JPH0226224A - 電流制限器 - Google Patents
電流制限器Info
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- JPH0226224A JPH0226224A JP63174251A JP17425188A JPH0226224A JP H0226224 A JPH0226224 A JP H0226224A JP 63174251 A JP63174251 A JP 63174251A JP 17425188 A JP17425188 A JP 17425188A JP H0226224 A JPH0226224 A JP H0226224A
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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
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
-
- 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）
本発明は電流を制限し、特に超電導状態において過電流
が流れたときの抵抗値の増大を利用した電流制限装置に
関する。
が流れたときの抵抗値の増大を利用した電流制限装置に
関する。
（従来の技術）
従来、電気機器に過電流が流れたときに、電気機器を過
電流から保護するためには過電流に対して時間の遅れが
なく、瞬時に過電流の流れを制限する必要がある。この
過電流を制限するための一例としては第８図に示すよう
な超電導体を利用した電流制限体１がある。この電流制
限体１は超電導材料を矩形波状に成形したものであり、
第９図に示すように電源２、遮断器３、線路インピーダ
ンス４、および負荷５の回路に直列に接続されている。
電流から保護するためには過電流に対して時間の遅れが
なく、瞬時に過電流の流れを制限する必要がある。この
過電流を制限するための一例としては第８図に示すよう
な超電導体を利用した電流制限体１がある。この電流制
限体１は超電導材料を矩形波状に成形したものであり、
第９図に示すように電源２、遮断器３、線路インピーダ
ンス４、および負荷５の回路に直列に接続されている。
このような回路構成において、電流ｉｏが電流制限体１
を通り負荷５に流れているときは、電流制限体１を超電
導状態にする。このように回路が正常なときの電流制限
体１に流れる電流値は、第１０図に示すように臨界電流
値Ｊ。１よりも小さい範囲にある。今、電流制限体１に
臨界電流Ｊｃｌが流れたとすると、電流制限体１はクエ
ンチを生じ、いわゆる急速に常電導に転移する。この時
、電流制限体１の抵抗が急激に固有抵抗値に増加し、こ
の高い抵抗値により電流制限体１を通して負荷５に流れ
る電流を制限する。このように電流制限体１にクエンチ
が生じたときの電流制限体１の抵抗値Ｒは、Ｒ−ρ （
１／Ａ）によって表される。
を通り負荷５に流れているときは、電流制限体１を超電
導状態にする。このように回路が正常なときの電流制限
体１に流れる電流値は、第１０図に示すように臨界電流
値Ｊ。１よりも小さい範囲にある。今、電流制限体１に
臨界電流Ｊｃｌが流れたとすると、電流制限体１はクエ
ンチを生じ、いわゆる急速に常電導に転移する。この時
、電流制限体１の抵抗が急激に固有抵抗値に増加し、こ
の高い抵抗値により電流制限体１を通して負荷５に流れ
る電流を制限する。このように電流制限体１にクエンチ
が生じたときの電流制限体１の抵抗値Ｒは、Ｒ−ρ （
１／Ａ）によって表される。
即ち、電流制限体１の抵抗値Ｒは、固有抵抗ρ。
（μΩ−ＣＩＩ＋）と電流制限体１の長さ１（ＣＨＩ）
の積に比例し、電流制限体１の断面積Ａ（ｃｊ）に反比
例するものである。
の積に比例し、電流制限体１の断面積Ａ（ｃｊ）に反比
例するものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記のように上式に基づいて十分な長さ１
（ｃｍ）を得るために電流制限体を矩形波状に形成した
が、超電導体のうち良く知られているＮｂ−Ｔｉ系の臨
界電流密度は、１〜３ （ｋＡ／ｄ）と非常に大きい反
面、常電導時の固有抵抗は２０〜５０（μΩ−（至））
と小さいために上記のように矩形波状に形成したもので
は、断面積Ａ（ｃｊ）が大きく、長さ（ｃｍ ）が十分
でないために超電導体がクエンチのときに十分に高い抵
抗値が得られない。高い抵抗値を得るために超電導体を
、さらに細く、そして長くしたコイル状のものが考えら
れるが、コイル状にするとインダクタンスを持つことに
