JP3119514B2 - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
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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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流用超電導コイルに適
した超電導導体に関する。
した超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流用超電導線としては、直径１μｍ以
下の超電導フィラメントを数万本有する極細多芯超電導
線が多く用いられており、交流通電時の損失を低減する
ため各フィラメント上には電気抵抗の比較的高いＣｕＮ
ｉの層を設けている。また、素線間に結合電流が流れる
のを防止するために、各素線の表面にもＣｕＮｉの層を
設けている。そして、上記フィラメントは非常に短い距
離で撚り合わせる必要があることなどから、素線の直径
は細くなっており、１本の素線の電流容量は数十アンペ
ア程度である。そのため、細い超電導素線を複数本撚り
合わせることによって、大容量の交流用超電導導体とし
ている。
下の超電導フィラメントを数万本有する極細多芯超電導
線が多く用いられており、交流通電時の損失を低減する
ため各フィラメント上には電気抵抗の比較的高いＣｕＮ
ｉの層を設けている。また、素線間に結合電流が流れる
のを防止するために、各素線の表面にもＣｕＮｉの層を
設けている。そして、上記フィラメントは非常に短い距
離で撚り合わせる必要があることなどから、素線の直径
は細くなっており、１本の素線の電流容量は数十アンペ
ア程度である。そのため、細い超電導素線を複数本撚り
合わせることによって、大容量の交流用超電導導体とし
ている。
【０００３】従来の大容量交流用超電導導体としては、
例えば図４に示すようなものがある。同図において、交
流用超電導導体は、超電導素線１をＣｕ／ＣｕＮｉ中心
線２の周囲に６本撚り合わせて一次撚線３とし、この一
次撚線３を絶縁処理の施されたステンレス鋼線４の周囲
に６本撚り合わせて二次撚線５を構成し、その二次撚線
５を絶縁処理の施されたステンレス鋼線６ａを７本撚り
合わせた中心線の周囲に配置し、且つ二次撚線５をスペ
ーサ用の絶縁処理の施されたステンレス鋼線６ｂと交互
にそれぞれ６本撚り合わせて三次撚線７としている。
例えば図４に示すようなものがある。同図において、交
流用超電導導体は、超電導素線１をＣｕ／ＣｕＮｉ中心
線２の周囲に６本撚り合わせて一次撚線３とし、この一
次撚線３を絶縁処理の施されたステンレス鋼線４の周囲
に６本撚り合わせて二次撚線５を構成し、その二次撚線
５を絶縁処理の施されたステンレス鋼線６ａを７本撚り
合わせた中心線の周囲に配置し、且つ二次撚線５をスペ
ーサ用の絶縁処理の施されたステンレス鋼線６ｂと交互
にそれぞれ６本撚り合わせて三次撚線７としている。
【０００４】上記のように、大容量の交流用超電導導体
はステンレス鋼線などの補強用の線を超電導線の内部に
配置してある。このような超電導線を用いて製作した交
流用の超電導コイルは、従来銅板などで構成された電流
リードにより常温空間にある電源から電流を供給してい
る。つまり、図５および図６に示すように超電導線１０
と電流リード１２を容器１３内の極低温雰囲気中、ある
いは液体ヘリウム１４などの冷媒の中で接続することに
なる。
はステンレス鋼線などの補強用の線を超電導線の内部に
配置してある。このような超電導線を用いて製作した交
流用の超電導コイルは、従来銅板などで構成された電流
リードにより常温空間にある電源から電流を供給してい
る。つまり、図５および図６に示すように超電導線１０
と電流リード１２を容器１３内の極低温雰囲気中、ある
いは液体ヘリウム１４などの冷媒の中で接続することに
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来例では多数の超電導素線１およびスペーサ用の
ステンレス鋼線６ｂを撚り合わせてあるため、特にコイ
ルの巻線時において超電導素線１の撚り合わせが戻って
