JPH04230911A - 超電導線 - Google Patents
超電導線Info
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- JPH04230911A JPH04230911A JP3120376A JP12037691A JPH04230911A JP H04230911 A JPH04230911 A JP H04230911A JP 3120376 A JP3120376 A JP 3120376A JP 12037691 A JP12037691 A JP 12037691A JP H04230911 A JPH04230911 A JP H04230911A
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- JP
- Japan
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- superconducting
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Classifications
-
- 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
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0128—Manufacture or treatment of composite superconductor filaments
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/884—Conductor
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/884—Conductor
- Y10S505/887—Conductor structure
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
【０００１】〔発明の目的〕
【０００２】
【産業上の利用分野】この発明は、商用周波数で用いる
超電導装置などにおいて使用される撚り線構造を有する
超電導線に関する。
超電導装置などにおいて使用される撚り線構造を有する
超電導線に関する。
【０００３】
【従来の技術】交流用超電導線としては、従来直径１μ
ｍ以下の超電導フィラメントを数万本有する極細多芯超
電導線が多く用いられている。このように超電導フィラ
メントの極細多芯化によって交流励磁における損失は低
減されたものの、素線自体が細線化されているために１
本の超電導素線の電流容量としては数１０Ａ程度となる
。
ｍ以下の超電導フィラメントを数万本有する極細多芯超
電導線が多く用いられている。このように超電導フィラ
メントの極細多芯化によって交流励磁における損失は低
減されたものの、素線自体が細線化されているために１
本の超電導素線の電流容量としては数１０Ａ程度となる
。
【０００４】上記の電流容量を大きくするために、従来
図６に断面を示すように超電導素線１〜７を撚り合わせ
た構造を有する超電導線が用いられている。また電流容
量を大きくするためにその超電導線をさらに撚り合わせ
ることが行なわれている。そのような超電導線としては
、Ｔ． Ｈａｍａｊｉｍａ， ”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ
ｔ ｏｆ ＫＡ−ｃｌａｓｓ Ｓｕｐｅｒ−ｃｏｎｄｕ
ｃｔｉｎｇ Ｃａｂｌｅｓ ｆｏｒ ＡＣ ｕｓｅ”，
１１ ｔｈ ＭａｇｎｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
６１０ （１９８９） に示されている。
図６に断面を示すように超電導素線１〜７を撚り合わせ
た構造を有する超電導線が用いられている。また電流容
量を大きくするためにその超電導線をさらに撚り合わせ
ることが行なわれている。そのような超電導線としては
、Ｔ． Ｈａｍａｊｉｍａ， ”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ
ｔ ｏｆ ＫＡ−ｃｌａｓｓ Ｓｕｐｅｒ−ｃｏｎｄｕ
ｃｔｉｎｇ Ｃａｂｌｅｓ ｆｏｒ ＡＣ ｕｓｅ”，
１１ ｔｈ ＭａｇｎｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