なるので無駄な電力消費となり、クエンチのときにイン
ダクタンスがあると、インダクタンス分による遅れによ
って電流の制限が確実に行われない。また、クエンチの
ときは超電導体に高電圧がかかるので十分な耐電圧値を
得るためにコイル間の寸法を大きく取らなくてはならな
い問題点がある。
（ｃｍ）を得るために電流制限体を矩形波状に形成した
が、超電導体のうち良く知られているＮｂ−Ｔｉ系の臨
界電流密度は、１〜３ （ｋＡ／ｄ）と非常に大きい反
面、常電導時の固有抵抗は２０〜５０（μΩ−（至））
と小さいために上記のように矩形波状に形成したもので
は、断面積Ａ（ｃｊ）が大きく、長さ（ｃｍ ）が十分
でないために超電導体がクエンチのときに十分に高い抵
抗値が得られない。高い抵抗値を得るために超電導体を
、さらに細く、そして長くしたコイル状のものが考えら
れるが、コイル状にするとインダクタンスを持つことに
なるので無駄な電力消費となり、クエンチのときにイン
ダクタンスがあると、インダクタンス分による遅れによ
って電流の制限が確実に行われない。また、クエンチの
ときは超電導体に高電圧がかかるので十分な耐電圧値を
得るためにコイル間の寸法を大きく取らなくてはならな
い問題点がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、本願第１の発明はクエンチのときに電流を制限できる
ように十分な高抵抗値を得ることができ、かつ電流の制
限を確実に行なうことができ、正常なときはインダクタ
ンスによって無駄な電力消費を生じない電流制限器を提
供することであり、本願第２の発明は上記したものに加
えて、超電導コイル体を小形にできる電流制限器を提供
することを目的とする。
、本願第１の発明はクエンチのときに電流を制限できる
ように十分な高抵抗値を得ることができ、かつ電流の制
限を確実に行なうことができ、正常なときはインダクタ
ンスによって無駄な電力消費を生じない電流制限器を提
供することであり、本願第２の発明は上記したものに加
えて、超電導コイル体を小形にできる電流制限器を提供
することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本願第１の発明は、絶縁芯の
外周面の一方から他方へ巻回された第１超電導コイル、
この第１超電導コイルに重ねて第１超電導コイルの巻回
方向とは逆に巻回し、かつ臨界電流値を第１超電導コイ
ルとほぼ同一にした第２超電導コイルを有する超電導コ
イル体と、絶縁芯の両端面に対向して取付けられ、第１
超電導コイルおよび第２超電導コイルのそれぞれの両端
が固着された端子板とを備えたものであり、本願第２の
発明は、絶縁芯の外周面の一方から他方へ巻回された第
１超電導コイル、この第１超電導コイルに重ねて第１超
電導コイルの巻回方向とは逆に巻回し、かつ臨界電流値
を第１超電導コイルとほぼ同一にした第２超電導コイル
を有する超電導コイル体と、絶縁芯の両端面に対向して
取付けられ、第１超電導コイルおよび第２超電導コイル
のそれぞれの両端が固着された端子板と、この両方の端
子板にわたって取付けられ、超電導コイル体の外周面と
の間に真空室を形成する外周壁とを備えたものである。
外周面の一方から他方へ巻回された第１超電導コイル、
この第１超電導コイルに重ねて第１超電導コイルの巻回
方向とは逆に巻回し、かつ臨界電流値を第１超電導コイ
ルとほぼ同一にした第２超電導コイルを有する超電導コ
イル体と、絶縁芯の両端面に対向して取付けられ、第１
超電導コイルおよび第２超電導コイルのそれぞれの両端
が固着された端子板とを備えたものであり、本願第２の
発明は、絶縁芯の外周面の一方から他方へ巻回された第
１超電導コイル、この第１超電導コイルに重ねて第１超
電導コイルの巻回方向とは逆に巻回し、かつ臨界電流値
を第１超電導コイルとほぼ同一にした第２超電導コイル
を有する超電導コイル体と、絶縁芯の両端面に対向して
取付けられ、第１超電導コイルおよび第２超電導コイル
のそれぞれの両端が固着された端子板と、この両方の端
子板にわたって取付けられ、超電導コイル体の外周面と
の間に真空室を形成する外周壁とを備えたものである。
（作 用）
上記のような構成の本願第１の発明における電流制限器
では超電導状態にあるときに、第１超電導コイルと第２
超電導コイルには所定の電流が流れている。このとき第
１超電導コイルと第２超電導コイルに流れる電流に起因
するそれぞれの磁束は互いに打消し合う。今、第１超電
導コイルと第２超電導コイルに臨界電流値に等しいか、
またはそれ以上の過電流が流れると、第１超電導コイル
と第２超電導コイルはクエンチとなり、このとき生じた
高抵抗値によって第１超電導コイルおよび第２超電導コ
イルに流れる電流を制限する。本願第２の発明の電流制
