JP2000197262A - Current-limiting system - Google Patents

Current-limiting system

Info

Publication number
JP2000197262A
JP2000197262A JP10373970A JP37397098A JP2000197262A JP 2000197262 A JP2000197262 A JP 2000197262A JP 10373970 A JP10373970 A JP 10373970A JP 37397098 A JP37397098 A JP 37397098A JP 2000197262 A JP2000197262 A JP 2000197262A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current limiting
current
coil
refrigerant
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10373970A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3864596B2 (en
Inventor
Tsuneo Nakahara
恒雄 中原
Kengo Okura
健吾 大倉
Kenichi Sato
謙一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP37397098A priority Critical patent/JP3864596B2/en
Publication of JP2000197262A publication Critical patent/JP2000197262A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3864596B2 publication Critical patent/JP3864596B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current-limiting system, in which temperature rise and deterioration of a resistive type superconducting current-limiting element are small. SOLUTION: This current-limiting system is provided with a current-limiting element 22 which is constituted of an oxide superconductor and connected in series with a load 23, a coil 21 for applying a magnetic field to the current- limiting element 22, means 26 and 27 for detecting a generated abnormal current, a thyristor 25 connected in parallel with the load 23, and a resistance element 24 which is connected in parallel with the load 23 and connected in series with the thyristor 25. When an abnormal current is generated, a current is made to flow in the coil 21, and a magnetic field is applied to the current-limiting element 22, which is made to frausit from the superconducting state to the normal conducting state. In response to detection of the abnormal current by the detecting means 26 and 27, the thyristor 25 is turned on and forms a bypass for making the abnormal current flow partially.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導体を
用いた限流システムに関し、特に酸化物超電導体からな
る限流素子の劣化を低減し得る限流システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current limiting system using an oxide superconductor, and more particularly to a current limiting system capable of reducing deterioration of a current limiting element made of an oxide superconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力回路において短絡故障により発生し
た過大電流を制限するための機器が限流器である。近
年、超電導体を用いた限流器が開発されてきた。この超
電導限流器は、短絡事故時に超電導体を超電導状態から
常電導状態へ転移させる機構を利用している。
2. Description of the Related Art A current limiter is a device for limiting an excessive current generated by a short circuit fault in a power circuit. In recent years, current limiters using superconductors have been developed. This superconducting current limiter utilizes a mechanism that causes a superconductor to transition from a superconducting state to a normal conducting state in the event of a short circuit.

【0003】超電導限流器には、大きくわけて、金属系
超電導体を用いるものと、高温超電導体を用いるものの
2種類がある。高温超電導体を用いる方式は、より高い
温度で運転できるので、その開発が期待されている。
[0003] There are two types of superconducting current limiters, those using a metallic superconductor and those using a high-temperature superconductor. Since the method using a high-temperature superconductor can be operated at a higher temperature, its development is expected.

【0004】高温超電導限流器には、主に遮蔽型と抵抗
型の2種類がある。遮蔽型限流器は、たとえばIEEE TRA
NSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY,VOL.5,NO.2,
JUNE1995 に記載されている。トランス構造を有するこ
の遮蔽型限流器は、同心円状に配置された銅コイル、高
温超電導チューブおよび鉄心からなっている。銅コイル
は系統とつながれる。その内側に配置される超電導チュ
ーブは、銅コイルによる磁束が鉄心に入らないよう磁束
を遮蔽する。コイルに過大電流が流れると、遮蔽が破
れ、磁束が鉄心に入り、その結果コイルのインダクダン
スが急激に増加して限流がなされる。抵抗型限流器にお
いて超電導体は系統に直列に接続される。事故時に、過
大電流が流れると、超電導体はクエンチし、高い抵抗を
発生させる。この発生した抵抗により、限流がなされ
る。抵抗型限流器には磁場印加式のものもある(エレク
トロニクス 1991年3月号,pp49−53)。
[0004] There are mainly two types of high-temperature superconducting current limiters, a shield type and a resistance type. The shield type current limiter is, for example, IEEE TRA
NSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, VOL.5, NO.2,
It is described in JUNE1995. This shielded current limiter having a transformer structure is composed of a concentrically arranged copper coil, a high-temperature superconducting tube and an iron core. Copper coils are connected to the grid. The superconducting tube disposed inside shields the magnetic flux from the copper coil so that the magnetic flux does not enter the iron core. When an excessive current flows through the coil, the shield is broken, and the magnetic flux enters the iron core. As a result, the inductance of the coil increases rapidly, and the current is limited. In the resistance type current limiter, the superconductor is connected in series to the system. When an excessive current flows during an accident, the superconductor quenches and generates high resistance. Due to the generated resistance, current limiting is performed. There is also a resistance type current limiter of a magnetic field application type (Electronics, March 1991, pp. 49-53).

【0005】図1は磁場印加式抵抗型限流器を模式的に
示している。限流器10において、コイル11の内部空
間に超電導体12が配置される。過大な電流が検出され
ると、コイル11は、通電され、超電導体12に臨界磁
界を超える磁界を印加する。その結果、超電導体12は
クエンチさせられ、発生した抵抗により短絡電流は制限
される。
FIG. 1 schematically shows a magnetic field application type resistance type current limiting device. In the current limiter 10, the superconductor 12 is arranged in the internal space of the coil 11. When an excessive current is detected, the coil 11 is energized, and applies a magnetic field exceeding the critical magnetic field to the superconductor 12. As a result, the superconductor 12 is quenched, and the generated resistance limits the short-circuit current.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の超電導
限流器は、いずれも欠点を有している。遮蔽型限流器で
は、高い抵抗を得るため大型のコイルが必要であり、コ
イルのために使用される線材の量は莫大なものになる。
抵抗型限流器の場合、超電導体からなる限流素子が劣化
しやすい。事故電流の大部分は限流素子のジュール発熱
により消費される。このとき、素子の急激な温度上昇が
おこり、その結果、素子が焼損したり、超電導体とそれ
を支持する基材との間の熱膨張差に起因して素子が劣化
する可能性がある。高温超電導体は、金属系超電導体に
比べて常電導伝搬速度が2桁低く、局所的な温度上昇を
生じさせやすい。このため、限流動作中に超電導体の一
部の温度が過度に上昇し、その部分が溶断する事故が起
こり得る。高温超電導限流素子が液体窒素等の冷媒中に
浸漬されて使用されるとき、発熱により発生する気泡が
素子を覆い、熱伝導が悪くなる。また、素子に流れる大
電流は、素子の温度を上昇させ、そのため復帰の時定数
は変わり、事故後の復帰が遅れる可能性がある。
All of the above-mentioned conventional superconducting current limiters have disadvantages. In the case of a shield type current limiter, a large coil is required to obtain a high resistance, and the amount of wire used for the coil is enormous.
In the case of the resistance type current limiting device, the current limiting element made of a superconductor is easily deteriorated. Most of the fault current is consumed by Joule heat of the current limiting element. At this time, the temperature of the element rapidly rises, and as a result, the element may be burned out, or the element may be deteriorated due to a difference in thermal expansion between the superconductor and the base material supporting the superconductor. The high-temperature superconductor has a two-digit lower normal-conductor propagation velocity than the metal-based superconductor, and tends to cause a local temperature rise. For this reason, the temperature of a part of the superconductor may rise excessively during the current limiting operation, causing an accident that the part is melted. When the high-temperature superconducting current limiting element is used by being immersed in a refrigerant such as liquid nitrogen, bubbles generated by heat generation cover the element, and heat conduction deteriorates. In addition, a large current flowing through the element increases the temperature of the element, so that the time constant of recovery changes, and recovery after an accident may be delayed.

