JPH0785735A - 強制冷却型超電導導体 - Google Patents
強制冷却型超電導導体Info
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- JPH0785735A JPH0785735A JP5232978A JP23297893A JPH0785735A JP H0785735 A JPH0785735 A JP H0785735A JP 5232978 A JP5232978 A JP 5232978A JP 23297893 A JP23297893 A JP 23297893A JP H0785735 A JPH0785735 A JP H0785735A
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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】多芯撚線の超電導素線間に発生する偏流を抑制
し、分流を促進すると共に冷却効率（安定性マージン）
を向上させ、臨界電流値及び制限電流値を向上させるこ
とにある。 【構成】銅等の安定化材マトリックスに超電導フィラメ
ントを配し、さらにその表面に絶縁皮膜を設けた超電導
素線１ａ，１ｂ，１ｃを多芯、多重に撚線し、これをコ
ンジット内部に配設して構成した強制冷却型超電導導体
において、超電導素線１ａ，１ｂ，１ｃの撚線ピッチｌ
ｐ以上の間隔で超電導素線の表面に絶縁皮膜を設けない
非絶縁部７を設ける。
し、分流を促進すると共に冷却効率（安定性マージン）
を向上させ、臨界電流値及び制限電流値を向上させるこ
とにある。 【構成】銅等の安定化材マトリックスに超電導フィラメ
ントを配し、さらにその表面に絶縁皮膜を設けた超電導
素線１ａ，１ｂ，１ｃを多芯、多重に撚線し、これをコ
ンジット内部に配設して構成した強制冷却型超電導導体
において、超電導素線１ａ，１ｂ，１ｃの撚線ピッチｌ
ｐ以上の間隔で超電導素線の表面に絶縁皮膜を設けない
非絶縁部７を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合あるいはエネル
ギー貯蔵用等に用いられる高磁界発生用超電導コイルに
用いられる強制冷却型超電導導体に関する。
ギー貯蔵用等に用いられる高磁界発生用超電導コイルに
用いられる強制冷却型超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】高磁界発生用超電導コイルにおいては、
そのコイルから発生する高磁界とコイル電流の相互作用
によって大きな電磁力が働く。このため、超電導導体と
しては機械的強度に優れた強制冷却型超電導導体が採用
されている。
そのコイルから発生する高磁界とコイル電流の相互作用
によって大きな電磁力が働く。このため、超電導導体と
しては機械的強度に優れた強制冷却型超電導導体が採用
されている。
【０００３】従来の強制冷却型超電導導体としては、例
えば図４に示すような構成のものがある。図４におい
て、１は銅等の安定化材マトリクスに超電導フィラメン
トを配し、さらにその表面に絶縁皮膜を設けた超電導素
線であり、一般にその断面形状は円形あるいはそれを押
し潰した滑らかな形状を有している。
えば図４に示すような構成のものがある。図４におい
て、１は銅等の安定化材マトリクスに超電導フィラメン
トを配し、さらにその表面に絶縁皮膜を設けた超電導素
線であり、一般にその断面形状は円形あるいはそれを押
し潰した滑らかな形状を有している。
【０００４】この超電導素線１を３本撚線することによ
り１次撚線２が、１次撚線２を３本撚線することにより
２次撚線３が、２次撚線３を３本撚線することにより３
次撚線４が、３次撚線４を２本撚線することにより４次
撚線５が構成されている。こうして構成された４次撚線
５をさらに６本撚線してコンジット６内に納めることに
より、強制冷却型超電導導体が構成される。
り１次撚線２が、１次撚線２を３本撚線することにより
２次撚線３が、２次撚線３を３本撚線することにより３
次撚線４が、３次撚線４を２本撚線することにより４次
撚線５が構成されている。こうして構成された４次撚線
５をさらに６本撚線してコンジット６内に納めることに
より、強制冷却型超電導導体が構成される。
【０００５】このように超電導線が多芯化、多重撚線化
