JP2001006454A - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
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- JP2001006454A JP2001006454A JP11173909A JP17390999A JP2001006454A JP 2001006454 A JP2001006454 A JP 2001006454A JP 11173909 A JP11173909 A JP 11173909A JP 17390999 A JP17390999 A JP 17390999A JP 2001006454 A JP2001006454 A JP 2001006454A
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- wires
- electromotive force
- wire
- cable
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】輸送電流の転流が容易な程度まで、しかも導体
全長にわたって素線間を接続して素線同士の抵抗を小さ
くしても素線間結合損失を増大させないこと。 【解決手段】ラザフォードケーブル１は、ｘ軸上の点ｘ
0 （＝０）における素線間遮蔽起電力ＶC すなわち断面
中央の素線対２U 、２D の素線間遮蔽起電力ＶCと、素
線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、２
D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチＬ
C を設定し、かつ、全素線対２U 、２D の殆どを低抵抗
部３ａで接続して構成される。
全長にわたって素線間を接続して素線同士の抵抗を小さ
くしても素線間結合損失を増大させないこと。 【解決手段】ラザフォードケーブル１は、ｘ軸上の点ｘ
0 （＝０）における素線間遮蔽起電力ＶC すなわち断面
中央の素線対２U 、２D の素線間遮蔽起電力ＶCと、素
線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、２
D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチＬ
C を設定し、かつ、全素線対２U 、２D の殆どを低抵抗
部３ａで接続して構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撚り線形の超電導
導体において、素線間結合損失の低減と輸送電流の転流
を同時に図るための超電導導体に関する。
導体において、素線間結合損失の低減と輸送電流の転流
を同時に図るための超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】撚り線形の超電導導体（超電導ケーブ
ル）に変動横磁界が印加されると大きな素線間結合損失
ＷC が発生する。この場合、素線（ストランド）自体に
も結合損失（素線内結合損失）ＷS が生じるが、一般に
素線のツイストピッチＬS は導体のケーブルピッチＬC
に比べて非常に短いために、素線内結合損失ＷS は素線
間結合損失ＷC に比べて無視できる程小さい（例えば、
Ｎｂ3 Ｓｎラザフォードケーブルの場合、ＬS 〜１０ｍ
ｍ、ＬC 〜１００ｍｍ、ＷS ／ＷC 〜１０-4（ＳＵＳコ
アあり）、ＷS ／ＷC 〜１０-5（ＳＵＳコアなし）であ
る。）。この素線間結合損失ＷC を実用上問題にならな
い程度まで小さくするには、素線表面の酸化処理や素線
間にステンレスシートを挟むなどして、素線同士の接触
抵抗や素線間の抵抗を大きくすることが有効である。し
かしながら、何らかのじょう乱がこのような導体に加わ
って素線が部分的に常電導にクエンチした場合、輸送電
流の転流が妨げられ全体がクエンチに至る。このこと
は、低損失化設計と安定化設計とは本来相矛盾すること
を意味している。
ル）に変動横磁界が印加されると大きな素線間結合損失
ＷC が発生する。この場合、素線（ストランド）自体に
も結合損失（素線内結合損失）ＷS が生じるが、一般に
素線のツイストピッチＬS は導体のケーブルピッチＬC
に比べて非常に短いために、素線内結合損失ＷS は素線
間結合損失ＷC に比べて無視できる程小さい（例えば、
