JPH08330124A - 高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法 - Google Patents
高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法Info
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- JPH08330124A JPH08330124A JP7131394A JP13139495A JPH08330124A JP H08330124 A JPH08330124 A JP H08330124A JP 7131394 A JP7131394 A JP 7131394A JP 13139495 A JP13139495 A JP 13139495A JP H08330124 A JPH08330124 A JP H08330124A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導コイルに局部的にクエンチが起こって
も、局部加熱が発生することを防止でき、また外部磁場
の影響によりクエンチの検出精度が低下しない高温超電
導マグネット及びそのクエンチ保護方法を提供する。 【構成】 高温超電導マグネットを構成するコイル１０
は、複数のパンケーキコイル１２によって構成されてい
る。パンケーキコイル１２は、高温超電導線材１４と導
体１６とを絶縁樹脂１８を介して貼り合わせたものであ
る。高温超電導線材１４は、その上下のパンケーキコイ
ル１２において終端同士を接続部材２０によって電気的
に接続される。また導体１６も同様にして接続部材２２
によりその終端同士が接続される。絶縁樹脂１８は高温
超電導線材１４と導体１６とを電気的に絶縁し、熱的に
良好な連絡をとる。
も、局部加熱が発生することを防止でき、また外部磁場
の影響によりクエンチの検出精度が低下しない高温超電
導マグネット及びそのクエンチ保護方法を提供する。 【構成】 高温超電導マグネットを構成するコイル１０
は、複数のパンケーキコイル１２によって構成されてい
る。パンケーキコイル１２は、高温超電導線材１４と導
体１６とを絶縁樹脂１８を介して貼り合わせたものであ
る。高温超電導線材１４は、その上下のパンケーキコイ
ル１２において終端同士を接続部材２０によって電気的
に接続される。また導体１６も同様にして接続部材２２
によりその終端同士が接続される。絶縁樹脂１８は高温
超電導線材１４と導体１６とを電気的に絶縁し、熱的に
良好な連絡をとる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温超電導マグネット、
特にクエンチが発生したときにコイルの破損や劣化を防
止できる高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方
法に関する。
特にクエンチが発生したときにコイルの破損や劣化を防
止できる高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導マグネットにクエンチが発生した
場合には、導体の焼損や絶縁破壊などが生じ、超電導マ
グネットの再利用が困難になるので、その保護対策が重
要となる。
場合には、導体の焼損や絶縁破壊などが生じ、超電導マ
グネットの再利用が困難になるので、その保護対策が重
要となる。
【０００３】特開平４−１０６９０７号公報には、超電
導マグネットのクエンチ保護方法が開示されている。図
５には、本従来例に開示されたクエンチ保護回路の例が
示される。
導マグネットのクエンチ保護方法が開示されている。図
５には、本従来例に開示されたクエンチ保護回路の例が
示される。
【０００４】図５において、複数の超電導コイル１００
〜１０８は直列に接続されており、各超電導コイル１０
０〜１０８には、それぞれダイオードで構成されたクエ
ンチ保護素子１１０〜１１８が並列に接続されている。
〜１０８は直列に接続されており、各超電導コイル１０
０〜１０８には、それぞれダイオードで構成されたクエ
ンチ保護素子１１０〜１１８が並列に接続されている。
【０００５】直列に接続された超電導コイル１００〜１
０８は、永久電流スイッチ１２０に接続され、永久電流
ループを構成して永久電流モードで運転が行われる。
