JP2000231948A - 超電導線の接続方法 - Google Patents

超電導線の接続方法

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JP2000231948A
JP2000231948A JP11033921A JP3392199A JP2000231948A JP 2000231948 A JP2000231948 A JP 2000231948A JP 11033921 A JP11033921 A JP 11033921A JP 3392199 A JP3392199 A JP 3392199A JP 2000231948 A JP2000231948 A JP 2000231948A
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JP
Japan
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superconducting
nbti
filaments
ultrafine
superconducting wire
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JP11033921A
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Katsumi Miyashita
克己 宮下
Hidesumi Moriai
英純 森合
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、接続する2本の極細多芯超電
導線の端末露出素線フィラメント同志を完全に接触した
状態に接続することができる超電導線の接続方法を提供
することにある。 【解決手段】本発明は、接続する2本の極細多芯超電導
線の片端部の安定化金属材料をエッチング液で溶解除去
して素線極細フィラメントを露出させた後、該2本の極
細多芯超電導線の露出端末素線極細フィラメント同志を
重ね合わせ、然る後該露出端末素線極細フィラメント同
志の重ね合わせ部の外周へ安定化金属管を被嵌してから
該安定化金属管を加締めることにより超電導線の端末同
志を接続する超電導線の接続方法において、前記露出端
末素線極細フィラメント同志の重ね合わせ部内へ極細超
電導ウイスカーを充填することを特徴とする超電導線の
接続方法にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導線の接続方
法に関するものである。更に詳述すれば本発明は、超電
導マグネットや超電導永久電流スイッチ等に用いられる
NbTi超電導線同志の接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超電導線は、極低温下で電気抵抗が限り
無くゼロになるものである。
【0003】このため超電導マグネットは、その電流端
子間を超電導線により作製した永久電流スイッチで短絡
させることにより、電源を超電導マグネットから切り離
しても所定の磁界を発生させることが可能な“永久電流
モード”で運転することが可能である。
【0004】このような“永久電流モード”を達成させ
るためには、永久電流スイッチと超電導マグネットの電
流端子間の接続電気抵抗をゼロとする必要がある。換言
すれば、電流端子間の接続電気抵抗をゼロとすることに
より、超電導マグネット電流を減衰しないようにするこ
とが可能である。
【0005】従来、このような超電導線同志による電流
端子間の接続は図5のように行われていた。
【0006】図5は、従来の超電導線の接続方法を示し
た正面説明図である。
【0007】図6は、従来の超電導線の接続方法におい
て、2本の極細多芯NbTi超電導線の端末露出NbT
iフィラメント同志の重ね合わせた状態を示した部分拡
大正面説明図である。
【0008】また、図7は図6の断面説明図である。
【0009】図5、図6及び図7において、1、2は極
細多芯NbTi超電導線、1−1、2−1は端末露出N
bTiフィラメント、4は銅管である。
【0010】即ち、従来の超電導線の接続方法は次のよ
うに行っていた。
【0011】a.2本の極細多芯NbTi超電導線の用
意 まず、NbTi超電導線材と安定化銅とで複合化して成
る極細多芯NbTi超電導線1、2を用意する。
【0012】b.2本の極細多芯NbTi超電導線の片
側端末処理 次に、これら2本の極細多芯NbTi超電導線1、2の
片端より30mm部分をそれぞれ硝酸でエッチングする。
【0013】このエッチングにより、2本の極細多芯N
bTi超電導線1、2の片端から30mm部分の安定化銅
が除去され、それによりNbTiフィラメント1−1、
2−1が露出される。
【0014】c.片側端末処理した2本の極細多芯Nb
Ti超電導線の向かい合わせ 次に、このようにして片端から30mm部分のNbTiフ
ィラメント1−1、2−1が露出した2本の極細多芯N
bTi超電導線1、2を、図5(イ)に示すように矢印
方向に向かい合わせる。
【0015】d.片側端末処理した2本の極細多芯Nb
Ti超電導線の重ね合わせ 次に、NbTiフィラメント1−1、2−1の露出側を
向かい合わせた2本の極細多芯NbTi超電導線1、2
を、図5(ロ)に示すようにそれぞれ軸方向に進ませ、
それによりNbTiフィラメント1−1、2−1同志を
重ね合わせる。
【0016】e.銅管の被嵌・加締め 次に、上記dで得られた2本の極細多芯NbTi超電導
線1、2の端末露出NbTiフィラメント1−1、2−
1同志の重ね合わせ部の外周へ、図1(ハ)に示すよう