しまうことがある。このように、撚り合わせが戻ってし
まった超電導導体を用いてコイルを巻線した場合、素線
の有する能力に比べて著しく低い通電電流において超電
導コイル特有の現象であるクエンチを生ずることが多い
問題点がある。
示す従来例では多数の超電導素線１およびスペーサ用の
ステンレス鋼線６ｂを撚り合わせてあるため、特にコイ
ルの巻線時において超電導素線１の撚り合わせが戻って
しまうことがある。このように、撚り合わせが戻ってし
まった超電導導体を用いてコイルを巻線した場合、素線
の有する能力に比べて著しく低い通電電流において超電
導コイル特有の現象であるクエンチを生ずることが多い
問題点がある。
【０００６】また、図５および図６において超電導線１
０は極低温において抵抗が零となり、そのため撚線タイ
プの超電導線１０に外部電源から電流を供給すると、超
電導線１０を構成する各超電導素線の持つインダクタン
ス、および接続部におけるインダクタンスや接続抵抗に
よって分流の仕方が決定される。従来の方法によって接
続した場合には、各素線の持つインダクタンスを同じに
しても、接続部の構成が各素線に対して対称になってい
ないため、各素線に対する接続部におけるインダクタン
スや接続抵抗が異なる。そのため、電流が各素線に均一
に分流せずにある素線のみに集中し、超電導線１０の持
つ電流容量と比べて見かけ上、著しく低い電流容量しか
なくなってしまう可能性があるという問題点がある。
０は極低温において抵抗が零となり、そのため撚線タイ
プの超電導線１０に外部電源から電流を供給すると、超
電導線１０を構成する各超電導素線の持つインダクタン
ス、および接続部におけるインダクタンスや接続抵抗に
よって分流の仕方が決定される。従来の方法によって接
続した場合には、各素線の持つインダクタンスを同じに
しても、接続部の構成が各素線に対して対称になってい
ないため、各素線に対する接続部におけるインダクタン
スや接続抵抗が異なる。そのため、電流が各素線に均一
に分流せずにある素線のみに集中し、超電導線１０の持
つ電流容量と比べて見かけ上、著しく低い電流容量しか
なくなってしまう可能性があるという問題点がある。
【０００７】さらに、一般的に直流用の超電導線で行わ
れているように、安定化材を用いることによって通電時
における安定性を確保することは、交流用の超電導線で
は、交流通電時における損失低減の点から困難である。
そのため、一般的に交流用の超電導コイルにおいては線
材に比較的大きな張力をかけて巻線し、固定する手段が
採られている。この際、超電導線を良好に固定するため
には巻線の端部、すなわち、電流端子における補強用の
ステンレス鋼線の固定が重要になる。そのため、電流端
子において補強用の線を確実に固定する必要がある。し
かし、従来の電流端子では、各素線を対称に配置した上
で補強用の線を確実に固定することは困難であった。
れているように、安定化材を用いることによって通電時
における安定性を確保することは、交流用の超電導線で
は、交流通電時における損失低減の点から困難である。
そのため、一般的に交流用の超電導コイルにおいては線
材に比較的大きな張力をかけて巻線し、固定する手段が
採られている。この際、超電導線を良好に固定するため
には巻線の端部、すなわち、電流端子における補強用の
ステンレス鋼線の固定が重要になる。そのため、電流端
子において補強用の線を確実に固定する必要がある。し
かし、従来の電流端子では、各素線を対称に配置した上
で補強用の線を確実に固定することは困難であった。
【０００８】本発明は上記した事情を考慮してなされた
もので、撚線構造の超電導線の撚り合せが戻るのを防止
してクエンチの発生を未然かつ有効的に防止し、超電導
素線の持つ能力を有効に発揮できる大容量且つ交流用の
超電導導体を提供することを目的とする。
もので、撚線構造の超電導線の撚り合せが戻るのを防止
してクエンチの発生を未然かつ有効的に防止し、超電導
素線の持つ能力を有効に発揮できる大容量且つ交流用の
超電導導体を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明は電流が均一に超電導線の各
素線に分流し、且つ良好に超電導線を固定できる電流端
