JPH01206834A - 超電導限流装置 - Google Patents
超電導限流装置Info
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- JPH01206834A JPH01206834A JP63028773A JP2877388A JPH01206834A JP H01206834 A JPH01206834 A JP H01206834A JP 63028773 A JP63028773 A JP 63028773A JP 2877388 A JP2877388 A JP 2877388A JP H01206834 A JPH01206834 A JP H01206834A
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- conductor
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Links
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 21
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
- H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F2006/001—Constructive details of inductive current limiters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は酸化物超電導材料を利用した超電導限流装置
に関する。
に関する。
（従来の技術）
超電導体の電力機器への応用に関しては比較的古くから
検討されており、最近では、交流用超電導線の開発と相
俟って、変圧器など交流電気機器への応用研究も進んで
いる。しかし、実用化には様々な技術的問題点がある。
検討されており、最近では、交流用超電導線の開発と相
俟って、変圧器など交流電気機器への応用研究も進んで
いる。しかし、実用化には様々な技術的問題点がある。
これは、従来のＮｂＴｉやＮｂ３Ｓｎのような液体ヘリ
ウムによる冷却を前提とした超電導材料を用いた機器が
極低温での冷凍という極限技術を必要とすることが、経
済性、信頼性の面で実用化の妨げとなっていたことが大
きな要因の一つである。
ウムによる冷却を前提とした超電導材料を用いた機器が
極低温での冷凍という極限技術を必要とすることが、経
済性、信頼性の面で実用化の妨げとなっていたことが大
きな要因の一つである。
ところが、最近酸化物系高温超電導体開発が急速に進み
、ＹＢａ２Ｃｕ、０７−ｘなど液体窒素温度で電気抵抗
零、完全反磁性という超電導体としての特性を示す物質
の発見が各所で報告されている。このような高温超電導
材を利用した場合、液体窒素を冷媒として使うことが出
来るので、冷媒自身のコスト低減は勿論、冷凍技術が格
段に容易になり、経済性のみならず、信頼性の高い機器
が得られることになり、超電導発電機のほか、超電導変
圧器、超電導送電線等電力機器への応用も急速に進むこ
とが期待される。
、ＹＢａ２Ｃｕ、０７−ｘなど液体窒素温度で電気抵抗
零、完全反磁性という超電導体としての特性を示す物質
の発見が各所で報告されている。このような高温超電導
材を利用した場合、液体窒素を冷媒として使うことが出
来るので、冷媒自身のコスト低減は勿論、冷凍技術が格
段に容易になり、経済性のみならず、信頼性の高い機器
が得られることになり、超電導発電機のほか、超電導変
圧器、超電導送電線等電力機器への応用も急速に進むこ
とが期待される。
特に限流装置としては、高温超電導の特性を生かすこと
ができ、現在多方面で研究が進められている。
ができ、現在多方面で研究が進められている。
しかしこのような高温超電導体を用いた限流装置には以
下のような問題点がある。
下のような問題点がある。
（発明が解決しようとする課題）
従来より考えられている高温超電導を用いた限流装置は
例えば第４図（ａ）、 （ｂ） 、 （ｃ）に示すよう
に定常状態における超電導下で流す必要のある電流に対
応した断面積を有し、かつクエンチした後高抵抗体とし
て必要な長さを有し、さらに定常時に臨界磁界に達しな
いように無誘導構成とする必要から角板状母材１ｂ上に
酸化物超電感体１ａをジグザグ状に配置した導体板１の
積層となっていた。この積層構造物を、第３図（ｃ）に
示すように、接地金属容器６内に設置していた。このよ
うな構成においては、クエンチの後、超電導体１ａが発
熱し、冷却材である液体窒素を気化させ絶縁耐力を低下
させることや事故復旧後、すみやかに超電導状態に復旧
することが困難であるなどの問題が生じていた。さらに
、気化して瞬間的に体積が千倍以上に膨張した多量の窒
素を処理することは非常に困難であった。
例えば第４図（ａ）、 （ｂ） 、 （ｃ）に示すよう
に定常状態における超電導下で流す必要のある電流に対
応した断面積を有し、かつクエンチした後高抵抗体とし
て必要な長さを有し、さらに定常時に臨界磁界に達しな
いように無誘導構成とする必要から角板状母材１ｂ上に
酸化物超電感体１ａをジグザグ状に配置した導体板１の
積層となっていた。この積層構造物を、第３図（ｃ）に
示すように、接地金属容器６内に設置していた。このよ
うな構成においては、クエンチの後、超電導体１ａが発
熱し、冷却材である液体窒素を気化させ絶縁耐力を低下
させることや事故復旧後、すみやかに超電導状態に復旧
することが困難であるなどの問題が生じていた。さらに
、気化して瞬間的に体積が千倍以上に膨張した多量の窒
素を処理することは非常に困難であった。
本発明はこの様な超電導限流装置の欠点を改良し、絶縁
特性が良く信頼性の高いかつ経済的な超電導限流装置を
得ることを目的とする。
特性が良く信頼性の高いかつ経済的な超電導限流装置を
得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記の問題点を解決するため本発明においては、超ｔ！
