JP3505204B2 - 超電導ブスバー - Google Patents
超電導ブスバーInfo
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- JP3505204B2 JP3505204B2 JP17619493A JP17619493A JP3505204B2 JP 3505204 B2 JP3505204 B2 JP 3505204B2 JP 17619493 A JP17619493 A JP 17619493A JP 17619493 A JP17619493 A JP 17619493A JP 3505204 B2 JP3505204 B2 JP 3505204B2
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- superconducting
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電磁力による超電導
導体の動きを防止する対策が施され、かつ超電導導体の
冷却を良好とし、高い電気絶縁性能を有する超電導ブス
バーに関する。
導体の動きを防止する対策が施され、かつ超電導導体の
冷却を良好とし、高い電気絶縁性能を有する超電導ブス
バーに関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導ブスバーにおいては、電流の順方
向の導体と、逆方向の導体の間に電磁的な反発力が働
く。この力は電流の２乗に比例して増大し、その大きさ
は、例えば大型のマグネット用の超電導ブスバーで通電
電流が数十kAの場合には、超電導ブスバーの導体１ｍあ
たり１〜数トンにも達する。このような電磁反発力に対
して、超電導導体が機械的に自由に動ける場合、該超電
導導体は通電量の変化の度に機械的応力を受けるので、
摩擦による劣化や断線の危険があり、また、移動による
摩擦熱により超電導導体の温度が上昇し、超電導層がク
エンチして超電導状態を保てなくなるという問題があ
る。
向の導体と、逆方向の導体の間に電磁的な反発力が働
く。この力は電流の２乗に比例して増大し、その大きさ
は、例えば大型のマグネット用の超電導ブスバーで通電
電流が数十kAの場合には、超電導ブスバーの導体１ｍあ
たり１〜数トンにも達する。このような電磁反発力に対
して、超電導導体が機械的に自由に動ける場合、該超電
導導体は通電量の変化の度に機械的応力を受けるので、
摩擦による劣化や断線の危険があり、また、移動による
摩擦熱により超電導導体の温度が上昇し、超電導層がク
エンチして超電導状態を保てなくなるという問題があ
る。
【０００３】このような電磁反発力によって生じる問題
を解決するために、従来の超電導ブスバーは図３に示す
ように、平角形状の超電導導体の順、逆方向電流用の各
導体（１）（２）を電気絶縁体（３）を間に挟んでこれ
らを一体としてガラステープ（８）で束ねることで、両
導体を固定しその周囲に超電導状態を維持するため極低
温冷媒を流通させる方法が一般的に採用されてきた。
を解決するために、従来の超電導ブスバーは図３に示す
ように、平角形状の超電導導体の順、逆方向電流用の各
導体（１）（２）を電気絶縁体（３）を間に挟んでこれ
らを一体としてガラステープ（８）で束ねることで、両
導体を固定しその周囲に超電導状態を維持するため極低
温冷媒を流通させる方法が一般的に採用されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１に示す
ような従来の構造においては、次のような問題があっ
た。 両導体が非常に接近しているため両導体間の電気絶縁
性が特に沿面方向で弱い。 両導体が接近しており、電気絶縁層（３）や電磁力対
策用バインド層としてのガラステープ（８）が導体表面
を覆っているために、導体表面のうち極低温冷媒に接し
ている表面積が少なく、超電導特性の安定性が低下す
る。
ような従来の構造においては、次のような問題があっ
た。 両導体が非常に接近しているため両導体間の電気絶縁
性が特に沿面方向で弱い。 両導体が接近しており、電気絶縁層（３）や電磁力対
策用バインド層としてのガラステープ（８）が導体表面
を覆っているために、導体表面のうち極低温冷媒に接し
ている表面積が少なく、超電導特性の安定性が低下す
る。
【０００５】この発明は、このような背景のもとになさ
れたもので、電磁力による超電導導体の動きを防止する
対策が施され、かつ超電導導体の冷却を良好とし、高い
電気絶縁性能を有する超電導ブスバーを提供することを
目的としている。
れたもので、電磁力による超電導導体の動きを防止する
対策が施され、かつ超電導導体の冷却を良好とし、高い
電気絶縁性能を有する超電導ブスバーを提供することを
目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み検討
の結果、これら問題点を解決した超電導ブスバーを開発
したもので、超電導導体を内包する中空管の内側に極低
温冷媒を流通させ、かつ該超電導導体と中空管内面の間
にスペーサを配置し、該中空管の外周に電気絶縁層とさ