限器は上記した請求項１の作用に加えて、第１超電導コ
イルおよび第２超電導コイルは常に真空に保たれる。
では超電導状態にあるときに、第１超電導コイルと第２
超電導コイルには所定の電流が流れている。このとき第
１超電導コイルと第２超電導コイルに流れる電流に起因
するそれぞれの磁束は互いに打消し合う。今、第１超電
導コイルと第２超電導コイルに臨界電流値に等しいか、
またはそれ以上の過電流が流れると、第１超電導コイル
と第２超電導コイルはクエンチとなり、このとき生じた
高抵抗値によって第１超電導コイルおよび第２超電導コ
イルに流れる電流を制限する。本願第２の発明の電流制
限器は上記した請求項１の作用に加えて、第１超電導コ
イルおよび第２超電導コイルは常に真空に保たれる。
（実施例）
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本願第１の発明における電流制限器の実施例を示し
ている。この電流制限器６について説明すると、まず、
絶縁芯としては碍子管７を使用する。この碍子管７の外
周面の一方から他方には第２図に示すように、第１超電
導コイル８が所定の間隔をおいて所定の巻数に巻回され
ている。
図は本願第１の発明における電流制限器の実施例を示し
ている。この電流制限器６について説明すると、まず、
絶縁芯としては碍子管７を使用する。この碍子管７の外
周面の一方から他方には第２図に示すように、第１超電
導コイル８が所定の間隔をおいて所定の巻数に巻回され
ている。
さらに第１超電導コイル８に重ねて第１超電導コイル８
の巻回方向とは逆方向に、同じ巻数の第２超電導コイル
９が巻回されている。このようにして超電導コイル体１
０が形成されている。上記した碍子管７の両端の開口部
には、挿入部１１と大径部１２からなり、かつ締付孔１
３を有する絶縁キャップ１４がはめ込まれている。大径
部１２および碍子管７の両端面の間には端子板１５が挟
持され、この端子板１５の互いに対向する側には碍子管
７の両端部がはまり込む状態に端子片１６が固着されて
いる。この端子片１６は碍子管７を囲む環状のものでも
よいし、碍子管７の外周面の複数箇所を保持するもので
あってもよい。上記した第１超電導コイル８と第２超電
導コイル９のそれぞれの両端は端子片１６に平行に固着
され、端子板１５に電気的に導通している。上記したそ
れぞれの絶縁キャップ１４の締付孔１３にはブッシング
１７が挿入され、このブッシング１７を通して一方の絶
縁キャップ１４から他方に締付ボルト１８が挿入されて
いる。それぞれの絶縁キャップ１４から突出た締付ボル
ト１８の両端部は取付板１９を挟んでナツト２０により
締付けられている。
の巻回方向とは逆方向に、同じ巻数の第２超電導コイル
９が巻回されている。このようにして超電導コイル体１
０が形成されている。上記した碍子管７の両端の開口部
には、挿入部１１と大径部１２からなり、かつ締付孔１
３を有する絶縁キャップ１４がはめ込まれている。大径
部１２および碍子管７の両端面の間には端子板１５が挟
持され、この端子板１５の互いに対向する側には碍子管
７の両端部がはまり込む状態に端子片１６が固着されて
いる。この端子片１６は碍子管７を囲む環状のものでも
よいし、碍子管７の外周面の複数箇所を保持するもので
あってもよい。上記した第１超電導コイル８と第２超電
導コイル９のそれぞれの両端は端子片１６に平行に固着
され、端子板１５に電気的に導通している。上記したそ
れぞれの絶縁キャップ１４の締付孔１３にはブッシング
１７が挿入され、このブッシング１７を通して一方の絶
縁キャップ１４から他方に締付ボルト１８が挿入されて
いる。それぞれの絶縁キャップ１４から突出た締付ボル
ト１８の両端部は取付板１９を挟んでナツト２０により
締付けられている。
一方の取付板１９と絶縁キャップ１４は係止ピン２１に
よって止められており、超電導コイル体１０が締付ボル
ト１８を中心に回転しないようにしている。なお、第１
超電導コイル８と第２超電導コイル９は同一素材で、し
かも同じ径であるから同一の臨界電流値を有するものと
なる。また、第１超電導コイル８と第２超電導コイル９
を巻回すときは互いに接触しても、離れていてもよい。
よって止められており、超電導コイル体１０が締付ボル
ト１８を中心に回転しないようにしている。なお、第１
超電導コイル８と第２超電導コイル９は同一素材で、し
かも同じ径であるから同一の臨界電流値を有するものと
なる。また、第１超電導コイル８と第２超電導コイル９
を巻回すときは互いに接触しても、離れていてもよい。
次に、第３図は本願第２の発明における電流制限器６の
実施例を示している。この電流制限器６は第１図に基づ
いて説明した実施例のものと同じ構成を有するので、そ
