JP2005252085A

JP2005252085A - 超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステム

Info

Publication number: JP2005252085A
Application number: JP2004062463A
Authority: JP
Inventors: Masaru Iwamatsu; 勝岩松; Tetsuo Asahara; 哲郎浅原; Kazuya Ikeda; 和也池田; Masabumi Ogata; 正文小方
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP4694133B2

Abstract

【課題】より直接的に冷却経路が確保されているか否かを確認し、監視要素として加味することにより、的確な超電導コイルの励消磁を行うことができる超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムを提供する。
【解決手段】超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムにおいて、パワーリード大気開放弁の検知装置３０と、パワーリードの所定個所に配置される第１の温度素子２８と、パワーリード端子の所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子２９と、超電導コイル２２の励磁又は消磁を行う制御装置３３とを備え、第１の温度素子２８と第２の温度素子２９からの出力信号が適切で、パワーリード大気開放弁２７が開放している場合にのみ制御装置３３により超電導コイル２２の励磁を行う信号Ｓ₀₁を出力する。
【選択図】図３

Description

本発明は、超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムに関するするものである。

従来、一般に超電導コイルへの熱侵入量を極力抑えるために電流リードは高電流密度設計とし、常温端子からの伝導熱を減らし、発生するジュール熱は蒸発するヘリウムガスで除去する方式がとられている。

そのため、このヘリウムガスによる冷却状態が悪くなると電流リードは過熱し、その検出が遅れると焼損に至ってしまう。

図４は従来の電流リードの過熱監視装置（その１）の模式図である。

この図において、１はクライオスタット、２は超電導コイル、３はヘリウム液面、４は電流リード、５は常温端子、６は低温端子、７は温度素子、８はヘリウムガス、９はリード線、１０は温度監視盤、１１は放電指令信号を示している。

この図４に示すように、電流リード４自身に温度素子７を取り付け、温度監視盤１０で監視し、警報レベルを越えた場合にはコイル放電指令信号１１を発して、電流リード４の焼損を未然に防ぐようにしていた。

しかし、かかる方法では検出時間の遅れがあり、これを防止するために、図５に示すように、電流リードの常電導部分の両端の電位差を監視するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

図５は従来の電流リードの過熱監視装置（その２）の模式図である。

この図において、図４の温度素子７に代えて、常温端子５に配置される電圧タップ１２と低温端子６に配置される電圧タップ１３とを設けて、各々の電圧タップ１２と１３からの出力をリード線１４を介して電圧監視盤１５で監視して、電圧タップ１２と１３との間の電位差が上昇して警報レベルを越えた場合、異常と判断して電圧監視盤１５からコイル放電指令信号１６を発することにより、電流リード４の焼損を防止するようにしている。
特開昭６３−１３３５０７号公報

しかしながら、超電導コイルの励磁と消磁の両方の制御を確実に実施できるインターロックシステムはこれまでに提案されておらず、かかるシステムが望まれている。

本発明は、上記状況に鑑みて、より直接的に冷却経路が確保されているか否かを確認し、監視要素として加味することにより、超電導コイルの励磁と消磁の両方の制御を確実に実施できる超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムにおいて、パワーリード大気開放弁の検知装置と、パワーリードの所定個所に配置される第１の温度素子と、前記パワーリードの所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子と、超電導コイルの励磁又は消磁を行う制御装置とを備え、前記第１の温度素子と前記第２の温度素子からの出力信号が適切で、かつ前記パワーリード大気開放弁が開放している場合にのみ、前記制御装置により、前記超電導コイルの励磁又は消磁を行う信号を出力することを特徴とする。

〔２〕超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムにおいて、パワーリード大気開放弁の検知装置と、パワーリードの所定個所に配置される第１の温度素子と、前記パワーリードの所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子と、超電導コイルの励磁又は消磁を行う制御装置とを備え、前記第１の温度素子と第２の温度素子からの出力信号のうち少なくとも一方が不適切であるか、または前記パワーリード大気開放弁が開放していない場合に、前記制御装置により、前記超電導コイルの緊急消磁を行う信号を出力することを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムにおいて、前記第１の温度素子は電流リードの常温端子に、前記第２の温度素子は電流リードの低温領域であって励磁もしくは消磁時に温度の極大値を取り得る箇所に接続することを特徴とする。

本発明によれば、超電導コイルの励磁と消磁の両方の制御を行う超電導コイル励消磁制御装置のインターロックを確実に実施することができる。

超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムにおいて、パワーリード大気開放弁の検知装置と、パワーリードの所定個所に配置される第１の温度素子と、前記パワーリードの所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子と、超電導コイルの励磁又は消磁を行う制御装置とを備え、前記第１の温度素子と前記第２の温度素子からの出力信号が適切で、かつ前記パワーリード大気開放弁が開放している場合にのみ、前記制御装置により、前記超電導コイルの励磁又は消磁を行う信号を出力する。

また、前記第１の温度素子と第２の温度素子からの出力信号のうち少なくとも一方が不適切であるか、または前記パワーリード大気開放弁が開放していない場合に、前記制御装置により、前記超電導コイルの緊急消磁を行う信号を出力する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示す超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムの模式図である。

