izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-9-41-46izmertech-1946Research ArticleЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯELECTROMAGNETIC MEASUREMENTSИзмерение параметров сверхпроводящих катушек с неизолированными обмоткамиMeasurement of parameters of the superconducting non-insulated coilshttps://orcid.org/0000-0001-9237-1535КрасноперовЕ. П.KrasnoperovE. P.

Евгений Павлович Красноперов

Москва;

Долгопрудный, Московская область

Evgeniy P. Krasnoperov

Moscow;

Dolgoprudny, Moscow region

krasnoperov_ep@nrcki.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4946-2559ГурьевВ. В.GuryevV. V.

Валентин Васильевич Гурьев

Москва

Valentin V. Guryev

Moscow

gurev_vv@nrcki.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1150-1447СычуговВ. В.SychugovV. V.

Василий Владимирович Сычугов

Москва

Vasyli V. Sychugov

Moscow

sychugov_vv@nrcki.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3620-5564ЯшкинД. С.YashkinD. S.

Дмитрий Сергеевич Яшкин

Москва

Dmitri S. Yashkin

Moscow

yashkin_ds@nrcki.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7369-5032ШавкинС. В.ShavkinS. V.

Сергей Викторович Шавкин

Москва

Sergei V. Shavkin

Moscow

shavkin_sv@nrcki.ruНациональный исследовательский центр «Курчатовский институт»; Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет)РоссияNational Research Center “Kurchatov Institute”; Moscow Institute of Physics and TechnologyRussian FederationНациональный исследовательский центр «Курчатовский институт»РоссияNational Research Center “Kurchatov Institute”Russian FederationНациональный исследовательский центр «Курчатовский институт»РоссияNational Research Center “Kurchatov InstituteRussian Federation202115082023094146Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1946

Рассмотрена проблема определения электрических параметров сверхпроводящих катушек с неизолированными обмотками. Описаны процедуры измерений параметров неизолированных сверхпроводящих обмоток, в частности, индуктивность измерена по напряжению при линейном вводе тока с заданной скоростью. Показана невозможность определения индуктивности в обмотке с неизолированным сверхпроводником в нормальном состоянии. Отмечено, что в сверхпроводящем состоянии, при токах ниже критического значения, индуктивность обмотки сравнима с индуктивностью для изолированного провода. Приведены результаты измерений индуктивности, радиального сопротивления, статической вольт-амперной и магнитной характеристик двух ленточных катушек с неизолированными сверхпроводящими обмотками, одна из которых имела спаянное соединение. Проведено сравнение параметров изолированных и неизолированных сверхпроводящих обмоток и сформулированы условия измерений последних. Результаты исследования применимы при разработке и эксплуатации сверхпроводящих устройств с неизолированными обмотками, такими как катушки, магнитные накопители, обмотки статоров электрических машин и др.

The electrical characteristics of superconducting coils with non-insulated windings are studied. The procedures for measuring the parameters of uninsulated superconducting windings are described. In particular, the inductance is measured by voltage with a linear current input at a given rate. Attention is focused on the impossibility of correctly determining the inductance in a winding with an uninsulated superconductor in a normal state. It is noted that in a superconducting state at currents below the critical value, the inductance of the winding is comparable to the inductance with an insulated wire. The results of measurements of inductance, radial resistance, static current-voltage and magnetic characteristics of two tape coils with non-insulated superconducting windings, one of which had a soldered connection, are presented. Conditions for measuring the parameters of non-insulated superconducting windings are formulated when they are compared with insulated windings.

