JPH07230835A - 交流超電導線の電流供給端子 - Google Patents

交流超電導線の電流供給端子

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JPH07230835A
JPH07230835A JP6040618A JP4061894A JPH07230835A JP H07230835 A JPH07230835 A JP H07230835A JP 6040618 A JP6040618 A JP 6040618A JP 4061894 A JP4061894 A JP 4061894A JP H07230835 A JPH07230835 A JP H07230835A
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JP
Japan
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wire
superconducting
tapered surface
supply terminal
separate member
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JP6040618A
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English (en)
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Osami Tsukamoto
修巳 塚本
Makoto Maeda
誠 前田
Hitoshi Shimizu
仁司 清水
Katsuro Oishi
勝朗 大石
Shuichi Sato
修一 佐藤
Keiji Sato
啓二 佐藤
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Furukawa Electric Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Nippon Steel Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting 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】 【構成】 コーン部材35と銅管37と絶縁チューブ39から
なるセパレート部材33を備える。交流超電導線11の端部
の撚りをほぐし、テンションメンバー13はセパレート部
材33の穴41に挿入する。超電導素線15は、コーン部材35
のテーパー面Tに固定し、銅管37の外周面に半田付けす
る。銅管に外部リード線23を半田付けする。 【効果】 超電導素線15と銅線23は銅管37を介して電気
的に接続される。テンションメンバー13は超電導素線1
5、銅管37、銅線23と絶縁されるので、電流が流れな
い。超電導素線15は編組17を出たところからセパレート
部材33のテーパー面Tに固定されるので、安定性がよ
く、電磁力に対し高い強度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流超電導マグネット
などに使用される交流超電導線の電流供給端子に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】交流超電導線の基本的な構成を図8およ
び図9に示す。図8の交流超電導線11は、中心にステン
レス線からなる非磁性のテンションメンバー13を配置
し、そのまわりに多数の超電導素線15を撚り合わせ、そ
の上にポリエステル糸などによる編組17を施したもので
ある。テンションメンバー13用のステンレス線は絶縁皮
膜を有しており、絶縁皮膜を含めた外径は例えば0.26mm
程度である。超電導素線15はCu−Ni合金またはCuなどの
安定化材の中に無数の超電導フィラメント(Nb−Ti合金
など)を埋め込んだものある。超電導素線15も個々に厚
さ0.01mm程度の絶縁皮膜を有しており、絶縁皮膜を含め
た外径は例えば0.16mm程度である。編組17の厚さは例え
ば0.06mm程度である。
【0003】図9の交流超電導線11は、中心にステンレ
ス線の撚線からなるテンションメンバー13を配置し、そ
の上にポリエステル糸などによる中間編組19を施し、そ
の上に多数本の超電導素線15を撚り合わせ、その上にポ
リエステル糸などによる外部編組17を施したものであ
る。テンションメンバー13を構成する個々のステンレス
線はそれぞれ絶縁皮膜を有しており、絶縁皮膜を含むス
テンレス線の外径は例えば0.275 mm程度である。超電導
素線15の構成は図8の場合と同様で、絶縁皮膜を含めた
外径は例えば0.138 mm程度である。編組17、19の厚さは
例えば0.06mm程度である。
