JP4162710B2 - 電流制限装置 - Google Patents

Description

産業上の利用分野
本発明は、請求項１の上位概念に記載の電流制限装置に関する。
従来の技術
請求項１の上位概念に関して本発明は、JP 2-183915 Aにより知られているような従来技術に係わるものである。これによれば基板の両面にそれぞれ超電導層と貴金属層が被着される。基板材料として金属が考慮される。
US 4，961，066には、短絡時の迅速な電流制限のために限流器として棒状、管状および平坦な平面状の層構造について記載されている。この場合、いずれにせよ支持体として絶縁体が設けられており、その上には薄い超電導層と常電導層が被着されている。超電導層と常電導層を任意の頻度で繰り返すことができる。常電導層の抵抗は常電導状態における超電導層の抵抗よりも小さい。この場合の欠点は、交流によって稼働するときの損失が大きいことおよび導体長がかなり長いことである。
US 4，994，932には超電導による電流制限装置が開示されている。この場合、電流制限を行うワイヤが積層部材の表面に平行線状に被着されており、それによって隣り合うワイヤセクションで電流が互いに逆方向に流れるようになる。
発明の開示
請求項１に規定されている本発明は、冒頭で述べた形式の電流制限装置を、直流電流にも交流電流にも抵抗作用による制限を加えるのに適するよう改善することにある。この場合、短絡時の過電流を定格電流の所定の倍数に制限するよう構成すべきである。
従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。
本発明の利点は、電流制限装置が簡単かつコンパクトなことである。限流器の超電導性の部分はモジュール式に構成されており、つまり超電導体はユニットに分けられていて、それらを必要に応じて別個に取り外したり交換することができる。
本発明の有利な実施形態によれば、限流器で用いられ超電導体と常電導体から成る導体複合体を低インダクタンスに配置することができる。
適切な導体の配置構成により、交流電流適用時に生じる交流電流損失を著しく低減できる。
この電流制限装置は、これを外部磁界におくことで能動的なスイッチング素子としても使用できる。この場合、磁界中では臨界電流が著しく強く減少することを利用している。したがって外部磁界が加わることで、超電導体における電流を定格電流のほんの一部分にすることができる。
【図面の簡単な説明】
次に、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
第１図は、界磁コイルにおける限流器のモジュール形配置構成を示す横断面図である。
第２図は、第１図による限流器の横断面図である。
第３図は、メアンダ状に蛇行した導体路を有する第２図による限流器における超電導体の横断面図である。
第４図は、限流器による交流電流損失の信号ダイアグラムである。
第５図〜第８図は、種々異なる層の配列を有する限流器を示す図である。
発明の実施の形態
上記の図中、同じ部材には同じ参照符号が示されている。
第１図には、液体窒素で充填されたクライオスタット７中に互いに平行に配置された４つの限流器ないし限流器モジュール５が示されており、これらは電気的に並列に配置されていて電流線路６と接続されている。作動中、電流Ｉは電流線路６を流れ、たとえば短絡に起因して生じるような過電流に際して、この電流を限流器モジュール５によって所定の定格電流Ｉ_Ｎの３倍〜５倍に制限しようというものである。クライオスタット７は界磁コイル８の内側に配置されている。