の箇所には同じ符号を付し詳細な説明は省略する。この
実施例の場合は上記した本願第１の発明の詳細な説明し
た絶縁キャップの代わりに導体キャップ１４ａを使用す
る。
実施例を示している。この電流制限器６は第１図に基づ
いて説明した実施例のものと同じ構成を有するので、そ
の箇所には同じ符号を付し詳細な説明は省略する。この
実施例の場合は上記した本願第１の発明の詳細な説明し
た絶縁キャップの代わりに導体キャップ１４ａを使用す
る。
この導体キャップ１４ａの大径部１２は超電導コイル体
１０の外径よりも大きく形成され、挿入部１１は碍子管
７の両方の開口部に挿入されている。
１０の外径よりも大きく形成され、挿入部１１は碍子管
７の両方の開口部に挿入されている。
大径部１２のそれぞれの外周端の一方から他方には、超
電導コイル体１０の外周部と間隔をおいて外周壁２２が
取付けられている。この外周壁２２の取付けについて説
明すると、外周壁２２の端面には外周壁２２よりも薄い
シール部材２３の周縁が環状に固着され、このシール部
材２３の他の周縁を大径部１２に環状に固着することに
よって取付けられる。このようにして超電導コイル体１
０の外周面と外周壁２２との間には真空室２４が形成さ
れる。上記の導体キャップ１４ａには第１超電導コイル
８と第２超電導コイル９のそれぞれの両端が平行に固着
されている。シール部材２３と外周壁２２が異なった厚
さに形成されている理由は、シール部材２３と外周壁２
２とが受ける変位を異なったものとすることによって大
径部１２と外周壁２２との間の破壊を防止するためであ
る。
電導コイル体１０の外周部と間隔をおいて外周壁２２が
取付けられている。この外周壁２２の取付けについて説
明すると、外周壁２２の端面には外周壁２２よりも薄い
シール部材２３の周縁が環状に固着され、このシール部
材２３の他の周縁を大径部１２に環状に固着することに
よって取付けられる。このようにして超電導コイル体１
０の外周面と外周壁２２との間には真空室２４が形成さ
れる。上記の導体キャップ１４ａには第１超電導コイル
８と第２超電導コイル９のそれぞれの両端が平行に固着
されている。シール部材２３と外周壁２２が異なった厚
さに形成されている理由は、シール部材２３と外周壁２
２とが受ける変位を異なったものとすることによって大
径部１２と外周壁２２との間の破壊を防止するためであ
る。
上記したそれぞれの導体キャップ１４ａの中心にはねじ
孔２５が形成され、このねじ孔２５に他の導体が接続さ
れる。
孔２５が形成され、このねじ孔２５に他の導体が接続さ
れる。
上記のような構成の電流制限器６を使用した動作例を第
４図ないし第７図に基づいて説明する。
４図ないし第７図に基づいて説明する。
第４図は従来の技術の項で説明した回路構成と同じであ
るから、同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
るから、同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
まず、第４図に示す回路において、この回路が正常に動
作しているときは所定の電流ｉ。が電流制限器６を通し
て負荷５に流れる。この電流ｉ。
作しているときは所定の電流ｉ。が電流制限器６を通し
て負荷５に流れる。この電流ｉ。
は電圧Ｅと全インピーダンスＺによって決まる。
この全インピーダンスＺは電流制限器６のインピーダン
ス２１線路インピーダンスＺ１１およびＣ 負荷インピーダンスＺＬの和である。この時、電流制限
器６は超電導状態にあり、電流ｉ。は臨界電流Ｊ より
も低い範囲の値である。電流ｉ。はＩ 第１超電導コイル８と第２超電導コイル９にそれぞれ電
流ｉ および電流ｉＬ２として分流される。
ス２１線路インピーダンスＺ１１およびＣ 負荷インピーダンスＺＬの和である。この時、電流制限
器６は超電導状態にあり、電流ｉ。は臨界電流Ｊ より
も低い範囲の値である。電流ｉ。はＩ 第１超電導コイル８と第２超電導コイル９にそれぞれ電
流ｉ および電流ｉＬ２として分流される。
Ｌ
それぞれの電流ｉ および電流は２は、第１超電ｌ
導コイル８および第２超電導コイル９の巻数が同じて、
鎖交磁束数も同じで、かつ互いに重ねて巻回されている
ので近似した値である。第１超電導コイル８と第２超電
導コイル９には電流’ＬｌおよびｉＬ２に基づいて互い
に逆方向で、かつほぼ同じ強度の起磁力が作用し、この
起磁力に応じてほぼ同じ値の磁束φ およびφ２を生ず
る。しかし、それぞれの磁束φ およびφ２は逆方向な
ので互■ いに打消しあい、第１超電導コイル８と第２超電導コイ
ル９のそれぞれのインダクタンスは漏れ磁束分程度によ
る極めて小さいものとなる。したがって、電流制限器６
