JP2846323B2 - 交流超電導線 - Google Patents
交流超電導線Info
- Publication number
- JP2846323B2 JP2846323B2 JP63238287A JP23828788A JP2846323B2 JP 2846323 B2 JP2846323 B2 JP 2846323B2 JP 63238287 A JP63238287 A JP 63238287A JP 23828788 A JP23828788 A JP 23828788A JP 2846323 B2 JP2846323 B2 JP 2846323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- coil
- stranded wire
- spacer
- superconducting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流超電導線に関する。
従来の交流超電導線としては、例えば第４図に示すよ
うに、６本の超電導素線（１）を銅線（２）のまわりに
撚り合せた成形撚線（３）を第１ケーブルとし、この第
１ケーブルを銅線（４）のまわりに６本撚り合せて、そ
の外側にカプトンテープ（５）を巻いた成形撚線（６）
を第２ケーブルとし、この第２ケーブルを10本撚り合わ
せて平角形多重撚線（７）としたものがある。このよう
にして製作された交流超電導線（８）は、例えば第５図
に示すように、スペーサ（９）を巻込んで巻線され、パ
ンケーキ型のコイル（10）を形成する。
うに、６本の超電導素線（１）を銅線（２）のまわりに
撚り合せた成形撚線（３）を第１ケーブルとし、この第
１ケーブルを銅線（４）のまわりに６本撚り合せて、そ
の外側にカプトンテープ（５）を巻いた成形撚線（６）
を第２ケーブルとし、この第２ケーブルを10本撚り合わ
せて平角形多重撚線（７）としたものがある。このよう
にして製作された交流超電導線（８）は、例えば第５図
に示すように、スペーサ（９）を巻込んで巻線され、パ
ンケーキ型のコイル（10）を形成する。
近年、超電導の交流またはパルス的応用が注目されて
いるが、この場合には、超電導コイルに新たな技術的問
題が生じる。すなわち、交流使用下における線材の動き
をいかに押さえるか、また、コイル中に発生する交流損
失による熱をいかに取り去るかという問題である。
いるが、この場合には、超電導コイルに新たな技術的問
題が生じる。すなわち、交流使用下における線材の動き
をいかに押さえるか、また、コイル中に発生する交流損
失による熱をいかに取り去るかという問題である。
従来の交流超電導線では、交流運転下において線材が
運動をおこして機械的熱損失を生じ、実用的な使用がほ
とんどできない。そこで、エポキシなどの樹脂含浸をし
て線材の運動を防止する手段がとられている。しかしな
がら、カプトンなどの隔離テープがラセン状に連続して
巻かれ、樹脂が充満すると、樹脂含浸体により線材と冷
媒の接触が妨げられ、線材の冷却効率が悪くなるという
問題が生ずる。
運動をおこして機械的熱損失を生じ、実用的な使用がほ
とんどできない。そこで、エポキシなどの樹脂含浸をし
て線材の運動を防止する手段がとられている。しかしな
がら、カプトンなどの隔離テープがラセン状に連続して
巻かれ、樹脂が充満すると、樹脂含浸体により線材と冷
媒の接触が妨げられ、線材の冷却効率が悪くなるという
問題が生ずる。
また、交流超電導線をコイルに巻く場合、従来のよう
にスペーサーを用いる巻線方法を用いれば、比較的粘度
の低い樹脂を含浸することは可能であるが、巻線作業性
がきわめて悪く、工業的な実用性が少ない。特に、大型
コイルになると、スペーサを固定するためのコイル設計
も複雑になり、実用化が困難になるという問題が生じ
る。
にスペーサーを用いる巻線方法を用いれば、比較的粘度
の低い樹脂を含浸することは可能であるが、巻線作業性
がきわめて悪く、工業的な実用性が少ない。特に、大型
コイルになると、スペーサを固定するためのコイル設計
も複雑になり、実用化が困難になるという問題が生じ
る。
本発明は以上のような点にかんがみてなされたもの
で、その目的とするところは、冷却性能がよく、かつ、
コイル組立作業性のよい交流超電導線を提供することに
ある。
で、その目的とするところは、冷却性能がよく、かつ、
コイル組立作業性のよい交流超電導線を提供することに