０８は、永久電流スイッチ１２０に接続され、永久電流
ループを構成して永久電流モードで運転が行われる。
【０００６】もし、超電導コイル１００〜１０８のうち
いずれかにクエンチが発生した場合には、そのコイルに
電気抵抗が発生し、急速に電流が減衰するとともにその
コイルの両端電圧が上昇する。このため、そのコイルの
両端電圧がダイオードのターンオン電圧を越え、そのコ
イルに接続されているクエンチ保護素子のダイオードが
ターンオンし、当該超電導コイルの両端を短絡する。こ
れにより、超電導コイル１００〜１０８に発生する電圧
を抑制することができ、絶縁破壊や焼損等を防止するこ
とができる。
いずれかにクエンチが発生した場合には、そのコイルに
電気抵抗が発生し、急速に電流が減衰するとともにその
コイルの両端電圧が上昇する。このため、そのコイルの
両端電圧がダイオードのターンオン電圧を越え、そのコ
イルに接続されているクエンチ保護素子のダイオードが
ターンオンし、当該超電導コイルの両端を短絡する。こ
れにより、超電導コイル１００〜１０８に発生する電圧
を抑制することができ、絶縁破壊や焼損等を防止するこ
とができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のク
エンチ保護方法においては、以下のような問題があっ
た。
エンチ保護方法においては、以下のような問題があっ
た。
【０００８】すなわち、例えばＢｉ系などの酸化物超電
導体の場合には、比熱が高くかつシェアリング開始温度
が高いので、クエンチ伝播速度が遅いという性質を有す
る。このため、局部的にクエンチが発生した場合にも、
そのクエンチが全体に広がらず、クエンチによる局部的
な電気抵抗の上昇により局部加熱（ホットスポット）が
発生し、超電導コイルの線材が焼損し断線するという問
題があった。
導体の場合には、比熱が高くかつシェアリング開始温度
が高いので、クエンチ伝播速度が遅いという性質を有す
る。このため、局部的にクエンチが発生した場合にも、
そのクエンチが全体に広がらず、クエンチによる局部的
な電気抵抗の上昇により局部加熱（ホットスポット）が
発生し、超電導コイルの線材が焼損し断線するという問
題があった。
【０００９】これに対応するには、超電導コイルにクエ
ンチが発生した場合に、常電導領域を超電導コイル全体
に速やかに拡大させ、全体の電気抵抗を上昇させて超電
導コイルに流れる電流を低下させるのがよい。しかし、
常電導領域を超電導コイル全体に速やかに拡大させるた
めの有効な方法は未だ見出だされていない。
ンチが発生した場合に、常電導領域を超電導コイル全体
に速やかに拡大させ、全体の電気抵抗を上昇させて超電
導コイルに流れる電流を低下させるのがよい。しかし、
常電導領域を超電導コイル全体に速やかに拡大させるた
めの有効な方法は未だ見出だされていない。
【００１０】また、従来例では、超電導コイルのクエン
チの発生を、超電導コイル両端の電圧によって検出して
いるが、外部磁場により誘導起電圧が発生すると、これ
がノイズになって、クエンチ発生の検出精度が低下する
という問題もあった。
チの発生を、超電導コイル両端の電圧によって検出して
いるが、外部磁場により誘導起電圧が発生すると、これ
がノイズになって、クエンチ発生の検出精度が低下する
という問題もあった。
【００１１】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、超電導コイルに局部的にクエン
チが起こっても、局部加熱が発生することを防止でき、
また外部磁場の影響によりクエンチの検出精度が低下し
ない高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法を
提供することにある。
のであり、その目的は、超電導コイルに局部的にクエン
チが起こっても、局部加熱が発生することを防止でき、
また外部磁場の影響によりクエンチの検出精度が低下し
ない高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、高温超電導線材からなるコイルを備えた
高温超電導マグネットであって、前記高温超電導線材に
隣接し、磁場発生に寄与しない導体と、前記高温超電導
線材と前記導体との間に設けられ、前記高温超電導線材
と前記導体とを電気的に絶縁し、熱的に連絡する絶縁体
と、を備え、前記導体は、前記高温超電導線材にクエン
