummantelt. Die Hülse weist in regelmäßigen Abständen angeordnete und auf den gesamten Umfang verteilte Öffnungen 20, 21 auf, die für den direk­ ten Zustrom des Kühlmittels zum supraleitenden Draht vorge­ sehen sind.
In Fig. 4 ist ein Drahtbündel gezeigt, das mehrere supralei­ tende Drähte 50 enthält, die mit normalleitenden, zur Sta­ bilisierung vorgesehenen Drähten 51, 52 mit unterschiedli­ chem Durchmesser verseilt sind. Diese Stabilisierungsdrähte bestehen beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium. Alle Drähte sind auf ihrer Oberfläche mit einer dünnen Lötschicht überzogen und im Bereich der Berührungslinien miteinander verlötet.
Das verseilte Drahtbündel ist mit einer perforierten Hülse 54 aus einem hochohmigen, wärmeleitenden Material umman­ telt, um unerwünschte Wirbelströme zu benachbarten Draht­ bündeln nach Möglichkeit zu vermeiden.
In Fig. 5 ist ein Strang gezeigt, der als Raumgitter ausge­ bildet ist. Dieser Strang enthält eine Mehrzahl von Draht­ bündeln 23 bis 37. Die Drahtbündel bilden Gitterschichten, wobei die einzelnen Schichten aus parallel zueinander ange­ ordneten Drahtbündeln 23, 24, 25 bzw. 26, 27 bzw. 28, 29, 30 bzw. 31, 32 bzw. 33, 34, 35 und 36, 37 gebildet sind. Die Drahtbündel der aufeinanderliegenden Schichten schließen einen Winkel 39 miteinander ein, der symmetrisch zu der mit dem Pfeil 40 angezeigten, dem vorgesehenen Stromfluß ent­ sprechenden Längsrichtung des Kabels liegt. Die Drahtbündel sind im Bereich aller Berührungsstellen miteinander verlö­ tet, was mit den eingezeichneten Lötpunkten und beispiels­ weise den Lötpunkten 42, 43, 44, 45, 46 gezeigt ist.
Der Strom durch den Strang ist praktisch gleichmäßig auf die einzelnen Drahtbündel verteilt. Wird eines der Draht­ bündel unterbrochen oder springt ein Teil eines Drahtbün­ dels, beispielsweise wegen einer thermischen Instabilität, vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand über, dann übernehmen die benachbarten Drahtbündel die Stromlei­ tung. Das ist in Fig. 5 am Beispiel des Drahtbündels 29 ge­ zeigt, das einen nichtleitenden oder nicht supraleitenden Bereich 48 aufweist. Der Strom im Drahtbündel 29 fließt dann in die Drahtbündel 31 bzw. 26, von wo er mindestens in die Drahtbündel 34 und 30 bzw. 24 und 30 weitergeleitet wird. Dabei versteht sich, daß beim Unterbruch eines Drahtbündels praktisch alle anderen Drahtbündel des Strangs einen Teil der Stromleitung übernehmen, was hier im einzel­ nen nicht beschrieben werden soll. Aus der Fig. 5 ist auch deutlich zu erkennen, daß die Lötpunkte zwischen benach­ barten Drahtbündeln die Freiräume im Raumgitter nicht ver­ kleinern und damit den Durchfluß des Kühlmittels nicht be­ hindern.
Es versteht sich, daß anstelle des in Fig. 5 gezeigten und einfacherweise aus aufeinandergeschichteten Drahtbündeln gebildeten Strangs vorzugsweise Stränge aus miteinander verflochteten Drahtbündeln verwendet werden, die außerdem einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen, wie es in der noch zu beschreibenden Fig. 8 gezeigt ist.
In Fig. 6 ist schematisch der Querschnitt durch einen Ka­ belstrang gezeigt, der acht Drahtbündel enthält, von denen nur das Bündel 55 mit einem Bezugszeichen identifiziert ist. Jedes Drahtbündel besteht vorzugsweise aus miteinander verseilten, supraleitenden und stabilisierenden Drähten, wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, oder aus ver­ flochtenen und transponierten Drähten, deren Lage in der Mitte bzw. am Rand des Strangs periodisch vertauscht ist. Diese letztere Anordnung ermöglicht eine bessere Unterdrüc­ kung von unerwünschten induzierten Strömen. Der Strang weist eine Umwicklung oder Ummantelung 56 aus einem hochoh­ migen, wärmeleitenden Material auf. Die einzelnen Drahtbün­ del sind an den Berührungspunkten oder -linien miteinander und mit der Umwicklung oder Ummantelung verlötet. Es ver­ steht sich, daß die Ummantelung eine Vielzahl von Öffnun­ gen aufweist, damit das Kühlmittel möglichst unbehindert in den Strang und an die Drahtbündel einströmen kann.
