JPH06132571A - 限流素子および限流装置 - Google Patents
限流素子および限流装置Info
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- JPH06132571A JPH06132571A JP4282721A JP28272192A JPH06132571A JP H06132571 A JPH06132571 A JP H06132571A JP 4282721 A JP4282721 A JP 4282721A JP 28272192 A JP28272192 A JP 28272192A JP H06132571 A JPH06132571 A JP H06132571A
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- current limiting
- current
- thin film
- superconducting thin
- oxide superconducting
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- 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】
【目的】 限流回路に大きな電流を流すことができる限
流素子を提供する。 【構成】 基板上に酸化物超電導薄膜を形成しクエンチ
させて抵抗を発生させ通電電流を制限する限流回路用の
限流素子であって、基板上に形成された酸化物超電導薄
膜のみからなる少なくとも２つ以上の並列構造を有し、
限流回路に酸化物超電導薄膜自体の臨界電流値以上の電
流を流すことができる。
流素子を提供する。 【構成】 基板上に酸化物超電導薄膜を形成しクエンチ
させて抵抗を発生させ通電電流を制限する限流回路用の
限流素子であって、基板上に形成された酸化物超電導薄
膜のみからなる少なくとも２つ以上の並列構造を有し、
限流回路に酸化物超電導薄膜自体の臨界電流値以上の電
流を流すことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に酸化物超電導
薄膜を形成し、クエンチさせて抵抗を発生させ、通電電
流を制限する限流素子に関し、特に用途に応じた限流素
子に関するものである。
薄膜を形成し、クエンチさせて抵抗を発生させ、通電電
流を制限する限流素子に関し、特に用途に応じた限流素
子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導体を用いた限流素子（以下「超電
導限流素子」という）は、事故時における大容量の短絡
電流抑制装置として、さらには、パワーエレクトロニク
ス機器の過電流からの保護や、全超電導発電機あるいは
超電導トランスなどを、事故電流から保護するために、
その開発が注目されてきている。
導限流素子」という）は、事故時における大容量の短絡
電流抑制装置として、さらには、パワーエレクトロニク
ス機器の過電流からの保護や、全超電導発電機あるいは
超電導トランスなどを、事故電流から保護するために、
その開発が注目されてきている。
【０００３】図７は、酸化物超電導薄膜を用いて限流を
行なう原理を説明するための回路図である。
行なう原理を説明するための回路図である。
【０００４】図７を参照して、この回路は、電源１、抵
抗２および基板４上に形成された酸化物超電導薄膜３
が、直列に接続されている。通電電流が酸化物超電導薄
膜の臨界電流値以下である正常状態のときには、酸化物
超電導薄膜３は超電導状態にあり、抵抗がゼロとなって
マイスナー効果を示すため、通電電流に影響を及ぼすこ
とはない。事故等により、この回路に短絡電流が流れ、
通電電流が酸化物超電導薄膜３の臨界電流値を超える
と、酸化物超電導薄膜３は、超電導状態が破れ、常電導
状態の高抵抗体へと変化するため、通電電流は抑制さ
れ、いわゆる限流が行なわれる。正常状態に復帰し、通
電電流が酸化物超電導薄膜３の臨界電流値以下になる
と、酸化物超電導薄膜３は、再び超電導状態となり、抵
抗がゼロとなってマイスナー効果を示すため、通電電流
に影響を及ぼすことはない。
抗２および基板４上に形成された酸化物超電導薄膜３
が、直列に接続されている。通電電流が酸化物超電導薄
膜の臨界電流値以下である正常状態のときには、酸化物
超電導薄膜３は超電導状態にあり、抵抗がゼロとなって
マイスナー効果を示すため、通電電流に影響を及ぼすこ
とはない。事故等により、この回路に短絡電流が流れ、
通電電流が酸化物超電導薄膜３の臨界電流値を超える
と、酸化物超電導薄膜３は、超電導状態が破れ、常電導
状態の高抵抗体へと変化するため、通電電流は抑制さ
れ、いわゆる限流が行なわれる。正常状態に復帰し、通
電電流が酸化物超電導薄膜３の臨界電流値以下になる
と、酸化物超電導薄膜３は、再び超電導状態となり、抵
抗がゼロとなってマイスナー効果を示すため、通電電流
に影響を及ぼすことはない。
【０００５】このような抵抗変化を利用する代わりに、
インダクタンスを利用する限流素子も考えられるが、限
流時には通電電流が大きなインダクタンスを持つコイル
に流れるようにしなければならず、構造が複雑で大型と
なりやすい、という問題がある。
インダクタンスを利用する限流素子も考えられるが、限
流時には通電電流が大きなインダクタンスを持つコイル
に流れるようにしなければならず、構造が複雑で大型と
なりやすい、という問題がある。
【０００６】抵抗変化を利用する限流素子では、液体ヘ
リウム中では、クエンチ時の発熱により、冷媒が瞬時に
