DE10230618A1

DE10230618A1 - Bifilar ribbon conductor structure of a high-temperature superconductor for current limitation

Info

Publication number: DE10230618A1
Application number: DE10230618A
Authority: DE
Inventors: Ursus KRÜGER; Ralf-Reiner Volkmar
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-01-29
Also published as: WO2004006345A3; WO2004006345A2

Abstract

Um eine Strombegrenzereinheit (1) zur resistiven Begrenzung eines elektrischen Stromes mit wenigstens einem aus einem Isolierstoff bestehenden Tragkörper (3) zum Halten eines Leiters (2), die eine Supraleitschicht aufweist, wobei der Leiter (2) sich zwischen Stromanschlüssen (4) zum Zu- und Abführen des Stromes erstreckt und Windungen (8) in Form einer bifilaren Leiterstruktur ausbildet, so dass in benachbarten Windungen (8) ein zu begrenzender Strom gegensinnig fließt, bereitzustellen, die kostengünstig ist, ein kontinuierliches Herstellungsverfahren ermöglicht und eine ausreichend hohe Stromtragfähigkeit aufweist, wobei eine hohe Kühlung durch ein flüssiges Kühlmittel bereitgestellt werden kann, wird vorgeschlagen, dass der Leiter (2) aus wenigstens einem flächigen Leiterband (9) besteht, das von dem Tragkörper (3) mit Abstand zu den benachbarten Windungen (8) gehalten ist, so dass der Eintritt eines flüssigen Kühlmittels zwischen die Windungen (8) ermöglicht ist.A current limiter unit (1) for the resistive limitation of an electrical current with at least one support body (3) made of an insulating material for holding a conductor (2), which has a superconducting layer, the conductor (2) being between current connections (4) for closing - and dissipation of the current extends and forms windings (8) in the form of a bifilar conductor structure, so that a current to be limited flows in opposite directions in adjacent windings (8), which is inexpensive, enables a continuous production process and has a sufficiently high current carrying capacity, A high level of cooling can be provided by a liquid coolant, it is proposed that the conductor (2) consist of at least one flat conductor strip (9), which is held by the support body (3) at a distance from the adjacent turns (8), so that liquid coolant can enter between the windings (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Strombegrenzereinheit zur resistiven Begrenzung eines elektrischen Stromes mit wenigstens einem aus einem Isolierstoff bestehenden Tragkörper zum Halten eines Leiters, der eine Supraleitschicht aufweist, wobei der Leiter sich zwischen Stromanschlüssen zum Zu- und Abführen des Stromes erstreckt und Windungen in Form einer bifilaren Leiterstruktur ausbildet, so dass in benachbarten Windungen ein zu begrenzender Strom gegensinnig fließt.The invention relates to a current limiter unit for resistive limitation of an electrical current with at least a support body made of an insulating material for holding a conductor, the has a superconducting layer, the conductor extending between current connections to Feed and discharge of the current and turns in the form of a bifilar conductor structure forms, so that a current to be limited in adjacent turns flows in opposite directions.

Eine solche Strombegrenzereinheit ist aus der DE 197 20 397 A1 bereits bekannt. Die dort offenbarte Strombegrenzereinheit weist einen stabförmigen sich in axialer Richtung erstreckenden Tragkörper auf, um den ein drahtförmiger Supraleiter in Form eines vorisolierten Drahtes gewickelt ist. Durch die Wicklung des Supraleiters sind mehrere Wicklungsschichten ausgebildet, die in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Jede Wicklungsschicht ist so beschaffen, dass der zu schaltende Strom in Stromleiterabschnitten gegensinnig fließt, die in radialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist die Wicklung so ausgeführt, dass ein zu schaltender Strom auch in Leiterbahnabschnitten gegensinnig fließt, die in axialer Richtung in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sind.Such a current limiter unit is from the DE 197 20 397 A1 already known. The current limiter unit disclosed there has a rod-shaped support body extending in the axial direction, around which a wire-shaped superconductor in the form of a pre-insulated wire is wound. The winding of the superconductor forms a plurality of winding layers which are arranged adjacent to one another in the axial direction. Each winding layer is designed such that the current to be switched flows in opposite directions in current conductor sections which are arranged adjacent to one another in the radial direction. In addition, the winding is designed such that a current to be switched also flows in opposite directions in conductor track sections which are arranged in the axial direction in the immediate vicinity of one another.