は第５図に示すように漏れ磁束分によるインダクタンス
をＬとすると、抵抗分が零でリアクタンス分は微小のω
Ｌ／２となるので、電圧降下を生ずることはない。この
時の状態を第７図（ａ）および（ｂ）の「正常動作時」
に示している。即ち、電流制限器６のインピーダンスｚ
１線路インピーダンスＺ１、および負荷イｅ ンビーダンスＺＬ （図示省略）に基づいて電流ｉ が
決まり、この電流ｉｏが第１超電導コイル８および第２
超電導コイル９によって電圧降下を受けることなく負荷
５に供給される。
鎖交磁束数も同じで、かつ互いに重ねて巻回されている
ので近似した値である。第１超電導コイル８と第２超電
導コイル９には電流’ＬｌおよびｉＬ２に基づいて互い
に逆方向で、かつほぼ同じ強度の起磁力が作用し、この
起磁力に応じてほぼ同じ値の磁束φ およびφ２を生ず
る。しかし、それぞれの磁束φ およびφ２は逆方向な
ので互■ いに打消しあい、第１超電導コイル８と第２超電導コイ
ル９のそれぞれのインダクタンスは漏れ磁束分程度によ
る極めて小さいものとなる。したがって、電流制限器６
は第５図に示すように漏れ磁束分によるインダクタンス
をＬとすると、抵抗分が零でリアクタンス分は微小のω
Ｌ／２となるので、電圧降下を生ずることはない。この
時の状態を第７図（ａ）および（ｂ）の「正常動作時」
に示している。即ち、電流制限器６のインピーダンスｚ
１線路インピーダンスＺ１、および負荷イｅ ンビーダンスＺＬ （図示省略）に基づいて電流ｉ が
決まり、この電流ｉｏが第１超電導コイル８および第２
超電導コイル９によって電圧降下を受けることなく負荷
５に供給される。
次に、負荷５に短絡が生じたときの状態を第７図（ａ）
および（ｂ）に示された「クエンチ時」に基づいて説明
する。回路に短絡が生ずると、Ｅ／Ｚ によって与えら
れる短絡電流１ｒが流れる。
および（ｂ）に示された「クエンチ時」に基づいて説明
する。回路に短絡が生ずると、Ｅ／Ｚ によって与えら
れる短絡電流１ｒが流れる。
しかし、この短絡電流１ｒが臨界電流Ｊ。１を越えた瞬
間に、第１超電導コイル８および第２超電導コイル９は
クエンチとなる。即ち、第１超電導コイル８および第２
超電導コイル９は常電導状態となるとともに第１超電導
コイル８および第２超電導コイル９のそれぞれの抵抗は
抵抗値Ｒに急速に高くなる。この抵抗値Ｒは上記したよ
うに第１超電導コイル８および第２超電導コイル９の固
有抵抗ρ（μΩ−ｃｏｄ）と長さ１（ｃｏ＋）の積に比
例し、断面積Ａ （ｃシ）に反比例する値である。抵抗
が抵抗値Ｒに急速に高くなることによって、電流制限器
６のインピーダンスＺ ′が高くなる。
間に、第１超電導コイル８および第２超電導コイル９は
クエンチとなる。即ち、第１超電導コイル８および第２
超電導コイル９は常電導状態となるとともに第１超電導
コイル８および第２超電導コイル９のそれぞれの抵抗は
抵抗値Ｒに急速に高くなる。この抵抗値Ｒは上記したよ
うに第１超電導コイル８および第２超電導コイル９の固
有抵抗ρ（μΩ−ｃｏｄ）と長さ１（ｃｏ＋）の積に比
例し、断面積Ａ （ｃシ）に反比例する値である。抵抗
が抵抗値Ｒに急速に高くなることによって、電流制限器
６のインピーダンスＺ ′が高くなる。
Ｓに
の状態の等価回路を第６図に示している。この等価回路
について説明すると、急速に高くなったそれぞれの抵抗
値Ｒに応じて第１超電導コイル８および第２超電導コイ
ル９のインピーダンスＺ ′は極めて大きなインピーダ
ンス Ｃ ＾Ｆ１；吉フ”デー−＋Ｒ２／２となる。この時、増加
した抵抗値Ｒに基づいて第１超電導コイル８および第２
超電導コイル９に流れる電流は第７図（ａ）に示すよう
に電流ｉ およびｉＴ２のように臨界電流Ｊｃ１に近い
値に制限される。なお、短絡電流１ｆが第１超電導コイ
ル８および第２超電導コイル９に分流したときにそれぞ
れの磁束は打消し合うが、インダクタンスＬ′はこのと
きに生ずるわずかな漏れ磁束分によるものである。した
がって、インダクタンスＬ′は極めて小さいものとなる
ので、時定数が極めて小さくなり、急速に増加した抵抗
値Ｒによって第１超電導コイル８および第２超電導コイ
ル９に流れる電流を時間の遅れかないように電流ｉ お
よびｉＴ２に制限する。
について説明すると、急速に高くなったそれぞれの抵抗
値Ｒに応じて第１超電導コイル８および第２超電導コイ
ル９のインピーダンスＺ ′は極めて大きなインピーダ
ンス Ｃ ＾Ｆ１；吉フ”デー−＋Ｒ２／２となる。この時、増加
した抵抗値Ｒに基づいて第１超電導コイル８および第２
超電導コイル９に流れる電流は第７図（ａ）に示すよう
に電流ｉ およびｉＴ２のように臨界電流Ｊｃ１に近い
値に制限される。なお、短絡電流１ｆが第１超電導コイ