されるのは、超電導導体としての高臨界電流化、低交流
損失化を目指すためのものである。また、コンジット６
内部の超電導線以外のギャップは、冷却用の極低温ヘリ
ウムの流路として利用されている。
されるのは、超電導導体としての高臨界電流化、低交流
損失化を目指すためのものである。また、コンジット６
内部の超電導線以外のギャップは、冷却用の極低温ヘリ
ウムの流路として利用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
超電導導体の臨界電流値は、本来 （超電導素線１本当りの臨界電流値）×（超電導素線の
本数） で与えられた筈である。しかしながら、実際には交流損
失を低減するために、超電導素線表面にはクロムあるい
はホルマリン被覆等の絶縁物が施されている。
超電導導体の臨界電流値は、本来 （超電導素線１本当りの臨界電流値）×（超電導素線の
本数） で与えられた筈である。しかしながら、実際には交流損
失を低減するために、超電導素線表面にはクロムあるい
はホルマリン被覆等の絶縁物が施されている。
【０００７】このため、導体接続部の接続抵抗の差など
により超導電素線間に偏流が発生し、一部の超電導素線
でクエンチが発生するため、上記の値よりも小さい臨界
電流値しか得られない。また、それとは別に冷却効率が
悪く、安定性マージンが十分でないため、制限電流が低
く、臨界電流値まで電流を流せないなどの問題がある。
により超導電素線間に偏流が発生し、一部の超電導素線
でクエンチが発生するため、上記の値よりも小さい臨界
電流値しか得られない。また、それとは別に冷却効率が
悪く、安定性マージンが十分でないため、制限電流が低
く、臨界電流値まで電流を流せないなどの問題がある。
【０００８】本発明は、上記の問題を解消するためにな
されたもので、多芯撚線の超電導素線間に発生する偏流
を抑制し、分流を促進すると共に冷却効率（安定性マー
ジン）を向上させ、臨界電流値及び制限電流値を向上さ
せることができる強制冷却型超電導導体を提供すること
を目的とする。
されたもので、多芯撚線の超電導素線間に発生する偏流
を抑制し、分流を促進すると共に冷却効率（安定性マー
ジン）を向上させ、臨界電流値及び制限電流値を向上さ
せることができる強制冷却型超電導導体を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では上記の目的を
達成するため、多芯撚線の超電導素線間に発生する偏流
を抑制し、分流を促進するために超電導素線の撚線ピッ
チ以上の間隔で超電導素線の表面に絶縁皮膜を設けない
非絶縁部を設け、素線間を接触させる。また、冷却効率
（安定性マージン）を向上させるために超電導素線の表
面に凹凸を設ける。
達成するため、多芯撚線の超電導素線間に発生する偏流
を抑制し、分流を促進するために超電導素線の撚線ピッ
チ以上の間隔で超電導素線の表面に絶縁皮膜を設けない
非絶縁部を設け、素線間を接触させる。また、冷却効率
（安定性マージン）を向上させるために超電導素線の表
面に凹凸を設ける。
【００１０】
【作用】強制冷却型超電導導体においては、通電当初多
芯撚線の各超電導素線に流れる電流値は導体接続部の接
続抵抗等によって決定され、コイル電流を上昇させる
と、そのうち１本の超電導素線がその素線としての臨界
電流値に近付いてくる。臨界電流値に近付くに従い、徐
々にその超電導素線には極めて小さいながら抵抗が発生
してくる。抵抗の発生にともない超電導素線間には分流
による電流の再分配が起こり、電流の均一化を行おうと
する。
芯撚線の各超電導素線に流れる電流値は導体接続部の接
続抵抗等によって決定され、コイル電流を上昇させる
と、そのうち１本の超電導素線がその素線としての臨界
電流値に近付いてくる。臨界電流値に近付くに従い、徐
々にその超電導素線には極めて小さいながら抵抗が発生
してくる。抵抗の発生にともない超電導素線間には分流
による電流の再分配が起こり、電流の均一化を行おうと
する。
【００１１】従来の超電導線においては全長にわたり絶
縁被覆が施されているため、分流は導体接続部まで溯っ
て行われることになり、その回路のインダクタンスは抵
抗に比してかなり大きくなる。このため、分流の時定数
はかなり大きく、コイル電流値の上昇を補いきれなくな
り、超電導素線のクエンチ、超電導導体のクエンチと進
行してしまう。
縁被覆が施されているため、分流は導体接続部まで溯っ
