Cerca nel sito per parola chiave

rapporti - Deliverable

Problematiche dielettriche di interesse realizzativo per dispositivi SAT

rapporti - Deliverable

Problematiche dielettriche di interesse realizzativo per dispositivi SAT

Per il funzionamento dei dispositivi a superconduttore è necessario che la temperatura venga abbassata a livelli criogenici. Questo aspetto comporta l’insorgere di diverse problematiche che differenziano tali dispositivi dai dispositivi tradizionali e l’isolamento dielettrico ne è sicuramente un importante esempio. Questo rapporto prende in esame alcune delle particolarità che caratterizzano il progetto dell’isolamento dielettrico criogenico con una particolare attenzione per i dispositivi SFCL (Superconducting Fault Current Limiters).

Per un corretto funzionamento dei dispositivi a superconduttore è fondamentale eseguire un accurato progetto dell’isolamento dielettrico. Le tecniche comunemente utilizzate per i dispositivi tradizionali possono non essere efficaci per i dispositivi a superconduttore, poiché i nastri superconduttori hanno bisogno di essere raffreddati a temperatura criogenica. Uno dei primi aspetti da considerare è la scelta dei materiali: i materiali isolanti che funzionano bene a temperatura ambiente potrebbero non essere per nulla adatti all’ambiente criogenico. Un secondo aspetto da considerare è che il raffreddamento stesso può avvenire secondo diverse modalità, di cui una delle più comuni consiste nell’immersione degli avvolgimenti del dispositivo in un bagno di liquido criogenico (tipicamente azoto liquido). Il liquido criogenico stesso, quindi, insieme all’isolante criogenico solido del nastro superconduttore, costituisce un sistema di isolamento composito solido-liquido con caratteristiche proprie che devono essere studiate nelle varie condizioni di funzionamento: in condizioni normali, quando i pochi ingressi termici comportano la produzione di un numero limitato di bolle nel bagno; in condizioni di quench, quando la transizione del superconduttore comporta un ingresso termico nel bagno tale da produrre una grande quantità di bolle, che può transitoriamente abbassare significativamente la rigidità dielettrica dell’isolamento. Non bisogna dimenticare anche che il bagno di azoto produce dei vapori di azoto, nei quali potrebbero risultare immersi componenti importanti in tensione come gli adduttori di corrente. Una parte del progetto consiste anche nel verificare la tenuta dielettrica della fase gas e eventualmente modificarne la composizione o la pressione per soddisfare i requisiti di progetto. Sulla base dell’esperienza maturata nel CIGRE Working Group D1.64 “Electrical insulation systems at cryogenic temperatures”, questo rapporto cerca di evidenziare e raccogliere i dati in letteratura su alcune delle criticità che caratterizzano l’isolamento dielettrico criogenico, con una particolare focalizzazione sui dispositivi SFCL (Superconducting Fault Current Limiters). Questi dispositivi, in particolare nella configurazione resistiva raffreddata in azoto liquido, racchiudono in sé diverse criticità che valgono anche per dispositivi diversi: è presente infatti la fase gas sopra il bagno di azoto, c’è naturalmente l’azoto liquido con l’eventuale produzione di bolle e infine l’isolamento solido dei nastri superconduttori immersi nel liquido criogenico.

Progetti

Comments