Ｎｂ3 Ｓｎラザフォードケーブルの場合、ＬS 〜１０ｍ
ｍ、ＬC 〜１００ｍｍ、ＷS ／ＷC 〜１０-4（ＳＵＳコ
アあり）、ＷS ／ＷC 〜１０-5（ＳＵＳコアなし）であ
る。）。この素線間結合損失ＷC を実用上問題にならな
い程度まで小さくするには、素線表面の酸化処理や素線
間にステンレスシートを挟むなどして、素線同士の接触
抵抗や素線間の抵抗を大きくすることが有効である。し
かしながら、何らかのじょう乱がこのような導体に加わ
って素線が部分的に常電導にクエンチした場合、輸送電
流の転流が妨げられ全体がクエンチに至る。このこと
は、低損失化設計と安定化設計とは本来相矛盾すること
を意味している。
【０００３】これに関し、特開平７−１４４４１号公報
には、「導体のケーブルピッチＬCごとに素線同士を低
抵抗の金属でショートして輸送電流の転流をし易くす
る」という提案がなされている。
には、「導体のケーブルピッチＬCごとに素線同士を低
抵抗の金属でショートして輸送電流の転流をし易くす
る」という提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの行った三次元有限要素法（ＦＥＭ）解析による
と、素線外皮層を伝わって導体長手方向に流れる素線間
結合電流が存在するために、素線間結合損失ＷC の低減
効果は期待する程ではないことが明らかになった。
者らの行った三次元有限要素法（ＦＥＭ）解析による
と、素線外皮層を伝わって導体長手方向に流れる素線間
結合電流が存在するために、素線間結合損失ＷC の低減
効果は期待する程ではないことが明らかになった。
【０００５】本発明者らは、従来の設計では、(1) ツイ
ストピッチＬS がケーブルピッチＬ C に比べて十分短い
（結果的に素線内結合損失ＷS は素線間結合損失ＷC に
比べて小さすぎる）こと、(2) 誘起された遮蔽起電力に
対して、素線間結合電流を小さくし、素線間結合損失Ｗ
C を下げるようにするため、素線同士の等価抵抗を上げ
るという方法を採用していること、の二点が固定されす
ぎた概念であり、必ずしもこれらにとらわれる必要がな
いことに着目した。そして、誘起される遮蔽起電力その
ものを変えるという新しい発想を導入し、「素線間に電
位差が生じないような最適設計を採用することにより、
輸送電流の転流が容易な程度まで、しかも導体全長にわ
たって素線間を接続して素線同士の抵抗を小さくしても
素線間結合損失ＷC は増大しない」という設計概念を提
案するに至った。なお、この設計では、「素線自体のツ
イストピッチＬS と素線内結合損失ＷS は従来の設計値
より大きくなり、ツイストピッチＬS 〜ケーブルピッチ
ＬC かつ素線内結合損失Ｗ S 〜素線間結合損失ＷC とな
る」、換言すると、「素線内結合損失ＷS を問題になら
ない程度まで意図的に増やす方法をとることによって、
問題となる素線間結合損失ＷC を下げる」のである。
ストピッチＬS がケーブルピッチＬ C に比べて十分短い
（結果的に素線内結合損失ＷS は素線間結合損失ＷC に
比べて小さすぎる）こと、(2) 誘起された遮蔽起電力に
対して、素線間結合電流を小さくし、素線間結合損失Ｗ
C を下げるようにするため、素線同士の等価抵抗を上げ
るという方法を採用していること、の二点が固定されす
ぎた概念であり、必ずしもこれらにとらわれる必要がな
いことに着目した。そして、誘起される遮蔽起電力その
ものを変えるという新しい発想を導入し、「素線間に電
位差が生じないような最適設計を採用することにより、
輸送電流の転流が容易な程度まで、しかも導体全長にわ
たって素線間を接続して素線同士の抵抗を小さくしても
素線間結合損失ＷC は増大しない」という設計概念を提
案するに至った。なお、この設計では、「素線自体のツ
イストピッチＬS と素線内結合損失ＷS は従来の設計値
より大きくなり、ツイストピッチＬS 〜ケーブルピッチ
ＬC かつ素線内結合損失Ｗ S 〜素線間結合損失ＷC とな
る」、換言すると、「素線内結合損失ＷS を問題になら
ない程度まで意図的に増やす方法をとることによって、
問題となる素線間結合損失ＷC を下げる」のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による超電導導体
は、素線のツイストピッチ及び導体のケーブルピッチ
が、変動横磁界による素線間遮蔽起電力と素線内遮蔽起
電力とを略一致させる部位が生じるように設定されると
ともに、当該部位の素線間を含む全素線間又は一部の素