て行われることになり、その回路のインダクタンスは抵
抗に比してかなり大きくなる。このため、分流の時定数
はかなり大きく、コイル電流値の上昇を補いきれなくな
り、超電導素線のクエンチ、超電導導体のクエンチと進
行してしまう。
【００１２】本発明による強制冷却型超電導導体にあっ
ては、超電導素線の絶縁被覆を長手方向に一様ではな
く、撚線ピッチ以上の間隔で超電導素線の表面に絶縁皮
膜を設けない非絶縁部を設けてあり、隣接する超電導素
線と電気的に接触している。このため、分流の回路長を
著しく小さくでき、またその分流時定数も小さくできる
ので、コイル電流値の上昇を上回る速さで分流を行うこ
とができる。
ては、超電導素線の絶縁被覆を長手方向に一様ではな
く、撚線ピッチ以上の間隔で超電導素線の表面に絶縁皮
膜を設けない非絶縁部を設けてあり、隣接する超電導素
線と電気的に接触している。このため、分流の回路長を
著しく小さくでき、またその分流時定数も小さくできる
ので、コイル電流値の上昇を上回る速さで分流を行うこ
とができる。
【００１３】従って、超電導導体としての臨界電流値の
理論値である （超電導素線１本当りの臨界電流値）×（超電導素線の
本数） まで臨界電流値を上げることができる。一方、非絶縁部
のピッチを撚線ピッチ以上の間隔とすることで、交流損
失の増加も殆どなくすことが可能である。
理論値である （超電導素線１本当りの臨界電流値）×（超電導素線の
本数） まで臨界電流値を上げることができる。一方、非絶縁部
のピッチを撚線ピッチ以上の間隔とすることで、交流損
失の増加も殆どなくすことが可能である。
【００１４】また、超伝導素線の表面に凹凸を設けるこ
とによって超電導素線の冷却面積を大きくできるので、
導体としての冷却効率、すなわち安定性マージンが大き
くなり、超電導導体の制限電流値を向上させることがで
きる。
とによって超電導素線の冷却面積を大きくできるので、
導体としての冷却効率、すなわち安定性マージンが大き
くなり、超電導導体の制限電流値を向上させることがで
きる。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明による強制冷却型超電導導体の第１の
実施例を示す超電導素線を撚線した外観図である。図１
に示すように超電導素線１ａ，１ｂ，１ｃは３本を束と
して撚線ピッチｌｐでツイストされている。これら超電
導素線１ａ，１ｂ，１ｃの表面は斜線でハッチングして
示した非絶縁部７において電気的に接触をしている。ま
た、その他の表面にはクロムメッキ等による絶縁が施さ
れている。この場合、非絶縁部のピッチＬは撚線ピッチ
ｌｐより大きなピッチとなるようにしてある。
る。図１は本発明による強制冷却型超電導導体の第１の
実施例を示す超電導素線を撚線した外観図である。図１
に示すように超電導素線１ａ，１ｂ，１ｃは３本を束と
して撚線ピッチｌｐでツイストされている。これら超電
導素線１ａ，１ｂ，１ｃの表面は斜線でハッチングして
示した非絶縁部７において電気的に接触をしている。ま
た、その他の表面にはクロムメッキ等による絶縁が施さ
れている。この場合、非絶縁部のピッチＬは撚線ピッチ
ｌｐより大きなピッチとなるようにしてある。
【００１６】このような構成の強制冷却型超電導導体に
おいて、通電時の電流値を上昇させると、上述したよう
に素線間の偏流によりそのうち１本の超電導素線１ａが
その素線としての臨界電流値に近付いてくる。また、臨
界電流値に近付くに従い、徐々にその超電導線１ａには
極めて小さな抵抗が発生してくる。このとき超電導線１
ａ，１ｂ，１ｃの表面は斜線でハッチングして示した非
絶縁部７において電気的に接触しているので、抵抗の発
生に伴い超電導素線１ａの電流は非絶縁部７を介して接
触している超電導素線１ｂ，超電導素線１ｃに分流し、
電流の均一化が行われる。
おいて、通電時の電流値を上昇させると、上述したよう
に素線間の偏流によりそのうち１本の超電導素線１ａが
その素線としての臨界電流値に近付いてくる。また、臨
界電流値に近付くに従い、徐々にその超電導線１ａには
極めて小さな抵抗が発生してくる。このとき超電導線１
ａ，１ｂ，１ｃの表面は斜線でハッチングして示した非
絶縁部７において電気的に接触しているので、抵抗の発
生に伴い超電導素線１ａの電流は非絶縁部７を介して接
触している超電導素線１ｂ，超電導素線１ｃに分流し、
電流の均一化が行われる。
