IEC 61788-1:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61788-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-02
Supraconductivité –
Partie 1:
Mesure du courant critique –
Courant critique continu de supraconducteurs
en composite Cu/Nb-Ti
Superconductivity –
Part 1:
Critical current measurement –
DC critical current of Cu/Nb-Ti composite
superconductors
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61788-1:1998
Numéros des publications Numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are issued

sont numérotées à partir de 60000. with a designation in the 60000 series.

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Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to

indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incorporating

publication de base incorporant l’amendement 1, et la amendment 1 and the base publication incorporating
publication de base incorporant les amendements 1 amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
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de la publication sont disponibles dans le Catalogue de the publication is available in the IEC catalogue.
la CEI.
Les renseignements relatifs à ces révisions, à l'établis- Information on the revision work, the issue of revised
sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de la IEC National Committees and from the following
CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Accès en ligne* On-line access*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et For graphical symbols, and letter symbols and signs
les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.

Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant à The attention of readers is drawn to the end pages of
la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
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qui a établi la présente publication. present publication.
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NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61788-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-02
Supraconductivité –
Partie 1:
Mesure du courant critique –
Courant critique continu de supraconducteurs
en composite Cu/Nb-Ti
Superconductivity –
Part 1:
Critical current measurement –
DC critical current of Cu/Nb-Ti composite
superconductors
 IEC 1998 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
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CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
PRICE CODE S
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Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 61788-1 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION . 6

Articles
1 Domaine d’application. 8

2 Références normatives. 8
3 Terminologie. 10
4 Prescriptions. 10
5 Appareillage. 12
6 Préparation du spécimen . 12
7 Procédure de mesure . 14
8 Justesse et précision de la méthode d'essai. 16
9 Calcul des résultats . 18
10 Compte rendu d'essai . 20
Figures
1 Caractéristique V-I intrinsèque . 22
2 Caractéristique V-I avec une composante de transfert de courant. 22
A.1 Instrumentation du spécimen avec une paire de prises de tension nulle. 38
Annexes
A Informations supplémentaires relatives aux articles 1 à 9 . 24
B Effet de champ induit . 40

61788-1 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

INTRODUCTION . 7

Clause
1 Scope . 9

2 Normative references . 9
3 Terminology . 11
4 Requirements . 11
5 Apparatus . 13
6 Specimen preparation . 13
7 Measurement procedure . 15
8 Precision and accuracy of the test method . 17
9 Calculation of results . 19
10 Test report . 21
Figures
1 Intrinsic V-I characteristic . 23
2 V-I characteristic with a current transfer component . 23
A.1 Instrumentation of specimen with a null voltage tap pair . 39
Annexes
A Additional information relating to clauses 1 to 9 . 25
B Self-field effect . 41

– 4 – 61788-1 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

___________
SUPRACONDUCTIVITÉ –
Partie 1: Mesure du courant critique –

Courant critique continu de supraconducteurs en composite Cu/Nb-Ti

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes Internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques, représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61788-1 a été établie par le comité d’études 90 de la CEI: Supra-
conductivité.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
90/44/FDIS 90/45/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Les annexes A et B sont données uniquement à titre d'information.

61788-1 © IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

___________
SUPERCONDUCTIVITY –
Part 1: Critical current measurement –

DC critical current of Cu/Nb-Ti composite superconductors

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61788-1 has been prepared by IEC technical committee 90:
Superconductivity.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
90/44/FDIS 90/45/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annexes A and B are for information only.

– 6 – 61788-1 © CEI:1998
INTRODUCTION
Les courants critiques de supraconducteurs en composite permettent d'établir les limites de

conception des applications des fils supraconducteurs. Les conditions de fonctionnement des

supraconducteurs dans ces applications déterminent en grande partie leur comportement, et il

est permis d'utiliser les essais effectués selon la méthode présentée dans la présente partie

de la CEI 61788 pour obtenir une partie des informations permettant de déterminer si un

supraconducteur spécifique est adapté ou non.