！導体による２個の電流路を並列に接続し、−方の電流
路が作る磁界は、他方の電流路による磁界に打ち消され
るように電流路を形成する。また、２個の電流路の断面
積を変えるかもしくは、超電導材料を異なるものとし、
クエンチの起こる電流値を異なった値とする。好ましく
は２系統の電流路は熱的に絶縁された２個の部屋に別々
に設置されるようにする。
！導体による２個の電流路を並列に接続し、−方の電流
路が作る磁界は、他方の電流路による磁界に打ち消され
るように電流路を形成する。また、２個の電流路の断面
積を変えるかもしくは、超電導材料を異なるものとし、
クエンチの起こる電流値を異なった値とする。好ましく
は２系統の電流路は熱的に絶縁された２個の部屋に別々
に設置されるようにする。
（作用）
上記のように構成されると、通常は、２個の電流路には
インダクタンスを最小とするように電流が流れるため、
全体としてインダクタンスを有しなくなる。過大な電流
が流れると２個の電流路の一方の超電導体が先にクエン
チし、高抵抗となるため電流は他方の電流路に殆ど流れ
るようになる。
インダクタンスを最小とするように電流が流れるため、
全体としてインダクタンスを有しなくなる。過大な電流
が流れると２個の電流路の一方の超電導体が先にクエン
チし、高抵抗となるため電流は他方の電流路に殆ど流れ
るようになる。
すると両市流路により磁界が打ち消されることがなくな
るため、全体として大きなインダクタンスを有するよう
になり、電流が制限される。このとき、インダクタンス
はエネルギーを敗色しないため、発熱は抑えられる。し
たがって、窒素の多量の気化を防止でき、絶縁特性が向
上し、また復旧もすみやかに実施できる。
るため、全体として大きなインダクタンスを有するよう
になり、電流が制限される。このとき、インダクタンス
はエネルギーを敗色しないため、発熱は抑えられる。し
たがって、窒素の多量の気化を防止でき、絶縁特性が向
上し、また復旧もすみやかに実施できる。
（実施例）
本発明の実施例を第１図（ａ） 、 （ｂ）及び第２図
を参照して説明する。第１図において、円筒状の母材ｔ
ｂ’に超電導体１ａ’を多数回巻いた導体板１′と。
を参照して説明する。第１図において、円筒状の母材ｔ
ｂ’に超電導体１ａ’を多数回巻いた導体板１′と。
径の小さい円筒状の母材１ｂ’に超電導体１ａ’を導体
板１′とは逆方向に同一回数だけ巻いた４体板ビ の２
種類の導体板を用意する。両心体板１′。
板１′とは逆方向に同一回数だけ巻いた４体板ビ の２
種類の導体板を用意する。両心体板１′。
１′ は第２図に示すように接続する。すなわち、導体
板１′の内部に導体板１＃を設置し、超電導体ｌａ’
およびｌａ’の端部はそれぞれ接続し、電気的には導体
板１′と１′の並列接続とし、２系統の電流路を形成す
る。導体板１′の内部には鉄芯７を設置する。ここで、
超電導体１ａ’は超電導体１ａ’に比較して断面積を大
きくとっておく。
板１′の内部に導体板１＃を設置し、超電導体ｌａ’
およびｌａ’の端部はそれぞれ接続し、電気的には導体
板１′と１′の並列接続とし、２系統の電流路を形成す
る。導体板１′の内部には鉄芯７を設置する。ここで、
超電導体１ａ’は超電導体１ａ’に比較して断面積を大
きくとっておく。
このような構成において、通常の運転電流に対して、超
電導体１８′、１ａ＃が超電導状態にあるときは、１８
′、１８′には等しい電流が流れ、互いの磁界を打ち消
すように作用するので全体的にみればインダクタンスの
ない回路になる。また、過大な事故電流が流れた場合、
まず、超電導体１ａ’がクエンチを起こし、高抵抗体と
なる。すると電流は超電導体１ａ’ に流れようとし、
電流分担が大きく異なるため、回路全体として大きなイ
ンダクタンスを有するようになり、電流が制限される。
電導体１８′、１ａ＃が超電導状態にあるときは、１８
′、１８′には等しい電流が流れ、互いの磁界を打ち消
すように作用するので全体的にみればインダクタンスの
ない回路になる。また、過大な事故電流が流れた場合、
まず、超電導体１ａ’がクエンチを起こし、高抵抗体と
なる。すると電流は超電導体１ａ’ に流れようとし、
電流分担が大きく異なるため、回路全体として大きなイ
ンダクタンスを有するようになり、電流が制限される。
このときインダクタンスはエネルギーを敗色せず発熱し
ないため、クエンチ後、超電導体が発熱することはない
。したがって、冷却媒体である液体窒素の気化の問題を
解決でき、しかも事故回復後、すみやかにもとの状態に
復旧できる超電導限流装置を提供することができる。
ないため、クエンチ後、超電導体が発熱することはない
。したがって、冷却媒体である液体窒素の気化の問題を
解決でき、しかも事故回復後、すみやかにもとの状態に
復旧できる超電導限流装置を提供することができる。
また、本発明は好ましくは第３図のごと〈実施するとよ
い。即ち常電導状態においては大きな抵抗値を示す超電
導体から構成された導体板の積層構造物３１′ と、常
電導状態においては、比較的小さな抵抗値を示す超電導
体から構成された導体板の積層構造物３１′ を、熱し
ゃへい板３７をへだてて別の部屋に設置し、両持層構造
物を並列に接続している。
い。即ち常電導状態においては大きな抵抗値を示す超電
導体から構成された導体板の積層構造物３１′ と、常
電導状態においては、比較的小さな抵抗値を示す超電導
体から構成された導体板の積層構造物３１′ を、熱し
ゃへい板３７をへだてて別の部屋に設置し、両持層構造
物を並列に接続している。
このように構成されたものにおいては、過電流により超
電導体がクエンチしたとき、殆どの電流は、積層構造物
３１′に流れるため、積層構造物３１′には大きな電流
が流れず、したがって温度上昇もわずかである。熱しゃ
へい板３７によって２つの部屋は区分されているので、
積層構造物１１の熱は、積層構造物１′の部屋には伝わ
らず、積層構造物１′の温度を上昇させることもない。
電導体がクエンチしたとき、殆どの電流は、積層構造物
３１′に流れるため、積層構造物３１′には大きな電流
が流れず、したがって温度上昇もわずかである。熱しゃ
へい板３７によって２つの部屋は区分されているので、
