Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/6074
Type: Dissertação
Title: Caracterização de fitas supercondutoras 2G HTS em regime de Flux flow
Author(s)/Inventor(s): Barusco, Pedro
Advisor: Andrade Junior, Rubens de
Co-advisor: Polasek, Alexander
Abstract: De acordo com a lei de potência, o fator exponencial (N) descreve a elevação da curva V-I durante a transição do supercondutor para o estado normal. É um parâmetro de entrada essencial para simulação de uma ampla gama de aplicações tais como bobinas, Limitadores de Corrente Supercondutores (LCS) e outros casos em que a lei de potência se aplica. Este trabalho explora técnicas experimentais baseadas no método de transporte e na configuração de quatro pontas para obter o comportamento N de fitas supercondutoras de alta temperatura de segunda geração (2G HTS) além do regime Flux Creep. Como o valor de N é extremamente sensível à temperatura da fita HTS, a atenção foi mantida para maneiras de minimizar a oscilação da temperatura da fita durante as medições de V-I. Primeiro, foi projetado um suporte de amostra de cobre especial para a utilização da medição de quatro pontas sem a necessidade de qualquer terminal soldado, evitando a degradação local. O suporte também foi concebido para servir de âncora térmica, melhorando a troca de calor de modo a garantir a estabilidade térmica. Além disso, criou-se uma fonte caseira de corrente rápida para aplicar pulsos de corrente com baixo ciclo de trabalho para reduzir as perdas térmicas devido à resistência significativa próxima e acima dos valores críticos de corrente (Ic). Foi desenvolvido também um circuito de préamplificação para monitorização contínua da subida de tensão nas amostras durante os pulsos de corrente. As características dos fatores exponenciais N foram obtidas a partir de medidas de V-I para quatro modelos de fitas 2G de diferentes empresas em auto campo e banho de nitrogênio líquido. Por final, utilizou-se as técnicas experimentais de caracterização exploradas para projetar e executar um conceito de current leads refrigerado sem fluido criogênico.
Abstract: According to the power law, the exponential factor (N) describes the V-I curve rise during the superconductor transition to the normal state. Moreover, N is important for the evaluation of the existing forces in the pinning mechanisms. It is an essential input parameter for the simulations of a wide range of applications such as coils, Superconducting Fault Current Limiters (SFCL) and other cases where the power law applies. This work explores experimental techniques based on the transport method and Four Lead configuration to obtain the N behavior of Second Generation High Temperature Superconductor (2G HTS) tapes beyond the Flux Creep regime. Since the value of N is extremely sensitive to the HTS tape temperature, the attention was held for ways to minimize the tape temperature oscillation during V-I measurements. First, a special copper sample holder was designed for utilizing the four probes measurement without the need of any soldered terminals, avoiding local degradation. The holder was also intended to serve as a thermal anchor, improving heat exchange in order to guarantee thermal stability. In addition, a homemade fast current source was created to apply current pulses with low duty cycle in order to reduce the thermal losses due to the significant resistance near and above critical current (Ic) values. Also, a pre-amplifier circuit was developed for continuous monitoring of voltage rise in the samples during the current pulse. The exponential factor N characteristics were obtained from V-I measurements for four 2G tapes models from different companies in self-field and liquid nitrogen bath. At last, the explored experimental techniques were used for the construction of a dry cooling current lead.
Keywords: Supercondutividade
Materiais supercondutores
Distribuição de energia elétrica
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS::MATERIAIS E DISPOSITIVOS SUPERCONDUTORES
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jul-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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