阅读说明：本技术 高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置及方法 (Device and method for testing critical current of high-temperature superconducting strip in spiral winding state ) 是由 张俊生 张午权 于 2020-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置及方法。该装置包括基体、固定平台一、固定平台二以及锁紧组件。基体包括同轴设置且依次连接成一个阶梯轴的定位段一、限位段一、缠绕段、限位段二以及定位段二。缠绕段的外壁上开设有节距不同的多条螺旋凹槽。其中至少一条螺旋凹槽沿着基体轴向的顺时针方向布置,剩余的螺旋凹槽沿着基体轴向的逆时针方向布置。固定平台一包括套接段一和平台段一,固定平台二包括套接段二和平台段二,锁紧组件包括锁紧件一和锁紧件二。本发明能够实现高温超导带材在不同螺旋节距下的临界电流测试功能,实现高温超导带材临界特性规律性的探索,为高温超导带材的应用推广提供可靠的实验测试方法。(The invention discloses a critical current testing device and method for a high-temperature superconducting tape in a spiral winding state. The device comprises a base body, a first fixing platform, a second fixing platform and a locking assembly. The base body comprises a first positioning section, a first limiting section, a winding section, a second limiting section and a second positioning section which are coaxially arranged and sequentially connected into a stepped shaft. The outer wall of the winding section is provided with a plurality of spiral grooves with different pitches. At least one of the spiral grooves is arranged along the clockwise direction of the axial direction of the base body, and the rest of the spiral grooves are arranged along the anticlockwise direction of the axial direction of the base body. The first fixing platform comprises a first sleeving section and a first platform section, the second fixing platform comprises a second sleeving section and a second platform section, and the locking assembly comprises a first locking part and a second locking part. The invention can realize the function of testing the critical current of the high-temperature superconducting tape under different spiral pitches, explore the regularity of the critical characteristics of the high-temperature superconducting tape and provide a reliable experimental test method for the application and popularization of the high-temperature superconducting tape.)

高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置及方法

技术领域

本发明涉及高温超导应用技术领域的一种电流测试装置，尤其涉及一种适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，还涉及该装置的适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试方法。

背景技术

自1911年超导现象被发现至今，超导材料的应用已经有了极大的发展。随着超导技术的发展，其在医疗、大型加速器、聚变装置和电力系统等领域有着极大的应用。相当于常规导体来说，超导材料大幅提高了导体和线圈的载流密度，降低了导体和线圈尺寸，且能够实现零电阻特性，在直流电传输过程中几乎没有电阻，不会产生焦耳热，极大地提高了电能的传输效率。

超导材料按照使用温区分为低温超导材料和高温超导材料。低温超导材料最典型的是NbTi和Nb₃Sn线材，超导转变温度分别在10K和18K，低温超导材料因为制作工艺日渐成熟，在实际应用领域已经迈出了一大步，在少数大型装置像加速器装置和聚变装置中应用较多。但由于其超导工作温区要求较高，需要在液氦温区4.2K下工作，而液氦的生产难度较高，价格相对昂贵。由低温超导材料绕制的线圈往往需要配备液氦低温制冷装置，高昂的制冷成本和严苛的低温环境要求已经成为限制低温超导材料发展的瓶颈。因此，对于高温超导材料的研究测试具有重要意义。

高温超导材料主要有铋系高温超导材料和钇系高温超导材料，最早进行应用的高温超导材料是铋系高温超导材料，制备工艺主要是粉末套管法和浸涂法，主要是Bi-2212和Bi-2223两种带材结构。然而，当超导材料应用到实际电气设备当中时，受实际工况的影响，存在各种应力、应变和复杂电磁环境的影响，这些影响因素会对超导材料的临界电流产生较大的影响，降低其传输能力，在某些恶劣环境下甚至会导致设备运行不稳定和失超。Bi系带材其各向异性表现明显，临界电流特性很容易受到外界磁场的影响。因此，二代钇系超导带材成为新的热门研究方向，主要以YBCO高温超导带材为代表。相对于Bi系高温超导带材，YBCO带材不仅各向异性弱，且具有更高的临界电流特性，尤其在直流电能传输方面的应用潜力巨大。