沸騰するため、従来の低温超電導体を用いて限流素子を
製造することは実現できなかった。しかしながら、酸化
物高温超電導体は、熱伝導率や蒸発潜熱の大きな液体窒
素を冷媒とするため、抵抗変化を利用する限流素子が実
現できるようになった。
リウム中では、クエンチ時の発熱により、冷媒が瞬時に
沸騰するため、従来の低温超電導体を用いて限流素子を
製造することは実現できなかった。しかしながら、酸化
物高温超電導体は、熱伝導率や蒸発潜熱の大きな液体窒
素を冷媒とするため、抵抗変化を利用する限流素子が実
現できるようになった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、超電導限流素
子には、以下の特性が要求される。すなわち、（１）定
常時、超電導状態で所定電流を流すことができること、
（２）限流時のインダクタンスが、負荷に比べて十分大
きいこと、（３）限流時発生する電圧に耐えること、
（４）限流、復帰時間が短いこと、である。
子には、以下の特性が要求される。すなわち、（１）定
常時、超電導状態で所定電流を流すことができること、
（２）限流時のインダクタンスが、負荷に比べて十分大
きいこと、（３）限流時発生する電圧に耐えること、
（４）限流、復帰時間が短いこと、である。
【０００８】（２）については、正常時に比べて、クエ
ンチ時の抵抗を大きくすることが必要である。一般に、
酸化物超電導薄膜は、線材のようなバルク状の酸化物超
電導体と比較して、クエンチ時の抵抗が大きいため、超
電導限流素子には酸化物超電導薄膜を用いることが好ま
しい。また、（４）については、図７に示すような抵抗
変化を利用する限流素子の場合、動作が単純なため、限
流、復帰時間は短くなることが予想される。
ンチ時の抵抗を大きくすることが必要である。一般に、
酸化物超電導薄膜は、線材のようなバルク状の酸化物超
電導体と比較して、クエンチ時の抵抗が大きいため、超
電導限流素子には酸化物超電導薄膜を用いることが好ま
しい。また、（４）については、図７に示すような抵抗
変化を利用する限流素子の場合、動作が単純なため、限
流、復帰時間は短くなることが予想される。
【０００９】しかしながら、（１）については、酸化物
超電導薄膜は、それ自体の臨界電流密度は高いものの、
臨界電流を大きくするには限界があった。膜厚を厚くす
ることによって臨界電流を大きくすることも考えられる
が、膜厚を厚くすると、酸化物超電導薄膜自体の臨界電
流密度が低下してしまう現象が見られた。したがって、
このような臨界電流値に限界のある限流素子を用いて限
流を行なう際には、限流回路に大きな電流を流すことが
できないという問題点があった。
超電導薄膜は、それ自体の臨界電流密度は高いものの、
臨界電流を大きくするには限界があった。膜厚を厚くす
ることによって臨界電流を大きくすることも考えられる
が、膜厚を厚くすると、酸化物超電導薄膜自体の臨界電
流密度が低下してしまう現象が見られた。したがって、
このような臨界電流値に限界のある限流素子を用いて限
流を行なう際には、限流回路に大きな電流を流すことが
できないという問題点があった。
【００１０】また、酸化物超電導薄膜を用いた限流素子
は、素子自体はコンパクトであるが、この限流素子を用
いて限流を行なうための限流回路には、図７に示すよう
に別途抵抗が必要になるので、回路としてコンパクトな
ものにできないという問題点があった。
は、素子自体はコンパクトであるが、この限流素子を用
いて限流を行なうための限流回路には、図７に示すよう
に別途抵抗が必要になるので、回路としてコンパクトな
ものにできないという問題点があった。
【００１１】この発明の目的は、上述の課題を解決し、
限流回路に大きな電流を流すことができる限流素子およ
びコンパクトな限流装置を提供することにある。
限流回路に大きな電流を流すことができる限流素子およ
びコンパクトな限流装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明による限流素子
は、基板上に酸化物超電導薄膜を形成しクエンチさせて
抵抗を発生させ通電電流を制限する限流回路用の限流素
子であって、基板上に形成された酸化物超電導薄膜のみ
からなる少なくとも２つ以上の並列構造を有し、限流回
路に酸化物超電導薄膜自体の臨界電流値以上の電流を流
すことができる。
は、基板上に酸化物超電導薄膜を形成しクエンチさせて
抵抗を発生させ通電電流を制限する限流回路用の限流素
子であって、基板上に形成された酸化物超電導薄膜のみ
からなる少なくとも２つ以上の並列構造を有し、限流回
路に酸化物超電導薄膜自体の臨界電流値以上の電流を流
すことができる。
【００１３】また、この発明による限流装置は、通電電
流を制限する限流装置であって、基板と、基板上に形成
され、かつクエンチすることにより抵抗を発生する酸化
物超電導薄膜と、基板上に形成され、かつ酸化物超電導
薄膜の端部に接続される常電導膜とからなる。
流を制限する限流装置であって、基板と、基板上に形成
され、かつクエンチすることにより抵抗を発生する酸化
物超電導薄膜と、基板上に形成され、かつ酸化物超電導
薄膜の端部に接続される常電導膜とからなる。
【００１４】
【発明の作用効果】この発明の限流素子は、酸化物超電
導薄膜のみからなる少なくとも２つ以上の並列構造を有
している。したがって、この限流素子を用いた限流回路
には、酸化物超電導薄膜の臨界電流値を超える大きな電
流を流すことができる。
導薄膜のみからなる少なくとも２つ以上の並列構造を有
している。したがって、この限流素子を用いた限流回路
には、酸化物超電導薄膜の臨界電流値を超える大きな電
