JP4569224B2 - Test method for oxide superconducting wire - Google Patents

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Description

本発明は、超電導線材の試験方法に関し、より特定的には超電導線材のバルーニングの試験方法に関する。   The present invention relates to a method for testing a superconducting wire, and more particularly to a method for testing ballooning of a superconducting wire.

超電導ケーブルなどの超電導機器を使用する際には、超電導機器中の超電導体フィラメントを臨界温度(Tc)以下に冷却するために、たとえば液体窒素や液体ヘリウムなどの液体冷媒に超電導機器が浸漬され、極低温に保持される。一方、たとえば点検などの際には、液体冷媒から超電導機器が取り出され、室温の気体冷媒などを超電導機器の周りに流入することにより、極低温から室温にまで温度上昇される。しかしながら、液体冷媒浸漬後に室温へ温度上昇する際、従来の超電導機器には以下のような問題が生じていた。 When a superconducting device such as a superconducting cable is used, the superconducting device is immersed in a liquid refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium in order to cool the superconducting filament in the superconducting device to a critical temperature ( Tc ) or lower. , Kept at a very low temperature. On the other hand, at the time of inspection, for example, the superconducting device is taken out from the liquid refrigerant, and the temperature is raised from an extremely low temperature to room temperature by flowing a gas refrigerant at room temperature around the superconducting device. However, when the temperature rises to room temperature after immersion in a liquid refrigerant, the following problems have occurred in conventional superconducting equipment.

すなわち、超電導機器を構成している酸化物超電導線材の表面には、微小なピンホールが存在していることが多い。この酸化物超電導線材を長期間液体冷媒に浸漬すると、そのピンホールを介して酸化物超電導線材内の超電導体フィラメントの空隙に液体冷媒が浸入する。この状態から室温まで温度上昇する場合、その温度上昇速度が大きいと酸化物超電導線材内に浸入した液体冷媒が気化し、気化したガスが外に放出されない。これにより、酸化物超電導線材内部の圧力が上昇し、酸化物超電導線材が膨張する。この現象をバルーニングという。バルーニングが発生すると、超電導体フィラメントが破壊され、臨界電流密度の低下などの特性低下が生じるという問題があった。   That is, there are many small pinholes on the surface of the oxide superconducting wire constituting the superconducting device. When this oxide superconducting wire is immersed in a liquid refrigerant for a long period of time, the liquid refrigerant enters the voids of the superconductor filament in the oxide superconducting wire through the pinhole. When the temperature rises from this state to room temperature, if the rate of temperature rise is large, the liquid refrigerant that has entered the oxide superconducting wire vaporizes, and the vaporized gas is not released outside. As a result, the pressure inside the oxide superconducting wire increases, and the oxide superconducting wire expands. This phenomenon is called ballooning. When ballooning occurs, there is a problem that the superconductor filament is broken, resulting in a decrease in characteristics such as a decrease in critical current density.

そこで、超電導ケーブルにバルーニングが発生することを防止するために、超電導ケーブルの製造に用いられる酸化物超電導線材について、以下のようなバルーニングの試験が行なわれている。たとえば1kmの長さの酸化物超電導線材を、9.8N以上の張力を加えながらパンケーキ状に巻線する。そしてパンケーキ状に巻線した酸化物超電導線材を液体窒素中に一定時間浸漬する。ここで、酸化物超電導線材をパンケーキ状に巻線するのは、酸化物超電導線材をコンパクトな形状にして液体窒素中に浸漬しやすくするためである。その後、液体窒素中から酸化物超電導線材を取り出すことにより、酸化物超電導線材の温度を急激に室温まで上昇させて、酸化物超電導線材にバルーニングが発生するか否かを検査する。このようにしてバルーニングの試験を行ない、バルーニングの発生しなかった酸化物超電導線材を用いて超電導ケーブルなどの超電導機器を製造している。   Therefore, in order to prevent ballooning from occurring in the superconducting cable, the following ballooning test is performed on the oxide superconducting wire used in the production of the superconducting cable. For example, an oxide superconducting wire having a length of 1 km is wound in a pancake shape while applying a tension of 9.8 N or more. Then, the oxide superconducting wire wound in a pancake shape is immersed in liquid nitrogen for a certain time. Here, the reason why the oxide superconducting wire is wound in a pancake shape is to make the oxide superconducting wire compact and to be easily immersed in liquid nitrogen. Thereafter, the oxide superconducting wire is taken out of the liquid nitrogen, thereby rapidly raising the temperature of the oxide superconducting wire to room temperature, and inspecting whether ballooning occurs in the oxide superconducting wire. In this way, the ballooning test is performed, and a superconducting device such as a superconducting cable is manufactured using an oxide superconducting wire that has not been ballooned.