虽然YBCO高温超导带材相对于Bi系带材的性能已经有所提升，但各种应力应变因素对YBCO高温超导带材的临界电流特性仍然存在一定的影响，例如在YBCO带材绕制导体和线圈的过程中，必然会受到弯曲、扭转和螺旋工况下的应力应变。这种应力应变环境会使得YBCO带材的临界电流产生衰退，降低YBCO高温超导导体和线圈的载流能力，影响高温超导电力设备的稳定性、经济性和运行效率。然而实际应用过程中的应力应变影响无法避免，要想保证电力装置的运行稳定和防止失超的发生，必须掌握YBCO高温超导带材的临界电流特性。但是，现有的临界电流测试装置无法对YBCO高温超导带材进行准确测试，简单地进行缠绕而测试会使测试数据出现较大的误差，同时测试效率也比较低。

发明内容

为解决现有的测试装置对高温超导带材进行测试时误差大且效率低的技术问题，本发明提供一种高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置及方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其包括：

基体，其包括同轴设置且依次连接成一个阶梯轴的定位段一、限位段一、缠绕段、限位段二以及定位段二；所述限位段一的横截面呈正多边形，所述限位段二的横截面呈圆形；所述缠绕段的外壁上开设有节距不同的多条螺旋凹槽；其中至少一条螺旋凹槽沿着所述基体轴向的顺时针方向布置，剩余的至少一条螺旋凹槽沿着所述基体轴向的逆时针方向布置；所述螺旋凹槽的两端分别延伸至所述基体两端的端面上，多条螺旋凹槽同一端的底面位于同一个柱面一上，多条螺旋凹槽同另一端的底面位于同一个柱面二上；

固定平台一，其包括套接段一和平台段一；所述套接段一开设有与所述限位段一相适配的正多边形限位孔，并通过所述限位孔套装在所述限位段一上；所述平台段一与所述套接段一一体成型，所述平台段一设置在所述套接段一的外壁上且台面与所述柱面一相切；

固定平台二，其包括套接段二和平台段二；所述套接段二套接在所述限位段二上；所述平台段二与所述套接段二一体成型，所述平台段二设置在所述套接段二的外壁上且台面与所述柱面二相切；以及

锁紧组件，其包括至少一个锁紧件一和至少一个锁紧件二；所述锁紧件一安装在所述定位段一上，并用于将所述固定平台一与所述限位段一沿所述基体的轴向相对锁紧；所述锁紧件二安装在所述定位段二上，并用于将所述固定平台二与所述限位段二沿所述基体的轴向相对锁紧。

本发明通过将多条高温超导带材分别缠绕在多条螺旋凹槽中，多条螺旋凹槽由于节距都不同，这样可以满足不同螺旋节距的测试需求，而正旋和反旋两种缠绕方式可以有效降低高温超导带材之间的相互干涉，减少测试误差，提高临界电流测试的准确性。由于多条螺旋凹槽同一端的底面均位于同一个柱面上，这样在高温超导带材缠绕后，测试人员可以通过旋转固定平台二而使不同的螺旋凹槽的底面与平台段一的台面重合，可以实现高温超导带材由螺旋到平面的过渡，且在固定平台二周向旋转调整过程中始终保持这种重合特性，测试操作非常方便，进而能够提高测试效率，实现不同螺旋节距的测试要求，解决了现有的测试装置对高温超导带材进行测试时误差大且效率低的技术问题，得到了电流测试效率高，误差小，而且操作简便的技术效果。

作为上述方案的进一步改进，所述临界电流测试装置还包括：

分别与多条螺旋凹槽对应的不同节距的多条高温超导带材，每条高温超导带材缠绕在对应的螺旋凹槽中，其中一条高温超导带材的两端分别延伸出对应的螺旋凹槽并通过所述固定组件一和所述固定组件二分别固定在所述平台段一和所述平台段二上。

进一步地，所述临界电流测试装置还包括：

固定组件一，其包括固定框架一、压块一以及多个螺栓一；所述固定框架一具有分别位于所述平台段一相对两侧的固定部一和固定部二；所述压块一位于所述固定部一与所述平台段一之间，所述高温超导带材的其中一端位于所述压块一与所述平台段一之间；多个螺栓一均螺接在所述固定部一上，且插入端抵在所述压块一上，使所述压块一将所述高温超导带材的其中一端锁紧；

