[发明专利]一种传导冷却高温超导电缆温度传感结构及温度检测方法

说明书

本发明公开了一种传导冷却高温超导电缆温度传感结构及温度检测方法，包括超导电缆试验腔体、超导带材、超导电缆支撑管、铂电阻、制冷机冷头和温度监视器；超导电缆支撑管置于超导电缆试验腔体中，在超导电缆支撑管上缠绕有超导带材，多个铂电阻按照点式分布方式布置于超导带材上，通过铂电阻引线将各铂电阻分别连接至温度监视器。实时向温度监视器传输被测点的温度数据，将被测点数据进行拟合，输出温度T‑x曲线。本发明测量传导冷却高温超导电缆温度场的过程抗干扰能力强，温度检测可靠，能够实现对高温超导电缆的温度进行实时检测，快速的为失超保护系统提供温度反馈信号，保证传导冷却高温超导电缆的稳定运行。

技术领域

本发明属于超导电缆领域，涉及高温超导电缆运行过程中温度场的测量技术，尤其是传导冷却方式下的测量方法。

背景技术

随着超导技术的发展，高温超导电缆已经被各国广泛的研究，目前已经建成多条超导电缆的示范项目。高温超导电缆要实现稳定运行的一个关键研究点就是超导带材的稳定运行问题。在运行过程中，如果出现过流、过热、机械应变等外部扰动，超导带材将会由超导态变为正常态，即所谓的失超现象。研究发现高温超导带材的失超传播速度非常快，极易导致热量积累，从而使超导电缆内部局部产生温度过高，如果不能及时的将发热点信息反馈给保护系统，将有可能对整个系统带来灾难性的伤害。

采用光纤光栅检测温度的方法，在超导电缆降温到超导态时，容易失去活性，而采用铂电阻检测温度方法，在低温环境下的测量结果比较稳定，能精确地测量出电缆超导层的温度变化，同时本专利涉及的高温超导电缆通直流电，传感器受电磁干扰较小。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供测量传导冷却高温超导电缆温度场的装置以及实施的方法，监测高温超导电缆的稳定运行。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种传导冷却高温超导电缆温度传感结构，包括超导电缆试验腔体、超导带材、超导电缆支撑管、铂电阻、制冷机冷头和温度监视器；

超导电缆支撑管置于超导电缆试验腔体中，在超导电缆支撑管上缠绕有超导带材，多个铂电阻按照点式分布方式布置于超导带材上，通过铂电阻引线将各铂电阻分别连接至温度监视器。

作为优选，所述铂电阻通过清漆粘贴在超导带材上，并通过聚酰亚胺胶带固定。

作为优选，所述点式分布方式为，分布于超导带材接头部分的铂电阻数量n≥3，分布于超导带材非接头部分的铂电阻数量m≤2。

作为优选，所述超导电缆试验腔体上设有连接至压缩机的制冷机冷头，制冷机冷头上带有热锚，传导引线缠绕在热锚上热锚定。

作为优选，所述超导电缆支撑管为不锈钢管；所述热锚采用铜线轴。

作为优选，在贯穿超导电缆试验腔体的超导电缆支撑管两端设有密封圈。

进而，本发明实施例还提供了一种传导冷却高温超导电缆温度检测方法，包括以下步骤：

步骤1，沿超导电缆轴向在接头部分和非接头部分按照点式分布方式布置铂电阻；

步骤2，铂电阻将获取的超导带材运行过程中被测点的温度信息传输至温度监视器；

步骤3，将被测点所有铂电阻的温度平均值进行多项式拟合，得到超导带材沿轴向的温度分布。

其中，本发明的拟合多项式采用三次样条插值；M_j由插值条件、连续性条件以及边界条件得到。

本发明的温度监视器的采样频率范围为1～10Hz，显示分辨率为0.1mK。

本发明的有益效果体现在：