Il est également permis d'utiliser les résultats obtenus grâce à la présente méthode pour

détecter, dans les propriétés supraconductrices d'un supraconducteur en composite, des

modifications résultant de variables de traitement, de la manipulation, du vieillissement,
d'autres applications ou conditions ambiantes. La présente méthode est utile dans le contrôle
de la qualité, les essais de réception et de recherche, lorsque les précautions précisées dans
la présente norme sont observées.
Les courants critiques de supraconducteurs en composite dépendent de nombreuses
variables. Il est nécessaire de considérer ces variables lors des essais et de l'application de
ces matériaux. Les conditions d'essai telles que le champ magnétique, la température et
l'orientation relative du spécimen, le courant et le champ magnétique sont déterminées en
fonction de l'application considérée. Il est permis de déterminer la configuration d'essai
en fonction du conducteur considéré, avec certaines tolérances. Il est permis de déterminer
le critère spécifique de courant critique en fonction de l'application considérée. En cas
d'irrégularités lors des essais, il est permis de mesurer un certain nombre de spécimens
d'essai.
61788-1 © IEC:1998 – 7 –
INTRODUCTION
The critical currents of composite superconductors are used to establish design limits for

applications of superconducting wires. The operating conditions of superconductors in these

applications determine much of their behaviour, and tests made with the method given in this
part of IEC 61788 may be used to provide part of the information needed to determine the
suitability of a specific superconductor.

Results obtained from this method may also be used for detecting changes in the
superconducting properties of a composite superconductor due to processing variables,

handling, ageing or other applications or environmental conditions. This method is useful for

quality control, acceptance or research testing, if the precautions given in this standard are
observed.
The critical current of composite superconductors depends on many variables. These variables
need to be considered in both the testing and the application of these materials. Test
conditions such as magnetic field, temperature and relative orientation of the specimen, current
and magnetic field are determined by the particular application. The test configuration may be
determined by the particular conductor through certain tolerances. The specific critical current
criterion may be determined by the particular application. It may be appropriate to measure a
number of test specimens if there are irregularities in testing.

– 8 – 61788-1 © CEI:1998
SUPRACONDUCTIVITÉ –
Partie 1: Mesure du courant critique –

Courant critique continu de supraconducteurs en composite Cu/Nb-Ti

1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 61788 traite d'une méthode d’essai permettant de déterminer le
courant critique continu de supraconducteurs en composite Cu/Nb-Ti dont le rapport cuivre/
supraconducteur est supérieur à 1.
La présente méthode est destinée à être utilisée avec des supraconducteurs caractérisés par
des courants critiques inférieurs à 1 000 A et des valeurs n supérieures à 12, dans des
conditions d'essai normalisées et avec des champs magnétiques inférieurs ou égaux à 0,7 fois
la valeur du champ magnétique critique le plus élevé. Le spécimen d'essai est immergé dans
un bain d'hélium liquide pendant la durée de l'essai. Le conducteur d'essai en composite
Cu/Nb-Ti a une structure monolithique, avec une superficie de section ronde ou rectangulaire
inférieure à 2 mm . Le spécimen utilisé dans la présente méthode d'essai a la forme d'une
bobine inductive. La présente norme présente les écarts par rapport à la méthode d'essai qui
sont autorisés dans les essais de série, ainsi que d'autres restrictions spécifiques.
Les conducteurs Cu/Nb-Ti dont les courants critiques sont supérieurs à 1 000 A ou dont les
superficies de section sont supérieures à 2 mm pourraient faire l'objet d'une mesure par la
présente méthode, en prévoyant une diminution de précision et avec un effet de champ induit
plus important (voir annexe B). Il est permis d'utiliser d'autres géométries de spécimen d'essai,
plus spécialisées et mieux adaptées aux essais sur les conducteurs plus grands, qui ne sont
pas incluses dans la présente norme, par souci de simplicité et pour conserver la précision des
mesures.
La méthode d'essai décrite dans la présente norme est supposée adaptable à d'autres fils
supraconducteurs en composite, après des modifications appropriées.
2 Références normatives
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est
faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 61788. Au moment

de sa publication, l'édition indiquée était en vigueur. Tout document normatif est sujet à
révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de la CEI 61788
sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente du document
normatif indiqué ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes
internationales en vigueur.
CEI 60050-815,  Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 815: Supra-
1)
conductivité
___________
1)
A publier.
61788-1 © IEC:1998 – 9 –
SUPERCONDUCTIVITY –
Part 1: Critical current measurement –