子を備えた超電導導体を提供することを目的とする。
素線に分流し、且つ良好に超電導線を固定できる電流端
子を備えた超電導導体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る超電導導体では、超電導素線を補強用の線
の周りに複数本撚り合せて超電導線を構成し、上記超電
導線の補強用の線を端子の先端内部に収納し、上記超電
導線の各素線を端子先端部の外側に対称に配置し、上記
補強用の線を端子の外部に引出して固定した電流端子を
備えたものである。
本発明に係る超電導導体では、超電導素線を補強用の線
の周りに複数本撚り合せて超電導線を構成し、上記超電
導線の補強用の線を端子の先端内部に収納し、上記超電
導線の各素線を端子先端部の外側に対称に配置し、上記
補強用の線を端子の外部に引出して固定した電流端子を
備えたものである。
【００１１】
【作用】本発明の超電導導体においては、超電導線内の
補強用の線が電流端子の先端部の内部に収納されるた
め、超電導線の各素線が端子先端部の外側に対称に配置
できる。そして、補強用の線を電流端子の外部に引出し
て固定するので、確実に超電導線を固定できる。実際
に、コイルを巻線する際には、補強用の線を電流端子に
取付けた後に超電導線の各素線を電流端子の外側に接続
できる。そのため、張力が緩むなどの不具合を防止でき
る。
補強用の線が電流端子の先端部の内部に収納されるた
め、超電導線の各素線が端子先端部の外側に対称に配置
できる。そして、補強用の線を電流端子の外部に引出し
て固定するので、確実に超電導線を固定できる。実際
に、コイルを巻線する際には、補強用の線を電流端子に
取付けた後に超電導線の各素線を電流端子の外側に接続
できる。そのため、張力が緩むなどの不具合を防止でき
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１３】図１は本発明に係る超電導導体の一実施例
を示す。なお、従来の構成と同一または対応する部分に
は図４と同一の符号を用いて説明する。
を示す。なお、従来の構成と同一または対応する部分に
は図４と同一の符号を用いて説明する。
【００１４】図１において、Ｃｕ、ＣｕＮｉからなる中
心線２の周囲にＮｂＴｉ、Ｃｕ、ＣｕＮｉからなる超電
導素線１を６本撚り合わせて一次撚線３を構成し、この
一次撚線３を絶縁処理を施したステンレス鋼線４の周囲
に６本撚り合わせて二次撚線５を構成する。その二次撚
線５を押出し加工により成形された高強度アルミニウム
材からなる導体芯８の長手方向に延びる溝８ａに収納し
て三次撚線９を構成する。この導体芯８の溝８ａは押出
し成形時に予め長手方向に沿って螺旋状に成形されてい
る。導体芯８には中央部に空間部８ｂが形成され、冷却
特性を高めている。また、二次撚線５の間に設けられる
スペーサが導体芯８とともに一体に加工されているの
で、導体の撚り合わせが戻ってしまうことがない。
心線２の周囲にＮｂＴｉ、Ｃｕ、ＣｕＮｉからなる超電
導素線１を６本撚り合わせて一次撚線３を構成し、この
一次撚線３を絶縁処理を施したステンレス鋼線４の周囲
に６本撚り合わせて二次撚線５を構成する。その二次撚
線５を押出し加工により成形された高強度アルミニウム
材からなる導体芯８の長手方向に延びる溝８ａに収納し
て三次撚線９を構成する。この導体芯８の溝８ａは押出
し成形時に予め長手方向に沿って螺旋状に成形されてい
る。導体芯８には中央部に空間部８ｂが形成され、冷却
特性を高めている。また、二次撚線５の間に設けられる
スペーサが導体芯８とともに一体に加工されているの
で、導体の撚り合わせが戻ってしまうことがない。
【００１５】このように本実施例によれば、巻線時の取
扱いが容易な大容量の交流用超電導導体を提供すること
ができる。超電導導体は、図１に示されたように、導体
芯８の溝８ａに撚線構造の三次撚線９を収納させたもの
であるので、導体芯８と超電導線である三次撚線９との
間に冷却のための冷媒が入り込むことができ、冷却特性
が優れたものとなる。
扱いが容易な大容量の交流用超電導導体を提供すること
ができる。超電導導体は、図１に示されたように、導体
芯８の溝８ａに撚線構造の三次撚線９を収納させたもの
であるので、導体芯８と超電導線である三次撚線９との