流を流すことができる。
【００１５】また、１枚の基板上に、電路を直列または
並列に任意に作製することができるので、回路の小型化
が可能となり、製造コストを下げることもできる。
並列に任意に作製することができるので、回路の小型化
が可能となり、製造コストを下げることもできる。
【００１６】一方、常電導膜を同一の基板上に作製し、
酸化物超電導薄膜の端部と接続されてなる限流装置は、
限流回路中の抵抗が不要となるため、限流回路をコンパ
クトにすることができる。
酸化物超電導薄膜の端部と接続されてなる限流装置は、
限流回路中の抵抗が不要となるため、限流回路をコンパ
クトにすることができる。
【００１７】
【実施例】実施例１ ４インチの大きさのシリコン単結晶基板上に、レーザ蒸
着法により、膜厚０．２μｍのジルコニア層を反応防止
層として形成した。このときの成膜条件を、表１に示
す。
着法により、膜厚０．２μｍのジルコニア層を反応防止
層として形成した。このときの成膜条件を、表１に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】次に、反応防止層として形成されたジルコ
ニア層上に、レーザ蒸着法により、膜厚１μｍのＹ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を形成した。このときの成膜
条件を、表２に示す。
ニア層上に、レーザ蒸着法により、膜厚１μｍのＹ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を形成した。このときの成膜
条件を、表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】このようにして得られた酸化物超電導薄膜
サンプルの超電導特性を測定したところ、臨界温度は８
９Ｋ、臨界電流密度は液体窒素中で２．５×１０6 Ａ／
ｃｍ 2 であった。
サンプルの超電導特性を測定したところ、臨界温度は８
９Ｋ、臨界電流密度は液体窒素中で２．５×１０6 Ａ／
ｃｍ 2 であった。
【００２２】この酸化物超電導薄膜サンプルに対して、
湿式法により図２に示すような回路パターンを描き、限
流素子を作製した。図３は、作製された限流素子の構成
を示す回路図である。図３に示すように、この限流素子
は、すべて酸化物超電導薄膜６で構成され、２つの並列
構造を有し、両端に端子７Ａ，７Ｂが接続されている。
また、２つに分かれている超電導ラインに流れる臨界電
流値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等しくすることに
よって、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）なっている。
湿式法により図２に示すような回路パターンを描き、限
流素子を作製した。図３は、作製された限流素子の構成
を示す回路図である。図３に示すように、この限流素子
は、すべて酸化物超電導薄膜６で構成され、２つの並列
構造を有し、両端に端子７Ａ，７Ｂが接続されている。
また、２つに分かれている超電導ラインに流れる臨界電
流値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等しくすることに
よって、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）なっている。
【００２３】このように構成される限流素子を用いて、
限流回路を組み立てた。図１は、このときの限流回路の
構成を示す回路図である。図１に示すように、この限流
回路は、電源１、１Ωの抵抗２および酸化物超電導薄膜
よりなる限流素子５が、直列に接続されている。限流素
子５を液体窒素中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１
Ａから徐々に大きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞２Ｉ
ｃまで増加させた時点で、印加電流値が約２０分の１に
低下し、限流動作が確認できた。
限流回路を組み立てた。図１は、このときの限流回路の
構成を示す回路図である。図１に示すように、この限流
回路は、電源１、１Ωの抵抗２および酸化物超電導薄膜
よりなる限流素子５が、直列に接続されている。限流素
子５を液体窒素中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１
Ａから徐々に大きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞２Ｉ
ｃまで増加させた時点で、印加電流値が約２０分の１に
低下し、限流動作が確認できた。
【００２４】比較例１ 実施例１と同様に、シリコン単結晶基板上に、表１に示
す条件で反応防止層として膜厚０．２μｍのジルコニア
層を、さらにその上に、表２に示す条件で膜厚１μｍの
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を、それぞれレーザ蒸
着法で形成した。
す条件で反応防止層として膜厚０．２μｍのジルコニア
層を、さらにその上に、表２に示す条件で膜厚１μｍの
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を、それぞれレーザ蒸
着法で形成した。
【００２５】このようにして得られた酸化物超電導薄膜
サンプルに対して、湿式法により図２に示すような回路
パターンを描き、限流素子を作製した。図４は、作製さ
れた限流素子の構成を示す回路図である。図４に示すよ