に銅管4を被嵌する。
【0017】次に、その被嵌した銅管4の外周を図1
(ニ)に示すように加締めて圧着する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、極細多
芯NbTiフィラメント同志の圧着接続部の接触面積が
小さいため、極細多芯NbTiフィラメント同志の圧着
接続部では正常な極細多芯NbTiフィラメント超電導
線の臨界電流を維持することが困難であった。
【0019】これは、極細多芯NbTiフィラメント同
志の圧着接続が点接触に近く、その結果、完全接触状態
に接続ができないからである。その上、極細多芯NbT
iフィラメント同志の圧着接続作業では個々の素線間の
接続状態にばらつきが発生し、その結果“永久電流モー
ド”の信頼性を損なうという難点があった。
【0020】本発明はかかる点に立って為されたもので
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、接続する2本の極細多芯超電導線の端末露
出素線フィラメント同志を完全に接触した状態に接続す
ることができる超電導線の接続方法を提供することにあ
る。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、接続する2本の極細多芯超電導線の片端部の安定
化金属材料をエッチング液で溶解除去して素線極細フィ
ラメントを露出させた後、該2本の極細多芯超電導線の
露出端末素線極細フィラメント同志を重ね合わせ、然る
後該露出端末素線極細フィラメント同志の重ね合わせ部
の外周へ安定化金属管を被嵌してから該安定化金属管を
加締めることにより超電導線の端末同志を接続する超電
導線の接続方法において、前記露出端末素線極細フィラ
メント同志の重ね合わせ部内へ極細超電導ウイスカーを
充填することを特徴とする超電導線の接続方法にある。
【0022】本発明において、接続する2本の極細多芯
超電導線と充填する極細超電導ウイスカーとは、同じ材
質の超電導材から成ることが好ましい。
【0023】また、本発明において2本の極細多芯超電
導線が極細多芯NbTi超電導線であり、且つ極細超電
導ウイスカーがNbTiウイスカーであることが好まし
い。
【0024】更に、本発明において極細超電導ウイスカ
ーは、接続する2本の極細多芯超電導線の素線極細フィ
ラメントより細径のものであることが好ましい。
【0025】
【発明の実施の形態】次に、本発明の超電導線の接続方
法の一実施例を図面により説明する。
【0026】図1は、本発明の超電導線の接続方法の一
実施例を示した正面説明図である。
【0027】図1において、1、2は極細多芯NbTi
超電導線、1−1、2−1は端末露出NbTiフィラメ
ント、3はNbTiウイスカー、4は銅管である。
【0028】a.2本の極細多芯NbTi超電導線の用
意 まず、NbTi超電導線材と安定化銅とで複合化して成
る極細多芯NbTi超電導線1、2を用意した。これら
2本の極細多芯NbTi超電導線1、2はその外径φ
0.5mm、素線のNbTiフィラメント1−1、2−1
の外径がφ10μm、NbTiフィラメント1−1、2
−1の素線数が1369本である。
【0029】b.2本の極細多芯NbTi超電導線の片
側端末処理 次に、これら2本の極細多芯NbTi超電導線1、2の
片端より30mm部分をそれぞれ硝酸でエッチングした。
このエッチングにより2本の極細多芯NbTi超電導線
1、2の片端から30mm部分の安定化銅が除去され、そ
れによりNbTiフィラメント1−1、2−1が露出さ
れた。
【0030】c.片側端末処理した2本の極細多芯Nb
Ti超電導線の向かい合わせ 次に、このようにして片端から30mm部分のNbTiフ
ィラメント1−1、2−1が露出した2本の極細多芯N
bTi超電導線1、2を、図1(イ)に示すように矢印
方向に向かい合わせた。
【0031】d.片側端末処理した2本の極細多芯Nb
Ti超電導線の重ね合わせ 次に、NbTiフィラメント1−1、2−1の露出側を
向かい合わせた2本の極細多芯NbTi超電導線1、2
を、図1(ロ)に示すようにそれぞれ軸方向に進ませ、
それによりNbTiフィラメント1−1、2−1同志を
重ね合わせた。
【0032】e.NbTiウイスカーの用意 次に、これらとは別途にNbTi超電導線材と安定化銅
とで複合化して成る極細多芯NbTi超電導線を用意し
た。この極細多芯NbTi超電導線のNbTiフィラメ
ント外径はφ1μmである。
【0033】この極細多芯NbTi超電導線の片端より
30mm部分を硝酸でエッチングし、その片端から30mm
部分の安定化銅を除去し、それによりNbTiフィラメ
ントを露出させ、それからこの露出部のNbTiフィラ
メントを裁断して長さ1〜2mmのNbTiウイスカー3
を得た。
【0034】ここにおいて外径φ1μm、長さ1〜2mm
のNbTiウイスカー3は、接続部に用いている極細多
芯NbTi超電導線1、2の外径φ10μmのNbTi
フィラメント1−1、2−1の体積の約30%である。
【0035】f.2本の超電導線の重ね合わせ線間内へ
NbTiウイスカー充填 次に、上記dで用意した片側端末処理した2本の極細多
芯NbTi超電導線1、2の端末露出NbTiフィラメ
ント1−1、2−1同志の重ね合わせ線間内へ、図1
(ハ)に示すように上記eで用意したNbTiウイスカ
ー3を振り掛けながら充填した。
【0036】図2は、端末露出NbTiフィラメント1
−1、2−1同志の重ね合わせ線間内へNbTiウイス
カー3を充填した状態を示した部分拡大正面説明図、図
3はその断面図である。
【0037】図2及び図3において、1、2は極細多芯
NbTi超電導線、1−1、2−1は端末露出NbTi
フィラメント、3はNbTiウイスカーである。
【0038】図2及び図3から分かるように、端末露出
NbTiフィラメント1−1、2−1同志の重ね合わせ
線間隙間内にはNbTiウイスカー3が完全に充填され
ている。
【0039】g.銅管の被嵌・加締め 次に、上記eで得られたNbTiウイスカー3を充填し
た2本の極細多芯NbTi超電導線1、2の端末露出N
bTiフィラメント1−1、2−1同志の重ね合わせ部
の外周へ、図1(ニ)に示すように銅管4を被嵌した。
【0040】次に、その被嵌した銅管4の外周を図1
(ホ)に示すように加締めて圧着した。
【0041】この銅管4の加締め圧着により端末露出N
bTiフィラメント1−1、2−1とNbTiウイスカ
ー3とは完全接触した。
【0042】h.特性試験 この本発明の超電導線の接続方法の一実施例により得ら
れた超電導線の接続部、従来の超電導線の接続方法によ
り得られた超電導線の接続部、正常部(つまり接続部な
しの極細多芯NbTi超電導線1の正常部)の3試験試
料について、臨界電流Icを測定した。
【0043】臨界電流の測定は、4端子法により外部磁
界中で液体ヘリウムの沸点温度(4.2゜K)下で測定
した。
【0044】図4は、3試験試料の外部磁界−臨界電流
特性を示したグラフである。
【0045】図4から分かるように、外部磁界1Tにお
ける臨界電流Icは次の通りである。
【0046】従来の接続方法で得られた接続部の臨界電
流………Ic=382A 本発明の一実施例で得られた接続部の臨界電流……Ic
=546A 正常部の臨界電流………………………………………Ic
=575A 上記の通り、従来の接続方法で得られた接続部の臨界電
流Icは382Aと小さい。これに対して、本発明の一
実施例で得られた接続部の臨界電流Icは546Aであ
り、従来の接続方法で得られた接続部の臨界電流より顕
著に向上することができた。そして、この本発明の一実
施例で得られた接続部の臨界電流Ic=546Aは正常
部の臨界電流Ic=575Aの95%であり、実質的に
正常部と同等の性能を発揮した。
【0047】
【発明の効果】本発明の超電導線の接続方法により得ら
れた超電導線の接続部は、接続部がない超電導線の正常
部と同等の臨界電流を流すことができるものであり、工
業上有用である。
【0048】そして、本発明の超電導線の接続方法によ
り得られた超電導線の接続部は、永久電流値の向上と接
続ばらつきを低減でき、それにより“永久電流モード”
で運転可能な磁界を高く設定できると共に、その信頼性
を顕著に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超電導線の接続方法の一実施例を示し
た正面説明図である。
【図2】本発明の超電導線の接続方法の一実施例におい
て、2本の極細多芯NbTi超電導線の端末露出NbT
iフィラメント同志の重ね合わせ線間内へNbTiウイ
スカーを充填した状態を示した部分拡大正面説明図であ
る。
【図3】図2の断面説明図である。
【図4】3試験試料の外部磁界−臨界電流特性を示した
グラフである。
【図5】従来の超電導線の接続方法を示した正面説明図
である。
【図6】従来の超電導線の接続方法において、2本の極
細多芯NbTi超電導線の端末露出NbTiフィラメン
ト同志の重ね合わせた状態を示した部分拡大正面説明図
である。
【図7】図5の断面説明図である。
【符号の説明】
1、2 極細多芯NbTi超電導線 1−1、2−1 端末露出NbTiフィラメント 3 NbTiウイスカー 4 銅管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接続する2本の極細多芯超電導線の片端部
    の安定化金属材料をエッチング液で溶解除去して素線極
    細フィラメントを露出させた後、該2本の極細多芯超電
    導線の露出端末素線極細フィラメント同志を重ね合わ
    せ、然る後該露出端末素線極細フィラメント同志の重ね
    合わせ部の外周へ安定化金属管を被嵌してから該安定化
    金属管を加締めることにより超電導線の端末同志を接続
    する超電導線の接続方法において、前記露出端末素線極
    細フィラメント同志の重ね合わせ部内へ極細超電導ウイ
    スカーを充填することを特徴とする超電導線の接続方
    法。
  2. 【請求項2】接続する2本の極細多芯超電導線と充填す
    る極細超電導ウイスカーとは、同じ材質の超電導材から
    成ることを特徴とする請求項1記載の超電導線の接続方
    法。
  3. 【請求項3】2本の極細多芯超電導線が極細多芯NbT
    i超電導線であり、且つ極細超電導ウイスカーがNbT
    iウイスカーであることを特徴とする請求項1記載の超
    電導線の接続方法。
  4. 【請求項4】極細超電導ウイスカーが、接続する2本の
    極細多芯超電導線の素線極細フィラメントより細径のも
    のであることを特徴とする請求項1記載の超電導線の接
    続方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008159404A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Hitachi Ltd 超電導線材の接続構造
CN100440621C (zh) * 2004-03-04 2008-12-03 住友电气工业株式会社 超导电缆的接线部

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