JP5259377B2

JP5259377B2 - 超電導磁石装置

Info

Publication number: JP5259377B2
Application number: JP2008325481A
Authority: JP
Inventors: 耕一郎脇
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010147395A

Description

本発明は、超電導磁気浮上式鉄道用車両に搭載される超電導磁石に係り、特に、各種端子を接続可能とするパワーリード着脱装置と組み合わせることにより、励磁下における強制消磁用電気回路の健全性確認機能を有する超電導磁石装置に関するものである。

図２は従来の超電導磁石装置の構成を示す図である（下記特許文献１参照）。
この図において、１０１は台車の一方側に４個の超電導コイルが直列に接続された１位側超電導磁石、１０２は１位側超電導磁石１０１の一方の端子、１０３は１位側超電導磁石１０１のもう一方の端子、１０４−１，１０４−２は１位側超電導磁石１０１の主リード、１０５−１〜１０５−３は１位側超電導磁石１０１の補助リード、２０１は台車のもう一方側に４個の超電導コイルが直列に接続された２位側超電導磁石、２０２は２位側超電導磁石２０１の一方の端子、２０３は２位側超電導磁石２０１のもう一方の端子、２０４−１，２０４−２は２位側超電導磁石２０１の主リード、２０５−１〜２０５−３は２位側超電導磁石２０１の補助リード、３０１は２位側超電導磁石のもう一方の端子２０３と１位側超電導磁石のもう一方の端子１０３との間を接続する台車内渡り配線、３０２は２位側超電導磁石の一方の端子２０２に接続される第１パワーリード、３０３は１位側超電導磁石の一方の端子１０２に接続される第２パワーリード、３０４は第１パワーリード端子、３０５は第２パワーリード端子、４０１は第１，第２パワーリード端子３０４，３０５を接続可能なパワーリード（ＰＬ）着脱装置である。

なお、１位側及び２位側超電導磁石１０１，２０１の各部には、各超電導コイル１０１−１〜１０１−４，２０１−１〜２０１−４と、永久電流スイッチ（ＰＣＳ）１０１−５〜１０１−８，２０１−５〜２０１−８が接続され、これらの各超電導コイルと永久電流スイッチに並列に保護抵抗１０１−９〜１０１−１２，２０１−９〜２０１−１２が設けられている。

台車内パワーリード配線による超電導磁石の励消磁は、次の手順で行われている。
（１）パワーリード着脱装置４０１を第１及び第２パワーリード端子３０４，３０５に接続する。
（２）車両に搭載された１位側、２位側超電導磁石１０１，２０１と励磁電源装置（図示なし）で回路を構成する。

（３）遠方にある励磁電源装置からパワーリード着脱装置４０１を通して１位側、２位側超電導磁石１０１，２０１に電流を掃引する。
（４）パワーリード着脱装置４０１を第１及び第２パワーリード端子３０４，３０５から切り離す。
といった手順をとっている。

なお、これらの励消磁については、下記特許文献２などに詳細に説明されている。
従来、超電導磁石装置の強制消磁用電気回路の健全性確認は、図２に示すような構成の超電導磁石装置をパワーリード着脱装置４０１の仲介の下に励磁電源装置（図示なし）へ接続し、定格の１割程度の励磁を行った後に、超電導コイル毎に永久電流スイッチを開き、その際に発生する電圧を励磁電源装置の電圧計によって計測することにより、実施してきた。これは、超電導磁石が消磁された状態から開始する確認方法であり、超電導磁石の励磁下においても実施できるものではなかった。
特開２００４−１８６６０７号公報特開２０００−３１５６０６号公報

上記したような従来の超電導磁石装置の強制消磁用電気回路の健全性確認方法は、超電導磁石が消磁された状態で実施する方法であるため、超電導磁石を毎朝出庫前に励磁して毎晩入庫後に消磁する運用であれば、健全性確認を実施する機会が毎日ある。しかし、今後、常時励磁して必要に応じて消磁する運用に進展すると、上記した方法では健全性確認を実施する機会が著しく減少してしまう。

