JP3496043B2 - 超電導導体の接続方法および接続構造 - Google Patents
超電導導体の接続方法および接続構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極低温の冷媒中に
浸漬された超電導機器から導出された超電導導体と給電
のためのパワーリード線との接続方法に関するものであ
り、この接続方法は、超電導導体とパワーリード線との
接続部における電流の偏流を防ぎ、また局部発熱による
クエンチ（常電導転移）を防止して超電導機器への通電
特性を改善し、大電流を良好な電流効率で供給できるよ
うにするものである。
浸漬された超電導機器から導出された超電導導体と給電
のためのパワーリード線との接続方法に関するものであ
り、この接続方法は、超電導導体とパワーリード線との
接続部における電流の偏流を防ぎ、また局部発熱による
クエンチ（常電導転移）を防止して超電導機器への通電
特性を改善し、大電流を良好な電流効率で供給できるよ
うにするものである。
【０００２】
【従来の技術】交流超電導コイル、超電導変圧器などの
超電導機器は、一般に液体ヘリウムなどの極低温冷媒中
に浸漬して用いられ、それらの機器から導出された超電
導導体（以下、単に「導体」という）は、冷媒中で、外
部電源から導かれたパワーリード線の端末に接続され
る。
超電導機器は、一般に液体ヘリウムなどの極低温冷媒中
に浸漬して用いられ、それらの機器から導出された超電
導導体（以下、単に「導体」という）は、冷媒中で、外
部電源から導かれたパワーリード線の端末に接続され
る。
【０００３】例えば、交流超電導コイルは、図５に示す
ようにして外部電源に接続される。図５において、交流
超電導コイル１は、デュワーベッセルなどの冷媒容器Ｖ
に充填された液体ヘリウムＨｅ中に浸漬されている。こ
の交流超電導コイル１には超電導導体２が巻き線として
卷かれ、その端末３ａ、３ｂがコイルから導出されてい
る。一方、この冷媒容器Ｖには、外部の交流電源ＰＳか
ら延びるロッド状のパワーリード線４ａ、４ｂが挿入さ
れ、これらのパワーリード線４ａ、４ｂの端末５ａ、５
ｂはいずれも液体ヘリウムＨｅ中に浸漬されている。そ
して、液体ヘリウムＨｅ中で、導体端末３ａ、３ｂとパ
ワーリード線端末５ａ、５ｂとがそれぞれ、ハンダ付け
などによって接続されている。
ようにして外部電源に接続される。図５において、交流
超電導コイル１は、デュワーベッセルなどの冷媒容器Ｖ
に充填された液体ヘリウムＨｅ中に浸漬されている。こ
の交流超電導コイル１には超電導導体２が巻き線として
卷かれ、その端末３ａ、３ｂがコイルから導出されてい
る。一方、この冷媒容器Ｖには、外部の交流電源ＰＳか
ら延びるロッド状のパワーリード線４ａ、４ｂが挿入さ
れ、これらのパワーリード線４ａ、４ｂの端末５ａ、５
ｂはいずれも液体ヘリウムＨｅ中に浸漬されている。そ
して、液体ヘリウムＨｅ中で、導体端末３ａ、３ｂとパ
ワーリード線端末５ａ、５ｂとがそれぞれ、ハンダ付け
などによって接続されている。
【０００４】最近は超電導機器の大電流化に伴い、超電
導導体として、細い超電導素線を多数本撚り合わせて、
必要な電流に対応する断面積を有する撚線としたものが
用いられるようになってきている。このような超電導撚
線導体（以下、単に「撚線導体」という）が用いられる
場合も、その端末とパワーリード線端末との接続は、図
６に詳細を示すように、撚線導体２の端末３をパワーリ
ード線４の端末５に巻き付けて、ハンダ７を用いて接着
固定する方法が採られている。
導導体として、細い超電導素線を多数本撚り合わせて、
必要な電流に対応する断面積を有する撚線としたものが
用いられるようになってきている。このような超電導撚
線導体（以下、単に「撚線導体」という）が用いられる
場合も、その端末とパワーリード線端末との接続は、図
６に詳細を示すように、撚線導体２の端末３をパワーリ
ード線４の端末５に巻き付けて、ハンダ７を用いて接着
固定する方法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように超電導機
器の大電流化を実現するために導体が単線から撚線に変
更されて大径化されたので、電気抵抗ゼロの超電導状態
にあっては、本来なら撚線を構成する素線の本数に比例
する電流を流せるはずであるが、実際には設計値の６０
％〜９０％程度しか通電できないという不都合が起こ
る。これは、パワーリード線４と撚線導体２との接続部
において、撚線導体２を構成する各超電導素線に電流が
均一に分流しないことに起因するものである。
器の大電流化を実現するために導体が単線から撚線に変
更されて大径化されたので、電気抵抗ゼロの超電導状態
