JP2012169272A

JP2012169272A - 超伝導電気導体の製造方法

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Publication number: JP2012169272A
Application number: JP2012026110A
Authority: JP
Inventors: Rainer Soika; ライナー・ゾイカ
Original assignee: Nexans SA
Current assignee: Nexans SA
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: JP5770653B2; EP2490275A1; EP2490275B1; KR20120094436A; KR101805745B1

Abstract

【課題】ＢＳＣＣＯをベースとする超伝導電気導体の製造方法を、欠陥箇所におけるＢＳＣＣＯ帯状体の必要な電流容量を簡単なやり方で調整することができるように改良する。
【解決手段】多数のあらかじめ製造されたＢＳＣＣＯフィラメントを、銀または銀の合金からなる、共通の、管状の閉じた覆いへ入れ、該フィラメントを備えた、該覆いを帯状体に変形し、該帯状体の厚さを所定の厚さへ減少させ、製造中に連続的に該帯状体の電流容量を測定し、連続製造中に、低下した電流容量の領域に、少なくとも、欠陥個所として目印を付ける。欠陥個所の該領域において、該帯状体（２）の少なくとも一方の面に、ＨＴＳＬ材料で被覆した、帯状の担体からなり、該帯状体（２）と実質的に同じ幅を有し、０．１ｍｍの最大厚さを有するストリップ（７）を固着するように付ける。該ストリップ（７）の該ＨＴＳＬ材料を該帯状体（２）の方に向ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、ビスマス・ストロンチウム・バリウム・銅・酸化物(ＢＳＣＣＯ)をベースとした超伝導電気導体の製造方法であって、最初に、多数の予め製造されたＢＳＣＣＯフィラメントを、銀または銀合金からなる、共通の、管状の閉じた覆いに入れ、その後、フィラメントを備えた覆いを帯状体に変形し、続いて、帯状体の厚さを所定の値まで減少させ、製造中に、帯状体の電流容量を継続的に測定し、連続製造中に電流容量が減少した領域に、少なくとも欠陥箇所として目印をつける、超伝導電気導体の製造方法に関する。

今日使用されている超伝導導体は、高温超電導体(ＨＴＳＬ)とも呼ばれる。それらは、セラミックス材料を含む合成材料から構成される。そのようなセラミックス材料は、たとえば、第１世代の材料としてのＢＳＣＣＯ（ビスマス・ストロンチウム・カルシウム・銅酸化物）、または第２世代の材料としてのＲｅＢＣＯ（希土・バリウム・銅・酸化物）、特にＹＢＣＯ（イットリウム・バリウム・銅・酸化物）である。そのような超伝導導体の直流抵抗は、所定の電流強度を超えない限り、十分に冷却すればゼロである。そのような材料を超伝導状態にするための、十分に低い温度は、たとえば、６７Ｋと９０Ｋとの間である。適切な冷媒は、たとえば、窒素、ヘリウム、ネオン及び水素、またはこれらの物質の混合物である。