線間を、素線間の転流が可能なように低抵抗で接続して
構成されることを特徴とする。
は、素線のツイストピッチ及び導体のケーブルピッチ
が、変動横磁界による素線間遮蔽起電力と素線内遮蔽起
電力とを略一致させる部位が生じるように設定されると
ともに、当該部位の素線間を含む全素線間又は一部の素
線間を、素線間の転流が可能なように低抵抗で接続して
構成されることを特徴とする。
【０００７】ここで、導体の低次の撚りピッチが高次の
撚りピッチよりも大きい。
撚りピッチよりも大きい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態をラザフォードケーブルを例にとって説明す
る。
実施形態をラザフォードケーブルを例にとって説明す
る。
【０００９】図１〜図４は、それぞれ第１〜第４実施形
態に係る超電導導体としてのラザフォードケーブルの構
成及び動作説明図を示す。
態に係る超電導導体としてのラザフォードケーブルの構
成及び動作説明図を示す。
【００１０】図１に示す第１実施形態に係るラザフォー
ドケーブル１（以下、ＣａｓｅI ともいう。）は、ｘ軸
上の点ｘ0 （＝０）における素線間遮蔽起電力ＶC すな
わち断面中央の素線対２U 、２D の素線間遮蔽起電力Ｖ
C と、素線内遮蔽起電力ＶSとを一致させるように素線
２U 、２D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブル
ピッチＬC を設定し、かつ、全素線対２U 、２D の殆ど
を低抵抗部３ａで接続した例である。
ドケーブル１（以下、ＣａｓｅI ともいう。）は、ｘ軸
上の点ｘ0 （＝０）における素線間遮蔽起電力ＶC すな
わち断面中央の素線対２U 、２D の素線間遮蔽起電力Ｖ
C と、素線内遮蔽起電力ＶSとを一致させるように素線
２U 、２D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブル
ピッチＬC を設定し、かつ、全素線対２U 、２D の殆ど
を低抵抗部３ａで接続した例である。
【００１１】また、図２に示す第２実施形態に係るラザ
フォードケーブル１（以下、ＣａｓｅIIともいう。）
は、点ｘ0 （＝０）における素線間遮蔽起電力ＶC と素
線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、２
D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチＬ
C を設定し、かつ、断面中央付近の素線対２U 、２D の
みを低抵抗部３ａで接続し、他の素線対２U 、２D を高
抵抗部３ｂで接続した例である。
フォードケーブル１（以下、ＣａｓｅIIともいう。）
は、点ｘ0 （＝０）における素線間遮蔽起電力ＶC と素
線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、２
D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチＬ
C を設定し、かつ、断面中央付近の素線対２U 、２D の
みを低抵抗部３ａで接続し、他の素線対２U 、２D を高
抵抗部３ｂで接続した例である。
【００１２】また、図３に示す第３実施形態に係るラザ
フォードケーブル１（以下、ＣａｓｅIII ともいう。）
は、点ｘ0 （＝±１１ｒS ）における素線間遮蔽起電力
ＶCすなわち断面両端付近の素線間遮蔽起電力ＶC と、
素線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、
２D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチ
ＬC を設定し、これらの素線対２U 、２D 付近のみを低
抵抗部３ａで接続し、他の素線対２U 、２D を高抵抗部
３ｂで接続した例である。
フォードケーブル１（以下、ＣａｓｅIII ともいう。）
は、点ｘ0 （＝±１１ｒS ）における素線間遮蔽起電力
ＶCすなわち断面両端付近の素線間遮蔽起電力ＶC と、
素線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、
２D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチ
ＬC を設定し、これらの素線対２U 、２D 付近のみを低
