JPH08185725A - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
- Publication number
- JPH08185725A JPH08185725A JP7000124A JP12495A JPH08185725A JP H08185725 A JPH08185725 A JP H08185725A JP 7000124 A JP7000124 A JP 7000124A JP 12495 A JP12495 A JP 12495A JP H08185725 A JPH08185725 A JP H08185725A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- wires
- twisted
- reinforcing
- reinforcing wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 補強材に生じ得る渦電流損失を低減すること
ができ、高信頼性の超電導導体を提供する。 【構成】 複数の金属部材を撚った１次撚用補強線１ｂ
の周囲に複数の超電導素線１ａを撚り合わせたものは、
複数の金属部材を撚った２次撚用補強線１ｃの周囲に配
置される。
ができ、高信頼性の超電導導体を提供する。 【構成】 複数の金属部材を撚った１次撚用補強線１ｂ
の周囲に複数の超電導素線１ａを撚り合わせたものは、
複数の金属部材を撚った２次撚用補強線１ｃの周囲に配
置される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の超電導導体は、例えば特開平6-
223641に開示されているように、短絡電流抑制用の超電
導限流器トリガコイル等に使用されることがある。ここ
で、従来の超電導導体について、図３及び図４を参照し
て説明する。図３は６×６本撚線で成る超電導導体の断
面図である。同図において、超電導素線３ａはこれと略
同径の補強線３ｂの周りに６本撚られ、１次撚線３ｃを
構成する。さらに、１次撚線３ｃは補強線３ｄの周りに
６本撚られ、２次撚線３ｅを構成して成るものである。
223641に開示されているように、短絡電流抑制用の超電
導限流器トリガコイル等に使用されることがある。ここ
で、従来の超電導導体について、図３及び図４を参照し
て説明する。図３は６×６本撚線で成る超電導導体の断
面図である。同図において、超電導素線３ａはこれと略
同径の補強線３ｂの周りに６本撚られ、１次撚線３ｃを
構成する。さらに、１次撚線３ｃは補強線３ｄの周りに
６本撚られ、２次撚線３ｅを構成して成るものである。
【０００３】一方、図４は12本撚線で成る超電導導体の
断面図である。同図において、超電導素線４ａは補強線
４ｂの周りに12本撚って12本撚線４ｃを構成して成るも
のである。
断面図である。同図において、超電導素線４ａは補強線
４ｂの周りに12本撚って12本撚線４ｃを構成して成るも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
超電導導体は、一般に交流用として使用される。直流用
として使用するものは、その電流値が変化しない限り損
失は発生しないので、極力コンパクトになるよう構成す
ればよいが、交流用として使用するものは生じ得る損失
を極力低減できるような構成にする必要がある。
超電導導体は、一般に交流用として使用される。直流用
として使用するものは、その電流値が変化しない限り損
失は発生しないので、極力コンパクトになるよう構成す
ればよいが、交流用として使用するものは生じ得る損失
を極力低減できるような構成にする必要がある。
【０００５】しかしながら、上述した従来の超電導導体
の場合、補強線に磁界が加わると補強線に渦電流が生
じ、期待しない損失が増加する。この損失増加につい
て、図５及び図６を参照して説明する。
の場合、補強線に磁界が加わると補強線に渦電流が生
じ、期待しない損失が増加する。この損失増加につい
て、図５及び図６を参照して説明する。
【０００６】図５は、超電導導体５ａにより構成される
２並列−２直列の無誘導コイルを示す図である。同図に
おいて、無誘導コイル５は通電時に１−２層間と３−４
層間で磁束ループ５ｂを作る。無誘導コイル５を構成す
る超電導導体５ａはこの磁束ループ５ｃに曝され、超電
導導体５ａの補強線には渦電流が生じる。
２並列−２直列の無誘導コイルを示す図である。同図に
おいて、無誘導コイル５は通電時に１−２層間と３−４
層間で磁束ループ５ｂを作る。無誘導コイル５を構成す
る超電導導体５ａはこの磁束ループ５ｃに曝され、超電
導導体５ａの補強線には渦電流が生じる。
【０００７】図６は図５のコイルを構成する超電導線に
含まれる補強線を１ターン分示したものである。同図に