なお、特開平10−197468号公報(特許文献1)には、従来の超電導線材の試験方法が開示されている。
特開平10−197468号公報
JP-A-10-197468 (Patent Document 1) discloses a conventional superconducting wire testing method.
JP-A-10-197468

しかしながら、従来の超電導線材のバルーニングの試験方法には、信頼性が低いという問題があった。すなわち、上記従来のバルーニングの試験を行なった結果、超電導線材にバルーニングが発生しなくても、その超電導線材を用いて製造した超電導機器にはバルーニングが発生することがあった。   However, the conventional method for ballooning testing of superconducting wires has a problem of low reliability. That is, as a result of the conventional ballooning test, ballooning may occur in a superconducting device manufactured using the superconducting wire even if ballooning does not occur in the superconducting wire.

したがって、本発明の目的は、信頼性の高い超電導線材の試験方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable method for testing a superconducting wire.

本発明の酸化物超電導線材の一の試験方法は、0.49N以上9.8N未満の張力を酸化物超電導線材に加えながら酸化物超電導線材をパンケーキ状に巻線する巻線工程と、巻線工程後に酸化物超電導線材を液体冷媒中に所定時間浸漬して取り出す浸漬工程と、浸漬工程後に酸化物超電導線材のバルーニングを検査する工程とを備えている。 One test method of the oxide superconducting wire of the present invention includes a winding step of winding the oxide superconducting wire in a pancake shape while applying a tension of 0.49 N or more and less than 9.8 N to the oxide superconducting wire, It comprises a dipping step of removing by immersing a predetermined time an oxide superconducting wire after line process in a liquid refrigerant, and a step of inspecting the ballooning of the oxide superconducting wire after the immersion step.

本願発明者らは、従来の試験方法の信頼性が低いという問題が、以下の理由によるものであることを見出した。すなわち、9.8N以上の大きな張力を加えながら超電導線材がパンケーキ状に巻線されると、超電導線材に巻き締まりの現象が生じる。超電導線材に巻き締まりの現象が生じると、超電導線材に膨れしろがなくなるので、ピンホールを介して液体窒素が超電導線材内部に侵入しても、見かけ上超電導線材は膨張せず、バルーニングは発生しない。しかし、実際に超電導機器に使用される場合には、パンケーキ状以外の巻き締まりのない形状で超電導線材が使用されることもある。このように、膨れしろがある状態で超電導線材が使用される場合に、超電導機器にバルーニングが生じていた。   The present inventors have found that the problem that the reliability of the conventional test method is low is due to the following reason. That is, when a superconducting wire is wound in a pancake shape while applying a large tension of 9.8 N or more, a phenomenon of tight tightening occurs in the superconducting wire. When the phenomenon of tightening occurs in the superconducting wire, the superconducting wire does not swell, so even if liquid nitrogen enters the superconducting wire through the pinhole, the superconducting wire does not expand and ballooning does not occur. . However, when it is actually used for a superconducting device, the superconducting wire may be used in a shape having no tightening other than a pancake shape. Thus, when a superconducting wire is used in a state where there is a bulge, ballooning has occurred in the superconducting equipment.

そこで、本発明の酸化物超電導線材の一の試験方法によれば、9.8N未満という従来よりも弱い張力で酸化物超電導線材を巻線することにより、巻き締まりの現象が酸化物超電導線材に生じにくくなる。これにより、酸化物超電導線材に膨れしろができるので、酸化物超電導線材にピンホールがある場合には、ピンホールを介して液体冷媒が酸化物超電導線材内部に侵入し、酸化物超電導線材にバルーニングが発生する。このため、真にバルーニングの発生しない酸化物超電導線材か否かを確認することができ、試験の信頼性を向上することができる。また、0.49N以という張力で酸化物超電導線材を巻線することにより、酸化物超電導線材を確実に巻線することができる。 Therefore, according to one test method of the oxide superconducting wire of the present invention, by winding the oxide superconducting wire with a tension less than 9.8 N, which is less than the conventional one, the phenomenon of winding tightening is applied to the oxide superconducting wire. It becomes difficult to occur. Thus, since it is swollen Shi filtered in the oxide superconducting wire, when there is a pinhole in an oxide superconducting wire, the liquid refrigerant may enter the inner oxide superconducting wire through a pin hole, ballooning the oxide superconducting wire Will occur. For this reason, it can be confirmed whether or not the oxide superconducting wire does not generate ballooning, and the reliability of the test can be improved. Further, by winding the oxide superconducting wire in tension of 0.49N or less on, it is possible to reliably winding the oxide superconducting wire.