固定组件二，其包括固定框架二、压块二以及多个螺栓二；所述固定框架二具有分别位于所述平台段二相对两侧的固定部三和固定部四；所述压块二位于所述固定部三与所述平台段二之间，所述高温超导带材的其中另一端位于所述压块二与所述平台段二之间；多个螺栓二均螺接在所述固定部三上，且插入端抵在所述压块二上，使所述压块二将所述高温超导带材的其中另一端锁紧。

再进一步地，所述固定组件一还包括铟片保护层一，所述铟片保护层一设置在所述压块一与所述高温超导带材的其中一端之间；所述固定组件二还包括铟片保护层二，所述铟片保护层二设置在所述压块二与所述高温超导带材的其中另一端之间。

作为上述方案的进一步改进，所述平台段一上开设两个圆孔一，两个圆孔一分别位于所述平台段一靠近所述锁紧件一的一端上；所述平台段二上开设两个圆孔二，两个圆孔二分别位于所述平台段二靠近所述锁紧件二的一端上。

作为上述方案的进一步改进，所述锁紧件一螺纹套接在所述定位段一上，并能够旋转而抵在所述套接段一上，使所述固定平台一与所述基体的一端轴向锁紧；所述锁紧件二螺纹套接在所述定位段二上，并能够旋转而抵在所述套接段二上，使所述固定平台二与所述基体的另一端轴向锁紧。

进一步地，所述基体为由玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成的基体，所述高温超导带材为由钇钡铜氧材料制成的高温超导带材。

作为上述方案的进一步改进，所述定位段一、所述限位段一、所述缠绕段、所述限位段二以及所述定位段二均一体成型；所述限位段一的横截面呈正方形，且所述正方形的边长等于所述定位段一的横截面的直径；所述缠绕段呈圆柱形，且直径大于所述边长和所述限位段二的直径，所述限位段二的直径大于所述定位段二的直径。

进一步地，所述固定平台一与所述固定平台二均为无氧铜材料制成的平台，所述固定框架一和所述固定框架二均为不锈钢材料制成的框架，所述压块一和所述压块二均为由玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成的压块。

本发明还提供一种适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试方法，其应用于上述任意所述的适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置中，其包括以下步骤：

分别将多条高温超导带材缠绕在多条螺旋凹槽中，使所述高温超导带材的两端分别延伸出对应的螺旋凹槽；

将所述高温超导带材放置在对应节距的螺旋凹槽中，所述限位段一横截面为正方形，使所述固定平台一能周向90度旋转调整，并使所述固定平台一的台面与对应节距的螺旋凹槽的底面重合，且所述高温超导带材一端通过所述固定组件一固定在所述平台段一上；

旋转所述固定平台二，使所述固定平台二的台面与不同节距的螺旋凹槽的底面重合，并将多条高温超导带材分别固定在所述平台段二上，实现所述高温超导带材的不同螺旋节距缠绕；

将所述高温超导带材的两端分别放置在所述平台段一和所述平台段二上，并在上层设置铟片保护层，再设置环氧板压块，将多个螺栓螺接在分别位于所述平台段一和所述平台段二上方的两个固定框架上且插入端抵在所述环氧板压块上，实现将所述高温超导带材固定在所述平台段一和所述平台段二上；

向所述平台段一和所述平台段二两者中的一者接入电流，使所述电流通过不同螺旋节距的高温超导带材而从另一者中流出以形成电流回路，接入电流通过电流引线连接所述平台段一或所述平台二上开设的其中一个圆孔，所述圆孔的选择基于所述高温超导带材在所述平台段一或所述平台段二上的位置是左侧还是右侧而压紧固定，并就近选择相应的一个圆孔，最终实现临界电流测试。

相较于现有的测试装置，本发明的高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置及方法具有以下有益效果：

1、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其基体的各段连接成为阶梯轴，固定平台一和固定平台二分别设置在基体的两端上，形成电流测试的接入端口，并且通过锁紧组件将固定平台一、固定平台二与基体相固定，使测试装置成为整体结构，以便于对装置进行操作。该装置的基体上的多条螺旋凹槽可供多条高温超导带材缠绕，而由于这些高温超导带材的节距不同，这样可以模拟带材在绕制导体和线圈的过程中必然会受到弯曲、扭转和螺旋工况下的应力应变的情况，满足不同螺旋节距的测试需求，而正旋和反旋两种缠绕方式可以有效降低高温超导带材之间的相互干涉，减少测试误差，提高临界电流测试的准确性。由于多条螺旋凹槽同一端的底面均位于同一个柱面上，这样在高温超导带材缠绕后，测试人员可以通过旋转固定平台一和固定平台二而使不同的螺旋凹槽的底面与平台段一和平台段二的台面重合，可以实现高温超导带材由螺旋到平面的过渡，且在固定平台二周向旋转调整过程中始终保持这种重合特性，测试操作非常方便，进而能够提高测试效率，实现不同螺旋节距的测试要求，实现高温超导带材临界特性规律性的探索，为高温超导带材的应用推广提供可靠的实验测试方法。

2、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其基体可以采用玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成，能够形成有效绝缘的同时确保输入电流通过高温超导带材形成回路。固定平台采用无氧铜材料，实现电流通过无氧铜将电流传递到高温超导带材上形成回路，电阻小，可以减少对测试的影响，提高临界电流测试精度。

3、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其锁紧组件的锁紧件一和锁紧件二通过螺接的方式对纤维段一和限位段二进行限位，这样就可以轻松对固定平台一和固定平台二的位置进行调节，在需要更改螺旋节距时只需要将锁紧件松开即可实现对固定平台的旋转，测试更加方便快捷。

4、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其固定组件的螺栓能够通过螺接的方式压在压块上，压块进而能够将高温超导带材限位在压块与固定平台之间，从而实现对高温超导带材端部的固定，方便后续将电流通过固定平台而传输至高温超导带材中。在高温超导带材和压块中间设置能够对高温超导带材进行保护的铟片保护层，在实现压紧的同时保护高温超导带材不受损伤，避免对测试产品造成破坏，提高测试的准确性。

5、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其固定平台的平台段上开设两个圆孔，这样根据带材的螺旋方向确定较近的孔作为电流引线接入位置，实现基体的两端电流引线的接入，并通过固定平台将电流传递到高温超导带材上形成回路，同时无氧铜材料的低电阻率可以有效降低焦耳热，保证电流传递的可靠性。

6、适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试方法，其有益效果与上述适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置的有益效果相同，在此不再做赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1的适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置的结构示意图。

图2为图1中的电流测试装置的基体的示意图。

图3为图2中基体的起始端横截面凹槽均布和短轴示意图。

图4为图2中的基体终止端横截面凹槽分布和短轴示意图。

图5为图1中的电流测试装置的固定平台装配在基体两端且带材镶嵌在凹槽中的示意图。

图6为图1中的电流测试装置的固定平台上平面与G10基体端面凹槽底面重合示意图。

图7为图1中的电流测试装置的固定框固定带材接头的示意图。

符号说明：

1 基体 14 限位段二

2 高温超导带材 15 定位段二

3 固定平台一 16 套接段一

4 固定平台二 17 平台段一

5 锁紧件一 18 套接段二

6 锁紧件二 19 平台段二

7 铟片保护层一 20 固定框架二

8 压块一 21 压块二

9 螺栓一 22 螺栓二

10 固定框架一 23 铟片保护层二

11 定位段一 24 圆孔一

12 限位段一 25 圆孔二

13 缠绕段 26 螺旋凹槽

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1-7，本实施例提供了一种适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，该装置用于对高温超导带材2在螺旋缠绕应力应变下的临界电流特性进行测试，对于高温超导带材2在超导电力装置中的安全应用具有十分重要的意义。该临界电流测试装置包括基体1、固定平台一3、固定平台二4以及锁紧组件，还可包括多条高温超导带材2、固定组件一和固定组件二。其中，固定平台一3和固定平台二4在本实施例中采用相同的固定平台，而在其他实施例中，这两个平台可以不同。同样，固定组件一和固定组件二也采用相同的固定组件。

请继续参阅图2、图3以及图4，基体1包括定位段一11、限位段一12、缠绕段13、限位段二14以及定位段二15，定位段一11、限位段一12、缠绕段13、限位段二14以及定位段二15同轴设置，而且依次连接成一个阶梯轴。其中，限位段一12的横截面呈正多边形，在本实施例中，其横截面呈正方形，而在其他实施例中，该正多边形可以为正三角形、正五边形、正六边形等，边数越多，可调节节距的数量就越多，高温超导带材2的条数也就越多。限位段二14的横截面呈圆形，其与限位段一12对称设置。缠绕段13的外壁上开设有节距不同的多条螺旋凹槽26，螺旋凹槽26的宽度与高温超导带材2的宽度相同，深度可以大于高温超导带材2的厚度，也可以与高温超导带材2的厚度相同，还可以小于高温超导带材2的厚度。其中至少一条螺旋凹槽26沿着基体1轴向的顺时针方向布置，剩余的至少一条螺旋凹槽26沿着基体1轴向的逆时针方向布置。螺旋凹槽26的两端分别延伸至基体1两端的端面上，多条螺旋凹槽26同一端的底面位于同一个柱面一上，多条螺旋凹槽26同另一端的底面位于同一个柱面二上。