抵抗部３ａで接続し、他の素線対２U 、２D を高抵抗部
３ｂで接続した例である。
【００１３】また、図４に示す第４実施形態に係るラザ
フォードケーブル１（以下、ＣａｓｅIVともいう。）
は、点ｘ0 （＝±１２ｒS ）における素線間遮蔽起電力
ＶC すなわち断面両端付近の素線間遮蔽起電力ＶC と、
素線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、
２D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチ
ＬC を設定し、かつ、これらの素線対２U 、２D のみを
低抵抗部３ａで接続し、他の素線対２U 、２D を高抵抗
部３ｂで接続した例である。
フォードケーブル１（以下、ＣａｓｅIVともいう。）
は、点ｘ0 （＝±１２ｒS ）における素線間遮蔽起電力
ＶC すなわち断面両端付近の素線間遮蔽起電力ＶC と、
素線内遮蔽起電力ＶS とを一致させるように素線２U 、
２D のツイストピッチＬS 及び導体１のケーブルピッチ
ＬC を設定し、かつ、これらの素線対２U 、２D のみを
低抵抗部３ａで接続し、他の素線対２U 、２D を高抵抗
部３ｂで接続した例である。
【００１４】図１〜図４にそれぞれ示すラザフォードケ
ーブル１に、上下方向に変動横磁界μ0 Ｈext が印加さ
れた場合を考えると、上段の素線２U と下段の素線２D
との間に（より厳密には、対応する上下の素線それぞれ
の中心にあるフィラメント間に）遮蔽起電力±ＶC が生
じる。このＶC は、ｘ方向に変化し、
ーブル１に、上下方向に変動横磁界μ0 Ｈext が印加さ
れた場合を考えると、上段の素線２U と下段の素線２D
との間に（より厳密には、対応する上下の素線それぞれ
の中心にあるフィラメント間に）遮蔽起電力±ＶC が生
じる。このＶC は、ｘ方向に変化し、
【００１５】
【数１】
【００１６】という形に書ける。ここで、αはラザフォ
ードケーブル１のアスペクト比であり（図１の場合α＝
７．５）、ｒC はｘ方向の等価的なケーブル半径であ
り、素線２U 、２D の半径をｒS として、
ードケーブル１のアスペクト比であり（図１の場合α＝
７．５）、ｒC はｘ方向の等価的なケーブル半径であ
り、素線２U 、２D の半径をｒS として、
【００１７】
【数２】
【００１８】である。一方、素線内遮蔽起電力ＶS は、
素線２U 、２D の断面形状を正方形であるとして、
素線２U 、２D の断面形状を正方形であるとして、
【００１９】
【数３】
【００２０】と書ける。
【００２１】したがって、ｘ軸上の任意の点ｘ0 におけ
る素線間遮蔽起電力ＶC と素線内遮蔽起電力ＶS とを等
しくするためには、素線２U 、２D のツイストピッチＬ
S を
る素線間遮蔽起電力ＶC と素線内遮蔽起電力ＶS とを等
しくするためには、素線２U 、２D のツイストピッチＬ
S を
【００２２】
【数４】
【００２３】に設定すればよいことになる。
【００２４】よって、ＣａｓｅI の場合、式(2) も用
い、式(4) のｘ0 に「０」、αに「７．５」をそれぞれ
代入することにより、ＬS ＝５．９ＬC となる。また、
ＣａｓｅIIの場合も、ＬS ＝５．９ＬC となる。また、
ＣａｓｅIII の場合、式(2) も用い式(4) のｘ0 に「１
１ｒS 」、αに「７．５」をそれぞれ代入することによ
り、ＬS ＝２．２６ＬC となる。また、ＣａｓｅIVの場
合、式(2) も用い式(4)のｘ0 に「１２ｒS 」、αに
「７．５」をそれぞれ代入することにより、ＬS ＝１．
５６ＬC となる。
い、式(4) のｘ0 に「０」、αに「７．５」をそれぞれ
代入することにより、ＬS ＝５．９ＬC となる。また、
ＣａｓｅIIの場合も、ＬS ＝５．９ＬC となる。また、
ＣａｓｅIII の場合、式(2) も用い式(4) のｘ0 に「１
１ｒS 」、αに「７．５」をそれぞれ代入することによ
り、ＬS ＝２．２６ＬC となる。また、ＣａｓｅIVの場
合、式(2) も用い式(4)のｘ0 に「１２ｒS 」、αに
「７．５」をそれぞれ代入することにより、ＬS ＝１．
５６ＬC となる。
【００２５】一方、第１〜第４実施形態においては、素
線２U 、２D 間の転流が可能なように向かい合う素線対
２U 、２D の全部あるいは一部が低抵抗部３ａで接続さ
れるため、大きな素線間結合損失ＷC が発生するのでは
と懸念される。次に、この素線間結合損失ＷC について
概算する。
