超导线圈整体失超保护检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-18  

超导线圈整体失超保护检测是保障超导系统安全运行的核心环节,主要针对失超信号特征、保护电路响应、温度分布特性及能量吸收能力等关键参数进行精准测量,确保超导线圈在失超发生时能快速触发保护机制,防止器件损坏或系统故障。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

失超信号触发阈值:检测超导线圈失超初始阶段的最小电压/电流变化量,确保保护系统能识别早期失超信号,参数如电压阈值≤10mV,电流变化率≥0.5A/ms,信号信噪比≥40dB。

保护电路响应时间:测量从失超信号产生到保护电路切断电源或接入保护电阻的时间,参数如响应时间≤100μs,时间测量精度1ns。

温度分布均匀性:通过分布式温度传感器监测失超时超导线圈内部温度场的空间分布,参数如温度测量精度0.5K,空间分辨率≤5mm,温度测量范围4~300K。

失超传播速度:计算失超区域在超导线圈中的扩展速度,评估失超对线圈的影响范围,参数如传播速度测量范围0.1~10m/s,测量精度5%,速度分辨率0.01m/s。

淬灭能量吸收能力:测试超导线圈吸收失超过程中释放能量的能力,防止能量过大导致线圈烧毁,参数如能量吸收容量≥100kJ,能量测量误差≤3%,能量密度≥10kJ/kg。

保护电阻匹配度:验证保护电阻与超导线圈的阻抗匹配情况,确保保护电路能有效分流,参数如阻抗匹配误差≤2%,保护电阻功率容量≥500W,温度系数≤100ppm/℃。

信号传输延迟:测量失超信号从超导线圈到保护电路的传输时间,避免延迟导致保护动作滞后,参数如延迟时间≤10μs,延迟测量精度0.1ns,信号衰减≤0.5dB。

温度触发灵敏度:检测温度传感器对失超初始温度变化的响应能力,参数如温度灵敏度≥0.1K,响应时间≤50μs,温度分辨率0.01K。

过电流保护阈值:确定保护电路触发过电流保护的最小电流值,防止过电流损坏线圈,参数如电流阈值设置范围10~1000A,阈值精度1%,过电流耐受时间≥10ms。

反向电压抑制能力:测试保护电路对失超过程中产生的反向电压的抑制效果,参数如反向电压抑制比≥60dB,最大耐受反向电压≥1000V,电压测量精度0.5%。

多通道信号同步性:检查多个失超监测通道(如电压、电流、温度)的信号同步性能,参数如通道间同步误差≤1μs,采样率≥10MHz,同步精度0.1μs。

失超恢复特性:测量超导线圈失超后恢复超导状态所需的时间和条件,参数如恢复时间≤30min,恢复温度≤77K,电阻恢复率≥99%。

检测范围

高温超导线圈:用于磁共振成像(MRI)、粒子加速器、超导储能系统(SMES)等设备的高温超导(HTS)线圈,如钇钡铜氧(YBCO)线圈。

低温超导线圈:应用于核聚变装置(如托卡马克)、超导磁悬浮列车、超导电机等的低温超导(LTS)线圈,如铌钛(NbTi)、铌三锡(Nb3Sn)线圈。

超导磁体组件:科研院所、医院使用的超导磁体,如超导量子干涉仪(SQUID)磁体、高场核磁共振(NMR)磁体的线圈部分。

超导输电电缆:高压超导输电线路中的超导线圈,用于远距离电力传输,如高温超导电缆的导体线圈。

超导限流器:电力系统短路保护用超导限流器,其核心超导线圈需检测失超保护性能,防止短路电流损坏设备。

超导滤波器:通信系统中用于信号滤波的超导滤波器,其超导线圈失超会影响信号质量,需检测保护机制。

超导电机:新能源汽车、大型发电机用超导电机,其线圈失超会导致电机失效,需检测保护响应。

超导磁悬浮列车:磁悬浮列车的超导悬浮线圈,失超会影响悬浮稳定性,需检测保护系统。

超导感应加热设备:工业加热用超导感应加热线圈,失超会导致加热效率下降,需检测保护性能。

超导科研装置:实验室用超导实验线圈,如小型超导磁体、超导材料测试线圈,需检测失超保护以保障实验安全。

超导储能电池:用于电网调峰的超导储能电池,其超导线圈失超会影响储能效率,需检测保护性能。

超导粒子探测器:高能物理实验中的超导粒子探测器,其线圈失超会影响探测精度,需检测保护机制。

检测标准

IEC61788-14:2017超导器件第14部分:超导线圈失超保护试验方法

GB/T35153-2017高温超导线圈失超保护性能测试规范

ASTMF2374-19超导磁体失超信号监测标准方法

IEC60076-11:2015电力变压器第11部分:超导变压器失超保护要求

GB/T20014.12-2019超导材料试验方法第12部分:失超传播特性测量

ISO21709:2020超导线圈失超保护电路性能评估标准

IEEEStd1713-2018超导电力设备失超保护导则

GB/T19409-2013超导磁体失超保护系统技术条件

IEC62128-2:2021超导应用第2部分:失超保护系统测试

ASTMF3417-21低温超导线圈失超恢复性能测试方法

GB/T39856-2021超导线圈失超保护电路设计规范

IEC60470:2018超导设备失超保护用传感器技术要求

检测仪器

超导线圈失超信号分析仪:用于采集失超初始阶段的电压、电流信号,分析其幅值、频率等特征,参数如采样率≥1GHz,电压测量范围10V,电流测量范围100A,分辨率16位。

保护电路响应时间测试仪:通过输入模拟失超信号,测量保护电路从接收到信号到动作的时间,参数如时间分辨率≤1ns,响应时间测量范围1ns~1ms,精度0.5ns。

超导温度分布监测系统:采用光纤光栅(FBG)传感器阵列,实时监测失超时线圈内部温度分布,参数如温度测量精度0.1K,空间分辨率≤2mm,通道数≥64,数据更新率≥1kHz。

失超传播速度测试仪:利用高速电压传感器阵列采集失超区域的电压变化,计算传播速度,参数如传播速度测量范围0.01~100m/s,精度2%,速度分辨率0.001m/s。

保护电阻阻抗分析仪:测试保护电阻的阻抗值随频率的变化特性,确保与线圈阻抗匹配,参数如阻抗测量范围1mΩ~10kΩ,频率范围1Hz~1MHz,精度0.5%,温度补偿范围-40~85℃。

信号传输延迟测试仪:测量失超信号从线圈到保护电路的传输时间,评估信号传输效率,参数如延迟时间测量范围1ns~10μs,精度0.1ns,信号带宽≥1GHz。

超导线圈淬灭能量测试仪:通过测量失超过程中的电压、电流变化,计算释放的能量及线圈吸收能力,参数如能量测量范围1J~1000kJ,精度1%,能量分辨率0.1J。

保护电路过电流模拟器:模拟超导线圈失超时的过电流信号,测试保护电路的耐受能力,参数如电流输出范围0~1000A,上升时间≤1μs,电流稳定性0.1%。

反向电压抑制测试仪:向保护电路输入反向电压信号,测量其抑制比,参数如反向电压输出范围0~1000V,抑制比测量范围0~80dB,精度1dB,电压分辨率1mV。

多通道信号同步测试仪:同步采集多个失超监测通道的信号,计算通道间的同步误差,参数如同步误差测量范围0~100ns,通道数≥8,精度1ns,采样率≥500MHz。

超导线圈电阻恢复测试仪:测量失超后线圈电阻随温度的变化,评估恢复性能,参数如电阻测量范围1mΩ~100Ω,温度测量范围4~300K,电阻精度0.1%,温度精度0.2K。

保护电路耐压测试仪:测试保护电路对失超过程中高电压的耐受能力,参数如电压输出范围0~5000V,耐压时间设置范围1ms~10s,漏电流测量范围1μA~100mA,精度1%。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院