JP5060064B2 - Superconducting fault current limiter - Google Patents

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Description

本発明は電力系統間の連系点等に設置される抵抗型の超電導限流器に係り、特に機器損失の低減およびメンテナンス作業性の向上等を図った超電導限流器に関する。   The present invention relates to a resistance type superconducting fault current limiter installed at a connection point between power systems, and more particularly to a superconducting fault current limiter that reduces equipment loss and improves maintenance workability.

近年、受電電力が自由化されている需要家のサイトにおいて、常用自家発電設備の導入が漸増している。この自家発電設備の運用時には、自家発電設備自体にトラブルが発生した際にも電力を安定供給できるようにするため、商用電力系統から該当サイトを切り離して独立系統として運用するのではなく、商用電力系統からの受電を継続しつつ自家発電を利用することが一般的である。   In recent years, the introduction of regular private power generation facilities has been gradually increasing at customer sites where received power has been liberalized. When operating this private power generation facility, in order to ensure stable power supply even when trouble occurs in the private power generation facility itself, the site is not operated as an independent system by separating the site from the commercial power system. It is common to use private power generation while continuing to receive power from the grid.

商用電力と自家発電電力とを併用する場合には、商用電力系統において短絡や地絡等の事故が発生すると、需要家側で設置した自家発電設備から事故点へ向けて過大な短絡電流が流れ出す可能性がある。そこで、系統事故時に連系点を通過する過大電流や、過大電流により発生する健全系統における電圧低下等を抑制する手段として超電導限流器が適用される。   When commercial power and private power generation are used together, if a short circuit or ground fault occurs in the commercial power system, an excessive short circuit current flows from the private power generation facility installed on the customer side to the point of the accident. there is a possibility. Therefore, a superconducting fault current limiter is applied as a means for suppressing an excessive current passing through the connection point at the time of a system failure, a voltage drop in a healthy system caused by the excessive current, and the like.

超電導限流器の方式には、発生するインピーダンスの種類に応じて抵抗型およびインダクタンス型等の方式が採用されている。このうち抵抗型の超電導限流器は、超電導限流コイルの超電導状態から常電導状態への転移に基づく抵抗増大現象を利用するものであり、キュービクル内に設置されるクライオスタットに液体窒素等の冷媒を収容し、この冷媒中に複数の超電導限流素子および所要数の極低温冷凍機を配置して、超電導限流素子に電流リードを介して電流を供給する構成となっている。   As a superconducting current limiting device, a resistance type, an inductance type, or the like is adopted according to the type of impedance to be generated. Among these, the resistance type superconducting fault current limiter utilizes the phenomenon of resistance increase based on the transition of the superconducting current limiting coil from the superconducting state to the normal conducting state, and a refrigerant such as liquid nitrogen is installed in the cryostat installed in the cubicle. In this refrigerant, a plurality of superconducting current limiting elements and a required number of cryogenic refrigerators are arranged, and current is supplied to the superconducting current limiting elements via current leads.

このように、抵抗型の超電導限流器は、短絡事故時の過大な事故電流を瞬時に限流抑制することができる静止機器であり、平常時は抵抗のない超電導線材に系統電流を流すことで殆ど損失なく電流を供給することができ、ひとたび系統事故が発生すると、事故時の過大な短絡電流によって超電導線材がクエンチ(常電導化)し、発生した抵抗で短絡電流を瞬時に所定値以下に抑制する機能を有するものである。   In this way, the resistance type superconducting fault current limiter is a stationary device that can instantaneously limit the excessive fault current at the time of a short-circuit accident. In normal times, the system current flows through the superconducting wire without resistance. In the case of a system failure, the superconducting wire is quenched (normalized) by the excessive short-circuit current at the time of the accident, and the short-circuit current is instantaneously below the specified value by the generated resistance. It has the function to suppress to.

すなわち、超電導限流器では超電導線材のクエンチ(常電導化)を利用するため、原理的には誤不動作がなく、検出手段を要しないで確実に保護動作に入り、事故時には事故電流の立ち上がり第1波目から電流を抑制し、通常使用電流の数倍程度以下に押さえ込むことが可能である。   In other words, the superconducting fault current limiter uses quenching of the superconducting wire (normal conduction), so in principle there is no malfunction or failure, and the protection operation can be started without any detection means. It is possible to suppress the current from the first wave and suppress it to about several times the normal operating current.

従来、このような超電導限流器の提案として、例えば超電導限流素子を収納するクライオスタットの冷媒容器上面に電流リードと、超電導コイル等で構成される超電導限流素子とを浸漬する液体窒素等の冷媒を用い、この冷媒の蒸発ガスを液化再凝縮する極低温冷凍機を装備し、限流時に生じる限流エネルギにより劣化することを抑制する超電導限流器がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−298858号公報
Conventionally, as a proposal of such a superconducting current limiting device, for example, liquid nitrogen or the like in which a current lead and a superconducting current limiting device composed of a superconducting coil are immersed on the top surface of a cryostat refrigerant container containing the superconducting current limiting device. There is a superconducting fault current limiter equipped with a cryogenic refrigerator that uses a refrigerant and liquefies and recondenses the evaporated gas of the refrigerant and suppresses deterioration due to current-limiting energy generated during current limiting (see, for example, Patent Document 1). .
JP 2001-298858 A

超電導限流器はクライオスタットの冷媒容器に液体窒素等の冷媒を収容し、この冷媒中に複数の超電導限流素子および所要数の極低温冷凍機を配置して、超電導限流素子に電流リードを介して電流を供給する構成となっているが、従来の超電導限流器においては、例えば複数の電流リードおよび超電導限流素子がクライオスタット内の周縁位置に平面視で等間隔で輪状に配置され、クライオスタット内の中心位置に冷凍機ヘッドが配置され、あるいは平面視で上下に重合するような配置とされている。   A superconducting fault current limiter contains a refrigerant such as liquid nitrogen in a cryostat refrigerant container, and a plurality of superconducting current limiting elements and a required number of cryogenic refrigerators are arranged in the refrigerant to provide current leads to the superconducting current limiting element. In a conventional superconducting current limiter, for example, a plurality of current leads and superconducting current limiting elements are arranged in a ring shape at regular intervals in a plan view at the peripheral position in the cryostat, The refrigerator head is arranged at the center position in the cryostat or arranged so as to overlap vertically in a plan view.

このような従来の配置構成においては、クライオスタットの内部では、超電導コイル等の超電導限流素子および電流リードが常時発熱するが、電流リードと極低温冷凍機ヘッドとを上述のような配置構成とすると、クライオスタットの冷媒容器内で、発熱の大きい電流リードの常温部に近い部分ほど液体窒素等の冷媒液体の温度が高くなり、また上部のガス空間の部分でも上位に行くほどガス温度が高くなる温度勾配が生じることがある。   In such a conventional arrangement, a superconducting current limiting element such as a superconducting coil and a current lead always generate heat inside the cryostat, but the current lead and the cryogenic refrigerator head are arranged as described above. In the cryostat refrigerant vessel, the temperature of the refrigerant liquid such as liquid nitrogen increases in the portion near the normal temperature part of the current lead with large heat generation, and the gas temperature increases in the upper gas space part as it goes higher. A gradient may occur.

冷媒の液体やガスに温度勾配ができる現象は、電流リードの材料である銅または銅合金の比抵抗が温度上昇に連れて顕著に高くなる極低温のクライオスタットで、より顕著に現れる。   The phenomenon of temperature gradient in the liquid or gas of the refrigerant appears more prominently in a cryogenic cryostat in which the specific resistance of copper or a copper alloy, which is the material of the current lead, becomes significantly higher as the temperature rises.

すなわち、電流リードとともに、超電導コイル等で構成される超電導限流素子が交流損失を生じる際に、熱を伝える冷媒がヘリウム等と比較して温度幅の広い液体窒素等を冷媒として適用した場合等に特に顕著に現れる現象である。液体窒素の場合には、冷媒液体の上部と下部との温度差が1K以上になることもあり、冷媒内で温度勾配が生じると、超電導コイル等により構成される超電導限流素子の臨界電流が冷媒内の下部ほど大きくなってしまう。   That is, when a superconducting current limiting element composed of a superconducting coil or the like together with a current lead causes an AC loss, a liquid that conducts heat, such as liquid nitrogen having a wider temperature range than helium, is applied as the refrigerant, etc. This phenomenon is particularly prominent. In the case of liquid nitrogen, the temperature difference between the upper and lower parts of the refrigerant liquid may be 1K or more, and when a temperature gradient occurs in the refrigerant, the critical current of the superconducting current limiting element composed of a superconducting coil or the like is The lower part in the refrigerant becomes larger.

この結果、従来では限流動作時に上部配置の超電導限流素子が先に限流動作を始めることになり、限流抵抗が当初の設定抵抗より小さくなってしまい、十分な限流効果が得られなくなる。また、クライオスタットの冷媒容器内の上部ガス空間においても、空間上側ほど温度が高くなるため、冷媒ガスの圧力も温度と共に上昇し、常時運転時におけるガスの圧力が設計値よりも高くなる場合もある。   As a result, conventionally, the superconducting current limiting element disposed at the top starts the current limiting operation first during the current limiting operation, and the current limiting resistance becomes smaller than the initial set resistance, so that a sufficient current limiting effect is obtained. Disappear. Also, in the upper gas space in the cryostat refrigerant container, the temperature becomes higher toward the upper side of the space, so the pressure of the refrigerant gas also increases with the temperature, and the gas pressure during normal operation may be higher than the design value. .