第２図には、第１図による限流器モジュール５の層構造が示されている。厚さｄ₁を有するディスク状のセラミックプレートつまり絶縁体１の第１の主表面１ａおよびこれと向き合うように配置された第２の主表面上に、銀から成る薄い緩衝層２がそれぞれ被着されており、これらの緩衝層の厚さは１μｍ〜５μｍの範囲内にある。絶縁体１の材料として、プレート状で入手可能な絶縁体が考慮の対象となり、これは十分な熱的安定性があり室温と７７Ｋの間で超電導体３，３′と同等の熱的な経年変化を有している。この場合、グラスファイバ強化注型用樹脂プレートまたはＭｇＯセラミックプレートを用いるとよい。これらを緩衝層２へ被着させるのは、最も簡単には市販の接着剤によって行われる。この層は超電導体プレート３，３′にとって必要であり、これらの超電導体プレートは銀の鋳型の中で溶かされたものであり、溶解後、取り出されるものである。そしてこの層はニッケルをベースとする合金またはセラミックをベースとする溶融基板を用いた場合には省略され、これらは超電導体３，３′の製造後に取り除く必要のないものであり、超電導体の機械的安定化のために役立たせることができる。
両方の緩衝層２の上にこれらの層と平面的に接触されてディスク状の高温超電導体が被着されており、つまり矩形の横断面と第３図のようにメアンダ状に蛇行した形態を有しそれぞれ厚さｄ_ＳＬである超電導体３，３′が被着されている。この場合、各超電導体３，３′の第１の主表面はその電気的安定化のために、個々の緩衝層２と良好な導電性で接触している。両方の超電導体３，３′は層間距離つまり導体間隔Δを有している。
個々の超電導体３，３′の第２の主表面３ｂはその電気的および熱的安定化のために、それぞれ１つの非超電導性の抵抗つまり厚さｄ_ＮＬの常電導体４，４′の第１の主表面４ａと良好な導電性で平面的に接触している。この第１の主表面４ａと向き合って配置されている常電導体４，４′の第２の主表面には、参照符号４ｂが付されている。常電導体４，４′用の金属としては、室温時の比抵抗が１０μΩ・ｃｍよりも大きく−２００℃ではまだ可延性の金属がとりわけ適している。この場合に考慮の対象となるのはたとえば錫、亜鉛、ビスマスおよびそれらの合金、ならびに鋼ないしニッケルベースの非磁性金属である。常電導体４，４′は、電気メッキプロセス、フレーム溶射、プラズマ溶射、導電性接着剤による接着、はんだ付け、または冷間で吹き付けられた金属粉の焼結により、超電導体３，３′に被着することができる。常電導体４，４′の層の厚さは、この層の電気抵抗値がこれと隣接する超電導体３，３′の層の非超電導状態における抵抗値とほぼ等しくなるようにすべきであって、たとえば超電導体３，３′の厚さｄ_ＳＬが１ｍｍであれば５０μｍの厚さにする。超電導体３，３′の第２の主表面３ｂと常電導体４，４′の第１の主表面４ａとの間の面積あたりの固有接触抵抗は、１ｍΩ・ｃｍ^２よりも小さくすべきであって、たとえば１０μΩ・ｃｍ^２とすべきである。
第３図は第２図による超電導体３の横断面図であり、ここでは第２図の層の描写に対し垂直方向にカットされたものが示されている。矩形に有利には正方形に区切られたディスクへの切り込みつまりメアンダ状の溝９により、帯状の導体が形成される。電気的な接触接続のため、この導体上にはその端部に銀の接点１０，１１が取り付けられている。互いに隣り合うメアンダ状の溝９はそれぞれ、メアンダの垂直方向の縁幅にあたる垂直方向の間隔ｂを有している。メアンダの作成は最も簡単には、フライス盤または鋸での切削あるいはレーザまたはウォータジェットによるカッティングによって、交互に切り込みを入れることで行われる。これは常電導体４，４′を被着する前に行うことができ、また、機械的安定化を行う前つまり絶縁体１を被着する前に行うこともできる。
メアンダ状の超電導体３，３′は限流器モジュール５内で絶縁体１の両側に、それぞれ互いに対向するメアンダの垂直方向縁に電流Ｉが互いに逆方向に流れるよう配置されており、このことで帯状体平面に対し垂直方向の固有磁界の成分が相殺される。そしてこれにより、限流器モジュール５のインダクタンスが小さくなり損失が僅かになる。