にあっては、本来なら撚線を構成する素線の本数に比例
する電流を流せるはずであるが、実際には設計値の６０
％〜９０％程度しか通電できないという不都合が起こ
る。これは、パワーリード線４と撚線導体２との接続部
において、撚線導体２を構成する各超電導素線に電流が
均一に分流しないことに起因するものである。
【０００６】また、特にパワーリード線４と撚線導体２
との接続部においては、撚線巻き付けによる電流の偏流
現象によって局部的な発熱が起こり、この部分に常電導
の芽が発生して導体全体が常電導化する、いわゆる「ク
エンチ現象」を起こす可能性もあった。本発明は上記の
問題を解決するためになされたものであり、従ってその
目的は、撚線導体とパワーリード線との接続方法を改善
して撚線導体の各素線に流れる電流を均一化し、また接
続部の局部的な発熱に起因するクエンチを防止して超電
導機器への通電特性を改善することにある。
との接続部においては、撚線巻き付けによる電流の偏流
現象によって局部的な発熱が起こり、この部分に常電導
の芽が発生して導体全体が常電導化する、いわゆる「ク
エンチ現象」を起こす可能性もあった。本発明は上記の
問題を解決するためになされたものであり、従ってその
目的は、撚線導体とパワーリード線との接続方法を改善
して撚線導体の各素線に流れる電流を均一化し、また接
続部の局部的な発熱に起因するクエンチを防止して超電
導機器への通電特性を改善することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、複数の超
電導素線からなる撚線導体とパワーリード線とを接続す
るに際して、冷媒が通過し得る中空のパワーリード線の
接続端末に複数の舌部を形成し、前記撚線導体の端末を
撚り戻して少なくとも１本の超電導素線からなる複数の
素線束に分割し、それぞれの舌部と素線束とを互いに接
続する超電導導体の接続方法を提供することによって解
決できる。このパワーリード線の接続端末における複数
の舌部の形成は、中空のパワーリード線の接続端末に、
軸心と平行にかつ等間隔に複数のスリットを形成するこ
とによって行うことが好ましい。
電導素線からなる撚線導体とパワーリード線とを接続す
るに際して、冷媒が通過し得る中空のパワーリード線の
接続端末に複数の舌部を形成し、前記撚線導体の端末を
撚り戻して少なくとも１本の超電導素線からなる複数の
素線束に分割し、それぞれの舌部と素線束とを互いに接
続する超電導導体の接続方法を提供することによって解
決できる。このパワーリード線の接続端末における複数
の舌部の形成は、中空のパワーリード線の接続端末に、
軸心と平行にかつ等間隔に複数のスリットを形成するこ
とによって行うことが好ましい。
【０００８】本発明はまた、複数の超電導素線からなる
撚線導体とパワーリード線とが接続された構造におい
て、冷媒が通過し得る中空のパワーリード線の接続端末
に複数の舌部が形成され、前記撚線導体の端末が撚り戻
されて少なくとも１本の超電導素線からなる複数の素線
束に分割され、それぞれの舌部と素線束とが互いに接続
されてなる超電導導体の接続構造を提供する。
撚線導体とパワーリード線とが接続された構造におい
て、冷媒が通過し得る中空のパワーリード線の接続端末
に複数の舌部が形成され、前記撚線導体の端末が撚り戻
されて少なくとも１本の超電導素線からなる複数の素線
束に分割され、それぞれの舌部と素線束とが互いに接続
されてなる超電導導体の接続構造を提供する。
【０００９】本発明の超電導導体の接続方法において
は、パワーリード線の接続端末に複数の舌部が形成さ
れ、この各舌部に、導体撚線を撚り戻して分割した素線
束がそれぞれ接続されているので、接続接点が分散し、
この接続部では撚線導体の各超電導素線に流れる電流が
均一化され、偏流現象による発熱が防止される。このパ
ワーリード線は冷媒が通過し得る中空のものであるの
で、この内部に冷媒を通すことによって接続部は強力に
冷却され、接続部の温度上昇が確実に抑制される。
は、パワーリード線の接続端末に複数の舌部が形成さ
れ、この各舌部に、導体撚線を撚り戻して分割した素線
束がそれぞれ接続されているので、接続接点が分散し、
この接続部では撚線導体の各超電導素線に流れる電流が
均一化され、偏流現象による発熱が防止される。このパ
ワーリード線は冷媒が通過し得る中空のものであるの
で、この内部に冷媒を通すことによって接続部は強力に
冷却され、接続部の温度上昇が確実に抑制される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例によって詳しく説明する。 （実施例１）図１〜図３は、本発明の超電導導体の接続
方法の一実施例を示し、図３は本発明にかかわる接続構
造の一例を示している。図１において、先ずパワーリー
ド線の端末加工を行う。このパワーリード線１０は、外
径１０ｍｍ、内径５ｍｍの銅製パイプを用い、その一方
の端部１１に、軸心と平行にかつ等間隔に８本のスリッ
ト１２を形成し、これによってパワーリード線の端部１
１に８個の舌部１３を形成した。
例によって詳しく説明する。 （実施例１）図１〜図３は、本発明の超電導導体の接続
方法の一実施例を示し、図３は本発明にかかわる接続構
造の一例を示している。図１において、先ずパワーリー
ド線の端末加工を行う。このパワーリード線１０は、外
径１０ｍｍ、内径５ｍｍの銅製パイプを用い、その一方
の端部１１に、軸心と平行にかつ等間隔に８本のスリッ
ト１２を形成し、これによってパワーリード線の端部１
１に８個の舌部１３を形成した。
【００１１】一方、図２に示すように、超電導機器（こ
の場合は超電導コイル、図示せず）から導出された８本
のＣｕ−Ｎｂ合金製の超電導素線（以下、単に「素線」
という）からなる撚線導体１４の端末１５を撚り戻して
それぞれの素線１６に分割した。次にこの分割された素
線１６のそれぞれを、図３に示すように、パワーリード
線端部１１のそれぞれの舌部１３にハンダ付けして固定
した。これによって、撚線導体１４のそれぞれの端末素
線１６がパワーリード線の舌部１３に均等に配分されて
接続されたことになる。
の場合は超電導コイル、図示せず）から導出された８本
のＣｕ−Ｎｂ合金製の超電導素線（以下、単に「素線」
という）からなる撚線導体１４の端末１５を撚り戻して
それぞれの素線１６に分割した。次にこの分割された素
線１６のそれぞれを、図３に示すように、パワーリード
線端部１１のそれぞれの舌部１３にハンダ付けして固定
した。これによって、撚線導体１４のそれぞれの端末素
線１６がパワーリード線の舌部１３に均等に配分されて
接続されたことになる。
【００１２】実施例１の方法により接続されたパワーリ
ード線と撚線導体との接続部は、撚線導体の素線が個々
に分割されて、パワーリード線端末の周囲に均等に分割
形成された個々の舌部に接続されているので、この接続
部を通過する電流は個々の素線に均等に流れ、特定の素
線に電流密度が集中することがないので接続部における
局部発熱も防止される。更にこのパワーリード線は中空
であって内部を冷媒が通過し得るので、接続部の発熱は
効果的に冷却され、クエンチを起こすような温度上昇は
起こらない。
ード線と撚線導体との接続部は、撚線導体の素線が個々
に分割されて、パワーリード線端末の周囲に均等に分割
形成された個々の舌部に接続されているので、この接続
部を通過する電流は個々の素線に均等に流れ、特定の素
線に電流密度が集中することがないので接続部における
局部発熱も防止される。更にこのパワーリード線は中空
であって内部を冷媒が通過し得るので、接続部の発熱は
効果的に冷却され、クエンチを起こすような温度上昇は
起こらない。
【００１３】上記実施例１の方法によりパワーリード線
１０に接続された接続構造を有する交流超電導コイルの
通電特性を以下にようにして試験した。図４に示すよう
に、交流超電導コイル２０と、これから導出された２本
の撚線導体１４と、この撚線導体を接続した２本の中空
のパワーリード線１０の端末１１とを、密閉したデュワ
ーベッセルＶに収容し、双方の接続部が浸漬されるまで
液体ヘリウムＨｅを充填した。このとき、ガス化したヘ
リウムＨｅＧがパワーリード線１０の中空部を通過して
デュワーベッセルＶ外に放出され、その気化熱によって
接続部は強力に冷却された。
１０に接続された接続構造を有する交流超電導コイルの
通電特性を以下にようにして試験した。図４に示すよう
に、交流超電導コイル２０と、これから導出された２本
の撚線導体１４と、この撚線導体を接続した２本の中空
のパワーリード線１０の端末１１とを、密閉したデュワ
ーベッセルＶに収容し、双方の接続部が浸漬されるまで
液体ヘリウムＨｅを充填した。このとき、ガス化したヘ
リウムＨｅＧがパワーリード線１０の中空部を通過して
デュワーベッセルＶ外に放出され、その気化熱によって
接続部は強力に冷却された。
【００１４】この系にパワーリード線１０を通じて電圧
４００Ｖ、電流２５０Ａの交流を負荷した。１．０時間
の運転期間中、超電導コイル２０には設計値通りの電流
が流れて正常に作動し、接続部の発熱によるクエンチは
起こらなかった。
４００Ｖ、電流２５０Ａの交流を負荷した。１．０時間
の運転期間中、超電導コイル２０には設計値通りの電流
が流れて正常に作動し、接続部の発熱によるクエンチは
起こらなかった。
【００１５】（比較例）比較のため、実施例と同様な超