本発明は、上記状況に鑑みて、超電導磁石の励磁下においても強制消磁用電気回路の健全性確認が実施できるようにした超電導磁石装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導磁石装置において、超電導磁石に、パワーリードとその端子とは別個に、主リード健全性確認用配線（３０６）とその端子（３０９）、及び補助リード健全性確認用配線（３０７−１〜３０７−３，３０８−１〜３０８−３）とその端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）を設け、第１パワーリード端子（３０４）と第２パワーリード端子（３０５）に加えて前記主リード健全性確認用配線端子（３０９）及び補助リード健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）が並設された端子群を接続可能としたパワーリード着脱装置（４０１）と組み合わせることにより、励磁下における強制消磁用電気回路の健全性確認機能を有することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の超電導磁石装置において、２位側超電導磁石（２０１）の主リード（２０４−２）の健全性確認用配線を兼ねる１位側超電導磁石（１０１）の主リード（１０４−２）の健全性確認用配線（３０６）と、前記２位側超電導磁石（２０１）の補助リード（２０５−１〜２０５−３）の健全性確認用配線（３０７−１〜３０７−３）と、前記１位側超電導磁石（１０１）の補助リード（１０５−１〜１０５−３）の健全性確認用配線（３０８−１〜３０８−３）と、前記２位側超電導磁石（２０１）の主リード（２０４−２）の健全性確認用配線端子を兼ねる前記１位側超電導磁石（１０１）の主リード（１０４−２）の健全性確認用配線端子（３０９）と、前記２位側超電導磁石（２０１）の補助リード（２０５−１〜２０５−３）の健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３）と、前記１位側超電導磁石（１０１）の補助リード（１０５−１〜１０５−３）の健全性確認用配線端子（３１１−１〜３１１−３）と、第１パワーリード端子（３０４）と第２パワーリード端子（３０５）の他に、前記２位側超電導磁石（２０１）の主リード（２０４−２）の健全性確認用配線端子を兼ねる前記１位側超電導磁石（１０１）の主リード（１０４−２）の健全性確認用配線端子（３０９）や、前記２位側超電導磁石（２０１）の補助リード（２０５−１〜２０５−３）の健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３）や、前記１位側超電導磁石（１０１）の補助リード（１０５−１〜１０５−３）の健全性確認用配線端子（３１１−１〜３１１−３）が接続可能なパワーリード着脱装置（４０１）とを備え、前記パワーリード着脱装置（４０１）は、前記第１パワーリード端子（３０４）と前記第２パワーリード端子（３０５）と前記主リード健全性確認用配線端子（３０９）と前記補助リード健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）が並設された端子群に接続されることを特徴とする。

本発明によれば、超電導磁石の励磁下においても超電導磁石装置の強制消磁用電気回路の健全性確認が実施できるようになるので、超電導磁石を常時励磁して必要に応じて消磁する運用における健全性確認に適用することができる。