第４図には、メアンダの垂直方向縁の幅ｂと超電導体３，３′の厚さｄ_ＳＬとの種々の比の値について表した交流電流損失特性曲線１２ないし１３によって、場合によって電流帰還線路において生じる交流電流損失が示されている。この場合、横座標には導体間隔Δがｍｍで記されており、縦座標には電気的な交流電流損失電力Ｐと超電導体３，３′の導体長ｌとの比がｍＷ／ｍで記されている。交流電流損失特性曲線１２からわかるのは、ｂ／ｄ_ＳＬ＝２であると導体間隔Δが広がるにつれて交流電流損失が減少することであり、他方、交流電流損失特性曲線１３を参照すると、ｂ／ｄ_ＳＬ＝１５の場合には導体間隔Δが広がるにつれて交流電流損失が増大することがわかる。超電導体３，３′のメアンダ帯状体が十分にフラットであるときにのみ、つまり比ｂ／ｄ_ＳＬがクリティカルな値３．５までの十分な大きさであるときにのみ、限流器モジュール５内の電流フィードバック構成により損失が低減される。ｂ＜３．５・ｄ_ＳＬの帯状体であると、電流フィードバックによって交流電流損失Ｐが抑えられるどころか高められてしまう。
第５図〜第８図には、第２図による層構造の代わりに採用できる種々異なる層配列が略示されている。この場合、常電導体４，４′，１４，１５には参照符号ＮＬが、超電導体３，３′には参照符号ＳＬがそれぞれ付されている。
第５図に示されているように、常電導体４，４′と超電導体３，３′から成る導体複合体ないし層複合体を、それぞれ常電導体４，４′が絶縁体側に配置されるようにして、絶縁体１ないし個々の緩衝層２と平面的に接続できる。
また、第６図に示されているように、常電導体４，４′と超電導体３，３′から成る導体複合体を次のようにして絶縁体１ないし個々の緩衝層２と平面的に接続できる。すなわちこの場合、第２図の配列に相応するように絶縁体１の一方の主表面が超電導体３と平面的に接触しており、さらに第５図の配列に相応するように絶縁体１の他方の主表面が常電導体４′と平面的に接触している。また、別の絶縁体１′を設けることもでき、これは緩衝層２を介して超電導体３′と平面的に接続されている。
第７図には第５図による層構造が示されているが、この場合には超電導体３，３′の外側の面は付加的な常電導体１４ないし１５と良好な導電性で平面的に接触している。
第８図には、絶縁体１の一方の側では第７図による層構造を有し、他方の側では第２図による層構造を有する限流器モジュール５が示されている。
第１図による限流器モジュール５の場合、超電導体３，３′は抵抗特性をもって電流回路中に結合されている。所定の臨界電流強度ｊ_ｃよりも下では、超電導体３，３′は超電導状態にあり、したがって実質的に電気抵抗をもたない。たとえば短絡に起因してこの臨界電流強度よりも電流強度が大きくなると、超電導体３，３′は常電導状態へ移行する。このことにより生じる抵抗によって、短絡電流よりも著しく小さい値に電流が制限される。
ここで重要なのは、超電導体３，３′の設計仕様、その電気的、熱的、機械的安定化、作動時に生じる交流電流損失、ならびに各限流器モジュール５間の接続である。
この場合、電気的および熱的安定化は、並列導体としての少なくとも１つの常電導体４，４′，１４，１５により達成され、これは局所的に超電導体３，３′と電気的、熱的に良好に接触している必要がある。このようなバイパス抵抗４，４′，１４，１５は必要に応じて局所的に超電導体３，３′から電流の一部を受け取ることができ、このことで超電導体を強い加熱や損傷から保護することができる。超電導体３，３′にかかる負荷を効果的に取り除けるようにする目的で、バイパス抵抗４，４′，１４，１５を超電導体３，３′における常電導状態の抵抗よりも大きくしてはならない。したがって、バイパス抵抗４，４′，１４，１５の厚さｄ_ＮＬをｄ_ＳＬ・_ρＮＬ／_ρＳＬ以上にする必要がある。ここで_ρＮＬおよび_ρＳＬはバイパス抵抗４，４′，１４，１５ないし超電導体３，３′の比抵抗のことである。バイパス抵抗４，４′，１４，１５はできるだけ多くの熱を受容すべきものであるから、大きな熱的質量ひいては高い比抵抗_ρＮＬが重要である。
作動状態において超電導体３，３′は定格電流Ｉ_Ｎを搬送可能でなければならず、このことでその横断面積Ｆに対する下方の限界は式
F≧1.414・I_N/j_c
によるものとなる。
制限状態において電流Ｉは最大でも定格電流Ｉ_Ｎのｎ倍にしか増加しないようにすべきであって、この場合、実践では３〜５の間の値が要求される。このような要求のため、超電導体３，３′の最小導体長ｌは式
