JPH07141930A - Ｎｂ３ Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法 - Google Patents
Ｎｂ３ Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法Info
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- JPH07141930A JPH07141930A JP5255841A JP25584193A JPH07141930A JP H07141930 A JPH07141930 A JP H07141930A JP 5255841 A JP5255841 A JP 5255841A JP 25584193 A JP25584193 A JP 25584193A JP H07141930 A JPH07141930 A JP H07141930A
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンパクトな構成で高い導体電流密度を有
し、１ｋＡ級以上の臨界電流を有する実用規模のＮｂ3
Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法を提供す
る。 【構成】 ＳｎまたはＳｎ合金部のまわりに、Ｃｕまた
はＣｕ合金部からなるマトリックス中に直径１μｍ以下
のＮｂまたはＮｂ合金フィラメントが埋込まれたＮｂ−
Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素線を作製するステップ
と、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数本撚り合わせた後熱処
理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィラメントを形成するス
テップとを備える。
し、１ｋＡ級以上の臨界電流を有する実用規模のＮｂ3
Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法を提供す
る。 【構成】 ＳｎまたはＳｎ合金部のまわりに、Ｃｕまた
はＣｕ合金部からなるマトリックス中に直径１μｍ以下
のＮｂまたはＮｂ合金フィラメントが埋込まれたＮｂ−
Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素線を作製するステップ
と、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数本撚り合わせた後熱処
理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィラメントを形成するス
テップとを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導導
体および超電導コイルの製造方法に関するものであり、
特に、超電導分路リアクトル、超電導トランス等の電力
応用分野に利用されるＮｂ3 Ｓｎ超電導導体および超電
導コイルの製造方法に関するものである。
体および超電導コイルの製造方法に関するものであり、
特に、超電導分路リアクトル、超電導トランス等の電力
応用分野に利用されるＮｂ3 Ｓｎ超電導導体および超電
導コイルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】超電
導分路リアクトルや超電導変圧器に用いられる超電導コ
イルには、交流損失低減のために超電導フィラメント径
を１μｍ以下にしたＮｂＴｉ超電導線が用いられる。具
体的な線材構成としては、０．２μｍ程度のフィラメン
ト径を有する素線径０．２ｍｍの素線を７×６本撚りに
した撚線導体等が開発されており、交流の臨界電流値と
しては１ｋＡ級の導体が開発されている。ＮｂＴｉ線材
の場合は、フィラメント径の低減とともに臨界磁界や臨
界温度が低下するために、導体の交流臨界電流値は、交
流通電時の発熱や線材の動きによって直流の臨界電流値
と比べて５０％程度まで低下するという問題があった。
しかも、撚線本数が増加するに従って、交流の臨界電流
値は直流の臨界電流値から次第に低減する傾向にあり、
１ｋＡ級を超える実用規模の電力機器用には多数本撚り
導体が必要であった。
導分路リアクトルや超電導変圧器に用いられる超電導コ
イルには、交流損失低減のために超電導フィラメント径
を１μｍ以下にしたＮｂＴｉ超電導線が用いられる。具
体的な線材構成としては、０．２μｍ程度のフィラメン
ト径を有する素線径０．２ｍｍの素線を７×６本撚りに
した撚線導体等が開発されており、交流の臨界電流値と
しては１ｋＡ級の導体が開発されている。ＮｂＴｉ線材
の場合は、フィラメント径の低減とともに臨界磁界や臨
界温度が低下するために、導体の交流臨界電流値は、交
流通電時の発熱や線材の動きによって直流の臨界電流値
と比べて５０％程度まで低下するという問題があった。
しかも、撚線本数が増加するに従って、交流の臨界電流
値は直流の臨界電流値から次第に低減する傾向にあり、
