[发明专利]一种用于保护高温超导线圈的绕组结构

说明书

本发明公开了一种用于保护高温超导线圈的绕组结构,具有避免超导绕组发生故障时引发高电压冲击的技术效果，不仅适用于直流环境，还适用于交流环境；其结构包括：超导绕组，还包括：由非超导材料制成的保护绕组，所述保护绕组与所述超导绕组并联连接；所述保护绕组的匝数大于等于所述超导绕组的匝数；所述保护绕组的阻抗大于等于所述超导绕组的感抗。本发明所提供的用于保护高温超导线圈的绕组结构不仅适用于直流电气设备，还能进一步适用于交流电气设备，应用范围相比现有保护绕组更为广泛。

技术领域

本发明涉及电力系统高温超导技术领域，尤其涉及一种用于保护高温超导线圈的绕组结构。

背景技术

高温超导绕组是高温超导材料电气应用的重要形式。在当今的技术水平和工艺条件下，高温超导绕组由于失超、高压击穿或机械应力损坏的情况时有发生，高温超导绕组的保护也因而成为高温超导电气应用中的一个重要课题。现有技术中有大量的专利涉及超导绕组保护，但它们主要针对绕组失超，针对高压击穿和机械损伤的相对较少。现有技术中的保护手段可分为主动保护和被动保护；其中，主动保护是指通过检测手段发现故障后，采用主动手段进行防护；被动保护是指设计某种结构，按照某种机理自然的保护超导绕组。被动保护方式有多种，其中一种是加强超导材料性能，如云南电网有限责任公司电力科学研究院、北京云电英纳超导电缆有限公司的发明专利“一种超导绕组线材加强的结构及方法”(专利公开号：CN102751041B)，利用与超导带材并绕的铜带增加了超导材料的机械性能和热稳定性，形成对超导绕组的保护。另一种是通过外电路保护超导绕组，北京云电英纳超导电缆有限公司的发明专利“一种带有保护电路的超导绕组”(专利公开号：CN101320614B)利用与超导绕组并联在一起的匝数较少的绕组对超导绕组形成旁路保护。

以上现有技术中的专利大多数只能应用于直流环境。在交流环境中，由于检测的困难，绝大部分主动保护手段都会失去作用；而含有短路环、较少匝数的保护绕组的结构必然对于超导绕组的正常工作产生影响；剩下超导材料加强和导磁环等方式属于预防手段，不能在超导绕组发生故障后对其进行保护。

因此，提供一种用于保护高温超导线圈的绕组结构，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于保护高温超导线圈的绕组结构，具有避免超导绕组发生故障时引发高电压冲击的技术效果，不仅适用于直流环境，还适用于交流环境。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于保护高温超导线圈的绕组结构,包括超导绕组，还包括：由非超导材料制成的保护绕组，所述保护绕组与所述超导绕组并联连接；所述保护绕组的匝数大于等于所述超导绕组的匝数；所述保护绕组的阻抗大于所述超导绕组的感抗。

优选地，所述保护绕组和超导绕组同轴线绕制。

优选地，所述保护绕组和超导绕组同半径绕制。

优选地，所述保护绕组和超导绕组的绕制轴线不共线。

优选地，所述保护绕组嵌套在所述超导绕组内部。

优选地，所述保护绕组和超导绕组绕制在同一铁芯上。

优选地，所述铁芯为卷绕或叠片加工方式制成的口字型、环形或日字形铁芯。

优选地，所述超导绕组为铋系或钇系超导体材料制成的超导绕组。