この図において、２１はクライオスタット、２２は超電導コイル、２３はヘリウム液面、２４はパワーリード、２５は常温端子、２６は低温端子、２７はパワーリード大気開放弁、２８はパワーリード２４の所定個所に配置される第１の温度素子、２９はパワーリード２４の所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子、３０はパワーリード大気開放弁２７の検知装置、３１は冷却ヘリウムガス、３２は冷却ヘリウム排出ガス、３３は制御装置である。

ここで、第２の温度素子２９の配置箇所について説明する。

図２はパワーリードの常温領域から低温領域へ向かってのパワーリードの距離に対する温度特性図である。

図１、図２において、Ａは常温部、Ｂは低温部、Ｃは電流リードの低温領域であって励磁もしくは消磁時に温度の極大値Ｍを取り得る箇所である。

図２に示すように、励磁又は消磁時には、電流リードの形状や冷却方法によって異なるが、その動作時間中に温度の極大値Ｍを取り得る特定箇所Ｃが存在する。そのような電流リードの低温領域であって励磁もしくは消磁時に温度の極大値Ｍを取り得る箇所Ｃに第２の温度素子２９を配置することが望ましい。

図３は本発明の実施例を示す超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステム回路図である。

この図において、第１の温度素子２８からの出力信号Ｓ１と第２の温度素子２９からの出力信号Ｓ２が共に「１」（適切）である場合には、ＡＮＤ回路３４から出力信号Ｓ３「１」が送られ、パワーリード大気開放弁２７の検知装置３０の出力信号Ｓ４が開「１」である場合にはＡＮＤ回路３５から出力信号Ｓ５「１」が制御部３６に送られ、制御部３６からは超電導コイルの励磁信号Ｓ₀₁又は消磁信号Ｓ₀₂を出力する。

そこで、まず、超電導コイル２２の励磁又は消磁作業前には、第１の温度素子２８からの温度情報と、第２の温度素子２９からの温度情報とをＡＮＤ条件として、適切か否かを確認し、適切である、例えば、共に「１」であり、さらに、パワーリード大気開放弁の検知装置３０からの情報が「１」（開）である場合のみ、ＡＮＤ条件で出力信号Ｓ５「１」が出力されて制御部２６からは超電導コイル２２の励磁信号Ｓ₀₁又は消磁信号Ｓ₀₂が出力される。

したがって、パワーリード２４が十分冷却されていることが確実に確認された後に、超電導コイル２２は励磁又は消磁されることになる。

また、上記した正常時の超電導コイル２２の励磁状態から、第１の温度素子２８からの温度情報と、第２の温度素子２９からの温度情報のうち、少なくとも一方が「１」から「０」へと変化すると、動作スイッチ３５への出力信号Ｓ５は「０」となるので、制御部３６からは超電導コイルの消磁のための信号Ｓ₀₂を出力する。したがって、超電導コイル２２の緊急消磁が行われる。また、パワーリード大気開放弁の検知装置３０からの情報が「０」（閉）となった場合にも、超電導コイル２２の緊急消磁が行われる。

このように、パワーリード２４が十分冷却されていないことが確実に確認された場合には、超電導コイルは緊急に消磁されることになる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムは、安全性に優れた超電導コイル励消磁制御装置として利用可能である。

本発明の実施例を示す超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムの模式図である。パワーリードの常温領域から低温領域へ向かってのパワーリードの距離に対する温度特性図である。本発明の実施例を示す超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムの回路図である。従来の電流リードの過熱監視装置（その１）の模式図である。従来の電流リードの過熱監視装置（その２）の模式図である。

符号の説明

２１クライオスタット
２２超電導コイル
２３ヘリウム液面
２４パワーリード
２５常温端子
２６低温端子
２７パワーリード大気開放弁
２８第１の温度素子
２９第２の温度素子
３０パワーリード大気開放弁の検知装置
３１冷却ヘリウムガス
３２冷却ヘリウム排出ガス
３３制御装置
３４，３５ＡＮＤ回路
３６制御部

Claims

（ａ）パワーリード大気開放弁の検知装置と、
（ｂ）パワーリードの所定個所に配置される第１の温度素子と、
（ｃ）前記パワーリードの所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子と、
（ｄ）超電導コイルの励磁又は消磁を行う制御装置とを備え、
（ｅ）前記第１の温度素子と前記第２の温度素子からの出力信号が適切で、かつ前記パワーリード大気開放弁が開放している場合にのみ、前記制御装置により、前記超電導コイルの励磁又は消磁を行う信号を出力することを特徴とする超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステム。
（ａ）パワーリード大気開放弁の検知装置と、
（ｂ）パワーリードの所定個所に配置される第１の温度素子と、
（ｃ）前記パワーリードの所定個所とは他の個所に配置される第２の温度素子と、
（ｄ）超電導コイルの励磁又は消磁を行う制御装置とを備え、
（ｅ）前記第１の温度素子と第２の温度素子からの出力信号のうち少なくとも一方が不適切であるか、または前記パワーリード大気開放弁が開放していない場合に、前記制御装置により、前記超電導コイルの緊急消磁を行う信号を出力することを特徴とする超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステム。
請求項１又は２記載の超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステムにおいて、前記第１の温度素子は電流リードの常温端子に、前記第２の温度素子は電流リードの低温領域であって励磁もしくは消磁時に温度の極大値を取り得る箇所に接続することを特徴とする超電導コイル励消磁制御装置のインターロックシステム。