Fig. 7 zeigt schematisch den Schnitt durch eine andere Aus­ führungsform eines Strangs. Dieser enthält sechs Drahtbün­ del, von denen nur das Drahtbündel 57 mit einem Bezugszei­ chen identifiziert ist. Jedes Drahtbündel enthält mehrere miteinander verseilte Drähte, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, und ist mit einem Band 58 aus einem hochohmigen, wärmelei­ tenden Material umwickelt, wie es in Fig. 2 für den Draht 14 gezeigt ist. Die Wicklung ist derart ausgeführt, daß die Breite der Nut zwischen benachbarten Windungen größer ist als die Breite des Bands und die Wicklungen benachbar­ ter Drahtbündel "ineinandergeschraubt" werden können. Die Drahtbündel sind um einen mittleren Stabilisierungsdraht 59 verseilt und von einer Ummantelung 60 eingeschlossen. Bei diesem Strang sind die Berührungspunkte oder -linien zwi­ schen den einzelnen Drahtbündeln bzw. den daraufgewickelten Bändern und den Bändern und der Ummantelung miteinander verlötet. Wie aus der Figur zu erkennen ist, weist der Querschnitt dieses Strangs viele Freiräume auf, die zum Durchströmen und Verteilen eines Kühlmittels gut geeignet sind.
Fig. 8 zeigt den Schnitt durch noch eine andere Ausführungs­ form eines Strangs. Der Strang enthält einen relativ dicken Kerndraht 61 aus normalleitendem Kupfer oder Aluminium, um den drei Schichten 62, 63, 64 Drahtbündel koaxial angeord­ net sind. Jede Schicht ist aus mehreren Drahtbündeln, z. B. den Drahtbündeln 65 bzw. 66 bzw. 67 geseilt. Die Schichten sind mit alternierender Drehrichtung geseilt, was durch die Pfeile 68, 69, 70 angedeutet ist. Auf diese Weise entstehen eine Vielzahl von Berührungspunkten, an denen die einzelnen Drahtbündel miteinander verlötet werden können, wobei eine relativ rigide Kabelstruktur gebildet wird, die die Draht­ bündel und die Strangschichten fest in der vorgegebenen Stellung hält.
Jede der koaxial angeordneten Strangschichten kann mit ei­ nem hochohmigen, wärmeleitenden und perforierten Material ummantelt sein. Die Räume zwischen den einzelnen Strang­ schichten und zwischen den Drahtbündeln können als Kühlmit­ telkanäle für die Matrixkühlung genutzt werden.
Fig. 9 zeigt schematisch den Schnitt durch eine Ausführungs­ form eines Kabels, bei dem die Stränge 71, von denen jeder mehrere (nicht gezeigte) Drahtbündel enthält, für eine op­ timale Transponierung miteinander verflochten sind, so daß die Stellung der Stränge im Kabelquerschnitt periodisch ver­ tauscht wird. Die Stränge sind im Bereich der Berührungs­ punkte oder -linien miteinander verlötet.
Fig. 10 zeigt den Schnitt durch ein Kabel, das in eine Hül­ le eingeschlossen ist. Das Kabel enthält mehrere äußere Stränge 73 bis 77, die um einen mittleren Strang 78 ver­ seilt oder mit diesem verflochten sind. Jeder Strang be­ steht aus mehreren Drahtbündeln, die an den Berührungspunk­ ten oder -linien miteinander und mit einer den Strang ein­ schließenden Hülle, z. B. der Hülle 79, verlötet sind. Auch die Hüllen der Stränge sind im Bereich der Berührungspunkte oder -flächen miteinander verlötet. Die Stränge sind in ei­ ne Kabelhülse eingelegt, die aus zwei U-förmigen Schalen 80, 81 zusammengeschweißt ist. Diese Kabelhülse bildet die äußere Begrenzung der Kühlmittelkanäle bei der Matrixküh­ lung und kann, wenn sie beispielsweise aus Stahl besteht, äußere Kräfte aufnehmen und die eingeschlossenen supralei­ tenden Kabelteile entlasten. Beim vakuumdichten Verschwei­ ßen der beiden Schalen an den Stoßstellen entsteht im Be­ reich der Schweißnähte 82, 83 eine sehr hohe Tempe­ ratur zu schützen, werden die Stränge vorteilhafterweise mit einem thermisch schlecht leitenden, profilierten Stahl­ band 84 bandagiert. Fig. 10a zeigt den Schnitt durch das Stahlband längs der Linie A-A in Fig. 10.
