JPH05198434A - 超電導電流リード - Google Patents
超電導電流リードInfo
- Publication number
- JPH05198434A JPH05198434A JP4244966A JP24496692A JPH05198434A JP H05198434 A JPH05198434 A JP H05198434A JP 4244966 A JP4244966 A JP 4244966A JP 24496692 A JP24496692 A JP 24496692A JP H05198434 A JPH05198434 A JP H05198434A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current lead
- current
- conductor
- heat
- thermal conductivity
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- Pending
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-
- Y02E40/64—
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】極低温側への侵入熱を大巾に低減することので
きる超電導電流リードを提供すること 【構成】電流リード本体を構成する酸化物系超電導線材
の複合基材として、室温より低い温度において熱伝導率
が低い値を示す材料を用いた。
きる超電導電流リードを提供すること 【構成】電流リード本体を構成する酸化物系超電導線材
の複合基材として、室温より低い温度において熱伝導率
が低い値を示す材料を用いた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極低温下におかれる超
電導機器と室温下におかれる電源等の電力供給部を結ぶ
電流リードの改良に関するものである。
電導機器と室温下におかれる電源等の電力供給部を結ぶ
電流リードの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導機器に使用される電流リードは、
導体の通電による発熱と高温部からの熱伝導により侵入
する熱量の和を最小にし、ヘリウム等の寒剤の蒸発量を
最低にするような導体断面積で使用される。
導体の通電による発熱と高温部からの熱伝導により侵入
する熱量の和を最小にし、ヘリウム等の寒剤の蒸発量を
最低にするような導体断面積で使用される。
【０００３】通常、電流リードは導体材料として銅線を
使うことが多いが、Ａｇで被覆された酸化物系超電導線
材を用いた電流リードについても検討されている。
使うことが多いが、Ａｇで被覆された酸化物系超電導線
材を用いた電流リードについても検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電流リード用の酸化物
系超電導線材としてＡｇ被覆材を用いることの問題点
は、超電導機器の運転温度となる極低温領域でＡｇの熱
伝導率が他の金属に比べて大きいことである。この特性
は超電導線材の安定性を高める等の利点もあるが、上述
した侵入熱を大きくすることにもなり、電流リードとし
ては不利になる。
系超電導線材としてＡｇ被覆材を用いることの問題点
は、超電導機器の運転温度となる極低温領域でＡｇの熱
伝導率が他の金属に比べて大きいことである。この特性
は超電導線材の安定性を高める等の利点もあるが、上述
した侵入熱を大きくすることにもなり、電流リードとし
ては不利になる。
【０００５】また、別の問題として、交流又は過渡的な
電流を流す場合、極低温下の被覆材の電気抵抗が非常に
小さくなるため、導体の渦電流、結合電流によるジュー
ル発熱が無視できないことである。
電流を流す場合、極低温下の被覆材の電気抵抗が非常に
小さくなるため、導体の渦電流、結合電流によるジュー
ル発熱が無視できないことである。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑み、侵入熱を大巾
に低減することのできる超電導電流リードを提供するこ
とを目的としてなされたものである。
に低減することのできる超電導電流リードを提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の用紙
は、電流リード本体を構成する酸化物系超電導線材の複
合基材として、室温より低い温度において熱伝導率が低
くなるような材料を用いたことにあり、それによって熱
伝達による侵入熱を大巾に低減させたことにある。
は、電流リード本体を構成する酸化物系超電導線材の複
合基材として、室温より低い温度において熱伝導率が低
くなるような材料を用いたことにあり、それによって熱
伝達による侵入熱を大巾に低減させたことにある。
【０００８】熱伝導率を小さくすることは、電気抵抗を
大きくすることとほぼ等価なことであり、従って、交流
又は過渡的な電流を流す場合には、導体に生ずる渦電
流、結合電流損失を低減させることにもなる。
大きくすることとほぼ等価なことであり、従って、交流
又は過渡的な電流を流す場合には、導体に生ずる渦電