在本实施例中，定位段一11、限位段一12、缠绕段13、限位段二14以及定位段二15均一体成型，即基体1为由玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成的基体，即为G10基体。这些段其实就是一个阶梯轴结构的各个部分，按照内径的不同进行划分。其中，正方形的边长等于定位段一11的横截面的直径。缠绕段13呈圆柱形，而且直径大于边长和限位段二14的直径，限位段二14的直径大于定位段二15的直径。缠绕段13的长度最长，而其他段的长度会远远小于缠绕段13的长度，具体的长度大小和长度比例可以根据实际的测试需要进行确定，根据需要测试的高温超导带材2的长度而确定缠绕段13的长度大小。

不同节距的多条高温超导带材2分别与多条螺旋凹槽26对应，每条高温超导带材2缠绕在对应的螺旋凹槽26中，其中一条高温超导带材2的两端分别延伸出对应的螺旋凹槽26并通过固定组件一和固定组件二分别固定在平台段一17和平台段二19上。这些螺旋凹槽26可供多条高温超导带材2缠绕以对这些高温超导带材2进行测试，而高温超导带材2则可以为由钇钡铜氧材料制成的高温超导带材，即YBCO高温超导带材。这些高温超导带材2根据对应螺旋凹槽26的螺旋方向的不同，可以分为两组，其中一组高温超导带材2的螺旋方向为正旋，其中另一组高温超导带材2的螺旋方向就为反旋。在测试人员进行测试时，其可以将高温超导带材2到对应的螺旋凹槽26中，而高温超导带材2在通过电流时，由于G10基体的绝缘性，可以使得电流有效地通过高温超导带材2，同时不同螺旋方向的设计可以有效降低螺旋凹槽26相交干涉部分的长度。

固定平台一3包括套接段一16和平台段一17，在本实施例中，套接段一16和平台段一17一体成型，平台段一17设置在套接段一16的外壁上。固定平台一3为无氧铜材料制成的固定平台。套接段一16开设有与限位段一12相适配的正多边形限位孔，并通过限位孔套装在限位段一12上。在本实施例中，限位孔呈正方形，而在其他实施例中，其可以为其他的正多边形孔，与限位段一12的横截面的边数相同。平台段一17固定在套接段一16的外壁上，而且台面与柱面一相切。在本实施例中，平台段一17上开设两个圆孔一24，两个圆孔一24分别位于平台段一17靠近锁紧件一5的一端上。这样根据带材的螺旋方向确定较近的孔作为电流引线接入/出位置，实现基体1的两端电流引线的接入/出，并通过固定平台将电流传递到高温超导带材2上形成回路，同时无氧铜材料的低电阻率可以有效降低焦耳热，保证电流传递的可靠性。

在本实施例中，为了方便说明，螺旋凹槽26的数量为四条，其中两条螺旋凹槽26的旋转方向为正旋，另外两条的旋转方向为反旋，并且这四条螺旋凹槽26位于基体1端面的切口尽量分散开，即在起始端横截面保持周向均布，并且分别位于一个正方形的四个顶点处，这就与正方形的限位段一12的横截面相对应。因此，在一些实施例中，可以这样安排，当螺旋凹槽26的数量为三条时，限位段一12的横截面呈正三角形，当螺旋凹槽26的数量为五条时，限位段一12的横截面呈正五边形，即正多边形的边数与螺旋凹槽26的数量相等。定义正n边形对应螺旋凹槽26的数量也为n，那么套接段一16取出后单向旋转的最小角度为360/n度，每旋转最小角度，就会出现一条螺旋凹槽26的端部切向该平台段一17的平面上，进而能够方便定位安装。