うに、この限流素子は、細線で示した酸化物超電導薄膜
６および太線で示した常電導線８より構成され、２つの
並列構造を有し、両端に端子７Ａ，７Ｂが接続されてい
る。また、２つに分かれている超電導ラインに流れる臨
界電流値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等しくするこ
とによって、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）なってい
る。
サンプルに対して、湿式法により図２に示すような回路
パターンを描き、限流素子を作製した。図４は、作製さ
れた限流素子の構成を示す回路図である。図４に示すよ
うに、この限流素子は、細線で示した酸化物超電導薄膜
６および太線で示した常電導線８より構成され、２つの
並列構造を有し、両端に端子７Ａ，７Ｂが接続されてい
る。また、２つに分かれている超電導ラインに流れる臨
界電流値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等しくするこ
とによって、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）なってい
る。
【００２６】このように構成される限流素子を用いて、
図１に示すような限流回路を組み立てた。酸化物超電導
薄膜６および常電導線８よりなる限流素子５を液体窒素
中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大
きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞Ｉｃまで増加させた
時点で、限流素子として動作し、印加電流が減少してし
まい、並列構造を有するにもかかわらず大きな電流まで
流すことができなかった。
図１に示すような限流回路を組み立てた。酸化物超電導
薄膜６および常電導線８よりなる限流素子５を液体窒素
中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大
きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞Ｉｃまで増加させた
時点で、限流素子として動作し、印加電流が減少してし
まい、並列構造を有するにもかかわらず大きな電流まで
流すことができなかった。
【００２７】比較例２ 実施例１と同じシリコン単結晶基板上に、反応防止層を
設けないで直接に、レーザ蒸着法により、膜厚１μｍの
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を形成した。このとき
の成膜条件は、表１に示すとおりであった。
設けないで直接に、レーザ蒸着法により、膜厚１μｍの
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を形成した。このとき
の成膜条件は、表１に示すとおりであった。
【００２８】このようにして得られた酸化物超電導薄膜
サンプルについて、４端子法により温度−抵抗特性を測
定した。その結果、反応防止層を設けない酸化物超電導
薄膜サンプルは、４Ｋでも超電導状態になっていないこ
とがわかった。
サンプルについて、４端子法により温度−抵抗特性を測
定した。その結果、反応防止層を設けない酸化物超電導
薄膜サンプルは、４Ｋでも超電導状態になっていないこ
とがわかった。
【００２９】比較例３ 粉末法により、大きさ１ｍｍ×１ｍｍ、長さ５ｍｍの棒
状のＹＢａＣｕＯ系超電導体を作製した。この棒状酸化
物超電導体サンプルの常温での電気抵抗値は３Ωで、液
体窒素中での臨界電流値は３Ａであった。
状のＹＢａＣｕＯ系超電導体を作製した。この棒状酸化
物超電導体サンプルの常温での電気抵抗値は３Ωで、液
体窒素中での臨界電流値は３Ａであった。
【００３０】この棒状酸化物超電導体サンプルを限流素
子５として用い、図１に示すような限流回路を組み立て
た。棒状酸化物超電導体よりなる限流素子５を液体窒素
中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大
きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞Ｉｃまで増加させた
時点で、限流素子として動作し、印加電流が減少した
が、約２分の１にしか低下しなかった。
子５として用い、図１に示すような限流回路を組み立て
た。棒状酸化物超電導体よりなる限流素子５を液体窒素
中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大
きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞Ｉｃまで増加させた
時点で、限流素子として動作し、印加電流が減少した
が、約２分の１にしか低下しなかった。
【００３１】実施例２ サファイア基板上に、表１に示す条件で、反応防止層と
してジルコニア層を形成した。さらにその上に、ＢｉＳ
ｒＣａＣｕＯ系超電導体の高温相の膜を、表３に示す条
件で形成した。なお、膜厚は１μｍとなるように、成膜
時間で調整した。
してジルコニア層を形成した。さらにその上に、ＢｉＳ
ｒＣａＣｕＯ系超電導体の高温相の膜を、表３に示す条
件で形成した。なお、膜厚は１μｍとなるように、成膜
時間で調整した。
【００３２】
【表３】
【００３３】このようにして得られた酸化物超電導薄膜
サンプルに対して、実施例１と同様に湿式法により図２
に示すような回路パターンを描き、図３に示すような限
