ICS 29.060 CCS K 13 13 河北省 地方标准 DB 13/T 5940—2024 在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电 流与接头电阻的测试方法 2024 - 02 - 02发布 2024 - 03 - 02实施 河北省市场监督管理局 发布 DB 13/T 5940 —2024 I 目次 前 言 ................................ ................................ .......... II 引 言 ................................ ................................ ......... III 1 范围 ................................ ................................ ............. 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ....... 1 4 样品制备 ................................ ................................ ......... 1 5 测量装置 ................................ ................................ ......... 2 6 测试原理 ................................ ................................ ......... 2 7 测试步骤 ................................ ................................ ......... 2 8 数据采集 ................................ ................................ ......... 3 9 结果计算 ................................ ................................ ......... 3 10 测试报告 ................................ ................................ ........ 4 11 注意事项 ................................ ................................ ........ 4 附录A（资料性） 高温超导段样品制备方法 ................................ ............. 5 DB 13/T 5940 —2024 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 —2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件由廊坊市市场监督管理局提出。 本文件起草单 位：新奥科技发展有限公司。 本文件主要起草人：李全、杨爽、 张文威、赵凡、付强。 DB 13/T 5940 —2024 III 引 言 超导具有低损耗、高载流等特性，在 聚变、电力、交通、 医疗等领域具有重要应用前景 。电流引 线是用于连接 室温电源与低温超导装置的核心部件 。采用高温超导导体作为 高温超导 电流引线 的一 部分，可以显著 减少电流引线的 发热及漏热量，大幅降低磁体低温系统造价及运行费用 ，同时也可 以使得大型超导磁体系统的稳定运行成为可能 。 目前，针对 在液氮浸泡下 电流引线 高温超导段 临界电流与接头电阻 的测试，多依赖于生产商自 身经验和技术的积累，尚未形成通用 的测试方法，难以形成 电流引线性能的统一评估 。为此， 建立 具有良好的推广借鉴意义的 在液氮浸泡下 电流引线 高温超导段 临界电流与接头电阻 的测试方法 ，有 利于推广高温超导电流引线 的工业化 应用。 DB 13/T 5940 —2024 1 在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的 测试方法 1 范围 本文件规定了电流引线高温超导段试验方法的术语和定义、样品制备、测试装置、测试步骤、 数据处理及测试报告。 本文件适用于在液氮浸泡下电流引线高温超导段临界电流与接头电阻的测试方法 。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用 文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 GB/T 2900.100 电工术语 超导电性 GB/T 3163 真空技术 术语 GB/T 18502 临界电流测量 银和/或银合金包套 Bi-2212和B-2223氧化物超导体的直流临界电流 GB/T 33148 钎焊术语 3 术语和定义 GB/T 18502，GB/T 2900.100 ，GB/T 3163 和GB/T 33148 界定的以及下列术语和定义适用于本文 件。 电流引线 current lead 将电流由室温引入低温器件的导体。 高温超导叠 HTS stack 将高温超导带多层叠加在一起所形成的叠状结构。 高温超导段 high temperature superconducting segment 与高温超导叠并联 焊接为一体，同时具有支撑和电流载流功能的部件 。 临界电流 critical current 在超导体中，可视为几乎是无阻流动的最大直流电流。 临界电流判据 critical current criterion 根据电场强度或者电阻率确定临界电流的判据 。 真空钎焊 vacuum weld 在真空状态下，把一组焊接件加热到填充金属熔点温度以上，但低于基体金属熔点温度，借助 于填充金属对基体金属的湿润和流动形成焊缝的 一种焊接工艺 (钎焊温度因材料不同而异 )。 4 样品制备 测试样品包括不锈钢支撑筒、超导叠、两端与磁体连接的铜端子及与通电电源连接的铜端子， 整体结构如图 1所示。 不锈钢支撑筒用于提供分流 和机械支撑，超导叠用于提供通流，铜端子用于连接电源及磁体。 DB 13/T 594 0—2024 2 制备时先将测试样品铜端子和 带有表面加工条形凹槽的不锈钢支撑筒通过真空钎焊成为一体， 超导叠平铺在放置槽中，通过真空钎焊完成高温超导段制备。 测试前先 使用砂纸打磨高温超导段表面，去除多余焊锡及污染物，之后在超导叠 与铜端子交界 的两处带材表面分别焊接两根电压引线。 注： 本文件使用不锈钢材料为 304不锈钢，铜端子材料为无氧铜 。 图1 高温超导段 组成示意图 5 测量装置 超导样品 U-I特性测量装置由样品测试组件测量用低温容器、磁体系统以及 U-I特性测量系统组 成。样品插入充有 液氮的测量用低温容器中 。U-I特性测量系统包括直流电流源 、记录仪和必需的前 置放大器 、滤波器或电压表、或上述仪器仪表的组合。另外 ，也可采用计算机辅助数据采集系统。 6 测试原理 临界电流是通过测量处于恒压特定温度液态冷剂池中样品的电压 (U)-电流(I)特性来确定的。 为 了获得电压 (U)-电流(I)曲线，给超导体样品通以直流电流 ，测量沿一段样品所产生的电压。电流应 从零开始逐渐增加 ，并记录所产生的 U-I特性。达到设定的电场强度判据 (电场判据 )或电阻率判据 所 对应通过的 电流值为临界电流值。无论 电场或电阻率判据 ，对于任一具体的电压引线接点间距 ，都 有相应的电压判据 。 7 测试步骤 临界电流测试 分别通过同一条超导叠上的两个电压引线进行临界电流测量，电压引线接点位置分别距 超导叠 端部5cm处，且两个电压引线接点之间的超导叠 最小测量长度不小于 10cm，电压引线采用“双绞”缠 绕方式与电压表相连。测试电路示意图如图 2所示。 图2 高温超导段 临界电流测试示意图 接头电阻测试 高温超导段接头电阻（超导叠与铜端子的焊接电阻） 可采用相同原理 进行测量，电压引线的一 端焊接在超导叠上，另一端焊接在超导叠 与铜端子交界处，测试电路示意图 如图3所示。