本発明の酸化物超電導線材の他の試験方法は、テープと酸化物超電導線材とを重ね合わせてパンケーキ状に巻線する巻線工程と、巻線工程後にテープを除去する除去工程と、除去工程後に酸化物超電導線材を液体冷媒中に所定時間浸漬して取り出す浸漬工程と、浸漬工程後に酸化物超電導線材のバルーニングを検査する工程とを備えている。 Other test methods for the oxide superconducting wire of the present invention include a winding process in which a tape and an oxide superconducting wire are overlapped and wound in a pancake shape, a removing process for removing the tape after the winding process, and a removal process. It comprises a dipping process in which the oxide superconducting wire is dipped in a liquid refrigerant for a predetermined time after the process, and a process for inspecting the ballooning of the oxide superconducting wire after the dipping process.

本発明の酸化物超電導線材の他の試験方法によれば、テープと酸化物超電導線材とを重ね合わせて一旦巻線して、その後テープを除去することにより、パンケーキ状に巻線された酸化物超電導線材同士の間に隙間を生じさせることができる。この隙間が酸化物超電導線材の膨れしろとなるので、酸化物超電導線材にピンホールがある場合には、ピンホールを介して液体冷媒が酸化物超電導線材内部に侵入し、酸化物超電導線材にバルーニングが発生する。このため、真にバルーニングの発生しない酸化物超電導線材か否かを確認することができ、試験の信頼性を向上することができる。 According to another test method of the oxide superconducting wire of the present invention, the tape and the oxide superconducting wire are overlapped and wound once, and then the tape is removed, thereby oxidizing the oxide wound in a pancake shape. A gap can be generated between the superconducting wires. Since the gap is the white blisters of the oxide superconducting wire, when there is a pinhole in an oxide superconducting wire, the liquid refrigerant enters the inner oxide superconducting wire through a pin hole, ballooning in the oxide superconducting wire Will occur. For this reason, it can be confirmed whether or not the oxide superconducting wire does not generate ballooning, and the reliability of the test can be improved.

上記試験方法において好ましくは、浸漬工程において、加圧雰囲気で酸化物超電導線材を液体冷媒中に浸漬する。これにより、酸化物超電導線材にピンホールがある場合には液体冷媒がピンホールを介して酸化物超電導線材内部に侵入しやすくなる。したがって、バルーニングの発生する酸化物超電導線材を発見しやすくなるので、試験の信頼性がさらに向上する。 In the test method, preferably, in the dipping step, the oxide superconducting wire is dipped in a liquid refrigerant in a pressurized atmosphere. As a result, when the oxide superconducting wire has a pinhole, the liquid refrigerant easily enters the oxide superconducting wire through the pinhole. Therefore, it becomes easier to find the oxide superconducting wire in which ballooning occurs, and the reliability of the test is further improved.

本発明の酸化物超電導線材の試験方法によれば、パンケーキ状に巻線された酸化物超電導線材に膨れしろを形成することができる。このため、酸化物超電導線材にピンホールがある場合には、ピンホールを介して液体窒素が酸化物超電導線材内部に侵入し、酸化物超電導線材にバルーニングが発生する。したがって、真にバルーニングの発生しない酸化物超電導線材か否かを確認することができるので、試験の信頼性を向上することができる。 According to the method for testing an oxide superconducting wire of the present invention, a bulge can be formed in an oxide superconducting wire wound in a pancake shape. Therefore, if there is a pinhole in an oxide superconducting wire, liquid nitrogen penetrates into the oxide superconducting wire through a pin hole, ballooning is generated in the oxide superconducting wire. Therefore, since it is possible to confirm whether or not the oxide superconducting wire does not generate ballooning, the reliability of the test can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、超電導線材の構成を概念的に示す部分断面斜視図である。図1を参照して、たとえば、多芯線の超電導線材について説明する。超電導線材1は、たとえばテープ状の線材であり、長手方向に延びる複数本の超電導体フィラメント2と、それらを被覆するシース部3とを有している。複数本の超電導体フィラメント2の各々の材質は、たとえばBi−Pb−Sr−Ca−Cu−O系の組成よりなっており、特に、(ビスマスと鉛):ストロンチウム:カルシウム:銅の原子比がほぼ2:2:2:3の比率で近似して表されるBi2223相を含む材質が最適である。シース部3の材質は、たとえば銀よりなっている。超電導線材1は、たとえば幅4.3mm、厚さ0.2mm、長さ1kmである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view conceptually showing the configuration of a superconducting wire. With reference to FIG. 1, for example, a multi-conductor superconducting wire will be described. The superconducting wire 1 is, for example, a tape-shaped wire, and has a plurality of superconductor filaments 2 extending in the longitudinal direction and a sheath portion 3 covering them. Each material of the plurality of superconductor filaments 2 has, for example, a Bi—Pb—Sr—Ca—Cu—O-based composition, and in particular, an atomic ratio of (bismuth and lead): strontium: calcium: copper. A material containing the Bi2223 phase expressed approximately in a ratio of 2: 2: 2: 3 is optimal. The material of the sheath part 3 is made of silver, for example. Superconducting wire 1 has a width of 4.3 mm, a thickness of 0.2 mm, and a length of 1 km, for example.