ある。
上記目的を達成するために本発明によれば、超電導線
の成形撚線に、その長手方向に所望の間隔をもって、そ
の内部に成形撚線が挿入保持されていない、冷媒流通用
の溝、または、成形撚線を冷媒と直接接触させるための
孔を有し、更に、イ）成形撚線の長手方向に移動可能で
あること、ロ）成形撚線に着脱可能であること、の内、
少なくとも一方を満足するスペーサが具備されているこ
とを特徴とする交流超電導線が提供される。
の成形撚線に、その長手方向に所望の間隔をもって、そ
の内部に成形撚線が挿入保持されていない、冷媒流通用
の溝、または、成形撚線を冷媒と直接接触させるための
孔を有し、更に、イ）成形撚線の長手方向に移動可能で
あること、ロ）成形撚線に着脱可能であること、の内、
少なくとも一方を満足するスペーサが具備されているこ
とを特徴とする交流超電導線が提供される。
上記のような構造の交流超電導線では、交流印加時の
超電導素線の動きは成形撚線の外周を締め付けるように
取付けられた前記スペーサにより阻止されている。ま
た、前記スペーサは所望の間隔で交流超電導線に予め取
付けられているので、この交流超電導線によるコイル巻
き作業は比較的容易になる。さらに、前記スペーサは、
その内部に成形撚線が挿入保持されていない、溝、また
は、孔を有しているので、冷媒の流通がよくなり、或い
は、成形撚線に冷媒が直接接触するため、本発明の交流
超電導線では交流損失による発熱が効率よく取除かれ
る。
超電導素線の動きは成形撚線の外周を締め付けるように
取付けられた前記スペーサにより阻止されている。ま
た、前記スペーサは所望の間隔で交流超電導線に予め取
付けられているので、この交流超電導線によるコイル巻
き作業は比較的容易になる。さらに、前記スペーサは、
その内部に成形撚線が挿入保持されていない、溝、また
は、孔を有しているので、冷媒の流通がよくなり、或い
は、成形撚線に冷媒が直接接触するため、本発明の交流
超電導線では交流損失による発熱が効率よく取除かれ
る。
以下図面に示した実施例に基づいて本発明を説明す
る。
る。
第１図は本発明にかかる交流超電導線の一実施例の説
明図であり、NbTi合金を超電導体としてCu−Niマトリッ
クス中に埋込んだ外形0.4mmの線材をネオマールで絶縁
した超電導素線（11）10本を用いて、厚さ0.8mm、巾2mm
の成形撚線（13）とした。この撚線（13）には第２図に
示すような着脱可能なFRP製の着脱可能なクリップスペ
ーサ（14）を取付けてある。このスペーサ（14）は、内
寸法が成形撚線（13）と同じく0.8mm×2mmである。その
厚さは0.7mm、巾は1.5mmであり、深さ0.3mm、巾1mmの、
その内部に成形撚線が挿入保持されていない、冷媒流通
用の溝（15）を有している。線材上の前記スペーサ（1
4）間の間隔はコイル中で5mm以上になるように定められ
た。この線材を用いて、外径105mm、１層当り8.5ターン
を有する12層からなり、合せて102ターンのコイルを３
個製作し、コイルの最内部に熱電対をセットした。この
３個のコイルのうち、１個はそのままの状態（Ａ）、他
の１個はエポキシ樹脂で全体を含浸し、樹脂を凝固させ
た状態（Ｂ）、残りの１個のコイルはエホキシ樹脂で全
体を含浸した後、スペーサの間隙から樹脂を抜きとり、
残りの樹脂を凝固させた状態（Ｃ）とした。このコイル
Ｃは、全体にエポキシ樹脂を含浸させ、次いで、遠心分
離やエアーの吹き付きにより、スペーサ間の空隙となる
べき所にあるエポキシ樹脂を凝固しないうちに除去し、
その後、含浸させた残りのエポキシ樹脂を凝固させたも
のである。一方、比較のために上述の成形撚線（13）に
厚さ0.5mm、巾1.5mmのFRPテープを5mmの間隔でラセン状
に巻付けた線材を用いて、上述のごときコイルを製作
し、エポキシ樹脂で全体を含浸後、樹脂を抜きとり、残
りの樹脂を凝固させた状態（Ｄ）とした。このコイルＤ
は、コイルＣと同様に作成したものである。さらに、FR
Pテープを巻き付けた上述の線材を用いて厚さ0.2mm、巾
1.5mmの棒状のスペーサを層間に軸方向に介在させて同
様なコイルを製作し、エポキシ樹脂で全体を含浸し、そ
の後、スペーサの間隙から樹脂を抜き取り、残りの樹脂
を凝固させた状態（Ｅ）とした。以上の５個のコイルに
ついて、50Hz交流通電試験を行い、50Hzのクエンチ時の
ピーク電流値およびコイル最内部の温度上昇を測定し