６１０ （１９８９） に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかして超電導線は、
極低温において電気抵抗が零となり、そのため撚線タイ
プの超電導線に外部電源から電流を供給すると、超電導
線を構成する各超電導素線の持つインダクタンス、およ
び各超電導素線と電源との接続抵抗によって電流の分流
の仕方が決定される。
極低温において電気抵抗が零となり、そのため撚線タイ
プの超電導線に外部電源から電流を供給すると、超電導
線を構成する各超電導素線の持つインダクタンス、およ
び各超電導素線と電源との接続抵抗によって電流の分流
の仕方が決定される。
【０００６】しかしながら例えば５０Ｈｚ，，６０Ｈｚ
といった商用周波数およびその周波数の交流電流を通電
する場合にはインダクタンスによる抵抗が支配的となり
、電流分流はインダクタンスのみによって決定される。 そのため前述の図６のような従来の超電導線に５０Ｈｚ
，６０Ｈｚという商用周波数およびそれ以上の周波数の
交流電流を通電すると、内側の超電導素線１と外側の超
電導素線２〜７との間のインダクタンスの違いにより電
流が各超電導素線に均一に流れないという問題点がある
。
といった商用周波数およびその周波数の交流電流を通電
する場合にはインダクタンスによる抵抗が支配的となり
、電流分流はインダクタンスのみによって決定される。 そのため前述の図６のような従来の超電導線に５０Ｈｚ
，６０Ｈｚという商用周波数およびそれ以上の周波数の
交流電流を通電すると、内側の超電導素線１と外側の超
電導素線２〜７との間のインダクタンスの違いにより電
流が各超電導素線に均一に流れないという問題点がある
。
【０００７】一方、多数の超電導素線を撚り合わせても
、或る特定の超電導素線のみに電流が集中し、その超電
導素線の臨界電流値を超えれば、超電導素線全体の持つ
能力よりも低い電流値において超電導線が超電導状態か
ら常電導状態へと転移することになる。そのため特に大
電流容量の交流用超電導線を実現することがきわめて難
かしかった。
、或る特定の超電導素線のみに電流が集中し、その超電
導素線の臨界電流値を超えれば、超電導素線全体の持つ
能力よりも低い電流値において超電導線が超電導状態か
ら常電導状態へと転移することになる。そのため特に大
電流容量の交流用超電導線を実現することがきわめて難
かしかった。
【０００８】この発明は上述した事情を考慮してなされ
たもので、商用周波数およびそれ以上の周波数の交流電
流を流す場合であっても、各超電導素線に均一に電流が
流れ、大容量化に対応することができる超電導線を提供
することを目的とする。 〔発明の構成〕
たもので、商用周波数およびそれ以上の周波数の交流電
流を流す場合であっても、各超電導素線に均一に電流が
流れ、大容量化に対応することができる超電導線を提供
することを目的とする。 〔発明の構成〕
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明では、複数本の超電導素線を撚り合わせた超電
導線において、内側の超電導素線を外側の超電導素線と
順次入れ替えて撚り合わせた超電導線を請求項１とし、
この超電導線を一つのサブ撚線とし、このサブ撚線を補
強用の芯線の周りに複数本撚り合わせ、各サブ撚線の内
側の超電導素線と外側の超電導素線との入れ替わる位置
が超電導線の長手方向において各々ずらした超電導線を
請求項２とするものである。
この発明では、複数本の超電導素線を撚り合わせた超電
導線において、内側の超電導素線を外側の超電導素線と
順次入れ替えて撚り合わせた超電導線を請求項１とし、
この超電導線を一つのサブ撚線とし、このサブ撚線を補
強用の芯線の周りに複数本撚り合わせ、各サブ撚線の内
側の超電導素線と外側の超電導素線との入れ替わる位置
が超電導線の長手方向において各々ずらした超電導線を
請求項２とするものである。
【００１０】
【作用】超電導線を構成している超電導素線が全長とし
てみると内側、外側の区別がなくなり、インダクタンス
は均一となる。そのため電流は各超電導素線に均一に流
れ、大容量化に対処することができる。
てみると内側、外側の区別がなくなり、インダクタンス
は均一となる。そのため電流は各超電導素線に均一に流
れ、大容量化に対処することができる。
【００１１】
【実施例】以下この発明の一実施例を図面によって説明
する。
する。
【００１２】図１（Ａ）〜（Ｇ）はこの発明における超
電導線１０の長手方向所要箇所における断面を示してい
る。超電導線１０は例えば７本の超電導素線１１〜１７