DC critical current of Cu/Nb-Ti composite superconductors

1 Scope
This part of IEC 61788 covers a test method for the determination of the d.c. critical current of
Cu/Nb-Ti composite superconductors that have a copper/superconductor ratio larger than 1.
This method is intended for use with superconductors that have critical currents less than
1 000 A and n-values larger than 12, under standard test conditions and at magnetic fields less
than or equal to 0,7 of the upper critical magnetic field. The test specimen is immersed in a
liquid helium bath during testing. The Cu/Nb-Ti composite test conductor has a monolithic
structure with a round or rectangular cross-sectional area that is less than 2 mm . The
specimen geometry used in this test method is an inductively coiled specimen. Deviations from
this test method that are allowed for routine tests and other specific restrictions are given in
this standard.
Cu/Nb-Ti conductors with critical currents above 1 000 A or cross-sectional areas greater than
2 mm could be measured with the present method with an anticipated reduction in precision
and a more significant self-field effect (see annex B). Other, more specialized, specimen test
geometries may be more appropriate for larger conductor testing which have been omitted from
this present standard for simplicity and to retain precision.
The test method given in this standard is expected to apply to other superconducting
composite wires after some appropriate modifications.
2 Normative references
The following normative document contains provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61788. At the time of publication, the edition indicated
was valid. All normative documents are subject to revision, and parties to agreements based
on this part of IEC 61788 are encouraged to investigate the possibility of applying the most
recent edition of the normative document indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.

IEC 60050-815,  International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 815: Super-
1)
conductivity
___________
1)
To be published.
– 10 – 61788-1 © CEI:1998
3 Terminologie
Pour les besoins de la présente partie de la CEI 61788, les définitions données dans la

CEI 60050-815 s'appliquent.
Le courant critique (I ) est défini comme étant le courant pour lequel un critère de champ
c
électrique (E ) ou un critère de résistivité (ρ ) spécifique est atteint, dans le spécimen
c c
considéré, pour une valeur donnée du champ magnétique statique appliqué et à une

température spécifiée, dans un bain d'hélium liquide et à pression constante. Pour E ou ρ , il
c c
existe un critère de tension correspondant, V .
c
4 Prescriptions
Le courant critique d'un supraconducteur doit être mesuré en appliquant un courant continu (I)
au spécimen supraconducteur puis en mesurant la tension (V) générée le long d'une section du
spécimen. Le courant doit être augmenté à partir de zéro et la caractéristique tension-courant
(V-I) doit être générée et enregistrée.
Le spécimen doit être fixé au mandrin de mesurage avec une tension suffisante ou au moyen
d'un adhésif à basse température.
Dans la méthode d'essai décrite, le champ magnétique appliqué doit être parallèle à la face la
plus large et perpendiculaire à l'axe du câble des spécimens présentant des sections efficaces
rectangulaires.
La précision recherchée par la présente méthode est un coefficient de variation (écart type
divisé par la moyenne des déterminations de courant critique) inférieur à 2 %.
L'utilisation d'une correction de transfert de courant commune est exclue de la présente
méthode d'essai. De plus, si une signature de transfert de courant est déclarée lors de la
mesure, ce dernier doit être déclaré non valide.
Il incombe à l'utilisateur de la présente norme d'établir, après consultation, des règles
d'hygiène et de sécurité appropriées, et de déterminer l'applicabilité des restrictions en matière
de réglementation avant utilisation. Des spécifications préventives sont données ci-après.
Ces types de mesures sont susceptibles de présenter des risques. La présence de courants
continus élevés et de tensions très basses ne représente pas nécessairement un risque direct
pour l'utilisateur, mais des courts-circuits accidentels des fils avec d'autres conducteurs tels
que des outils ou des lignes de transfert peuvent dégager une énergie importante et produire