おいて、同補強線は図５の様にコイルを構成しているの
で、図６におけるＢの向きの磁界が同補強線に印加され
て渦電流Ｉが生じ、渦電流損失が発生する。
含まれる補強線を１ターン分示したものである。同図に
おいて、同補強線は図５の様にコイルを構成しているの
で、図６におけるＢの向きの磁界が同補強線に印加され
て渦電流Ｉが生じ、渦電流損失が発生する。
【０００８】このように、従来の超電導導体は、期待し
ない損失が増加してしまい、信頼性に乏しいものであっ
た。本発明の目的は、補強材に生じ得る渦電流損失を低
減することができ、信頼性を向上させた超電導導体を提
供することにある。
ない損失が増加してしまい、信頼性に乏しいものであっ
た。本発明の目的は、補強材に生じ得る渦電流損失を低
減することができ、信頼性を向上させた超電導導体を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、複数の金属部材を撚った補強材
の周囲に複数の超電導素線を撚り合わせた構造として成
るので、補強材に対して磁界が加わったときに生じる渦
電流を低減することができる。
成するために本発明は、複数の金属部材を撚った補強材
の周囲に複数の超電導素線を撚り合わせた構造として成
るので、補強材に対して磁界が加わったときに生じる渦
電流を低減することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例を示す超電導導体の断
面図である。１ａは超電導素線であり、直径ｄ3 のサブ
ワイヤーを複数撚り合わせた１次撚用補強線１ｂの周囲
に複数配置される。１ｃは２次撚用補強線であり、直径
ｄ3 のサブワイヤーを複数撚り合わせて成り、周囲に上
述した超電導素線１ａと１次撚用補強線１ｂで構成した
ものが配置される。なお、本実施例においては、１次撚
用補強線１ｂは７本のサブワイヤーを撚り合わせて成
り、２次撚用補強線１ｃは49本のサブワイヤーを撚り合
わせて成っている。
明する。図１は本発明の一実施例を示す超電導導体の断
面図である。１ａは超電導素線であり、直径ｄ3 のサブ
ワイヤーを複数撚り合わせた１次撚用補強線１ｂの周囲
に複数配置される。１ｃは２次撚用補強線であり、直径
ｄ3 のサブワイヤーを複数撚り合わせて成り、周囲に上
述した超電導素線１ａと１次撚用補強線１ｂで構成した
ものが配置される。なお、本実施例においては、１次撚
用補強線１ｂは７本のサブワイヤーを撚り合わせて成
り、２次撚用補強線１ｃは49本のサブワイヤーを撚り合
わせて成っている。
【００１１】このような構成において、超電導導体の補
強線の渦電流損失は、次のように抑制される。すなわ
ち、渦電流Ｉによるコイルにおける補強線の損失Ｑは
（１）式で与えられる。
強線の渦電流損失は、次のように抑制される。すなわ
ち、渦電流Ｉによるコイルにおける補強線の損失Ｑは
（１）式で与えられる。
【００１２】
【数１】 Ｑ＝４・Ｎ・Ｂ2 ・ｒ・ｄ4 ・ｆ2 ・π4 ／ρ［Ｗ］ …（１） Ｎ：コイルの巻数 Ｂ：補強線にかかる磁束密度 ｒ：コイルの直径 ｄ：補強線の直径 ｆ：周波数 π：円周率 ρ：補強線材料の抵抗率 従って、（１）式により、コイルにおける補強線の損失
Ｑは、補強線の直径ｄが小さいと４乗の効果で小さくな
る。ことがわかり、本実施例のように補強線が径の小さ
いサブワイヤーを撚った構成であるので、渦電流損失を
低減することができる。なお、損失の減少比は（２）式
で与えられる。
Ｑは、補強線の直径ｄが小さいと４乗の効果で小さくな
る。ことがわかり、本実施例のように補強線が径の小さ
いサブワイヤーを撚った構成であるので、渦電流損失を
低減することができる。なお、損失の減少比は（２）式
で与えられる。
【００１３】
【数２】 損失の減少比＝（サブワイヤーの直径／補強線の直径）4 ×撚線本数…（２） この時、（１）式におけるｄをサブワイヤーの撚線径と
しないのは、撚線構成とした場合、サブワイヤー同士の
接触は線接触で接触抵抗が大きくなるためである。
しないのは、撚線構成とした場合、サブワイヤー同士の
接触は線接触で接触抵抗が大きくなるためである。
【００１４】より具体的には、本実施例の超電導導体に
おいて、コイル直径ｒ＝ 100ｍｍ、コイル巻数Ｎ＝ 100
のコイルを作製し、補強線材料の抵抗率ρ＝50×10-8Ω
−ｍ、周波数ｆ＝50Ｈｚ、補強線にかかる磁束密度Ｂ＝
0.1Ｔ、サブワイヤーの直径ｄ3 ＝ 0.1ｍｍとし、
（１）式により同コイルを構成する補強線の損失を計算
すると、Ｑ＝1.77ｍＷになる。
おいて、コイル直径ｒ＝ 100ｍｍ、コイル巻数Ｎ＝ 100
のコイルを作製し、補強線材料の抵抗率ρ＝50×10-8Ω
−ｍ、周波数ｆ＝50Ｈｚ、補強線にかかる磁束密度Ｂ＝
0.1Ｔ、サブワイヤーの直径ｄ3 ＝ 0.1ｍｍとし、