線２U 、２D 間の転流が可能なように向かい合う素線対
２U 、２D の全部あるいは一部が低抵抗部３ａで接続さ
れるため、大きな素線間結合損失ＷC が発生するのでは
と懸念される。次に、この素線間結合損失ＷC について
概算する。
【００２６】ラザフォードケーブル１の幅広面に垂直方
向の変動横磁界が加わった場合、誘起された遮蔽起電力
によって、「図１〜図４に示した上下に位置した素線対
２U、２D 同士に主に電流が流れる」として素線間結合
損失ＷC を見積もればよい。これは、左右の素線２U 、
２U 又は２D 、２D 同士の起電力の差が一般に小さい上
に、それらの素線２U 、２U 又は２D 、２D 間のサイド
バイサイド抵抗Ｒsbsが、上下の素線２U 、２D 間のク
ロスオーバ抵抗Ｒcoに比べて一般に大きいためである。
このとき素線間結合損失ＷC ［Ｊ／ｍ3 ］は、印加外部
磁界の周波数をｆとして、近似的に次式(5) で与えられ
る。
向の変動横磁界が加わった場合、誘起された遮蔽起電力
によって、「図１〜図４に示した上下に位置した素線対
２U、２D 同士に主に電流が流れる」として素線間結合
損失ＷC を見積もればよい。これは、左右の素線２U 、
２U 又は２D 、２D 同士の起電力の差が一般に小さい上
に、それらの素線２U 、２U 又は２D 、２D 間のサイド
バイサイド抵抗Ｒsbsが、上下の素線２U 、２D 間のク
ロスオーバ抵抗Ｒcoに比べて一般に大きいためである。
このとき素線間結合損失ＷC ［Ｊ／ｍ3 ］は、印加外部
磁界の周波数をｆとして、近似的に次式(5) で与えられ
る。
【００２７】
【数５】
【００２８】ここで、クロスオーバ抵抗Ｒcoは、上下の
素線対２U 、２D が低抵抗部３ａで接続されている領域
χでのみ有限な小さい値Ｒcoをもち、その他の領域では
∞である。したがって、式(1) 〜式(3) 及び式(5) よ
り、
素線対２U 、２D が低抵抗部３ａで接続されている領域
χでのみ有限な小さい値Ｒcoをもち、その他の領域では
∞である。したがって、式(1) 〜式(3) 及び式(5) よ
り、
【００２９】
【数６】
【００３０】と書ける。ここで、χは、第１〜第４実施
形態の場合、それぞれ次の各式(7) 〜(10)を満たすｘの
領域である。
形態の場合、それぞれ次の各式(7) 〜(10)を満たすｘの
領域である。
【００３１】
【数７】
【００３２】次に、下記表１を用いて、本実施形態の効
果を説明する。
果を説明する。
【００３３】
【表１】
【００３４】なお、上記表１において、素線内結合損失
ＷS はツイストピッチＬS の二乗に比例して大きくな
り、各Ｃａｓｅの素線内結合損失ＷS は、ツイストピッ
チＬS ＝１０ｍｍの場合の素線内結合損失ＷS を基準と
して何倍になるかという相対値で示してある。また、各
Ｃａｓｅの素線間結合損失ＷC は、式(6) で計算した素
線間結合損失ＷC の値を、従来タイプのケーブルでＳＵ
Ｓコアなしの場合の素線間結合損失ＷC を１０5 とした
相対値として記載してある。ここで、従来タイプのコア
なしの場合の素線間結合損失ＷC は、χをＣａｓｅI と
同じとし、式(6) にｘ0 ＝ｒC とおけば得られる。
ＷS はツイストピッチＬS の二乗に比例して大きくな
り、各Ｃａｓｅの素線内結合損失ＷS は、ツイストピッ
チＬS ＝１０ｍｍの場合の素線内結合損失ＷS を基準と
して何倍になるかという相対値で示してある。また、各
Ｃａｓｅの素線間結合損失ＷC は、式(6) で計算した素
線間結合損失ＷC の値を、従来タイプのケーブルでＳＵ
Ｓコアなしの場合の素線間結合損失ＷC を１０5 とした
相対値として記載してある。ここで、従来タイプのコア
なしの場合の素線間結合損失ＷC は、χをＣａｓｅI と
同じとし、式(6) にｘ0 ＝ｒC とおけば得られる。
【００３５】上記表１に示すように、各ＣａｓｅI 〜IV
において、安定性を示す指標として示される転流可能な
素線対２U 、２D の割合ξは、８７％〜１３％である。
これに対し、全損失ＷC ＋ＷS の相対値は、２．７５×
１０5 〜１．７０×１０4 であり、１００％のときのＷ
C ＋ＷS の１０5 に対する割合ζは２７．８％〜１．７
２％である。すなわち、ζ／ξ＝０．３２（ＣａｓｅI
）、０．７６（ＣａｓｅII）、０．１７（ＣａｓｅIII
）、０．１３（ＣａｓｅIV）となる。このことは、安
定性を高めると全損失がそれに連動して増えるという従