【0007】本発明の目的は、抵抗型超電導限流素子の
温度上昇および劣化が少ない限流システムを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a current limiting system in which the temperature rise and deterioration of a resistance type superconducting current limiting element are small.

【0008】本発明のさらなる目的は、抵抗型超電導限
流素子を用いて、事故後の復帰が比較的早い限流システ
ムを提供することである。
It is a further object of the present invention to provide a current limiting system that uses a resistive superconducting current limiting element to provide a relatively quick return after an accident.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による限流システ
ムは、負荷に直列に接続される、酸化物超電導体からな
る限流素子と、限流素子に磁場を印加するためのコイル
と、発生した異常電流を検出するための手段と、負荷に
並列に接続されるスイッチング素子と、負荷に並列に接
続されかつスイッチング素子に直列に接続される抵抗素
子とを備える。このシステムにおいて、異常電流の発生
時に、コイルは通電されて限流素子に磁界を印加し、か
つ検出手段による異常電流の検出に応答して、スイッチ
ング素子はオン状態となり異常電流を部分的に流すため
のバイパスを形成する。
SUMMARY OF THE INVENTION A current limiting system according to the present invention includes a current limiting element connected in series to a load, the current limiting element comprising an oxide superconductor, a coil for applying a magnetic field to the current limiting element, and a generator. Means for detecting the abnormal current, a switching element connected in parallel to the load, and a resistance element connected in parallel to the load and connected in series to the switching element. In this system, when an abnormal current is generated, the coil is energized to apply a magnetic field to the current limiting element, and in response to the detection of the abnormal current by the detecting means, the switching element is turned on to partially flow the abnormal current. To form a bypass.

【0010】本発明において、複数のスイッチング素子
を負荷に並列に接続してもよい。各スイッチング素子は
検出手段による異常電流の検出に応答することができ
る。本発明において、複数の限流素子を負荷に直列に接
続し、各限流素子に磁界を印加するためのコイルを設け
てもよい。各コイルは検出手段による異常電流の検出に
応答して通電され得る。本発明において、スイッチング
素子は負荷に並列に接続されるサイリスタであることが
好ましい。
In the present invention, a plurality of switching elements may be connected to a load in parallel. Each switching element can respond to the detection of the abnormal current by the detecting means. In the present invention, a plurality of current limiting elements may be connected in series to a load, and a coil for applying a magnetic field to each current limiting element may be provided. Each coil can be energized in response to detection of an abnormal current by the detecting means. In the present invention, the switching element is preferably a thyristor connected in parallel to the load.

【0011】本発明においてコイルはビスマス系222
3相酸化物超電導体等の酸化物超電導体からなることが
好ましい。
In the present invention, the coil is made of bismuth 222
It is preferable to use an oxide superconductor such as a three-phase oxide superconductor.

【0012】本発明において、コイルの励磁のため、発
生した異常電流をコイルに流してもよい。
In the present invention, the generated abnormal current may flow through the coil for exciting the coil.

【0013】本発明において、限流素子は、強制的に流
動されている冷媒によって冷却してもよい。この強制的
な流動により、冷媒は、その凝固点以下の温度で流動状
態に維持され得る。
In the present invention, the current limiting element may be cooled by a forcedly flowing refrigerant. This forced flow allows the refrigerant to be maintained in a flowing state at a temperature below its freezing point.

【0014】また、本発明において、負荷を冷却するた
め強制的に循環される冷媒により、限流素子およびコイ
ルを冷却してもよい。そのような冷却系は、たとえば、
冷媒を強制的に循環するためのポンプ、強制的に循環さ
れる冷媒を冷却するための第1の冷却手段、冷媒を貯留
するための容器、限流素子およびコイルに接触する冷媒
を冷却するための第2の冷却手段、ならびに循環される
冷媒を保持するための配管系を備えることができる。第
1および第2の冷却手段はそれぞれ、ブレイトン・サイ
クル冷凍機に接続される熱交換器とすることができる。
また第1および第2の冷却手段をスターリング・サイク
ル冷凍機またはGM冷凍機としてもよい。
In the present invention, the current limiting element and the coil may be cooled by a refrigerant forcibly circulated to cool the load. Such a cooling system, for example,
A pump for forcibly circulating the refrigerant, a first cooling means for cooling the forcibly circulated refrigerant, a container for storing the refrigerant, and for cooling the refrigerant in contact with the current limiting element and the coil And a piping system for holding the circulated refrigerant. The first and second cooling means may each be a heat exchanger connected to a Brayton cycle refrigerator.
Further, the first and second cooling means may be a Stirling cycle refrigerator or a GM refrigerator.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明をより
詳細に説明する。図2は、本発明による限流システムの
一具体例を模式的に示す。交流電源28が接続される電
力回路においてケーブル等の負荷23に直列に限流素子
22が接続される。限流素子22はコイル21の内部空
間に配置される。また電力回路には、事故時に流れる異
常電流を検出するためのサーチコイル26が設けられ
る。サーチコイル26は制御回路27に接続される。さ
らに電力回路において負荷23に並列に抵抗素子24お
よびスイッチング素子としてのサイリスタ25が接続さ
れる。図中Lは回路インダクタンスを表す。サイリスタ
25のゲートは制御回路27に接続される。またコイル
21も制御回路27に接続される。限流素子22はたと
えば図3に示すような構造を有する。限流素子22にお
いて基板22b上にはミアンダ構造の酸化物超電導体薄
膜22aが形成される。薄膜22aの厚みはたとえば1
〜5μmである。酸化物超電導体にはYBa2 Cu3
7-X のイットリウム系高温超電導体が好ましく用いられ
る。基板には、イットリア安定化ジルコニア、酸化マグ
ネシウム、ハステロイ等が用いられる。サイリスタには
高速応答性で高耐圧性のものが好ましく用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 schematically shows a specific example of the current limiting system according to the present invention. In a power circuit to which an AC power supply 28 is connected, the current limiting element 22 is connected in series to a load 23 such as a cable. The current limiting element 22 is arranged in the internal space of the coil 21. The power circuit is provided with a search coil 26 for detecting an abnormal current flowing at the time of an accident. The search coil 26 is connected to the control circuit 27. Further, a resistance element 24 and a thyristor 25 as a switching element are connected in parallel with the load 23 in the power circuit. L in the figure represents the circuit inductance. The gate of the thyristor 25 is connected to the control circuit 27. The coil 21 is also connected to the control circuit 27. The current limiting element 22 has a structure as shown in FIG. 3, for example. In the current limiting element 22, an oxide superconductor thin film 22a having a meander structure is formed on the substrate 22b. The thickness of the thin film 22a is, for example, 1
55 μm. YBa 2 Cu 3 O is used as the oxide superconductor.
A 7-X yttrium-based high-temperature superconductor is preferably used. For the substrate, yttria-stabilized zirconia, magnesium oxide, Hastelloy, or the like is used. As the thyristor, a thyristor having high responsiveness and high withstand voltage is preferably used.