（１）式により同コイルを構成する補強線の損失を計算
すると、Ｑ＝1.77ｍＷになる。
【００１５】一方、図３に示した従来の超電導導体で、
上記コイルを構成した場合、（図３）における１次撚補
強線の直径を 0.3ｍｍ、２次撚補強線の直径を 0.9ｍｍ
とし、上記導体と同様の外径とすると、（１）式により
補強線の損失はＱ＝ 137.3ｍＷとなる。
上記コイルを構成した場合、（図３）における１次撚補
強線の直径を 0.3ｍｍ、２次撚補強線の直径を 0.9ｍｍ
とし、上記導体と同様の外径とすると、（１）式により
補強線の損失はＱ＝ 137.3ｍＷとなる。
【００１６】以上のことから、本実施例の超電導導体で
は、補強線の損失を従来の１／100程度に抑えることが
できることが判明した。次に、図２に12本撚線構成の補
強線を撚線構成とした場合の例を示す。この導体であっ
ても、補強線を複数のサブワイヤーによる撚線構成とす
ることで図１の超電導導体と同様の効果を得ることがで
きる。
は、補強線の損失を従来の１／100程度に抑えることが
できることが判明した。次に、図２に12本撚線構成の補
強線を撚線構成とした場合の例を示す。この導体であっ
ても、補強線を複数のサブワイヤーによる撚線構成とす
ることで図１の超電導導体と同様の効果を得ることがで
きる。
【００１７】なお、図２において、補強線と超電導素線
の間に隙間が存在するが、補強線の撚線方向と超電導素
線の撚線方向を逆向きとすることで、全ての超電導素線
を補強線に接触させることができる。
の間に隙間が存在するが、補強線の撚線方向と超電導素
線の撚線方向を逆向きとすることで、全ての超電導素線
を補強線に接触させることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の金
属部材を撚った補強材の周囲に複数の超電導素線を撚り
合わせた構造として成るので、補強材に生じ得る渦電流
損失を低減することができ、高信頼性の超電導導体を提
供することができる。
属部材を撚った補強材の周囲に複数の超電導素線を撚り
合わせた構造として成るので、補強材に生じ得る渦電流
損失を低減することができ、高信頼性の超電導導体を提
供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す超電導導体の断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す超電導導体の断面
図。
図。
【図３】従来の超電導導体（６×６本撚線）の断面図。
【図４】従来の超電導導体（12本撚線）の断面図。
【図５】超電導導体に生じる損失について説明するため
の図。
の図。
【図６】超電導導体に生じる損失について説明するため
の図。
の図。
１ａ，２ａ…超電導素線、１ｂ…１次撚用補強線、１ｃ
…２次撚用補強線 ２ｂ…補強線
…２次撚用補強線 ２ｂ…補強線
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の金属部材を撚った補強材の周囲に
複数の超電導素線を撚り合わせた構造として成ることを
特徴とする超電導導体。 - 【請求項２】 複数の金属部材を撚って成る中心部補強
材と、この中心部補強材の周囲に配置され複数の金属部
材を撚った補強材の周囲に複数の超電導素線を撚り合わ
せて成る撚線とを有する超電導導体。 - 【請求項３】 前記補強材の撚線方向は、前記超電導素
線方向とは逆方向にしたことを特徴とする請求項１〜請
求項２のいずれかに記載の超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000124A JPH08185725A (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000124A JPH08185725A (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08185725A true JPH08185725A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=11465295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000124A Pending JPH08185725A (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08185725A (ja) |
-
1995
- 1995-01-05 JP JP7000124A patent/JPH08185725A/ja active Pending
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