JP2768796B2 - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
- Publication number
- JP2768796B2 JP2768796B2 JP7712190A JP7712190A JP2768796B2 JP 2768796 B2 JP2768796 B2 JP 2768796B2 JP 7712190 A JP7712190 A JP 7712190A JP 7712190 A JP7712190 A JP 7712190A JP 2768796 B2 JP2768796 B2 JP 2768796B2
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- Japan
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- superconducting
- superconducting coil
- permanent current
- current switch
- coil
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は核融合装置、加速器、一般産業機器、交通機
器等の超電導磁石として用いられる超電導装置に関す
る。
器等の超電導磁石として用いられる超電導装置に関す
る。
（従来の技術） 従来、この種の超電導装置において、超電導コイルの
クエンチに対する保護回路として第２図に示すような構
成のものが採用されている。即ち、第２図に示すように
直流励磁電源１の出力端に直流しゃ断器２を介して超電
導コイル３が接続され、またこの超電導コイル３と並列
に永久電流回路を構成する永久電流スイッチ５が接続さ
れている。これら超電導コイル３及び永久電流スイッチ
５は液体ヘリウム等の冷却媒体により冷却される極低温
領域４内に設けられる。さらに、超電導コイル３に対し
て並列に超電導コイル３のクエンチ時超電導コイル３の
蓄積エネルギを消費する保護抵抗６が接続され、この保
護抵抗６は常温領域に設けられる。
クエンチに対する保護回路として第２図に示すような構
成のものが採用されている。即ち、第２図に示すように
直流励磁電源１の出力端に直流しゃ断器２を介して超電
導コイル３が接続され、またこの超電導コイル３と並列
に永久電流回路を構成する永久電流スイッチ５が接続さ
れている。これら超電導コイル３及び永久電流スイッチ
５は液体ヘリウム等の冷却媒体により冷却される極低温
領域４内に設けられる。さらに、超電導コイル３に対し
て並列に超電導コイル３のクエンチ時超電導コイル３の
蓄積エネルギを消費する保護抵抗６が接続され、この保
護抵抗６は常温領域に設けられる。
ここで、上記永久電流スイッチ５は超電導コイル３の
端子3a,3bに接続される特殊な超電導線７と、この超電
導線７を加熱するヒータ８とから構成され、このヒータ
８は外部のヒータ電源９に接続されている。
端子3a,3bに接続される特殊な超電導線７と、この超電
導線７を加熱するヒータ８とから構成され、このヒータ
８は外部のヒータ電源９に接続されている。
ところで、このような超電導装置において、超電導コ
イル３が正常な状態にあるときは永久電流スイッチ５は
オン、つまり超電導線７が冷却媒体により冷却されて超
電導状態（抵抗値が零）になっており、超電導コイル３
の励磁若しくは消磁が行われる。また、超電導コイル３
にクエンチが発生すると、直流しゃ断器２を開にすると
同時にヒータ電源９によりヒータ８を加熱して超電導線
７を常電導化することで永久電流スイッチ５をオフにす
る。すると、超電導コイル３に流れていた電流は保護抵
抗６に転流し、ジュール熱となって消費されるが、この
時超電導コイル３の両端子3a,3b間には （保護抵抗７の抵抗値）×（超電導コイルに流れる電
流） の高電圧が発生する。
イル３が正常な状態にあるときは永久電流スイッチ５は
オン、つまり超電導線７が冷却媒体により冷却されて超
電導状態（抵抗値が零）になっており、超電導コイル３
の励磁若しくは消磁が行われる。また、超電導コイル３
にクエンチが発生すると、直流しゃ断器２を開にすると
同時にヒータ電源９によりヒータ８を加熱して超電導線
７を常電導化することで永久電流スイッチ５をオフにす
る。すると、超電導コイル３に流れていた電流は保護抵
抗６に転流し、ジュール熱となって消費されるが、この
時超電導コイル３の両端子3a,3b間には （保護抵抗７の抵抗値）×（超電導コイルに流れる電
流） の高電圧が発生する。
（発明が解決しようとする課題） このように従来の超電導装置においては、永久電流ス
イッチ５がオン状態の永久電流モードで運転されている
とき、超電導コイル３にクエンチが発生するとこの超電