チが発生したときに通電され、前記高温超電導線材を加
熱することを特徴とする。
に、本発明は、高温超電導線材からなるコイルを備えた
高温超電導マグネットであって、前記高温超電導線材に
隣接し、磁場発生に寄与しない導体と、前記高温超電導
線材と前記導体との間に設けられ、前記高温超電導線材
と前記導体とを電気的に絶縁し、熱的に連絡する絶縁体
と、を備え、前記導体は、前記高温超電導線材にクエン
チが発生したときに通電され、前記高温超電導線材を加
熱することを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、上記高温超電導マグネッ
トを用いたクエンチ保護方法であって、前記高温超電導
線材の両端電圧を検出し、前記導体の両端電圧を検出
し、前記検出した２つの両端電圧を比較し、前記２つの
両端電圧の差がクエンチ検出基準電圧以上の場合に前記
高温超電導線材にクエンチが発生したと判断し、前記導
体に所定の電流を通電することを特徴とする。
トを用いたクエンチ保護方法であって、前記高温超電導
線材の両端電圧を検出し、前記導体の両端電圧を検出
し、前記検出した２つの両端電圧を比較し、前記２つの
両端電圧の差がクエンチ検出基準電圧以上の場合に前記
高温超電導線材にクエンチが発生したと判断し、前記導
体に所定の電流を通電することを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、高温超電導線材と導体の２
つの両端電圧の差がクエンチ検出基準電圧以上になった
場合に、導体に所定の電流を流して高温超電導線材全体
を加熱し、その常電導転移を促進するので、局部加熱が
防止できる。
つの両端電圧の差がクエンチ検出基準電圧以上になった
場合に、導体に所定の電流を流して高温超電導線材全体
を加熱し、その常電導転移を促進するので、局部加熱が
防止できる。
【００１５】また、外部磁場の影響は、電気的に接触し
ていない高温超電導線材と導体の両方に等しく現われる
ので、両方の両端電圧を比較することにより、外部磁場
の影響も除去することができる。
ていない高温超電導線材と導体の両方に等しく現われる
ので、両方の両端電圧を比較することにより、外部磁場
の影響も除去することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１７】図１（ａ）には、本発明に係る高温超電導
マグネットのコイルの斜視図が示される。図１（ａ）に
おいて、コイル１０は、高温超電導線材とその近傍に配
置された磁場発生に寄与しない導体とによって構成され
るパンケーキコイル１２を複数積層して構成されてい
る。本実施例では、パンケーキコイル１２を５段積層し
た例が示されている。
マグネットのコイルの斜視図が示される。図１（ａ）に
おいて、コイル１０は、高温超電導線材とその近傍に配
置された磁場発生に寄与しない導体とによって構成され
るパンケーキコイル１２を複数積層して構成されてい
る。本実施例では、パンケーキコイル１２を５段積層し
た例が示されている。
【００１８】図１（ｂ）には、パンケーキコイル１２の
構成及び上下のパンケーキコイル１２の電気的な接続方
法が示される。また、図１（ｃ）には、図１（ｂ）に示
された部分の平面図が示される。
構成及び上下のパンケーキコイル１２の電気的な接続方
法が示される。また、図１（ｃ）には、図１（ｂ）に示
された部分の平面図が示される。
【００１９】図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、１
つのパンケーキコイル１２は、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−ＯすなわちＢｉ系の高温超電導線材１４と、ステンレ
ス鋼あるいはＡｌ系のアモルファス合金などの高強度材
である導体１６とを張り合わせ、これらを巻回して構成
されている。導体１６は、ヤング率が小さく脆いという
欠点を有するＢｉ系の高温超電導線材１４の補強材とし
て使用されている。
つのパンケーキコイル１２は、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−ＯすなわちＢｉ系の高温超電導線材１４と、ステンレ
ス鋼あるいはＡｌ系のアモルファス合金などの高強度材
である導体１６とを張り合わせ、これらを巻回して構成
