Сверхпроводящее коммутирующее устройство
О П И С А Н И Е (tt1 454624
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.04.73 (21) 1903400 24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 25.12.74. Бюллетень ¹ 47
Дата опубликования описания 26.02.75 (51) М. Кл. Н Olv 11/12
Н Olf 7/22
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 621.3.014.2 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения
В. А. Алексеев, А. А. Веденов и Т. С. Мыльникова (71) Заявитель (54) СВЕРХПРОВОДЯЩЕЕ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к сверхпроводящим размыкателям. Эти размыкатели могут использоваться в электрических цепях устройств, где требуется быстрый перевод электрической энергии с накопителя на нагрузку.
Известные в настоящее время сверхпроводящие размыкатели представляют собой катушку из сверхпроводящего металла, включенную в цепь параллельно нагрузке в цепи накопителя.
Когда катушка находится в сверхпроводящем состоянии, то она не имеет практически сопротивления, а электрический ток течет по замкнутому контуру: катушка индуктивности (накопитель) — размыкатель. Для быстрой передачи электроэнергии на нагрузку размыкатель быстрым нагревом или с помощью сильного импульса магнитного поля переводят в нормальное состояние, при этом его сопротивление намного увеличивается, и поэтому электрический ток проходит через нагрузку.
Однако на изготовление этих размыкателей требуется много дорогостоящей металлической проволоки, чтобы обеспечить достаточное сопротивление перед переходом из нормального состояния в сверхпроводящее, так как сверхпроводящие металлы имеют низкое значение удельного сопротивления перед сверхпроводящим переходом (примерно 10 ом см).
Цель изобретения — снизить расход мате5 риала на изготовление размыкателей.
Это достигается тем, что в качестве сверхпроводящего материала для размыкателя использованы керметы на основе сверхпроводящего металла и высокоогнеупорного диэлек1о трика, например на основе Nb и А120з. Как показали проведенные исследования, такие керметы обладают сверхпроводящими свойствами и большим удельным сопротивлением перед сверхпроводящим переходом. Это позво15 ляет значительно снизить расход дорогостоящей металлической проволоки из сверхпроводящего металла при изготовлении сверхпроводящего размыкателя, а также значительно упростить переход размыкателя из сверхпро20 водящего состояния в нормальное вследствие уменьшения размеров размыкателя.
Сверхпроводящие свойства керметов на основе сверхпроводящего металла и высокоогне25 упорного диэлектрика, например на основе
Nb и А! Оз приведены в таблице.
454624
Объемная концентрация Nb, о, 0,2
0,17
0,18
0,1
0,4
0,16
0,19
0,6
0,99
6,0
Т„К ро» см
1„а/см
4,4
6,75
5,8
6,3
5,9
5,7
6,5
7 8.10 3
1,3.10 — 4
1,1 10
2,4.10
1 10
4,1 10
2,1 10
1,810
1,7 10
1190
914
905
2400
814
1955
1915
Предмет изобретения
Составитель Е. Сафонова
Техред Т. Миронова Корректор И. Позняковская
Редактор Л. Лашкова
Заказ 322/13 Изд. М 288 Тираж 760 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Как видно из таблицы, кермет с процентным содержанием КЬ 99% имеет удельное сопротивление перед сверхпроводящим переходом
1,7 10 з ом.см и плотность критического тока
2400 а/см, а у кермета, содержащего Nb 17 /о удельное сопротивление перед сверхпроводящим переходом повышается по сравнению с вышеуказанным на 3 порядка (1,0.
° 10 аом см), а плотность критического тока уменьшается всего в 3 раза (814 а/см ). При этом, если для размыкателя, выполненного из чистого сверхпроводящего металла (для примера возьмем Nb 99% из таблицы) и рассчитанного на ток 10 а и напряжение 10 в потребуется, как показывают расчеты, сверхпроводящей проволоки 2,4 104 м при сечении
4 см, то для размыкателя с содержанием
Nb 170/o потребуется 125 м при сечении, равном 12,5 сма.
Сверхпроводящее коммутирующее устройство, например размыкатель для накопителя
-10 электрической энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и уменьшения габаритов, в качестве материала для коммутирующего устройства использован кермет на основе сверхпроводяще15 го металла и высокоогнеупорного диэлектрика, например на основе Nb и А1 0з.