des arcs ou des brûlures électriques. Il est impératif d'isoler les fils de courant et de les
protéger des courts-circuits. L'énergie accumulée dans les aimants supraconducteurs
généralement utilisés pour fournir le champ magnétique de fond est également susceptible de
produire des courants élevés et/ou des impulsions de tension, ou de placer de grandes
quantités d'énergie thermique dans les systèmes cryogéniques, ce qui produit une évaporation
rapide ou même des conditions explosives. L'utilisation de liquides cryogéniques est
indispensable au refroidissement des supraconducteurs, pour permettre la transition vers l'état
de supraconduction. Le contact direct de la peau avec des conduits de transfert de liquides
froids, des Dewars de stockage ou des composants d'appareillage peut provoquer une
congélation immédiate, de même que le contact direct avec un cryogène répandu. Il est
impératif d'observer les règles de sécurité lors de la manipulation des liquides cryogéniques.

61788-1 © IEC:1998 – 11 –
3 Terminology
For the purpose of this part of IEC 61788, the definitions given in IEC 60050-815 apply.

The critical current (I ) is defined as the current at which a specified electric field strength
c
(electric field) criterion (E ) or resistivity criterion (ρ ) is reached in the specimen at a certain
c c
value of a static applied magnetic field strength (magnetic field) and at a specified temperature

in a liquid helium bath at a constant pressure. For either E or ρ , there is a corresponding
c c
voltage criterion, V .
c
4 Requirements
I
The critical current of a superconductor shall be measured by applying a direct current ( ) to
the superconductor specimen and then measuring the voltage (V) generated along a section of
the specimen. The current shall be increased from zero and the voltage-current (V-I)
characteristic generated and recorded.
The specimen shall be affixed to the measurement mandrel with sufficient tension or a low
temperature adhesive.
In this test method, the applied magnetic field shall be parallel to the wide face and orthogonal
to the wire axis of the specimens with rectangular cross-sections.
The target precision of this method is a coefficient of variation (standard deviation divided by
the average of the critical current determinations) that is less than 2 %.
The use of a common current transfer correction is excluded from this test method.
Furthermore, if a current transfer signature is pronounced in the measurement, then the
measurement shall be considered invalid.
It is the responsibility of the user of this standard to consult and establish appropriate safety
and health practices, and to determine the applicability of regulatory limitations prior to use.
Specific precautionary statements are given below.
Hazards exist in this type of measurement. Very large direct currents with very low voltages do
not necessarily provide a direct personal hazard, but accidental shorting of the leads with
another conductor, such as tools or transfer lines, can release significant amounts of energy
and cause arcs or burns. It is imperative to isolate and protect current leads from shorting. Also
the stored energy in superconducting magnets commonly used for the background magnetic
field can cause similar large current and/or voltage pulses or deposit large amounts of thermal
energy in the cryogenic systems causing rapid boil-off or even explosive conditions. The use of
cryogenic liquids is essential to cool the superconductors to allow transition into the
superconducting state. Direct contact of skin with cold liquid transfer lines, storage Dewars or
apparatus components can cause immediate freezing, as can direct contact with a spilled
cryogen. It is imperative that safety precautions for handling cryogenic liquids be observed.

– 12 – 61788-1 © CEI:1998
5 Appareillage
5.1 Matériau du mandrin de mesurage

Le mandrin de mesurage doit être constitué d’un matériau isolant ou d’un matériau conducteur

non ferromagnétique recouvert ou non d'une couche isolante.

La déformation de traction à la température de mesurage, produite par la contraction

thermique différentielle du spécimen et du mandrin de mesurage, ne doit pas excéder 0,2 %.