流素子を作製した。２つに分かれている超電導ラインに
流れる臨界電流値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等し
くすることによって、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）
なっている。
サンプルに対して、実施例１と同様に湿式法により図２
に示すような回路パターンを描き、図３に示すような限
流素子を作製した。２つに分かれている超電導ラインに
流れる臨界電流値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等し
くすることによって、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）
なっている。
【００３４】この限流素子を用いて、図１に示すように
限流回路を組み立てた。限流素子５を液体窒素中に浸漬
させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大きくして
いった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞２Ｉｃまで増加させた時点
で、印加電流値が約２０分の１に低下し、限流動作が確
認できた。
限流回路を組み立てた。限流素子５を液体窒素中に浸漬
させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大きくして
いった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞２Ｉｃまで増加させた時点
で、印加電流値が約２０分の１に低下し、限流動作が確
認できた。
【００３５】実施例３ 実施例１と同様に、シリコン単結晶基板上に、表１に示
す条件で反応防止層として膜厚０．２μｍのジルコニア
層を、さらにその上に、表２に示す条件で膜厚１μｍの
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を、それぞれレーザ蒸
着法で形成した。
す条件で反応防止層として膜厚０．２μｍのジルコニア
層を、さらにその上に、表２に示す条件で膜厚１μｍの
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 超電導薄膜を、それぞれレーザ蒸
着法で形成した。
【００３６】このようにして得られた酸化物超電導薄膜
サンプルに対して、実施例１と同様に湿式法により図２
に示すような回路パターンを描き、図５に示すような限
流素子を作製した。図５を参照して、これらの限流素子
は、すべて酸化物超電導薄膜６で構成され、それぞれ
（ａ）は３つ、（ｂ）は４つ、（ｃ）は５つの並列構造
を有し、両端に端子７Ａ，７Ｂが接続されている。ま
た、複数に分かれている超電導ラインに流れる臨界電流
値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等しくすることによ
って、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）なっている。
サンプルに対して、実施例１と同様に湿式法により図２
に示すような回路パターンを描き、図５に示すような限
流素子を作製した。図５を参照して、これらの限流素子
は、すべて酸化物超電導薄膜６で構成され、それぞれ
（ａ）は３つ、（ｂ）は４つ、（ｃ）は５つの並列構造
を有し、両端に端子７Ａ，７Ｂが接続されている。ま
た、複数に分かれている超電導ラインに流れる臨界電流
値（Ｉｃ）は、回路パターンの幅を等しくすることによ
って、それぞれ等しく（Ｉｃ＝２５Ａ）なっている。
【００３７】これらの限流素子を用いて、図１に示すよ
うに限流回路を組み立てた。限流素子５を液体窒素中に
浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大きく
していった。（ａ）に示す３並列タイプてはＩ0 ＞３Ｉ
ｃ、（ｂ）に示す４並列タイプではＩ0 ＞４Ｉｃ、
（ｃ）に示す５並列タイプではＩ0 ＞５Ｉｃまで増加さ
せた時点で、それぞれ印加電流値が減少し、限流動作が
確認できた。
うに限流回路を組み立てた。限流素子５を液体窒素中に
浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を１Ａから徐々に大きく
していった。（ａ）に示す３並列タイプてはＩ0 ＞３Ｉ
ｃ、（ｂ）に示す４並列タイプではＩ0 ＞４Ｉｃ、
（ｃ）に示す５並列タイプではＩ0 ＞５Ｉｃまで増加さ
せた時点で、それぞれ印加電流値が減少し、限流動作が
確認できた。
【００３８】実施例４ 図６は、この発明のさらに別の実施例である限流装置を
用いた限流回路を示す回路図である。
用いた限流回路を示す回路図である。
【００３９】図６に示すように、この回路に用いられる
限流装置は、実施例１と同様のＹＢａＣｕＯ系超電導薄
膜からなる限流素子５に、図に示す形状のタングステン
抵抗体９が接続されている。タングステン抵抗体９は、
ＹＢａＣｕＯ系超電導薄膜が形成されているのと同一の
基板上に、スパッタリング法により成膜されたものであ
る。この限流回路は、限流素子５にタングステン抵抗体
９が接続された限流装置と電源１とが、直列に接続され
ている。
限流装置は、実施例１と同様のＹＢａＣｕＯ系超電導薄
膜からなる限流素子５に、図に示す形状のタングステン
抵抗体９が接続されている。タングステン抵抗体９は、
ＹＢａＣｕＯ系超電導薄膜が形成されているのと同一の
基板上に、スパッタリング法により成膜されたものであ