されている。導体１６は、ヤング率が小さく脆いという
欠点を有するＢｉ系の高温超電導線材１４の補強材とし
て使用されている。
【００２０】高温超電導線材１４と導体１６とはスタイ
キャスト（商品名）などの絶縁樹脂１８を介して貼り合
わされている。この絶縁樹脂１８は、高温超電導線材１
４と導体１６とを電気的に絶縁するが、熱的接触は良好
に保つものである。なお、図１（ｃ）に示されるよう
に、絶縁樹脂１８の層は線材の外側にも形成されてい
る。これにより、パンケーキコイル１２の線材同士が電
気的に接触することも防止している。
キャスト（商品名）などの絶縁樹脂１８を介して貼り合
わされている。この絶縁樹脂１８は、高温超電導線材１
４と導体１６とを電気的に絶縁するが、熱的接触は良好
に保つものである。なお、図１（ｃ）に示されるよう
に、絶縁樹脂１８の層は線材の外側にも形成されてい
る。これにより、パンケーキコイル１２の線材同士が電
気的に接触することも防止している。
【００２１】図１（ｂ）に示されるように、上下２段の
パンケーキコイル１２は、その外側及び内側の終端にお
いて電気的に接続されている。すなわち、上限２段の高
温超伝導線材１４は、その終端において接続部材２０に
よって接続される。また上下２段の導体１６も、同様に
して、接続部材２２により接続されている。図１（ｃ）
からわかるように、この接続部分においても高温超電導
線材１４と導体１６とは電気的に接続されていない。従
って、高温超電導線材１４と導体１６とは、接続部材２
０、２２によって接続されることにより、コイル１０の
中で、それぞれ全体として１本の導体として繋がってい
る。接続部材２０及び２２としては、Ｃｕ、Ａｌなどの
材料が使用される。
パンケーキコイル１２は、その外側及び内側の終端にお
いて電気的に接続されている。すなわち、上限２段の高
温超伝導線材１４は、その終端において接続部材２０に
よって接続される。また上下２段の導体１６も、同様に
して、接続部材２２により接続されている。図１（ｃ）
からわかるように、この接続部分においても高温超電導
線材１４と導体１６とは電気的に接続されていない。従
って、高温超電導線材１４と導体１６とは、接続部材２
０、２２によって接続されることにより、コイル１０の
中で、それぞれ全体として１本の導体として繋がってい
る。接続部材２０及び２２としては、Ｃｕ、Ａｌなどの
材料が使用される。
【００２２】次に、コイル１０を構成する高温超電導線
材１４の一部にクエンチが発生した場合の保護動作につ
いて説明する。
材１４の一部にクエンチが発生した場合の保護動作につ
いて説明する。
【００２３】上述したように、導体１６は、高温超電導
線材１４の補強材として使用されているので、高温超電
導線材１４に隣接し、これに沿って配置されている。ま
た高温超電導線材１４とは熱的な連絡のよい絶縁樹脂１
８によって接触している。さらに、導体１６は電気抵抗
を有しているので、ここに電流を流した場合には、その
電気抵抗により発熱する。従って、導体１６に通電すれ
ば、高温超電導線材１４の全体を速やかにまた均一に加
熱することができる。
線材１４の補強材として使用されているので、高温超電
導線材１４に隣接し、これに沿って配置されている。ま
た高温超電導線材１４とは熱的な連絡のよい絶縁樹脂１
８によって接触している。さらに、導体１６は電気抵抗
を有しているので、ここに電流を流した場合には、その
電気抵抗により発熱する。従って、導体１６に通電すれ
ば、高温超電導線材１４の全体を速やかにまた均一に加
熱することができる。
【００２４】以上より、本実施例においては、高温超電
導線材１４に局部的にクエンチが発生した場合に、導体
１６に電流を流し、導体１６をヒータとして使用して高
温超電導線材１４の全体を加熱し、高温超電導線材１４
を全体的に速やかにクエンチさせて常電導転移させる。
これにより、局部加熱によるコイル１０の焼損やアーク
放電による絶縁破壊を防止できる。
導線材１４に局部的にクエンチが発生した場合に、導体
１６に電流を流し、導体１６をヒータとして使用して高
温超電導線材１４の全体を加熱し、高温超電導線材１４
を全体的に速やかにクエンチさせて常電導転移させる。
これにより、局部加熱によるコイル１０の焼損やアーク
放電による絶縁破壊を防止できる。
【００２５】なお、絶縁樹脂１８としては、熱伝導性の
良好なものを選択する必要がある。もしこの絶縁樹脂１
８の熱伝導率が低い場合には、導体１６に流す電流を殖
やさなければならず、この電流によって導体１６とトラ
ンスを構成している高温超電導線材１４に大きな誘導起
電圧が発生するので、超電導マグネットを使用した回路
への影響が大きくなり、好ましくないからである。
良好なものを選択する必要がある。もしこの絶縁樹脂１
８の熱伝導率が低い場合には、導体１６に流す電流を殖
やさなければならず、この電流によって導体１６とトラ
ンスを構成している高温超電導線材１４に大きな誘導起
電圧が発生するので、超電導マグネットを使用した回路
への影響が大きくなり、好ましくないからである。
【００２６】図２には、導体１６の他の例の断面図が示
される。導体１６は、高温超電導線材１４の補強材とし
て使用されているが、図２においては、補強材としてＦ
ＲＰ２４が使用されている。このとき使用されるＦＲＰ
２４にはカーボンが含まれており、ある程度導電性を有
するが、さらに導電性を増すためにＦＲＰ２４の表面に
Ｃｒメッキ、Ａｌ蒸着等により導電層２６を形成しても
よい。
される。導体１６は、高温超電導線材１４の補強材とし
て使用されているが、図２においては、補強材としてＦ
ＲＰ２４が使用されている。このとき使用されるＦＲＰ
２４にはカーボンが含まれており、ある程度導電性を有
するが、さらに導電性を増すためにＦＲＰ２４の表面に
Ｃｒメッキ、Ａｌ蒸着等により導電層２６を形成しても
よい。
【００２７】図３には、本発明に係るクエンチ検出方法
の実施例の回路図が示される。上述したように、高温超
電導線材１４と導体１６とは、互いに近傍に配置され、
一緒に巻回されてパンケーキコイル１２を形成している
ので、これらはトランス２８を形成している。高温超電
導線材１４によって形成された巻線には、高温超電導マ
グネットを使用した回路を駆動するための電源３０が接
続されており、さらにこの巻線の両端電圧Ｖ１を測定す
るための電圧計３２が接続されている。また、導体１６
によって形成された巻線には、この巻線の両端電圧Ｖ２
を測定するための電圧計３４及びこの巻線をヒータとし
て使用する際にヒータ電流を供給するためのヒータ電源
３６及びスイッチ３８が接続されている。
の実施例の回路図が示される。上述したように、高温超
電導線材１４と導体１６とは、互いに近傍に配置され、
一緒に巻回されてパンケーキコイル１２を形成している
ので、これらはトランス２８を形成している。高温超電
導線材１４によって形成された巻線には、高温超電導マ
グネットを使用した回路を駆動するための電源３０が接
続されており、さらにこの巻線の両端電圧Ｖ１を測定す
るための電圧計３２が接続されている。また、導体１６
によって形成された巻線には、この巻線の両端電圧Ｖ２
を測定するための電圧計３４及びこの巻線をヒータとし
て使用する際にヒータ電流を供給するためのヒータ電源
３６及びスイッチ３８が接続されている。
【００２８】高温超電導線材１４によって構成される巻
線にクエンチが発生していない場合には、トランス２８
の両巻線に発生する電圧Ｖ１、Ｖ２は、双方の巻線を流
れる電流によって生じる誘導起電圧と、外部磁場によっ
て発生される誘導起電圧の和である。これらは両巻線に
おいて大きさが等しいので、比較器３９によって、電圧
計３２、３４により検出される２つの両端電圧Ｖ１、Ｖ
２の差をとればその値は０となるはずである。
線にクエンチが発生していない場合には、トランス２８
の両巻線に発生する電圧Ｖ１、Ｖ２は、双方の巻線を流
れる電流によって生じる誘導起電圧と、外部磁場によっ
て発生される誘導起電圧の和である。これらは両巻線に
おいて大きさが等しいので、比較器３９によって、電圧
計３２、３４により検出される２つの両端電圧Ｖ１、Ｖ
２の差をとればその値は０となるはずである。
【００２９】一方、高温超電導線材１４による巻線の一
部にクエンチが発生した場合には、電気抵抗が上昇する
ので、電圧計３２によって測定される電圧Ｖ１がその分
だけ上昇する。従って、比較器３９により、電圧計３２
及び３４によって検出された両巻線の両端電圧Ｖ１、Ｖ
２を比較することにより、高温超電導線材１４によって
形成された巻線に発生したクエンチを検出することがで
きる。
部にクエンチが発生した場合には、電気抵抗が上昇する
ので、電圧計３２によって測定される電圧Ｖ１がその分