た。その結果を第１表に示す。
明図であり、NbTi合金を超電導体としてCu−Niマトリッ
クス中に埋込んだ外形0.4mmの線材をネオマールで絶縁
した超電導素線（11）10本を用いて、厚さ0.8mm、巾2mm
の成形撚線（13）とした。この撚線（13）には第２図に
示すような着脱可能なFRP製の着脱可能なクリップスペ
ーサ（14）を取付けてある。このスペーサ（14）は、内
寸法が成形撚線（13）と同じく0.8mm×2mmである。その
厚さは0.7mm、巾は1.5mmであり、深さ0.3mm、巾1mmの、
その内部に成形撚線が挿入保持されていない、冷媒流通
用の溝（15）を有している。線材上の前記スペーサ（1
4）間の間隔はコイル中で5mm以上になるように定められ
た。この線材を用いて、外径105mm、１層当り8.5ターン
を有する12層からなり、合せて102ターンのコイルを３
個製作し、コイルの最内部に熱電対をセットした。この
３個のコイルのうち、１個はそのままの状態（Ａ）、他
の１個はエポキシ樹脂で全体を含浸し、樹脂を凝固させ
た状態（Ｂ）、残りの１個のコイルはエホキシ樹脂で全
体を含浸した後、スペーサの間隙から樹脂を抜きとり、
残りの樹脂を凝固させた状態（Ｃ）とした。このコイル
Ｃは、全体にエポキシ樹脂を含浸させ、次いで、遠心分
離やエアーの吹き付きにより、スペーサ間の空隙となる
べき所にあるエポキシ樹脂を凝固しないうちに除去し、
その後、含浸させた残りのエポキシ樹脂を凝固させたも
のである。一方、比較のために上述の成形撚線（13）に
厚さ0.5mm、巾1.5mmのFRPテープを5mmの間隔でラセン状
に巻付けた線材を用いて、上述のごときコイルを製作
し、エポキシ樹脂で全体を含浸後、樹脂を抜きとり、残
りの樹脂を凝固させた状態（Ｄ）とした。このコイルＤ
は、コイルＣと同様に作成したものである。さらに、FR
Pテープを巻き付けた上述の線材を用いて厚さ0.2mm、巾
1.5mmの棒状のスペーサを層間に軸方向に介在させて同
様なコイルを製作し、エポキシ樹脂で全体を含浸し、そ
の後、スペーサの間隙から樹脂を抜き取り、残りの樹脂
を凝固させた状態（Ｅ）とした。以上の５個のコイルに
ついて、50Hz交流通電試験を行い、50Hzのクエンチ時の
ピーク電流値およびコイル最内部の温度上昇を測定し
た。その結果を第１表に示す。
なお、冷媒通路開放率とは、スペーサ間隙に本来設計
された冷媒が自由に流通できる開放率を100とするもの
である。コイルＢでは、冷媒通路は、含浸工程の後、残
留した樹脂が凝固することにより、部分的に樹脂で埋め
られ、その冷媒通路開放率は50％に低下している。ま
た、コイルＤ、Ｅでは、冷媒通路の電流断面積がコイル
Ａに比して小さいため、表面張力で残留する樹脂の割合
が大きくなり、冷媒通路開放率がそれぞれ10％、20％に
低下する。最内部上昇温度は、50Hzクエンチ電流の90％
で30時間運転した場合の上昇温度である。この結果よ
り、本発明による交流超電導線により製作したコイル
（A,B,C）では、従来例（D,E）と比較して、クエンチ時
の50Hzピーク電流は大きく、最内部上昇温度は小さくな
っている。特に、含浸させた樹脂をスペーサの間隙から
抜きとったコイル（Ｃ）では、50Hzピーク電流が従来の
４〜５倍になり、著しく増大していることがわかる。そ
の理由は、スペーサの効果を損なわないようにエポキシ
樹脂を含浸させたため、撚線導体もしくは素線が堅固に
固定され、擾乱が起きにくくなっており、かつ、冷媒に
よる冷却効率が高くなっていることによると推察され
る。
された冷媒が自由に流通できる開放率を100とするもの
である。コイルＢでは、冷媒通路は、含浸工程の後、残
留した樹脂が凝固することにより、部分的に樹脂で埋め
られ、その冷媒通路開放率は50％に低下している。ま
た、コイルＤ、Ｅでは、冷媒通路の電流断面積がコイル
Ａに比して小さいため、表面張力で残留する樹脂の割合
が大きくなり、冷媒通路開放率がそれぞれ10％、20％に
低下する。最内部上昇温度は、50Hzクエンチ電流の90％
で30時間運転した場合の上昇温度である。この結果よ
り、本発明による交流超電導線により製作したコイル
（A,B,C）では、従来例（D,E）と比較して、クエンチ時
の50Hzピーク電流は大きく、最内部上昇温度は小さくな
っている。特に、含浸させた樹脂をスペーサの間隙から
抜きとったコイル（Ｃ）では、50Hzピーク電流が従来の