バルーニングが発生する超電導線材1には、ピンホール3aが生成している。ピンホール3aは、たとえば外部から超電導体フィラメント2まで貫通するように生成したり、超電導体フィラメント2同士の間を繋ぐように生成したりする。   A pinhole 3a is generated in the superconducting wire 1 in which ballooning occurs. The pinhole 3a is generated, for example, so as to penetrate from the outside to the superconductor filament 2, or generated so as to connect the superconductor filaments 2 to each other.

なお、上記においては多芯線について説明したが、1本の超電導体フィラメント2がシース部3により被覆される単芯線構造の酸化物超電導線材が用いられてもよい。   In addition, although the multi-core wire was demonstrated in the above, the oxide superconducting wire of the single core wire structure in which the single superconductor filament 2 is coat | covered with the sheath part 3 may be used.

次に、本実施の形態の超電導線材1の試験方法について、図2〜図6を用いて説明する。   Next, a test method for the superconducting wire 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

始めに、図2に示すように、張力Tを超電導線材1に加えながら超電導線材1をパンケーキ状(コイル状)に巻線する。具体的には、たとえば直径318mmのリール5を中心部に有する、たとえば直径800mmの平板4を準備する。そして、リール5に超電導線材1の一端を固定する。そして、リール5を矢印Aで示される方向に回転し、たとえば0.98Nの張力Tを超電導線材1に加えながら、平板4上のリール5の周りに超電導線材1を巻線する。なお、張力Tは0.49N以上9.8N未満とされ、好ましくは9.0N以下とされる。この方法で超電導線材1を巻線したコイル10を図3および図4に示す。   First, as shown in FIG. 2, the superconducting wire 1 is wound in a pancake shape (coil shape) while applying a tension T to the superconducting wire 1. Specifically, for example, a flat plate 4 having a diameter of 800 mm, for example, having a reel 5 having a diameter of 318 mm at the center is prepared. Then, one end of the superconducting wire 1 is fixed to the reel 5. Then, the reel 5 is rotated in the direction indicated by the arrow A, and the superconducting wire 1 is wound around the reel 5 on the flat plate 4 while applying a tension T of 0.98 N to the superconducting wire 1. The tension T is set to 0.49 N or more and less than 9.8 N, preferably 9.0 N or less. A coil 10 wound with the superconducting wire 1 by this method is shown in FIGS.

次に、図5に示すように、液体窒素8を充填した容器7を準備し、液体窒素8中に超電導線材1のコイル10を浸漬する。これにより、超電導線材1が冷却される。コイル10はたとえば24時間浸漬される。コイル10を液体窒素8中に浸漬している間、液体窒素8をたとえば1MPaに加圧する。その後、液体窒素8中からコイル10を取り出すことにより、超電導線材1が室温まで急激に昇温される。   Next, as shown in FIG. 5, a container 7 filled with liquid nitrogen 8 is prepared, and the coil 10 of the superconducting wire 1 is immersed in the liquid nitrogen 8. Thereby, the superconducting wire 1 is cooled. The coil 10 is immersed for 24 hours, for example. While the coil 10 is immersed in the liquid nitrogen 8, the liquid nitrogen 8 is pressurized to 1 MPa, for example. Thereafter, by removing the coil 10 from the liquid nitrogen 8, the superconducting wire 1 is rapidly heated to room temperature.

続いて、昇温後の超電導線材1について、バルーニングの発生の有無を検査する。このとき、超電導線材1にピンホール3a(図1)が生成している場合には、ピンホール3aを介して侵入した液体窒素8が気化することにより、図6に示すような膨れ(バルーニング)11a〜11cが発生している。以上の方法により、超電導線材1の試験が行なわれる。   Subsequently, the superconducting wire 1 after the temperature rise is inspected for the occurrence of ballooning. At this time, in the case where the pinhole 3a (FIG. 1) is generated in the superconducting wire 1, the liquid nitrogen 8 that has entered through the pinhole 3a is vaporized, so that the swelling (ballooning) as shown in FIG. 11a to 11c are generated. The superconducting wire 1 is tested by the above method.