間に冷却のための冷媒が入り込むことができ、冷却特性
が優れたものとなる。
【００１６】また、この超電導導体においては、スペー
サが導体芯８とともに一体に加工されているので、スペ
ーサ用の線を設けて超電導線と撚り合わせる必要がなく
なり、撚線構造の超電導線を導体芯の長手方向に延びる
溝に収納させることにより、巻線時において超電導線の
撚り合わせが戻ってしまうことがなくなる。そのため、
通電時に導体の動きによる擾乱によってクエンチしにく
くなり、素線の持つ能力を十分発揮させることができ、
大容量かつ交換用の超電導導体を提供できる。
サが導体芯８とともに一体に加工されているので、スペ
ーサ用の線を設けて超電導線と撚り合わせる必要がなく
なり、撚線構造の超電導線を導体芯の長手方向に延びる
溝に収納させることにより、巻線時において超電導線の
撚り合わせが戻ってしまうことがなくなる。そのため、
通電時に導体の動きによる擾乱によってクエンチしにく
くなり、素線の持つ能力を十分発揮させることができ、
大容量かつ交換用の超電導導体を提供できる。
【００１７】図２および図３は本発明に係る電流端子を
備えた超電導導体の一実施例を示す。同図において、超
電導線１０の補強用のステンレス鋼線１５はＣｕからな
る二つ割りした押え用接続板１６と接続端子棒１７との
中央部に収納した後、接続用端子棒１７と押え用接続板
１６との合せ面の上端部から、すなわち、接続端子の途
中から、外部に引出し、その後、接続端子棒１７に螺旋
状に巻き付けている。すなわち、図２（Ａ）において、
超電導線１０の補強用ステンレス鋼線１５は２つ割りタ
イプの接続端子の先端部から内部に案内された後、途中
から外部に引き出されて固定される。そして、超電導線
１０の各超電導素線１８は押え用接続板１６と接続端子
棒１７の外側に形成されるガイド溝１９に位置決めさ
れ、かつ対称となるようハンダ付けにて固定接続する。
備えた超電導導体の一実施例を示す。同図において、超
電導線１０の補強用のステンレス鋼線１５はＣｕからな
る二つ割りした押え用接続板１６と接続端子棒１７との
中央部に収納した後、接続用端子棒１７と押え用接続板
１６との合せ面の上端部から、すなわち、接続端子の途
中から、外部に引出し、その後、接続端子棒１７に螺旋
状に巻き付けている。すなわち、図２（Ａ）において、
超電導線１０の補強用ステンレス鋼線１５は２つ割りタ
イプの接続端子の先端部から内部に案内された後、途中
から外部に引き出されて固定される。そして、超電導線
１０の各超電導素線１８は押え用接続板１６と接続端子
棒１７の外側に形成されるガイド溝１９に位置決めさ
れ、かつ対称となるようハンダ付けにて固定接続する。
【００１８】したがって、補強用のステンレス鋼線１５
は押え用接続板１６および接続端子棒１７によって押え
られるとともに、ステンレス鋼線１５の端部は接続端子
の途中から引き出されて接続端子棒１７に螺旋状に巻き
付けられているので、超電導線１０に加わっている張力
が緩むのを防止することができる。また、超電導線１０
の各素線１８は押え用接続板１６と接続端子棒１７の外
側に対称的に配置されるので、各素線１８間のインダク
タンスや接続抵抗は等しくなる。
は押え用接続板１６および接続端子棒１７によって押え
られるとともに、ステンレス鋼線１５の端部は接続端子
の途中から引き出されて接続端子棒１７に螺旋状に巻き
付けられているので、超電導線１０に加わっている張力
が緩むのを防止することができる。また、超電導線１０
の各素線１８は押え用接続板１６と接続端子棒１７の外
側に対称的に配置されるので、各素線１８間のインダク
タンスや接続抵抗は等しくなる。
【００１９】このように本実施例によれば、電流端子と
しての接続端子が二つに分割されるため、巻線時におけ
る超電導線１０のコイル端部を容易に固定することがで
きる。また、超電導線１０は、電流端子を備えることに
より、複数の超電導素線を補強用のステンレス鋼線１５
の周りに大きな張力をかけて巻線し、撚線構造とするこ
とができるので、超電導線１０の撚り合せが戻るのを効
率よく防止することができ、クエンチの発生を有効的に
防止できる。
しての接続端子が二つに分割されるため、巻線時におけ
る超電導線１０のコイル端部を容易に固定することがで