【0004】交流超電導線は、交流通電時の交流損失を
低減するため、超電導素線の外径を上記のように極めて
小さくする必要がある。このため超電導素線のみの撚線
導体では、巻線時の張力や通電時の電磁力に対し強度不
足となる。その対策として通常は中心にテンションメン
バーが配置される。またテンションメンバーに電流が流
れると、ジュール熱による温度上昇で、クエンチが生じ
てしまうので、テンションメンバーは変動磁界が印加さ
れても電流が流れない非磁性の材料で構成され、かつ超
電導素線と絶縁されている。
【0005】このような交流超電導線に外部から電流を
供給するための電流供給端子は従来、図10または図11の
ような構造であった。いずれの場合も、交流超電導線11
の端部は、外部の編組17を剥ぎとり、撚りをほぐして、
超電導素線15の絶縁皮膜を除去してある。またテンショ
ンメンバーは絶縁チューブ21を被せた上で超電導素線15
の間から外部に引き出してある。
【0006】図10の電流供給端子は、絶縁皮膜を除去し
た超電導素線15を、外部リード線となる多数の銅線23の
端部と一緒に束ね(銅線23も絶縁皮膜を有するが端部は
絶縁皮膜を除去してある)、そのまわりに錫めっき銅線
25を巻きつけた上で、束ねた部分全体を半田付けした構
造である。
【0007】また図11の電流供給端子は、絶縁皮膜を除
去した超電導素線15を、銅管27に巻きつけて半田付けす
ると共に、外部リード線となる銅線23の端部に圧着端子
29を取り付け、この圧着端子29をボルト31により、銅管
27に締め付け接続した構造である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電流供給端子
は、テンションメンバーに絶縁チューブを被せて超電導
素線から分岐した上で、超電導素線のみを外部リード線
または銅パイプに半田付け接続している。このような構
造にするのは、テンションメンバーを超電導素線と共に
外部リード線または銅パイプに半田付け接続すると、テ
ンションメンバーに電流が流れて発熱してしまうからで
ある。
【0009】しかし上記構成の電流供給端子では、超電
導素線とテンションメンバーとの分岐点と、超電導素線
と外部リード線または銅パイプとの半田付け接続部との
間に超電導素線のみの部分ができる。この部分の超電導
素線は何のサポートもないため、電磁力に対して非常に
不安定であり、クエンチ発生や振動による断線の原因と
なる。
【0010】本発明の目的は、上記のような問題点に鑑
み、電磁力に対して安定な交流超電導線用の電流供給端
子を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による交流超電導
線の電流供給端子は、先端部にテーパー面を有し、中心
軸線方向に穴を有する管状のセパレート部材を備えてお
り、交流超電導線の端部は撚りをほぐしてあって、撚り
をほぐした部分のテンションメンバーはセパレート部材
の穴に先端側から挿入されており、撚りをほぐした部分
の超電導素線は、セパレート部材のテーパー面とそれに
続く外周面に沿って後端側へ引き出され、テーパー面に
沿う部分で間隔を広げられ、かつセパレート部材のテー
パー面とそれに続く外周面に固定されており、さらに、
撚りをほぐした部分の超電導素線は上記のように固定さ
れた状態で外部リード線と電気的に接続されている、こ
とを特徴とするものである。
【0012】
【作用】上記構成によると、撚りをほぐした部分の超電
導素線はセパレート部材によってサポートされ、不安定
な部分がなくなる。このため電磁力に対して安定であ
り、クエンチや断線のおそれがなくなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0014】(実施例1)図1ないし図4は本発明の第
一の実施例を示す。この電流供給端子はセパレート部材
33を備えている。セパレート部材33は、絶縁体からなる
コーン部材35と、銅管37と、絶縁チューブ39とから構成
されている。コーン部材35は、中心軸線方向に穴41を有
し、先端側の外周面がテーパー面Tに、後端側の外周面
がストレート面になっている短管状の樹脂成形体であ
る。銅管37の外径はコーン部材35の後端側の外径とほぼ
同じになっている。絶縁チューブ39はコーン部材35と銅
管37に跨がって挿入されている。絶縁チューブ39の内径
はコーン部材35の穴41の内径と同じかそれより若干大き
くしてある。
【0015】交流超電導線11の端部は、編組17を除去し
て、撚りをほぐしてある。撚りをほぐした部分のテンシ
ョンメンバー13は、コーン部材35の穴41を通して絶縁チ
ューブ39内に挿入されている。コーン部材35の穴41の内
径は、テンションメンバー13の外径に可能な限り近づけ
ることが望ましい。テンションメンバー13の末端は他の
導体と接触しないように絶縁チューブ39内に位置させて
ある。
【0016】また撚りをほぐした部分の超電導素線15