１≧b・(d_SL/_ρSL+d_NL/_ρNL)・1.414・U_N/(n・I_N)
によるものとなる。ここでＵ_Ｎは図示されていない電流源の定格電圧であり、ｂはバイパス抵抗４，４′，１４，１５と超電導体３，３′から成る導体複合体のストリップ幅のことである。
電流の貫流する超電導体３，３′の交流電流損失Ｐは、局所的な磁界（固有磁界および場合によっては加わる外部磁界）に強く依存する。第１図にしたがって用いられるような帯状の超電導体３，３′の場合にはとりわけ、帯状体平面に対し垂直に生じる磁界成分は、交流電流損失Ｐに対し著しく不利な作用を及ぼす。したがって、超電導体３，３′における磁界が帯状体平面と主として平行に配向されるよう、導体の形態的特性構造を形成する必要がある。電流を搬送する単一の帯状体の場合、導体における磁界は大部分、帯状体平面に対し垂直であり、これでは使用にあたり交流電流損失Ｐは許容できるものではない。帯状体平面に対し垂直方向に密に隣り合っており逆並列の電流Ｉを伴う導体セグメント対により導体の形態的特性構造を構成することによって、垂直方向の磁界成分が効率的に低減される。この種の導体の各々の対ごとに導体における磁界は大部分、帯状体平面に対し平行に生じ、その結果、交流電流損失Ｐは著しく低減される。導体長ｌあたりの交流電流損失は、

となる。ここでＡ（ｘ）は最大電流時のベクトルポテンシャルであり、ｘ_ｅｚは超電導性帯状体のいわゆる電気的中心点であってそこでは電界は常に０と等しく、Ｆは帯状体の横断面積のことである。積分は導体横断面積Ｆ全体に及ぶものである。上記の式からわかるのは、帯状体平面に対し垂直方向の超電導体３，３′の導体間隔Δがメアンダの垂直方向縁の幅ｂよりも実質的に小さければ、電流フィードバック方式がはたらくようになることである。Δ≧ｂのとき超電導体３，３′は、大きな交流電流損失Ｐを有する２つの個別の導体のように動作する。ｂ＝２ｍｍでありｄ_ＳＬ＝０．５ｍｍであると、電流フィードバックにより交流電流損失Ｐはファクタ２だけ低減される。電流フィードバック方式は、メアンダ状またはスパイラル状に配置された帯状体（第３図参照）により実現できる。この場合、導体間隔Δは１０ｍｍよりも小さく選定するのがよい。
第２図に示した層構造による実例１：
定格電力Ｐ_Ｎ ２０ｋＷ
定格電圧Ｕ_Ｎ ２００Ｖ
定格電流Ｉ_Ｎ １００Ａ
最大電流Ｉ_ｍａｘ ３００Ａ
臨界電流密度ｊ_ｃ ｌｋＡ／ｃｍ^２
導体ｂの幅 １．４ｃｍ
メアンダ状の溝９の幅 １ｍｍ
モジュール５あたりの導体長ｌ １２６ｃｍ
全導体長 ８．８ｍ
モジュール５の個数 ７
７７Ｋにおける交流電流損失ｐ ０．６２Ｗ
Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２をベースとするモジュール式に構成された高温超電導体３，３′を１ｍｍの厚さｄ_ＳＬで、１０ｃｍ・１０．４ｃｍの面積と１ｍｍの厚さｄ_１のセラミックプレート１の両面に被着した。セラミックプレート１と超電導体３，３′の間に厚さ２μｍの銀の層２を設けた。この場合、銀は電気的な安定化部材（バイパス抵抗）としてもはたらくし同時に、超電導体３，３′とセラミック基板１との間の化学的なアイソレータとしてもはたらく。超電導体３，３′の他方の側には１０μｍの厚さｄ_ＮＬの鉛層４，４′を被着したが、これも電気的に安定化させるためにはたらかせるものである。
超電導性の層に対しこのプレートの両側から第３図に示されているようにしてカットを行い、メアンダ状の溝９を形成した。セラミックプレート１の両側における２つの導体路３，３′は、互いにじかに向き合っている各部分帯状体に電流Ｉが逆並列に流れるよう、電気的に相互接続されている。このことで、交流電流損失Ｐを低減させるための電流フィードバック作用が得られる。
実例２：第１図によるスイッチ機能