Des matériaux de mandrin appropriés sont recommandés dans l'annexe A. Il est permis

d'utiliser n'importe lequel d'entre eux.
Lorsqu'un matériau conducteur utilisé ne comporte pas de couche isolante, le courant de fuite
dans le mandrin doit être inférieur à 0,2 % du courant total lorsque le courant du spécimen est
en I (voir 8.5 et A.4.1).
c
5.2 Construction du mandrin
Le diamètre du mandrin doit être supérieur à 24 mm et compatible avec la limite de
déformation de flexion (voir 6.2).
De préférence, le mandrin doit comporter un sillon hélicoïdal autour duquel le spécimen doit
être enroulé. L'angle de pas du sillon doit être inférieur à 7°.
Si le spécimen n'est pas enroulé autour d'un sillon hélicoïdal, il faut que les conditions relatives
à l'angle du pas soient respectées. Cette méthode d'enroulement du spécimen pourrait rendre
le support du spécimen inadapté et provoquer des variations plus importantes de son angle de
pas (voir 8.4).
L'angle entre l'axe du spécimen (portion entre les prises de tension) et le champ magnétique
doit être égal à (90 ± 7)°. Cet angle doit être déterminé avec une précision de ±2°.
Le contact de courant et le mandrin de mesurage doivent former un ensemble rigide, de façon
à éviter toute concentration de contrainte dans la région de transition située entre le mandrin et
le contact de courant.
6 Préparation du spécimen
6.1 Fixation du spécimen
La tension d'enroulement et/ou un adhésif à basse température (tel que la graisse silicone à
vide ou la résine époxyde) doivent permettre de fixer le spécimen au mandrin de mesurage de
manière à réduire ses mouvements.
Lorsqu’un adhésif à basse température est utilisé, une quantité minimale doit être appliquée et
l'excès d'adhésif doit être enlevé de la surface extérieure du spécimen après montage du
spécimen.
L'adéquation du montage du spécimen doit être attestée par l'obtention de la reproductibilité du
courant critique spécifié.
Le spécimen ne doit pas être fixé au mandrin par soudage entre les contacts de courant.

61788-1 © IEC:1998 – 13 –
5 Apparatus
5.1 Measurement mandrel material

The measurement mandrel shall be made from an insulating material or from a conductive non-

ferromagnetic material that is either covered or not covered with an insulating layer.

The tensile strain at the measuring temperature, induced by the differential thermal contraction

of the specimen and the measurement mandrel, shall not exceed 0,2 %.

Suitable mandrel materials are recommended in annex A. Any one of these may be used.
When a conductive material is used without an insulating layer, the leakage current through the
mandrel shall be less than 0,2 % of the total current when the specimen current is at I (see 8.5
c
and A.4.1).
5.2 Mandrel construction
The diameter of the mandrel shall be larger than 24 mm and consistent with the bending strain
limit (see 6.2).
Preferably the mandrel shall have a helical groove in which the specimen shall be wound. The
pitch angle of the groove shall be less than 7°.
If no helical groove is used to wind the specimen, the same conditions given for the pitch angle
shall be met. This approach to winding the specimen could result in inadequate support of the
specimen and larger variation in the pitch angle of the specimen (see 8.4).
The angle between the specimen axis (portion between the voltage taps) and the magnetic
field shall be (90 ± 7)°. This angle shall be determined with an accuracy of ±2°.
The current contact shall be rigidly fastened to the measurement mandrel to avoid stress
concentration in the region of transition between the mandrel and the current contact.
6 Specimen preparation
6.1 Specimen bonding
Winding tension and/or a low temperature adhesive (such as silicone vacuum grease or epoxy)
shall be used to bond the specimen to the measurement mandrel to reduce specimen motion.
When a low-temperature adhesive is used, a minimum shall be applied and the excess
adhesive shall be removed from the outer surface of the specimen after the specimen has
been mounted.
The adequacy of specimen bonding shall be demonstrated by a successful completion of the
specified critical current repeatability.
Solder shall not be used to bond the specimen to the mandrel between the current contacts.

– 14 – 61788-1 © CEI:1998
6.2 Montage du spécimen
Le spécimen d'essai ne doit pas comporter de jointure ni d'épissure.

La superficie de section S du spécimen doit être déterminée dans le plan transversal à l'axe du

conducteur avec une précision de 5 %.

Le fil doit être enroulé sous forme d’une petite bobine de manière inductive. L'enroulement du

spécimen doit empêcher toute torsade supplémentaire du spécimen.