る。この限流回路は、限流素子５にタングステン抵抗体
９が接続された限流装置と電源１とが、直列に接続され
ている。
【００４０】ＹＢａＣｕＯ系超電導薄膜からなる限流素
子５にタングステン抵抗体９が接続された限流装置を、
液体窒素中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を徐々に大
きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞２Ｉｃまで増加させ
た時点で、印加電流値が減少し、限流動作が確認でき
た。
子５にタングステン抵抗体９が接続された限流装置を、
液体窒素中に浸漬させ、回路に流す電流Ｉ0 を徐々に大
きくしていった。電流Ｉ0 をＩ0 ＞２Ｉｃまで増加させ
た時点で、印加電流値が減少し、限流動作が確認でき
た。
【００４１】このことから、タングステン抵抗体を、酸
化物超電導薄膜からなる限流素子と一体化し、小型化さ
せた限流装置でも、実施例１および実施例２と同等の性
能が得られることが確認された。
化物超電導薄膜からなる限流素子と一体化し、小型化さ
せた限流装置でも、実施例１および実施例２と同等の性
能が得られることが確認された。
【００４２】なお、本発明に用いられる酸化物超電導物
質としては、臨界温度が高いＹＢａＣｕＯ系およびＢｉ
ＳｒＣａＣｕＯ系超電導物質等が好ましく、これらは液
体窒素中で超電導状態とすることができる。
質としては、臨界温度が高いＹＢａＣｕＯ系およびＢｉ
ＳｒＣａＣｕＯ系超電導物質等が好ましく、これらは液
体窒素中で超電導状態とすることができる。
【００４３】また、酸化物超電導薄膜を形成する場合に
は、従来、基板としてＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板
が使用されていたが、高価であり、入手できる大きさに
制限があったため、コスト的に有利ではなかった。そこ
で、大きなサイズが比較的安価な価格で入手できるシリ
コン単結晶基板、サファイア基板を用いることにより、
経済的に大面積酸化物超電導薄膜を得ることができる。
ただし、シリコン単結晶基板およびサファイア基板を基
材として用いる場合には、基材と超電導膜との反応を抑
制するために、反応防止層を設けることが必要である。
反応防止層を設ければ、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基
板上に形成された薄膜に匹敵する超電導特性を得ること
ができる。反応防止層としては、ジルコニア、ＭｇＯ、
銀等が好ましい。
は、従来、基板としてＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板
が使用されていたが、高価であり、入手できる大きさに
制限があったため、コスト的に有利ではなかった。そこ
で、大きなサイズが比較的安価な価格で入手できるシリ
コン単結晶基板、サファイア基板を用いることにより、
経済的に大面積酸化物超電導薄膜を得ることができる。
ただし、シリコン単結晶基板およびサファイア基板を基
材として用いる場合には、基材と超電導膜との反応を抑
制するために、反応防止層を設けることが必要である。
反応防止層を設ければ、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基
板上に形成された薄膜に匹敵する超電導特性を得ること
ができる。反応防止層としては、ジルコニア、ＭｇＯ、
銀等が好ましい。
【図１】限流素子を用いた限流回路の回路図である。
【図２】この発明の実施例において用いられる限流素子
の回路パターン図である。
の回路パターン図である。
【図３】この発明の一実施例において用いられる限流素
子の回路図である。
子の回路図である。
【図４】図３に示す限流素子と比較するための限流素子
の回路図である。
の回路図である。
【図５】この発明の別の実施例において用いられる限流
素子の回路図である。
素子の回路図である。
【図６】この発明のさらに別の実施例を示す限流回路の
回路図である。
回路図である。
【図７】酸化物超電導薄膜を用いた限流回路の回路図で
ある。
ある。
１ 電源 ２ 抵抗 ３ 酸化物超電導薄膜 ４ 基板 ５ 限流素子 ６ 酸化物超電導薄膜 ７Ａ，７Ｂ 端子 ８ 常電導線 ９ タングステン抵抗体 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 長谷川 勝哉 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 藤野 剛三 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に酸化物超電導薄膜を形成し、ク
エンチさせて抵抗を発生させ、通電電流を制限する限流
回路用の限流素子であって、 前記基板上に形成された酸化物超電導薄膜のみからなる
少なくとも２つ以上の並列構造を有し、前記限流回路に
前記酸化物超電導薄膜自体の臨界電流値以上の電流を流
すことができる、限流素子。 - 【請求項２】 通電電流を制限する限流装置であって、 基板と、 前記基板上に形成され、かつクエンチすることにより抵
抗を発生する酸化物超電導薄膜と、 前記基板上に形成され、かつ前記酸化物超電導薄膜の端