４〜５倍になり、著しく増大していることがわかる。そ
の理由は、スペーサの効果を損なわないようにエポキシ
樹脂を含浸させたため、撚線導体もしくは素線が堅固に
固定され、擾乱が起きにくくなっており、かつ、冷媒に
よる冷却効率が高くなっていることによると推察され
る。
なお、本発明の他の実施例として、第３図に示すよう
に、銅線（２）のまわりに超電導素線（１）を６本配し
た丸形の成形撚線（３）に、その内部に成形撚線（３）
がそ入保持されていない、成形撚線（３）を冷媒と直接
接触させるための穴（16）を有するリング状スペーサ
（17）を長手方向に移動可能に挿入してもよい。
に、銅線（２）のまわりに超電導素線（１）を６本配し
た丸形の成形撚線（３）に、その内部に成形撚線（３）
がそ入保持されていない、成形撚線（３）を冷媒と直接
接触させるための穴（16）を有するリング状スペーサ
（17）を長手方向に移動可能に挿入してもよい。
以上説明したように本発明によれば、超電導素線の成
形撚線に、その長手方向に所望の間作をもって、その内
部に成形撚線が挿入保持されていない、冷媒流通用の
溝、または、成形撚線を冷媒と直接接触させるための孔
を有し、更に、イ）成形撚線の長手方向に移動可能であ
ること、ロ）成形撚線に着脱可能であること、の内、少
なくとも一方を満足するスペーサが具備されているた
め、コイル状態において、交流およびパルスのピーク電
流が著しく増加し、変化の速い直流電流に対しては安定
度が増すという優れた効果がある。
形撚線に、その長手方向に所望の間作をもって、その内
部に成形撚線が挿入保持されていない、冷媒流通用の
溝、または、成形撚線を冷媒と直接接触させるための孔
を有し、更に、イ）成形撚線の長手方向に移動可能であ
ること、ロ）成形撚線に着脱可能であること、の内、少
なくとも一方を満足するスペーサが具備されているた
め、コイル状態において、交流およびパルスのピーク電
流が著しく増加し、変化の速い直流電流に対しては安定
度が増すという優れた効果がある。
第１図本発明にかかる交流超電導線の一実施例の斜視
図、第２図は前記実施例に用いられた、その内部に成形
撚線が挿入保持されていない、冷媒流通用の溝を有し、
更に、成形撚線の長手方向に移動可能であるスペーサの
斜視図、第３図は他の実施例の斜視図、第４図は従来の
交流超電導線の説明図、第５図は従来の交流超電導線を
用いたコイルの説明図である。 1,11……超電導素線、2,4……銅線、3,6,13……成形撚
線、５……カプトンテープ、７……平角形多重撚線、８
……交流超電導線、9,14,17……スペーサ、10……コイ
ル、15……溝、16……穴。
図、第２図は前記実施例に用いられた、その内部に成形
撚線が挿入保持されていない、冷媒流通用の溝を有し、
更に、成形撚線の長手方向に移動可能であるスペーサの
斜視図、第３図は他の実施例の斜視図、第４図は従来の
交流超電導線の説明図、第５図は従来の交流超電導線を
用いたコイルの説明図である。 1,11……超電導素線、2,4……銅線、3,6,13……成形撚
線、５……カプトンテープ、７……平角形多重撚線、８
……交流超電導線、9,14,17……スペーサ、10……コイ
ル、15……溝、16……穴。
Claims (1)
- 【請求項１】超電導素線の成形撚線に、その長手方向に
所望の間隔をもって、その内部に成形撚線が挿入保持さ
れていない、冷媒流通用の溝、または、成形撚線を冷媒
と直接接触させるための孔を有し、更に、イ）成形撚線
の長手方向に移動可能であること、ロ）成形撚線に着脱
可能であること、の内、少なくとも一方を満足するスペ
ーサが具備されていることを特徴とする交流超電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63238287A JP2846323B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 交流超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63238287A JP2846323B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 交流超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287423A