だけ上昇する。従って、比較器３９により、電圧計３２
及び３４によって検出された両巻線の両端電圧Ｖ１、Ｖ
２を比較することにより、高温超電導線材１４によって
形成された巻線に発生したクエンチを検出することがで
きる。
【００３０】比較器３９には、あらかじめクエンチ検出
基準電圧としてＶｒを入力しておく。そして、電圧計３
２で検出された電圧Ｖ１と電圧計３４によって検出され
た電圧Ｖ２とを比較し、この差がＶｒより大きくなった
場合には、高温超電導線材１４にクエンチが発生したと
判断する。
基準電圧としてＶｒを入力しておく。そして、電圧計３
２で検出された電圧Ｖ１と電圧計３４によって検出され
た電圧Ｖ２とを比較し、この差がＶｒより大きくなった
場合には、高温超電導線材１４にクエンチが発生したと
判断する。
【００３１】高温超電導線材１４にクエンチが発生した
場合には、比較器３９からスイッチ３８にＯＮ信号が出
力される。このＯＮ信号によりスイッチ３８が閉とな
り、ヒータ電源３６から導体１６によって形成される巻
線にヒータ電流が供給される。これにより、図１の実施
例で説明したように、導体１６が発熱し、高温超電導線
材１４を速やかに加熱して、この常電導転移を促進す
る。
場合には、比較器３９からスイッチ３８にＯＮ信号が出
力される。このＯＮ信号によりスイッチ３８が閉とな
り、ヒータ電源３６から導体１６によって形成される巻
線にヒータ電流が供給される。これにより、図１の実施
例で説明したように、導体１６が発熱し、高温超電導線
材１４を速やかに加熱して、この常電導転移を促進す
る。
【００３２】以上のような構成によると、高温超電導線
材１４と導体１６とがトランス２８を形成しているの
で、外部磁場によってこれらの巻線に発生する誘導起電
圧の大きさは等しくなる。従って、これらの両端電圧Ｖ
１、Ｖ２を引き算することにより、外部磁場による誘導
起電圧の影響をキャンセルすることができる。従って、
外部磁場の影響により高温超電導線材１４のクエンチの
検出精度が低下することを防止できる。
材１４と導体１６とがトランス２８を形成しているの
で、外部磁場によってこれらの巻線に発生する誘導起電
圧の大きさは等しくなる。従って、これらの両端電圧Ｖ
１、Ｖ２を引き算することにより、外部磁場による誘導
起電圧の影響をキャンセルすることができる。従って、
外部磁場の影響により高温超電導線材１４のクエンチの
検出精度が低下することを防止できる。
【００３３】図４には、本発明に係るクエンチ検出方法
の他の例の回路図が示される。
の他の例の回路図が示される。
【００３４】図４において、高温超電導線材１４と導体
１６とからなる巻線は、Ｎ個の部分に分割されている。
高温超電導線材１４は、高温超電導マグネットを構成
し、ブリッジ４０を介して負荷４２及び電源３０などに
接続されている。
１６とからなる巻線は、Ｎ個の部分に分割されている。
高温超電導線材１４は、高温超電導マグネットを構成
し、ブリッジ４０を介して負荷４２及び電源３０などに
接続されている。
【００３５】上述のように、高温超電導線材１４及び導
体１６によって構成される巻線は、Ｎ個の部分に分割さ
れており、それぞれの両端電圧Ｖ１〜ＶＮが測定され
る。これらそれぞれの両端電圧は、図３に示された実施
例と同様にして比較器（図示せず）によって比較され、
それぞれの両端電圧の差がクエンチ検出基準電圧を越え
た場合に、該当するヒータ電源３６から該当するスイッ
チ３８を介して、導体１６にヒータ電流が供給される。
体１６によって構成される巻線は、Ｎ個の部分に分割さ
れており、それぞれの両端電圧Ｖ１〜ＶＮが測定され
る。これらそれぞれの両端電圧は、図３に示された実施
例と同様にして比較器（図示せず）によって比較され、
それぞれの両端電圧の差がクエンチ検出基準電圧を越え
た場合に、該当するヒータ電源３６から該当するスイッ
チ３８を介して、導体１６にヒータ電流が供給される。
【００３６】このように、高温超電導線材１４及び導体
１６をＮ個の部分に分割し、それぞれの部分についてク
エンチの発生を検出することにより、さらに高精度にク
エンチ検出が行えるとともに、クエンチが発生した場合
に、導体１６に流す電流を分割することができる。これ
により、導体１６にヒータ電流を流すためのヒータ電源
３６の電圧を低くすることができ、ヒータ電流投入時の
高温超電導線材１４への誘導起電圧による影響を小さく
