本發(fā)明涉及一種電纜制造領(lǐng)域，尤其涉及一種矩陣式螺旋超導(dǎo)電纜的絞制方法。

背景技術(shù)：

在高能物理研究中，粒子加速器起著重要的作用，是人類探索物質(zhì)世界，獲知宇宙起源的重要途徑。為了獲取更高的能量，超導(dǎo)技術(shù)被應(yīng)用到了加速器裝置中，利用超導(dǎo)加速腔可以在很小的微波功率下產(chǎn)生很強(qiáng)的加速電場(chǎng)；利用超導(dǎo)磁體則可以在很小的激磁功率下產(chǎn)生強(qiáng)大的約束磁場(chǎng)，二者都可大大縮減加速器的尺寸,降低加速器的功率消耗，使超導(dǎo)加速器在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上具有巨大的優(yōu)越性。歐洲的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)擁有多達(dá)10000個(gè)不同類型的超導(dǎo)磁體。歐洲核子中心(CERN)將在10年間對(duì)LHC進(jìn)行硬件升級(jí)，以提升他的“亮度”(單位截面碰撞發(fā)生的頻率)，超導(dǎo)磁體技術(shù)將在硬件升級(jí)過程扮演著重要的角色。

目前，標(biāo)準(zhǔn)模型能解釋絕大部分粒子物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而隨著Higgs粒子2012年在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的發(fā)現(xiàn)，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里找到了標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的所有粒子。但是，由于一系列理論上的困難，理論物理學(xué)家普遍認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)模型只是一個(gè)更加基礎(chǔ)的理論的低能有效理論。因此，挖掘出標(biāo)準(zhǔn)模型背后的物理定律(又被稱為新物理)，就成為粒子物理乃至整個(gè)物理學(xué)的核心問題，也是新一代加速器設(shè)計(jì)的終極目的。

CEPC-SPPC是一個(gè)長達(dá)50–70公里的環(huán)形加速器，是中國獨(dú)立提出的新一代加速器的概念。CEPC-SPPC有兩個(gè)工作階段，第一階段用做環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)，第二階段則是將其升級(jí)為超級(jí)質(zhì)子對(duì)撞機(jī)(SPPC)。正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)有本底低且初態(tài)精確可調(diào)的特點(diǎn)，而CEPC的質(zhì)心能量可以輕松達(dá)到Higgs粒子的產(chǎn)生閾值(～240GeV)進(jìn)而產(chǎn)生大量的干凈Higgs粒子(Higgs工廠)，利用CEPC，人們可以對(duì)Higgs粒子以及其他的標(biāo)準(zhǔn)模型粒子(比如Z粒子)進(jìn)行精確測(cè)量，從而搜索出新物理的蛛絲馬跡乃至預(yù)言新物理能標(biāo)。另一方面，超級(jí)質(zhì)子對(duì)撞機(jī)能夠達(dá)到的質(zhì)心能量比目前實(shí)驗(yàn)上的最高水平大接近一個(gè)量級(jí)，可以對(duì)高達(dá)50或更高的TeV的能區(qū)進(jìn)行直接搜索。綜上所述，在尋找新物理方面，CEPC-SPPC將能夠發(fā)揮不可替代的作用。

對(duì)撞機(jī)的重要組成部分加速器，對(duì)于高能加速器來講，其磁體將主要采用超導(dǎo)技術(shù)，以達(dá)到所需要的對(duì)撞能量。中科院高能所提出的SppC為了在50km環(huán)型隧道內(nèi)達(dá)到70TeV以上的對(duì)撞能量，需要場(chǎng)強(qiáng)高達(dá)20T的加速器磁體來偏轉(zhuǎn)和聚焦粒子；這是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)指標(biāo),也是SppC建設(shè)所需的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國際上在運(yùn)行的粒子加速器中磁體最高場(chǎng)強(qiáng)僅為8.3T(由歐洲核子研究中心CERN建設(shè)的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC上的超導(dǎo)二極磁體)。為實(shí)現(xiàn)高場(chǎng)加速器磁體，需要由Nb3Sn或者NbTi+Nb3Sn線圈提供大于12T的中心磁場(chǎng)，要達(dá)到20T高場(chǎng)，需要開展超導(dǎo)材料及高載流超導(dǎo)電纜的研究。