きる。また、超電導線１０は、電流端子を備えることに
より、複数の超電導素線を補強用のステンレス鋼線１５
の周りに大きな張力をかけて巻線し、撚線構造とするこ
とができるので、超電導線１０の撚り合せが戻るのを効
率よく防止することができ、クエンチの発生を有効的に
防止できる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る超電
導導体によれば、電流端子を備えることにより、超電導
素線の撚り合せが戻るのを有効的かつ確実に防止でき、
巻線時の取扱いが容易で、素線の持つ能力を有効に発揮
できる大容量の超電導導体を提供することができる。
導導体によれば、電流端子を備えることにより、超電導
素線の撚り合せが戻るのを有効的かつ確実に防止でき、
巻線時の取扱いが容易で、素線の持つ能力を有効に発揮
できる大容量の超電導導体を提供することができる。
【００２１】また、本発明に係る超電導導体は電流端子
を備えているので、この電流端子により、電流が均一に
超電導線の各素線に分流し、且つ良好に超電導線を固定
することができる。
を備えているので、この電流端子により、電流が均一に
超電導線の各素線に分流し、且つ良好に超電導線を固定
することができる。
【図１】本発明に係る超電導導体の一実施例を示す断面
図。
図。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係る電流端子を
備えた超電導導体の一実施例を示す正面図および側面
図。
備えた超電導導体の一実施例を示す正面図および側面
図。
【図３】図２（Ａ）のＡ−Ａ´線による断面図。
【図４】従来の超電導導体を示す断面図。
【図５】従来の交流用超電導装置における電流端子を示
す断面図。
す断面図。
【図６】図５のＢ部を拡大して示す斜視図。
１ 超電導素線 ２ 中心線 ３ 一次撚線 ４ ステンレス鋼線 ５ 二次撚線 ８ 導体芯 ８ａ 溝 ８ｂ 空間部 ９ 三次撚線 １０ 超電導線 １５ ステンレス鋼線 １６ 押え用接続板 １７ 接続端子棒 １８ 超電導素線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 12/00 - 13/00 H01F 5/08 H01L 39/04
Claims (1)
- 【請求項１】 超電導素線を補強用の線の周りに複数本
撚り合せて超電導線を構成し、上記超電導線の補強用の
線を端子の先端内部に収納し、上記超電導線の各素線を
端子先端部の外側に対称に配置し、上記補強用の線を端
子の外部に引出して固定した電流端子を備えたことを特
徴とする超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03295806A JP3119514B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03295806A JP3119514B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05135630A JPH05135630A (ja) | 1993-06-01 |
| JP3119514B2 true JP3119514B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=17825411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03295806A Expired - Fee Related JP3119514B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119514B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP03295806A patent/JP3119514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05135630A (ja) | 1993-06-01 |
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