ル８および第２超電導コイル９に分流したときにそれぞ
れの磁束は打消し合うが、インダクタンスＬ′はこのと
きに生ずるわずかな漏れ磁束分によるものである。した
がって、インダクタンスＬ′は極めて小さいものとなる
ので、時定数が極めて小さくなり、急速に増加した抵抗
値Ｒによって第１超電導コイル８および第２超電導コイ
ル９に流れる電流を時間の遅れかないように電流ｉ お
よびｉＴ２に制限する。
第３図に示す本願箱２の発明の電流制限器６の場合は第
１超電導コイル８および第２超電導コイル９が真空に保
たれている。クエンチが生じたときは第１超電導コイル
８と第２超電導コイル９に高電圧がかかるが、第１超電
導コイル８と第２超電導コイル９は真空中にあるので、
空気中でクエンチが生じたときよりも高電圧に対する耐
電圧値が高くなる。
１超電導コイル８および第２超電導コイル９が真空に保
たれている。クエンチが生じたときは第１超電導コイル
８と第２超電導コイル９に高電圧がかかるが、第１超電
導コイル８と第２超電導コイル９は真空中にあるので、
空気中でクエンチが生じたときよりも高電圧に対する耐
電圧値が高くなる。
上記のような構成の電流制限器６では第１超電導コイル
８および第２超電導コイル９のそれぞれの素材、巻数、
および線径を選択することによってクエンチ時のインピ
ーダンスＺ ′および電流５ｅ ｉＴｌ、ｉＴ２を自由に選択できるので広範囲にわたる
電流の制限ができ、また、正常時にはインダクタンスＬ
を極めて小さくでき、かつインピーダンスＺ を広範囲
に設定できるので無接点スイッチＣ の実現が可能となる。
８および第２超電導コイル９のそれぞれの素材、巻数、
および線径を選択することによってクエンチ時のインピ
ーダンスＺ ′および電流５ｅ ｉＴｌ、ｉＴ２を自由に選択できるので広範囲にわたる
電流の制限ができ、また、正常時にはインダクタンスＬ
を極めて小さくでき、かつインピーダンスＺ を広範囲
に設定できるので無接点スイッチＣ の実現が可能となる。
なお、上記した再実施例では絶縁芯として碍子管７を使
用したが耐熱性を有する他の絶縁材料でもよい。
用したが耐熱性を有する他の絶縁材料でもよい。
以上述べたことから本願第１の発明の電流制限器では第
１超電導コイルおよび第２超電導コイルを絶縁芯に巻回
したことによって長い超電導体が形成できたのでクエン
チのときに第１超電導コイルおよび第２超電導コイルに
生ずる抵抗を電流を確実に制限できるように十分高くす
ることができ、第１超電導コイルおよび第２超電導コイ
ルは重ねて互いに逆方向に、かつそれぞれの臨界電流値
をほぼ同一にして巻回すことによって第１超電導コイル
および第２超電導コイルのそれぞれに生ずる磁束は打消
し合うので、正常なときはインダクタンス分による無駄
な電力の消費を避けることができ、クエンチのときも同
じようにインダクタンス分は小さいので時定数が小さく
なり、電流の制限を時間の遅れを生ずることなく確実に
行なうことができ、本願第２の発明の電流制限器は第１
超電導コイルと第２超電導コイルを真空に保つことによ
ってクエンチのときに第１超電導コイルと第２超電導コ
イルにかかる高電圧に対する耐電圧値を高くすることが
できるので、絶縁芯に巻回す第１超電導コイルと第２超
電導コイルの巻線間隔を小さくでき、この結果、超電導
コイル体を小形にすることができる。
１超電導コイルおよび第２超電導コイルを絶縁芯に巻回
したことによって長い超電導体が形成できたのでクエン
チのときに第１超電導コイルおよび第２超電導コイルに
生ずる抵抗を電流を確実に制限できるように十分高くす
ることができ、第１超電導コイルおよび第２超電導コイ
ルは重ねて互いに逆方向に、かつそれぞれの臨界電流値
をほぼ同一にして巻回すことによって第１超電導コイル
および第２超電導コイルのそれぞれに生ずる磁束は打消
し合うので、正常なときはインダクタンス分による無駄
な電力の消費を避けることができ、クエンチのときも同
じようにインダクタンス分は小さいので時定数が小さく
なり、電流の制限を時間の遅れを生ずることなく確実に
行なうことができ、本願第２の発明の電流制限器は第１
超電導コイルと第２超電導コイルを真空に保つことによ
ってクエンチのときに第１超電導コイルと第２超電導コ
イルにかかる高電圧に対する耐電圧値を高くすることが
できるので、絶縁芯に巻回す第１超電導コイルと第２超
電導コイルの巻線間隔を小さくでき、この結果、超電導
コイル体を小形にすることができる。
第１図は本願第１の発明の電流制限器を示す断面図、第
２図は超電導コイル体を示す斜視図、第３図は本願第２
の発明の電流制限器を示す断面図、第４図は電流制限器
の使用例を示す回路図、第５図は電流制限器の正常なと
きの状態を示す等価回路図、第６図は電流制限器のクエ