矩陣式螺旋超導(dǎo)電纜是一種矩形結(jié)構(gòu)的電纜，是由多根超導(dǎo)線通過一次成型緊壓而成。由于超導(dǎo)材料內(nèi)部由上千根芯絲扭絞而成，芯絲的直徑只有幾微米，比較脆弱，電纜成型過程中，放線張力、緊壓力、扭轉(zhuǎn)力對(duì)超導(dǎo)線的性能會(huì)有一定地影響，因此，電纜緊壓成型過程中對(duì)于張力、單線排列的要求是非常嚴(yán)格的。超導(dǎo)電纜在絞制過程中，易成形為圓形，要形成矩形，需要特殊的成型裝置，并且矩形成型過程中，極易出現(xiàn)超導(dǎo)線壓扁，甚至斷線等現(xiàn)象。

由于矩陣式螺旋超導(dǎo)電纜結(jié)構(gòu)的特殊性，與其它聚變用超導(dǎo)電纜、常規(guī)電纜不同，如按此類電纜的生產(chǎn)辦法對(duì)此超導(dǎo)電纜進(jìn)行絞制，一是電纜松散，尺寸不易控制，無法定型為所要求的矩形截面，二是容易出現(xiàn)斷線、壓扁的問題，使得絞制出的電纜無法滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種矩陣式螺旋超導(dǎo)電纜的絞制方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種矩陣式螺旋超導(dǎo)電纜的絞制方法，包括如下步驟：

a)將設(shè)計(jì)數(shù)量的多股單線線軸放置在排線架上，從排線架的引輪將每股單線引出，各股單線的張力為≤20牛頓；

b)將引出的每股單線通過線模，并按順序排列好每股單線，所述線模具有若干穿線眼模，每股單線通過分別穿過各自的穿線眼模；

c)將從線模引出的單線整體引入絞線機(jī)進(jìn)行絞線；

d)將絞成圓形的線穿過成型模進(jìn)行矩形成型，所述成型模為上下兩組被動(dòng)的滾壓輪，滾壓輪左右兩側(cè)分別設(shè)置有壓輥。

優(yōu)選地，所述穿線眼模為鎢材料穿線眼?；蛘咛沾刹牧洗┚€眼模。

優(yōu)選地，第d)步驟中，絞好的線涂抹酒精后再進(jìn)入成型模。

進(jìn)一步地，所述酒精的濃度≥99％。

優(yōu)選地，滾壓輪為布氏硬度(HBW)小于200HB的不銹鋼材料。

優(yōu)選地，第c)將從線模引出的每股單線整體穿過進(jìn)入絞線機(jī)前，將單線按照順序排列在一成型鋅板的表面，然后再將單線整體穿過進(jìn)入絞線機(jī)。

優(yōu)選地，絞線機(jī)為能主動(dòng)放線、主動(dòng)退扭、收線張力可控、放線張力自動(dòng)檢測(cè)反饋與調(diào)節(jié)的籠式絞線機(jī)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是，本發(fā)明方法制造出矩形電纜，電纜成型過程中，不會(huì)出現(xiàn)壓扁和斷線及損傷，并且超導(dǎo)線以矩形排列時(shí)比較均勻。

具體實(shí)施方式

提供一種矩陣式螺旋超導(dǎo)電纜的絞制方法，按照如下方法步驟進(jìn)行：

a)將設(shè)計(jì)數(shù)量的多股單線線軸放置在排線架上，從排線架的引輪將每股單線引出，各股單線的張力為≤20牛頓即可，過緊容易導(dǎo)致斷線；

b)將引出的每股單線通過線模，并按順序排列好每股單線，所述線模具有若干穿線眼模，每股單線通過分別穿過各自的穿線眼模，所述穿線眼模為鎢材料穿線眼模，也可以采用陶瓷材料穿線眼模；

c)將單線按照順序排列在一成型鋅板的表面，然后再將單線整體穿過進(jìn)入絞線機(jī)進(jìn)行絞線，絞線機(jī)為能主動(dòng)放線、主動(dòng)退扭、收線張力可控、放線張力自動(dòng)檢測(cè)反饋與調(diào)節(jié)的籠式絞線機(jī)；

d)絞好的線通過涂抹酒精后再進(jìn)入成型模進(jìn)行矩形成型，酒精的濃度99.9％，保證增加潤滑以避免出現(xiàn)電纜損傷，并能揮發(fā)，防止水分對(duì)電纜的影響，所述成型模為上下兩組被動(dòng)的滾壓輪，滾壓輪左右兩側(cè)分別設(shè)置有壓輥，滾壓輪為布氏硬度(HBW)小于200HB的不銹鋼材料，太硬的材料會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電纜損傷。

經(jīng)過矩形壓制成型的電纜即可收線到儲(chǔ)線盤中。

當(dāng)然，此發(fā)明還可以有其他變換，并不局限于上述實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識(shí)，還可以在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下作出各種變化，這樣的變化均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。