本願発明者らは、従来の試験の信頼性が低い理由を見出した。これについて以下に詳細に説明する。   The inventors of the present application found the reason why the reliability of the conventional test is low. This will be described in detail below.

図7は、従来の方法により巻線されたコイルを示す要部拡大図である。図7を参照して、従来の方法によりリール5に巻線された超電導線材101a〜101cが平板4上に配置されている。超電導線材101aは、超電導線材101aよりも内径側に存在する超電導線材101bから力f3を受け、超電導線材101aよりも外径側に存在する超電導線材101cから力f4を受ける。従来の試験方法では、巻線時に超電導線材に加えられる張力は9.8N以上と大きいので、巻き締まりの現象が超電導線材に生じ、力f3および力f4が大きくなる。その結果、力f3および力f4によって超電導線材101aの膨れが抑制されるので、見かけ上バルーニングが発生しない。   FIG. 7 is an enlarged view of a main part showing a coil wound by a conventional method. Referring to FIG. 7, superconducting wires 101 a to 101 c wound around reel 5 by a conventional method are arranged on flat plate 4. Superconducting wire 101a receives force f3 from superconducting wire 101b present on the inner diameter side than superconducting wire 101a, and receives force f4 from superconducting wire 101c located on the outer diameter side than superconducting wire 101a. In the conventional test method, since the tension applied to the superconducting wire during winding is as large as 9.8 N or more, the phenomenon of tight tightening occurs in the superconducting wire, and the force f3 and force f4 increase. As a result, swelling of superconducting wire 101a is suppressed by force f3 and force f4, and apparently ballooning does not occur.

図8は、超電導ケーブルの断面図である。図9は図8におけるケーブルコアの拡大図である。図8および図9を参照して、超電導ケーブル30は、ケーブルコア31と、断熱管38と、防食層39とを備えている。断熱管38および防食層39の内側に形成された冷媒流通路37内に、単芯或いは複数芯撚り合わせたケーブルコア31が挿入されている。そして、冷媒流通路37内のケーブルコア31の外周に冷媒が流通される。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the superconducting cable. FIG. 9 is an enlarged view of the cable core in FIG. With reference to FIGS. 8 and 9, superconducting cable 30 includes a cable core 31, a heat insulating pipe 38, and a corrosion protection layer 39. A single-core or multiple-core twisted cable core 31 is inserted into the refrigerant flow passage 37 formed inside the heat insulating pipe 38 and the anticorrosion layer 39. Then, the refrigerant flows through the outer periphery of the cable core 31 in the refrigerant flow passage 37.

ケーブルコア31は、内側から順にフォーマ(複数の銅の撚り線)32と、複数の超電導線材1と、クラフト紙35と、絶縁紙34とから構成されている。外径がたとえば20mmの複数の銅の撚り線よりなるフォーマ32の外周には、複数の超電導線材1がスパイラル状に巻き付けられている。フォーマ32および複数の超電導線材1により、スパイラルワインディング導体が構成されている。複数の超電導線材1の各々は、クラフト紙35を挟んで互いに絶縁された積層構造となっている。下層(内径側)である複数の超電導線材1は、たとえば13本の超電導線材1が200mmピッチで配置されている。また、上層(外径側)である複数の超電導線材1は、たとえば14本の超電導線材1が200mmピッチで配置されている。超電導線材1の外周は、たとえばポリプロピレンラミネート紙(PPLP(登録商標))よりなる絶縁紙34で覆われている。   The cable core 31 is composed of a former (a plurality of copper strands) 32, a plurality of superconducting wires 1, craft paper 35, and insulating paper 34 in order from the inside. A plurality of superconducting wires 1 are spirally wound around the outer periphery of a former 32 made of a plurality of copper strands having an outer diameter of 20 mm, for example. The former 32 and the plurality of superconducting wires 1 constitute a spiral winding conductor. Each of the plurality of superconducting wires 1 has a laminated structure insulated from each other with the kraft paper 35 interposed therebetween. In the plurality of superconducting wires 1 that are the lower layer (inner diameter side), for example, 13 superconducting wires 1 are arranged at a pitch of 200 mm. Moreover, as for the several superconducting wire 1 which is an upper layer (outer diameter side), for example, 14 superconducting wires 1 are arrange | positioned at 200 mm pitch. The outer periphery of the superconducting wire 1 is covered with an insulating paper 34 made of, for example, polypropylene laminated paper (PPLP (registered trademark)).