さらに、冷媒容器内の上部ガス空間に高温ガスが滞留すると、電流リードの温度が過度に上昇してしまい、通電電流にもよるが、導電部分の通電過熱によるリードの損傷等を引き起こす可能性もある。   Furthermore, if hot gas stays in the upper gas space in the refrigerant container, the temperature of the current lead will rise excessively, and depending on the energization current, it may cause damage to the lead due to overheating of the conductive part. is there.

また、キュービクル内に収納された限流器用超電導コイルのクライオスタットと極低温冷凍機用コンプレッサとは、極低温の摺動部等がある関係から、例えば1年に1回程度以上の頻度で冷凍機の運転を停止し、蒸発ガスの一部をクライオスタットの外部に放出しながらメンテナンスを実施することが必要である。   In addition, the cryostat of the superconducting coil for the current limiter housed in the cubicle and the compressor for the cryogenic refrigerator have a cryogenic sliding part, etc., so that the refrigerator is, for example, about once a year or more. It is necessary to carry out maintenance while stopping the operation and releasing part of the evaporated gas to the outside of the cryostat.

この場合、冷媒温度を定常の沸点温度(77K)よりも温度を下げて(例えば65Kまで下げて)運転している場合には、沸点までの昇温顕熱も利用して、比較的長時間にわたり、冷媒ガスの蒸発を防止しながらメンテナンスを実施することが可能である。   In this case, when the refrigerant temperature is operated at a temperature lower than the normal boiling point temperature (77K) (for example, lowered to 65K), the temperature rises to the boiling point is also used for a relatively long time. It is possible to perform maintenance while preventing evaporation of the refrigerant gas.

これに対し、系統事故が発生した場合、すなわち冷媒を通常の沸点温度(77K)として限流器を通電維持状態に保っている場合には、保護動作が可能な待機状態のままでメンテナンスを実施することが困難であった。   On the other hand, when a system fault occurs, that is, when the current limiter is maintained in a current-carrying state with the normal boiling point temperature (77K), maintenance is performed in a standby state where a protective operation is possible. It was difficult to do.

一方、冷凍機コンプレッサについても、例えば3年に1回程度の頻度でアドソーバー(吸着材:adsorber)の交換等によるメンテナンスの実施が必要であるが、上述のように冷凍機ヘッドがクライオスタットの中央に配置されているような従来構成の場合には、冷凍機コンプレッサと他の機器とが干渉することになり、コンプレッサをキュービクルの内部において、または外部に引き出してメンテナンスを実施することが困難であった。   On the other hand, for the refrigerator compressor, for example, it is necessary to perform maintenance by replacing the adsorber (adsorber) about once every three years. As described above, the refrigerator head is placed in the center of the cryostat. In the case of the conventional configuration as described above, the refrigerator compressor and other equipment interfere with each other, and it is difficult to perform maintenance by pulling the compressor inside or outside the cubicle. .

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電流リード等の機器損失の防止および低減が図れるとともに、メンテナンス作業性の向上等が図れる超電導限流器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a superconducting fault current limiter capable of preventing and reducing device losses such as current leads and improving maintenance workability. .

前記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、超電導限流素子と極低温冷凍機とを、クライオスタット内の平面視で互いに占有部分が異なる領域に局在配置し、前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されている超電導限流器を提供する。
また、前記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子と前記極低温冷凍機とを、前記クライオスタット内の平面視で中心に対して異なる片側領域に配置し、前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器を提供する。
さらに、前記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子と前記極低温冷凍機とを、前記クライオスタット内の平面視で2等分される領域に配置し、前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器を提供する。
さらにまた、前記の目的を達成するため、本発明では、冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子の平面視中心点と前記極低温冷凍機の平面視中心点とを、前記クライオスタット内の平面視で2等分される互いに反対側の領域に配置し、前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器を提供する。
In order to achieve the above object, in the present invention, a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are arranged in a cryostat containing a refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected between a plurality of power systems through current leads. In the resistance type superconducting fault current limiter, the superconducting current limiting element and the cryogenic refrigerator are locally arranged in different regions occupied by each other in plan view in the cryostat, and the power system and the superconducting current limiting element are A breaker is provided between the cryostat and the cryostat, and the cryostat is disposed at different positions in a plan view in the cubicle. The cryostat refrigerator is provided outside the cryostat. The compressor and the cryostat are separated from the cubicle. The cryogenic refrigerator of the cryogenic refrigerator is arranged at different positions in a plan view of the inside of the cubicle with respect to the breaker Providing superconducting current limiting device head and the compressor are spaced.
In order to achieve the above object, according to the present invention, a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are disposed in a cryostat containing a refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected to a plurality of power systems via current leads. In the resistance type superconducting fault current limiter connected to each other, the superconducting current limiting element and the cryogenic refrigerator are arranged in different one side regions with respect to the center in a plan view in the cryostat, and the power system and the superconducting current limiter A circuit breaker is provided between the current limiting element, the circuit breaker and the cryostat are arranged at different positions in plan view in the cubicle, and the compressor of the cryogenic refrigerator is provided outside the cryostat. The cryostat is disposed at a different position in plan view in the cubicle, and the pole is located with respect to the breaker in the cubicle space. To provide a superconducting current limiting device and said refrigerating machine head and compressor temperature refrigerator are spaced.
Furthermore, in order to achieve the above object, according to the present invention, a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are arranged in a cryostat that accommodates the refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected to a plurality of power systems via current leads. And connecting the superconducting current limiting element and the cryogenic refrigerator in a region of the cryostat divided in two in plan view, and the power system and the superconducting current limiter. A circuit breaker is provided between the flow element, the circuit breaker and the cryostat are arranged at different positions in plan view in a cubicle, and a compressor of the cryogenic refrigerator is provided outside the cryostat. The cryostat is disposed at a different position in a plan view in the cubicle, and the cryogenic refrigeration is performed with respect to the breaker in the cubicle space. To provide a superconducting current limiting device and said refrigerating machine head and compressor are spaced.
Furthermore, in order to achieve the above object, according to the present invention, a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are arranged in a cryostat that accommodates the refrigerant, and the superconducting current limiting element is provided with current leads between a plurality of power systems. In a resistance type superconducting fault current limiter connected via a plane, the center point in plan view of the superconducting current limiting element and the center point in plan view of the cryogenic refrigerator are divided into two equal parts in plan view in the cryostat. The circuit breaker is disposed in an opposite region, and includes a circuit breaker between the power system and the superconducting current limiting element. The circuit breaker and the cryostat are disposed at different positions in a cubical view, and are external to the cryostat. Provided with a compressor for the cryogenic refrigerator, and the compressor and the cryostat are disposed at different positions in a plan view in the cubicle, In the space, with respect to the circuit breaker, to provide a superconducting current limiting device and said refrigerating machine head and the compressor of the cryogenic refrigerator is spaced.

本発明によれば、超電導限流素子と極低温冷凍機とを、クライオスタット内の平面視で互いに占有部分が異なる領域に局在配置することにより、クライオスタットの内部で超電導限流素子側で発熱が支配的となり、極低温冷凍機側では冷却が支配的となる。したがって、クライオスタットの内部で冷媒が大きく循環する流れが生じ、この大きな循環流によって冷媒の除熱が促進され、超電導限流素子および電流リードの温度が下がって抵抗が減少することにより、電流リード等の機器損失の防止および低減が図れる。   According to the present invention, the superconducting current limiting element and the cryogenic refrigerator are locally disposed in differently occupied areas in plan view in the cryostat, so that heat is generated on the superconducting current limiting element side inside the cryostat. Cooling is dominant on the cryogenic refrigerator side. Therefore, there is a flow in which the refrigerant circulates greatly inside the cryostat. This large circulation flow promotes heat removal of the refrigerant, and the resistance of the superconducting current limiting element and the current lead is lowered to reduce the resistance. Equipment loss can be prevented and reduced.

また、本発明によれば、電流リード群がクライオスタット内で極低温冷凍機と空間的に離れた位置関係に配置されるため、リード群を例えばゴム等やアクリル板等の絶縁材料により冷凍機群と隔離することにより、作業者から容易かつ確実に隔離して、作業者が安全に冷凍機群にアクセス可能となる。したがって、限流器への通電状態を維持しながら冷凍機ヘッドのメンテナンスを実施することが可能になる等、メンテナンス作業性の向上等が図れるようになる。   Further, according to the present invention, since the current lead group is disposed in a spatial relationship with the cryogenic refrigerator in the cryostat, the lead group is made of an insulating material such as rubber or an acrylic plate. By isolating, it is possible to easily and reliably isolate from the worker, and the worker can safely access the refrigerator group. Therefore, the maintenance of the refrigerator head can be performed while maintaining the energized state of the current limiter, and the maintenance workability can be improved.