электрические параметрысверхпроводящие неизолированные обмоткиelectrical parameterssuperconducting bare windingsReferencesMorandi A., Gholizad B., Fabbri M., Superconductor Science and Technology, 2016, vol. 29, no. 1, 015014. https://doi.org/10.1088/0953-2048/29/1/015014Morandi A., Gholizad B., Fabbri M., Superconductor Science and Technology, 2016, vol. 29, no. 1, 015014. https://doi.org/10.1088/0953-2048/29/1/015014Parkinson B. J., Slade R., Mallett M. J. D., Chamritski V., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2013, vol. 23, no. 3, 4400405. https://doi.org/10.1109/TASC.2012.2235893Parkinson B. J., Slade R., Mallett M. J. D., Chamritski V., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2013, vol. 23, no. 3, 4400405. https://doi.org/10.1109/TASC.2012.2235893Hahn S., Park D. K., Bascunan J., Iwasa Y., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2011, vol. 21, no. 3, pp. 1592– 1595. https://doi.org/10.1109/TASC.2010.2093492Hahn S., Park D. K., Bascunan J., Iwasa Y., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2011, vol. 21, no. 3, pp. 1592– 1595. https://doi.org/10.1109/TASC.2010.2093492Choi S., Jo H. C., Hwang Y. J., Hahn S., Ko T. K., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2012, vol. 22, no. 3, 4904004. https://doi.org/10.1109/TASC.2011.2175892Choi S., Jo H. C., Hwang Y. J., Hahn S., Ko T. K., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2012, vol. 22, no. 3, 4904004. https://doi.org/10.1109/TASC.2011.2175892Krasnoperov E. P., Guryev V. V., Shavkin S. V., Krylov V. E., Sychugov V. V., Korotkov V. S., Ovcharov A. V., Volkov P. V., Journal of Engineering Science and Technology Review, 2019, vol. 12, no. 1, pp. 104–109. https://doi.org/10.25103/jestr.121.12Krasnoperov E. P., Guryev V. V., Shavkin S. V., Krylov V. E., Sychugov V. V., Korotkov V. S., Ovcharov A. V., Volkov P. V., Journal of Engineering Science and Technology Review, 2019, vol. 12, no. 1, pp. 104–109. https://doi.org/10.25103/jestr.121.12Cubero A., Nunez-Chico A. B., Navarro R., Angurel L. A., Martines E., Cryogenics, 2019, vol. 108, 103070. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2020.103070Cubero A., Nunez-Chico A. B., Navarro R., Angurel L. A., Martines E., Cryogenics, 2019, vol. 108, 103070. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2020.103070Kim W. S., Trillaud F., Ang I. C., Hahn S. Y., Iwasa Y., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2007, vol. 17, no. 2, pp. 2478–2481. https://doi.org/10.1109/TASC.2007.898159Kim W. S., Trillaud F., Ang I. C., Hahn S. Y., Iwasa Y., IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2007, vol. 17, no. 2, pp. 2478–2481. https://doi.org/10.1109/TASC.2007.898159Zimmermann A. W., Sharkh S. M., Energy Reports, 2020, vol. 6, supplement 5, pp. 180–188. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.03.023Zimmermann A. W., Sharkh S. M., Energy Reports, 2020, vol. 6, supplement 5, pp. 180–188. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.03.023Пат. № 2723142 РФ / А. А. Картамышев, Е. П. Красноперов, Ю. Д. Куроедов, В. В. Сычугов, В. С. Шавкин // Изобретения. Полезные модели. 2020. № 16.Kartamyshev A. A., Krasnoperov E. P., Kuroedov Yu. D., Sychugov V. V., Shavkin V. S., RF Patent no. 2723142, Byull. Izobret., no. 16 (2020)Wang X., Hahn S., Kim Y., Bascunan J., Voccio J., Lee H., Iwasa Y., Superconductor Science and Technology, 2013, vol. 26, no. 3, 035012. https://doi.org/10.1088/0953-2048/26/3/035012Wang X., Hahn S., Kim Y., Bascunan J., Voccio J., Lee H., Iwasa Y., Superconductor Science and Technology, 2013, vol. 26, no. 3, 035012. https://doi.org/10.1088/0953-2048/26/3/035012

The authors declare that there are no conflicts of interest present.