１ｋＡ級を超える実用規模の電力機器用には多数本撚り
導体が必要であった。
【０００３】一方、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材の場合には、
交流用としては１μｍ以下のフィラメント径を有する素
線を用いた１次撚線レベル、たとえば、０．２ｍｍの素
線を７本撚りした数百Ａ級の撚線導体が開発されていた
が、２次撚線レベルの作製実績はなく、１ｋＡを超える
実用規模の交流用導体は開発されていなかった。
交流用としては１μｍ以下のフィラメント径を有する素
線を用いた１次撚線レベル、たとえば、０．２ｍｍの素
線を７本撚りした数百Ａ級の撚線導体が開発されていた
が、２次撚線レベルの作製実績はなく、１ｋＡを超える
実用規模の交流用導体は開発されていなかった。
【０００４】本発明の目的は、このような現状を顧み
て、ＮｂＴｉ超電導導体で達成できないコンパクトな構
成で高い導体電流密度を有し、１ｋＡ級以上の臨界電流
を有する実用規模のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体および超電導
コイルの製造方法を提供することにある。
て、ＮｂＴｉ超電導導体で達成できないコンパクトな構
成で高い導体電流密度を有し、１ｋＡ級以上の臨界電流
を有する実用規模のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体および超電導
コイルの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によるＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導導体の製造方法は、ＳｎまたはＳｎ合金
部のまわりに、ＣｕまたはＣｕ合金部からなるマトリッ
クス中に直径１μｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメ
ントが埋込まれたＮｂ−Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素
線を作製するステップと、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数
本撚り合わせた後熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィ
ラメントを形成するステップとを備えている。
ｂ3 Ｓｎ超電導導体の製造方法は、ＳｎまたはＳｎ合金
部のまわりに、ＣｕまたはＣｕ合金部からなるマトリッ
クス中に直径１μｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメ
ントが埋込まれたＮｂ−Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素
線を作製するステップと、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数
本撚り合わせた後熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィ
ラメントを形成するステップとを備えている。
【０００６】好ましくは、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線のみを
複数本撚り合わせるとよい。この発明による超電導コイ
ルの製造方法は、ＳｎまたはＳｎ合金部のまわりに、Ｃ
ｕまたはＣｕ合金部からなるマトリックス中に直径１μ
ｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメントが埋込まれた
Ｎｂ−Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素線を作製するステ
ップと、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数本撚り合わせた後
熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィラメントを形成し
てＮｂ3 Ｓｎ超電導導体を作製するステップと、Ｎｂ3
Ｓｎ超電導導体を曲げ歪み２％以下で巻線するステップ
とを備えている。
複数本撚り合わせるとよい。この発明による超電導コイ
ルの製造方法は、ＳｎまたはＳｎ合金部のまわりに、Ｃ
ｕまたはＣｕ合金部からなるマトリックス中に直径１μ
ｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメントが埋込まれた
Ｎｂ−Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素線を作製するステ
ップと、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数本撚り合わせた後
熱処理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィラメントを形成し
てＮｂ3 Ｓｎ超電導導体を作製するステップと、Ｎｂ3