ンチのときの状態を示す等価回路図、第７図は電流制限
器の正常時とクエンチ時の状態を示すグラフ、第８図は
従来の電流制限体を示す斜視図、第９図は従来の電流制
限体の使用例を示す回路図、第１０図は超電導体の臨界
電流と固有抵抗との関係を示すグラフである。 ６・・・電流制限器、７・・・絶縁芯（碍子管）、８・
・・第１超電導コイル、９・・・第２超電導コイル、１
０・・・超電導コイル体、１４ａ・・・導体キャップ、
１５・・・端子板、２２・・・外周壁、２４・・・真空
室。 晃１ 図
２図は超電導コイル体を示す斜視図、第３図は本願第２
の発明の電流制限器を示す断面図、第４図は電流制限器
の使用例を示す回路図、第５図は電流制限器の正常なと
きの状態を示す等価回路図、第６図は電流制限器のクエ
ンチのときの状態を示す等価回路図、第７図は電流制限
器の正常時とクエンチ時の状態を示すグラフ、第８図は
従来の電流制限体を示す斜視図、第９図は従来の電流制
限体の使用例を示す回路図、第１０図は超電導体の臨界
電流と固有抵抗との関係を示すグラフである。 ６・・・電流制限器、７・・・絶縁芯（碍子管）、８・
・・第１超電導コイル、９・・・第２超電導コイル、１
０・・・超電導コイル体、１４ａ・・・導体キャップ、
１５・・・端子板、２２・・・外周壁、２４・・・真空
室。 晃１ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁芯の外周面の一方から他方へ巻回された第１超
電導コイル、この第１超電導コイルに重ねて前記第１超
電導コイルの巻回方向とは逆に巻回し、かつ臨界電流値
を前記第１超電導コイルとほぼ同一にした第２超電導コ
イルを有する超電導コイル体と、前記絶縁芯の両端面に
対向して取付けられ、前記第１超電導コイルおよび第２
超電導コイルのそれぞれの両端が固着された端子板とを
備えたことを特徴とする電流制限器。 ２、絶縁芯の外周面の一方から他方へ巻回された第１超
電導コイル、この第１超電導コイルに重ねて前記第１超
電導コイルの巻回方向とは逆に巻回し、かつ臨界電流値
を前記第１超電導コイルとほぼ同一にした第２超電導コ
イルを有する超電導コイル体と、前記絶縁芯の両端面に
対向して取付けられ、前記第１超電導コイルおよび第２
超電導コイルのそれぞれの両端が固着された端子板と、
この両方の端子板にわたって取付けられ、前記超電導コ
イル体の外周面との間に真空室を形成する外周壁とを備
えたことを特徴とする電流制限器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174251A JP2935235B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 電流制限器 |
| EP89112845A EP0350916B1 (en) | 1988-07-13 | 1989-07-13 | Superconducting switch and current limiter using such a switch |
| US07/379,117 US5021914A (en) | 1988-07-13 | 1989-07-13 | Superconducting switch and current limiter using such a switch |
| DE68912431T DE68912431T2 (de) | 1988-07-13 | 1989-07-13 | Supraleitender Schalter und Strombegrenzer unter Verwendung eines solchen Schalters. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174251A JP2935235B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 電流制限器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226224A true JPH0226224A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2935235B2 JP2935235B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=15975360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63174251A Expired - Fee Related JP2935235B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 電流制限器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2935235B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6397032B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus including a developer bearing member having multiple layers |