導コイル３の両端子間に高電圧が発生するため、この高
電圧により永久電流スイッチ５が破損してしまうことが
あった。
イッチ５がオン状態の永久電流モードで運転されている
とき、超電導コイル３にクエンチが発生するとこの超電
導コイル３の両端子間に高電圧が発生するため、この高
電圧により永久電流スイッチ５が破損してしまうことが
あった。
本発明は超電導コイルのクエンチ時に発生する高電圧
から永久電流スイッチを保護することができる超電導装
置を提供することを目的とする。
から永久電流スイッチを保護することができる超電導装
置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、極低温領域に超
電導コイル及びこの超電導コイルと並列に永久電流回路
を構成する永久電流スイッチを接続し、前記超電導コイ
ルに並列接続される保護抵抗を極低温領域外に設けて励
磁電源により前記超電導コイルを励磁するようにした超
電導装置において、前記永久電流スイッチに直列に着脱
可能に設けられ、前記超電導コイルのクエンチ時に発生
する高電圧により動作して前記永久電流スイッチを永久
電流回路から切離すしゃ断装置を具備する構成としたも
のである。
電導コイル及びこの超電導コイルと並列に永久電流回路
を構成する永久電流スイッチを接続し、前記超電導コイ
ルに並列接続される保護抵抗を極低温領域外に設けて励
磁電源により前記超電導コイルを励磁するようにした超
電導装置において、前記永久電流スイッチに直列に着脱
可能に設けられ、前記超電導コイルのクエンチ時に発生
する高電圧により動作して前記永久電流スイッチを永久
電流回路から切離すしゃ断装置を具備する構成としたも
のである。
また、上記しゃ断装置として永久電流スイッチに直列
に接続される超電導線と、この超電導線に近接して設け
られた金属端子とを備え、且つ前記超電導コイルのクエ
ンチ時に発生する高電圧を利用して前記超電導線と前記
金属端子間にアークを発生させて前記超電導線を溶断さ
せるようにしたものである。
に接続される超電導線と、この超電導線に近接して設け
られた金属端子とを備え、且つ前記超電導コイルのクエ
ンチ時に発生する高電圧を利用して前記超電導線と前記
金属端子間にアークを発生させて前記超電導線を溶断さ
せるようにしたものである。
（作用） したがって、このような構成の超電導装置にあって
は、超電導コイルのクエンチ時にその両端子間に高電圧
が発生すると、しゃ断装置の動作により永久電流スイッ
チが永久電流回路から切離されるので、この永久電流ス
イッチを高電圧から保護することが可能となる。
は、超電導コイルのクエンチ時にその両端子間に高電圧
が発生すると、しゃ断装置の動作により永久電流スイッ
チが永久電流回路から切離されるので、この永久電流ス
イッチを高電圧から保護することが可能となる。
（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による超電導装置の回路構成例を示す
もので、第２図と同一部品には同一記号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる点について述べる。本実施
例では第１図に示すように、超電導コイル３と並列に接
続された永久電流スイッチ５に対して直列に超電導コイ
ル３の端子3a,3b間電圧が超電導コイル３のクエンチに
より高電圧になると動作するしゃ断装置10を設ける構成
としたものである。このしゃ断装置10は一端が超電導コ
イル３の一方の端子3aに接続され、他端が永久電流スイ
ッチ５の超電導線７の片端に接続された超電導線11と、
この超電導線11に近接して配設された金属端子12とから
構成され、この金属端子12は超電導コイル３の他方の端
子3bと共にアースライン13に接続されている。この場
合、しゃ断装置10は極低温領域４内において容易に取付
け、取外し可能な箇所に設置される。
もので、第２図と同一部品には同一記号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる点について述べる。本実施
例では第１図に示すように、超電導コイル３と並列に接
続された永久電流スイッチ５に対して直列に超電導コイ
ル３の端子3a,3b間電圧が超電導コイル３のクエンチに
より高電圧になると動作するしゃ断装置10を設ける構成
としたものである。このしゃ断装置10は一端が超電導コ
イル３の一方の端子3aに接続され、他端が永久電流スイ
ッチ５の超電導線７の片端に接続された超電導線11と、
この超電導線11に近接して配設された金属端子12とから
構成され、この金属端子12は超電導コイル３の他方の端
子3bと共にアースライン13に接続されている。この場
合、しゃ断装置10は極低温領域４内において容易に取付
け、取外し可能な箇所に設置される。