Fig. 11 zeigt den Schnitt durch einen Teil einer mit supra­ leitenden Kabeln gewickelten Spule, die für die Badkühlung vorgesehen ist. Die Wicklung enthält eine Mehrzahl supra­ leitender Kabel 86, die entsprechend dem in Fig. 9 gezeig­ ten Kabel aufgebaut sind. Die Spule enthält einen Wickel­ körper mit Spulenisolation 87 und Windungsisolationen 88, zwischen denen die Kabelwindungen eingelegt sind. Die Spu­ len- und die Windungsisolationen trennen die Kabelwindungen elektrisch voneinander und bilden zugleich ein wirksames mechanisches Gerüst für die gesamte Spule.
Die Isolationen sind mit großen Öffnungen 89 bzw. 90 ver­ sehen, die das möglichst unbehinderte Durchströmen der Spu­ le mit dem Kühlmittel ermöglichen sollen.
In Fig. 12 ist schematisch eine Anlage zur Herstellung des neuen Kabels gezeigt. Die Anlage enthält eine Einlaufstati­ on 93 mit zwei um 90° gegeneinander versetzten Walzenpaa­ ren. Der zur Kabelachse gerichtete Druck der Walzenpaare bewirkt eine Verformung und Verdichtung des Kabelquer­ schnitts und insbesondere der Berührungspunkte und -linien, wobei die vorgesehenen Verbindungspunkte oder -flächen durch plastische Verformung vergrößert werden. Das Kabel läuft dann in eine Benetzungsstation 94 ein, in der es mit einem Flußmittel getränkt wird, das die nachfolgende Ver­ lötung begünstigt. Danach wird das Kabel durch eine mehr­ stufige Löt- und Kalibrierstation 95 geführt. Am Einlauf dieser Station ist eine Heizeinrichtung 97 angeordnet, die das gesamte Kabel elektrisch oder induktiv auf eine Tempe­ ratur erwärmt, die über dem Schmelzpunkt des Weichlots liegt. In der Durchlaufrichtung des Kabels sind nach der Heizeinrichtung zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Nachpreßwalzenpaare 98 angeordnet, in denen das Kabel nochmals zusammengepreßt wird, wobei das flüssige Lot an den Berührungsstellen der Drahtbündel und der Stränge dünn­ schichtige Verlötungen bildet. Den Auslauf der Löt- und Ka­ librierstation bilden eine Kühleinrichtung 99 und zwei Paa­ re senkrecht zueinander ausgerichtete Kalibrierwalzen 100. Beim Durchlauf des Kabels durch die Kalibrierwalzen wird der Kabelquerschnitt auf das vorgegebene Endmaß zusammen­ gepreßt und zugleich auf eine Temperatur abgekühlt, bei der das Lot erstarrt. Hinter der Löt- und Kalibrierstation ist eine Waschstation 102 vorgesehen. In dieser Station wird das Kabel mit einem Reinigungsmittel besprüht, das all­ fällige Reste des Flußmittels und sonstige Verunreinigun­ gen auswäscht.
Die beschriebene Anlage ermöglicht, ein vorbereitetes Kabel im Durchlaufverfahren zu verlöten, und das verlötete und im Querschnitt kalibrierte Kabel ist dann fertig, um in eine Hülle eingeschlossen oder auf einen zur Badkühlung vorgese­ henen Spulenkern gewickelt zu werden.
Für die beschriebene Verwendung brauchbare Weichlote sind beispielsweise Blei-Zinn- oder Zinn-Silberlote.
Es versteht sich, daß die stoffschlüssige Verbindung eben­ sogut durch Verschweißen oder mit einem Diffusionsverfah­ ren erzeugt werden kann.
Beim Ziehen des Kabels durch die oben beschriebene Anlage und Zusammenpressen des Kabelquerschnitts im Einlaufwalzen­ paar bzw. Nachpreßwalzenpaar werden die Kabelteile pla­ stisch verformt. Beim Einlegen des Kabels in die Hülle wer­ den die Kabelteile außerdem elastisch vorgespannt. Dadurch wird erreicht, daß sich die verlöteten Kabelteile unter der Wirkung elektromagnetischer Kräfte nur im Bereich die­ ser Vorspannung und nur elastisch verformen können und die in Wärme umgesetzte Verformungsenergie auf ein Minimum be­ schränkt bleibt.