本発明の超電導磁石装置は、超電導磁石に、パワーリードとその端子とは別個に、主リード健全性確認用配線（３０６）とその端子（３０９）、及び補助リード健全性確認用配線（３０７−１〜３０７−３，３０８−１〜３０８−３）とその端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）を設け、第１パワーリード端子（３０４）と第２パワーリード端子（３０５）に加えて前記主リード健全性確認用配線端子（３０９）及び補助リード健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）が並設された端子群を接続可能としたパワーリード着脱装置（４０１）と組み合わせることにより、励磁下における強制消磁用電気回路の健全性確認機能を有する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す超電導磁石装置の構成を示す図である。なお、上記した従来の構成と同様の部分については同じ符号を付してそれらの説明は省略する。
ここで、３０６は１位側超電導磁石１０１の主リード１０４−２の健全性確認用配線（２位側超電導磁石２０１の主リード２０４−２の健全性確認用配線を兼ねる）、３０７−１〜３０７−３は２位側超電導磁石２０１の補助リード２０５−１〜２０５−３の健全性確認用配線、３０８−１〜３０８−３は１位側超電導磁石１０１の補助リード１０５−１〜１０５−３の健全性確認用配線、３０９は１位側超電導磁石１０１の主リード１０４−２の健全性確認用配線端子（２位側超電導磁石２０１の主リード２０４−２の健全性確認用配線端子を兼ねる）、３１０−１〜３１０−３は２位側超電導磁石２０１の補助リード２０５−１〜２０５−３の健全性確認用配線端子、３１１−１〜３１１−３は１位側超電導磁石１０１の補助リード１０５−１〜１０５−３の健全性確認用配線端子、４０１は第１パワーリード端子３０４と第２パワーリード端子３０５の他に、１位側超電導磁石の主リードの健全性確認用配線端子（２位側超電導磁石の主リードの健全性確認用配線端子を兼ねる）３０９や、２位側超電導磁石の補助リードの健全性確認用配線端子３１０−１〜３１０−３や、１位側超電導磁石の補助リードの健全性確認用配線端子３１１−１〜３１１−３が接続可能なパワーリード着脱装置である。

図１に示した超電導磁石装置は、従来の構成である図２の超電導磁石装置に対し、主リード健全性確認用配線３０６及びその端子３０９と、補助リード健全性確認用配線３０７−１〜３０７−３，３０８−１〜３０８−３及びその端子３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３を追加している。また、パワーリード着脱装置４０１は、第１パワーリード端子３０４と第２パワーリード端子３０５の他に、超電導磁石装置に追加した主リード健全性確認用配線端子３０９や補助リード健全性確認用配線端子３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３が接続可能となるように変更されている。

超電導磁石１０１，２０１の主リード１０４−１，１０４−２，２０４−１，２０４−２と補助リード１０５−１〜１０５−３，２０５−１〜２０５−３は、溶接された真空断熱容器である超電導磁石１０１，２０１の内部にあり、超電導磁石を励磁して励磁電源装置（図示なし）から切離した後に、ある超電導コイルに不具合が発生した場合に、その永久電流スイッチやこれに対向する永久電流スイッチを開き、不具合が発生した超電導コイルやこれに対向する超電導コイルを強制消磁するために使用する。また、超電導磁石１０１，２０１の主リード１０４−１，１０４−２，２０４−１，２０４−２と補助リード１０５−１〜１０５−３，２０５−１〜２０５−３は、低温に冷やされた超電導コイル１０１−１〜１０１−４，２０１−１〜２０１−４への熱侵入を抑えるため、細長い棒形状となっている。したがって、超電導磁石装置の強制消磁用電気回路において、超電導磁石１０１，２０１の主リード１０４−１，１０４−２，２０４−１，２０４−２と補助リード１０５−１〜１０５−３，２０５−１〜２０５−３が、走行時の振動に伴う断線に対して注意を払い、その健全性を確認すべき部位である。

図１に示す超電導磁石装置では、第１パワーリード端子３０４、第２パワーリード端子３０５、及び追加した主リード健全性確認用配線端子３０９や補助リード健全性確認用配線端子３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３と、それらの端子が接続可能なパワーリード着脱装置を使用し、ある超電導コイルに対して励磁電源装置（図示なし）を接続し、永久電流スイッチは閉じたままに励磁電源装置から定格の１割程度の通電を行い、その際に発生する電圧が励磁電源装置の電圧計によって有意に零と計測されれば、その超電導コイルの強制消磁用電気回路の健全性が確認できたことになる。これは、超電導磁石の励磁下においても実施できる健全性確認方法である。また、定格の１割程度の通電なので、追加する主リード健全性確認用配線３０６や補助リード健全性確認用配線３０７−１〜３０７−３，３０８−１〜３０８−３の容量は、台車内渡り配線３０１や第１パワーリード３０２や第２パワーリード３０３の容量の１割程度でよく、著しい重量の増大にはならない。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の超電導磁石装置は、超電導磁石を常時励磁して必要に応じて消磁する運用においても強制消磁用電気回路の健全性を確認することができる超電導磁石装置として利用可能である。