【0016】図2に示す限流システムの動作原理は以下
のとおりである。負荷23に短絡電流が流れようとした
時点で、サーチコイル26を介して短絡電流の発生が検
出される。検出した電圧をトリガーとして制御回路によ
りコイル21は通電され、限流素子22に磁界が印加さ
れる。それまで超電導状態であった素子22は磁界によ
り常電導状態に転移し、抵抗を発生させる。同時に、制
御回路27によりサイリスタ25のゲートに電圧が印加
され、サイリスタ25はターンオンの状態となり、抵抗
素子24の比抵抗に応じて短絡電流の一部が流れるバイ
パスが形成される。かくして、限流素子に発生した抵抗
により短絡電流が制限され、かつバイパスによって限流
素子に流れる電流が減じられる。磁界の印加によって限
流素子の超電導体全体がクエンチさせられるため、限流
動作中に超電導体の一部の温度が過度に上昇することが
抑制され、部分的な溶断が防がれる。加えて、サイリス
タによるバイパスの形成によって、限流素子が限流のた
め負担するエネルギは減じられ、限流素子へのダメージ
は低減される。このことは、限流素子での温度上昇の抑
制および限流素子の超電導状態への早い復帰につなが
る。
The principle of operation of the current limiting system shown in FIG. 2 is as follows. When the short-circuit current is about to flow to the load 23, the occurrence of the short-circuit current is detected via the search coil 26. The coil 21 is energized by the control circuit using the detected voltage as a trigger, and a magnetic field is applied to the current limiting element 22. The element 22 that was in the superconducting state until then transitions to the normal conducting state due to the magnetic field, and generates resistance. At the same time, a voltage is applied to the gate of the thyristor 25 by the control circuit 27, the thyristor 25 is turned on, and a bypass through which part of the short-circuit current flows according to the specific resistance of the resistance element 24 is formed. Thus, the short-circuit current is limited by the resistance generated in the current limiting element, and the current flowing through the current limiting element is reduced by the bypass. Since the entire superconductor of the current limiting element is quenched by the application of the magnetic field, an excessive rise in the temperature of a part of the superconductor during the current limiting operation is suppressed, and partial fusing is prevented. In addition, the formation of the bypass by the thyristor reduces the energy that the current limiting element bears due to current limiting, and reduces damage to the current limiting element. This leads to suppression of temperature rise in the current limiting element and quick return of the current limiting element to the superconducting state.

【0017】本発明による限流システムのさらなる具体
例を図4に示す。この具体例は複数の限流素子およびス
イッチング素子を有している。交流電源48が接続され
る電力回路においてケーブル等の負荷43に直列に3つ
の限流素子42a、42bおよび42cが接続される。
限流素子42a、42bおよび42cはそれぞれコイル
41a、41bおよび41cの内部空間に配置される。
また電力回路には、事故時に流れる異常電流を検出する
ためのサーチコイル46が設けられる。サーチコイル4
6は制御回路47に接続される。さらに電力回路におい
て負荷43に並列に3つの抵抗素子44a、44bおよ
び44cならびにスイッチング素子としてのサイリスタ
45a、45bおよび45cが接続される。図中Lは回
路インダクタンスを表す。サイリスタ45a〜45cの
各ゲートは制御回路47に接続される。またコイル41
a〜41cも制御回路47に接続される。限流素子42
a〜42cにはたとえば上述と同様のものが用いられ
る。サイリスタには高速応答性で高耐圧性のものが好ま
しく用いられる。
A further embodiment of the current limiting system according to the invention is shown in FIG. This example has a plurality of current limiting elements and switching elements. In a power circuit to which an AC power supply 48 is connected, three current limiting elements 42a, 42b and 42c are connected in series to a load 43 such as a cable.
Current limiting elements 42a, 42b and 42c are arranged in the internal spaces of coils 41a, 41b and 41c, respectively.
The power circuit is provided with a search coil 46 for detecting an abnormal current flowing at the time of an accident. Search coil 4
6 is connected to the control circuit 47. Further, in the power circuit, three resistance elements 44a, 44b and 44c and thyristors 45a, 45b and 45c as switching elements are connected in parallel with the load 43. L in the figure represents the circuit inductance. Each gate of the thyristors 45a to 45c is connected to the control circuit 47. The coil 41
a to 41c are also connected to the control circuit 47. Current limiting element 42
For a to 42c, for example, the same ones as described above are used. As the thyristor, a thyristor having high responsiveness and high withstand voltage is preferably used.

