JPH05218513A - 酸化物超電導体電流リード - Google Patents
酸化物超電導体電流リードInfo
- Publication number
- JPH05218513A JPH05218513A JP4056227A JP5622792A JPH05218513A JP H05218513 A JPH05218513 A JP H05218513A JP 4056227 A JP4056227 A JP 4056227A JP 5622792 A JP5622792 A JP 5622792A JP H05218513 A JPH05218513 A JP H05218513A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide superconductor
- stabilizing
- current lead
- superconductor
- metallic material
- Prior art date
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- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物超電導体において、安定化材による熱
侵入量を低減し、交流損失を抑え、機械的強度を改善し
た酸化物超電導体電流リードを得る。 【構成】 低抵抗のＡｇ、Ａｌ等の金属で出来たミアン
ダ構造を有する安定化金属材を酸化物超電導体に一体化
させた複合体を、電流リードとする。安定化金属材を超
電導体の表面に接合するか、安定化金属材を超電導体に
埋め込んで成形、焼結して複合体を作ってもよい。安定
化金属材を延長して給電電極としてもよい。ミアンダ構
造はループを持たないのでインダクタンスが小さく、通
電時の交流損失を低減できる。機械的強度も改善され、
クエンチ対策を備えられる。
侵入量を低減し、交流損失を抑え、機械的強度を改善し
た酸化物超電導体電流リードを得る。 【構成】 低抵抗のＡｇ、Ａｌ等の金属で出来たミアン
ダ構造を有する安定化金属材を酸化物超電導体に一体化
させた複合体を、電流リードとする。安定化金属材を超
電導体の表面に接合するか、安定化金属材を超電導体に
埋め込んで成形、焼結して複合体を作ってもよい。安定
化金属材を延長して給電電極としてもよい。ミアンダ構
造はループを持たないのでインダクタンスが小さく、通
電時の交流損失を低減できる。機械的強度も改善され、
クエンチ対策を備えられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クエンチ対策および侵
入熱の抑制を考慮した酸化物超電導体電流リードに関す
る。
入熱の抑制を考慮した酸化物超電導体電流リードに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体は、液体窒素温度程度の
比較的高温下で超電導状態を呈し、低温下で熱伝導率が
小さく熱侵入を軽減できる材質であることから、利点を
生かした使用が検討されている。例えば、液体ヘリウム
を冷媒として用いる超電導装置に給電する場合、温度勾
配が生じる低温部分に使用する、酸化物超電導体電流リ
ードが有望視されている。酸化物超電導体は、セラミク
スであるからこそ熱伝導率が小さいと同時に、機械的強
度の小さい脆い材質でもある。電流リードに使用する場
合、給電量を大きく取るには長尺棒状の形が有利である
が、破損の恐れの大きい形状でもある。実用化するに
は、酸化物超電導体の機械的強度を補償する必要があ
る。
比較的高温下で超電導状態を呈し、低温下で熱伝導率が
小さく熱侵入を軽減できる材質であることから、利点を
生かした使用が検討されている。例えば、液体ヘリウム
を冷媒として用いる超電導装置に給電する場合、温度勾
配が生じる低温部分に使用する、酸化物超電導体電流リ
ードが有望視されている。酸化物超電導体は、セラミク
スであるからこそ熱伝導率が小さいと同時に、機械的強
度の小さい脆い材質でもある。電流リードに使用する場
合、給電量を大きく取るには長尺棒状の形が有利である
が、破損の恐れの大きい形状でもある。実用化するに
は、酸化物超電導体の機械的強度を補償する必要があ
る。
【０００３】また実用化にあたり、超電導体は、何らか
の原因によりクエンチを起こすことが問題となってい
る。クエンチが生じた場合、超電導体の抵抗値が急上昇
するため、ジュール熱が発生して更に抵抗値を増し、放
置すれば、超電導体は過熱状態となって焼損してしま
う。クエンチが発生した場合は、電源を遮断するあるい
は安定化材を介して給電するといった方法で、超電導体
への通電を止めて、超電導体が再び臨界温度以下に冷却
されるのを待つ等対処されている。特に外部磁場の作用
する下でクエンチを起こすと、深刻な事故となりやす
い。クエンチ発生時の適切な対応策を設けることが、酸
化物超電導体電流リードを実用化する一つの鍵とされて
いる。
の原因によりクエンチを起こすことが問題となってい
る。クエンチが生じた場合、超電導体の抵抗値が急上昇
するため、ジュール熱が発生して更に抵抗値を増し、放
置すれば、超電導体は過熱状態となって焼損してしま