このように構成された超電導装置において、いま超電
導コイル３が正常な状態にあるときは永久電流スイッチ
５の超電導線７及びしゃ断装置10の超電導線11の何れも
が冷却媒体により冷却されて超電導状態、つまりオン状
態にあり、この状態で超電導コイル３の励磁若しくは消
励が行われる。
導コイル３が正常な状態にあるときは永久電流スイッチ
５の超電導線７及びしゃ断装置10の超電導線11の何れも
が冷却媒体により冷却されて超電導状態、つまりオン状
態にあり、この状態で超電導コイル３の励磁若しくは消
励が行われる。
このような状態で運転されているとき、超電導コイル
３にクエンチが発生すると、直流しゃ断器２を開放する
と同時に永久電流スイッチ５のヒータ８を加熱して超電
導線７を常電導化し、オフにする。すると、超電導コイ
ル３に流れていた電流は保護抵抗６に転流するが、この
とき超電導コイル３の両端子3a,3b間には高電圧が発生
し、この電圧はしゃ断装置10の超電導線11と金属端子12
間に印加される。この場合、しゃ断装置10の金属端子12
は超電導線11に近接して配設されているため、超電導コ
イル３のクエンチと同時に発生する前述の高電圧により
超電導線11と金属端子12との間にアークが発生する。し
たがって、このアークの発生により超電導線11と金属端
子12は溶融し続け、最終的に超電導線11が溶断するた
め、永久電流スイッチ５が永久電流回路から切離され
る。これにより、永久電流スイッチ５を超電導コイル３
のクエンチ時に発生する高電圧から保護することができ
る。
３にクエンチが発生すると、直流しゃ断器２を開放する
と同時に永久電流スイッチ５のヒータ８を加熱して超電
導線７を常電導化し、オフにする。すると、超電導コイ
ル３に流れていた電流は保護抵抗６に転流するが、この
とき超電導コイル３の両端子3a,3b間には高電圧が発生
し、この電圧はしゃ断装置10の超電導線11と金属端子12
間に印加される。この場合、しゃ断装置10の金属端子12
は超電導線11に近接して配設されているため、超電導コ
イル３のクエンチと同時に発生する前述の高電圧により
超電導線11と金属端子12との間にアークが発生する。し
たがって、このアークの発生により超電導線11と金属端
子12は溶融し続け、最終的に超電導線11が溶断するた
め、永久電流スイッチ５が永久電流回路から切離され
る。これにより、永久電流スイッチ５を超電導コイル３
のクエンチ時に発生する高電圧から保護することができ
る。
このように本実施例では超電導コイル３と並列に接続
される永久電流スイッチ５に対して直列にしゃ断装置10
を設け、超電導コイル３の端子3a,3b間電圧が超電導コ
イル３のクエンチにより高電圧になると超電導線11と金
属端子12との間に発生するアークにより超電導線11を溶
断して永久電流スイッチ５を永久電流回路から切離すよ
うにしたので、永久電流スイッチ５が高電圧の印加によ
り破損するようなことがなくなる。また、前述したしゃ
断装置10は通常のしゃ断器とは異なり、オン状態のとき
には超電導線11の抵抗値が零なので、超電導コイル３を
永久電流モードで運転しても何ら問題がない。
される永久電流スイッチ５に対して直列にしゃ断装置10
を設け、超電導コイル３の端子3a,3b間電圧が超電導コ
イル３のクエンチにより高電圧になると超電導線11と金
属端子12との間に発生するアークにより超電導線11を溶
断して永久電流スイッチ５を永久電流回路から切離すよ
うにしたので、永久電流スイッチ５が高電圧の印加によ
り破損するようなことがなくなる。また、前述したしゃ
断装置10は通常のしゃ断器とは異なり、オン状態のとき
には超電導線11の抵抗値が零なので、超電導コイル３を
永久電流モードで運転しても何ら問題がない。
さらに、しゃ断装置は極低温領域内の取付け、取外し
の容易な箇所に設置されているので、超電導コイル３に
クエンチが発生する毎にしゃ断装置10が使用できなくな
っても、しゃ断装置10の取換えを簡単、且つ短時間で行
なうことができる。
の容易な箇所に設置されているので、超電導コイル３に
クエンチが発生する毎にしゃ断装置10が使用できなくな
っても、しゃ断装置10の取換えを簡単、且つ短時間で行
なうことができる。
なお、上記実施例ではしゃ断装置10の金属端子12をア
ースライン12に接続するようにしたが、必ずしもその必
要はない。
ースライン12に接続するようにしたが、必ずしもその必
要はない。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、超電導コイルのク
エンチ時にその両端子間に発生する高電圧によりしゃ断
装置を動作させて永久電流スイッチを永久電流回路から
切離するようにしたので、永久電流スイッチを高電圧か
ら保護することができる超電導装置を提供できる。