【0018】図4に示す限流システムの以下のように動
作させることができる。負荷43に短絡電流が流れよう
とした時点で、サーチコイル46を介して短絡電流の発
生が検出される。検出した電圧をトリガーとして制御回
路47によりコイル41cが通電され、限流素子42c
に磁界が印加される。それまで超電導状態であった素子
42cは磁界により常電導状態に転移し、抵抗を発生さ
せる。同時に、制御回路47によりサイリスタ45cの
ゲートに電圧が印加され、サイリスタ45cはターンオ
ンの状態となり、抵抗素子44cの比抵抗に応じて短絡
電流の一部が流れるバイパスが形成される。このとき、
検出器(図示省略)により測定された限流素子42c両
端の電圧が所定の値以上であるとき、制御回路47によ
りコイル41bが通電され、限流素子42bに磁界が印
加される。素子42bは磁界により常電導状態に転移
し、限流作用のための抵抗を発生させる。同時に、制御
回路47によりサイリスタ45bのゲートに電圧が印加
され、抵抗素子44bの比抵抗に応じて短絡電流の一部
が流れる追加のバイパスが形成される。一方、測定され
た電圧が所定の値に満たないとき、素子42a、抵抗素
子42aおよびサイリスタ45aのみが限流動作に関与
する。さらに、検出器(図示省略)により測定された限
流素子42b両端の電圧が所定の値以上であるとき、同
様にしてコイル41aが励磁され、サイリスタ45aが
ターンオンの状態となる。このようにして3つの限流素
子と3つのサイリスタが限流動作に関与する。一方、素
子42bの両端の電圧が所定の値に満たないとき、コイ
ル42aおよびサイリスタ45aは限流動作に関与しな
い。このようにして、必要に応じ、適当な数および/ま
たは位置の限流素子ならびにサイリスタを作動させるこ
とができる。
The current limiting system shown in FIG. 4 can be operated as follows. When the short-circuit current is about to flow to the load 43, the occurrence of the short-circuit current is detected via the search coil 46. The coil 41c is energized by the control circuit 47 using the detected voltage as a trigger, and the current limiting element 42c
Is applied with a magnetic field. The element 42c which was in the superconducting state until then transitions to the normal conducting state due to the magnetic field, and generates resistance. At the same time, a voltage is applied to the gate of the thyristor 45c by the control circuit 47, the thyristor 45c is turned on, and a bypass through which part of the short-circuit current flows according to the specific resistance of the resistance element 44c is formed. At this time,
When the voltage across the current limiting element 42c measured by a detector (not shown) is equal to or higher than a predetermined value, the control circuit 47 energizes the coil 41b and applies a magnetic field to the current limiting element 42b. The element 42b is changed to a normal conducting state by a magnetic field, and generates a resistance for a current limiting action. At the same time, a voltage is applied to the gate of the thyristor 45b by the control circuit 47, and an additional bypass through which part of the short-circuit current flows according to the specific resistance of the resistance element 44b is formed. On the other hand, when the measured voltage is less than the predetermined value, only the element 42a, the resistance element 42a, and the thyristor 45a participate in the current limiting operation. Further, when the voltage across the current limiting element 42b measured by a detector (not shown) is equal to or higher than a predetermined value, the coil 41a is similarly excited, and the thyristor 45a is turned on. In this way, three current limiting elements and three thyristors participate in the current limiting operation. On the other hand, when the voltage across the element 42b is less than the predetermined value, the coil 42a and the thyristor 45a do not participate in the current limiting operation. In this way, an appropriate number and / or position of current limiting elements and thyristors can be activated if necessary.

【0019】図4に示す限流システムは以下のように作
動させてもよい。負荷43に短絡電流が流れようとした
時点で、サーチコイル46を介して短絡電流の発生が検
出される。検出した電圧をトリガーとして制御回路47
により3つのコイル41a〜42cが通電され、3つの
限流素子42a〜42cにそれぞれ磁界が印加される。
それまで超電導状態であった3つの素子は磁界により常
電導状態に転移し、抵抗を発生させる。同時に、制御回
路47により3つのサイリスタ45a〜45cのゲート
に電圧が印加され、サイリスタ45a〜45cはターン
オンの状態となり、抵抗素子44a〜44cの比抵抗に
応じて短絡電流の一部が流れる3つのバイパスが形成さ
れる。この場合のシミュレーション回路を図5に示す。
図中、Eは電源電圧、Lは回路インダクタンス、RG1
G2、RG3はそれぞれ限流素子の抵抗、RLOADは負荷の
抵抗、R1 、R2 、R3 はそれぞれ抵抗素子の抵抗を表
す。Eが100V、Lが0.01H、RG1、RG2、RG3
がそれぞれ0.05Ω(ノーマル時)、RLOADが0.2
0Ω、R1 、R2 、R3 がそれぞれ20Ωの場合のシミ
ュレーションの結果を図6に示す。図6中、実線は本発
明の場合の結果、点線は抵抗素子およびサイリスタがな
い場合の結果を示している。この結果は、本発明による
限流システムが、穏やかな限流をもたらし、かつ限流動
作後、電流をほぼゼロに減衰させることができることを
示している。一方、限流素子のみの場合、限流が一時的
に急に起こり、限流動作後、一定の電流がある時間残り
得ることがわかった。
The current limiting system shown in FIG. 4 may be operated as follows. When the short-circuit current is about to flow to the load 43, the occurrence of the short-circuit current is detected via the search coil 46. The control circuit 47 uses the detected voltage as a trigger.
As a result, the three coils 41a to 42c are energized, and magnetic fields are applied to the three current limiting elements 42a to 42c, respectively.
The three elements that were in the superconducting state until then transition to the normal conducting state due to the magnetic field and generate resistance. At the same time, a voltage is applied to the gates of the three thyristors 45a to 45c by the control circuit 47, and the thyristors 45a to 45c are turned on. A bypass is formed. FIG. 5 shows a simulation circuit in this case.
In the figure, E is the power supply voltage, L is the circuit inductance, R G1 ,
R G2 and R G3 represent the resistance of the current limiting element, R LOAD represents the resistance of the load, and R 1 , R 2 and R 3 represent the resistance of the resistance element, respectively. E is 100V, L is 0.01H, R G1 , R G2 , R G3
Are 0.05Ω (when normal) and R LOAD is 0.2
FIG. 6 shows the results of the simulation when 0Ω, R 1 , R 2 and R 3 are each 20Ω. In FIG. 6, the solid line shows the result in the case of the present invention, and the dotted line shows the result in the case where there is no resistance element and thyristor. This result shows that the current limiting system according to the present invention can provide a gentle current limiting and can attenuate the current to almost zero after the current limiting operation. On the other hand, it was found that in the case of only the current limiting element, the current limiting occurred temporarily and suddenly, and after the current limiting operation, a constant current could remain for a certain time.