Ｓｎ超電導導体を曲げ歪み２％以下で巻線するステップ
とを備えている。
【０００７】この明細書において、「曲げ歪み」は以下
のとおり定義される。 曲げ歪み（％）＝（素線直径÷曲げ直径）×１００
のとおり定義される。 曲げ歪み（％）＝（素線直径÷曲げ直径）×１００
【０００８】
【作用】請求項１の発明によれば、ＳｎまたはＳｎ合金
部のまわりでＣｕまたはＣｕ合金部からなるマトリック
ス中に直径１μｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメン
トが埋込まれた構造を有する超電導素線を多数撚り合わ
せた超電導導体とした後、熱処理によってフィラメント
にＳｎを拡散させてＮｂ3 Ｓｎフィラメントを形成する
ことにより、実用規模の１ｋＡを超える交流臨界電流を
有する導体が可能となる。これは、Ｎｂ3 Ｓｎの臨界温
度や臨界磁界が、ＮｂＴｉ線材に比べて大きいことによ
って、交流通電時の温度マージンが高いことにより達成
できるものである。
部のまわりでＣｕまたはＣｕ合金部からなるマトリック
ス中に直径１μｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメン
トが埋込まれた構造を有する超電導素線を多数撚り合わ
せた超電導導体とした後、熱処理によってフィラメント
にＳｎを拡散させてＮｂ3 Ｓｎフィラメントを形成する
ことにより、実用規模の１ｋＡを超える交流臨界電流を
有する導体が可能となる。これは、Ｎｂ3 Ｓｎの臨界温
度や臨界磁界が、ＮｂＴｉ線材に比べて大きいことによ
って、交流通電時の温度マージンが高いことにより達成
できるものである。
【０００９】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導導体の構成が超電導素線の
みを用いた複合撚線であり、素線以外の材料の複合化が
ないことによって、熱処理時の歪みの印加等を防止する
ことができる。そのため、臨界電流は素線の特性の撚り
本数倍の値を発揮できる。
において、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導導体の構成が超電導素線の
みを用いた複合撚線であり、素線以外の材料の複合化が
ないことによって、熱処理時の歪みの印加等を防止する
ことができる。そのため、臨界電流は素線の特性の撚り
本数倍の値を発揮できる。
【００１０】請求項３の発明によれば、ＳｎまたはＳｎ
合金部のまわりでＣｕまたはＣｕ合金部からなるマトリ
ックス中に直径１μｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラ
メントが埋込まれた構造を有した交流用Ｎｂ3 Ｓｎ超電
導素線により構成した撚線導体について、撚線後に熱処
理によってフィラメントにＳｎを拡散させてＮｂ3 Ｓｎ
を形成した後、超電導コイルを作製する時、Ｎｂ3 Ｓｎ
超電導導体に印加される曲げ歪みを超電導導体を構成す
る素線の直径の２％以下とすることで、リアクド＆ワイ
ンド法が適用できる。リアクド＆ワインド法の使用が可
能となれば、Ｎｂ3 Ｓｎ生成時の熱処理の熱履歴にとら
われることなく、巻枠の材料の材質を選定でき、たとえ
ばＧＦＲＰ等の従来ＮｂＴｉ導体で用いられるものが使
用できる。このため、コイルの製造上の信頼性が向上
し、性能の優れたコイルを安定して作製できる利点があ
る。
合金部のまわりでＣｕまたはＣｕ合金部からなるマトリ
ックス中に直径１μｍ以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラ
メントが埋込まれた構造を有した交流用Ｎｂ3 Ｓｎ超電
導素線により構成した撚線導体について、撚線後に熱処
理によってフィラメントにＳｎを拡散させてＮｂ3 Ｓｎ
を形成した後、超電導コイルを作製する時、Ｎｂ3 Ｓｎ
超電導導体に印加される曲げ歪みを超電導導体を構成す
る素線の直径の２％以下とすることで、リアクド＆ワイ
ンド法が適用できる。リアクド＆ワインド法の使用が可
能となれば、Ｎｂ3 Ｓｎ生成時の熱処理の熱履歴にとら
われることなく、巻枠の材料の材質を選定でき、たとえ
ばＧＦＲＰ等の従来ＮｂＴｉ導体で用いられるものが使
用できる。このため、コイルの製造上の信頼性が向上
し、性能の優れたコイルを安定して作製できる利点があ
る。
【００１１】
（実施例１）試作した素線の諸元を表１に示す。フィラ
メント構成は、１６９本の１次スタック（Ｎｂ−Ｃｕ多
芯線）をＳｎの周囲に６本配置し、さらに７本集合した
もので、それらをＳｎ拡散防止バリアであるＴａで囲
み、外皮で覆った断面構成としている。外皮はＣｕ−１
０％Ｎｉを用いており、大容量化に伴う撚線化による素
線間の結合損失を防止することを目的としている。１本
の素線で数十Ａ、７本撚り１次撚線で数百Ａ、７×７本
撚り２次撚線で１ｋＡを目標とするために、素線径は
０．２ｍｍとした。フィラメント径は０．８μｍであっ
た。
メント構成は、１６９本の１次スタック（Ｎｂ−Ｃｕ多
芯線）をＳｎの周囲に６本配置し、さらに７本集合した
もので、それらをＳｎ拡散防止バリアであるＴａで囲