は、コーン部材35のテーパー面Tおよびストレート外周
面に沿わせ、さらに銅管37の外周面に沿わせるようにし
て後端側へ引き出されている。個々の超電導素線15はテ
ーパー面Tで間隔を広げられ、銅管37の外周面上では等
間隔に配置されている(図3参照)。多数の超電導素線
15を等間隔に配置するため、コーン部材35のテーパー面
Tには放射状に(周方向には等間隔で)溝43が形成され
ている(図4参照)。超電導素線15はその溝43に沿わせ
ることによって等間隔に位置決めされる。この溝43はテ
ーパー面Tだけでなくストレート外周面にも連続して形
成しておくことが望ましい。
【0017】コーン部材35のテーパー面Tとそれに続く
外周面に沿わせた超電導素線15は図4に示すようにエポ
キシ樹脂などの接着性樹脂45によってコーン部材35に固
定されている。また銅管37の外周面に沿わせた超電導素
線15は図3に示すように半田47により銅管37に半田付け
されている。個々の超電導素線15は絶縁皮膜を有してい
るが、銅管37に半田付けする部分は絶縁皮膜を除去して
ある。
【0018】銅管37の後端部外周面には外部リード線と
なる適当本数の銅線23が半田49により接続されている
(図2参照)。個々の銅線23は絶縁皮膜を有している
が、半田付け部ではその絶縁皮膜が除去されている。
【0019】以上の構成により超電導素線15と銅線23は
銅管37を介して電気的に接続された状態となる。またテ
ンションメンバー13は超電導素線15、銅管37および銅線
23と絶縁された状態となり、電流が流れることはない。
さらに超電導素線15は編組17を出たところからセパレー
ト部材33の先端部テーパー面Tに固定されるので、きわ
めて安定性がよく、電磁力に対し高い強度が得られる。
【0020】なお上記実施例のようにセパレート部材33
に銅管37を使用するときは、表皮効果のため銅管37の内
側に交流電流が流れない部分ができるので、銅管37の厚
さは不必要に厚くする必要はなく、また銅管37の断面積
が大きいと渦電流による発熱も多くなる。したがって銅
管37の厚さは、日本電線工業規格(JCS第168 号−
D)の計算式で算出される最小限の厚さ(銅の抵抗率は
液体ヘリウム温度における値を使用)にしておくことが
望ましい。
【0021】また上記実施例では、外部リード線として
の銅線23を銅管37に半田付けにより接続したが、銅線23
は図11の従来例に示すように圧着端子に接続して、その
圧着端子を銅管に締め付け接続するようにしてもよい。
また銅管37の外周面上で、超電導素線と銅線をラップさ
せ、相互に半田付け接続することも可能である。
【0022】(実施例2)次に図5ないし図7を参照し
て本発明の第二の実施例を説明する。この電流供給端子
もセパレート部材33を備えているが、このセパレート部
材33は全体が絶縁体で形成されているものである。すな
わち、このセパレート部材33は、先端部にテーパー面T
を有し、中心軸線方向に穴41を有している。テーパー面
Tには交流超電導線11の超電導素線15の本数と同じ本数
の溝43が放射状に(周方向には等間隔で)形成されてい
る(図7参照)。またセパレート部材33のストレート外
周面にも、上記溝43に連続して、それより幅および深さ
が大きい溝51が等間隔で形成されている(図6参照)。
【0023】交流超電導線11の端部の、撚りをほぐした
部分のテンションメンバー13は、セパレート部材33の穴
41に先端側から挿入されている。テンションメンバー13
の末端は他の導体と接触しないようにセパレート部材33
の穴41の中に位置させてある。
【0024】また撚りをほぐした部分の超電導素線15
は、テーパー面Tの溝43に沿わせ、さらにストレート外
周面の溝51に沿わせて後端側へ引き出されている。超電
導素線15は、テーパー面Tに沿う部分で間隔を広げら
れ、ストレート外周面に沿う部分では一定の間隔に保た
れている。
【0025】超電導素線15はストレート外周面の溝51内
で、外部リード線となる銅線23と1対1で半田53により
接続されている。組立の順序からいえば、超電導素線15
と銅線23を半田53により接続した後に、その接続部を溝
51内に収納することになる。超電導素線15と銅線23の接
続部は溝51に収納された状態で、図6に示すようにエポ
キシ樹脂などの接着性樹脂45によりセパレート部材33に
固定されている。またテーパー面Tに沿う部分の超電導
素線15も接着性樹脂45によりセパレート部材33に固定さ
れている。
【0026】以上の構成により超電導素線15と銅線23は
直接電気的に接続された状態となる。またテンションメ
ンバー13に電流が流れないこと、超電導素線15の安定性
がよく、電磁力に対する高い強度が得られることは前記
実施例と同じである。
【0027】なお交流超電導線には、テンションメンバ
ーのまわりに多数の超電導素線を撚り合わせたものを一
次撚線とし、この一次撚線を適当本数撚り合わせて二次