【0020】本発明において複数の限流素子を用いれ
ば、短絡電流のエネルギをそれらに適当な態様で分配す
ることができ、各素子のダメージを最小限に抑えること
ができる。必要に応じて限流素子に磁界を印加するコイ
ルの数を決めることができる。複数の限流素子に1つの
コイルで磁界を印加してもよいし、各限流素子にそれぞ
れコイルを設けてもよい。限流素子、コイル、抵抗素子
およびスイッチング素子の数は、限流システムが使用さ
れる系統において想定される事故電流に応じて最適なも
のに設定すればよい。また、限流素子に磁場を印加する
ためコイルに直接事故電流を流すシステムを設けてもよ
い。
If a plurality of current limiting elements are used in the present invention, the energy of the short-circuit current can be distributed to them in an appropriate manner, and damage to each element can be minimized. If necessary, the number of coils for applying a magnetic field to the current limiting element can be determined. A magnetic field may be applied to a plurality of current limiting elements by one coil, or a coil may be provided for each current limiting element. The number of the current limiting element, the coil, the resistance element, and the switching element may be set to an optimum number according to a fault current assumed in a system in which the current limiting system is used. Further, a system may be provided in which a fault current is directly supplied to the coil in order to apply a magnetic field to the current limiting element.

【0021】上述した限流システムに、表1に示すよう
なコイルを用いることができる。
In the current limiting system described above, coils as shown in Table 1 can be used.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】たとえばこのコイル両端に130Vの電圧
を印加し、0.1秒の高速で0.5Tの磁場をコイルの
中心部に発生させる。この磁場を印加された限流素子は
常電導状態に転移する。限流素子にイットリウム系酸化
物超電導体(YBCO)薄膜を用いる場合、その臨界電
流密度(Jc)の磁場依存性はたとえば図7のようにな
る。この超電導体の磁場ゼロ77Kにおける臨界電流密
度は10万A/cm2である。図中、(Ni)はNi基
板上に形成されたYBCO薄膜を表し、(SrTi
3 )はSrTiO3 基板上形成されたYBCO薄膜を
表す。図からわかるように、たとえば77Kで0.5T
の磁場をYBCO薄膜に印加すると、Jcは約1/4に
低下する。したがって、77Kで臨界電流付近の電流を
流す場合、0.5Tの磁場によって容易にYBCO限流
素子を超電導から常電導に転移させ、高速で限流動作に
入らせることができる。一方、磁場をゼロにすれば、高
速で超電導状態を復帰させることができる。
For example, a voltage of 130 V is applied to both ends of the coil, and a magnetic field of 0.5 T is generated at a high speed of 0.1 second at the center of the coil. The current limiting element to which the magnetic field is applied changes to a normal conducting state. When an yttrium oxide superconductor (YBCO) thin film is used for the current limiting element, the magnetic field dependence of the critical current density (Jc) is as shown in FIG. 7, for example. The critical current density of this superconductor at a magnetic field of zero 77 K is 100,000 A / cm 2 . In the figure, (Ni) represents a YBCO thin film formed on a Ni substrate, and (SrTi
O 3 ) represents a YBCO thin film formed on a SrTiO 3 substrate. As can be seen, for example, 0.5T at 77K
Is applied to the YBCO thin film, Jc decreases to about 1/4. Therefore, when a current near the critical current flows at 77 K, the YBCO current limiting element can be easily transitioned from superconducting to normal conduction by a magnetic field of 0.5 T, and can enter the current limiting operation at high speed. On the other hand, if the magnetic field is reduced to zero, the superconducting state can be restored at high speed.

【0024】本発明による限流システムは図8に示すよ
うな冷却システムに組み込むことができる。なお、図を
わかりやすくするため、限流システムのスイッチング素
子、抵抗素子、短絡電流検出器およびそれらの制御機構
を省略している。この冷却システムにより、負荷と限流
システムは、循環する共通の冷媒によって冷却される。
限流素子82a、82b、82cおよびコイル81は断
熱式のFRP製容器91に収容される。素子82a〜8
2cに磁場を印加するためのコイル81はたとえばビス
マス系2223相酸化物超電導コイルである。このシス
テムでは、1つのコイルが3つの限流素子に磁場を印加
する。3つの限流素子は、ケーブル負荷83および電源
88に、直列でブッシング84を介して接続される。容
器91内にはさらに熱交換器96aが収容される。コイ
ル81は別の電源98に接続される。ケーブル83、限
流素子82a〜82cおよびコイル81を冷却する冷媒
は、ケーブル83および容器91を通過する配管系92
において、ポンプ93により強制的に循環される。ポン
プ93により冷媒は二重管94aを通ってタンク95に
送られる。タンク95内には冷却のための熱交換器96
bが設けられる。また、タンク95内には冷媒を攪拌す
るためのスクリュー97が設けられている。タンク95
を出た冷媒は、ケーブル負荷83に送られる。冷媒は、
ケーブル負荷83からFRP容器91に送られ、限流素
子82a〜82cおよびコイル81を冷却する。容器9
1を出た冷媒は二重管94bを介してポンプ93に送ら
れる。このシステムにおいて冷媒はブレイトン・サイク
ル冷凍機101によって冷却される。ブレイトン・サイ
クル冷凍機101は、ヘリウムガスを断熱膨張するため
の膨張タービン102および断熱圧縮するためのコンプ
レッサー103を有する。ヘリウムガスは配管系104
を介し冷凍サイクルにおいて循環させられている。配管
系104には冷却のための熱交換器96aおよび96b
が配置される。このような冷却システムにおいて強制的
な循環によって冷媒を流動させる場合、静止状態にある
冷媒の本来の凝固点または三重点以下の温度で、冷媒を
流動状態に保つことができる。過冷却状態にある冷媒で
冷却を行なえば、超電導体においてより高いJcを得る
ことができる。超電導ケーブルを負荷に用いる場合、こ
のような過冷却状態はより有利である。冷却システムに
おいて冷媒の温度を本来の凝固点または三重点以下にす
る場合、冷媒の粘度をモニターする手段および冷媒の流
量を測定する手段を配管系に設けることが好ましい。負
荷および限流システムのための冷媒には、液体窒素、液
体空気、液体窒素と液体酸素との混合物等を使用するこ
とができる。また、タンク95に気体の空気を供給し
て、熱交換器96bの冷却により液化してもよい。液化
された空気は、ポンプ93によって循環される。
The current limiting system according to the present invention can be incorporated into a cooling system as shown in FIG. It should be noted that the switching element, the resistance element, the short-circuit current detector, and their control mechanism of the current limiting system are omitted for easy understanding of the drawing. With this cooling system, the load and the current limiting system are cooled by a common circulating refrigerant.
The current limiting elements 82a, 82b, 82c and the coil 81 are accommodated in a heat-insulating FRP container 91. Elements 82a-8
The coil 81 for applying a magnetic field to 2c is, for example, a bismuth-based 2223-phase oxide superconducting coil. In this system, one coil applies a magnetic field to three current limiting elements. The three current limiting elements are connected to a cable load 83 and a power supply 88 in series via a bushing 84. The container 91 further houses a heat exchanger 96a. The coil 81 is connected to another power supply 98. The refrigerant that cools the cable 83, the current limiting elements 82 a to 82 c and the coil 81 is supplied to the piping system 92 that passes through the cable 83 and the container 91.
, Is forcibly circulated by the pump 93. The refrigerant is sent to the tank 95 by the pump 93 through the double pipe 94a. A heat exchanger 96 for cooling is provided in the tank 95.
b is provided. Further, a screw 97 for stirring the refrigerant is provided in the tank 95. Tank 95
Is sent to the cable load 83. The refrigerant is
It is sent from the cable load 83 to the FRP container 91 and cools the current limiting elements 82 a to 82 c and the coil 81. Container 9
The refrigerant having exited 1 is sent to the pump 93 via the double pipe 94b. In this system, the refrigerant is cooled by a Brayton cycle refrigerator 101. The Brayton cycle refrigerator 101 has an expansion turbine 102 for adiabatically expanding helium gas and a compressor 103 for adiabatically compressing helium gas. Helium gas is in piping system 104
Through the refrigeration cycle. Heat exchangers 96a and 96b for cooling are provided in the piping system 104.
Is arranged. When the refrigerant is caused to flow by forced circulation in such a cooling system, the refrigerant can be kept in a flowing state at a temperature below the original freezing point or triple point of the stationary refrigerant. If cooling is performed with a refrigerant in a supercooled state, a higher Jc can be obtained in the superconductor. When a superconducting cable is used for a load, such a supercooled state is more advantageous. When the temperature of the refrigerant is set to be equal to or lower than the original freezing point or triple point in the cooling system, it is preferable to provide a means for monitoring the viscosity of the refrigerant and a means for measuring the flow rate of the refrigerant in the piping system. Liquid nitrogen, liquid air, a mixture of liquid nitrogen and liquid oxygen, and the like can be used as the refrigerant for the load and current limiting system. Alternatively, gaseous air may be supplied to the tank 95 and liquefied by cooling the heat exchanger 96b. The liquefied air is circulated by the pump 93.