電導コイル２０を用い、ただし従来の方法に従って撚線
導体の端末を撚り戻さずにロッド状のパワーリード線に
巻き付けてハンダ付けし、上記実施例の場合と同様にし
て液体ヘリウムを充填したデュワーベッセル中で通電試
験を行った。超電導コイルの電流値は設計値の７０％程
度であり、運転時間０．１時間でクエンチを起こし運転
が継続できなくなった。
電導コイル２０を用い、ただし従来の方法に従って撚線
導体の端末を撚り戻さずにロッド状のパワーリード線に
巻き付けてハンダ付けし、上記実施例の場合と同様にし
て液体ヘリウムを充填したデュワーベッセル中で通電試
験を行った。超電導コイルの電流値は設計値の７０％程
度であり、運転時間０．１時間でクエンチを起こし運転
が継続できなくなった。
【００１６】以上の試験結果から、本発明の方法により
接続された接続部は、通電特性を損なわず、また良好な
冷却効果が得られるためクエンチが防止され、大電流の
超電導回路におけるパワーリードとして好適に使用でき
ることがわかる。
接続された接続部は、通電特性を損なわず、また良好な
冷却効果が得られるためクエンチが防止され、大電流の
超電導回路におけるパワーリードとして好適に使用でき
ることがわかる。
【００１７】上記実施例１においては、中空のパワーリ
ード線に８本のスリットにより舌部を形成して用いた
が、舌部の数や形状は特に限定されるものではない。一
般にはパイプ軸心から放射状にスリットを入れて形成す
ることが簡便でありかつ良好な結果が得られる。上記実
施例１においては、撚線導体の端末を個々の素線に分割
した。撚線導体の素線本数が少ない場合はこの方法が好
ましいが、素線本数が多い場合は複数本の素線を素線束
として、それぞれの素線束と舌部とを接続してもよい。
ード線に８本のスリットにより舌部を形成して用いた
が、舌部の数や形状は特に限定されるものではない。一
般にはパイプ軸心から放射状にスリットを入れて形成す
ることが簡便でありかつ良好な結果が得られる。上記実
施例１においては、撚線導体の端末を個々の素線に分割
した。撚線導体の素線本数が少ない場合はこの方法が好
ましいが、素線本数が多い場合は複数本の素線を素線束
として、それぞれの素線束と舌部とを接続してもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明の超電導導体の接続方法は、中空
のパワーリード線の接続端末に複数の舌部を形成し、撚
線導体の端末を撚り戻して少なくとも１本の超電導素線
からなる複数の素線束に分割し、それぞれの舌部と素線
束とを互いに接続するものであるので、この接続方法に
より形成された接続構造においては、撚線導体の各素線
に流れる電流が均一化され、大電流通電時における電流
効率が向上する。また、パワーリード線内を冷媒が通過
し得るので、接続部の発熱による昇温が抑制され、クエ
ンチが防止され、超電導機器への通電特性が改善され
る。
のパワーリード線の接続端末に複数の舌部を形成し、撚
線導体の端末を撚り戻して少なくとも１本の超電導素線
からなる複数の素線束に分割し、それぞれの舌部と素線
束とを互いに接続するものであるので、この接続方法に
より形成された接続構造においては、撚線導体の各素線
に流れる電流が均一化され、大電流通電時における電流
効率が向上する。また、パワーリード線内を冷媒が通過
し得るので、接続部の発熱による昇温が抑制され、クエ
ンチが防止され、超電導機器への通電特性が改善され
る。
【図１】 本発明の一実施例におけるパワーリード線の
処理過程を示す斜視図。
処理過程を示す斜視図。
【図２】 上記実施例における撚線導体の処理過程を示
す斜視図。
す斜視図。
【図３】 上記実施例における接続構造を示す斜視図。
【図４】 図３の接続構成を用いた超電導装置の一例を
示す断面図。
示す断面図。
【図５】 従来の接続方法により構成された超電導装置
の一例を示す断面図。
の一例を示す断面図。
【図６】 従来の接続構造の一例を示す斜視図。
１０……パワーリード線、１１……パワーリード線端
末、１３……舌部、１４……撚線導体、１６……超電導
素線（束）。
末、１３……舌部、１４……撚線導体、１６……超電導
素線（束）。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 定方 伸行
東京都江東区木場１丁目５番１号 株式
会社フジクラ内
(72)発明者 斉藤 隆
東京都江東区木場１丁目５番１号 株式
会社フジクラ内
(72)発明者 柁川 一弘
茨城県つくば市梅園一丁目１番４ 工業
技術院電子技術総合研究所内
(72)発明者 海保 勝之
茨城県つくば市梅園一丁目１番４ 工業
技術院電子技術総合研究所内