【００１７】従って、超電導導体長に比べ、短い間隔で
隣接する超電導素線同志が電気的に接触しているので、
分流の回路長を著しく小さくでき、またその分流時定数
も小さくできるので、コイル電流値の上昇を上回る速さ
で分流を行うことが可能となる。これにより、強制冷却
型超電導導体としての臨界電流値の理論値である （超電導素線１本当りの臨界電流値）×（超電導素線の
本数） まで臨界電流値を上げることができる。一方、非絶縁部
のピッチＬを撚線ピッチｌｐ以上の間隔とすることで、
交流損失の増加も殆どなくすことができる。
隣接する超電導素線同志が電気的に接触しているので、
分流の回路長を著しく小さくでき、またその分流時定数
も小さくできるので、コイル電流値の上昇を上回る速さ
で分流を行うことが可能となる。これにより、強制冷却
型超電導導体としての臨界電流値の理論値である （超電導素線１本当りの臨界電流値）×（超電導素線の
本数） まで臨界電流値を上げることができる。一方、非絶縁部
のピッチＬを撚線ピッチｌｐ以上の間隔とすることで、
交流損失の増加も殆どなくすことができる。
【００１８】図２は本発明の第２の実施例を示す強制冷
却型超電導導体における１次撚線を撚線した外観図であ
る。本実施例では多重撚線された強制冷却型超電導導体
の場合、１次素線に対して図１に示した処理を行った
後、図２に示すように１次素線２ａ，２ｂ，２ｃ間にお
いても同様に非絶縁部のピッチＬを撚線ピッチｌｐ以上
の間隔とし、非絶縁部７において隣接する１次素線同志
を電気的に接触させることにより、前述同様の効果が得
られる。
却型超電導導体における１次撚線を撚線した外観図であ
る。本実施例では多重撚線された強制冷却型超電導導体
の場合、１次素線に対して図１に示した処理を行った
後、図２に示すように１次素線２ａ，２ｂ，２ｃ間にお
いても同様に非絶縁部のピッチＬを撚線ピッチｌｐ以上
の間隔とし、非絶縁部７において隣接する１次素線同志
を電気的に接触させることにより、前述同様の効果が得
られる。
【００１９】図３は本発明の第３の実施例を示す強制冷
却型超電導導体の断面図である。本実施例における超電
導導体の構成は従来と同様であるが、表面に凹凸を設け
た超電導素線８を３本撚線することにより１次撚線２
が、１次撚線２を３本撚線することにより２次撚線３
が、２次撚線３を３本撚線することにより３次撚線４
が，３次撚線４を２本撚線することにより４次撚線５が
構成されている。
却型超電導導体の断面図である。本実施例における超電
導導体の構成は従来と同様であるが、表面に凹凸を設け
た超電導素線８を３本撚線することにより１次撚線２
が、１次撚線２を３本撚線することにより２次撚線３
が、２次撚線３を３本撚線することにより３次撚線４
が，３次撚線４を２本撚線することにより４次撚線５が
構成されている。
【００２０】このようにして構成された４次撚線５をさ
らに６本撚線し、コンジット６内に納められている。上
記第３の実施例によれば、その表面に凹凸が設けられて
いるので、超電導素線１ａ，１ｂ，１ｃの冷却面積は通
常の断面形状の超電導素線に比べて大きくなる。従っ
て、導体としての冷却効率、すなわち安定性マージンが
大きくなるので、超電導導体の制限電流値を向上させる
ことができる。
らに６本撚線し、コンジット６内に納められている。上
記第３の実施例によれば、その表面に凹凸が設けられて
いるので、超電導素線１ａ，１ｂ，１ｃの冷却面積は通
常の断面形状の超電導素線に比べて大きくなる。従っ
て、導体としての冷却効率、すなわち安定性マージンが
大きくなるので、超電導導体の制限電流値を向上させる
ことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、多芯
撚線の超電導素線間に発生する偏流を抑制し、分流を促
進すると共に冷却効率（安定性マージン）を向上させ、
臨界電流値及び制限電流値を向上させることができる強
制冷却型超電導導体を提供できる。
撚線の超電導素線間に発生する偏流を抑制し、分流を促
進すると共に冷却効率（安定性マージン）を向上させ、
臨界電流値及び制限電流値を向上させることができる強
制冷却型超電導導体を提供できる。
【図１】本発明による強制冷却型超電導導体の第１の実
施例における超電導素線を撚線した外観図。
施例における超電導素線を撚線した外観図。
【図２】本発明の第２の実施例における超電導素線を撚