流、結合電流損失を低減させることにもなる。
【０００９】この場合、超電導線材を構成する一方の材
料である酸化物系超電導体としては、例えばＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｎａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ等の多くのものが使用できる。また、これらの超電導
体と複合される基材としては、室温より低い温度におい
て熱伝導率が低い値（物性的に等価であると考えられて
いる電気抵抗率の大きい）をしめす材料、例えばＡｕ又
はＡｇを主体とし、これにＰｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚ
ｒ、Ａｕの中の少なくとも１種を含む合金、遷移金属系
合金を主体とし、超電導体の熱処理時に酸化物となる材
料、アルミナ、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ3 その他の酸化物系
材料等が使用できる。これらの基材は補強材にもなる
が、酸化物系超電導体との間にバリヤとして貴金属の層
を介在させても差し支えない。
料である酸化物系超電導体としては、例えばＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｎａ−
Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ等の多くのものが使用できる。また、これらの超電導
体と複合される基材としては、室温より低い温度におい
て熱伝導率が低い値（物性的に等価であると考えられて
いる電気抵抗率の大きい）をしめす材料、例えばＡｕ又
はＡｇを主体とし、これにＰｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚ
ｒ、Ａｕの中の少なくとも１種を含む合金、遷移金属系
合金を主体とし、超電導体の熱処理時に酸化物となる材
料、アルミナ、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ3 その他の酸化物系
材料等が使用できる。これらの基材は補強材にもなる
が、酸化物系超電導体との間にバリヤとして貴金属の層
を介在させても差し支えない。
【００１０】補強材としてＡｇ−Ａｕ合金を用いる場
合、そのＡｕの濃度は原子比で１５％以下、好ましくは
１〜１０ａｔ％の範囲がよい。
合、そのＡｕの濃度は原子比で１５％以下、好ましくは
１〜１０ａｔ％の範囲がよい。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明に係る電流リードの一実施例
の概要を示したものである。
の概要を示したものである。
【００１２】電流リード４は、容器１中の液体ヘリウム
２に浸された超電導コイル３を常温側の導線５を経由し
て超電導コイル用の電源６に接続されるが、この電流リ
ード４としては、図２に示すように、酸化物超電導体か
らなるコア８に、もう一方の構成材である合金からなる
被覆９を施したテープ状線材７を複数枚積層集合化した
構造となっている。
２に浸された超電導コイル３を常温側の導線５を経由し
て超電導コイル用の電源６に接続されるが、この電流リ
ード４としては、図２に示すように、酸化物超電導体か
らなるコア８に、もう一方の構成材である合金からなる
被覆９を施したテープ状線材７を複数枚積層集合化した
構造となっている。
【００１３】（実施例１）Ｔｌ、Ｐｂ一層系の１２２３
相を主成分と酸化物超電導体（Ｔｌ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）からなるコアに、Ａｕ−５％Ｐｂ合
金からなる被覆を施した幅２．４mm、厚さ１．４mm、導
体断面積３．３mm2 を有する電流リード導体を作成し
た。この電流リード導体の液体窒素温度（７７Ｋ）にお
ける超電導臨界電流は約１００Ａであった。また、この
導体を超電導コイル３と導線５間に組み込んで通電した
ときのヘリウム２への侵入熱は、ヘリウム２の蒸発量か
ら類推すると、電流１Ａ当り約０．０５ｍＷと見積もら
れ、非常に熱侵入の少ない導体であることが確認され
た。これは、低温下で熱伝導率の小さい被覆材９を用い
たことにより、被覆材９を介して侵入する熱が低減され
たためである。
相を主成分と酸化物超電導体（Ｔｌ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｂａ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）からなるコアに、Ａｕ−５％Ｐｂ合
金からなる被覆を施した幅２．４mm、厚さ１．４mm、導
体断面積３．３mm2 を有する電流リード導体を作成し
た。この電流リード導体の液体窒素温度（７７Ｋ）にお
ける超電導臨界電流は約１００Ａであった。また、この
導体を超電導コイル３と導線５間に組み込んで通電した
ときのヘリウム２への侵入熱は、ヘリウム２の蒸発量か
ら類推すると、電流１Ａ当り約０．０５ｍＷと見積もら
れ、非常に熱侵入の少ない導体であることが確認され
た。これは、低温下で熱伝導率の小さい被覆材９を用い
たことにより、被覆材９を介して侵入する熱が低減され
たためである。
【００１４】また、この電流リード導体を交流通電（６
０Ｈｚ）で使用した場合の結果としては、電流１Ａｒｍ
ｓ当り約１ｍＷのヘリウムへの熱侵入が観測され、交流
通電用リードとしては非常に熱損失の少ない導体である
ことが確認された。これは被覆材の電気抵抗率が大きい
こともあって導体の渦電流損失、結合電流損失が低減さ
れたためである。
０Ｈｚ）で使用した場合の結果としては、電流１Ａｒｍ
ｓ当り約１ｍＷのヘリウムへの熱侵入が観測され、交流
通電用リードとしては非常に熱損失の少ない導体である
ことが確認された。これは被覆材の電気抵抗率が大きい
こともあって導体の渦電流損失、結合電流損失が低減さ
れたためである。
【００１５】（実施例２）Ｂｉ２２１２系の酸化物超電
導体（Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）からなるコアに、
Ａｇ−３原子％Ａｕ合金からなる被覆材を施して実施例
１と同サイズの電流リード導体を作成した。
導体（Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）からなるコアに、
Ａｇ−３原子％Ａｕ合金からなる被覆材を施して実施例
１と同サイズの電流リード導体を作成した。
【００１６】この導体の液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）
における臨界電流は、１０5 Ａ／ｃｍ2 で、純Ａｇを被
覆材とした場合と殆ど変わらないのに対し、抵抗率−温
度特性は０．７〜１．２μΩ・ｃｍという高い抵抗率を
示し、低温域において純Ａｇを被覆材としたものとの間
に大きな変化が見られた。
における臨界電流は、１０5 Ａ／ｃｍ2 で、純Ａｇを被
覆材とした場合と殆ど変わらないのに対し、抵抗率−温
度特性は０．７〜１．２μΩ・ｃｍという高い抵抗率を
示し、低温域において純Ａｇを被覆材としたものとの間
に大きな変化が見られた。
【００１７】この導体は、導体単体としての熱伝導率が
燐脱酸同よりも小さく、渦電流損失が被覆材の抵抗率の
効果として純Ａｇ被覆材に対して１００分の１程度の仕
様で使うことができる。
燐脱酸同よりも小さく、渦電流損失が被覆材の抵抗率の
効果として純Ａｇ被覆材に対して１００分の１程度の仕
様で使うことができる。
【００１８】また、接続部に関しては、絶対値としての
抵抗値低減のみならず、経時変化としての電気的な接続
抵抗を安定させることができる。
抵抗値低減のみならず、経時変化としての電気的な接続
抵抗を安定させることができる。
【００１９】図３は、電流リード導体の別の例を示すも
ので、アルミナ製の基材１０にＡｇの薄い層１１を介し
て酸化物系超電導体の層１２を形成したものである。
ので、アルミナ製の基材１０にＡｇの薄い層１１を介し
て酸化物系超電導体の層１２を形成したものである。
【００２０】アルミナ製の基材１０の代りに、Ａｇ−Ａ
ｕ合金製の基材としても差支えない。
ｕ合金製の基材としても差支えない。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電流リードによれば、構成基材として室温より低い温
度において熱伝導率が低い値を示す材料を用いているの
で、その基材を通しての侵入熱を低減させることができ
るだけでなく、通電による導体発熱を低減させることが
でき、液体ヘリウム等の寒剤の消費または冷凍機の負荷
を減少させることができる効果がある。
の電流リードによれば、構成基材として室温より低い温
度において熱伝導率が低い値を示す材料を用いているの
で、その基材を通しての侵入熱を低減させることができ
るだけでなく、通電による導体発熱を低減させることが
でき、液体ヘリウム等の寒剤の消費または冷凍機の負荷
を減少させることができる効果がある。
【図１】本発明に係る電流リードの一実施例の概要を示
す説明図。
す説明図。
【図２】電流リード導体の斜視図。
【図３】電流リード導体の別の例を示す斜視図。
２ 液体ヘリウム ３ 超電導コイル ５ 電流リード ６ 電源 ７ テープ状線材 ８ 酸化物超電導体のコア ９ 被覆 １０ 基板 １１ Ａｇの層 １２ 酸化物系超電導体の層
Claims (1)
- 【請求項１】電流リード本体を構成する酸化物系超電導
線材の複合基材として、室温より低い温度において熱伝
導率が低い値を示す材料を用いたことを特徴とする超電
導電流リード。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244966A JPH05198434A (ja) | 1991-10-14 | 1992-09-14 | 超電導電流リード |
| EP93301815A EP0588461B1 (en) | 1992-09-14 | 1993-03-10 | Superconductive current lead |
| DE69310649T DE69310649T2 (de) | 1992-09-14 | 1993-03-10 | Supraleitende Stromzuführung |
| CA002091595A CA2091595A1 (en) | 1992-09-14 | 1993-03-12 | Superconductive current lead |
| KR1019930003741A KR100275091B1 (ko) | 1992-09-14 | 1993-03-12 | 초전도 전류리드 |
| CN93103129A CN1044941C (zh) | 1992-09-14 | 1993-03-15 | 超导电流引线 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-264549 | 1991-10-14 | ||
| JP26454991 | 1991-10-14 | ||
| JP4244966A JPH05198434A (ja) | 1991-10-14 | 1992-09-14 | 超電導電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198434A true JPH05198434A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=26536983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244966A Pending JPH05198434A (ja) | 1991-10-14 | 1992-09-14 | 超電導電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198434A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2713405A1 (fr) * | 1993-12-03 | 1995-06-09 | Gec Alsthom Electromec | Module d'amenée de courant pour l'alimentation d'une charge électrique supraconductrice à basse température critique. |
| WO1995012968A3 (en) * | 1992-09-03 | 1995-08-03 | Gen Electric | Superconducting switch thermal interface for a cryogenless superconducting magnet |
| US6271473B1 (en) * | 1992-12-22 | 2001-08-07 | Sumitomo Heavy Industries Ltd. | Oxide superconductive wire and process for manufacturing the same |
| CN106356125A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 南昌专腾科技有限公司 | 一种扁平双合金漆包线及其制造工艺 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4244966A patent/JPH05198434A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012968A3 (en) * | 1992-09-03 | 1995-08-03 | Gen Electric | Superconducting switch thermal interface for a cryogenless superconducting magnet |
| US6271473B1 (en) * | 1992-12-22 | 2001-08-07 | Sumitomo Heavy Industries Ltd. | Oxide superconductive wire and process for manufacturing the same |
| FR2713405A1 (fr) * | 1993-12-03 | 1995-06-09 | Gec Alsthom Electromec | Module d'amenée de courant pour l'alimentation d'une charge électrique supraconductrice à basse température critique. |
| EP0657958A1 (fr) * | 1993-12-03 | 1995-06-14 | Gec Alsthom Electromecanique Sa | Module d'amenée de courant pour l'alimentation d'une charge électrique supraconductrice à basse température critique |
| CN106356125A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 南昌专腾科技有限公司 | 一种扁平双合金漆包线及其制造工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020917 |