JPH05114515A - 高温超電導電流リード - Google Patents
高温超電導電流リードInfo
- Publication number
- JPH05114515A JPH05114515A JP30409591A JP30409591A JPH05114515A JP H05114515 A JPH05114515 A JP H05114515A JP 30409591 A JP30409591 A JP 30409591A JP 30409591 A JP30409591 A JP 30409591A JP H05114515 A JPH05114515 A JP H05114515A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- superconductor
- sus
- lead
- current lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 並列接続した酸化物超電導体で構成される電
流リードにおいて、各超電導体を流れる電流の分流比を
制御し、総電流量を増大させる。 【構成】 超電導体１の高温側端にＳＵＳ線２を介して
金属製リード６と接続する。ＳＵＳ線２と超電導体１は
７７Ｋ程度のシールド３内におかれる。ＳＵＳ線２の抵
抗値は一定で、接触抵抗がばらついても、無視すること
ができるものとなる。分流比はＳＵＳ線２の抵抗値で決
定し、各超電導体１に流入する電流値は等しくなる。Ｓ
ＵＳ線部２は抵抗が大きいため、発熱量が増えるが、シ
ールド部３をサーマルアンカーとすることにより超電導
体１への熱侵入を防ぐ。
流リードにおいて、各超電導体を流れる電流の分流比を
制御し、総電流量を増大させる。 【構成】 超電導体１の高温側端にＳＵＳ線２を介して
金属製リード６と接続する。ＳＵＳ線２と超電導体１は
７７Ｋ程度のシールド３内におかれる。ＳＵＳ線２の抵
抗値は一定で、接触抵抗がばらついても、無視すること
ができるものとなる。分流比はＳＵＳ線２の抵抗値で決
定し、各超電導体１に流入する電流値は等しくなる。Ｓ
ＵＳ線部２は抵抗が大きいため、発熱量が増えるが、シ
ールド部３をサーマルアンカーとすることにより超電導
体１への熱侵入を防ぐ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、並列接続した酸化物高
温超電導体で構成される超電導電流リードに関する。
温超電導体で構成される超電導電流リードに関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物高温超電導体は液体窒素温度以上
でも超電導現象を示すものがあり、低温での熱伝導率が
小さいので極低温部への熱侵入が少ない等の特性があ
る。そのため、他の材料に比して大電流を流せることか
ら、大電流に耐え、発熱を起こさない電流リードが要求
される各種機器への給電を用途として開発されている。
とくに、超電導機器のような極低温下で使用する機器に
給電する電流リードの材料として期待されている。
でも超電導現象を示すものがあり、低温での熱伝導率が
小さいので極低温部への熱侵入が少ない等の特性があ
る。そのため、他の材料に比して大電流を流せることか
ら、大電流に耐え、発熱を起こさない電流リードが要求
される各種機器への給電を用途として開発されている。
とくに、超電導機器のような極低温下で使用する機器に
給電する電流リードの材料として期待されている。
【０００３】大電流の給電を可能とするために、まず、
電流リード本体となる酸化物超電導体を成形する際、全
体を均一に加圧し、緻密で均質に作製することにより、
臨界電流密度の大きいものを得ている。また、電流の流
れる断面積の大きいものを作製して、臨界電流値を増加
させている。１本の酸化物超電導体で構成される場合は
その径を大きくし、複数の超電導体を並列して構成する
場合はさらにその本数を増して断面積を増加させてい
る。
電流リード本体となる酸化物超電導体を成形する際、全
体を均一に加圧し、緻密で均質に作製することにより、
臨界電流密度の大きいものを得ている。また、電流の流
れる断面積の大きいものを作製して、臨界電流値を増加
させている。１本の酸化物超電導体で構成される場合は
その径を大きくし、複数の超電導体を並列して構成する
場合はさらにその本数を増して断面積を増加させてい
る。
【０００４】酸化物高温超電導体は金属とのぬれ性が悪
いため、電流量を増加させるには、高温部で使用する金
属との機械的接続を良好にして電気的接触抵抗を抑える
必要がある。従来、酸化物高温超電導体と金属との機械
的接続は、超電導体の外周に銀テープ等を巻き付け、加
圧密着させる方法や、銀を溶射する方法、金属をボルト
で締め付けて密着させる方法などが行われてきた。いず
れも、酸化物超電導体と金属との接続を良好にして、接
触抵抗を抑えるための方法である。
いため、電流量を増加させるには、高温部で使用する金
属との機械的接続を良好にして電気的接触抵抗を抑える
必要がある。従来、酸化物高温超電導体と金属との機械
的接続は、超電導体の外周に銀テープ等を巻き付け、加
圧密着させる方法や、銀を溶射する方法、金属をボルト
で締め付けて密着させる方法などが行われてきた。いず
れも、酸化物超電導体と金属との接続を良好にして、接
触抵抗を抑えるための方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、電流リー
ドに用いる酸化物超電導体を臨界電流値を大きくできる
構造とし、金属との接触抵抗を減少させて給電量を増や
すよう努力されている。しかし、１本の酸化物超電導体
のみで構成される電流リードでは、断面積を増加させる
と、成型時に加圧が均等にならず、加圧のとどかない内
部で臨界電流密度の低い部分が形成されてしまう。大型
厚肉の超電導体は緻密化が難しいため、厚肉化に伴い、
臨界電流密度が減少し、所望通りに電流量が増えない。
ドに用いる酸化物超電導体を臨界電流値を大きくできる
構造とし、金属との接触抵抗を減少させて給電量を増や
すよう努力されている。しかし、１本の酸化物超電導体
のみで構成される電流リードでは、断面積を増加させる
と、成型時に加圧が均等にならず、加圧のとどかない内
部で臨界電流密度の低い部分が形成されてしまう。大型
厚肉の超電導体は緻密化が難しいため、厚肉化に伴い、
臨界電流密度が減少し、所望通りに電流量が増えない。
【０００６】複数の超電導体を並列に接続して断面積を
増加させる方法の場合は、その接続抵抗が問題となる。
例えば臨界電流が１００Ａである２本の超電導電流リー
ドを並列に接続した場合、本来、給電電流は２００Ａを
超えない範囲で可能である。ところが実際試料を作製し
て通電すると、通電量を２００Ａにはまだ及ばない１４
０Ａに増したところで、一方の試料がクエンチを起こす
ようなことが起こる。これは、酸化物超電導体と金属導
体との接続抵抗の違いにより、２本の試料に流れ込む分
流に差が生じたためである。
増加させる方法の場合は、その接続抵抗が問題となる。
例えば臨界電流が１００Ａである２本の超電導電流リー
ドを並列に接続した場合、本来、給電電流は２００Ａを
超えない範囲で可能である。ところが実際試料を作製し
て通電すると、通電量を２００Ａにはまだ及ばない１４
０Ａに増したところで、一方の試料がクエンチを起こす
ようなことが起こる。これは、酸化物超電導体と金属導
体との接続抵抗の違いにより、２本の試料に流れ込む分
流に差が生じたためである。
【０００７】銀テープを巻いて加圧したり、銀を溶射し
て電極を形成する方法で、現在１０-7Ω台の極めて小さ
い接触抵抗が得られているが、得られる抵抗値にばらつ
きがあり、一定ではない。電極に接続する銅等の金属製
リードは７７Ｋで１０-7Ω台でほぼ一定であるが、接続
抵抗は、接触抵抗の差を受けてばらついてしまう。その
結果、分流比が等しくならず、上述の臨界電流が１００
Ａである２本の超電導電流リードを並列に接続した例で
言えば、一方には４０Ａの電流が流れ込み、他方には１
００Ａの電流が流れて、クエンチを発生したものと考え
られる。
て電極を形成する方法で、現在１０-7Ω台の極めて小さ
い接触抵抗が得られているが、得られる抵抗値にばらつ
きがあり、一定ではない。電極に接続する銅等の金属製
リードは７７Ｋで１０-7Ω台でほぼ一定であるが、接続
抵抗は、接触抵抗の差を受けてばらついてしまう。その
結果、分流比が等しくならず、上述の臨界電流が１００
Ａである２本の超電導電流リードを並列に接続した例で
言えば、一方には４０Ａの電流が流れ込み、他方には１
００Ａの電流が流れて、クエンチを発生したものと考え
られる。
【０００８】何らかの原因で超電導体がクエンチを起こ
したり、破損した場合、１本の超電導体で電流リードを
構成すると、通電停止や事故の原因となるため、複数の
超電導体を並列接続して構成することが望ましい。本発
明は並列接続した酸化物超電導体で構成される電流リー
ドにおいて、各超電導体を流れる電流の分流比を制御
し、総電流量を増大させることを目的とする。
したり、破損した場合、１本の超電導体で電流リードを
構成すると、通電停止や事故の原因となるため、複数の
超電導体を並列接続して構成することが望ましい。本発
明は並列接続した酸化物超電導体で構成される電流リー
ドにおいて、各超電導体を流れる電流の分流比を制御
し、総電流量を増大させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の超電導電流リードの高温側端に１０-5Ω
台の一定の抵抗値を有するＳＵＳ線のような電気電導率
の高い線を介して銅等の金属製リードと接続する。金属
製リードは室温から低温部までの温度勾配部になる。Ｓ
ＵＳ線と超電導体は極低温部（液体窒素温度程度）のシ
ールド内におかれる。超電導体は銀シートを巻き付けて
加圧密着させるなど極めて低い接触抵抗を得られるよう
な処理を施しておく。
めに、本発明の超電導電流リードの高温側端に１０-5Ω
台の一定の抵抗値を有するＳＵＳ線のような電気電導率
の高い線を介して銅等の金属製リードと接続する。金属
製リードは室温から低温部までの温度勾配部になる。Ｓ
ＵＳ線と超電導体は極低温部（液体窒素温度程度）のシ
ールド内におかれる。超電導体は銀シートを巻き付けて
加圧密着させるなど極めて低い接触抵抗を得られるよう
な処理を施しておく。
【００１０】金属製リードを通じて供給された電流は、
ＳＵＳ線で分配される。ＳＵＳ線は、７７Ｋで１０-5Ω
の抵抗値を示し、接触抵抗が１０-7Ω台でばらつきを示
しても、無視することができるものとなる。分流比はＳ
ＵＳ線の抵抗値で決定し、各超電導体に流入する電流値
は等しくなる。
ＳＵＳ線で分配される。ＳＵＳ線は、７７Ｋで１０-5Ω
の抵抗値を示し、接触抵抗が１０-7Ω台でばらつきを示
しても、無視することができるものとなる。分流比はＳ
ＵＳ線の抵抗値で決定し、各超電導体に流入する電流値
は等しくなる。
【００１１】本発明の手段を用いる場合、ＳＵＳ線部は
銅等の金属製リードに比べて抵抗が大きいため、発熱量
が増えるが、シールド部をサーマルアンカーとすること
により超電導体への熱侵入を防ぐことができる。
銅等の金属製リードに比べて抵抗が大きいため、発熱量
が増えるが、シールド部をサーマルアンカーとすること
により超電導体への熱侵入を防ぐことができる。
【００１２】本発明の超電導電流リードの低温側端はＳ
ＵＳ線を介する必要はなく、銅等の金属線または超電導
線で超電導機器と接続するとよい。このような手段を用
いて、通電可能量を各超電導体の臨界電流値の総和に等
しくすることができる。
ＵＳ線を介する必要はなく、銅等の金属線または超電導
線で超電導機器と接続するとよい。このような手段を用
いて、通電可能量を各超電導体の臨界電流値の総和に等
しくすることができる。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図面とともに説明する。図
１は、本発明の２本の超電導体で構成される超電導電流
リードを２本用いて、超電導コイルに給電する際の装置
の構成の実施例を示す図面である。超電導コイルが液体
ヘリウムタンク内で冷却され、液体ヘリウム温度から７
７Ｋまでの低温下の温度勾配部に超電導電流リードが接
続されている。超電導コイルに対しては銅等の低温下で
抵抗の小さい金属線（または超電導線）を用いて接続す
る。
１は、本発明の２本の超電導体で構成される超電導電流
リードを２本用いて、超電導コイルに給電する際の装置
の構成の実施例を示す図面である。超電導コイルが液体
ヘリウムタンク内で冷却され、液体ヘリウム温度から７
７Ｋまでの低温下の温度勾配部に超電導電流リードが接
続されている。超電導コイルに対しては銅等の低温下で
抵抗の小さい金属線（または超電導線）を用いて接続す
る。
【００１４】超電導電流リードは液体ヘリウムタンクと
ともに７７Ｋシールド内に密閉され、ＳＵＳ線を介して
シールド外部の銅製リードに接続している。銅製リード
は低温から室温までの温度勾配部にあり、一部がクライ
オスタットの外におかれる。７７Ｋシールドは超電導電
流リードの高温側端においてサーマルアンカーとして働
き、ＳＵＳ線の抵抗による発熱を遮断する。
ともに７７Ｋシールド内に密閉され、ＳＵＳ線を介して
シールド外部の銅製リードに接続している。銅製リード
は低温から室温までの温度勾配部にあり、一部がクライ
オスタットの外におかれる。７７Ｋシールドは超電導電
流リードの高温側端においてサーマルアンカーとして働
き、ＳＵＳ線の抵抗による発熱を遮断する。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明の超電導電流リー
ドによれば、銀等の薄膜により形成される電極の接触抵
抗のばらつきに起因する分流比をＳＵＳ線を介すること
によって制御することができる。そのため、通電可能な
電流量が、電流リードに用いた各超電導体の臨界電流の
総和に等しいところまで増加することができる。また超
電導体のクエンチや破損事故による通電停止を防ぐため
にも、超電導電流リードは並列接続された超電導体で構
成した方が有利であると考えられる。
ドによれば、銀等の薄膜により形成される電極の接触抵
抗のばらつきに起因する分流比をＳＵＳ線を介すること
によって制御することができる。そのため、通電可能な
電流量が、電流リードに用いた各超電導体の臨界電流の
総和に等しいところまで増加することができる。また超
電導体のクエンチや破損事故による通電停止を防ぐため
にも、超電導電流リードは並列接続された超電導体で構
成した方が有利であると考えられる。
【００１６】本発明の電流リードの構成により、１本の
超電導体で構成される電流リード同様に、給電量を増や
すことができるので、高い効率で安全に給電が可能にな
る。
超電導体で構成される電流リード同様に、給電量を増や
すことができるので、高い効率で安全に給電が可能にな
る。
【図１】本発明の超電導電流リードを用いて超電導コイ
ルに給電する際の装置構成を示す説明図である。
ルに給電する際の装置構成を示す説明図である。
１ 超電導電流リード ２ ＳＵＳ線 ３ ７７Ｋシールド ４ 銅線 ５ 超電導コイル ６ 銅製電流リード ７ クライオスタット
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の酸化物超電導体電流リードを並列
に接続した超電導電流リードにおいて、該酸化物超電導
体電流リードの高温端と金属電極を電気電導率の高い線
にて接続し、該高温端にサーマルアンカーを設けたこと
を特徴とする高温超電導電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30409591A JPH05114515A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 高温超電導電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30409591A JPH05114515A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 高温超電導電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114515A true JPH05114515A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17928966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30409591A Pending JPH05114515A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 高温超電導電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114515A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014080591A1 (ja) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | 昭和電線ケーブルシステム株式会社 | 電流リード |
| WO2017040776A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | General Electric Company | Current lead for cryogenic apparatus |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP30409591A patent/JPH05114515A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014080591A1 (ja) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | 昭和電線ケーブルシステム株式会社 | 電流リード |
| JP2014103324A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Swcc Showa Cable Systems Co Ltd | 電流リード |
| WO2017040776A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | General Electric Company | Current lead for cryogenic apparatus |
| CN108463924A (zh) * | 2015-09-01 | 2018-08-28 | 通用电气公司 | 低温设备的电流引线 |
| CN108463924B (zh) * | 2015-09-01 | 2020-11-27 | 通用电气公司 | 低温设备的电流引线 |
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