【0025】また、本発明による限流システムは図9に
示すような冷却システムに組み込んでもよい。なお、図
をわかりやすくするため、限流システムのスイッチング
素子、抵抗素子、短絡電流検出器およびそれらの制御機
構を省略している。この冷却システムでも、負荷と限流
システムは、循環する共通の冷媒によって冷却される。
限流素子82a、82b、82cおよび対応するコイル
81a、81b、81cは断熱式のFRP製容器91に
収容される。隣り合う素子同士の間には鋼鉄製の遮蔽板
110a、110bが設けられ、各素子が独立して作動
するようになっている。素子82a〜82cにそれぞれ
磁場を印加するためのコイル81a〜81cはたとえば
ビスマス系2223相酸化物超電導コイルである。3つ
の限流素子は、超電導機器113および電源88に、直
列でブッシング84を介して接続される。容器91内に
はさらに、圧縮機120aおよびピストン120bを有
するGM冷凍機120の熱交換器121が収容される。
コイル81a〜81cは別の電源98に接続される。冷
媒は、配管系92において、ポンプ93により強制的に
循環される。ポンプ93により冷媒は二重管94aを通
ってタンク95に送られる。タンク95内には、圧縮機
130aおよび130bを有するGM冷凍機130の熱
交換器131が収容される。また、タンク95内には冷
媒を攪拌するためのスクリュー97が設けられている。
タンク95を出た冷媒は、超電導機器113に送られ
る。冷媒は、超電導機器113からFRP容器91に送
られ、限流素子82a〜82cおよびコイル81a〜8
1cを冷却する。容器91を出た冷媒は二重管94bを
介してポンプ93に送られる。このシステムにおいて容
器91内の冷媒およびタンク95内の冷媒は独立にGM
冷凍機によって冷却される。この冷却システムは、図8
に示すものより簡便であり、負荷のサイズが比較的小さ
い場合に適している。このような冷却システムにおいて
も強制的な循環によって冷媒を流動させる場合、静止状
態にある冷媒の本来の凝固点または三重点以下の温度
で、冷媒を流動状態に保つことができる。過冷却状態に
ある冷媒で冷却を行なえば、超電導体においてより高い
Jcを得ることができる。冷却システムにおいて冷媒の
温度を本来の凝固点または三重点以下にする場合、冷媒
の粘度をモニターする手段および冷媒の流量を測定する
手段を配管系に設けることが好ましい。負荷および限流
システムのための冷媒には、液体窒素、液体空気、液体
窒素と液体酸素との混合物等を使用することができる。
また、タンク95に気体の空気を供給して、熱交換器1
31の冷却により液化してもよい。液化された空気は、
ポンプ93によって循環される。
The current limiting system according to the present invention may be incorporated in a cooling system as shown in FIG. It should be noted that the switching element, the resistance element, the short-circuit current detector, and their control mechanism of the current limiting system are omitted for easy understanding of the drawing. Also in this cooling system, the load and the current limiting system are cooled by the circulating common refrigerant.
The current limiting elements 82a, 82b, 82c and the corresponding coils 81a, 81b, 81c are housed in a heat-insulating FRP container 91. Shielding plates 110a and 110b made of steel are provided between adjacent elements, and each element operates independently. The coils 81a to 81c for applying a magnetic field to the elements 82a to 82c are, for example, bismuth-based 2223-phase oxide superconducting coils. The three current limiting elements are connected to a superconducting device 113 and a power supply 88 in series via a bushing 84. The heat exchanger 121 of the GM refrigerator 120 having the compressor 120a and the piston 120b is further housed in the container 91.
The coils 81a to 81c are connected to another power supply 98. The refrigerant is forcibly circulated in a piping system 92 by a pump 93. The refrigerant is sent to the tank 95 by the pump 93 through the double pipe 94a. The heat exchanger 131 of the GM refrigerator 130 having the compressors 130a and 130b is accommodated in the tank 95. Further, a screw 97 for stirring the refrigerant is provided in the tank 95.
The refrigerant exiting the tank 95 is sent to the superconducting device 113. The refrigerant is sent from the superconducting device 113 to the FRP container 91, and is subjected to current limiting elements 82a to 82c and coils 81a to 81c.
Cool 1c. The refrigerant exiting the container 91 is sent to the pump 93 via the double pipe 94b. In this system, the refrigerant in the container 91 and the refrigerant in the tank 95 are independently GM
Cooled by a refrigerator. This cooling system is shown in FIG.
And is suitable when the size of the load is relatively small. Even in such a cooling system, when the refrigerant is caused to flow by forced circulation, the refrigerant can be kept in a flowing state at a temperature below the original freezing point or triple point of the stationary refrigerant. If cooling is performed with a refrigerant in a supercooled state, a higher Jc can be obtained in the superconductor. When the temperature of the refrigerant is set to be equal to or lower than the original freezing point or triple point in the cooling system, it is preferable to provide a means for monitoring the viscosity of the refrigerant and a means for measuring the flow rate of the refrigerant in the piping system. Liquid nitrogen, liquid air, mixtures of liquid nitrogen and liquid oxygen, and the like can be used as refrigerants for the load and current limiting systems.
Further, gaseous air is supplied to the tank 95 so that the heat exchanger 1
It may be liquefied by cooling of 31. The liquefied air is
Circulated by pump 93.