来型の設計法とは異なって、新設計法では安定性を高め
ても損失が約１／３〜１／１０と小さくできることを意
味している。冒頭でふれた公報記載の設計法による効果
が２／３程度であったことに比べて半減以上の損失低減
効果が期待できることになる。
において、安定性を示す指標として示される転流可能な
素線対２U 、２D の割合ξは、８７％〜１３％である。
これに対し、全損失ＷC ＋ＷS の相対値は、２．７５×
１０5 〜１．７０×１０4 であり、１００％のときのＷ
C ＋ＷS の１０5 に対する割合ζは２７．８％〜１．７
２％である。すなわち、ζ／ξ＝０．３２（ＣａｓｅI
）、０．７６（ＣａｓｅII）、０．１７（ＣａｓｅIII
）、０．１３（ＣａｓｅIV）となる。このことは、安
定性を高めると全損失がそれに連動して増えるという従
来型の設計法とは異なって、新設計法では安定性を高め
ても損失が約１／３〜１／１０と小さくできることを意
味している。冒頭でふれた公報記載の設計法による効果
が２／３程度であったことに比べて半減以上の損失低減
効果が期待できることになる。
【００３６】なお、ツイストピッチＬS が長くなると、
より乱れや不均一磁界の影響を受けやすく、最近ＣＩＣ
Ｃのコイルで問題となっている素線間結合損失ＷC の増
大を招くおそれがある。ツイストピッチＬS を長くしな
い方法としては、(1) 図３及び図４に示すように、ケー
ブル断面端部付近の素線２U 、２D 間で転流が可能な構
造にする、(2) アスペクト比αがなるべく小さくなるよ
うな構造にする、ことが考えられる。
より乱れや不均一磁界の影響を受けやすく、最近ＣＩＣ
Ｃのコイルで問題となっている素線間結合損失ＷC の増
大を招くおそれがある。ツイストピッチＬS を長くしな
い方法としては、(1) 図３及び図４に示すように、ケー
ブル断面端部付近の素線２U 、２D 間で転流が可能な構
造にする、(2) アスペクト比αがなるべく小さくなるよ
うな構造にする、ことが考えられる。
【００３７】また、素線内結合損失ＷS が大きくなりす
ぎることへの対策としては、(1) 素線２U 、２D のマト
リックスの抵抗を大きくしてＷS を小さくする、(2) ア
スペクト比αを小さくしてＬS を小さくしＷS を小さく
する、ことが考えられるが、(1) の場合は安定性を犠牲
にすることになる。
ぎることへの対策としては、(1) 素線２U 、２D のマト
リックスの抵抗を大きくしてＷS を小さくする、(2) ア
スペクト比αを小さくしてＬS を小さくしＷS を小さく
する、ことが考えられるが、(1) の場合は安定性を犠牲
にすることになる。
【００３８】また、素線外皮層を伝わって回り込む電流
路の影響として、素線対２U 、２Dのそれぞれの内部に
あるフィラメントのうち、最も遠い位置関係にあるフィ
ラメント間に大きな遮蔽起電力ＶC が生じているので、
素線間結合損失ＷC が増大する可能性がある。対策とし
ては、遮蔽電流の流路となる外皮層に何らかの電気的バ
リアを設けるとよい。最も短絡的な発想としては、流路
を切るべく外皮層部分に切欠を入れるとよい。この方法
は、上記素線内結合損失ＷS を小さくすることに対して
も有効である。
路の影響として、素線対２U 、２Dのそれぞれの内部に
あるフィラメントのうち、最も遠い位置関係にあるフィ
ラメント間に大きな遮蔽起電力ＶC が生じているので、
素線間結合損失ＷC が増大する可能性がある。対策とし
ては、遮蔽電流の流路となる外皮層に何らかの電気的バ
リアを設けるとよい。最も短絡的な発想としては、流路
を切るべく外皮層部分に切欠を入れるとよい。この方法
は、上記素線内結合損失ＷS を小さくすることに対して
も有効である。
【００３９】
【発明の効果】本発明によると、素線のツイストピッチ
及び導体のケーブルピッチが、変動横磁界による素線間
遮蔽起電力と素線内遮蔽起電力とを略一致させる部位が
生じるように設定されるとともに、当該部位の素線間を
含む全素線間又は一部の素線間を、素線間の転流が可能
なように低抵抗で接続して構成したため、輸送電流の転
流が容易な程度まで、しかも導体全長にわたって素線間
を接続して素線同士の抵抗を小さくしても素線間結合損
失の増大を招かなくなる。
及び導体のケーブルピッチが、変動横磁界による素線間
遮蔽起電力と素線内遮蔽起電力とを略一致させる部位が
生じるように設定されるとともに、当該部位の素線間を
含む全素線間又は一部の素線間を、素線間の転流が可能
なように低抵抗で接続して構成したため、輸送電流の転