実例１による各電流モジュール５を第１図に示されているように界磁コイル８によって取り囲むよう構成することで、本発明による装置を能動的なスイッチング素子として使用できる。磁界が加わると超電導体３，３′における臨界電流強度ｊ_ｃが減少し、その結果、超電導体３，３′は抵抗を有する状態へ移行する。そしてこのことにより、電流Ｉは定格電流Ｉ_Ｎのほんの一部分まで減少するようになる。超電体３，３の形態的構造ゆえに、加わる磁界が第１図のような超電導性帯状体の平面に対し垂直に生じたとき、臨界電流強度ｊ_ｃは最も強く減少する。
超電導性プレート１の形成：
組成がＢｉ_ａ Ｓｒ_ｂ Ｃａ_ｃ Ｃｕ_ｄ Ｏ_ｅ（ａ，ｂ，ｄ＝１．８−２．２、ｃ＝０．８−１．２，ｅ＝７．５−８．５である超電導体粉末が、乾燥状態ないしは懸濁液として液体状体で適切な平坦な鋳型の中に充填される。有利な実施形態の場合、この超電導体粉末に銀の粉末および／またはＢｉ_２Ｏ_３粉末を０．５％〜５％の濃度範囲で混合し、このことで溶融および溶融物成形に好影響が及ぼされる。溶融用鋳型として、あとに続く粉末溶融中に粉末と反応を起こさずかつ９００℃付近の温度でも鋳型が堅牢に保たれる材料がそれぞれ適している。銀の薄板、銀の保護層を有するニッケル合金、および酸化マグネシウムと安定化された酸化ジルコニウムから成るセラミックプレートから成る鋳型を用いた。金属の鋳型にはたとえば深絞りまたは折り畳みにより、容易に約１０ｍｍの高さの縁をつけることができた。緩衝層ないし接着手段として流体の銀を用いた。充填レベルは、粉末の１００％の成形において溶融により結果として０．３ｍｍ〜３ｍｍの厚さｄ_ＳＬが得られるよう選定した。達成可能な電流密度および均質性にとって有利なのは、粉末のできるかぎり高いいわゆる生成形体密度であり、これは緩い粉末床の一軸方向への再圧縮により達成された。この場合、１０ＭＰａの押圧力で十分である。溶融プロセスについては、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３４３１１号公報に記載されている。
電気的安定化部材の被着：
銀の鋳型またはセラミックの鋳型で製造された超電導体プレート１に、電気的安定化部材として用いられる金属化部４，４′，１４，１５を設けた。このためには銀を超電導体プレート１から取り除く必要があり、このことは金属化の前にまたは機械的安定化部材の被着後に行える。
銀の着けられたニッケルベースの合金から成る溶融用鋳型を用いた場合、銀とニッケルベースの合金を組み合わせた抵抗が超電導体３，３′の抵抗とすでに一致していれば、別個の電気的安定化部材を用いなくてよい。
実例３：
１００μｍの厚さの銀の薄板から、６ｍｍの高さの縁を手で折り込んで１００ｍｍ・１００ｍｍの寸法の正方形の溶融用鋳型を形成した。この溶融用鋳型に、それぞれ６０ｇの粉末Ｂｉ_２Ｓｒ_２Ｃａ_１Ｃｕ_２Ｏ_８＋δをエタノールに懸濁させて満たした。この場合、０≦δ≦０．３である。液体を乾燥させた後、粉末床を２ＧＰａの圧力の一軸性の圧縮で締固めた。このサンプルに酸素雰囲気中での熱処理を受けさせた。この処理では、２０ｈ〜８０ｈの範囲の持続時間中に９００℃で溶融ステップを行った。その結果、均質で緻密な約１ｍｍの厚さの超電導体プレート３，３′が得られ、この超電導体プレートからは銀を容易に剥落させることができる。この超電導体プレート３，３′の上に、電気的安定化のためフレーム溶射により５０μｍの厚さの錫の層を析出させた。次にこの超電導体プレート３，３′をアルミニウム薄板の上に接着し、ウォータジェットカッティングによりメアンダ状構造を施した。これにより、１４ｍｍ・１ｍｍの横断面積と約７０ｃｍの長さの導体が得られた。アルミニウム薄板を剥がした後、それぞれ２つの超電導体プレート３，３′を互いに次のように配向した。すなわち、これらの超電導体プレートのレーンがセラミックプレート１の表面と裏面に平行に延在し、それらの端部が銀の接点１０，１１と重なり合って位置するように、超電導体プレートを配向した。この場合、銀の接点１０，１１は銀の充填されたエポキシ樹脂接着剤で接着されている。これにより、各端部を低抵抗で直列に接続できる。銀の充填されたエポキシ樹脂を用いた接着による固有接触抵抗は０．０５μΩｃｍ^２である。１ｋＡの電流Ｉであると、限流器モジュール５に５Ωの抵抗が生じる。この場合、好適であるのは、１つの限流器モジュール５の導体間隔Δとメアンダの垂直方向縁幅ｂとの比を０．５よりも小さく選定することであり、０．１よりも小さく選定するのが有利である。