固定平台二4包括套接段二18和平台段二19，在本实施例中，套接段二18和平台段二19一体成型，平台段二19设置在套接段二18的外壁上。固定平台二4为无氧铜材料制成的固定平台。套接段二18套接在限位段二14上。平台段二19固定在套接段二18的外壁上，而且台面与柱面二相切。在本实施例中，平台段二19上开设两个圆孔二25，两个圆孔二25分别位于平台段二19靠近锁紧件二6的一端上。这样根据带材的螺旋方向确定较近的孔作为电流引线接出/入位置，实现基体1的两端电流引线的接出/入，并通过固定平台将电流传递到高温超导带材2上形成回路，同时无氧铜材料的低电阻率可以有效降低焦耳热，保证电流传递的可靠性。

锁紧组件包括锁紧件一5和锁紧件二6，锁紧件一5和锁紧件二6的数量均至少为一个，而在本实施例中，锁紧件一5和锁紧件二6的数量相同，而且均为一个。锁紧件一5安装在定位段一11上，并用于将固定平台一3与限位段一12沿基体1的轴向相对锁紧。锁紧件二6安装在定位段二15上，并用于将固定平台二4与限位段二14沿基体1的轴向相对锁紧。在本实施例中，锁紧件一5螺纹套接在定位段一11上，并能够旋转而抵在套接段一16上，使套固定平台一3与基体1的一端轴向锁紧。锁紧件二6螺纹套接在定位段二15上，并能够旋转而抵在套接段二18上，使固定平台二4与基体1的另一端轴向锁紧。这样，在需要锁紧套接段一16与限位段一12时，只需要旋转锁紧件就可以实现对套接段的锁紧功能，从而使平台段相对基体1不发生旋转。

请继续参阅图7，固定组件一包括固定框架一10、压块一8以及多个螺栓一9，在本实施例中，还可以包括铟片保护层一7。固定框架一10具有分别位于平台段一17相对两侧的固定部一和固定部二，在本实施例中，该固定框架一10为不锈钢材料制成的框架。压块一8位于固定部一与平台段一17之间，其为由玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成的压块。高温超导带材2的其中一端位于压块一8与平台段一17之间。多个螺栓一9均螺接在固定部一上，而且插入端抵在压块一8上，使压块一8将高温超导带材2的其中一端锁紧。铟片保护层一7设置在压块一8与高温超导带材2的其中一端之间，可以起到缓冲的作用，对高温超导带材2进行保护。

固定组件二包括固定框架二20、压块二21以及多个螺栓二22，还可以包括铟片保护层二23。固定框架二20具有分别位于平台段二19相对两侧的固定部三和固定部四，在本实施例中，该固定框架二20为不锈钢材料制成的框架。压块二21位于固定部三与平台段二19之间，其为由玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成的压块。高温超导带材2的其中另一端位于压块二21与平台段二19之间。多个螺栓二22均螺接在固定部三上，而且插入端抵在压块二21上，使压块二21将高温超导带材2的其中另一端锁紧。铟片保护层二23设置在压块二21与高温超导带材2的其中另一端之间，对高温超导带材2起到缓冲的作用，起到保护测试对象的作用。

综上所述，相较于现有的测试装置，本实施例的高温超导带材2的临界电流测试装置具有以下优点：

1、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其基体1的各段连接成为阶梯轴，固定平台一3和固定平台二4分别设置在基体1的两端上，形成电流测试的接入端口，并且通过锁紧组件将固定平台一3、固定平台二4与基体1相固定，使测试装置成为整体结构，以便于对装置进行操作。该装置的基体1上的多条螺旋凹槽26可供多条高温超导带材2缠绕，而由于这些高温超导带材2的节距不同，这样可以模拟带材在绕制导体和线圈的过程中必然会受到弯曲、扭转和螺旋工况下的应力应变的情况，满足不同螺旋节距的测试需求，而正旋和反旋两种缠绕方式可以有效降低高温超导带材2之间的相互干涉，减少测试误差，提高临界电流测试的准确性。由于多条螺旋凹槽26同一端的底面均位于同一个柱面上，这样在高温超导带材2缠绕后，测试人员可以通过旋转固定平台一3和固定平台二4而使不同的螺旋凹槽26的两端底面分别与平台段一17和平台段二19的台面重合，可以实现高温超导带材2由螺旋到平面的过渡，且在固定平台二4周向旋转调整过程中始终保持这种重合特性，测试操作非常方便，进而能够提高测试效率，实现不同螺旋节距的测试要求，实现高温超导带材2临界特性规律性的探索，为高温超导带材2的应用推广提供可靠的实验测试方法。