み、外皮で覆った断面構成としている。外皮はＣｕ−１
０％Ｎｉを用いており、大容量化に伴う撚線化による素
線間の結合損失を防止することを目的としている。１本
の素線で数十Ａ、７本撚り１次撚線で数百Ａ、７×７本
撚り２次撚線で１ｋＡを目標とするために、素線径は
０．２ｍｍとした。フィラメント径は０．８μｍであっ
た。
【００１２】この素線を用いて、７×７本撚りの２次撚
線を試作した。撚線構成としてＮｂＴｉ線材の場合のよ
うに常電導線を配置していないのは、熱処理時や冷却時
の歪みによる臨界電流の低下を防止するためである。こ
の２次撚線に６００℃で３０時間の熱処理を施して、Ｎ
ｂ3 Ｓｎフィラメントの生成を行なった。
線を試作した。撚線構成としてＮｂＴｉ線材の場合のよ
うに常電導線を配置していないのは、熱処理時や冷却時
の歪みによる臨界電流の低下を防止するためである。こ
の２次撚線に６００℃で３０時間の熱処理を施して、Ｎ
ｂ3 Ｓｎフィラメントの生成を行なった。
【００１３】
【表１】
【００１４】このようして得られたＮｂ3 Ｓｎ２次撚線
の交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）、直流のクエンチ電流Ｉｑ
（ＤＣ）および直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存
性を図１に示す。
の交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）、直流のクエンチ電流Ｉｑ
（ＤＣ）および直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存
性を図１に示す。
【００１５】図１を参照して、０．５Ｔにおける交流通
電電流Ｉｑ（ＡＣ）は１４５０Ａｐｅａｋであり、１ｋ
Ａ級導体が確認できた。交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）は直
流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の１．３４倍の値である。こ
れは、直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）測定時のフラックス
フローが緩やかなためで、直流のクエンチ電流Ｉｑ（Ｄ
Ｃ）は交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）によく一致する結果で
あり、ＮｂＴｉ線材の場合のような交流での通電電流の
低下は観測されなかった。これらは、Ｎｂ3 Ｓｎの高い
温度マージンによって、交流通電時の交流損失による発
熱状態でも、臨界電流が低下しない結果であり、本発明
の効果が認められた。
電電流Ｉｑ（ＡＣ）は１４５０Ａｐｅａｋであり、１ｋ
Ａ級導体が確認できた。交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）は直
流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の１．３４倍の値である。こ
れは、直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）測定時のフラックス
フローが緩やかなためで、直流のクエンチ電流Ｉｑ（Ｄ
Ｃ）は交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）によく一致する結果で
あり、ＮｂＴｉ線材の場合のような交流での通電電流の
低下は観測されなかった。これらは、Ｎｂ3 Ｓｎの高い
温度マージンによって、交流通電時の交流損失による発
熱状態でも、臨界電流が低下しない結果であり、本発明
の効果が認められた。
【００１６】比較例として、線径が０．２０ｍｍと０．
２５ｍｍの２種について、７×６本撚りの構成を有する
ＮｂＴｉ導体を作製し、同様の試験を行なった。素線の
諸元については、表１に併せて示す。
２５ｍｍの２種について、７×６本撚りの構成を有する
ＮｂＴｉ導体を作製し、同様の試験を行なった。素線の
諸元については、表１に併せて示す。
【００１７】このようにして得られた比較例のＮｂＴｉ
導体について、直流および交流の通電試験を実施した結
果を図２および図３に示す。
導体について、直流および交流の通電試験を実施した結
果を図２および図３に示す。
【００１８】図２は、比較例１の線径が０．２ｍｍのＮ
ｂＴｉ導体（以下、「０．２×７×６撚線」という）に
関して、交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電
流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存性を示す図である。
ｂＴｉ導体（以下、「０．２×７×６撚線」という）に
関して、交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電
流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存性を示す図である。