Durch diese in radialer als auch in axialer Richtung bifilare Wicklung soll zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit ein induktivitätsarmer Aufbau erreicht werden.Through this in radial as well in the axial direction bifilar winding is intended to increase the switching speed a low inductance Construction can be achieved.

Der vorbekannten Strombegrenzereinheit haftet der Nachteil an, dass die eingesetzten drahtförmigen Supraleiter eine geringe Stromtragfähigkeit aufweisen und nur mittels aufwendiger und daher kostenträchtiger Herstellungsverfahren gefertigt werden können. Darüber hinaus erschwert die direkte Wicklung der vorisolierten Drähte aufeinander den Eintritt von flüssigem Kühlmittel zwischen die Wicklungen und somit die Kühlung des Supraleiters.The known current limiter unit is liable the disadvantage is that the wire-shaped superconductors used are low Have current carrying capacity and only by means of complex and therefore costly manufacturing processes can be manufactured. About that In addition, the direct winding of the pre-insulated wires on each other makes it difficult the entry of liquid coolant between the windings and thus the cooling of the superconductor.

Aus der DE 198 27 227 A1 ist eine Strombegrenzerplatte mit einem supraleitenden Leiter bekannt. Die dort offenbarte Strombegrenzerplatte weist ein aus einem Isolierstoff bestehendes Substrat zum Tragen eines Verbundleiters mit einer metalloxidischen Hochtemperatursupraleitschicht auf. Dabei erstreckt sich der Verbundleiter zwischen zwei Stromanschlüssen zum Anschluss an ein Energieverteilungsnetz. Die Strombegrenzerplatte weist ferner mehrere parallel zueinander angeordnete Leiterbahnabschnitte auf, durch die der zu begrenzende Strom gegensinnig fließt. Zur Ausbildung einer vollständigen Strombegrenzereinheit sind mehrere Strombegrenzerplatten elektrisch miteinander zu verbinden. Die vorbekannte Strombegrenzereinheit kann daher nur stückweise gefertigt werden, wodurch die Herstellungskosten beträchtlich erhöht sind.From the DE 198 27 227 A1 a current limiter plate with a superconducting conductor is known. The current limiter plate disclosed there has a substrate consisting of an insulating material for supporting a composite conductor with a metal oxide high-temperature superconductor layer. The interconnector extends between two power connections for connection to an energy distribution network. The current limiter plate also has a plurality of conductor track sections arranged parallel to one another, through which the current to be limited flows in opposite directions. To form a complete current limiter unit, several current limiter plates must be electrically connected to one another. The known current limiter unit can therefore only be manufactured in parts, whereby the manufacturing costs are considerably increased.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strombegrenzereinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, die kostengünstig ist, ein kontinuierliches Herstellungsverfahren ermöglicht und eine ausreichend hohe Stromtragfähigkeit aufweist, wobei eine ausreichende Kühlung durch ein flüssiges Kühlmittel bereitgestellt werden kann.The object of the invention is a To provide current limiter unit of the type mentioned at the outset, the inexpensive is a continuous manufacturing process and a sufficiently high current carrying capacity has sufficient cooling provided by a liquid coolant can be.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Leiter aus wenigstens einem flächigen Leiterband besteht, das von dem Tragkörper mit Abstand zu den benachbarten Windungen gehalten ist, so dass der Eintritt eines flüssigen Kühlmittels zwischen die Windungen ermöglicht ist.The invention solves this problem in that the conductor consists of at least one flat conductor strip, that of the supporting body is kept at a distance from the adjacent turns, so that the entry of a liquid refrigerant between the turns is.