2、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其基体1可以采用玻璃纤维与环氧树脂复合材料制成，能够形成有效绝缘的同时确保输入电流通过高温超导带材2形成回路。固定平台采用无氧铜材料，实现电流通过无氧铜将电流传递到高温超导带材2上形成回路，电阻小，可以减少对测试的影响，提高临界电流测试精度。

3、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其锁紧组件的锁紧件一5和锁紧件二6通过螺接的方式对纤维段一和限位段二14进行限位，这样就可以轻松对固定平台一3和固定平台二4的位置进行调节，在需要更改螺旋节距时只需要将锁紧件松开即可实现对固定平台的旋转，测试更加方便快捷。

4、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其固定组件的螺栓能够通过螺接的方式压在压块上，压块进而能够将高温超导带材2限位在压块与固定平台之间，从而实现对高温超导带材2端部的固定，方便后续将电流通过固定平台而传输至高温超导带材2中。在高温超导带材2和压块中间设置能够对高温超导带材2进行保护的铟片保护层，在实现压紧的同时保护高温超导带材2不受损伤，避免对测试产品造成破坏，提高测试的准确性。

5、该适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，其固定平台的平台段上开设两个圆孔，这样根据带材的螺旋方向确定较近的孔作为电流引线接入位置，实现基体1的两端电流引线的接入，并通过固定平台将电流传递到高温超导带材2上形成回路，同时无氧铜材料的低电阻率可以有效降低焦耳热，保证电流传递的可靠性。

实施例2

本实施例提供了一种适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，该装置与实施例1的相似，区别在于本实施例中的装置不包括高温超导带材2，而该高温超导带材2仅仅作为测试对象而存在。对于不同的高温超导带材2，本实施例的测试装置都可以对其进行测试，而且由于测试装置不设有高温超导带材2，可以减少装置的制造成本，同时便于对各种高温超导带材2进行测试，扩大测试的适用范围。

实施例3

本实施例提供了一种临界电流测试系统，该系统包括实施例1或2中的适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置，还包括电流计量装置、电流发生装置。电流发生装置用于产生电流，该装置提供正负接线端，正负接线端通过线缆与固定平台一3和固定平台二4相连，将测试电流输出至高温超导带材2的两端，从而可以对各种临界电流进行测试。电流计量装置则可以计量电流大小，可便于测试人员及时查看高温超导带材2的电流大小，便于记录和统计临界电流数据。

实施例4

本实施例提供了一种适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试方法，该方法应用在实施例1或2中的适用于高温超导带材螺旋缠绕状态下的临界电流测试装置中。其中，该测试方法包括以下这些步骤。

1、分别将多条高温超导带材2缠绕在多条螺旋凹槽26中，使高温超导带材2的两端分别延伸出对应的螺旋凹槽26。

2、将高温超导带材2的一端固定在平台段一17上。其中，将所述高温超导带材2放置在对应节距的螺旋凹槽16中，由于限位段一12的横截面为正方形，使固定平台一3能周向90度旋转调整，并使固定平台一3的台面与对应节距的螺旋凹槽26的底面重合，且高温超导带材2的一端通过固定组件一固定在平台段一17上。

3、旋转固定平台二4，使固定平台二4的台面与不同节距的螺旋凹槽26的底面重合，并将多条高温超导带材2分别固定在不同的平台段二19上，实现所述高温超导带材2的不同螺旋节距缠绕。

4、将高温超导带材2的两端分别放置在平台段一17和平台段二19上，并在上层设置铟片保护层，再设置环氧板压块，将多个螺栓螺接在分别位于平台段一17和平台段二19上方的两个固定框架上且插入端抵在所述环氧板压块上，实现将高温超导带材2固定在平台段一17和平台段二10上。

5、向平台段一17和平台段二19两者中的一者接入电流，使所述电流通过不同螺旋节距的高温超导带材2而从另一者中流出以形成电流回路，接入电流通过电流引线连接平台段一17或所述平台二19上开设的其中一个圆孔，圆孔的选择基于高温超导带材2在平台段一17或平台段二19上的位置是左侧还是右侧而压紧固定，并就近选择相应的一个圆孔，最终实现临界电流测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。