【００１９】また、図３は、線径が０．２５ｍｍのＮｂ
Ｔｉ導体（以下、「０．２５×７×６撚線」という）に
関して、交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電
流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存性を示す図である。
Ｔｉ導体（以下、「０．２５×７×６撚線」という）に
関して、交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電
流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存性を示す図である。
【００２０】図２および図３を参照して、直流では外部
磁界０．５Ｔで２１００Ａ（０．２×７×６撚線）、２
６００Ａ（０．２５×７×６撚線）の通電が、５０Ｈｚ
では外部磁界０．５Ｔで１３００Ａｐｅａｋ（０．２×
７×６撚線）、１３５０Ａｐｅａｋ（０．２５×７×６
撚線）の通電結果が得られた。この結果、丸撚り２次撚
線で外部磁界０．５Ｔにおいて、１ｋＡ級の導体とな
る。しかし、交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電
流Ｉｃ（ＤＣ）に比べて低磁界側で低下する結果を示
す。０．２×７×６撚線では、０．５Ｔで交流通電電流
Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の６２％、
１．０Ｔで７９％、０．２５×７×６撚線では、０．５
Ｔで交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電流Ｉｃ
（ＤＣ）の５２％、１．０Ｔで６９％であり、交流通電
電流Ｉｑ（ＡＣ）の低下の度合いは素線径にも依存して
いる。以上の比較例から、ＮｂＴｉ線材では、交流通電
電流Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）より大
きく低下することが明らかである。
磁界０．５Ｔで２１００Ａ（０．２×７×６撚線）、２
６００Ａ（０．２５×７×６撚線）の通電が、５０Ｈｚ
では外部磁界０．５Ｔで１３００Ａｐｅａｋ（０．２×
７×６撚線）、１３５０Ａｐｅａｋ（０．２５×７×６
撚線）の通電結果が得られた。この結果、丸撚り２次撚
線で外部磁界０．５Ｔにおいて、１ｋＡ級の導体とな
る。しかし、交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電
流Ｉｃ（ＤＣ）に比べて低磁界側で低下する結果を示
す。０．２×７×６撚線では、０．５Ｔで交流通電電流
Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の６２％、
１．０Ｔで７９％、０．２５×７×６撚線では、０．５
Ｔで交流通電電流Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電流Ｉｃ
（ＤＣ）の５２％、１．０Ｔで６９％であり、交流通電
電流Ｉｑ（ＡＣ）の低下の度合いは素線径にも依存して
いる。以上の比較例から、ＮｂＴｉ線材では、交流通電
電流Ｉｑ（ＡＣ）は直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）より大
きく低下することが明らかである。
【００２１】（実施例２）コイル作製においてリアクト
＆ワインド法による作製を検討するために、臨界電流の
曲げ歪み特性の関係を調査した。歪みはリアクト＆ワイ
ンド法を想定して曲げ歪みとした。
＆ワインド法による作製を検討するために、臨界電流の
曲げ歪み特性の関係を調査した。歪みはリアクト＆ワイ
ンド法を想定して曲げ歪みとした。
【００２２】実施例１の１次撚線を用いて試験を行なっ
た結果を、図４および図５に示す。線材の熱処理前の初
期曲げ歪みとして、０％と０．３％のものを実施した。
た結果を、図４および図５に示す。線材の熱処理前の初
期曲げ歪みとして、０％と０．３％のものを実施した。
【００２３】図４は、熱処理前の初期曲げ歪みが０％で
ある場合の熱処理後の曲げ歪み（％）と臨界電流（Ａ）
との関係を示す図である。
ある場合の熱処理後の曲げ歪み（％）と臨界電流（Ａ）
との関係を示す図である。
【００２４】また、図５は、熱処理前の初期曲げ歪みが
０．３％である場合の熱処理後の曲げ歪み（％）と臨界
電流（Ａ）との関係を示す図である。
０．３％である場合の熱処理後の曲げ歪み（％）と臨界
電流（Ａ）との関係を示す図である。
【００２５】なお、臨界電流の測定は、線材を熱処理
後、所定の曲げ歪みを印加して行なった。また、初期曲
げ歪みが０．３％の場合には、一旦直状に延ばしてから
臨界電流測定を行なった。
後、所定の曲げ歪みを印加して行なった。また、初期曲
げ歪みが０．３％の場合には、一旦直状に延ばしてから
臨界電流測定を行なった。
【００２６】図４および図５を参照して、いずれの磁界
においても０％から２％までの曲げ歪み領域では、臨界
電流の大幅な劣化は観測されない結果となった。この結
果は、本発明によるフィラメント径の細いＮｂ3 Ｓｎ超
電導線を開発した結果である。一方、４％まで曲げ歪み
を印加すると、臨界電流は大きく劣化することが判明し
た。
においても０％から２％までの曲げ歪み領域では、臨界
電流の大幅な劣化は観測されない結果となった。この結
果は、本発明によるフィラメント径の細いＮｂ3 Ｓｎ超
電導線を開発した結果である。一方、４％まで曲げ歪み
を印加すると、臨界電流は大きく劣化することが判明し
た。
【００２７】この結果から、本発明によれば、交流用Ｎ
ｂ3 Ｓｎ超電導素線により構成した撚線導体を撚線後に
熱処理することによってＮｂ3 Ｓｎを形成した後、リア
クト＆ワインド法を使用することができる。そのため、
従来困難であったコイルの大型化が可能となり、補助材
料等を含めた巻線工程を実用的なものとできる。
ｂ3 Ｓｎ超電導素線により構成した撚線導体を撚線後に
熱処理することによってＮｂ3 Ｓｎを形成した後、リア
クト＆ワインド法を使用することができる。そのため、
従来困難であったコイルの大型化が可能となり、補助材
料等を含めた巻線工程を実用的なものとできる。
【００２８】なお、初期曲げ歪みが０．３％の場合は、
大型コイル作製を想定し、予め線材をサプライリールに
巻線した状態を模擬して熱処理を行なっている。一方、
直状で熱処理した場合には、曲げ歪みは１％から２％の
間が最適であることがわかる。
大型コイル作製を想定し、予め線材をサプライリールに
巻線した状態を模擬して熱処理を行なっている。一方、
直状で熱処理した場合には、曲げ歪みは１％から２％の
間が最適であることがわかる。
【００２９】本実施例は、０．２ｍｍの素線を７本撚り
した１次撚り丸撚線の結果であるが、この結果を応用す
れば、超電導コイル作製時のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体がた
とえば２次撚線以上の丸撚線である場合や平角成型撚線
である場合にも、印加される曲げ歪みを超電導導体を構
成する素線の直径の２％以下とすることで、リアクト＆
ワインド法が適用できることがわかる。 （実施例３）具体的な交流機器をめざした大容量交流用
導体の検討を行なった。対象は６６ｋＶ／１００ＭＶＡ
級超電導三相分路リアクトルとした。
した１次撚り丸撚線の結果であるが、この結果を応用す
れば、超電導コイル作製時のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体がた
とえば２次撚線以上の丸撚線である場合や平角成型撚線
である場合にも、印加される曲げ歪みを超電導導体を構
成する素線の直径の２％以下とすることで、リアクト＆
ワインド法が適用できることがわかる。 （実施例３）具体的な交流機器をめざした大容量交流用
導体の検討を行なった。対象は６６ｋＶ／１００ＭＶＡ
級超電導三相分路リアクトルとした。
【００３０】６６ｋＶ／１００ＭＶＡ級超電導三相分路
リアクトルに用いる導体の要求性能と試作した２次撚線
を比較検討した結果を表２にまとめる。
リアクトルに用いる導体の要求性能と試作した２次撚線
を比較検討した結果を表２にまとめる。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２を参照して、交流のクエンチ電流の
他、電流密度も明らかにＮｂ3 Ｓｎ線材が優れているこ
とがわかった。
他、電流密度も明らかにＮｂ3 Ｓｎ線材が優れているこ
とがわかった。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、コンパクトな構成で高い導体電流密度を有し、１ｋ
Ａ級以上の臨界電流を有する実用規模のＮｂ3 Ｓｎ超電
導導体および超電導コイルを製造することができる。
ば、コンパクトな構成で高い導体電流密度を有し、１ｋ
Ａ級以上の臨界電流を有する実用規模のＮｂ3 Ｓｎ超電
導導体および超電導コイルを製造することができる。
【００３４】したがって、この発明によって製造された
超電導導体および超電導コイルは、超電導分路リアクト
ル、超電導変圧器等への利用が可能となる。
超電導導体および超電導コイルは、超電導分路リアクト
ル、超電導変圧器等への利用が可能となる。
【図１】実施例のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体の交流通電電流
Ｉｑ（ＡＣ）、直流のクエンチ電流Ｉｑ（ＤＣ）および
直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存性を示す図であ
る。
Ｉｑ（ＡＣ）、直流のクエンチ電流Ｉｑ（ＤＣ）および
直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界依存性を示す図であ
る。
【図２】比較例１のＮｂＴｉ超電導導体の交流通電電流
Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界
依存性を示す図である。
Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界