らにその外側に接地電極層を設けたコアの複数本を結束
したことを特徴とするものである。
の結果、これら問題点を解決した超電導ブスバーを開発
したもので、超電導導体を内包する中空管の内側に極低
温冷媒を流通させ、かつ該超電導導体と中空管内面の間
にスペーサを配置し、該中空管の外周に電気絶縁層とさ
らにその外側に接地電極層を設けたコアの複数本を結束
したことを特徴とするものである。
【０００７】そしてこの超電導ブスバーにおいて、導電
性もしくは半導電性スペーサを用い、又はコアの複数本
を導電性もしくは電気絶縁性のテープ材もしくは線材で
結束するのは有効である。さらにこの際スペーサとし
て、導電性カーボンを含む半導電性ファイバーや、電気
伝導度の良好な金属製線材を用いてこれを超電導導体に
沿ってその周囲にスパイラル状に巻き付けるのは一層効
果があり、コアの複数本の結束材として通気性の大きい
編組線を用いたり、ガラス繊維もしくはプラスチックか
らなるテープ材を用いて該コアの長手方向に沿ってスパ
イラル状に巻回して結束するのも有効である。
性もしくは半導電性スペーサを用い、又はコアの複数本
を導電性もしくは電気絶縁性のテープ材もしくは線材で
結束するのは有効である。さらにこの際スペーサとし
て、導電性カーボンを含む半導電性ファイバーや、電気
伝導度の良好な金属製線材を用いてこれを超電導導体に
沿ってその周囲にスパイラル状に巻き付けるのは一層効
果があり、コアの複数本の結束材として通気性の大きい
編組線を用いたり、ガラス繊維もしくはプラスチックか
らなるテープ材を用いて該コアの長手方向に沿ってスパ
イラル状に巻回して結束するのも有効である。
【０００８】
【作用】上記の本発明によれば、電磁力対策、超電
導導体の冷却の安定性、電気絶縁性能についてそれぞ
れ以下のような作用が得られる。
導導体の冷却の安定性、電気絶縁性能についてそれぞ
れ以下のような作用が得られる。
【０００９】電磁力対策について
電磁力対策用に複数のコアをバインドする結束材を設
け、さらに超電導導体と冷媒用中空管内面との間にスペ
ーサを設けることで、電磁力による超電導導体の動きを
止め、クエンチ現象を防止できる。
け、さらに超電導導体と冷媒用中空管内面との間にスペ
ーサを設けることで、電磁力による超電導導体の動きを
止め、クエンチ現象を防止できる。
【００１０】超電導導体の冷却の安定性について
超電導導体表面に接する液体ヘリウムの表面積が広くな
り、超電導導体の冷却の安定性が向上し、超電導導体が
何らかの原因で動いて摩擦熱が発生しても速やかに冷媒
に放熱できるので、超電導導体のクエンチがいっそう起
こり難くなる。
り、超電導導体の冷却の安定性が向上し、超電導導体が
何らかの原因で動いて摩擦熱が発生しても速やかに冷媒
に放熱できるので、超電導導体のクエンチがいっそう起
こり難くなる。
【００１１】電気絶縁性能について
電気絶縁層を中空管の周囲に配置したので、これらの管
からなるコア同士の沿面方向の絶縁破壊経路が構造的に
無くなり、電気絶縁性能が向上する。
からなるコア同士の沿面方向の絶縁破壊経路が構造的に
無くなり、電気絶縁性能が向上する。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例により説明する。
【００１３】（実施例１）図１に示すように設計最大電
流容量40kA、設計定格電流20kAのアルミ安定化ニオブチ
タン超電導導体（１）（２）を内包する外径35mmの極低
温冷媒管（銅パイプ）（４）の外周に厚さ 1.2mmの電気
絶縁層（３）を形成し、その外側に厚さ0.6mm の接地電
極層（７）を設けた構造を有するコアを作製した。上記
超電導導体（１）（２）と銅パイプ（４）の内面との間
には、導電性カーボンを配合した強化繊維プラスチック
ファイバー（６）（半導電性である。）がスパイラル状
に巻回して配置されており、超電導導体は銅パイプ
（４）内にしっかりと固定されている。また、電気絶縁
層（３）は押出したエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）
でできており、接地電極層（７）は幅30mm、厚さ 100μ
ｍの銅テープを 1/2ラップで３回巻き付けた構造を有し
ている。そしてこのコア２本をガラステープ（８）でバ
インドした。このガラステープは幅40mm、厚さ 300μｍ
のものをスパイラル状に間隔を明けて巻いた。なお図中
（５）は極低温冷媒を示す。
流容量40kA、設計定格電流20kAのアルミ安定化ニオブチ
タン超電導導体（１）（２）を内包する外径35mmの極低
温冷媒管（銅パイプ）（４）の外周に厚さ 1.2mmの電気
絶縁層（３）を形成し、その外側に厚さ0.6mm の接地電
極層（７）を設けた構造を有するコアを作製した。上記
超電導導体（１）（２）と銅パイプ（４）の内面との間
には、導電性カーボンを配合した強化繊維プラスチック
ファイバー（６）（半導電性である。）がスパイラル状
に巻回して配置されており、超電導導体は銅パイプ
（４）内にしっかりと固定されている。また、電気絶縁
層（３）は押出したエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）
でできており、接地電極層（７）は幅30mm、厚さ 100μ
ｍの銅テープを 1/2ラップで３回巻き付けた構造を有し
ている。そしてこのコア２本をガラステープ（８）でバ
インドした。このガラステープは幅40mm、厚さ 300μｍ
のものをスパイラル状に間隔を明けて巻いた。なお図中
（５）は極低温冷媒を示す。
【００１４】この本発明超電導ブスバーの特性を試験し
たところ、大気圧沸騰状態の液体ヘリウム中での臨界電
流は上記定格電流20kA以上であった。かつ定格電流20kA
通電のＯＮ，ＯＦＦの繰り返しを1000回実施したが、電
磁力によって超電導導体が動き、クエンチするといった
現象はまったく見られなかった。
たところ、大気圧沸騰状態の液体ヘリウム中での臨界電
流は上記定格電流20kA以上であった。かつ定格電流20kA
通電のＯＮ，ＯＦＦの繰り返しを1000回実施したが、電
磁力によって超電導導体が動き、クエンチするといった
現象はまったく見られなかった。
【００１５】このように良好な安定性が得られたのは、
電磁力対策用にコアを互いに結束したこと、及び超電導
導体と冷媒中空管内面との間のスペーサの存在、と同時
に超電導導体表面に接する液体ヘリウムの表面積が十分
広かったことが作用していると考えられる。
電磁力対策用にコアを互いに結束したこと、及び超電導
導体と冷媒中空管内面との間のスペーサの存在、と同時
に超電導導体表面に接する液体ヘリウムの表面積が十分
広かったことが作用していると考えられる。
【００１６】また、２本のコア内の各超電導導体に液体
ヘリウム温度でそれぞれ＋10kV、−10kVの直流電圧を連
続５日間印加したが、電気絶縁破壊は生じなかった。こ
のような高い電気絶縁性能は、電気絶縁層を円形の管の
周囲に配置し、沿面方向の絶縁破壊経路を構造的に無く
したことが作用していると考えられる。
ヘリウム温度でそれぞれ＋10kV、−10kVの直流電圧を連
続５日間印加したが、電気絶縁破壊は生じなかった。こ
のような高い電気絶縁性能は、電気絶縁層を円形の管の
周囲に配置し、沿面方向の絶縁破壊経路を構造的に無く
したことが作用していると考えられる。
【００１７】（実施例２）次に本発明を３相交流用導体
に適用した例を説明する。この３相交流用導体（９）
（９）（９）に対して上記実施例１と同じ構造のコアを
図２のように配置し、この外周をガラステープ（８）で
スパイラル状に間隔を設けて巻回して３本のコアを結束
した超電導ブスバーを作製した。この超電導ブスバーの
特性を実施例１と同様に調査したが、やはり実施例１と
同様に超電導導体が動いてクエンチするといった現象は
全く起きなかった。
に適用した例を説明する。この３相交流用導体（９）
（９）（９）に対して上記実施例１と同じ構造のコアを
図２のように配置し、この外周をガラステープ（８）で
スパイラル状に間隔を設けて巻回して３本のコアを結束
した超電導ブスバーを作製した。この超電導ブスバーの
特性を実施例１と同様に調査したが、やはり実施例１と
同様に超電導導体が動いてクエンチするといった現象は
全く起きなかった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超電導ブ
スバーにおいては、電磁力による超電導導体の動きが防
止されると同時に、超電導導体の冷却状態が良好であ
り、従来に比べて高い電気絶縁性能をも兼ね備えている
という効果を有する。
スバーにおいては、電磁力による超電導導体の動きが防
止されると同時に、超電導導体の冷却状態が良好であ
り、従来に比べて高い電気絶縁性能をも兼ね備えている
という効果を有する。
【図１】本発明例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の例を示す断面図である。
【図３】従来の超電導ブスバーを示す要部斜視図であ
る。
る。
１ 順方向導体
２ 逆方向導体
３ 電気絶縁層
４ 中空管
５ 極低温冷媒
６ スペーサ
７ 接地電極層
８ ガラステープ
９ ３相交流用導体
フロントページの続き
(72)発明者 一柳 直隆
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号
古河電気工業株式会社内
(72)発明者 古戸 義雄
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号
古河電気工業株式会社内
(72)発明者 伊藤 猛
愛知県名古屋市東区東新町一番地 中部
電力株式会社内
(72)発明者 長房 利明
愛知県名古屋市東区東新町一番地 中部
電力株式会社内
(72)発明者 三澤 弘和
愛知県名古屋市東区東新町一番地 中部
電力株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−162008（ＪＰ，Ａ)
実開 昭50−126979（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 12/00 - 13/00
Claims (7)