以下、本発明に係る超電導限流器の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of a superconducting fault current limiter according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は超電導限流器およびこれを適用した電源回路等の全体構成(平面構成)を示す構成図であり、図2は図1に示した超電導限流器の要部構成を縦断面で示す構成図(図1のA−A線断面)である。図3は超電導限流器におけるクライオスタット内の超電導限流素子および冷凍機の配置構成を拡大して示す説明図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration (planar configuration) of a superconducting fault current limiter and a power supply circuit to which the superconducting fault current limiter is applied, and FIG. It is a block diagram (the AA line cross section of FIG. 1). FIG. 3 is an explanatory diagram showing an enlarged arrangement of the superconducting current limiting element and the refrigerator in the cryostat in the superconducting current limiting device.

図1に示すように、商用電源101と自家発電源102からの共用電源系統103に、通常負荷104および重要負荷105等が図示省略の負荷遮断等を介して接続されている。また、この系統には超電導限流器1と、これをバイパスするスイッチ106を有する回路107とが接続されている。 As shown in FIG. 1, a normal load 104, an important load 105, and the like are connected to a common power supply system 103 from a commercial power supply 101 and a self-generated power supply 102 via a load circuit breaker (not shown). In addition, a superconducting fault current limiter 1 and a circuit 107 having a switch 106 that bypasses the superconducting current limiter 1 are connected to this system.

本実施形態の超電導限流器1は、キュービクル2内に設置されるクライオスタット3に液体窒素等の冷媒4を収容し、この冷媒4中に複数の超電導限流素子5および所要数の極低温冷凍機6を配置し、超電導限流素子に複数の電流リード7を介して電流を供給する構成となっている。   The superconducting fault current limiter 1 of the present embodiment accommodates a refrigerant 4 such as liquid nitrogen in a cryostat 3 installed in a cubicle 2, and a plurality of superconducting current limiting elements 5 and a required number of cryogenic refrigeration units in the refrigerant 4. The machine 6 is arranged to supply current to the superconducting current limiting element via a plurality of current leads 7.

キュービクル2内は例えば2室に区画されており、一方の部屋2aにクライオスタット3および冷凍機用圧縮機(コンプレッサ)8が設置され、他方の部屋2bに遮断器9、制御系10、検出器11等が設置されている。なお、キュービクル2には、点検等を行うための開閉扉12,13等が設けられている。   The cubicle 2 is divided into, for example, two chambers. A cryostat 3 and a refrigerator compressor (compressor) 8 are installed in one room 2a, and a circuit breaker 9, a control system 10, and a detector 11 are installed in the other room 2b. Etc. are installed. The cubicle 2 is provided with opening / closing doors 12 and 13 and the like for performing inspections and the like.

このように、冷媒4を収容するクライオスタット3内に超電導限流素子5および極低温冷凍機6が配置され、超電導限流素子を複数の電力系統間に複数の電流リード(電流リード群)7を介して接続されている。   In this way, the superconducting current limiting element 5 and the cryogenic refrigerator 6 are arranged in the cryostat 3 that accommodates the refrigerant 4, and the superconducting current limiting element is provided with a plurality of current leads (current lead groups) 7 between a plurality of power systems. Connected through.

次に、図2および図3に示すように、この超電導限流器において超電導限流素子5および電流リード群7と極低温冷凍機6とは、クライオスタット3内の平面視で互いに占有部分が異なる領域A,Bに局在配置されている。   Next, as shown in FIGS. 2 and 3, in this superconducting current limiter, the superconducting current limiting element 5 and the current lead group 7 and the cryogenic refrigerator 6 are different from each other in plan view in the cryostat 3. Locally arranged in regions A and B.

すなわち、本実施形態では、超電導線材や超電導膜等からなる超電導限流素子5の常電導転移を利用して、電流の立ち上がり時の常電導転移と抵抗発生によって、過大な事故電流を抑制する超電導限流器において、超電導限流素子5を収納する概ね円柱形状のクライオスタット3の上面フランジに、交流3相用の超電導限流素子5に接続される3対の電流リード7と、超電導限流素子5を浸漬する液体窒素等の冷媒4の蒸発ガスを液化再凝縮する1台または複数台の極低温冷凍機6とが装備され、これら、3対の電流リードと極低温冷凍機6とが、例えばクライオスタット3の上面フランジ14上でそれぞれ互いに他の占有部分と重複しないように局在配置される。   That is, in this embodiment, the superconducting current suppresses an excessive accident current by using the normal conducting transition of the superconducting current limiting element 5 made of a superconducting wire, a superconducting film, or the like, and the normal conducting transition at the time of current rising and the generation of resistance. In the current limiter, three pairs of current leads 7 connected to the superconducting current limiting element 5 for AC three-phase are provided on the upper surface flange of the substantially cylindrical cryostat 3 accommodating the superconducting current limiting element 5, and the superconducting current limiting element 1 or a plurality of cryogenic refrigerators 6 for liquefying and re-condensing the evaporative gas of the refrigerant 4 such as liquid nitrogen in which 5 is immersed, and these three pairs of current leads and the cryogenic refrigerator 6 are For example, they are locally arranged on the upper surface flange 14 of the cryostat 3 so as not to overlap with other occupied portions.

また、図3に示すように、超電導限流素子5と極低温冷凍機6とは、クライオスタット3内の平面視で中心に対して異なる片側領域A,Bに配置されている。   As shown in FIG. 3, the superconducting current limiting element 5 and the cryogenic refrigerator 6 are arranged in one-side regions A and B that are different from the center in plan view in the cryostat 3.

具体的には、3対の電流リード7と極低温冷凍機6の両方が、上面フランジ14の片側半円位置内には収まらないような位置関係に収容配置されている。   Specifically, the three pairs of current leads 7 and the cryogenic refrigerator 6 are both housed and disposed in a positional relationship that does not fit within the semicircular position on one side of the top flange 14.

また、本実施形態では、超電導限流素子5と前記極低温冷凍機6とを、前記クライオスタット3内の平面視で2等分される領域に配置されている。   Further, in the present embodiment, the superconducting current limiting element 5 and the cryogenic refrigerator 6 are arranged in a region that is divided into two equal parts in the cryostat 3 in plan view.

具体的には、3対の電流リードと極低温冷凍機6のそれぞれが、半円で2等分されるクライオスタット3の上面フランジ14における異なる半円内に配置されている。   Specifically, each of the three pairs of current leads and the cryogenic refrigerator 6 is arranged in different semicircles on the upper surface flange 14 of the cryostat 3 that is divided into two equal parts.

また、本実施形態では、超電導限流素子5の平面視中心点と極低温冷凍機6の平面視中心点とを、クライオスタット3内の平面視で2等分される互いに反対側の領域A,Bに配置した構成となっている。   Further, in the present embodiment, the regions A, opposite to each other, which are divided into two equal parts in the plan view in the cryostat 3 between the center point in plan view of the superconducting current limiting element 5 and the center point in plan view of the cryogenic refrigerator 6. The configuration is arranged in B.

具体的には、3対の電流リード7の位置の上面フランジ14上の幾何学的中心点と、極低温冷凍機6の位置の幾何学的中心点のそれぞれが、半円で2等分されるクライオスタット3の上面フランジ14において互いに反対側の半円内に配置されている。   Specifically, the geometric center point on the top flange 14 at the position of the three pairs of current leads 7 and the geometric center point at the position of the cryogenic refrigerator 6 are each divided into two equal parts by a semicircle. The upper surface flange 14 of the cryostat 3 is disposed in a semicircle opposite to each other.

以上のように、系統電力のケーブル配線に相当する3相各2本の合計6本の電流リード7により構成される電流リード群は、クライオスタット3の上面フランジ14(円板)上の片側に集中して配置され、1台または複数の冷凍機ヘッド部は、当該上面フランジのうち、電流リード群の配置されない部分に配置される。すなわち、電流リード群と1台または複数の群をなす極低温冷凍機6とは、それぞれ均一な空間的に均等割合での分布配置とはされず、それぞれに他の群と空間的に隔たった位置に局在配置される。   As described above, the current lead group composed of a total of six current leads 7 each including two three phases corresponding to the system power cable wiring is concentrated on one side of the upper surface flange 14 (disk) of the cryostat 3. One or a plurality of refrigerator head parts are arranged in a portion of the upper surface flange where no current lead group is arranged. In other words, the current lead group and the cryogenic refrigerator 6 forming one or a plurality of groups are not uniformly distributed in a uniform spatial ratio, but are spatially separated from other groups. Localized at the position.

次に、作用を説明する。   Next, the operation will be described.

