Исследования в области сильноточной сверхпроводимости применительно для электроэнергетики

Изучены тепловое состояние ВТСП-токовводов при переходе сверхпроводника в нормальное состояние и их тепловой режим при перегрузке без охлаждения резистивного и контактного участков. Разработан метод чисто аналитического определения изменения температуры в самых опасных точках токоввода и для неохлаждаемой резистивной секции - нахождения ее распределения в нем в зависимости от условий охлаждения контактного паяного соединения и соотношения между сопротивлениями (переходным и вдоль контакта). Сопротивление припоя в отсутствие дополнительного переходного сопротивления не изменяет существенно температуру вдоль токоввода, а определяющий фактор его работы - это рост температуры в резистивной секции. Изучена токонесущая способность ВТСП-лент на постоянном/переменном токе при помощи автоматизированных схем измерения. Механическое повреждение образцов исключено, а припой с tпл = 145°С не воздействует на них термически или химически в отличие от индиевых припоев, и, наоборот, для возможных исследований в НТСП-соленоидах показана необходимость именно индия. Непроводящий криостат с трубчатыми токовводами и уровнемером обеспечивает время работы 3 ч. Токовводы и держатель образца обеспечивают хорошее охлаждение, что дает одинаковые результаты при возрастании/убывании тока. Эксперименты с ВТСП-лентами показали возможность длительной устойчивой работы на переменном токе частотой 50 Гц с амплитудами, близкими к критическим постоянным токам. Созданы и исследованы паяные соединения четырехмиллиметровых ВТСП-лент 2-го поколения от трех различных производителей. Найден диапазон давлений прижатия 5 - 8 МПа, где у лент нет деградации критического тока по сравнению с одиночной лентой. Получены вольт-амперные характеристики соединений лент и зависимости удельного сопротивления контакта от давления. У соединений лент SuperPower и ЗАО «СуперОкс» получены низкие контактные сопротивления 10 - 15 нОм/см²; у лент SuNAM они намного выше - около 100 нОм/см². Построена модель, позволяющая исследовать связь характеристик ВТСП-провода и параметров ТОУ. Показано, что ВТСП ТОУ постоянного тока для тяговой сети будет наиболее оптимальным с проводом с Ic = 750 А и сопротивлением при 200С 83,4 мОм/м. С целью минимизации потерь создана и отлажена программа численного моделирования процессов в трехфазных ВТСП-кабелях сложной структуры. Рассчитан полный набор электротехнических характеристик одного из вариантов трехфазного коаксиального кабеля. Исследованы особенности полученных зависимостей, и объяснены их физические причины. Произведены оптимизационные расчеты конструкций несекционированных трехфазных кабелей среднего класса напряжений - коаксиального и плоского.