線した外観図。
線した外観図。
【図３】本発明の第３の実施例における超電導素線を撚
線した外観図。
線した外観図。
【図４】従来の強制冷却型超電導導体を示す断面図。
１ａ，１ｂ，１ｃ……超電導素線、２ａ，２ｂ，２ｃ…
…１次撚線，３……２次撚線、４……３次撚線、５……
４次撚線、６……コンジット、７……非絶縁部、８……
凹凸部を有する超電導素線。ｌｐ……撚線ピッチ、Ｌ…
…非絶縁部のピッチ。
…１次撚線，３……２次撚線、４……３次撚線、５……
４次撚線、６……コンジット、７……非絶縁部、８……
凹凸部を有する超電導素線。ｌｐ……撚線ピッチ、Ｌ…
…非絶縁部のピッチ。
Claims (2)
- 【請求項１】 銅等の安定化材マトリックスに超電導フ
ィラメントを配し、さらにその表面に絶縁皮膜を設けた
超電導素線を多芯、多重に撚線し、これをコンジット内
部に配設して構成した強制冷却型超電導導体において、
前記超電導素線の撚線ピッチ以上の間隔で超電導素線の
表面に絶縁皮膜を設けない非絶縁部を設けたことを特徴
とする強制冷却型超電導導体。 - 【請求項２】 超電導素線の表面に凹凸を設けたことを
特徴とする請求項１に記載の強制冷却型超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23297893A JP3286036B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 強制冷却型超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23297893A JP3286036B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 強制冷却型超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785735A true JPH0785735A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3286036B2 JP3286036B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=16947879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23297893A Expired - Fee Related JP3286036B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 強制冷却型超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286036B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021513219A (ja) * | 2018-02-01 | 2021-05-20 | トカマク エナジー リミテッド | 部分絶縁ｈｔｓコイル |
| US20230099529A1 (en) * | 2020-02-24 | 2023-03-30 | University Of Houston System | Hybrid round superconductor wires |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23297893A patent/JP3286036B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021513219A (ja) * | 2018-02-01 | 2021-05-20 | トカマク エナジー リミテッド | 部分絶縁ｈｔｓコイル |
| US20230099529A1 (en) * | 2020-02-24 | 2023-03-30 | University Of Houston System | Hybrid round superconductor wires |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3286036B2 (ja) | 2002-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |