Июнь 18th, 2013
При использовании в качестве стабилизирующего материала алюминия с отношением удельных сопротивлений в нормальных условиях и при температуре жидкого гелия, равным 2500, следует ожидать выделения на поверхности проводника мощностиоколо 1 Втсм2 при начальном токе повреждения 100 кА. Как показано на рис. 37, такой поток энергии при условии, что увеличение температуры проводника не превышает 1 К, в стационарном случае может отводиться только циркулирующим сверхкритическим гелием. В этом случае сверхпроводник будет ста* ционарно стабилизирован по отношению к токам повреждения и сразу же после короткого замыкания (через четыре периода, соответствующих ~ 80 мс) будет способен снова нести рабочий ток, как и в обычных кабелях.Цифры, приведенные на рис. 37, относятся к стационарному случаю и к рассматриваемым нестационарным процессам непосредственно неприменимы. Даже при турбулентном течении требуется определенное время (время перемешивания гелия), чтобы тепло от стенок трубы равномерно распределилось по всему гелию. В кабельных каналах это время, возможно, будетпорядка 10 с. Существование такого времени представляет совершенно новый фактор: за те 80 мс, которые пройдут до момента выключения тока повреждения, проводник и прилегающие слои гелия прогреются до 25 К. Только спустя несколько периодов перемешивания температура проводника понизится настолько, что он вернется в сверхпроводящее состояние. В равновесных условиях температура и давление на конце кабеля возрастают соответственно примерно на 0,3 К и 70 кПа. Для восстановления первоначальных условий за короткий интервал времени кабель необходимо мгновенно охладить с помощью дополнительной мощности. В настоящее время не определено, можно ли пропускать через проводник полный рабочий ток, пока тот еще находится в нормальном состоянии. Если этого делать нельзя, то время восстановления проводника должно быть увеличено примерно до 2—3 периодов перемешивания гелия. В неблагоприятном случае, когда ток выключается не через 80 мс, а только через 0,5 с, максимальная температура проводника будет ненамного больше — примерно 35 К. Однако равновесное увеличение давления и особенно температуры в этом случае будет таким, что оно приведет после восстановления рабочего тока в сверхпроводнике к значительно большим1 электрическим потерям. Мейергоф на конференции по криогенной технике в 1973 г. в Атланте сообщил, что трубчатый проводник из ниобий-медного композита восстанавливался после десятикратного тока повреждения за 0,1 с.