Claims (8)

1. Supraleitendes Kabel, enthaltend eine Vielzahl Drähte, von denen jeder eine Mehrzahl in einem Matrixmaterial eingebet­ tete Filamente aus einem supraleitenden Material aufweist, welche Drähte zu Drahtbündeln verseilt oder verflochten sind und welche Drahtbündel zu Strängen und welche Stränge zum Kabel verseilt oder verflochten sind, wobei zwischen einzelnen Drahtbündeln und/oder Strängen Zwischenräume für Kühlmittelführung vorgesehen sind und stoffschlüssige Verbin­ dungen zwischen einzelnen Drahtbündeln und/oder Strängen vor­ handen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssi­ gen Verbindungen im Strang und zwischen benachbarten Strängen nur im Bereich der Berührungspunkte oder -linien durch Ver­ schmelzen von auf den Drahtbündeln (25, 26; 35, 36) und/oder Strängen vorhandenen dünnen Lotschichten (12) hergestellt sind.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtbündel (Fig. 4) und/oder die Stränge (Fig. 7) ein­ gelagerte Stabilisierungsbänder oder -drähte (51, 52; 59) enthalten, welche im Bereich der Berührungspunkte oder -linien miteinander und mit benachbarten Drahtbün­ deln stoffschlüssig verbunden sind.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterdrücken von Wirbelströmen beim Erzeugen von oder bei der Verwendung in magnetischen Wechselfeldern die Drähte (Fig. 2, 3) und/oder die Drahtbündel (Fig. 4) und/oder die Stränge (Fig. 6, 7) mindestens teilweise mit einem hochohmigen, nichtmagnetischen, wärmeleitenden Material ummantelt sind und mit dieser Ummantelung (15, 19; 56; 60) sowie benachbarten Ummantelungen im Bereich der Berührungspunkte oder -linien stoffschlüssig mitein­ ander verbunden sind.
4. Kabel nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stoffschlüssige Verbindung eine Weichlötung ist.
5. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtbündel (23, 24, 25; 26, 27; 28, 29, 30; 31, 32) in mehreren Schichten gitterförmig übereinander angeordnet und in jeder Schicht parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Drahtbündel benachbarter Schichten einen Winkel (39) miteinander einschließen, dessen Winkelhal­ bierende in der Längsrichtung (40) des Kabels liegt.
6. Kabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtbündel (65, 66, 67) zu mehreren Schichten (62, 63, 64) gitterförmig verflochten sind.
7. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel in eine Kabelhülse (80, 81) eingeschlos­ sen ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Kabels gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verseilten oder ver­ flochtenen Stränge aus den verseilten oder verflochtenen oder gitterförmig angeordneten Drahtbündeln mit den mit einer dünnen Lötschicht überzogenen Drähten auf den an­ gestrebten Querschnitt vorverdichtet, danach mit einem Flußmittel getränkt, dann über den Schmelzpunkt des Lots erwärmt und bei gleichzeitiger Abkühlung auf den endgültigen Querschnitt verformt und verdichtet werden und abschließend das überflüssige Flußmittel ausgewa­ schen wird.
DE2927312A 1979-06-05 1979-07-06 Supraleitendes kabel Granted DE2927312A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH518379A CH641911A5 (de) 1979-06-05 1979-06-05 Supraleitendes kabel.

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Publication Number Publication Date
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DE2927312C2 true DE2927312C2 (de) 1989-10-05

Family

ID=4289313

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2927312A Granted DE2927312A1 (de) 1979-06-05 1979-07-06 Supraleitendes kabel

Country Status (4)

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US (2) US4336420A (de)
CH (1) CH641911A5 (de)
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