エンチ時にその両端子間に発生する高電圧によりしゃ断
装置を動作させて永久電流スイッチを永久電流回路から
切離するようにしたので、永久電流スイッチを高電圧か
ら保護することができる超電導装置を提供できる。
第１図は本発明による超電導装置の一実施例を示す回路
構成図、第２図は従来の超電導装置を示す回路構成図で
ある。 １…直流励磁電源、２…直流しゃ断器、３…超電導コイ
ル、４…極低温領域、５…永久電流スイッチ、６…保護
抵抗、７…超電導線、８…ヒータ、９…ヒータ電源、10
…しゃ断装置、11…超電導線、12…金属端子、13…アー
スライン。
構成図、第２図は従来の超電導装置を示す回路構成図で
ある。 １…直流励磁電源、２…直流しゃ断器、３…超電導コイ
ル、４…極低温領域、５…永久電流スイッチ、６…保護
抵抗、７…超電導線、８…ヒータ、９…ヒータ電源、10
…しゃ断装置、11…超電導線、12…金属端子、13…アー
スライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 6/02
Claims (2)
- 【請求項１】極低温領域に超電導コイル及びこの超電導
コイルと並列に永久電流回路を構成する永久電流スイッ
チを接続し、前記超電導コイルに並列接続される保護抵
抗を極低温領域外に設けて励磁電源により前記超電導コ
イルを励磁するようにした超電導装置において、前記永
久電流スイッチに直列に着脱可能に設けられ、前記超電
導コイルのクエンチ時に発生する高電圧により動作して
前記永久電流スイッチを永久電流回路から切離すしゃ断
装置を具備したことを特徴とする超電導装置。 - 【請求項２】極低温領域に超電導コイル及びこの超電導
コイルと並列に永久電流回路を構成する永久電流スイッ
チを接続し、前記超電導コイルに並列接続される保護抵
抗を極低温領域外に設けて励磁電源により前記超電導コ
イルを励磁するようにした超電導装置において、前記永
久電流スイッチに直列に接続される超電導線と、この超
電導線に近接して設けられた金属端子とを備え、且つ前
記超電導コイルのクエンチ時に発生する高電圧を利用し
て前記超電導線と前記金属端子間にアークを発生させて
前記超電導線を溶断させるようにしたしゃ断装置を設け
たことを特徴とする超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7712190A JP2768796B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7712190A JP2768796B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03278504A JPH03278504A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2768796B2 true JP2768796B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=13624965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7712190A Expired - Lifetime JP2768796B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768796B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8989828B2 (en) | 2012-06-04 | 2015-03-24 | Hitachi, Ltd. | Superconducting magnet apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018060926A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石装置 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP7712190A patent/JP2768796B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8989828B2 (en) | 2012-06-04 | 2015-03-24 | Hitachi, Ltd. | Superconducting magnet apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03278504A (ja) | 1991-12-10 |
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