図10は、スパイラルワインディング導体の断面斜視図である。なお、図10では、上層の超電導線材1を図示していない。図10に示すように、スパイラルワインディング導体12において、フォーマ32の外周にスパイラル状に巻き付けられた複数の超電導線材1の各々は巻き締まりのない状態で配置されており、隣り合う超電導線材1から力を受けることはない。このため、従来の試験においてバルーニングが発生しなかった超電導線材1を用いても、超電導ケーブル30にバルーニングが発生することがあり、試験の信頼性が低かった。   FIG. 10 is a cross-sectional perspective view of a spiral winding conductor. In FIG. 10, the superconducting wire 1 in the upper layer is not shown. As shown in FIG. 10, in the spiral winding conductor 12, each of the plurality of superconducting wires 1 wound in a spiral shape around the outer periphery of the former 32 is arranged without being tightened, and the adjacent superconducting wires 1 are forced from each other. Not receive. For this reason, even when using the superconducting wire 1 in which ballooning did not occur in the conventional test, ballooning may occur in the superconducting cable 30 and the reliability of the test was low.

一方、本実施の形態では、従来よりも弱い張力を加えながら超電導線材1を巻線するので、試験の信頼性が向上する。これについて以下に詳細に説明する。   On the other hand, in the present embodiment, since the superconducting wire 1 is wound while applying a weaker tension than the conventional one, the reliability of the test is improved. This will be described in detail below.

図11は図4の要部拡大図である。図11を参照して、超電導線材1のうち任意の位置に存在する超電導線材1を超電導線材1aとする。超電導線材1aは、超電導線材1aよりも内径側に存在する超電導線材1bから力f1を受け、超電導線材1aよりも外径側に存在する超電導線材1cから力f2を受ける。本実施の形態では、巻線時に超電導線材1に加えられる張力は9.8N未満と小さいので、力f1および力f2は力f3およびf4よりも小さくなる。つまり、超電導線材1に膨れしろが形成される。その結果、ピンホールの生成している超電導線材1にはバルーニングが発生し、試験の信頼性が向上する。   FIG. 11 is an enlarged view of a main part of FIG. Referring to FIG. 11, superconducting wire 1 existing at an arbitrary position in superconducting wire 1 is referred to as superconducting wire 1a. Superconducting wire 1a receives force f1 from superconducting wire 1b existing on the inner diameter side of superconducting wire 1a, and receives force f2 from superconducting wire 1c existing on the outer diameter side than superconducting wire 1a. In the present embodiment, the tension applied to superconducting wire 1 at the time of winding is as small as less than 9.8 N, so that force f1 and force f2 are smaller than forces f3 and f4. That is, a swell is formed in the superconducting wire 1. As a result, ballooning occurs in the superconducting wire 1 in which pinholes are generated, and the reliability of the test is improved.

なお、従来のバルーニング試験では膨れが生じなかった超電導線材1について、本実施の形態におけるバルーニングの試験を行なったところ、40μm以上の幅の膨れが、長さ1km当たり30箇所発生した。   The superconducting wire 1 that did not swell in the conventional ballooning test was subjected to the ballooning test in the present embodiment. As a result, 30 bulges having a width of 40 μm or more occurred per 1 km of length.

本実施の形態の超電導線材1の試験方法においては、加圧雰囲気で超電導線材1を液体窒素8中に浸漬する。これにより、超電導線材1にピンホールがある場合には液体窒素8がピンホールを介して超電導線材1内部に侵入しやすくなる。したがって、バルーニングの発生する超電導線材1を発見しやすくなるので、試験の信頼性がさらに向上する。   In the test method for superconducting wire 1 of the present embodiment, superconducting wire 1 is immersed in liquid nitrogen 8 in a pressurized atmosphere. Thereby, when the superconducting wire 1 has a pinhole, the liquid nitrogen 8 is liable to enter the superconducting wire 1 through the pinhole. Therefore, since it becomes easy to find the superconducting wire 1 in which ballooning occurs, the reliability of the test is further improved.

(実施の形態2)
本実施の形態の超電導線材の試験方法について、図12〜図15を用いて説明する。
(Embodiment 2)
A method for testing the superconducting wire according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