【0026】上記冷却システムでは、限流素子とコイル
を同じ冷媒で同時に冷却しているが、限流素子とコイル
とをそれぞれ異なる冷却システムで冷却してもよい。ま
た、負荷と限流システムとをそれぞれ異なる冷却システ
ムで冷却してもよい。この場合でも、冷媒を循環させる
ことが好ましい。
In the above-mentioned cooling system, the current limiting element and the coil are simultaneously cooled by the same refrigerant, but the current limiting element and the coil may be cooled by different cooling systems. Further, the load and the current limiting system may be cooled by different cooling systems. Even in this case, it is preferable to circulate the refrigerant.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、超電導限流素子に負担
させるエネルギを減らすことができ、限流時の素子への
ダメージを減らすことができる。本発明による限流シス
テムは、穏やかにかつ安定して事故電流を減衰させ得
る。限流素子における温度上昇も低減することができ
る。このため、復帰の早い限流システムを提供すること
ができる。また、冷媒を循環する限流システムでは、冷
媒をプールするシステムに比べて約5倍の冷凍能力を見
込むことができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the energy borne by the superconducting current limiting element, and to reduce the damage to the element at the time of current limiting. The current limiting system according to the present invention can gently and stably attenuate the fault current. The temperature rise in the current limiting element can also be reduced. For this reason, it is possible to provide a current limiting system with a quick return. In addition, the current limiting system that circulates the refrigerant can expect about five times the refrigeration capacity as compared with the system that pools the refrigerant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】磁場印加式超電導限流器の一具体例を示す模式
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of a magnetic field application type superconducting current limiter.

【図2】本発明による限流システムの一具体例を模式的
に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a specific example of a current limiting system according to the present invention.

【図3】限流素子の一具体例を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a specific example of a current limiting element.

【図4】本発明による限流システムのもう一つの具体例
を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing another specific example of the current limiting system according to the present invention.

【図5】図4に示す限流システムのシミュレーション回
路を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a simulation circuit of the current limiting system shown in FIG. 4;

【図6】図5に示す回路におけるシミュレーションの結
果を示す図である。
6 is a diagram showing a result of a simulation in the circuit shown in FIG. 5;

【図7】YBCO薄膜限流素子のJc−B−T特性を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing Jc-BT characteristics of a YBCO thin film current limiting device.

【図8】限流システムのための冷却システムの一具体例
を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a specific example of a cooling system for a current limiting system.

【図9】限流システムのための冷却システムのもう一つ
の具体例を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing another specific example of a cooling system for a current limiting system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21、41a、41b、41c コイル 22、42a、42b、42c 限流素子 23 負荷 24、44a、44b、44c 抵抗素子 43 ケーブル負荷 25、45a、45b、45c サイリスタ 21, 41a, 41b, 41c Coil 22, 42a, 42b, 42c Current limiting element 23 Load 24, 44a, 44b, 44c Resistance element 43 Cable load 25, 45a, 45b, 45c Thyristor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 謙一 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 Fターム(参考) 4M114 AA14 AA21 AA29 AA30 CC03 CC11 DA32 DA46 DB67 DB68 DB70 5G013 AA01 AA04 BA01 CA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kenichi Sato 1-3-1 Shimaya, Konohana-ku, Osaka F-term in Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works 4M114 AA14 AA21 AA29 AA30 CC03 CC11 DA32 DA46 DB67 DB68 DB70 5G013 AA01 AA04 BA01 CA01

