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Análise de transitórios em fitas e dispositivos limitadores de corrente supercondutores

Processo: 09/01202-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de abril de 2009
Vigência (Término): 31 de março de 2010
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Materiais Elétricos
Pesquisador responsável:Carlos Yujiro Shigue
Beneficiário:Renata Pires Ferreira
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Método dos elementos finitos

Resumo

As fitas supercondutoras conhecidas como "coated conductors" (CC) de YBCO, também denominadas condutores de segunda geração (2G), são constituídas por filme de YBa2Cu3O7-d (YBCO) depositado sobre substrato de alta resistência elétrica e estão sendo empregadas na construção de protótipos de limitadores de corrente resistivos. O desenvolvimento dessa fita supercondutora deveu-se principalmente pelo requisito de elevada resistência elétrica no estado normal, porque as fitas supercondutoras comerciais de primeira geração à base do composto Bi2Sr2Ca2Cu3Ox (Bi-2223) apresentavam baixa resistência elétrica por causa da matriz de prata. Como o requisito de alta resistência elétrica da fita YBCO CC para aplicação em limitadores resistivos impede a sua estabilização criogênica, torna-se necessária a análise do comportamento térmico durante a transição para o estado normal a fim de alcançar as condições de operação projetadas e evitar a degradação da fita por causa da rápida e intensa dissipação de calor.O objetivo do projeto é o estudo do comportamento elétrico e térmico de fitas supercondutoras YBCO CC durante regime transitório causado pela transição do estado supercondutor para o estado normal induzido tanto por pulso de corrente I > IC (corrente crítica) quanto por indução de zona normal por pulso de calor.O estudo será baseado na análise pelo método dos elementos finitos aplicado à solução das equações de balanço térmico acopladas às equações eletrocinéticas que descrevem a distribuição de corrente elétrica no interior da fita supercondutora.Os resultados das análises numéricas serão comparados aos resultados experimentais obtidos dos ensaios das fitas e dos dispositivos limitadores de corrente resistivos construídos com essas fitas.