始めに、図12に示すように、たとえば10μm以上厚さのポリイミド樹脂よりなるテープ14と超電導線材1とを重ね合わせて、パンケーキ状(コイル状)に巻線する。具体的には、リール5に超電導線材1およびテープ14の一端を固定し、リール5を矢印Aで示される方向に回転し、張力を超電導線材1およびテープ14に加えながら、平板4上のリール5の周りに超電導線材1およびテープ14を巻線する。この方法で超電導線材1およびテープ14を巻線したコイル10を図13に示す。なお、テープ14としては、たとえばカプトン(登録商標、東レ・デュポン社製)などが適している。   First, as shown in FIG. 12, for example, a tape 14 made of polyimide resin having a thickness of 10 μm or more and the superconducting wire 1 are overlapped and wound in a pancake shape (coil shape). Specifically, one end of the superconducting wire 1 and the tape 14 is fixed to the reel 5, the reel 5 is rotated in the direction indicated by the arrow A, and tension is applied to the superconducting wire 1 and the tape 14, while the reel on the flat plate 4. The superconducting wire 1 and the tape 14 are wound around 5. A coil 10 wound with the superconducting wire 1 and the tape 14 by this method is shown in FIG. As the tape 14, for example, Kapton (registered trademark, manufactured by Toray DuPont) is suitable.

次に、図14に示すように、超電導線材1を回転自在に保持するための回転軸21aを有するターンテーブル21と、2つのローラ22aおよび22bを有するガイド台22と、ローラ23aを有する巻替機23とを準備する。そして、ターンテーブル21の回転軸21aに超電導線材1のコイル10を配置する。そして、矢印Eで示される方向に回転軸21aを回転しながら、テープ14の他端をコイル10から引き出し、ローラ22aおよび22bを通してローラ23aに固定する。そして、ローラ22a,22b,および23aの各々をそれぞれ矢印B,矢印C、および矢印Dで示される方向に回転し、コイル10からテープ14を抜き取る(除去する)。抜き取ったテープ14は巻替機23に集められ、再利用される。テープ14を抜き取った直後のコイル10を図15に示す。   Next, as shown in FIG. 14, a turntable 21 having a rotating shaft 21a for rotatably holding the superconducting wire 1, a guide base 22 having two rollers 22a and 22b, and a rewinding having a roller 23a. The machine 23 is prepared. Then, the coil 10 of the superconducting wire 1 is disposed on the rotating shaft 21 a of the turntable 21. And while rotating the rotating shaft 21a in the direction shown by the arrow E, the other end of the tape 14 is pulled out from the coil 10 and fixed to the roller 23a through the rollers 22a and 22b. Then, each of the rollers 22a, 22b, and 23a is rotated in the directions indicated by arrows B, C, and D, respectively, and the tape 14 is extracted (removed) from the coil 10. The extracted tape 14 is collected in the rewinder 23 and reused. The coil 10 immediately after the tape 14 is removed is shown in FIG.

図16は、図15の要部拡大図である。図16に示すように、テープ14を抜き取った後のコイル10において、隣り合う超電導線材1aと超電導線材1bとの間には隙間d1が生じている。   FIG. 16 is an enlarged view of a main part of FIG. As shown in FIG. 16, in the coil 10 after the tape 14 is removed, a gap d1 is generated between the adjacent superconducting wire 1a and superconducting wire 1b.

その後、図5に示す実施の形態1と同様の方法により、コイル10を液体窒素8中に所定時間浸漬して取り出し、バルーニングの発生の有無を検査する。以上の方法により、超電導線材の試験が行なわれる。   Thereafter, the coil 10 is dipped in the liquid nitrogen 8 for a predetermined time and taken out by the same method as in the first embodiment shown in FIG. 5 to inspect for the occurrence of ballooning. The superconducting wire is tested by the above method.

本実施の形態の超電導線材1の試験方法によれば、テープ14を超電導線材1に重ねて一旦巻線して、その後テープ14を除去することにより、コイル状に巻線された超電導線材1a,1b同士の間に隙間d1を生じさせることができる。この隙間d1が超電導線材1の膨れしろとなるので、超電導線材1にピンホール3a(図1)がある場合には、ピンホール3aを介して液体窒素8が超電導線材1内部に侵入し、超電導線材1にバルーニングが発生する。このため、真にバルーニングの発生しない超電導線材1か否かを確認することができ、試験の信頼性を向上することができる。   According to the test method for superconducting wire 1 of the present embodiment, tape 14 is superposed on superconducting wire 1 and wound once, and then tape 14 is removed, thereby superconducting wire 1a wound in a coil shape, A gap d1 can be generated between 1b. Since the gap d1 becomes an allowance for the superconducting wire 1, if the superconducting wire 1 has a pinhole 3a (FIG. 1), the liquid nitrogen 8 penetrates into the superconducting wire 1 through the pinhole 3a, and superconducting. Ballooning occurs in the wire 1. For this reason, it can be confirmed whether it is the superconducting wire 1 which does not really generate ballooning, and the reliability of a test can be improved.

なお、実施の形態1および2では、液体冷媒として液体窒素を用いる場合について示したが、本発明はこのような場合の他、液体冷媒として液体ヘリウムなども用いることができる。   In the first and second embodiments, the case where liquid nitrogen is used as the liquid refrigerant has been described, but the present invention can also use liquid helium as the liquid refrigerant in addition to such a case.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

超電導線材の構成を概念的に示す部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view which shows notionally the composition of a superconducting wire. 本発明の実施の形態1における超電導線材の製造方法の第1工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における超電導線材の製造方法の第2工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における超電導線材の製造方法の第2工程を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における超電導線材の製造方法の第3工程を示す側面図である。It is a side view which shows the 3rd process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 1 of this invention. バルーニングの発生した超電導線材を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the superconducting wire which the ballooning generate | occur | produced. 従来の方法により巻線されたコイルを示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the coil wound by the conventional method. 超電導ケーブルの断面図である。It is sectional drawing of a superconducting cable. 図8におけるケーブルコアの拡大図である。It is an enlarged view of the cable core in FIG. スパイラルワインディング導体の断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view of a spiral winding conductor. 図4の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 本発明の実施の形態2における超電導線材の製造方法の第1工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における超電導線材の製造方法の第2工程を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における超電導線材の製造方法の第3工程を示す側面図である。It is a side view which shows the 3rd process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における超電導線材の製造方法の第4工程を示す平面図である。It is a top view which shows the 4th process of the manufacturing method of the superconducting wire in Embodiment 2 of this invention. 図15の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a〜1c,101a〜101c 超電導線材、2 超電導体フィラメント、3 シース部、3a ピンホール、4 平板、5 リール、7 容器、8 液体窒素、10 コイル、11a〜11c 膨れ、12 スパイラルワインディング導体、14 テープ、21 ターンテーブル、21a 回転軸、22 ガイド台、22a,22b,23a ローラ、23 巻替機、30 超電導ケーブル、31 ケーブルコア、32 フォーマ、34 絶縁紙、35 クラフト紙、37 冷媒流通路、38 断熱管、39 防食層。   1, 1a to 1c, 101a to 101c Superconducting wire, 2 Superconductor filament, 3 Sheath part, 3a Pinhole, 4 Flat plate, 5 Reel, 7 Container, 8 Liquid nitrogen, 10 Coil, 11a to 11c Swelling, 12 Spiral winding conductor , 14 Tape, 21 Turntable, 21a Rotating shaft, 22 Guide base, 22a, 22b, 23a Roller, 23 Rewinding machine, 30 Superconducting cable, 31 Cable core, 32 Former, 34 Insulating paper, 35 Kraft paper, 37 Refrigerant distribution Road, 38 Insulation pipe, 39 Anticorrosion layer.

Claims (3)

0.49N以上9.8N未満の張力を酸化物超電導線材に加えながら前記酸化物超電導線材をパンケーキ状に巻線する巻線工程と、
前記巻線工程後に前記酸化物超電導線材を液体冷媒中に所定時間浸漬して取り出す浸漬工程と、
前記浸漬工程後に前記酸化物超電導線材のバルーニングを検査する工程とを備えた、酸化物超電導線材の試験方法。
A winding step of winding the oxide superconducting wire in a pancake shape while applying a tension of 0.49 N or more and less than 9.8 N to the oxide superconducting wire;
A dipping step in which the oxide superconducting wire is dipped in a liquid refrigerant for a predetermined time after the winding step; and
A test method for an oxide superconducting wire, comprising a step of inspecting ballooning of the oxide superconducting wire after the dipping step.
テープと酸化物超電導線材とを重ね合わせてパンケーキ状に巻線する巻線工程と、
前記巻線工程後に前記テープを除去する除去工程と、
前記除去工程後に前記酸化物超電導線材を液体冷媒中に所定時間浸漬して取り出す浸漬工程と、
前記浸漬工程後に前記酸化物超電導線材のバルーニングを検査する工程とを備えた、酸化物超電導線材の試験方法。
A winding process in which a tape and an oxide superconducting wire are stacked and wound in a pancake shape;
A removal step of removing the tape after the winding step;
A dipping step in which the oxide superconducting wire is dipped in a liquid refrigerant for a predetermined time after the removing step; and
A test method for an oxide superconducting wire, comprising a step of inspecting ballooning of the oxide superconducting wire after the dipping step.
前記浸漬工程において、加圧雰囲気で前記酸化物超電導線材を液体冷媒中に浸漬する、請求項1または2に記載の酸化物超電導線材の試験方法。 The test method for an oxide superconducting wire according to claim 1 or 2, wherein, in the dipping step, the oxide superconducting wire is immersed in a liquid refrigerant in a pressurized atmosphere.
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