ＢＳＣＣＯのベースの超伝導導体は、上記の基本的に公知の方法によって、比較的簡単に製造される。そのために、ＢＳＣＣＯを充填した、銀の管から構成されるフィラメントが製造され、多数のフィラメントが、銀からなる共通の覆いの中に入れられる。フィラメントを充填した覆いは、帯状体に変形され、該帯状体の厚さを、最終的に、通常の技術で加工されうる導体となるまで減少させる。その厚さは、約０．２５ｍｍである。そのような内側導体と名付けた、フィラメントを充填した覆いを機械的に安定化するために、その両面に、たとえば、特殊鋼または銅合金からなる層をさらに付けることができる。それによって、帯状体の厚さは、約０．４５ｍｍに増加する。そのようなＢＳＣＣＯ帯状体から構成される導体は、両方の実施形態において、超伝導ケーブル内の導体の損傷が、導体の完全な欠損に至らないという利点を有する。その理由は、多数のフィラメントが存在し、通常はその一部のみが損傷されるからであり、さらに、銀は、その高い電気伝導性に基づいて、有効な代替導体だからである。それでも、供給される状態のＢＳＣＣＯ帯状体は、電気導体として欠陥のない状態である必要がある。そのために、ＢＳＣＣＯ帯状体の電流容量は、連続的に測定される。さらに、確認された欠陥箇所には、公知の技術で目印が付けられ、帯状体から取り除かれる。それによって発生した帯状体の断片の端部は、その後、互いに重ね合わせて配置され、しっかりと互いに結合される。このため、帯状体は、結合箇所において、二重に存在し、結合箇所の厚さは、約０．５ｍｍまたは０．９ｍｍである。それによって、ケーブル内の導体としてのＢＳＣＣＯ帯状体をさらに加工することは困難となる。その理由は、結合箇所が、邪魔な厚い部分であるだけではなく、さらに、導体の可撓性を損なうからである。

本発明は、上記の方法を、欠陥箇所におけるＢＳＣＣＯ帯状体の必要な電流容量を簡単なやり方で調整することができるように改良するという課題に基づいている。

この課題は、本発明にしたがって、欠陥箇所の領域において、少なくとも帯状体の一つの面に、高温超電導材料（ＨＴＳＬ材料）によって被覆された帯状の担体から構成され、ＢＳＣＣＯ帯状体と実質的に同じ幅、及び０．１ｍｍの最大厚を有するストリップを、ＨＴＳＬ材料を該帯状体の方に向けて、固着するように付けることによって解決される。

この方法を使用する場合に、欠陥を確認した際にＢＳＣＣＯ帯状体を切断する必要はない。そのため、ＢＳＣＣＯ帯状体の製造は、ずっと簡単になる。対応する帯状体から製造された電気導体の、必要な電流容量は、確認された欠陥箇所に付けられた、ＨＴＳＬ材料を示すストリップによって確保される。ＨＴＳＬ材料を備えた、そのようなストリップは、ＢＳＣＣＯ帯状体の製造中にすでに付けることができるが、後の工程で付けることもできる。帯状体が、安定した被覆を得られない場合には、ＨＴＳＬ材料からなるストリップを、ＨＴＳＬ材料が直接帯状体に密着するように付けることができる。ＨＴＳＬ材料を備えたこのようなストリップは、公知であり、市販されている。ストリップは、０．１ｍｍの最大厚さを有し、０．０５ｍｍの厚さで使用されるのが好ましい。ストリップが、０．２５ｍｍの厚さの帯状体の片面だけに付けられれば、この方法によって「修理された」欠陥箇所において、ＢＳＣＣＯ帯状体は、０．３ｍｍの厚さを有する。厚さは、ストリップによってわずかしか増加しないので、超伝導ケーブルの導体としてのＢＳＣＣＯ帯状体をさらに加工することが妨げられることはない。

ストリップ用のＨＴＳＬ材料として、ＹＢＣＯを使用するのが有利である。

本発明の方法は、実施例の図面に基づいて説明される。

ＢＳＣＣＯ帯状体の製造のための構成を示す図である。ＢＳＣＣＯ帯状体の平面図である。図２による帯状体の側面図である。図３に対して補足した、帯状体の実施形態である。

さらに、上記の記載によれば、本発明の方法によって、銀または銀合金からなる覆いが、さらに被覆されないように、ＢＳＣＣＯ帯状体を製造することができる。しかし、ＢＳＣＣＯ帯状体の安定化のために、たとえば、特殊鋼または銅合金からなる層を、両面からＢＳＣＣＯ帯状体上に付けることもできる。ＢＳＣＣＯ帯状体の電流容量は、被覆されていない生産品においても被覆された生産品においても測定することができる。上記の意味で被覆されたＢＳＣＣＯ帯状体においては、少なくともＨＴＳＬ材料を示すストリップを、欠陥箇所において、安定化のために機能する層の欠陥箇所へ付ける。すべての考えられる実施形態の代わりに、銀または銀合金からなる被覆されていない覆いを有するＢＳＣＣＯ帯状体の製造及び「修理」のための方法を以下に説明する。

図1による構成によって、多数の予め製造されたＢＳＣＣＯフィラメント1が、銀または銀合金からなる共通の覆いに入れられる。覆いは、つぎに、包み込まれたフィラメント1とともに、ＢＳＣＣＯ帯状体２に変形される。ＢＳＣＣＯ帯状体２は、以下において、単に「帯状体２」と呼称する。帯状体２は、装置３において、約０．２５ｍｍの厚さを有するようになるまで、その寸法が低減される。製造中に帯状体は、継続的な送りで、矢印４の方向へ移動させられる。帯状体２は、装置３の後で、測定装置５を通り抜け、そこで、帯状体の電流容量が測定される。電流容量が所定の値よりも小さい欠陥箇所には目印が付けられる。帯状体２は、最終的に単に図によって示された巻枠６に巻き取ることができる。

帯状体２の製造中に、図３にしたがって、帯状体２上の、測定装置５において確認された、電流容量が減少した欠陥個所に、特に、ＹＢＣＯを被覆した担体からなるストリップ７を付けることができる。ストリップ７の厚さは、好ましくは、０．０５ｍｍである。ストリップ７は、帯状体２に付けられしっかりと結合されるので、ＹＢＣＯが、直接またはじかに帯状体２上に位置する。帯状体２の厚さが０．２５ｍｍであれば、対応する「修理箇所」の厚さは０．３ｍｍである。

帯状体２の欠陥個所は、図４にしたがって、ストリップ７の他に、帯状体の他方の面上にも、ＹＢＣＯを備えたストリップ８を付けることによって「修理する」こともできる。その場合にも、「修理箇所」の厚さは、大幅に、あるいは、邪魔になるように増加することはない。厚さは、０．３５ｍｍである。

上述の帯状体２の修理は、連続製造とは無関係に、後の時点で行ってもよい。

Claims

ビスマス・ストロンチウム・バリウム・銅・酸化物（ＢＳＣＣＯ）をベースとする超伝導電気導体の製造方法であって、
最初に、多数のあらかじめ製造されたＢＳＣＣＯフィラメントを、銀または銀の合金からなる、共通の、管状の閉じた覆いへ入れるステップと、
その後、該フィラメントを備えた、該覆いを帯状体に変形するステップと、
引き続いて、該帯状体の厚さを所定の厚さへ減少させるステップと、
製造中に連続的に該帯状体の電流容量を測定するステップと、
連続製造中に、低下した電流容量の領域に、少なくとも、欠陥個所として目印を付けるステップと、を含み、
欠陥個所の該領域において、該帯状体（２）の少なくとも一方の面に、高温超電導材料（ＨＴＳＬ材料）で被覆した、帯状の担体からなり、該帯状体（２）と実質的に同じ幅を有し、０．１ｍｍの最大厚さを有するストリップ（７）を、該ＨＴＳＬ材料を該帯状体（２）の方に向けて、固着するように付ける製造方法。
０．０５ｍｍの厚さのＨＴＳＬ材料からなるストリップ（７）を使用する請求項１に記載の製造方法。
ＨＴＳＬ材料からなるストリップ（７）を、銀または銀合金からなる覆いに直接付ける請求項１または２に記載の製造方法。
欠陥個所において、該帯状体（２）の両面に、それぞれ、ＨＴＳＬ材料を備えたストリップ（７，８）を付ける請求項１または２に記載の製造方法。
連続製造中に、ＨＴＳＬ材料を備えたストリップ（７，８）を付ける、請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
ＨＴＳＬ材料として、イットリウム・バリウム・銅・酸化物（ＹＢＣＯ）を使用する、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。