- 【請求項１】 超電導導体を内包する中空管の内側に極
低温冷媒を流通させ、かつ該超電導導体と中空管内面の
間にスペーサを配置し、該中空管の外周に電気絶縁層と
さらにその外側に接地電極層を設けたコアの複数本を結
束したことを特徴とする超電導ブスバー。 - 【請求項２】 スペーサが導電性又は半導電性である請
求項１記載の超電導ブスバー。 - 【請求項３】 スペーサが導電性カーボンを含む半導電
性ファイバーを超電導導体に沿ってその周囲にスパイラ
ル状に巻き付けたものである請求項１又は２記載の超電
導ブスバー。 - 【請求項４】 スペーサが電気伝導度の良好な金属製線
材を超電導導体に沿ってその周囲にスパイラル状に巻き
付けたものである請求項１又は２記載の超電導ブスバ
ー。 - 【請求項５】 コアの複数本を導電性又は電気絶縁性の
テープ材もしくは線材で結束した請求項１〜４のいずれ
か１項記載の超電導ブスバー。 - 【請求項６】 複数本のコアを通気性の大きい編組線か
らなる線材にてコアの長手方向に沿ってスパイラル状に
巻回して結束する請求項５に記載の超電導ブスバー。 - 【請求項７】 複数本のコアをガラス繊維もしくはプラ
スチックからなるテープ材にてコアの長手方向に沿って
スパイラル状に間隔を設けて巻回して結束する請求項５
に記載の超電導ブスバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17619493A JP3505204B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 超電導ブスバー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17619493A JP3505204B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 超電導ブスバー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785734A JPH0785734A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3505204B2 true JP3505204B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=16009284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17619493A Expired - Fee Related JP3505204B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 超電導ブスバー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505204B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108318795A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种大型超导磁体短样高压测试电极处理方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4031204B2 (ja) * | 2001-01-15 | 2008-01-09 | 住友電気工業株式会社 | 超電導ケーブルの製造方法 |
| JP4676095B2 (ja) * | 2001-07-12 | 2011-04-27 | 古河電気工業株式会社 | 超電導ケーブル |
| DK3824485T3 (da) * | 2018-07-19 | 2024-02-19 | Bekaert Sa Nv | Superleder med snoet struktur |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17619493A patent/JP3505204B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108318795A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种大型超导磁体短样高压测试电极处理方法 |
| CN108318795B (zh) * | 2018-02-01 | 2020-07-31 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种大型超导磁体短样高压测试电极处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785734A (ja) | 1995-03-31 |
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| JPH0118527B2 (ja) |
Legal Events
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