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷に直列に接続される、酸化物超電導
体からなる限流素子と、 前記限流素子に磁場を印加するためのコイルと、 発生した異常電流を検出するための手段と、 前記負荷に並列に接続されるスイッチング素子と前記負
荷に並列に接続されかつ前記スイッチング素子に直列に
接続される抵抗素子とを備え、 前記異常電流の発生時に、前記コイルは通電されて前記
限流素子に磁界を印加し、かつ前記検出手段による異常
電流の検出に応答して、前記スイッチング素子はオン状
態となり前記異常電流を部分的に流すためのバイパスを
形成することを特徴をする、限流システム。
1. A current limiting element composed of an oxide superconductor connected in series to a load, a coil for applying a magnetic field to the current limiting element, and a means for detecting an abnormal current generated, A switching element connected in parallel to the load; and a resistance element connected in parallel to the load and connected in series to the switching element. Applying a magnetic field to the element and responding to the detection of the abnormal current by the detecting means, the switching element is turned on to form a bypass for partially flowing the abnormal current. system.
【請求項2】 複数の前記スイッチング素子が前記負荷
に並列に接続され、各スイッチング素子が前記検出手段
による異常電流の検出に応答することを特徴とする、請
求項1に記載の限流システム。
2. The current limiting system according to claim 1, wherein a plurality of said switching elements are connected in parallel to said load, and each switching element responds to detection of an abnormal current by said detection means.
【請求項3】 複数の前記限流素子が前記負荷に直列に
接続され、 各限流素子に磁界を印加するためのコイルが設けられ、 各コイルは前記検出手段による異常電流の検出に応答し
て通電されることを特徴とする、請求項1または2に記
載の限流システム。
3. A current limiting element is connected in series to the load, a coil for applying a magnetic field to each current limiting element is provided, and each coil responds to detection of an abnormal current by the detecting means. The current limiting system according to claim 1, wherein the current is limited.
【請求項4】 前記スイッチング素子は前記負荷に並列
に接続されるサイリスタであることを特徴とする、請求
項1〜3のいずれか1項に記載の限流システム。
4. The current limiting system according to claim 1, wherein the switching element is a thyristor connected in parallel to the load.
【請求項5】 前記コイルがビスマス系2223相酸化
物超電導体からなることを特徴とする、請求項1〜4の
いずれか1項に記載の限流システム。
5. The current limiting system according to claim 1, wherein said coil is made of a bismuth-based 2223-phase oxide superconductor.
【請求項6】 前記コイルの励磁のため前記異常電流が
前記コイルに流されることを特徴とする、請求項1〜5
のいずれか1項に記載の限流システム。
6. An apparatus according to claim 1, wherein said abnormal current is supplied to said coil for exciting said coil.
The current limiting system according to any one of the preceding claims.
【請求項7】 前記限流素子が、強制的に流動されてい
る冷媒によって冷却されることを特徴とする、請求項1
〜6のいずれか1項に記載の限流システム。
7. The air conditioner according to claim 1, wherein the current limiting element is cooled by a forcedly flowing refrigerant.
The current limiting system according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 前記強制的な流動により、前記冷媒は、
前記冷媒の凝固点以下の温度で流動状態に維持されるこ
とを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の
限流システム。
8. The forced flow causes the refrigerant to:
The current limiting system according to any one of claims 1 to 7, wherein the system is maintained in a flowing state at a temperature equal to or lower than a freezing point of the refrigerant.
【請求項9】 前記負荷を冷却するため強制的に循環さ
れる冷媒により、前記限流素子および前記コイルが冷却
されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項
に記載の限流システム。
9. The current limiting element and the coil according to claim 1, wherein the current limiting element and the coil are cooled by a refrigerant forcedly circulated to cool the load. Current limiting system.
【請求項10】 冷媒を強制的に循環するためのポン
プ、前記強制的に循環される冷媒を冷却するための第1
の冷却手段、前記冷媒を貯留するための容器、前記限流
素子および前記コイルに接触する冷媒を冷却するための
第2の冷却手段、ならびに前記循環される冷媒を保持す
るための配管系を備えることを特徴とする、請求項1〜
9のいずれか1項に記載の限流システム。
10. A pump for forcibly circulating a refrigerant, a first for cooling the forcibly circulated refrigerant.
Cooling means, a container for storing the refrigerant, a second cooling means for cooling the refrigerant in contact with the current limiting element and the coil, and a piping system for holding the circulated refrigerant. Characterized in that:
The current limiting system according to any one of claims 9 to 13.
【請求項11】 前記第1および第2の冷却手段が、ブ
レイトン・サイクル冷凍機に接続される熱交換器である
ことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記
載の限流システム。
11. The apparatus according to claim 1, wherein said first and second cooling means are heat exchangers connected to a Brayton cycle refrigerator. Flow system.
【請求項12】 前記第1および第2の冷却手段がスタ
ーリング・サイクル冷凍機またはGM冷凍機であること
を特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の
限流システム。
12. The current limiting system according to claim 1, wherein said first and second cooling means are a Stirling cycle refrigerator or a GM refrigerator.
JP37397098A 1998-12-28 1998-12-28 Current limiting system Expired - Fee Related JP3864596B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37397098A JP3864596B2 (en) 1998-12-28 1998-12-28 Current limiting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37397098A JP3864596B2 (en) 1998-12-28 1998-12-28 Current limiting system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000197262A true JP2000197262A (en) 2000-07-14
JP3864596B2 JP3864596B2 (en) 2007-01-10

Family

ID=18503062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP37397098A Expired - Fee Related JP3864596B2 (en) 1998-12-28 1998-12-28 Current limiting system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3864596B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100662754B1 (en) 2005-12-02 2007-01-02 엘에스산전 주식회사 Resistive type superconducting fault current limiter
JP2007189227A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 European High Temperature Superconductors Gmbh & Co Kg Power adjusting method and device
JP2009529239A (en) * 2006-03-06 2009-08-13 リンデ・インコーポレーテッド Multi-tank apparatus and method for cooling a superconductor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100662754B1 (en) 2005-12-02 2007-01-02 엘에스산전 주식회사 Resistive type superconducting fault current limiter
JP2007189227A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 European High Temperature Superconductors Gmbh & Co Kg Power adjusting method and device
JP2009529239A (en) * 2006-03-06 2009-08-13 リンデ・インコーポレーテッド Multi-tank apparatus and method for cooling a superconductor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3864596B2 (en) 2007-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mehta et al. Transforming transformers [superconducting windings]
CN110071713B (en) Superconducting switch for conduction cooling and superconducting magnet device thereof
Sykulski et al. Prospects for large high-temperature superconducting power transformers: conclusions from a design study
Takahashi et al. Design and test results of a cryogenic cooling system for a 25-T cryogen-free superconducting magnet
Herrmann et al. Cryogenic load calculation of high Tc current lead
Yoshida et al. Sub-cooled liquid nitrogen cryogenic system with neon turbo-refrigerator for HTS power equipment
JP3864596B2 (en) Current limiting system
Pi et al. Numerical study of current distribution and stability of LTS/HTS hybrid superconductor
JP3464252B2 (en) Superconducting motor
Sato et al. Performance of all high-Tc superconducting magnets generating 4 T and 7 T at 20 K
Heller et al. Development of a 20 kA high temperature superconductor current lead
Kiyoshi et al. Generation of magnetic fields over 20 T using a newly developed superconducting magnet system
JPS6123306A (en) Cooling device of superconductive coil
Green The effect of low temperature cryocoolers on the development of low temperature superconducting magnets
Hanai et al. Design and test results of 18.1 T cryocooled superconducting magnet with Bi2223 insert
Heller et al. Development program of a 60 kA current lead using high temperature superconductors
JP3120557B2 (en) High magnetic field generator and permanent current switch
Yanagi et al. Excitation test results of the HTS floating coil for the Mini-RT project
Koyanagi et al. A cryocooler-cooled 10 T superconducting magnet with 100 mm room temperature bore
Ando et al. Design of a 60-kA HTS current lead for fusion magnets and its R&D
JP5424107B2 (en) Superconducting magnet with self-excited vibration heat pipe
Liu et al. Stability study on cryocooler-cooled superconducting magnets
Sato et al. Stability of superconducting magnet indirectly cooled by He II
Yoshida et al. 1 ATM subcooled liquid nitrogen cryogenic system with GM-refrigerator for a HTS power transformer
Satow et al. Achieved capability of the superconducting magnet system for the Large Helical Device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050607

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060925

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111013

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees