Введение
ГЛАВА 1. Анализ требований для исследования и разработки сверхпроводящих кабелей. постановка задач для исследований 20
1.1 Современные технические сверхпроводники 20
1.2 Сверхпроводящие кабели для магнитов ускорителей. Сопряженные задачи для моделирования параметров стабильности сверхпроводящих кабелей быстроциклирующих магнитов ускорителей 24
1.3 Кабели на основе высокотемпературных сверхпроводников. Сопряженные задачи для моделирования поведения высокотемпературных сверхпроводников и силовых кабелей на их основе при перегрузках током и аварийных режимах 35
1.4 Моделирование потерь в кабелях на основе ленточных высокотемпературных сверхпроводников второго поколения 45
1.5 Оптимизация сверхпроводящих кабелей 49
ГЛАВА 2. Моделирование электрофизических и теплофизических процессов в быстроциклирующих магнитах ускорителей для определения стабильности сверхпроводящих кабелей 51
2.1 Модель для определения температурного запаса сверхпроводящих кабелей для быстроциклирующих магнитов 52
2.2 Исследование динамических потерь в сверхпроводящей обмотке дипольного магнита и температурного запаса применяемых сверхпроводящих кабелей 60
2.3 Исследование динамических потерь в сверхпроводящей обмотке магнита и температурного запаса применяемых сверхпроводящих кабелей
2.4 Исследование динамических потерь в сверхпроводящих обмотках корректирующих магнитов и температурного запаса применяемых сверхпроводящих кабелей 88
ГЛАВА 3. Моделирование параметров стабильности сверхпроводящего кабеля для быстроциклирующего квадрупольного магнита 99
3.1 Численный анализ минимальной энергии перехода в нормальное состояние сверхпроводящего стренда в кабеле с промежуточным элементом между его слоями 100
3.2 Моделирование перехода в нормальное состояние и разработка системы защиты сверхпроводящих обмоток квадрупольных магнитов 118
3.3 Результаты испытаний сверхпроводящего квадрупольного магнита 124
ГЛАВА 4. Моделирование поведения силового кабеля на основе высокотемпературных сверхпроводников при коротком замыкании в сети 130
4.1. Математическая модель для расчета перераспределения токов между металлическими и сверхпроводящими элементами силового кабеля и их нагрева при коротком замыкании в сети 131
4.2 Моделирование короткого замыкания в силовом кабеле длиной 30 метров . 133
4.3 Моделирование короткого замыкания в силовом кабеле длиной 200 метров . 147
4.4Анализ результатов испытаний кабелей токами короткого замыкания 149
ГЛАВА 5. Моделирование теплофизических и электрофизических процессов при перегрузках током в ленточных высокотемпературных сверхпроводниках, охлаждаемых жидким азотом 151
5.1 Математическая модель для расчета нагрева высокотемпературных сверхпроводников и теплоотдачи от их поверхности в жидкий азот приперегрузках током с учетом размытого перехода сверхпроводника в нормальное
состояние и гистерезиса кипения жидкого азота 153
5.2 Результаты экспериментального и численного исследования изменения напряжения в ленточных высокотемпературных сверхпроводниках при перегрузках током 160
ГЛАВА 6. Моделирование гистерезисных потерь в силовых кабелях на основе ленточных высокотемпературных сверхпроводников второго поколения 173
6.1 Численная модель для исследования потерь в ленточных высокотемпературных сверхпроводниках второго поколения и кабелях на их основе 174
6.2 Моделирование профилей плотности тока в сверхпроводящем слое 182
6.3 Анализ потерь в ленточном высокотемпературном сверхпроводнике второго поколения 186
6.4 Экспериментальное исследование потерь в кабелях на основе ВТСП-лент второго поколения с двухповивным токонесущим элементом 193
6.5 Моделирование и исследование потерь в кабеле на основе ВТСП-лент второго поколения 195
ГЛАВА 7. Оптимизация конструкции силовых кабелей на основе ленточных высокотемпературных сверхпроводников 206
7.1 Моделирование многоповивного токонесущего элемента и экрана коаксиального кабеля методом конечных разностей 206
7.2 Моделирование многоповивного токонесущего элемента и экрана коаксиального кабеля методом конечных элементов 211
7.2 Оптимизация конструкции компактного коаксиального кабеля на основе высокотемпературных сверхпроводников с трехповивным токонесущим элементом и двухповивным экраном 219
7.3Моделирование и оптимизация конструкции трехфазного кабеля на основе высокотемпературных сверхпроводников для электроэнергетики 226
Выводы 230
Список литературы 235