| CN103928214A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-16 | 中国科学院电工研究所 | 一种应用于限流器的双柱双分裂电抗器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55166924A (en) * | 1979-05-24 | 1980-12-26 | Censor Patent Versuch | Method and apparatus for projecting and printing mask on fabricated article |
| JPS5610195A (en) * | 1979-07-04 | 1981-02-02 | Bayer Ag | Penicillanic acidd1*11dioxide |
| JPS5788901U (ja) * | 1980-11-20 | 1982-06-01 | ||
| JPS57124102U (ja) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | ||
| JPS6016081A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Nec Corp | 動画像信号の符号化・復号化方式とその装置 |
| JPS61176199A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | 株式会社東芝 | Ｍｒｉ装置 |
| JPS6327004A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導電磁石装置 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63174251A patent/JP2935235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55166924A (en) * | 1979-05-24 | 1980-12-26 | Censor Patent Versuch | Method and apparatus for projecting and printing mask on fabricated article |
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| JPS6016081A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Nec Corp | 動画像信号の符号化・復号化方式とその装置 |
| JPS61176199A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | 株式会社東芝 | Ｍｒｉ装置 |
| JPS6327004A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導電磁石装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6397032B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus including a developer bearing member having multiple layers |
| CN103928214A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-16 | 中国科学院电工研究所 | 一种应用于限流器的双柱双分裂电抗器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2935235B2 (ja) | 1999-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |