„Badanie strukturalne i ocena stopnia degradacji wysokotemperaturowych taśm nadprzewodnikowych II generacji do zastosowań w nadprzewodnikowych ogranicznikach prądów zwarciowych”. To tytuł projektu jaki otrzymał finasowanie w ramach konkursu OPUS 27.
Ze względu na interdyscyplinarność rozważanych zagadnień będzie on realizowany w konsorcjum złożonym z Instytutu Automatyki, Elektroniki i Elektrotechniki Uniwersytetu Zielonogórskiego oraz Katedry Energoelektryki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Wrocławskiej.
Całością kieruje dr hab. inż. Paweł Szcześniak z Uniwersytetu Zielonogórskiego, a łączna kwota dofinansowania to 1 250 520 zł. Ze strony naszego Wydziału pracami koordynuje prof. Krzysztof Solak. Na zaplanowane prace uzyskał finansowanie w kwocie 489 793 zł.
Celem zaplanowanych badań w tym projekcie jest uzyskanie wiedzy o zmianach zachodzących w wysokotemperaturowych taśmach nadprzewodnikowych drugiej generacji (HTS 2G) z nadprzewodnikiem YBCO, pracujących w nadprzewodnikowych ogranicznikach prądu zwarciowego (NOPZ) na skutek wychodzenia nadprzewodnika ze stanu nadprzewodzącego w wyniku działania prądów zwarciowych i powodujących degradacje parametrów taśm HTS.
Nadprzewodniki wysokotemperaturowe, jako materiały ceramiczne, charakteryzują się małą wytrzymałością mechaniczną. Ciepło generowane w taśmach HTS w stanie rezystywnym musi być rozproszone w układzie chłodzenia. Proces wymiany ciepła pomiędzy taśmą HTS a ciekłym azotem przebiega ze zmienną intensywnością i zależy od różnicy temperatur taśmy i cieczy kriogenicznej. W taśmach może dochodzić do uszkodzeń mechanicznych oraz do zmiany wartości prądu krytycznego.
Zaplanowane kompleksowe analizy teoretyczne i symulacyjne w opracowanym modelu taśmy HTS oraz badania eksperymentalne doprowadzą do uzyskania nowej wiedzy w zakresie czynników wywołujących degradację taśm, zjawisk elektrycznych oraz efektów cieplnych powstających podczas ograniczania prądów zwarciowych.
Badania te mają istotne znaczenie dla opracowania rekomendacji i metod detekcji uszkodzeń w taśmach HTS pracujących w NOPZ.
Na Politechnice Wrocławskiej realizowane będą badania stanowiące połowę zaplanowanych zadań badawczych, czyli analiza zmian wartości parametrów dla kilku rodzajów taśm HTS przy różnych warunkach pracy, ustalenie rekomendacji dotyczących metod detekcji uszkodzeń w taśmach HTS 2G pracujących w NOPZ, badanie systemów zabezpieczeń taśm HTS przed działaniem prądów zwarciowych i rekomendacje metod zabezpieczenia taśm HTS w układach NOPZ, badanie wpływu degradacji taśm HTS (zmniejszenie prądu krytycznego) na współpracę NOPZ z automatyką zabezpieczeniową w sieciach średniego napięcia.