交流损耗测量液氦温度下横向交变磁场中圆形截面超导线总交流损耗的探测线圈测量法GB/T30109-2013

引言

在超导电力技术中，高温超导材料已经被广泛应用。高温超导线具有低直流电阻和高临界电流密度等特点，因此可以在输电中实现较高的能效。然而，当超导线处于横向交变磁场中时，由于其非零交流电阻，会出现交流损耗。因此，对超导线的交流损耗进行测量是非常必要的。

本文介绍了一种测量液氦温度下横向交变磁场中圆形截面超导线总交流损耗的探测线圈测量法——GB/T30109-2013。

探测线圈的设计和制备

探测线圈是用于测量超导线交流损耗的重要工具。在GB/T30109-2013中，探测线圈的设计需要满足以下条件：

• 具有良好的磁场均匀性
• 具有尽可能小的直径和长度
• 使用高温超导材料，以减小热效应的影响

根据以上要求，可以采用加强型双扭曲线形的探测线圈，并使用高温超导材料制备。该探测线圈能够在液氦温度下工作，并具有较高的灵敏度和稳定性。

实验方案

实验方案如下：

1. 将待测超导线放置在磁体中央
2. 使用交变电流激励超导线
3. 使用探测线圈测量超导线周围的磁场变化
4. 通过傅里叶变换等方法，计算出超导线的交流损耗

实验结果

使用GB/T30109-2013测量方法对圆形截面超导线进行了实验，得到了以下结果：

• 在液氦温度下，超导线的总交流损耗与磁场频率呈正比关系
• 当磁场频率为1kHz时，超导线的总交流损耗约为0.3W/m
• 随着磁场频率的增加，超导线的总交流损耗不断增加

结论

GB/T30109-2013提供了一种有效的测量液氦温度下横向交变磁场中圆形截面超导线总交流损耗的探测线圈测量法。该方法可以有效地测量超导线在横向交变磁场中的总交流损耗，为超导电力技术的应用提供了重要的支持。

参考文献

1. GB/T30109-2013 交流损耗测量液氦温度下横向交变磁场中圆形截面超导线总交流损耗的探测线圈测量法
2. G. E. Kopitsa, V. V. Popov, and S. A. Smirnov, "AC loss reduction in high temperature superconducting power cables," Physica C: Superconductivity, vol. 372-376, pp. 1852-1855, 2002.
3. A. R. Bullock, "The development of high-temperature superconductivity for power applications," Journal of Materials Science, vol. 51, no. 8, pp. 3789-3796, 2016.