参照符号一覧
１，１′ 絶縁体、セラミックプレート
１ａ，１ｂ １，１′の第１ないし第２の主表面
２ 緩衝層、銀の層
３，３′ 超電導体、高温超電導体
３ａ，３ｂ ３，３′の第１ないし第２の主表面
４，４′， 非超電導性の抵抗、３，３′に対する
１４，１５ 分路抵抗
４ａ，４ｂ ４，４′の第１ないし第２の主表面
５ 限流器モジュール、限流器
６ 電流導体
７ クライオスタット
８ 界磁コイル
９ メアンダ状の溝
１０，１１ 銀の接点
１２，１３ 交流電流損失特性曲線
ｂ メアンダの垂直方向縁幅、３，３′の導体路の幅、１つの導体複合体のストリップ幅
ｄ_ＮＬ ４，４′，１４，１５の厚さ
ｄ_ＳＬ ３，３′の厚さ
ｄ_１ １の厚さ
Ｉ 電流
ｌ 導体長
ＮＬ 常電導体
Ｐ 交流電流損失電力
ＳＬ 超電導体
Δ 導体間隔、ＳＬの層間距離

Claims (6)

1. ａ）厚さｄＳＬの少なくとも１つの超電導体（３，３′）と、
   ｂ）該超電導体（３，３′）と並列の少なくとも１つの非超電導性の分路抵抗（４，４′，１４，１５）とが設けられており、
   ｃ）前記超電導体（３，３′）は、少なくとも第１の主表面（３ｂ）を介して分路抵抗（４，４′，１４，１５）の１つの主表面（４ａ）と接触していて、該分路抵抗とともに導体複合体を成しており、
   ｄ）絶縁体（１，１′）の少なくとも第１の主表面（１ａ）と、
   ｅ）第２の主表面（１ｂ）は、超電導体（３，３′）および分路抵抗（４，４′）から成る導体複合体と接触している、
   限流器において、
   ｆ）各導体複合体は幅ｂをもつ帯状体であり、
   ｇ）絶縁体（１）の両方の主表面（１ａ，１ｂ）上に配置された導体複合体は電気的に互いに接続されていて、該電気的な接続により、帯状体平面に対し互いに垂直方向に互いに隣り合う各部分帯状体に逆並列に電流（Ｉ）が流れ、
   ｈ）幅ｂは厚さｄＳＬの３．５倍よりも大きい、
   ことを特徴とする限流器。
2. 前記絶縁体（１）の主表面（１ａ，１ｂ）に配置された２つの超電導体（３，３′）間の導体間隔Δと前記幅ｂとの比は０．５よりも小さい、請求項１記載の装置。
3. 各導体複合体はメアンダ状に形成されている、請求項２記載の装置。
4. 絶縁体（１，１′）の少なくとも１つの主表面（１ａ，１ｂ）は分路抵抗（４，４′，１４，１５）の１つの主表面（４ｂ）を介して、超電導体（３，３′）と分路抵抗（４，４′，１４，１５）から成る導体複合体と接触している、請求項２記載の装置。
5. 超電導体（３′）はその両方の主表面のうち一方を介して、別の絶縁体（１′）の１つの主表面と接触している、請求項２記載の装置。
6. ａ）分路抵抗（４，４′，１４，１５）の電気抵抗は、該抵抗と接続されている超電導体（３，３′）の非超電導状態での電気抵抗よりも大きくなく、
   ｂ）前記超電導体（３，３′）の導体長ｌについて、
   １≧b・（d_SL/ρ_SL+d_NL/ρ_NL）・1.414・U_N/（n・I_N）
   があてはまり、
   ここでｄ_ＳＬは超電導体（３，３′）の厚さであり、ｄ_ＮＬは分路抵抗（４，４′，１４，１５）の厚さであり、ρ_ＳＬおよびρ_ＮＬは超電導体（３，３′）ないし分路抵抗（４，４′，１４，１５）の比抵抗であり、Ｉ_Ｎは定格電流であり、ｎは許容最大電流と該定格電流Ｉ_Ｎとの比であり、Ｕ_Ｎは電流源の定格電圧であり、ｂは分路抵抗（４，４′，１４，１５）と超電導体（３，３′）から成る１つの導体複合体のストリップ幅を表す、
   請求項１から５のいずれか１項記載の装置。

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