JPH0287423A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2846323B2 true JP2846323B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=17027948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63238287A Expired - Lifetime JP2846323B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 交流超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846323B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2509633B2 (ja) * | 1987-09-10 | 1996-06-26 | 住友電気工業株式会社 | ソレノイド型交流用超電導コイル |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63238287A patent/JP2846323B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0287423A (ja) | 1990-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4327244A (en) | Superconductive cable | |
| US4679020A (en) | Superconducting solenoid and method of making same | |
| US3956724A (en) | Superconductive winding with cooling passages | |
| JPH0371518A (ja) | 超電導導体 | |
| EP0454589A2 (en) | Switch for controlling current flow in superconductors | |
| US3766502A (en) | Cooling device for superconducting coils | |
| US4384168A (en) | Conductor for a fluid-cooled winding | |
| JP2846323B2 (ja) | 交流超電導線 | |
| DE3048418A1 (de) | Kabelfoermiger, kryogen stabilisierter supraleiter fuer hohe stroeme und wechselfeldbelastungen | |
| US3466581A (en) | Winding for a magnet coil of high field strength and method of manufacturing the same | |
| JP2007227771A (ja) | 超電導コイル装置 | |
| US3391362A (en) | Superconducting magnet coil | |
| JP4441830B2 (ja) | 超電導ケーブル | |
| JP2549695B2 (ja) | 超電導撚線およびその製造方法 | |
| JP4559834B2 (ja) | 熱伝導体の製造方法 | |
| JPS5764906A (en) | Impregnated superconductive coil | |
| JPH0377607B2 (ja) | ||
| JPS607368B2 (ja) | 超電導コイル | |
| JPS6471105A (en) | Superconducting coil for ac | |
| JPS6218005Y2 (ja) | ||
| US5361056A (en) | Correction coil cable | |
| JPS5873104A (ja) | 超電導マグネツト | |
| JPH07297026A (ja) | 超電導コイル | |
| JPH10112227A (ja) | 酸化物超電導線材を用いたシステム | |
| JPH08124433A (ja) | 超電導素線および超電導撚線 |