積層構造物１１の熱は、積層構造物１′の部屋には伝わ
らず、積層構造物１′の温度を上昇させることもない。
したがって、積層構造物１′は超電導状態への復帰はす
みやかに実施でき、限流装置全体としてすみやかに通常
の運転状態に復旧することができる６〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、クエンチ後の発
熱を抑え、冷却媒体の体積増大の問題を解決し、しかも
事故回復後、すみやかに通常の運転状態に復旧できる超
電導限流装置を得ることができる。
みやかに実施でき、限流装置全体としてすみやかに通常
の運転状態に復旧することができる６〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、クエンチ後の発
熱を抑え、冷却媒体の体積増大の問題を解決し、しかも
事故回復後、すみやかに通常の運転状態に復旧できる超
電導限流装置を得ることができる。
第１図、第２図は本発明の一実施例を示す斜視図、第３
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第４図（ａ）は
従来例を示す斜視図、同（ｂ）は正面図、同（ｃ）は横
断面図である。 １．１’、ビ・・・導体板 １ａ、 ｌａ’ 、 ｌ
ａ’・・・超電導体ｌｂ、 ｌｂ’ 、 １′・・・母
材 ２・・・冷却装置３・・・冷却媒体 ４・
・・ブッシング５・・・導体 ６・・・金属
容器７・・・鉄心 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 （α） 第１図 １′ 第２図 （α） Ｉｎ （ｂ） 第 ３ 図 第４図
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第４図（ａ）は
従来例を示す斜視図、同（ｂ）は正面図、同（ｃ）は横
断面図である。 １．１’、ビ・・・導体板 １ａ、 ｌａ’ 、 ｌ
ａ’・・・超電導体ｌｂ、 ｌｂ’ 、 １′・・・母
材 ２・・・冷却装置３・・・冷却媒体 ４・
・・ブッシング５・・・導体 ６・・・金属
容器７・・・鉄心 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 （α） 第１図 １′ 第２図 （α） Ｉｎ （ｂ） 第 ３ 図 第４図
Claims (1)
- ２系統の電流路を有し、一方の電流路により形成され
る磁界が他方の電流路により形成される磁界を打ち消す
ように構成されたことを特徴とする超電導限流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028773A JPH01206834A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 超電導限流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028773A JPH01206834A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 超電導限流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206834A true JPH01206834A (ja) | 1989-08-21 |
Family
ID=12257726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028773A Pending JPH01206834A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 超電導限流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01206834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996030990A1 (en) * | 1995-03-24 | 1996-10-03 | Oxford Instruments Plc | Current limiting device |
| US6236545B1 (en) | 1996-06-25 | 2001-05-22 | Oxford Instruments Plc | Current limiting device utilizing a superconductor |
| US6239957B1 (en) | 1996-10-10 | 2001-05-29 | Oxford Instruments (Uk) Ltd. | Current limiting device |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63028773A patent/JPH01206834A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996030990A1 (en) * | 1995-03-24 | 1996-10-03 | Oxford Instruments Plc | Current limiting device |
| US6043731A (en) * | 1995-03-24 | 2000-03-28 | Oxford Instruments Plc | Current limiting device |
| US6236545B1 (en) | 1996-06-25 | 2001-05-22 | Oxford Instruments Plc | Current limiting device utilizing a superconductor |
| US6239957B1 (en) | 1996-10-10 | 2001-05-29 | Oxford Instruments (Uk) Ltd. | Current limiting device |
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