Pour un fil comportant une section rectangulaire, le spécimen doit être enroulé sous forme de

bobine, de façon que le champ magnétique appliqué soit parallèle à la face la plus large du
spécimen.
Pour garantir que le spécimen est bien positionné dans le sillon, une force de traction doit être
appliquée au fil lors de l'enroulement et cette force ne doit pas provoquer une déformation de
traction du fil supérieure à 0,1 %.
La déformation en flexion maximale, provoquée lors du montage du spécimen, ne doit pas être
supérieure à 3 %.
Les deux extrémités du fil doivent être soudées au contact de courant. La longueur minimale
de la partie soudée du contact de courant doit être la plus grande des trois valeurs suivantes:
40 mm, 30 fois le diamètre du fil ou 30 fois l'épaisseur du fil.
Le nombre de tours du spécimen soudés sur chaque contact de courant ne doit pas dépasser
trois.
La distance la plus courte d'un contact de courant à une prise de tension doit être supérieure à
40 mm.
Les prises de tension doivent être soudées au spécimen. Minimiser l'inductance mutuelle entre
le courant du spécimen et la zone formée par le spécimen et les prises de tension en enroulant
dans le sens inverse, autour du spécimen, la section non tordue des prises de tension, comme
le montre la figure A.1.
La distance L entre les prises de tension autour du spécimen doit être mesurée avec une
précision de 5 %. La séparation entre les prises de tension doit être supérieure à 150 mm.
Pour les besoins de l'essai, le spécimen et le mandrin doivent être montés dans un cryostat
d'essai composé d'un Dewar d'hélium liquide, d'un aimant et de sa structure de support, et de

la structure de support du spécimen.
7 Procédure de mesure
Le spécimen doit être immergé dans de l'hélium liquide pour la durée de la phase d'acquisition
des données. La température du bain d'hélium liquide doit être mesurée avant et après chaque
détermination de I .
c
Le courant du spécimen doit rester suffisamment bas pour que le spécimen n'entre pas dans
l'état normal, à moins qu'un circuit de basculement de protection ou un shunt résistif ne soit
utilisé pour protéger le spécimen.
Avec la méthode à vitesse de balayage constante, la vitesse de balayage du courant doit être
inférieure à 2 I /min.
c
61788-1 © IEC:1998 – 15 –
6.2 Specimen mounting
There shall be no joints or splices in the test specimen.

The cross-sectional area S of the specimen shall be determined in the plane transverse to the

axis of the conductor to a precision of 5 %.

The wire shall be wound in the shape of a small coil in an inductive manner. The specimen

shall not be wound in a manner that would introduce additional twists into the specimen.

For a wire with a rectangular cross-section, the specimen shall be wound in a coil such that the

applied magnetic field is parallel to the wide face of the specimen.
To ensure that the specimen is well-seated in the groove, a tensile force shall be applied to the
wire during winding and this force shall not result in more than 0,1 % tensile strain on the wire.
The maximum bending strain, induced during the mounting of the specimen, shall not exceed
3 %.
Both ends of the wire shall be fixed to the current contact with solder. The minimum length of
the soldered part of the current contact shall be the largest of 40 mm, 30 wire diameters, or 30
wire thicknesses.
No more than three turns of the specimen shall be soldered onto each current contact.
The shortest distance from a current contact to a voltage tap shall be greater than 40 mm.
The voltage taps shall be soldered to the specimen. Minimize the mutual inductance between
the specimen current and the area formed by the specimen and the voltage taps by
counterwinding the untwisted section of the voltage taps back along the specimen, as shown in
figure A.1.
The distance L along the specimen between the voltage taps shall be measured to an accuracy
of 5 %. This voltage tap separation shall be greater than 150 mm.
For testing, the specimen and mandrel shall be mounted in a test cryostat consisting of a liquid
helium Dewar, a magnet and support structure, and a specimen support structure.
7 Measurement procedure
The specimen shall be immersed in liquid helium for the data acquisition phase. The
temperature of the liquid helium bath shall be measured before and after each determination
of I .
c
The specimen current shall be kept low enough so that the specimen does not enter the normal
state unless a quench protection circuit or resistive shunt is used to protect the specimen from
damage.
When using the constant sweep rate method, the current sweep rate shall be lower than
2 I /min.
c
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Avec la méthode de variation et de maintien de courant, la vitesse de balayage du courant