超電導限流器は、系統事故の際にいち早く抵抗を発生させ、事故電流を第1波から限流抑制することを可能とする。限流時には超電導コイル等から構成される超電導限流素子5が抵抗を発生するため、超電導限流素子5を冷却している液体窒素等の冷媒4が発熱により蒸発する。また、平常時においては、2つの電力系統を連系すべく接続されるため、超電導限流器には、通常は常時所定の交流電流が流れ続ける。このため、超電導コイル等から構成される超電導限流素子5には、他の超電導機器とは異なり、超電導状態を保ちながらも絶えず交流損失が発生し、これに基づく熱が冷媒4に伝えられ、温度上昇や蒸発を定常的に続けることになる。   The superconducting fault current limiter quickly generates resistance in the event of a system fault, and makes it possible to limit the fault current from the first wave. Since the superconducting current limiting element 5 composed of a superconducting coil or the like generates resistance at the time of current limiting, the refrigerant 4 such as liquid nitrogen that cools the superconducting current limiting element 5 evaporates due to heat generation. In normal operation, the two power systems are connected to each other, so that a predetermined alternating current always continues to flow through the superconducting current limiter. For this reason, unlike other superconducting devices, the superconducting current limiting element 5 composed of a superconducting coil or the like constantly generates an AC loss while maintaining a superconducting state, and heat based on this is transferred to the refrigerant 4, The temperature rise and evaporation will continue constantly.

このように、超電導限流器に使用される超電導コイル等の超電導限流素子5は、定常的、および過渡的に発熱をしながら運転されることになり、液体窒素等の冷媒4に熱が伝えられながら、あるいは、冷媒4を蒸発させながら運転される。   Thus, the superconducting current limiting element 5 such as a superconducting coil used in the superconducting current limiter is operated while generating heat constantly and transiently, and heat is applied to the refrigerant 4 such as liquid nitrogen. It is operated while being conveyed or while the refrigerant 4 is evaporated.

超電導コイル等からなる超電導限流素子5に、連系される商用電源101の系統から数100A〜数1000Aの大電流を導通させる役割を持つのは電流リード7である。電流リード7には、大電流をできる限り抵抗とジュール発熱を少なく通電させるため、銅等の導電性のよい材質を使用し、ある程度の太さにして、電流密度が数A/mm程度以上にならないようにされている。 The current lead 7 has a role of conducting a large current of several hundreds of A to several thousand A from the system of the commercial power supply 101 connected to the superconducting current limiting element 5 composed of a superconducting coil or the like. The current lead 7 is made of a material having good conductivity such as copper in order to pass a large current as little as possible in resistance and joule heat generation. The current lead 7 has a certain thickness and a current density of several A / mm 2 or more. It is made not to become.

一方、電流リード7は常温の電力系統の電流端子と、極低温環境におかれる超電導限流素子5とを繋ぐため、極低温ステージには熱電導により常温側から絶えず熱が伝えられることになり、電流リード7は超電導限流素子5の側からの熱電導により常時発熱を続けることになるとともに、通電によるジュール発熱が加わって常時大きな発熱源となる。   On the other hand, since the current lead 7 connects the current terminal of the power system at room temperature and the superconducting current limiting element 5 placed in the cryogenic environment, heat is continuously transmitted from the room temperature side to the cryogenic stage by thermal conduction. The current lead 7 constantly generates heat due to thermal conduction from the superconducting current limiting element 5 side, and Joule heat generation due to energization is added to form a large heat source.

このように、超電導限流器では、常時通電により電流リード7と超電導限流素子5による発熱が起こり、さらに事故時には常時よりも一層大きな発熱が主に超電導限流素子5により発生することになり、この熱が冷媒4である液体窒素等の液体に伝えられる。常時の発熱で冷媒4への入熱を抑制して冷却し、液化・再凝縮するために、極低温冷凍機6が使用される。この使用される冷凍機はギフォード・マクマホン(GM型)冷凍機や、パルスチューブ冷凍機等であるが、冷凍機ヘッドが通常は超電導限流素子5を収納する限流器用クライオスタット3に直接取り付けられる。   As described above, in the superconducting current limiter, heat is always generated by the current lead 7 and the superconducting current limiting element 5 due to constant energization. Further, in the event of an accident, a larger amount of heat is generated mainly by the superconducting current limiting element 5. The heat is transferred to a liquid such as liquid nitrogen that is the refrigerant 4. The cryogenic refrigerator 6 is used to cool the refrigeration 4 by suppressing heat input to the refrigerant 4 with normal heat generation, and to liquefy and recondense. The refrigerator used is a Gifford McMahon (GM type) refrigerator, a pulse tube refrigerator or the like, but the refrigerator head is usually directly attached to the cryostat 3 for the current limiter that houses the superconducting current limiting element 5. .

クライオスタット3は、限流した際の蒸発ガスによる圧力上昇を考慮し、また製作上の容易さ等も加味して、通常は、円筒状容器の上部に円板状のフランジを設けた構造である。電流リード7はこの円板状の上面フランジ上に垂直に常温部から極低温部に貫通する形で設置される。また、極低温冷凍機6のヘッドも、同じく円筒状容器の上部の円板状フランジ上に常温部から極低温部に貫通して設置される。   The cryostat 3 has a structure in which a disk-like flange is usually provided on the upper part of a cylindrical container in consideration of the pressure increase due to the evaporative gas when the current is limited and taking into account the ease of manufacture. . The current lead 7 is installed on the disk-shaped upper surface flange so as to penetrate from the normal temperature portion to the cryogenic temperature portion. Further, the head of the cryogenic refrigerator 6 is also installed so as to penetrate from the normal temperature part to the cryogenic part on the disk-like flange on the upper part of the cylindrical container.

従来では、電流リード7は、クライオスタット3のフランジが円板形状である場合、フランジ内の円周上に回転対称に、すなわち円板の中心軸を中心とする円周上に、均等の角度間隔で配置される。これはリード間の絶縁距離を均等にできる限り大きくとることにより、詳細な絶縁設計検討や電解解析をする必要がなく、絶縁上安全な機器を構成することが可能であるためである。   Conventionally, when the flange of the cryostat 3 has a disk shape, the current leads 7 are rotationally symmetrical on the circumference in the flange, that is, on the circumference centered on the central axis of the disk. It is arranged with. This is because by making the insulation distance between the leads as large as possible, it is not necessary to conduct detailed insulation design examination and electrolytic analysis, and it is possible to configure a device that is safe in insulation.

また、極低温冷凍機6のヘッド部6aは、電流リード7と組み合わせて使用する場合には、上述の電流リード7に対して中立位置となる上面フランジ14の中心位置に設置される。これは、電流リード7からの距離が均等になることと、どの位置からでも配管類を引き出せるメリットを考慮しているためである。   Further, when the head portion 6 a of the cryogenic refrigerator 6 is used in combination with the current lead 7, the head portion 6 a is installed at the center position of the upper surface flange 14 which is a neutral position with respect to the above-described current lead 7. This is because the distance from the current lead 7 is made uniform and the merit that the piping can be drawn from any position is taken into consideration.

前述のように、クライオスタット3の内部では、超電導コイル等の超電導限流素子5と電流リード7とが常時発熱するが、電流リード7と極低温冷凍機6の冷凍機ヘッドとを上述のような配置構成とすると、クライオスタット3内で、発熱の大きい電流リード7の常温部に近い部分ほど液体窒素等の冷媒4の温度が高くなり、また上部のガス空間16の部分でも上位に行くほどガス温度が高くなる温度勾配が生じる。   As described above, inside the cryostat 3, the superconducting current limiting element 5 such as a superconducting coil and the current lead 7 always generate heat, but the current lead 7 and the refrigerator head of the cryogenic refrigerator 6 are as described above. In the arrangement configuration, in the cryostat 3, the temperature of the refrigerant 4 such as liquid nitrogen is higher in the portion near the normal temperature portion of the current lead 7 that generates a large amount of heat, and the gas temperature is higher in the upper gas space 16 portion. A temperature gradient occurs that increases the.

この冷媒4である液体や上方のガスに温度勾配ができる現象は、電流リード7の材料である銅や銅合金の比抵抗が、温度が高くなるほど顕著に高くなる極低温のクライオスタット3でより顕著に現れ、電流リード7とともに、超電導コイル等で構成される超電導限流素子5が交流損失を生じる際に熱を伝える冷媒4が、ヘリウム等と比較して温度幅の広い液体窒素等である場合等に特に顕著に現れる現象である。   The phenomenon that a temperature gradient is generated in the liquid 4 or the gas above the refrigerant 4 is more noticeable in the cryostat 3 where the specific resistance of the copper or copper alloy that is the material of the current lead 7 is significantly higher as the temperature is higher. When the refrigerant 4 that transmits heat when the superconducting current limiting element 5 composed of a superconducting coil or the like together with the current lead 7 causes an AC loss is liquid nitrogen having a wider temperature range than helium or the like. It is a phenomenon that appears particularly prominently.

液体窒素の場合では、冷媒4である液体の上部と下部での温度差は1K以上になることもあるが、冷媒4内で温度勾配ができると、超電導コイル等により構成される超電導限流素子5の臨界電流が下部に行くほど大きくなってしまう。この結果、限流動作時に、上部に位置する素子が先に限流動作を始めるため、限流抵抗が当初所定の抵抗よりも小さくなってしまい、十分な限流効果が得られなくなってしまう可能性がある。   In the case of liquid nitrogen, the temperature difference between the upper part and the lower part of the liquid that is the refrigerant 4 may be 1K or more. However, if a temperature gradient is created in the refrigerant 4, a superconducting current limiting element constituted by a superconducting coil or the like. The critical current of 5 increases as it goes down. As a result, at the time of the current limiting operation, the element located at the top starts the current limiting operation first, so that the current limiting resistance is initially smaller than the predetermined resistance, and a sufficient current limiting effect may not be obtained. There is sex.