することができる。
１６をＮ個の部分に分割し、それぞれの部分についてク
エンチの発生を検出することにより、さらに高精度にク
エンチ検出が行えるとともに、クエンチが発生した場合
に、導体１６に流す電流を分割することができる。これ
により、導体１６にヒータ電流を流すためのヒータ電源
３６の電圧を低くすることができ、ヒータ電流投入時の
高温超電導線材１４への誘導起電圧による影響を小さく
することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導体が熱伝導率の高い絶縁樹脂を介して高温超電導線材
に隣接して設けられているので、高温常電導線材にクエ
ンチが発生した場合に、導体にヒータ電流を通電すれ
ば、絶縁樹脂を介して高温常電導線材が速やかにかつ均
一に加熱され、高温超電導線材の全体を速やかに常電導
転移させることができる。この結果、クエンチ発生時の
高温常電導線材の局部加熱を防止でき、高温超電導線材
の焼損などを防止することができる。
導体が熱伝導率の高い絶縁樹脂を介して高温超電導線材
に隣接して設けられているので、高温常電導線材にクエ
ンチが発生した場合に、導体にヒータ電流を通電すれ
ば、絶縁樹脂を介して高温常電導線材が速やかにかつ均
一に加熱され、高温超電導線材の全体を速やかに常電導
転移させることができる。この結果、クエンチ発生時の
高温常電導線材の局部加熱を防止でき、高温超電導線材
の焼損などを防止することができる。
【００３８】また、高温超電導線材と導体とはトランス
を形成しているので、外部磁場の影響を受けても、それ
ぞれに発生する誘導起電圧が等しくなるので、これら２
つの両端電圧を比較することにより、クエンチ検出の際
に外部磁場の影響をキャンセルすることもできる。
を形成しているので、外部磁場の影響を受けても、それ
ぞれに発生する誘導起電圧が等しくなるので、これら２
つの両端電圧を比較することにより、クエンチ検出の際
に外部磁場の影響をキャンセルすることもできる。
【図１】 本発明に係る高温超電導マグネットを構成す
るコイルの説明図である。
るコイルの説明図である。
【図２】 本発明に係る導体の他の例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 本発明に係るクエンチ検出方法の実施例の回
路図である。
路図である。
【図４】 本発明に係るクエンチ検出方法の他の実施例
の回路図である。
の回路図である。
【図５】 従来におけるクエンチ保護方法を示す回路図
である。
である。
１０ コイル、１２ パンケーキコイル、１４ 高温超
電導線材、１６ 導体、１８ 絶縁樹脂、２０，２２
接続部材、２４ ＦＲＰ、２６ 導電層、２８トラン
ス、３０ 電源、３２，３４ 電圧計、３６ ヒータ電
源、３８ スイッチ、３９ 比較器、４０ ブリッジ、
４２ 負荷。
電導線材、１６ 導体、１８ 絶縁樹脂、２０，２２
接続部材、２４ ＦＲＰ、２６ 導電層、２８トラン
ス、３０ 電源、３２，３４ 電圧計、３６ ヒータ電
源、３８ スイッチ、３９ 比較器、４０ ブリッジ、
４２ 負荷。
Claims (2)
- 【請求項１】 高温超電導線材からなるコイルを備えた
高温超電導マグネットであって、前記高温超電導線材に
隣接し、磁場発生に寄与しない導体と、前記高温超電導
線材と前記導体との間に設けられ、前記高温超電導線材
と前記導体とを電気的に絶縁し、熱的に連絡する絶縁体
と、を備え、前記導体は、前記高温超電導線材にクエン
チが発生したときに通電され、前記高温超電導線材を加
熱することを特徴とする高温超電導マグネット。 - 【請求項２】 請求項１記載の高温超電導マグネットを
用いたクエンチ保護方法であって、前記高温超電導線材
の両端電圧を検出し、前記導体の両端電圧を検出し、前
記検出した２つの両端電圧を比較し、前記２つの両端電
圧の差がクエンチ検出基準電圧以上の場合に前記高温超
電導線材にクエンチが発生したと判断し、前記導体に所
定の電流を通電することを特徴とするクエンチ保護方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131394A JPH08330124A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131394A JPH08330124A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330124A true JPH08330124A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15056951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7131394A Pending JPH08330124A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 高温超電導マグネット及びそのクエンチ保護方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08330124A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000277322A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル、これを用いた高温超電導マグネットおよび高温超電導マグネットシステム |
| JP2018026222A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 古河電気工業株式会社 | テープ型高温超電導線材 |
| JP2019220524A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石およびその保護方法 |
| JP2021513740A (ja) * | 2018-01-31 | 2021-05-27 | トカマク エナジー リミテッド | Ｈｔｓ磁石クエンチ開始システム |
| KR20230124151A (ko) * | 2022-02-17 | 2023-08-25 | 한국기초과학지원연구원 | 초전도 마그넷의 퀀치 보호장치 및 이의 제어방법 |
| CN117075010A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-11-17 | 能量奇点能源科技(上海)有限公司 | 高温超导磁体检测组件及制法、高温超导磁体失超检测法 |
| CN118549865A (zh) * | 2024-06-18 | 2024-08-27 | 宁波健信超导科技股份有限公司 | 一种超导磁体失超传播装置 |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP7131394A patent/JPH08330124A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000277322A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル、これを用いた高温超電導マグネットおよび高温超電導マグネットシステム |
| JP2018026222A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 古河電気工業株式会社 | テープ型高温超電導線材 |
| JP2021513740A (ja) * | 2018-01-31 | 2021-05-27 | トカマク エナジー リミテッド | Ｈｔｓ磁石クエンチ開始システム |
| JP2019220524A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石およびその保護方法 |
| KR20230124151A (ko) * | 2022-02-17 | 2023-08-25 | 한국기초과학지원연구원 | 초전도 마그넷의 퀀치 보호장치 및 이의 제어방법 |
| CN117075010A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-11-17 | 能量奇点能源科技(上海)有限公司 | 高温超导磁体检测组件及制法、高温超导磁体失超检测法 |
| CN118549865A (zh) * | 2024-06-18 | 2024-08-27 | 宁波健信超导科技股份有限公司 | 一种超导磁体失超传播装置 |
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