撚線としたものもある。本発明はこのような二次撚線タ
イプの交流超電導線の電流供給端子にも適用できる。そ
の場合は、二次撚線タイプの交流超電導線の端部の撚り
をほぐして複数本の一次撚線に分け、各一次撚線の端部
に本発明の電流供給端子を形成すればよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明による交流超
電導線の電流供給端子は、撚りをほぐした部分の超電導
素線がセパレート部材のテーパー面に固定されているの
で、電磁力に対して安定であり、クエンチや断線が発生
し難いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電流供給端子の第一の実施例を
示す縦断面図。
【図2】 図1のA−A線における横断面図。
【図3】 図1のB−B線における横断面図。
【図4】 図1のC−C線における横断面図。
【図5】 本発明に係る電流供給端子の第二の実施例を
示す縦断面図。
【図6】 図5のD−D線における横断面図。
【図7】 図5のE−E線における横断面図。
【図8】 交流超電導線の一例を示す横断面図。
【図9】 交流超電導線の他の例を示す横断面図。
【図10】 従来の交流超電導線の電流供給端子の一例
を示す正面図。
【図11】 従来の交流超電導線の電流供給端子の他の
例を示す正面図。
【符号の説明】
11:交流超電導線 13:テンションメンバー 15:超電導素線 17:編組 33:セパレート部材 35:コーン部材 37:銅管 39:絶縁チューブ 41:穴 43:溝 45:接着性樹脂 47、49:半田 51:溝 53:半田
フロントページの続き (72)発明者 清水 仁司 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 大石 勝朗 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 修一 千葉県富津市新富20番1号 新日本製鐵株 式会社技術開発本部内 (72)発明者 佐藤 啓二 千葉県富津市新富20番1号 新日本製鐵株 式会社技術開発本部内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中心のテンションメンバーのまわりに多数
    の超電導素線を撚り合わせてなる交流超電導線の電流供
    給端子であって、 先端部にテーパー面を有し、中心軸線方向に穴を有する
    管状のセパレート部材を備えており、 交流超電導線の端部は撚りをほぐしてあって、撚りをほ
    ぐした部分のテンションメンバーはセパレート部材の穴
    に先端側から挿入されており、 撚りをほぐした部分の超電導素線は、セパレート部材の
    テーパー面とそれに続く外周面に沿って後端側へ引き出
    され、テーパー面に沿う部分で間隔を広げられ、かつセ
    パレート部材のテーパー面とそれに続く外周面に固定さ
    れており、 さらに、撚りをほぐした部分の超電導素線は上記のよう
    に固定された状態で外部リード線と電気的に接続されて
    いる、 ことを特徴とする交流超電導線の電流供給端子。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電流供給端子であって、 セパレート部材の、穴の内周面とテーパー面は絶縁体で
    形成されており、テーパー面に続く外周面の少なくとも
    一部は非磁性で導電性の金属管の外周面で構成されてお
    り、 撚りをほぐした部分の超電導素線は、テーパー面に接着
    性樹脂により固定され、かつ金属管の外周面に半田付け
    により固定されており、 金属管には外部リード線が電気的に接続されている、 ことを特徴とするもの。
  3. 【請求項3】請求項1記載の電流供給端子であって、 セパレート部材は全体が絶縁体で形成されており、 撚りをほぐした部分の超電導素線は、テーパー面に接着
    性樹脂により固定され、テーパー面に続く外周面に、外
    部リード線と半田付け接続された状態で、接着性樹脂に
    より固定されている、 ことを特徴とするもの。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の電流
    供給端子であって、 セパレート部材のテーパー面には放射状に多数の溝が形
    成され、超電導素線がその溝に沿って配置されている、 ことを特徴とするもの。
  5. 【請求項5】請求項3記載の電流供給端子であって、 セパレート部材のテーパー面に続く外周面には、周方向
    に間隔をあけて長手方向に伸びる多数の溝が形成されて
    おり、超電導素線と外部リード線との接続部がその溝に
    沿って配置されている、 ことを特徴とするもの。
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