流が容易な程度まで、しかも導体全長にわたって素線間
を接続して素線同士の抵抗を小さくしても素線間結合損
失の増大を招かなくなる。
【図１】第１実施形態に係る超電導導体としてのラザフ
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
【図２】第２実施形態に係る超電導導体としてのラザフ
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
【図３】第３実施形態に係る超電導導体としてのラザフ
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
【図４】第４実施形態に係る超電導導体としてのラザフ
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
ォードケーブルの構成及び動作説明図である。
１ ラザフォードケーブル（超電導導体） ２U 、２D 素線 ３ａ 低抵抗部 ＶC 素線間遮蔽起電力 ＶS 素線内遮蔽起電力 ＬS ツイストピッチ ＬC ケーブルピッチ
Claims (2)
- 【請求項１】 素線のツイストピッチ及び導体のケーブ
ルピッチが、変動横磁界による素線間遮蔽起電力と素線
内遮蔽起電力とを略一致させる部位が生じるように設定
されるとともに、当該部位の素線間を含む全素線間又は
一部の素線間を、素線間の転流が可能なように低抵抗で
接続して構成されることを特徴とする超電導導体。 - 【請求項２】 請求項１において、導体の低次の撚りピ
ッチが高次の撚りピッチよりも大きいことを特徴とする
超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173909A JP2001006454A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173909A JP2001006454A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001006454A true JP2001006454A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15969339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11173909A Pending JP2001006454A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001006454A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100945195B1 (ko) | 2008-08-27 | 2010-03-03 | 한국전기연구원 | 러더퍼드 케이블을 이용한 전류리드 |
| JP2011134921A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Hitachi Ltd | 超電導磁石 |
-
1999
- 1999-06-21 JP JP11173909A patent/JP2001006454A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100945195B1 (ko) | 2008-08-27 | 2010-03-03 | 한국전기연구원 | 러더퍼드 케이블을 이용한 전류리드 |
| JP2011134921A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Hitachi Ltd | 超電導磁石 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20051025 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20051025 |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051129 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080401 |
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