依存性を示す図である。
【図３】比較例２のＮｂＴｉ超電導導体の交流通電電流
Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界
依存性を示す図である。
Ｉｑ（ＡＣ）および直流の臨界電流Ｉｃ（ＤＣ）の磁界
依存性を示す図である。
【図４】実施例のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体について、熱処
理前の初期曲げ歪みが０％である場合の熱処理後の曲げ
歪み（％）と臨界電流（Ａ）との関係を示す図である。
理前の初期曲げ歪みが０％である場合の熱処理後の曲げ
歪み（％）と臨界電流（Ａ）との関係を示す図である。
【図５】実施例のＮｂ3 Ｓｎ超電導導体について、熱処
理前の初期曲げ歪みが０．３％である場合の熱処理後の
曲げ歪み（％）と臨界電流（Ａ）との関係を示す図であ
る。
理前の初期曲げ歪みが０．３％である場合の熱処理後の
曲げ歪み（％）と臨界電流（Ａ）との関係を示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 6/06 ＺＡＡ
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳｎまたはＳｎ合金部のまわりに、Ｃｕ
またはＣｕ合金部からなるマトリックス中に直径１μｍ
以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメントが埋込まれたＮ
ｂ−Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素線を作製するステッ
プと、 前記超電導素線を複数本撚り合わせた後熱処理を施して
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導フィラメントを形成するステップとを
備える、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導導体の製造方法。 - 【請求項２】 前記Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線のみを複数本
撚り合わせることを特徴とする、請求項１記載のＮｂ3
Ｓｎ超電導導体の製造方法。 - 【請求項３】 ＳｎまたはＳｎ合金部のまわりに、Ｃｕ
またはＣｕ合金部からなるマトリックス中に直径１μｍ
以下のＮｂまたはＮｂ合金フィラメントが埋込まれたＮ
ｂ−Ｃｕ多芯線を配置し、超電導素線を作製するステッ
プと、 前記Ｎｂ3 Ｓｎ超電導素線を複数本撚り合わせた後熱処
理を施してＮｂ3 Ｓｎ超電導フィラメントを形成してＮ
ｂ3 Ｓｎ超電導導体を作製するステップと、 前記Ｎｂ3 Ｓｎ超電導導体を、曲げ歪み２％以下で巻線
するステップとを備える、超電導コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255841A JPH07141930A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255841A JPH07141930A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07141930A true JPH07141930A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17284341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5255841A Withdrawn JPH07141930A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | Ｎｂ３ Ｓｎ超電導導体および超電導コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07141930A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023189275A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導前駆体素線、化合物超電導前駆体撚線および化合物超電導撚線 |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP5255841A patent/JPH07141930A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023189275A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 古河電気工業株式会社 | 化合物超電導前駆体素線、化合物超電導前駆体撚線および化合物超電導撚線 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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