また、ガス空間16においては、上部に行くほど温度が高くなるため、冷媒ガスの圧力も温度と共に上昇し、常時運転時におけるガスの圧力が設計値よりも高くなる可能性がある。さらに、冷媒容器内の上部ガス空間16に高温ガスが滞留すると、電流リード7の温度が過度に上昇してしまい、通電電流にもよるが、導電部分の通電過熱によるリードの損傷等を引き起こす可能性もある。   Moreover, in the gas space 16, since the temperature increases toward the upper part, the pressure of the refrigerant gas also increases with the temperature, and the gas pressure during normal operation may be higher than the design value. Furthermore, if the high temperature gas stays in the upper gas space 16 in the refrigerant container, the temperature of the current lead 7 excessively rises, and depending on the energization current, it may cause damage to the lead due to energization overheating of the conductive portion. There is also sex.

また、本実施形態によれば、系統電力のケーブル配線に相当する3相各2本の合計6本の電流リード7により構成される電流リード群は、クライオスタット3の上面フランジ14上の片側に集中して配置され、1台または複数の冷凍機ヘッド部6は、当該上面フランジ14のうち、電流リード群の配置されない部分に配置される。   In addition, according to the present embodiment, the current lead group constituted by the total of six current leads 7 of each of the three phases corresponding to the system power cable wiring is concentrated on one side on the upper surface flange 14 of the cryostat 3. The one or more refrigerator head units 6 are arranged in a portion of the upper surface flange 14 where no current lead group is arranged.

これに対し、本実施形態によれば、図2に示すように、電流リード群と1台または複数の群をなす極低温冷凍機6とは、それぞれ均等な分布配置ではなく、それぞれに他の群と空間的に隔たった位置に局在配置されている。これにより、クライオスタット3の内部では、電流リード群側では発熱が支配的となり、1台または複数の群の極低温冷凍機6側はクライオスタット3内で冷却が支配的となる。   On the other hand, according to this embodiment, as shown in FIG. 2, the current lead group and the cryogenic refrigerators 6 forming one or a plurality of groups are not evenly distributed and arranged separately. Locally located at a position spatially separated from the group. Thus, heat generation is dominant on the current lead group side inside the cryostat 3, and cooling is dominant in the cryostat 3 on the cryogenic refrigerator 6 side of one or a plurality of groups.

この結果、クライオスタット3内では、液体窒素等の冷媒4の内部およびガス空間16でも、リード群側では発熱により暖められた冷媒4の液体やガスが、図2に矢印c1、d1で示すように、体積の膨張により下から上に流れるようになり、極低温冷凍機6側では、冷凍機ヘッド6で冷却されたガスまたは冷媒4の体積縮小により、図2に矢印c2、d2で示すように、上から下に流れるようになる。クライオスタット3の上部のガス空間16や冷媒4液面付近では、ガスや冷媒4は、温度上昇による圧力や体積が上昇したリード群から、凝縮や冷却により圧力や体積が減少した冷凍機側に向かって横向きに流れが起こり、同様にクライオスタット3の底部では、これらの流れに対応するように冷凍機群側からリード群側に向かって冷媒が流れる。   As a result, in the cryostat 3, the liquid and gas of the refrigerant 4 heated by heat generation on the lead group side in the refrigerant 4 such as liquid nitrogen and in the gas space 16, as shown by arrows c 1 and d 1 in FIG. As shown in FIG. 2 by arrows c2 and d2 due to the volume reduction of the gas or refrigerant 4 cooled by the refrigerator head 6 on the cryogenic refrigerator 6 side. , Flowing from top to bottom. In the vicinity of the gas space 16 at the top of the cryostat 3 and the liquid level of the refrigerant 4, the gas and the refrigerant 4 move from the lead group whose pressure and volume have increased due to the temperature rise to the refrigerator side where the pressure and volume have decreased due to condensation and cooling. In the same manner, at the bottom of the cryostat 3, the refrigerant flows from the refrigerator group side toward the lead group side so as to correspond to these flows.

この結果として、クライオスタット3の内部では、冷媒4が大きく循環する流れが発生する。この大きな循環流のため、電流リード7側では、下部から絶えず冷却された温度の低い冷媒4が供給されて除熱され、昇温した冷媒4がリード表面から離脱・移動するため、冷却が加速されるとともに、電流リード7の温度が低下して抵抗が減少することにより、機器損失の低減効果も現われる。   As a result, a flow in which the refrigerant 4 circulates greatly is generated inside the cryostat 3. Due to this large circulation flow, the low-temperature refrigerant 4, which is continuously cooled from the lower part, is supplied and removed from the heat at the current lead 7 side, and the heated refrigerant 4 separates and moves from the lead surface, so that the cooling is accelerated. In addition, since the temperature of the current lead 7 is lowered and the resistance is reduced, the effect of reducing the device loss also appears.

電流リード7上部の冷媒4の液面付近における冷媒層やガス層の温度上昇したガスは、極低温冷凍機6側への流れにより滞留することがないため、温度上昇や圧力上昇が抑制される。これによって、上部での電流リード7の過熱による損傷が防止できるとともに、クライオスタット3の冷媒4やガスの温度均一性を向上させることができる。   Since the temperature of the refrigerant layer and gas layer in the vicinity of the liquid level of the refrigerant 4 above the current lead 7 does not stay due to the flow to the cryogenic refrigerator 6 side, the temperature rise and pressure rise are suppressed. . Thereby, damage due to overheating of the current lead 7 at the top can be prevented, and the temperature uniformity of the refrigerant 4 and gas of the cryostat 3 can be improved.

クライオスタット3の極低温冷凍機6側では、冷却凝縮によって温度が下がり、圧力が低下した冷凍機ヘッド6aへ向けて、電流リード7群側から絶えず暖められた冷媒4や蒸発ガスが送り込まれるため、冷凍機ヘッド6aの低温部においては、冷却凝縮された冷媒ガスが常時表面から離脱して、冷凍機ヘッド6aでの熱交換が促進され、冷凍効率が向上するとともに、下向きのガスおよび冷媒4の流れを促進し、さらに熱交換が促進される効果が得られる。   On the cryogenic refrigerator 6 side of the cryostat 3, the refrigerant 4 and evaporative gas that are constantly warmed are sent from the current lead 7 group side toward the refrigerator head 6 a whose temperature has decreased due to cooling condensation and pressure has decreased. In the low temperature part of the refrigerator head 6a, the cooled and condensed refrigerant gas is always released from the surface, heat exchange in the refrigerator head 6a is promoted, and the refrigerating efficiency is improved. The effect of promoting the flow and further promoting the heat exchange can be obtained.

無誘導の超電導コイル等により構成される超電導限流素子5は、通常、冷媒4を収納するクライオスタット3の底部付近に設置される。素子が超電導コイルである場合には、3相分の超電導コイルは、クライオスタット3の円筒の中心軸に対称的に配置されることが多く、この場合は、無誘導超電導コイルの発熱はクライオスタット3の中心軸上に対称に発生することになるが、熱が伝えられた冷媒4や気泡は、上述の流れにより電流リード7側に導かれて、流れが一部偏るものの、流れを遮ることはない。   The superconducting current limiting element 5 composed of a non-inductive superconducting coil or the like is usually installed near the bottom of the cryostat 3 that houses the refrigerant 4. When the element is a superconducting coil, the superconducting coils for three phases are often arranged symmetrically with respect to the central axis of the cylinder of the cryostat 3. In this case, the heat generated by the non-inductive superconducting coil is generated by the cryostat 3. Although it is generated symmetrically on the central axis, the refrigerant 4 and bubbles to which heat has been transmitted are guided to the current lead 7 side by the above-described flow, and the flow is partially offset but does not block the flow. .

特に、電流リード7と超電導限流素子5の発熱を比較すると、電流リード7からの熱侵入および発熱の方が1桁近く大きいため、クライオスタット3内の流れをコイルの発熱が大きく変えることはない。   In particular, when the heat generation of the current lead 7 and the superconducting current limiting element 5 is compared, the heat penetration from the current lead 7 and the heat generation are nearly one digit larger, so the flow of heat in the cryostat 3 does not change greatly. .

この傾向は超電導限流素子5の大電流化とともに、開発が始められている超電導導体の低交流損失化が進む一方で、電流リード7での発熱は物理形状と通電電流によってほぼ決まってしまい、今後顕著にこれが低減されることはないため、クライオスタット3内の本発明による流れは、大きく乱されることはない。   While this tendency is accompanied by an increase in the current of the superconducting current limiting element 5 and a reduction in the AC loss of the superconducting conductor that has been developed, the heat generation at the current lead 7 is almost determined by the physical shape and the energizing current, Since this will not be significantly reduced in the future, the flow according to the invention in the cryostat 3 will not be significantly disturbed.

クライオスタット3の容器内径と超電導限流素子5の外径との関係で限流コイル全体の中心位置を偏心させることが可能な場合には、コイル中心位置を電流リード群側の下側に位置に近づけて冷凍機側から遠ざけて配置することにより、限流コイルも本来の大きな対流を形成し、均熱化と冷却特性の向上に寄与する構成とすることが可能である。   If the center position of the current limiting coil as a whole can be decentered due to the relationship between the inner diameter of the cryostat 3 container and the outer diameter of the superconducting current limiting element 5, the coil center position should be positioned below the current lead group side. By arranging them closer and away from the refrigerator side, the current-limiting coil can also form an inherently large convection, and can contribute to soaking and improving cooling characteristics.

次に、クライオスタット3の上面フランジ14に局在配置された電流リード群と、1台または複数台の極低温冷凍機6の冷凍機ヘッドは、限流器システムの構成機器の配置と、機器のメンテナンス性や、メンテナンス時の責務維持機能等に関して、特異な効果を発揮する。この構成および効果について、本発実施形態について図1および図2を参照して説明する。   Next, the current lead group located locally on the upper surface flange 14 of the cryostat 3 and the refrigerator heads of one or more cryogenic refrigerators 6 are arranged in the arrangement of the components of the current limiter system, Demonstrates unique effects in terms of maintainability and maintenance of responsibility during maintenance. With respect to this configuration and effect, the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1および図2に示すように、需要家等が使用する超電導限流器1においては、クライオスタット3や冷凍機用コンプレッサ8等の超電導関連機器を含めた機器類がキュービクル2である標準の盤の内部に設置されることが必要である。キュービクル2内に収納された超電導コイルのクライオスタット3と極低温冷凍機用コンプレッサ8とは、極低温の摺動部等がある関係で、1年に1度程度以上の頻度で冷凍機の運転を止めてメンテナンスを実施することが必要である。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the superconducting fault current limiter 1 used by consumers and the like, a standard panel in which equipment including superconducting related equipment such as a cryostat 3 and a compressor 8 for a refrigerator is a cubicle 2. It is necessary to be installed inside. The cryostat 3 of the superconducting coil housed in the cubicle 2 and the cryogenic refrigerator compressor 8 have a cryogenic sliding part and the like, so that the refrigerator is operated at a frequency of about once a year or more. It is necessary to stop and carry out maintenance.

冷凍機の運転を数時間程度停止する場合、通常使われる液体窒素等の冷媒4は、通常の運転が沸点(77K)における冷却の場合は、一部蒸発ガスをクライオスタット3外に放出しながらメンテナンスを実施することになるが、定常の沸点温度よりも温度を下げて(例えば65Kまで下げて)運転している場合には、沸点までの昇温顕熱も利用して、比較的長時間にわたり、冷媒ガスの蒸発を防止しながらメンテナンスを実施することが可能である。   When the operation of the refrigerator is stopped for several hours, the normally used refrigerant 4 such as liquid nitrogen is maintained while releasing a part of the evaporated gas outside the cryostat 3 when the normal operation is cooling at the boiling point (77 K). However, when operating at a temperature lower than the normal boiling point temperature (for example, down to 65K), the temperature rise to the boiling point is also used for a relatively long time. Maintenance can be performed while preventing evaporation of the refrigerant gas.

このような場合には、本実施形態の適用により、限流器を通電維持状態に保ったまま、すなわち系統事故が発生した場合に保護動作が可能な待機状態のままでメンテナンスを実施することが可能である。すなわち、本実施形態では、クライオスタット3は上面が開口するクライオスタット本体3aと開口を塞ぐ蓋体としての上面フランジ14とを備えており、この上面フランジ14に超電導限流素子5および極低温冷凍機6が吊下されており、クライオスタット本体3aと上面フランジ14とはボルト17等の締結具によって着脱可能に連結されている。   In such a case, by applying this embodiment, maintenance can be performed while the current limiter is kept in the energization maintenance state, that is, in a standby state in which a protective operation can be performed when a system fault occurs. Is possible. That is, in the present embodiment, the cryostat 3 includes a cryostat main body 3a having an upper surface opened and an upper surface flange 14 as a lid for closing the opening, and the superconducting current limiting element 5 and the cryogenic refrigerator 6 are provided on the upper surface flange 14. The cryostat body 3a and the upper surface flange 14 are detachably connected by a fastener such as a bolt 17 or the like.

これにより、概ね円柱形状のクライオスタット3の上面フランジ14が、ボルト17等により、クライオスタット本体3aに密封固定され、クライオスタット本体3aから容易に切り離すことができる構造である。   Thereby, the upper surface flange 14 of the substantially cylindrical cryostat 3 is hermetically fixed to the cryostat body 3a by the bolts 17 and the like, and can be easily separated from the cryostat body 3a.

また、本実施形態では商用電源101の系統と超電導限流素子5との間に遮断器9を備え、この遮断器9とクライオスタット3とは、キュービクル2内の平面視で異なる位置に配置され、遮断器9は、クライオスタット3内における極低温冷凍機6の配置領域よりも超電導限流素子5の配置領域側に近い配置とされている。すなわち、クライオスタット3が、キュービクル2内に収納されるとともに、キュービクル2内で限流保護対象である商用電源系統と当該超電導限流器のクライオスタット3の通電部分を接続するための、ボルトナット等によらず容易に着脱可能なコネクタが、極低温冷凍機6の配置領域よりもクライオスタット3の3対の電流リード7の配置領域側により近く配置されるよう設定されている。   Further, in the present embodiment, a circuit breaker 9 is provided between the system of the commercial power source 101 and the superconducting current limiting element 5, and the circuit breaker 9 and the cryostat 3 are arranged at different positions in plan view in the cubicle 2, The circuit breaker 9 is arranged closer to the arrangement region side of the superconducting current limiting element 5 than the arrangement region of the cryogenic refrigerator 6 in the cryostat 3. That is, the cryostat 3 is housed in the cubicle 2, and is connected to a commercial power supply system that is a current limit protection target in the cubicle 2 and a bolt nut for connecting a current-carrying portion of the cryostat 3 of the superconducting fault current limiter. The connector that can be easily attached and removed regardless of the arrangement area of the cryogenic refrigerator 6 is set closer to the arrangement area side of the three pairs of current leads 7 of the cryostat 3.

また、クライオスタット3の外部に極低温冷凍機6のコンプレッサ8を備え、このコンプレッサ8とクライオスタット3とはキュービクル2内の平面視で異なる位置に配置され、コンプレッサ8は、クライオスタット3内における極低温冷凍機6の配置領域よりも超電導限流素子5の配置領域側に近い配置とされている。すなわち、クライオスタット3が、キュービクル2内に収納されるとともに、キュービクル2内で限流保護対象である電力系統と当該超電導限流器のクライオスタット3の通電部分を接続するための、ボルトナット等によらず容易に着脱可能なコネクタが装備されるとともに、冷凍機用のコンプレッサ8が、クライオスタット3の3対の電流リード7の配置領域側よりも極低温冷凍機6の配置領域により近く配置されるよう設置されている。   Further, a compressor 8 of a cryogenic refrigerator 6 is provided outside the cryostat 3, and the compressor 8 and the cryostat 3 are arranged at different positions in a plan view in the cubicle 2, and the compressor 8 is a cryogenic refrigerator in the cryostat 3. The arrangement is closer to the arrangement region side of the superconducting current limiting element 5 than the arrangement region of the machine 6. That is, the cryostat 3 is housed in the cubicle 2 and is connected to a power system that is a current limit protection target in the cubicle 2 and a current-carrying portion of the cryostat 3 of the superconducting current limiter by a bolt nut or the like. In addition, the compressor 8 for the refrigerator is arranged closer to the arrangement region of the cryogenic refrigerator 6 than the arrangement region side of the three pairs of current leads 7 of the cryostat 3. is set up.

また、クライオスタット3の外部に電流リード7の断路器18を備え、この断路器18は、クライオスタット3の位置をその下部に設置したレール19上でずらすことにより、断接の切り替えができる構造とされている。すなわち、ボルトナット等によらず容易に着脱可能なコネクタとしての断路器18が、限流器用クライオスタット3と機械的に結合され、この限流器用クライオスタット3の位置をずらすことにより、当該コネクタの断接の切り替えができる構造となっている。   Further, the disconnector 18 of the current lead 7 is provided outside the cryostat 3, and the disconnector 18 is structured to be able to switch connection / disconnection by shifting the position of the cryostat 3 on the rail 19 installed below the cryostat 3. ing. That is, the disconnector 18 as a connector that can be easily attached and detached without using bolts and nuts is mechanically coupled to the current limiter cryostat 3, and the position of the current limiter cryostat 3 is shifted to disconnect the connector. It has a structure that can switch contact.

また、電力系統と超電導限流器とを接続する電流リード7等の通電導体、および極低温冷凍機6と、極低温冷凍機6のコンプレッサ8とを接続する配管20は、それぞれキュービクル2内に配置され、かつ通電導体と配管20とは、キュービクル2内の空間内にて互いに非交差配置とされている。   In addition, a current conducting conductor such as a current lead 7 that connects the power system and the superconducting fault current limiter, and a pipe 20 that connects the cryogenic refrigerator 6 and the compressor 8 of the cryogenic refrigerator 6 are respectively provided in the cubicle 2. The current-carrying conductor and the pipe 20 are arranged in a non-crossing manner in the space in the cubicle 2.

すなわち、クライオスタット3が、キュービクル2内に収納されるとともに、キュービクル2内で限流保護対象である電力系統と当該超電導限流器のクライオスタット3の通電部分を接続するための、ボルトナット等によらず容易に着脱可能なコネクタが装備されるとともに、冷凍機ヘッド6aから冷凍機用のコンプレッサ8への接続配管や配線類が、クライオスタット3の3対の電流リード7と容易に着脱可能なコネクタへ接続される通電導体とが、空間的に交差しないようになっている。   That is, the cryostat 3 is housed in the cubicle 2 and is connected to a power system that is a current limit protection target in the cubicle 2 and a current-carrying portion of the cryostat 3 of the superconducting current limiter by a bolt nut or the like. Equipped with a connector that can be easily attached and detached, and connecting piping and wiring from the refrigerator head 6 a to the compressor 8 for the refrigerator are easily attached to and detached from the three pairs of current leads 7 of the cryostat 3. A current-carrying conductor to be connected is not spatially intersected.

また、キュービクル2の空間内で、遮断9に対し、極低温冷凍機6の冷凍機ヘッド6aおよびコンプレッサ8が離間配置されている。すなわち、クライオスタット3が、キュービクル2内に収納されるとともに、キュービクル2内で限流保護対象である電力系統と当該超電導限流器のクライオスタット3の通電部分を接続するための、ボルトナット等によらず容易に着脱可能なコネクタが装備されるとともに、当該コネクタに対して、極低温冷凍機ヘッド6aと極低温冷凍機6用のコンプレッサ8が互いに近接していない。 In the space of the cubicle 2, the refrigerator head 6 a of the cryogenic refrigerator 6 and the compressor 8 are spaced from the circuit breaker 9. That is, the cryostat 3 is housed in the cubicle 2 and is connected to a power system that is a current limit protection target in the cubicle 2 and a current-carrying portion of the cryostat 3 of the superconducting current limiter by a bolt nut or the like. A connector that can be easily attached and detached is provided, and the cryogenic refrigerator head 6a and the compressor 8 for the cryogenic refrigerator 6 are not close to each other.

また、遮断9は図2に示すように、クライオスタット3の上面より高い位置に設置されている。すなわち、クライオスタット3が、キュービクル2内に収納されるとともに、キュービクル2内で限流保護対象である電力系統と当該超電導限流器のクライオスタット3の通電部分を接続するための、ボルトナット等によらず容易に着脱可能なコネクタが装備されるとともに、当該コネクタが、クライオスタット3の上面フランジ14より高い位置に設置されている。 Moreover, the circuit breaker 9 is installed in the position higher than the upper surface of the cryostat 3, as shown in FIG. That is, the cryostat 3 is housed in the cubicle 2 and is connected to a power system that is a current limit protection target in the cubicle 2 and a current-carrying portion of the cryostat 3 of the superconducting current limiter by a bolt nut or the like. A connector that can be easily attached and detached is provided, and the connector is installed at a position higher than the upper surface flange 14 of the cryostat 3.

また、クライオスタット3は、限流動作により内部圧力が上昇して大気側の圧力より高くなっても、内部の蒸発した冷媒ガスが大気中に放出されることを阻止し得る密封構造とされている。すなわち、限流動作によるクライオスタット3内部の圧力が上昇大気側の圧力より高くなっても、内部の蒸発した冷媒ガスを大気中に放出させないようになっている。   The cryostat 3 has a sealed structure capable of preventing the refrigerant gas evaporated inside from being released into the atmosphere even when the internal pressure increases due to the current limiting operation and becomes higher than the atmospheric pressure. . That is, even if the pressure inside the cryostat 3 due to the current limiting operation becomes higher than the pressure on the rising atmosphere side, the refrigerant gas evaporated inside is not released into the atmosphere.

また、キュービクル2内において、超電導限流素子5に接続される電流リード7の常温部分に通電される電流がある一定の電流値より小さいこと、または電流リード7の温度がある程度以下に下がったことのいずれかもしくは双方を判断基準として、空気が流れてこれが滞留しない構造となっている。すなわち、キュービクル2内において、交流3相用の超電導限流素子5に接続される3対の電流リード7の常温部分に通電される電流がある一定の電流値より小さいこと、またはリードの温度がある程度以下に下がったことのいずれかもしくは双方を判断基準として、図示しない対流発生手段により空気が流れてこれが滞留しない構造となっている。   Also, in the cubicle 2, the current conducted to the room temperature portion of the current lead 7 connected to the superconducting current limiting element 5 is smaller than a certain current value, or the temperature of the current lead 7 has dropped to a certain level. With either or both of these as criteria, the air flows and does not stay. That is, in the cubicle 2, the current passed through the room temperature portion of the three pairs of current leads 7 connected to the superconducting current limiting element 5 for AC three-phase is smaller than a certain current value, or the temperature of the leads Based on either or both of the fact that it has fallen below a certain level, air flows by a convection generating means (not shown) and does not stay there.

次に、作用を説明する。上述のように、本実施形態では、電流リード群は、フランジ上で1台または複数台の冷凍機と空間的に離れた位置関係に配置されているため、リード群をゴム等やアクリル板等の絶縁材料により冷凍機群と隔離することにより、作業者から容易かつ確実に隔離して、作業者が安全に冷凍機群にアクセスすることが可能となる。これによって、限流器への通電状態を維持しながら冷凍機ヘッドのメンテナンスを実施することが可能になる。   Next, the operation will be described. As described above, in the present embodiment, the current lead group is arranged in a spatially spaced relationship with one or a plurality of refrigerators on the flange, so that the lead group is made of rubber or an acrylic plate or the like. By isolating it from the refrigerator group with the insulating material, it is possible to easily and reliably isolate it from the worker, and the worker can access the refrigerator group safely. This makes it possible to carry out maintenance of the refrigerator head while maintaining the energized state of the current limiter.

冷凍機コンプレッサ8にも3年に一度程度の頻度でアドソーバー(吸着材)交換等によるメンテナンスの実施が必要であるが、本発明による冷凍機ヘッドの配置から冷凍機コンプレッサ8も電流リード群とは離れた方向に配管を引き出すように配置されているため、他の機器と干渉することなくコンプレッサ8をキュービクル2の内部において、または外部に引き出してメンテナンスを実施することが可能となる。このように、本発明の実施により、限流器の基本機能を維持したまま、極低温冷凍機6のメンテナンスを実施することが初めて可能となる。   The refrigerator compressor 8 also needs to be maintained by replacing an adsorber (adsorbent) about once every three years. However, because of the arrangement of the refrigerator head according to the present invention, the refrigerator compressor 8 is also a current lead group. Since the pipes are arranged so as to be drawn away from each other, maintenance can be performed by pulling out the compressor 8 inside the cubicle 2 or outside without interfering with other devices. Thus, the implementation of the present invention makes it possible for the first time to perform maintenance of the cryogenic refrigerator 6 while maintaining the basic function of the current limiter.

クライオスタット3を故障等の理由でキュービクル2外にスライドさせてレール上で引き出す際には、引き出す側と反対側に配置された断路器が自動的に外れてクライオスタット3を電力系統から機械的に遮断するように構成される例もあるが、本発明の実施により、電流リード群が断路器と近い側に配置されているため、配線上も材料費が高い常温の導体の長さを短くすることと、安全装置がセットとなった断路器を装備することが可能となる。   When the cryostat 3 is slid out of the cubicle 2 due to a failure or the like and pulled out on the rail, the disconnector disposed on the opposite side to the pulling side automatically disconnects and mechanically disconnects the cryostat 3 from the power system. In some cases, the current lead group is arranged on the side close to the disconnector by implementing the present invention, so that the length of the conductor at normal temperature, which is high in material cost, is shortened. Then, it becomes possible to equip the disconnector with the safety device as a set.

冷凍機ヘッドや冷凍機コンプレッサ8をメンテナンスする際に、運用のしかたによっては、超電導限流器への通電を原則として止めるような場合もある。このような場合、メンテナンスを実施する際には限流待機状態を解除した上で実施することになるので、前述と同様に断路器を、引き出す側と反対側に配置することで、クライオスタット3を引き出すことにより断路器が自動的に外れてクライオスタット3を電力系統から機械的に遮断する構成とする。   When maintaining the refrigerator head and the refrigerator compressor 8, depending on the operation method, in some cases, energization of the superconducting fault current limiter may be stopped in principle. In such a case, when the maintenance is performed, the current limiting standby state is canceled before the maintenance is performed. Therefore, by placing the disconnector on the side opposite to the drawing side as described above, the cryostat 3 is arranged. By pulling out, the disconnector is automatically disconnected, and the cryostat 3 is mechanically disconnected from the power system.

引き出す方向と反対側に断路器があることにより、安全にクライオスタット3を系統回路から引き剥がすことが可能であるとともに、冷凍機ヘッドは引き出す側に位置するよう配置されているため、キュービクル2のドアを開けた側から作業性良く安全にメンテナンスを実施することが可能である。   Since the disconnector is provided on the side opposite to the pulling direction, the cryostat 3 can be safely peeled off from the system circuit, and the refrigerator head is disposed on the pulling side. Maintenance can be performed safely from the side where the door is opened with good workability.