(56)参考文献 特開 平７−14620（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−80003（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−230835（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−168749（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−145125（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01R 43/00 ZAA
H01F 6/00 ZAA
H01R 4/68 ZAA
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の超電導素線からなる超電導撚線導
体とパワーリード線とを接続するに際して、冷媒が通過
し得る中空のパワーリード線の接続端末に複数の舌部を
形成し、 前記超電導撚線導体の端末を撚り戻して少なくとも１本
の超電導素線からなる複数の素線束に分割し、それぞれ
の舌部と素線束とを互いに接続する超電導導体の接続方
法。 - 【請求項２】 中空のパワーリード線の接続端末に、軸
心と平行にかつ等間隔に複数のスリットを形成し、これ
によってこの接続端末に複数の舌部を形成する請求項１
に記載の超電導導体の接続方法。 - 【請求項３】 複数の超電導素線からなる超電導撚線導
体とパワーリード線とが接続された構造において、冷媒
が通過し得る中空のパワーリード線の接続端末に複数の
舌部が形成され、前記超電導撚線導体の端末が撚り戻さ
れて少なくとも１本の超電導素線からなる複数の素線束
に分割され、それぞれの舌部と素線束とが互いに接続さ
れてなる超電導導体の接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28773095A JP3496043B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 超電導導体の接続方法および接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28773095A JP3496043B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 超電導導体の接続方法および接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129341A JPH09129341A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3496043B2 true JP3496043B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=17721016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28773095A Expired - Lifetime JP3496043B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 超電導導体の接続方法および接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496043B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101794655B (zh) * | 2010-03-12 | 2011-09-14 | 中国科学院电工研究所 | 具有高屏蔽特性的低电阻超导接头的制作方法 |
| JP5067725B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2012-11-07 | 住友電気工業株式会社 | 超電導ケーブルの端末接続構造 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP28773095A patent/JP3496043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09129341A (ja) | 1997-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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