を順次撚り合せて形成したもので、超電導線１０は各超
電導素線１１〜１７のうちの１本が中央に位置し、その
周囲に他の６本の超電導素線が位置する構成で、内側の
超電導素線は外側の超電導素線と周期的に順次入れ替わ
るようになっている。
電導線１０の長手方向所要箇所における断面を示してい
る。超電導線１０は例えば７本の超電導素線１１〜１７
を順次撚り合せて形成したもので、超電導線１０は各超
電導素線１１〜１７のうちの１本が中央に位置し、その
周囲に他の６本の超電導素線が位置する構成で、内側の
超電導素線は外側の超電導素線と周期的に順次入れ替わ
るようになっている。
【００１３】超電導線１０を構成する超電導素線１１〜
１７は、１ｍｍφ以下の直径ｄで、例えば数ｋｍ〜数十
ｋｍの長さを有し、ＮｂＴｉやＮｂ３ Ｓｎを主な超電
導材料とする。図２にはＮｂＴｉを主な超電導材料とし
た直径０．１６５ｍｍφの超電導素線１８の例を示す。 この超電導素線１８は全体として３層構造を有し、中央
のコア部１８ｃに、ＣｕをＣｕＮｉ（Ｃｕ−１０ｗｔ％
Ｎｉ）で被覆した安定化銅１９を多数本配置してハニカ
ム状マトリックスを構成し、このマトリックスの外側の
中間層１８ｂにＮｂＴｉフィラメント２０を密に配置し
てフィラメント部を構成している。フィラメント部の外
側に位置するシース部１８ｃはＣｕＮｉ層とされている
。
１７は、１ｍｍφ以下の直径ｄで、例えば数ｋｍ〜数十
ｋｍの長さを有し、ＮｂＴｉやＮｂ３ Ｓｎを主な超電
導材料とする。図２にはＮｂＴｉを主な超電導材料とし
た直径０．１６５ｍｍφの超電導素線１８の例を示す。 この超電導素線１８は全体として３層構造を有し、中央
のコア部１８ｃに、ＣｕをＣｕＮｉ（Ｃｕ−１０ｗｔ％
Ｎｉ）で被覆した安定化銅１９を多数本配置してハニカ
ム状マトリックスを構成し、このマトリックスの外側の
中間層１８ｂにＮｂＴｉフィラメント２０を密に配置し
てフィラメント部を構成している。フィラメント部の外
側に位置するシース部１８ｃはＣｕＮｉ層とされている
。
【００１４】ＮｂＴｉフィラメント２０はＮｂＴｉをＣ
ｕとＣｕＮｉで被覆した３層構造であっても、ＮｂＴｉ
をＣｕＮｉで被覆した２層構造であってもよい。ＮｂＴ
ｉフィラメント２０のコア部分（ＮｂＴｉ）の径は例え
ば０．６３μｍφである。
ｕとＣｕＮｉで被覆した３層構造であっても、ＮｂＴｉ
をＣｕＮｉで被覆した２層構造であってもよい。ＮｂＴ
ｉフィラメント２０のコア部分（ＮｂＴｉ）の径は例え
ば０．６３μｍφである。
【００１５】この超電導素線１８（１１〜１７）は、中
央側のＣｕ／ＣｕＮｉの安定化銅１９とその外側のＮｂ
Ｔｉフィラメント２０とからなり、表面をＣｕＮｉ層１
８ｃで被覆したものであり、超電導素線１８には絶縁層
が設けられていない。
央側のＣｕ／ＣｕＮｉの安定化銅１９とその外側のＮｂ
Ｔｉフィラメント２０とからなり、表面をＣｕＮｉ層１
８ｃで被覆したものであり、超電導素線１８には絶縁層
が設けられていない。
【００１６】超電導線１０は、７本の超電導素線１１〜
１７が図１（Ａ）〜（Ｇ）に示すように順次撚り合せて
構成され、図１（Ａ）の断面においては中央に位置して
いた内側の超電導素線１１は長手方向に所要距離例えば
数ｃｍ撚られると図１（Ｂ）に示すように外側に位置し
ていた超電導素線１７と入れ替わり、外側に位置せしめ
られる。この入れ替えにより外側から中央に入って来た
超電導素線１７もさらに長手方向に所要距離撚られると
、図１（Ｃ）に示すように中央から外側に出され、代っ
て外側の超電導素線１６が中央に入ってくる。以下、中
央の超電導素線は図１（Ｃ）〜図１（Ｇ）に示すように
順次外側の超電導素線と時計方向廻りで周期的に入れ替
わりつつ撚られていき、図１（Ａ）の状態に戻り、以後
同様の手順で順に撚り合される。中央の超電導素線を外
側の超電導素線と反時計方向廻りに入れ替わるようにし
てもよい。
１７が図１（Ａ）〜（Ｇ）に示すように順次撚り合せて
構成され、図１（Ａ）の断面においては中央に位置して
いた内側の超電導素線１１は長手方向に所要距離例えば
数ｃｍ撚られると図１（Ｂ）に示すように外側に位置し
ていた超電導素線１７と入れ替わり、外側に位置せしめ
られる。この入れ替えにより外側から中央に入って来た
超電導素線１７もさらに長手方向に所要距離撚られると
、図１（Ｃ）に示すように中央から外側に出され、代っ
て外側の超電導素線１６が中央に入ってくる。以下、中
央の超電導素線は図１（Ｃ）〜図１（Ｇ）に示すように
順次外側の超電導素線と時計方向廻りで周期的に入れ替
わりつつ撚られていき、図１（Ａ）の状態に戻り、以後
同様の手順で順に撚り合される。中央の超電導素線を外
側の超電導素線と反時計方向廻りに入れ替わるようにし
てもよい。
【００１７】上記のように超電導素線１１〜１７の入れ
替えは、各超電導素線１１〜１７を供給する巻き治具Ｄ
１ 〜Ｄ７ の入れ替えによって行なうことができる。 図３に巻き治具Ｄ１ 〜Ｄ７ の配置関係の一例を示し
ている。 超電導素線１１と超電導素線１７とを入れ替える場所に
は、超電導素線１１が巻かれていてる巻き治具Ｄ１ と
超電導素線１７が巻かれている巻き治具Ｄ７ とを入れ
替えるようにする。また撚り合わせるには一つの巻き治
具（図３ではＤ１ ）を中心とし、他の素線の巻き治具
Ｄ２ 〜Ｄ７ を周囲に配置して回転させることにより
行なわれる。こうして得た超電導線１０は内側の超電導
素線と外側の超電導素線とが順次入れ替えられた入れ替
え素線構造となり、各超電導素線１１〜１７のインダク
タンスを一致させ、同じくすることができる。
替えは、各超電導素線１１〜１７を供給する巻き治具Ｄ
１ 〜Ｄ７ の入れ替えによって行なうことができる。 図３に巻き治具Ｄ１ 〜Ｄ７ の配置関係の一例を示し
ている。 超電導素線１１と超電導素線１７とを入れ替える場所に
は、超電導素線１１が巻かれていてる巻き治具Ｄ１ と
超電導素線１７が巻かれている巻き治具Ｄ７ とを入れ
替えるようにする。また撚り合わせるには一つの巻き治
具（図３ではＤ１ ）を中心とし、他の素線の巻き治具
Ｄ２ 〜Ｄ７ を周囲に配置して回転させることにより
行なわれる。こうして得た超電導線１０は内側の超電導
素線と外側の超電導素線とが順次入れ替えられた入れ替
え素線構造となり、各超電導素線１１〜１７のインダク
タンスを一致させ、同じくすることができる。
【００１８】図４はこの発明に係る超電導線の他の実施
例を示す断面図で、前述の超電導線１０を一つのサブ（
１次）撚線として複数本のサブ撚線を補強用芯線２１の
周りに撚り合わせるようにしたものである。この芯線２
１は、ステンレス鋼線２２の周面にポリイミド系の絶縁
物２３を被覆したものが用いられている。
例を示す断面図で、前述の超電導線１０を一つのサブ（
１次）撚線として複数本のサブ撚線を補強用芯線２１の
周りに撚り合わせるようにしたものである。この芯線２
１は、ステンレス鋼線２２の周面にポリイミド系の絶縁
物２３を被覆したものが用いられている。
【００１９】この実施例における１本のサブ撚線１０に
おける内側の超電導素線と外側の超電導素線との入れ替
え位置は、サブ撚線１０の長手方向に等間隔とされてい
る。そしてサブ撚線１０を芯線２１の周りに撚り合わせ
る際に、最初の箇所で各サブ撚線１０の内側と外側の超
電導素線の入れ替えの位置をずらすことにより、最終的
に得られる超電導線２４においても各サブ撚線１０の入
れ替えの位置が長手方向においてずれている。そのため
入れ替え位置における各サブ撚線１０の外形の変化への
影響は小さい。
おける内側の超電導素線と外側の超電導素線との入れ替
え位置は、サブ撚線１０の長手方向に等間隔とされてい
る。そしてサブ撚線１０を芯線２１の周りに撚り合わせ
る際に、最初の箇所で各サブ撚線１０の内側と外側の超
電導素線の入れ替えの位置をずらすことにより、最終的
に得られる超電導線２４においても各サブ撚線１０の入
れ替えの位置が長手方向においてずれている。そのため
入れ替え位置における各サブ撚線１０の外形の変化への
影響は小さい。
【００２０】この実施例によれば、１本のサブ撚線１０
内の電流の分布が均一であり、全体としての均一化がは
かられる。また中心に芯線２１が配置されていることに
より、超電導線２４の機械的強度を高めることができる
。
内の電流の分布が均一であり、全体としての均一化がは
かられる。また中心に芯線２１が配置されていることに
より、超電導線２４の機械的強度を高めることができる
。
【００２１】図５はこの発明に係る超電導線のさらに他
の実施例を示す断面図で、図４に示した超電導線２４を
サブ撚線（２次撚線）とし、さらに補強用の芯線２５の
周りに撚り合わせた超電導線２６である。この場合超電
導線２６の芯線２５もステンレス鋼線２７が用いられ、
その周面をポリイミド系の絶縁物２８で被覆されたもの
であり、交流通電時における損失の低減をはかっている
。
の実施例を示す断面図で、図４に示した超電導線２４を
サブ撚線（２次撚線）とし、さらに補強用の芯線２５の
周りに撚り合わせた超電導線２６である。この場合超電
導線２６の芯線２５もステンレス鋼線２７が用いられ、
その周面をポリイミド系の絶縁物２８で被覆されたもの
であり、交流通電時における損失の低減をはかっている
。
【００２２】この実施例の超電導線２６においても、サ
ブ撚線（一次撚線）１０内において電流を均一に分流さ
せ、またサブ撚線１０を対称に撚り合わせた２次撚線（
超電導線）２４においても均等に分流させることができ
る。
ブ撚線（一次撚線）１０内において電流を均一に分流さ
せ、またサブ撚線１０を対称に撚り合わせた２次撚線（
超電導線）２４においても均等に分流させることができ
る。
【００２３】なお、図５に示された超電導線をサブ撚線
（３次撚線）とし、さらに補強用の芯線の周囲に撚り合
せてより高次の超電導線を順次得るようにしてもよい。
（３次撚線）とし、さらに補強用の芯線の周囲に撚り合
せてより高次の超電導線を順次得るようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、超電導
線を構成する各素線に交流電流を均一に流すことができ
、大電流容量の交流用超電導線を提供することができる
。
線を構成する各素線に交流電流を均一に流すことができ
、大電流容量の交流用超電導線を提供することができる
。
【図１】（Ａ）〜（Ｇ）はこの発明の一実施例における
超電導線の超電導素線の入れ替え手順を示す各断面図。
超電導線の超電導素線の入れ替え手順を示す各断面図。
【図２】図１の超電導素線を構成する超電導素線の一例
を示す図。
を示す図。
【図３】図１の超電導線の撚り合わせ方を示す説明図。
【図４】この発明の他の実施例における超電導線の断面
図。
図。
【図５】この発明のさらに他の実施例における超電導線
の断面図。
の断面図。
【図６】従来の超電導線の断面図。
１０ 超電導線（サブ撚線）
１１〜１７ 素線
１８ 超電導素線
１８ａ コア部
１８ｂ フィラメント部
１８ｃ シース部
１９ 安定化銅
２０ ＮｂＴｉフィラメント
２１ 芯線
２４ 超電導線（２次撚線）
２５ 芯線
Ｄ１ 〜Ｄ７ 巻き治具
２６ 超電導線
Claims (2)
- 【請求項１】 複数本の超電導素線を撚り合わせた超
電導線において、内側の超電導素線を外側の超電導素線
と順次入れ替えて撚り合わせたことを特徴とする超電導
線。 - 【請求項２】 請求項１記載の超電導線を一つのサブ
撚線とし、このサブ撚線を補強用の芯線の周りに複数本
撚り合わせ、各サブ撚線の内側の素線と外側の素線との
入れ替わる位置が超電導線の長手方向において各々ずれ
ていることを特徴とする超電導線。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120376A JPH04230911A (ja) | 1990-06-13 | 1991-05-24 | 超電導線 |
| EP91109604A EP0461625B1 (en) | 1990-06-13 | 1991-06-12 | Superconducting wire |
| DE69130005T DE69130005T2 (de) | 1990-06-13 | 1991-06-12 | Supraleitender Draht |
| US07/714,616 US5200577A (en) | 1990-06-13 | 1991-06-13 | Superconducting wire |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-152594 | 1990-06-13 | ||
| JP15259490 | 1990-06-13 | ||
| JP3120376A JPH04230911A (ja) | 1990-06-13 | 1991-05-24 | 超電導線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04230911A true JPH04230911A (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=26457977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3120376A Pending JPH04230911A (ja) | 1990-06-13 | 1991-05-24 | 超電導線 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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