限流待機状態(クライオスタット3への通電時の状態)を解除(バイパス側への切換え)しながら、系統回路を導通状態にし電力供給してメンテナンスを実施する必要のある系統も存在するが、その場合は、限流コイルの断路器を遮断する前に、バイパス回路で系統回路をバイパス導通させたのち、断路器を切り離すルーチンとして、雷等の事故電流の発生の心配のない気候時に、安全に冷凍機のメンテナンスを実施することが可能である。   While there is a system that needs to perform maintenance by releasing the current-limiting standby state (the state when the cryostat 3 is energized) (switching to the bypass side) and supplying power to the system circuit, In the case of a climate where there is no concern about the occurrence of an accident current such as lightning, as a routine to disconnect the disconnector, after bypassing the system circuit with a bypass circuit before disconnecting the disconnector of the current limiting coil, It is possible to carry out maintenance of the refrigerator.

本発明の一実施形態による超電導限流器を示す平面構成図。The plane block diagram which shows the superconducting fault current limiter by one Embodiment of this invention. 図1のA−A線断面図。AA sectional view taken on the line AA of FIG. クライオスタット内の超電導限流素子および冷凍機の配置構成を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the arrangement structure of the superconducting current limiting element in a cryostat and a refrigerator.

符号の説明Explanation of symbols

1 超電導限流器
2 キュービクル
3 クライオスタット
4 冷媒
5 超電導限流素子
6 極低温冷凍機
7 電流リード
8 コンプレッサ
9 遮断器
14 上面フランジ
18 断路器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Superconducting current limiter 2 Cubicle 3 Cryostat 4 Refrigerant 5 Superconducting current limiting element 6 Cryogenic refrigerator 7 Current lead 8 Compressor 9 Circuit breaker 14 Top flange 18 Disconnector

Claims (11)

冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子と前記極低温冷凍機とを、前記クライオスタット内の平面視で互いに占有部分が異なる領域に局在配置し
前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器。
A superconducting current limiter of a resistance type in which a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are disposed in a cryostat that contains a refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected between a plurality of power systems through current leads. The current limiting element and the cryogenic refrigerator are locally arranged in areas where the occupied portions are different from each other in plan view in the cryostat ,
A breaker is provided between the power system and the superconducting current limiting element, and the breaker and the cryostat are arranged at different positions in a plan view in a cubicle,
The compressor of the cryogenic refrigerator is provided outside the cryostat, and the compressor and the cryostat are arranged at different positions in plan view in the cubicle,
A superconducting fault current limiter , wherein a refrigerator head and a compressor of the cryogenic refrigerator are spaced apart from the circuit breaker in the cubicle space .
冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子と前記極低温冷凍機とを、前記クライオスタット内の平面視で中心に対して異なる片側領域に配置し
前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器。
A superconducting current limiter of a resistance type in which a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are disposed in a cryostat that contains a refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected between a plurality of power systems through current leads. The current limiting element and the cryogenic refrigerator are disposed in different one-side regions with respect to the center in plan view in the cryostat ,
A breaker is provided between the power system and the superconducting current limiting element, and the breaker and the cryostat are arranged at different positions in a plan view in a cubicle,
The compressor of the cryogenic refrigerator is provided outside the cryostat, and the compressor and the cryostat are arranged at different positions in plan view in the cubicle,
A superconducting fault current limiter , wherein a refrigerator head and a compressor of the cryogenic refrigerator are spaced apart from the circuit breaker in the cubicle space .
冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子と前記極低温冷凍機とを、前記クライオスタット内の平面視で2等分される領域に配置し
前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器。
A superconducting current limiter of a resistance type in which a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are disposed in a cryostat that contains a refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected between a plurality of power systems through current leads. The current limiting element and the cryogenic refrigerator are arranged in a region divided into two equal parts in a plan view in the cryostat ,
A breaker is provided between the power system and the superconducting current limiting element, and the breaker and the cryostat are arranged at different positions in a plan view in a cubicle,
The compressor of the cryogenic refrigerator is provided outside the cryostat, and the compressor and the cryostat are arranged at different positions in plan view in the cubicle,
A superconducting fault current limiter , wherein a refrigerator head and a compressor of the cryogenic refrigerator are spaced apart from the circuit breaker in the cubicle space .
冷媒を収容するクライオスタット内に超電導限流素子および極低温冷凍機を配置し、前記超電導限流素子を複数の電力系統間に電流リードを介して接続した抵抗型の超電導限流器において、前記超電導限流素子の平面視中心点と前記極低温冷凍機の平面視中心点とを、前記クライオスタット内の平面視で2等分される互いに反対側の領域に配置し
前記電力系統と前記超電導限流素子との間に遮断器を備え、この遮断器と前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記クライオスタットの外部に前記極低温冷凍機のコンプレッサを備え、このコンプレッサと前記クライオスタットとはキュービクル内の平面視で異なる位置に配置され、
前記キュービクルの空間内で、前記遮断機に対し、前記極低温冷凍機の冷凍機ヘッドおよびコンプレッサが離間配置されていることを特徴とする超電導限流器。
A superconducting current limiter of a resistance type in which a superconducting current limiting element and a cryogenic refrigerator are disposed in a cryostat that contains a refrigerant, and the superconducting current limiting element is connected between a plurality of power systems through current leads. The plan view center point of the current limiting element and the plan view center point of the cryogenic refrigerator are arranged in regions opposite to each other that are equally divided into two in plan view in the cryostat ,
A breaker is provided between the power system and the superconducting current limiting element, and the breaker and the cryostat are arranged at different positions in a plan view in a cubicle,
The compressor of the cryogenic refrigerator is provided outside the cryostat, and the compressor and the cryostat are arranged at different positions in plan view in the cubicle,
A superconducting fault current limiter , wherein a refrigerator head and a compressor of the cryogenic refrigerator are spaced apart from the circuit breaker in the cubicle space .
前記クライオスタットは上面が開口するクライオスタット本体と前記開口を塞ぐ蓋体とを備え、前記蓋体に前記超電導限流素子および前記極低温冷凍機が吊下されており、前記クライオスタット本体と前記蓋体とは締結具によって着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 The cryostat includes a cryostat main body whose upper surface is open and a lid that closes the opening, and the superconducting current limiting element and the cryogenic refrigerator are suspended from the lid, and the cryostat main body and the lid The superconducting fault current limiter according to any one of claims 1 to 4, wherein the two are detachably connected by a fastener. 前記遮断器は、前記クライオスタット内における前記極低温冷凍機の配置領域よりも前記超電導限流素子の配置領域側に近い配置とされていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 6. The circuit breaker according to any one of claims 1 to 5, wherein the circuit breaker is arranged closer to the arrangement region side of the superconducting current limiting element than the arrangement region of the cryogenic refrigerator in the cryostat. The superconducting fault current limiter according to claim 1. 前記断路器は、前記クライオスタット内における前記極低温冷凍機の配置領域よりも前記超電導限流素子の配置領域側に近い配置とされていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 The said disconnector is arrange | positioned near the arrangement | positioning area | region side of the said superconducting current limiting element rather than the arrangement | positioning area | region of the said cryogenic refrigerator in the said cryostat, Any of Claim 1-6 The superconducting fault current limiter according to claim 1. 前記クライオスタットの外部に前記電流リードの断路器を備え、この断路器は前記クライオスタットの位置をずらすことにより断接の切り替えができる構造であることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 The disconnector of the current lead is provided outside the cryostat, and the disconnector has a structure capable of switching connection / disconnection by shifting the position of the cryostat. The superconducting fault current limiter according to claim 1. 前記電力系統と前記超電導限流器とを接続する通電導体、および前記極低温冷凍機とこの冷凍機のコンプレッサとを接続する配管は、それぞれキュービクル内に配置され、かつ前記通電導体と前記配管とは、前記キュービクル内の空間内にて互いに非交差配置とされていることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 An energizing conductor that connects the power system and the superconducting fault current limiter, and a pipe that connects the cryogenic refrigerator and the compressor of the refrigerator, are each disposed in a cubicle, and the energizing conductor and the pipe The superconducting fault current limiter according to claim 1, wherein the superconducting fault current limiters are arranged in a non-intersecting arrangement within a space in the cubicle. 前記遮断器は、前記クライオスタットの上面より高い位置に設置されていることを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 The superconducting fault current limiter according to any one of claims 6 to 9 , wherein the circuit breaker is installed at a position higher than an upper surface of the cryostat . 前記クライオスタットは、限流動作により内部圧力が上昇して大気側の圧力より高くなっても、内部の蒸発した冷媒ガスが大気中に放出されることを阻止し得る密封構造としたことを特徴とする請求項から請求項10までのいずれか1項に記載の超電導限流器。 The cryostat is characterized by having a sealed structure capable of preventing the refrigerant gas evaporated inside from being released into the atmosphere even when the internal pressure increases due to the current limiting operation and becomes higher than the pressure on the atmosphere side. The superconducting fault current limiter according to any one of claims 1 to 10.
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