JP2588207B2 - 交流用超電導撚り線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は、交流用超電導撚り線に関する。

［従来の技術］ 超電導線を交流で使用する場合、交流損失が生じる。
交流損失は結合損失とピステリシス損失が主要な２成分
である。結合損失は外部の変動磁場を遮蔽しようとして
超電導部分以外を横切って流れる結合電流により生じる
損失で素線中の超電導フィラメント間はもちろん、素線
を撚り合わせた撚り線では素線間にも生じると考えられ
てきた。このため、従来の交流用超電導撚り線では素線
の周りに絶縁を施して使用していた。

従来の交流用超電導撚り線の断面図の一例を第２図に
示す。マトリックス２内に複数の超電導フィラメント１
が配設されて素線３が形成されている。この素線３の周
囲を絶縁物４で被覆し、絶縁被覆された素線３を複数撚
り合わせている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このように形成された交流用超電導撚り線に
あっては次のような問題があった。

すなわち、素線の周囲に絶縁を施すことは製造上非常
に困難であり、それ故交流用超電導撚り線の価格を高価
なものとして実用化を妨げてきた。また、撚り線をコイ
ル状に巻回して使用する際には、口出し部をパワーリー
ドへハンダで接続するため、撚り線を撚りほぐして素線
１本１本の絶縁をはがす必要があり非常に取り扱いにく
いという問題があった。特に撚り線の途中からパワーリ
ードや電圧タップ等の外部との電気的接続を行うような
場合には製造が極めて困難であるといった問題点があっ
た。

そこで、本発明は低損失という交流使用のための条件
を損なわずに、製造工程を簡略化して製造の容易な交流
用超電導撚り線を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記した課題を解決するために本発明は、マトリック
ス内に複数の超電導フィラメントを配置して素線を形成
し、この素線の周囲を非絶縁の状態で複数本撚り合わせ
て撚り線を形成し、この撚り線に前記素線の一部と外部
との電気的な接続を行うための電気接続部を形成したこ
とを特徴とする交流用超電導撚り線を提供する。

本発明者は、交流用超電導撚り線の素線について鋭意
研究を行ってきたところ次のような事実を発見した。

すなわち、マトリックス内に複数の超電導フィラメン
トを配設した素線を絶縁被覆し、この絶縁被覆された素
線を撚り合わせた、従来構造の撚り線Ａと、マトリック
ス内に複数の超電導フィラメントを配設した素線を非絶
縁の状態で撚り合わせた、本発明構造の撚り線Ｂとの損
失をそれぞ計測したところ、撚り線Ａと撚り線Ｂとの間
で素線間の結合損失にほとんど差がないことが判明し
た。

また、本発明構造の撚り線をコイルに巻いて交流運転
した場合に発生する損失は、絶縁被覆を施してある素線
を使用した従来構造の撚り線を巻いたコイルの発生する
損失と同等であるという実験結果も得られた。

したがって、交流用超電導撚り線として素線を絶縁被
覆することなく裸線のまま複数本撚り合わせることによ
り、製造が容易で、かつ低損失な交流用超電導撚り線を
得ることができる。この超電導撚り線を用いてコイルを
製作する際には、撚り線に外部との電気接続を行うため
の電気接続部が形成されているので、口出し部とパワー
リードの接続が絶縁被覆を剥がすことなく容易に行え
る。また撚り線の途中の層から電圧タップ等の外部との
電気接続を絶縁被覆を剥がすことなく容易に行える。ま
た、コイルに作用する応力を調べるためのひずみゲージ
も容易に取り付けることができる。

［発明の実施の形態］ 以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。

第１図は、本発明の交流用超電導撚り線の断面模式図
である。第１図に示すように本発明では、マトリックス
２内に複数の超電導フィラメント１を配置して素線３を
形成し、この素線３の周囲を非絶縁の状態で、複数本
（第１図では中心に１本その周囲に６本）撚り合わせて
撚り線を形成している。

そして、このような本発明の実施の形態に相当する撚
り線と、比較のために従来構造の撚り線との損失を計測
してみた。すなわち、第３図（ａ）には本発明に相当す
る素線３を非絶縁で撚り合わせた撚り線５、第３図
（ｂ）には、比較のために用意した素線３の周囲を絶縁
被覆（第３図（ｂ）では絶縁物は図示省略）した撚り線
６とに通電して損失を計測した。

その結果を第４図に示す。第４図では、本発明の撚り
線５を黒丸（●）で示し、比較のための従来構造の撚り
線６を白丸（○）で示している。この第４図に示す損失
の測定結果より、撚り線５と撚り線６との間で素線間の
結合損失にほとんど差がないことが理解できる。

また、撚り線５と撚り線６とを用いて各々巻いたコイ
ルを用いて交流損失を測定した結果でも、両者の間でほ
とんど差が無く同等であることも判明した。

このように素線３を非絶縁の状態で形成した撚り線５
は、素線３に絶縁被覆を施すものと比較して製造が極め
て容易であり、この撚り線５を用いてコイルに巻いた超
電導コイルは低損失で製造が容易となる。すなわち、こ
のようなコイルでは口出し部とパワーリードの接続や、
コイルの途中から電圧タップ等との電気接続を行うが、
素線３が絶縁被覆を施されていないのでこれら撚り線５
を構成する素線３の一部と外部との電気接続を行う電気
接続部を、絶縁被覆を剥がすといった複雑な製造工程を
経ることなく容易に形成することができ、全体として超
電導コイルの製造も極めて容易に行うことができる。

［発明の効果］ 以上詳述してきたように、本発明によれば低損失とい
う交流使用のための条件を損なわずに、素線の絶縁工程
の省略、素線と外部との電気接続における素線の絶縁被
覆を剥がす工程を省略し、電気接続部を利用して外部と
の電気接続を容易に行える等、製造の容易な交流用超電
導撚り線を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施の形態の一例に係る交流用超電
導撚り線の断面模式図、 第２図は、従来の交流用超電導撚り線の断面模式図、 第３図は、本発明と従来例との比較を行うために用いた
撚り線の断面模式図、 第４図は、第３図に示した各々の撚り線の損失の測定結
果を示す特性図である。 ［符号の説明］ １……超電導フィラメント ２……マトリックス ３……素線 ４……絶縁物 ５……素線が非絶縁の撚り線 ６……素線が絶縁被覆された撚り線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリックス内に複数の超電導フィラメン
   トを配置して素線を形成し、この素線の周囲を非絶縁の
   状態で複数本撚り合わせて撚り線を形成し、この撚り線
   に前記素線の一部と外部との電気的な接続を行うための
   電気接続部を形成したことを特徴とする交流用超電導撚
   り線。