う。クエンチが発生した場合は、電源を遮断するあるい
は安定化材を介して給電するといった方法で、超電導体
への通電を止めて、超電導体が再び臨界温度以下に冷却
されるのを待つ等対処されている。特に外部磁場の作用
する下でクエンチを起こすと、深刻な事故となりやす
い。クエンチ発生時の適切な対応策を設けることが、酸
化物超電導体電流リードを実用化する一つの鍵とされて
いる。
【０００４】クエンチ発生の度に電源を遮断する対応
は、作動効率を落とすため、超電導体に安定化材を設け
るほうが望ましい。クエンチ発生時の焼損事故を防ぐた
め、従来、銅、銀、アルミニウム等の低抵抗の金属を安
定化材として超電導体の周囲や内部に取り付けて一体化
する手段が講じられている。図４は、安定化材を取り付
けた、従来の酸化物超電導体電流リードの一例を示す図
面である。断面形状が正方形の角柱の側面に安定化材を
被覆したものである。底面は電極を設けるために、安定
化材の被覆を避けてある。図のような安定化材は、クエ
ンチ発生時の通電路とともに機械的強度を補う保護材と
しての役割も果たしている。図４に示した他、コイル形
状の安定化材を一体化させて保護したものもある。熱侵
入の経路長と侵入熱量は反比例の関係にあり、経路長を
１０倍にすると侵入熱量は１０分の１になる。安定化材
をコイル形状とし、経路を長くとって、熱侵入を低く抑
えているものがある。機械的強度を改善するために、強
度の大きいセラミクスを一体成形した超電導体も考えら
れている。
は、作動効率を落とすため、超電導体に安定化材を設け
るほうが望ましい。クエンチ発生時の焼損事故を防ぐた
め、従来、銅、銀、アルミニウム等の低抵抗の金属を安
定化材として超電導体の周囲や内部に取り付けて一体化
する手段が講じられている。図４は、安定化材を取り付
けた、従来の酸化物超電導体電流リードの一例を示す図
面である。断面形状が正方形の角柱の側面に安定化材を
被覆したものである。底面は電極を設けるために、安定
化材の被覆を避けてある。図のような安定化材は、クエ
ンチ発生時の通電路とともに機械的強度を補う保護材と
しての役割も果たしている。図４に示した他、コイル形
状の安定化材を一体化させて保護したものもある。熱侵
入の経路長と侵入熱量は反比例の関係にあり、経路長を
１０倍にすると侵入熱量は１０分の１になる。安定化材
をコイル形状とし、経路を長くとって、熱侵入を低く抑
えているものがある。機械的強度を改善するために、強
度の大きいセラミクスを一体成形した超電導体も考えら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化物
超電導体に金属の安定化材を取り付けて一体化した場
合、新たな問題を生じることになる。金属は熱伝導率が
大きいため、安定化材を通じて熱侵入量が増え、極低温
を保つために冷媒をより多く必要とする。酸化物超電導
体の熱伝導率の低さの利点を生かすには、金属で補強し
たり、保護材で被覆したりせず、バルク体のまま使用す
ることが理想である。しかし、クエンチ対策としても、
補強のためにも安定化材が必要である。
超電導体に金属の安定化材を取り付けて一体化した場
合、新たな問題を生じることになる。金属は熱伝導率が
大きいため、安定化材を通じて熱侵入量が増え、極低温
を保つために冷媒をより多く必要とする。酸化物超電導
体の熱伝導率の低さの利点を生かすには、金属で補強し
たり、保護材で被覆したりせず、バルク体のまま使用す
ることが理想である。しかし、クエンチ対策としても、
補強のためにも安定化材が必要である。
【０００６】従来、金属からの熱侵入をできるだけ抑え
るために、コイル形状等、経路を長くする工夫がされて
きたが、ループを作ってしまうため、大きなインダクタ
ンスを生じ、通電時、インピーダンスによる交流損失が
大きいという問題がある。機械的強度の向上を図るだけ
であれば、熱伝導率の小さく、強度の大きい金属以外の
材料を選択すればよい。しかし、クエンチ発生時の給電
路を設けるには、抵抗の小さい、金属の安定化材を用い
る必要がある。
るために、コイル形状等、経路を長くする工夫がされて
きたが、ループを作ってしまうため、大きなインダクタ
ンスを生じ、通電時、インピーダンスによる交流損失が
大きいという問題がある。機械的強度の向上を図るだけ
であれば、熱伝導率の小さく、強度の大きい金属以外の
材料を選択すればよい。しかし、クエンチ発生時の給電
路を設けるには、抵抗の小さい、金属の安定化材を用い
る必要がある。
【０００７】本発明は、安定化材による熱侵入量が小さ
く、交流損失、機械的強度を改善された酸化物超電導体
電流リードを得ることを目的とする。
く、交流損失、機械的強度を改善された酸化物超電導体
電流リードを得ることを目的とする。
【０００８】
【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、本発明では、酸化物超電導体にミアンダ構造を有
する安定化金属材を一体化させた複合体を、電流リード
とするものである。図１に、本発明の酸化物超電導体電
流リードの一例を示す。図中の記号は１−酸化物超電導
体、２−安定化金属材である。ミアンダ構造を有する安
定化金属材２を酸化物超電導体１の表面に接合させて、
一体化したものである。この例では、安定化金属材２を
超電導体１の表面に接合しているが、ミアンダ構造の安
定化金属材を超電導体に埋め込んで成形、焼結して複合
体を作ってもよい。安定化金属材を接合する場合、冷間
静水圧プレスによって圧着し、熱処理する方法や、超電
導体の表面に金属粉末をプラズマ溶射する方法などが挙
げられる。安定化金属材と超電導体間で、電気的に良好
な接合を得られる方法で、接合すればよい。酸化物超電
導体の両端で、安定化金属材を延長して給電線を接続
し、給電電極として兼用することもできる。安定化金属
材にはＡｇ、Ａｌ等、低温下で電気抵抗が小さく、強度
のある材質の金属、合金等を用いることが出来る。
めに、本発明では、酸化物超電導体にミアンダ構造を有
する安定化金属材を一体化させた複合体を、電流リード
とするものである。図１に、本発明の酸化物超電導体電
流リードの一例を示す。図中の記号は１−酸化物超電導
体、２−安定化金属材である。ミアンダ構造を有する安
定化金属材２を酸化物超電導体１の表面に接合させて、
一体化したものである。この例では、安定化金属材２を
超電導体１の表面に接合しているが、ミアンダ構造の安
定化金属材を超電導体に埋め込んで成形、焼結して複合
体を作ってもよい。安定化金属材を接合する場合、冷間
静水圧プレスによって圧着し、熱処理する方法や、超電
導体の表面に金属粉末をプラズマ溶射する方法などが挙
げられる。安定化金属材と超電導体間で、電気的に良好
な接合を得られる方法で、接合すればよい。酸化物超電
導体の両端で、安定化金属材を延長して給電線を接続
し、給電電極として兼用することもできる。安定化金属
材にはＡｇ、Ａｌ等、低温下で電気抵抗が小さく、強度
のある材質の金属、合金等を用いることが出来る。
【０００９】安定化金属材をミアンダ構造とすることに
より、熱侵入経路を長くすることが出来るため、熱侵入
量を大幅に抑えることが出来る。図１では６折のミアン
ダ構造の安定化金属材を接合したものを示しているが、
折を増やし、経路長を大きくとることも可能である。本
発明の酸化物超電導体電流リードに対する比較例を図３
に示す。図３では、酸化物超電導体１の表面に安定化金
属材２をスパイラル形状に巻き付けて接合している。ス
パイラル形状の安定化金属材がループをなすのに対し
て、ミアンダ構造の安定化金属材はループを構成してい
ない。スパイラル形状では、ループのために大きなイン
ダクタンスを生じ、交流通電時のインピーダンスによる
損失が大きいが、本発明ではループを作らないミアンダ
構造としたことにより、交流損失の小さい電流リードを
提供することが出来る。安定化金属材により、機械的強
度のちいさい酸化物超電導体を保護することが出来る。
より、熱侵入経路を長くすることが出来るため、熱侵入
量を大幅に抑えることが出来る。図１では６折のミアン
ダ構造の安定化金属材を接合したものを示しているが、
折を増やし、経路長を大きくとることも可能である。本
発明の酸化物超電導体電流リードに対する比較例を図３
に示す。図３では、酸化物超電導体１の表面に安定化金
属材２をスパイラル形状に巻き付けて接合している。ス
パイラル形状の安定化金属材がループをなすのに対し
て、ミアンダ構造の安定化金属材はループを構成してい
ない。スパイラル形状では、ループのために大きなイン
ダクタンスを生じ、交流通電時のインピーダンスによる
損失が大きいが、本発明ではループを作らないミアンダ
構造としたことにより、交流損失の小さい電流リードを
提供することが出来る。安定化金属材により、機械的強
度のちいさい酸化物超電導体を保護することが出来る。
【００１０】
【実施例】本発明の酸化物超電導体電流リードの実施例
を図面とともに説明する。図２は、本発明の酸化物超電
導体電流リードの給電部の実施例を示す図面である。図
中の符号は１−酸化物超電導体、２−安定化金属材、３
−給電線である。酸化物超電導体１の先端からミアンダ
構造を有する安定化金属材２が延びる形状として、安定
化金属材の先端に給電線３を接続したものである。実施
例のように、本発明の酸化物超電導体電流リードの安定
化金属材は、給電電極として使用することが可能であ
る。
を図面とともに説明する。図２は、本発明の酸化物超電
導体電流リードの給電部の実施例を示す図面である。図
中の符号は１−酸化物超電導体、２−安定化金属材、３
−給電線である。酸化物超電導体１の先端からミアンダ
構造を有する安定化金属材２が延びる形状として、安定
化金属材の先端に給電線３を接続したものである。実施
例のように、本発明の酸化物超電導体電流リードの安定
化金属材は、給電電極として使用することが可能であ
る。
【００１１】
【発明の効果】上記のように、本発明の酸化物超電導体
電流リードは、安定化金属材をミアンダ構造とすること
により、ループを作らずに安定化金属材の経路長を延長
することが出来る。ループがないのでインダクタンスを
低く抑え、交流損失を低減することが出来る。本発明の
酸化物超電導体電流リードは、このようの安定化金属材
を取り付けたことにより、クエンチ発生時の通電路を有
し、機械的強度が改善され、給電電極を備えることが出
来るなどの効果がある。
電流リードは、安定化金属材をミアンダ構造とすること
により、ループを作らずに安定化金属材の経路長を延長
することが出来る。ループがないのでインダクタンスを
低く抑え、交流損失を低減することが出来る。本発明の
酸化物超電導体電流リードは、このようの安定化金属材
を取り付けたことにより、クエンチ発生時の通電路を有
し、機械的強度が改善され、給電電極を備えることが出
来るなどの効果がある。
【図１】本発明の酸化物超電導体電流リードの一例を示
す図面である。
す図面である。
【図２】本発明の酸化物超電導体電流リードの給電部の
実施例を示す図面である。
実施例を示す図面である。
【図３】酸化物超電導体電流リードの比較例を示す図面
である。
である。
【図４】従来の酸化物超電導体電流リードの一例を示す
図面である。
図面である。
１ 酸化物超電導体 ２ 安定化金属材 ３ 給電線
Claims (1)
- 【請求項１】 安定化金属材を備えた酸化物超電導体電
流リードにおいて、安定化金属材の形状がミアンダ構造
であることを特徴とする酸化物超電導体電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4056227A JPH05218513A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 酸化物超電導体電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4056227A JPH05218513A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 酸化物超電導体電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218513A true JPH05218513A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=13021224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4056227A Pending JPH05218513A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 酸化物超電導体電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218513A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008053722A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nexans | クエンチ制御された高温超伝導体 |
| EP2284845A1 (de) * | 2009-08-10 | 2011-02-16 | Bruker HTS GmbH | HTSL-Stromzuleitung zur Verbindung eines supraleitenden Verbrauchersystems mit einem Stromeinspeisepunkt |
| JP2011146292A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Swcc Showa Cable Systems Co Ltd | 酸化物超電導電流リード |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP4056227A patent/JPH05218513A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008053722A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nexans | クエンチ制御された高温超伝導体 |
| EP2284845A1 (de) * | 2009-08-10 | 2011-02-16 | Bruker HTS GmbH | HTSL-Stromzuleitung zur Verbindung eines supraleitenden Verbrauchersystems mit einem Stromeinspeisepunkt |
| CN101996712A (zh) * | 2009-08-10 | 2011-03-30 | 布鲁克Hts有限公司 | 用于将超导负载系统连接到电流馈送点的高温超导体电线 |
| US8340737B1 (en) | 2009-08-10 | 2012-12-25 | Bruker Hts Gmbh | High temperature superconductor current lead for connecting a superconducting load system to a current feed point |
| JP2011146292A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Swcc Showa Cable Systems Co Ltd | 酸化物超電導電流リード |
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