Durch den Einsatz flächiger und bandförmiger Leiterstrukturen ist eine kontinuierliche Herstellung des Leiters ermöglicht. Bandförmige supraleitende Leiterstrukturen weisen ferner gegenüber drahtförmigen supraleitenden Strukturen eine um wenigstens eine Größenordnung verbesserte Stromtragfähigkeit auf, wodurch erfindungsgemäß höhere Ströme beispielsweise im Kurzschlussfall begrenzt werden können. Darüber hinaus werden die Leiter durch den Tragkörper mit Abstand zueinander gehalten. Die voneinander beabstandete Halterung ermöglichet den Eintritt eines flüssigen Kühlmediums zwischen die einzelnen Leiter und daher eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kühlung.By using flat and ribbon-shaped Ladder structures is a continuous production of the ladder allows. tape-like Superconducting conductor structures furthermore have a wire-like superconducting structure Structures a current carrying capacity improved by at least an order of magnitude on, whereby according to the invention higher currents, for example can be limited in the event of a short circuit. In addition, the ladder is through the supporting body kept at a distance from each other. The spaced bracket ermöglichet the entry of a liquid Coolant between the individual conductors and therefore an improved compared to the prior art Cooling.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es selbstverständlich möglich, auf der Supraleitschicht des Leiters eine Kommutierungsschicht aus Edelmetall und darüber hinaus eine weitere isolierende Schicht vorzusehen, die im Hinblick auf ihre Wärmeleitfähigkeit zweckmäßig ausgelegt ist. Die Bereitstellung einer ausreichend hohen Spannungsfestigkeit durch eine solche isolierende Schicht ist jedoch aufgrund der beabstandeten Anordnung der Leiterbahn zweitrangig geworden. Die Kommutierungsschicht stellt einen der Supraleitschicht parallel geschalteten Bypass bereit, der im Quenchfall des Supraleiters die Stromführung übernimmt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine kompakte beispielsweise mit flüssigem Stickstoff kühlbare Strombegrenzereinheit bereitgestellt, die eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist und aufgrund eines kon tinuierlichen Herstellungsverfahrens für die supraleitenden Leiter kostengünstig ist.Within the scope of the present invention it goes without saying possible, a commutation layer on the superconductor layer of the conductor Precious metal and above in addition to provide another insulating layer that is in view on their thermal conductivity appropriately designed is. The provision of a sufficiently high dielectric strength through however, such an insulating layer is due to the spaced Arrangement of the conductor track has become secondary. The commutation layer provides a bypass connected in parallel with the superconducting layer, which takes over the current flow in the case of quenching of the superconductor. According to the present invention a compact current limiter unit that can be cooled, for example, with liquid nitrogen is provided, which has a high current carrying capacity has and due to a continuous manufacturing process for the superconducting conductor inexpensive is.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird durch die bifilaren Leiterstruktur der nachteilige Einfluss von Magnetfeldern auf das Quenchverhalten der Supraleitschicht des Verbundleiters weitgehend vermieden. Die gegensinnige Stromrichtung erzeugt einander entgegengerichtete Magnetfelder, die sich in ihrer Wirkung gegenseitig neutralisieren und ein von dem erzeugten Magnetfeld unabhängiges Verhalten des Supraleitermaterials ermöglichen. Durch die spiralförmige Wicklung ist jedoch gleichzeitig eine kompakte Anordnung des Supraleitermaterials bereitgestellt.In the context of the present invention, the disadvantageous influence of magnetic fields on the quench behavior of the superconducting layer of the composite conductor is largely avoided by the bifilar conductor structure. The opposite direction of current generates opposing magnetic fields, which neutralize each other in their effect and a Ver independent of the generated magnetic field enable holding the superconductor material. Due to the spiral winding, however, a compact arrangement of the superconductor material is provided at the same time.

Vorteilhafterweise besteht der Leiter aus mehreren elektrisch parallel zueinander geschalteten Leiterbändern, die von dem Tragkörper mit Abstand zueinander gehalten sind, so dass der Eintritt eines flüssigen Kühlmittels zwischen die parallel geschalteten Leiterbänder ermöglicht ist. Durch die elektrische Parallelschaltung wird der Strom auf die einzelnen Bänder aufgeteilt und ist daher in jedem einzelnen Leiter geringer. In der Summe ist der maximal zulässige Stromfluss über die Strombegrenzereinheit somit erhöht, da der maximal zulässige Stromfluss, bei dessen Überschreiten irreversible Materialschäden im Leiter auftreten können, durch die materialabhängige Stromtragfähigkeit eines einzelnen Leiterbandes bestimmt ist. Im Rahmen dieser Weiterentwicklung werden daher die Anwendungsmöglichkeiten der Strombegrenzereinheiten durch die Stromverteilung auf die parallelen Leitungsbänder vergrößert. Die beabstandete Anordnung der einzelnen beispielsweise als Verbundleiter ausgestalteten Leiter ermöglicht darüber hinaus den Eintritt eines flüssigen Kühlmediums zur Erzeugung der notwendigen Kühlung der Verbundleiter.The conductor advantageously exists from several electrically connected conductor strips, which from the support body are kept at a distance from each other, so that the entry of a liquid coolant between the parallel connected conductor tapes is made possible. Through the electrical parallel connection the stream is divided into the individual bands and is therefore lower in every single conductor. The total is the maximum permissible Current flow over the current limiter unit thus increases because the maximum permissible current flow, when it is exceeded irreversible material damage in the Leaders can occur through the material-dependent ampacity of a single conductor strip is determined. As part of this further development are therefore the applications of the Current limiter units by distributing the current to the parallel ones conduction bands increased. The spaced arrangement of the individual, for example as a composite conductor designed ladder about that also the entry of a liquid cooling medium to generate the necessary cooling the network leader.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Weiterentwicklung erstrecken sich die Windungen in Schichten, die in einer axialen Richtung übereinander angeordnet sind, wobei ein zu begrenzender Strom in Windungen gegensinnig fließt, die in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung sind die in radialer Richtung zueinander benachbart angeordneten Leiter, die also in einer Ebene liegen, gleichsinnig von dem zu begrenzenden Strom durchflossen. In einer Ebene wird vorteilhafterweise der Strom von außen auf spiralförmigen Bahnen nach innen geführt, um in einem Mittenbereich in eine zweite Windungsebene geführt zu werden, die zu der ersten Windungsebene parallel angeordnet ist. In der zweiten Windungsebene fließt der Strom somit von innen nach außen. Die Leiter sind jedoch so geführt, dass ein gegensinniger Stromfluss in Windungen erfolgt, die in axialer Richtung einander am nächsten, also in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Auch bei dieser erfindungsgemäßen Weiterentwicklung werden somit einander entgegengerichtete Magnetfelder erzeugt, die sich gegenseitig neutralisieren und ein von den entstehenden Magnetfeldern unabhängiges Schaltverhalten der Supraleitschicht ermöglichen.With a further expedient further development extend the turns in layers that are in an axial Direction one above the other are arranged, with a current to be limited in turns in opposite directions flows, which are arranged adjacent to each other in the axial direction. According to this Advantageous further developments are the one another in the radial direction Adjacent conductors, which are in one plane, flowed through in the same direction by the current to be limited. In one level the current from the outside is advantageously on spiral tracks led inside, in order to be led into a second winding level in a central area, which is arranged parallel to the first winding plane. In the second winding level flows the current from the inside out. However, the leaders are so led that there is an opposite current flow in windings, that in axial Closest to each other, are arranged adjacent to each other in the axial direction. Even with this further development according to the invention opposing magnetic fields are thus generated neutralize each other and one of the emerging magnetic fields independent switching behavior enable the superconducting layer.

Zweckmäßigerweise weist der Tragkörper zwei parallel zueinander angeordnete Halteplatten auf, die zur Aufnahme der Leiterbänder vorgesehene Haltenuten aufweisen. Die Haltenuten sind zur Halterung der flächigen Leiterbänder in ihren Endbereichen vorgesehen. Der Mittenbereich der Leiterbänder, dessen Länge dem Abstand der Halteplatten entspricht, ist daher beidseitig freiliegend angeordnet, so dass ein flüssiges Kühlmittel, wie beispielsweise flüssiger Stickstoff, zwischen die Halteplatten und die Leiter eindringen kann. Ruf diese Weise ist eine verbesserte Kühlung bereitgestellt.The support body expediently has two holding plates arranged parallel to one another, for receiving the conductor tapes have intended holding grooves. The holding grooves are for mounting the flat Head bands provided in their end areas. The central area of the conductor tapes, the Length to Distance of the holding plates corresponds, is therefore exposed on both sides arranged so that a liquid Coolant, such as more fluid Nitrogen, between the holding plates and the conductors can. Improved cooling is provided in this way.

Vorteilhafterweise ist das Leiterband ein flexibles Leiterband. Die Herstellung eines solchen Leiterbandes ist beispielsweise in der DE 101 42 870.7 beschrieben.The conductor strip is advantageously a flexible conductor strip. The production of such a conductor strip is for example in the DE 101 42 870.7 described.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Tragkörper zwei parallel zueinander angeordnete Halteplatten auf, die mit zum Halten der Leiterbänder eingerichteten Haltestücken verbunden sind. Gemäß dieser Weiterentwicklung der Erfindung ist die Fertigung der Strombegrenzereinheit vereinfacht, da die flächigen Leiterbänder nicht mehr mit aller Sorgfalt in entsprechende Halteeinrichtungen der unhandlichen Halteplatte einzupassen sind. Vielmehr kann durch die Verwendung von Haltestücken, in die die Leiterbänder leicht einführbar sind, die Handbarkeit der Leiterstrukturen insofern verbessert werden, als die Haltestücke das maschinelle oder händische Greifen der Leiterbänder überflüssig machen. Die Haltestücke werden beispielsweise mit den lose in diese eingelegten Leiterbänder in Rastöffnungen der Halteplatten eingerückt. Anschließend kann durch einen zweckmäßigen Klemmdeckel des Haltestückes die endgültige Fixierung der Leiterbänder herbeigeführt werden.According to a preferred embodiment points the support body two holding plates arranged parallel to each other, which with the Holding the conductor tapes arranged holding pieces are connected. According to this Further development of the invention is the manufacture of the current limiter unit simplified because the flat Head bands no longer with care in appropriate holding devices the unwieldy mounting plate. Rather, by the use of holding pieces, into which the conductor tapes easy to insert are, the manageability of the ladder structures are improved in that the holding pieces mechanical or manual gripping make the conductor tapes redundant. The holding pieces are, for example, with the conductor strips loosely inserted into them latching openings of the holding plates indented. Subsequently can by a convenient clamp cover of the holding piece the final Fixing the conductor strips brought become.

Statt einer Rasttechnik kann im Rahmen der Erfindung auch ein anderes Befestigungsverfahren wie beispielsweise Verschrauben oder Kleben zur Anwendung gelangen.Instead of a latching technique can be in the frame the invention also another fastening method such as Screwing or gluing are used.

Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung sind die Haltestücke in Reihen zueinander angeordnet, deren Verlängerungen sich in einem gemeinsamen Mittelpunkt kreuzen. Dieser Mittelpunkt fällt vorteilhafterweise mit dem Mittelpunkt kreisförmig ausgestalteter Halteplatten zusammen. Im Rahmen der Erfindung sind beliebig viele Reihen aus Haltestücken verwendbar. Die zwischen ihnen bezüglich des Mittelpunktes aufgespannten Winkel variieren jedoch zweckmäßigerweise zwischen 5 und 45 Grad.According to a related Further development, the holding pieces are arranged in rows to each other, their extensions intersect at a common center. This center point advantageously falls with the center circular designed holding plates together. Are within the scope of the invention any number of rows of holding pieces can be used. The between to them regarding However, the angle spanned by the center point expediently vary between 5 and 45 degrees.

Die Erfindung löst die Aufgabe weiterhin durch eine Strombegrenzereinrichtung mit einem mit flüssigem Stickstoff gefüllten Kryostaten und wenigstens einer Strombegrenzereinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.The invention further solves the problem a current limiter device with a cryostat filled with liquid nitrogen and at least one current limiter unit according to one of the preceding Expectations.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Hierbei wird auf die Figuren der Zeichnungen Bezug genommen, wobei sich entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:Further expedient configurations and advantages the invention are the subject of the following description of Embodiments of the Invention. Reference is made here to the figures in the drawings, corresponding components are provided with the same reference numerals. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strombegrenzereinheit in einer Draufsicht und in einer schematischen Darstellung, 1 an embodiment of the current limiter unit according to the invention in one Top view and in a schematic representation,

2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Haltestücks, 2 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a holding piece,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strombegrenzereinheit in einer Draufsicht, 3 another embodiment of the current limiter unit according to the invention in a plan view,

4 eine Strombegrenzereinheit gemäß 3 in einer Seitenansicht, 4 a current limiter unit according to 3 in a side view,

5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strombegrenzereinrichtung und 5 an embodiment of a current limiter device according to the invention and

6 die Strombegrenzereinrichtung gemäß 5 in einer Draufsicht. 6 the current limiter device according to 5 in a top view.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strombegrenzereinheit 1 in einer Draufsicht. Zur Darstellung eines bifilaren Verlaufs eines Leiters 2 ist ein Tragkörper 3, der aus zwei parallel zueinander verlaufenden Platten besteht, die den Blick auf den Leiter 2 verstellen würden, nur schematisch angedeutet. 1 schematically shows an embodiment of the current limiter unit according to the invention 1 in a top view. To represent a bifilar course of a conductor 2 is a supporting body 3 , which consists of two parallel plates that face the conductor 2 would adjust, only indicated schematically.

Der Leiter 2 erstreckt sich spiralförmig zwischen zwei Stromanschlüssen 4, die zur Einbindung der Strombegrenzereinheit 1 beispielsweise in ein nicht gezeigtes Stromverteilernetz vorgesehen sind. Dabei wird der Leiter 2 durch in einer Reihe 5 angeordnete Haltestücke 6 an einer Halteplatte des Tragkörpers 3 befestigt und verläuft von dem in 1 links angeordneten Stromanschluss 4 von außen nach innen. Im Mittenbereich des Tragkörpers 3 sind nebeneinander zwei hohlzylindrische Wickelbolzen 7 angeordnet, um die der Leiter 2 S-förmig geführt ist, um anschließend spiralförmig von innen nach außen zu dem in 1 rechts angeordneten Stromanschluss 4 geführt zu werden. Aufgrund dieser Leiterstruktur werden in radialer Richtung benachbarte Windungen 8 von einem zu begrenzenden Strom gegensinnig durchlaufen, so dass sich die aufgrund der spiralförmigen Führung des Leiters 2 erzeugten Magnetfelder gegenseitig neutralisieren und das Schaltverhalten der Supraleitschicht von magnetischen Einflüssen weitgehend unabhängig ist.The leader 2 extends in a spiral between two power connections 4 used to integrate the current limiter unit 1 for example, are provided in a power distribution network, not shown. The leader 2 through in a row 5 arranged holding pieces 6 on a holding plate of the supporting body 3 attached and runs from the in 1 power connection on the left 4 from the outside to the inside. In the middle area of the supporting body 3 are two hollow cylindrical winding bolts next to each other 7 arranged around which the conductor 2 S-shaped, then to spiral from the inside out to the in 1 power connector on the right 4 to be led. Because of this conductor structure, there are adjacent turns in the radial direction 8th of a current to be limited in opposite directions, so that due to the spiral guidance of the conductor 2 neutralize the generated magnetic fields and the switching behavior of the superconducting layer is largely independent of magnetic influences.

2 zeigt das Haltestück 6 sowie den Leiter 2 in einer vergrößerten Ansicht. Es ist erkennbar, dass der Leiter 2 aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Leiterbändern 9 zu sammengesetzt ist, die elektrisch parallel geschaltet sind und deren Herstellung beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 101 42 870.7 beschrieben ist. Solche Leiterbänder 9 weisen beispielsweise ein flexibles texturiertes Trägerband auf, auf dem ein aus einer Supraleitschicht sowie einer Kommutierungsschicht bestehender Verbundleiter aufgebracht ist. Das hier gezeigte Haltestück 6 besteht aus einem Halteteil 10, in das Haltenuten 11 eingebracht sind, in die die Leiterbänder 9 eingeführt sind. Zum Verklemmen der Leiterbänder 9 in dem Halteteil 10 dient ein Klammerteil 12, das durch beliebige Fügeverfahren oder durch zweckmäßige nicht gezeigte Klemmmittel an dem Halteteil 10 befestigbar ist. An dem Haltestück 6 ist weiterhin ein nicht gezeigter Rastbolzen vorgesehen, mit dem das Haltestück 6 in Rastlöcher einrastbar ist, die in der in 1 nicht dargestellten Tragplatte vorgesehen sind. 2 shows the holding piece 6 as well as the leader 2 in an enlarged view. It can be seen that the leader 2 from several conductor strips running parallel to each other 9 is composed, which are electrically connected in parallel and whose production is described for example in German patent application 101 42 870.7. Such conductor tapes 9 have, for example, a flexible textured carrier tape on which a composite conductor consisting of a superconducting layer and a commutation layer is applied. The holding piece shown here 6 consists of a holding part 10 , in the holding grooves 11 are introduced into which the conductor strips 9 are introduced. For jamming the conductor strips 9 in the holding part 10 serves a bracket part 12 , by any joining method or by expedient clamping means, not shown, on the holding part 10 is attachable. On the holding piece 6 a locking bolt, not shown, is also provided, with which the holding piece 6 can be snapped into locking holes in the in 1 Support plate, not shown, are provided.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht gemäß 3. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft der Leiter 2 in spiralförmigen Windungen 8 vom oberen Stromanschluss 4 von außen nach innen, wird jedoch nicht in der gleichen Ebene zu dem unteren Stromanschluss 4 zurückgeführt, sondern über ein Koppelstück 13 in die Zeichenebene hinein zu einer weiteren Halteplatte, die parallel zur Halteplatte 3 angeordnet ist. 3 shows a further embodiment of the invention in a view according to 3 , The conductor also runs in this exemplary embodiment 2 in spiral turns 8th from the upper power connector 4 from the outside in, but will not be in the same plane as the lower power connector 4 returned, but via a coupling piece 13 into the drawing plane into another holding plate that is parallel to the holding plate 3 is arranged.

4 zeigt die Strombegrenzereinheit in einer Seitenansicht, in der die beiden parallel zueinander angeordneten Halteplatten 3 deutlich erkennbar sind. Wie bereits ausgeführt, wird der in der oberen Halteplatte 3 von außen nach innen geführte Strom über das Koppelstück 13 auf den Leiter 2 der unteren Halteplatte 3 geführt. Auf der unteren Halteplatte 3 erfolgt die Stromführung dann in spiralförmigen Win dungen 8 von innen nach außen zu einem in 4 figürlich nicht dargestellten Stromanschluss. Die spiralförmigen Windungen 8 liegen übereinander und sind in einer axialen Richtung zueinander versetzt, wobei der Strom durch axial benachbart zueinander angeordnete Windungen 8 gegensinnig geführt ist, so dass auch bei dieser bifilaren Leiterstruktur gegensinnige Magnetfelder erzeugt werden, die sich in ihrer Wirkung neutralisieren. 4 shows the current limiter unit in a side view, in which the two holding plates arranged parallel to each other 3 are clearly recognizable. As already stated, that is in the upper holding plate 3 current from outside to inside via the coupling piece 13 on the ladder 2 the lower holding plate 3 guided. On the lower holding plate 3 the current is then carried out in spiral-shaped windings 8th from the inside out to an in 4 power connection not shown in the figure. The spiral turns 8th lie one above the other and are offset from one another in an axial direction, the current flowing through turns arranged axially adjacent to one another 8th is guided in opposite directions, so that even with this bifilar conductor structure, opposite magnetic fields are generated, which neutralize each other in their effect.

5 zeigt eine Strombegrenzereinrichtung 14 mit einer Strombegrenzereinheit 1 gemäß 1. Die Strombegrenzereinrichtung 14 umfasst einen Kryostaten 15, der mit flüssigem Stickstoff LN₂ befällt ist. Im Betrieb ist die Strombegrenzereinheit 1 vollständig in den flüssigen Stickstoff eingetaucht, um die Supraleitschicht in den supraleitenden Zustand zu überführen. 5 shows a current limiter device 14 with a current limiter unit 1 according to 1 , The current limiter device 14 includes a cryostat 15 , which is infested with liquid nitrogen LN ₂ . The current limiter unit is in operation 1 completely immersed in the liquid nitrogen in order to convert the superconducting layer into the superconducting state.

In Energieverteilungsnetzen wird üblicherweise Drehstromtechnik eingesetzt. Für jede Phase des Drehstroms ist daher eine Strombegrenzereinheit 1 vorgesehen, wobei mit den Stromanschlüssen 4 elektrisch verbundene Anschlussleiter 16 über zweckmäßige Durchführungen 17 aus dem Kryostaten 15 hinausgeführt sind.Three-phase technology is usually used in power distribution networks. There is therefore a current limiter unit for each phase of the three-phase current 1 provided, with the power connections 4 electrically connected connection conductor 16 about appropriate implementations 17 from the cryostat 15 are led out.

6 zeigt die Strombegrenzereinrichtung 14 in einer Draufsicht, wobei erkennbar ist, dass die für jede Phase zwei und somit insgesamt sechs kreisförmig angeordnete Durchführungen 17 vorgesehen sind. 6 shows the current limiter device 14 in a plan view, wherein it can be seen that for each phase two and thus a total of six circularly arranged bushings 17 are provided.

Claims

Current limiter unit ( 1 ) for resistive limitation of an electrical current with at least one support body consisting of an insulating material ( 3 ) to hold a ladder ( 2 ), which has a superconducting layer, the conductor ( 2 ) between power connections ( 4 ) for supplying and discharging the current and turns ( 8th ) in the form of a bifilar ladder structure, so that in be neighboring turns ( 8th ) the current flows in opposite directions, characterized in that the conductor ( 2 ) from at least one flat conductor strip ( 9 ) consists of the supporting body ( 2 ) at a distance from the neighboring turns ( 8th ) is held so that the entry of a liquid coolant between the turns ( 8th ) is possible.

Current limiter unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the conductor ( 2 ) from several conductor strips connected in parallel to each other ( 9 ) consists of the support body ( 3 ) are kept at a distance from each other so that the entry of a liquid coolant between the parallel conductor strips ( 9 ) is possible.

Current limiter unit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the turns ( 8th ) extend in layers which are arranged one above the other in an axial direction, the current in turns ( 8th ) flows in opposite directions, which are arranged adjacent to each other in the axial direction.

Current limiter unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting body ( 3 ) has two holding plates arranged parallel to one another, which hold the conductor strips ( 9 ) have intended holding grooves.

Current limiter unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supporting body ( 3 ) has two holding plates arranged parallel to one another, which are used to hold the conductor strips ( 9 ) arranged holding pieces ( 6 ) are connected.

Current limiter unit ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the holding pieces ( 6 ) are arranged in rows, the extensions of which intersect at a common center.

Current limiter device ( 14 ) with a cryostat filled with liquid nitrogen ( 15 ) and at least one current limiter unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 6.