部に接続される常電導膜とからなる、限流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282721A JPH06132571A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 限流素子および限流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282721A JPH06132571A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 限流素子および限流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132571A true JPH06132571A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17656183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4282721A Withdrawn JPH06132571A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 限流素子および限流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132571A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999066566A1 (de) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | STROMBEGRENZUNGSEINRICHTUNG MIT LEITERBAHNANORDNUNG AUS HOCH-Tc-SUPRALEITERMATERIAL SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER EINRICHTUNG |
| WO2003091158A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Film mince supraconducteur, procede de production et limitateur de courant de defaut supraconducteur |
| WO2003091157A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de production de couche mince d'oxyde superconductrice |
| JP2009049257A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 超電導限流素子 |
| JP2017530668A (ja) * | 2014-08-08 | 2017-10-12 | 古河電気工業株式会社 | 限流装置及び限流装置の製造方法 |
| CN110112719A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-09 | 西南交通大学 | 一种基于双面超导薄膜的可重构限流器 |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP4282721A patent/JPH06132571A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999066566A1 (de) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | STROMBEGRENZUNGSEINRICHTUNG MIT LEITERBAHNANORDNUNG AUS HOCH-Tc-SUPRALEITERMATERIAL SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER EINRICHTUNG |
| WO2003091158A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Film mince supraconducteur, procede de production et limitateur de courant de defaut supraconducteur |
| WO2003091157A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de production de couche mince d'oxyde superconductrice |
| CN100379684C (zh) * | 2002-04-26 | 2008-04-09 | 住友电气工业株式会社 | 制造氧化物超导薄膜的方法 |
| JP2009049257A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 超電導限流素子 |
| JP2017530668A (ja) * | 2014-08-08 | 2017-10-12 | 古河電気工業株式会社 | 限流装置及び限流装置の製造方法 |
| CN110112719A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-09 | 西南交通大学 | 一种基于双面超导薄膜的可重构限流器 |
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|---|---|---|---|
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