entre les signaux de consigne du courant doit être inférieure à 10 I /min. La dérive de courant
c
pendant chaque signal de consigne du courant doit être inférieure à 1 % de I .
c
Le champ magnétique continu doit être appliqué dans la direction de l'axe du mandrin. La

relation entre le champ magnétique et le courant de l'aimant doit être préalablement mesurée.

Le courant de l'aimant doit être mesuré avant chaque détermination de I .
c
La direction du courant et le champ magnétique appliqué doivent produire une force de Lorentz

dirigée vers l'intérieur sur la longueur du spécimen, entre les prises de tension.

Enregistrer la caractéristique V-I du spécimen d'essai dans les conditions de l'essai, ainsi que
l'augmentation monotonique du courant.
Une caractéristique V-I valide doit produire un I reproductible avec une précision de 1 % et la
c
caractéristique doit être stable dans le temps pour des tensions égales ou inférieures au critère
de courant critique.
La tension de base de la caractéristique V-I doit être considérée comme l'enregistrement de la
tension à un courant zéro avec la méthode de variation et de maintien de courant, ou comme la
tension moyenne à approximativement 0,1 I avec la méthode à vitesse de balayage constante.
c
8 Justesse et précision de la méthode d'essai
8.1 Courant critique
Le courant critique doit être déterminé à partir d'une caractéristique tension-courant mesurée
grâce à une technique à quatre bornes.
La source de courant doit délivrer un courant continu dont les variations périodiques et
aléatoires maximales sont inférieures à ±2 % en I , dans la largeur de bande de 10 Hz à
c
10 MHz.
Une résistance standard à quatre bornes, avec une précision au moins égale à 0,5 %, doit être
utilisée pour déterminer le courant du spécimen.
Un enregistreur ainsi que les préamplificateurs, filtres ou voltmètres requis, ou une
combinaison de ces appareils, doit être utilisée pour enregistrer la caractéristique V-I.
L'enregistrement produit doit permettre de déterminer V avec une précision de 10 %, et le
c
courant correspondant avec une précision de 1 % et une justesse de 1 %.

8.2 Température
Un cryostat doit fournir l'environnement requis pour la mesure de I et le spécimen doit être
c
mesuré pendant son immersion dans de l'hélium liquide. La température du spécimen est
supposée être la même que celle du liquide. La température du liquide doit être exprimée avec
une précision de ±0,02 K, mesurée au moyen d'un capteur de pression ou d'un capteur de
température approprié.
La différence entre la température du spécimen et celle du bain doit être minimisée.
Pour convertir la pression observée dans le cryostat en une valeur de température, le schéma
de phase de l'hélium doit être utilisé. La mesure de la pression doit être suffisamment précise
pour permettre d'obtenir la précision requise de la mesure de la température. Lorsque la
profondeur de l'hélium liquide est supérieure à 1 m, il peut être nécessaire d'effectuer une
correction des têtes.
61788-1 © IEC:1998 – 17 –
When using the step and hold current method, the current sweep rate between current set
points shall be lower than 10 I /min. The current drift during each current set point shall be less

c
than 1 % of I .
c
The d.c. magnetic field shall be applied in the direction of the mandrel axis. The relation

between the magnetic field and the magnet current shall be measured beforehand. The magnet

current shall be measured before each determination of I .
c
The direction of the current and the applied magnetic field shall result in an inward Lorentz

force over the length of the specimen between the voltage taps.

Record the V-I characteristic of the test specimen under test conditions and monotonically
increasing current.
A valid V-I characteristic shall give a repeatable I to a precision of 1 % and the characteristic
c
shall be stable with time for voltages at or below the critical current criterion.
The baseline voltage of the V-I characteristic shall be taken as the recorded v
...