本発明の実施例を示す超電導磁石装置の構成図である。従来の超電導磁石装置の構成図である。

１０１１位側超電導磁石
１０１−１〜１０１−４，２０１−１〜２０１−４超電導コイル
１０１−５〜１０１−８，２０１−５〜２０１−８永久電流スイッチ（ＰＣＳ）
１０１−９〜１０１−１２，２０１−９〜２０１−１２保護抵抗
１０２，１０３１位側超電導磁石の端子
１０４−１，１０４−２１位側超電導磁石の主リード
１０５−１〜１０５−３１位側超電導磁石の補助リード
２０１２位側超電導磁石
２０２，２０３２位側超電導磁石の端子
２０４−１，２０４−２２位側超電導磁石の主リード
２０５−１〜２０５−３２位側超電導磁石の補助リード
３０１台車内渡り配線
３０２第１パワーリード
３０３第２パワーリード
３０４第１パワーリード端子
３０５第２パワーリード端子
３０６主リード健全性確認用配線
３０７−１〜３０７−３，３０８−１〜３０８−３補助リード健全性確認用配線
３０９主リード健全性確認用配線端子
３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３補助リード健全性確認用配線端子
４０１パワーリード（ＰＬ）着脱装置

Claims

超電導磁石に、パワーリードとその端子とは別個に、主リード健全性確認用配線（３０６）とその端子（３０９）、及び補助リード健全性確認用配線（３０７−１〜３０７−３，３０８−１〜３０８−３）とその端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）を設け、第１パワーリード端子（３０４）と第２パワーリード端子（３０５）に加えて前記主リード健全性確認用配線端子（３０９）及び補助リード健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）が並設された端子群を接続可能としたパワーリード着脱装置（４０１）と組み合わせることにより、励磁下における強制消磁用電気回路の健全性確認機能を有することを特徴とする超電導磁石装置。
請求項１記載の超電導磁石装置において、２位側超電導磁石（２０１）の主リード（２０４−２）の健全性確認用配線を兼ねる１位側超電導磁石（１０１）の主リード（１０４−２）の健全性確認用配線（３０６）と、前記２位側超電導磁石（２０１）の補助リード（２０５−１〜２０５−３）の健全性確認用配線（３０７−１〜３０７−３）と、前記１位側超電導磁石（１０１）の補助リード（１０５−１〜１０５−３）の健全性確認用配線（３０８−１〜３０８−３）と、前記２位側超電導磁石（２０１）の主リード（２０４−２）の健全性確認用配線端子を兼ねる前記１位側超電導磁石（１０１）の主リード（１０４−２）の健全性確認用配線端子（３０９）と、前記２位側超電導磁石（２０１）の補助リード（２０５−１〜２０５−３）の健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３）と、前記１位側超電導磁石（１０１）の補助リード（１０５−１〜１０５−３）の健全性確認用配線端子（３１１−１〜３１１−３）と、第１パワーリード端子（３０４）と第２パワーリード端子（３０５）の他に、前記２位側超電導磁石（２０１）の主リード（２０４−２）の健全性確認用配線端子を兼ねる前記１位側超電導磁石（１０１）の主リード（１０４−２）の健全性確認用配線端子（３０９）や、前記２位側超電導磁石（２０１）の補助リード（２０５−１〜２０５−３）の健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３）や、前記１位側超電導磁石（１０１）の補助リード（１０５−１〜１０５−３）の健全性確認用配線端子（３１１−１〜３１１−３）が接続可能なパワーリード着脱装置（４０１）とを備え、前記パワーリード着脱装置（４０１）は、前記第１パワーリード端子（３０４）と前記第２パワーリード端子（３０５）と前記主リード健全性確認用配線端子（３０９）と前記補助リード健全性確認用配線端子（３１０−１〜３１０−３，３１１−１〜３１１−３）が並設された端子群に接続されることを特徴とする超電導磁石装置。