JPH09190727A - 超電導ケーブル導体 - Google Patents
超電導ケーブル導体Info
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- JPH09190727A JPH09190727A JP7352879A JP35287995A JPH09190727A JP H09190727 A JPH09190727 A JP H09190727A JP 7352879 A JP7352879 A JP 7352879A JP 35287995 A JP35287995 A JP 35287995A JP H09190727 A JPH09190727 A JP H09190727A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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】
【課題】 酸化物超電導テープ線材の幅広面に対して垂
直方向に印加される磁場成分を小さくすることにより、
臨界電流の劣化と交流損失を小さくすること。 【解決手段】 フォーマー２の外周に同一断面寸法の複
数本の酸化物超電導テープ線材１1 ，１2 を、各層にお
いて隣接する酸化物超電導テープ線材間に円周方向の隙
間が生じないようにして螺旋状に多層巻きする。その
際、酸化物超電導テープ線材１や層間紙３は、該酸化物
超電導テープ線材の幅をｗ、厚さをｔ、卷回ピッチを
Ｌ、１層目の巻き内径をｄ、層間紙の厚さをｓ、任意の
正の整数をｋとするとき、(t+s)=k/(2π) ×w/sin θ
(ただし θ=tan-1｛ L/(πd)｝) を満足する寸法のも
のを選択する。
直方向に印加される磁場成分を小さくすることにより、
臨界電流の劣化と交流損失を小さくすること。 【解決手段】 フォーマー２の外周に同一断面寸法の複
数本の酸化物超電導テープ線材１1 ，１2 を、各層にお
いて隣接する酸化物超電導テープ線材間に円周方向の隙
間が生じないようにして螺旋状に多層巻きする。その
際、酸化物超電導テープ線材１や層間紙３は、該酸化物
超電導テープ線材の幅をｗ、厚さをｔ、卷回ピッチを
Ｌ、１層目の巻き内径をｄ、層間紙の厚さをｓ、任意の
正の整数をｋとするとき、(t+s)=k/(2π) ×w/sin θ
(ただし θ=tan-1｛ L/(πd)｝) を満足する寸法のも
のを選択する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導直流用電力
ケーブルの導体として好適な超電導ケーブル導体に関す
るものである。
ケーブルの導体として好適な超電導ケーブル導体に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ビスマス系，イットリウム系
等、臨界温度が液体窒素温度を超える酸化物超電導体が
知られており、各分野で実用化研究が進められている。
そのような酸化物超電導体は脆いため、線材に加工する
には、銀等より成る金属パイプに原料粉末を充填した
後、それを延伸加工して所望の断面形状、例えば、テー
プ状の線材を形成する。そのようにして形成した線材を
熱処理し、内部の原料粉末を反応させて、内部に酸化物
超電導体を形成するようにしている。超電導ケーブル導
体は、そのようにしてテープ状に形成した酸化物超電導
線材を複数本、円筒状のフォーマーの外周に多層に配置
して形成する。
等、臨界温度が液体窒素温度を超える酸化物超電導体が
知られており、各分野で実用化研究が進められている。
そのような酸化物超電導体は脆いため、線材に加工する
には、銀等より成る金属パイプに原料粉末を充填した
後、それを延伸加工して所望の断面形状、例えば、テー
プ状の線材を形成する。そのようにして形成した線材を
熱処理し、内部の原料粉末を反応させて、内部に酸化物
超電導体を形成するようにしている。超電導ケーブル導
体は、そのようにしてテープ状に形成した酸化物超電導
線材を複数本、円筒状のフォーマーの外周に多層に配置
して形成する。
【０００３】図９は、従来の酸化物超電導直流送電ケー
ブル用の超電導ケーブル導体の一例を示す図であり、図
１０は、その一部断面図である。図９，図１０におい
て、１は酸化物超電導テープ線材、２はステンレスや銅
等の金属より成るフォーマー、３は層間紙である。フォ
ーマー２の外周に、１層目の酸化物超電導テープ線材１
1 ，１1 ，・・・を平行に配置し、その外側に層間紙３
を介在させて２層目の酸化物超電導テープ線材１2 ，１
2 ，・・・を平行に配置し、必要に応じて、さらにその
外側に３層目，４層目，・・・というように酸化物超電
導テープ線材を層状に設ける。
ブル用の超電導ケーブル導体の一例を示す図であり、図
１０は、その一部断面図である。図９，図１０におい
て、１は酸化物超電導テープ線材、２はステンレスや銅
等の金属より成るフォーマー、３は層間紙である。フォ
ーマー２の外周に、１層目の酸化物超電導テープ線材１
1 ，１1 ，・・・を平行に配置し、その外側に層間紙３
を介在させて２層目の酸化物超電導テープ線材１2 ，１
2 ，・・・を平行に配置し、必要に応じて、さらにその
外側に３層目，４層目，・・・というように酸化物超電
導テープ線材を層状に設ける。
【０００４】なお、図９のものは、酸化物超電導テープ
線材１をフォーマー２の外周に複数本平行に配置するよ
うにしているが、複数本の酸化物超電導テープ線材１を
フォーマー２に螺旋状に巻き付ける場合もある。いずれ
にしても、従来の超電導ケーブル導体では、酸化物超電
導テープ線材１の幅，厚さは、フォーマー２の外径と無
関係なものが採用されており、酸化物超電導テープ線材
１，１，・・・間には、通常数ｍｍの間隙が存在してい
た。
線材１をフォーマー２の外周に複数本平行に配置するよ
うにしているが、複数本の酸化物超電導テープ線材１を
フォーマー２に螺旋状に巻き付ける場合もある。いずれ
にしても、従来の超電導ケーブル導体では、酸化物超電
導テープ線材１の幅，厚さは、フォーマー２の外径と無
関係なものが採用されており、酸化物超電導テープ線材
１，１，・・・間には、通常数ｍｍの間隙が存在してい
た。
【０００５】さらに、酸化物超電導テープ線材１を密に
巻き付けることにより酸化物超電導テープ線材１の構成
本数を減らす工夫もされている。例えば、特開平5-3349
21号公報には、断面構造を扇形として密巻きするように
したセラミックス超電導導体が示されている。また、特
開平7-45136 号公報には、各層毎にサイズの異なる酸化
物超電導テープ線材１を用いることにより密巻きするよ
うにした酸化物超電導導体が示されている。
巻き付けることにより酸化物超電導テープ線材１の構成
本数を減らす工夫もされている。例えば、特開平5-3349
21号公報には、断面構造を扇形として密巻きするように
したセラミックス超電導導体が示されている。また、特
開平7-45136 号公報には、各層毎にサイズの異なる酸化
物超電導テープ線材１を用いることにより密巻きするよ
うにした酸化物超電導導体が示されている。
【０００６】
（問題点）しかしながら、前記した酸化物超電導テープ
線材１，１間に間隙をあけて卷回するようにした従来の
ケーブル導体は、臨界電流が低くなり、また、交流損失
が大きくなるという問題点があった。また、上記各公報
に示されるものは、酸化物超電導テープ線材１のサイズ
を各層毎に変化させる必要があって、製造が複雑になる
という問題点があった。
線材１，１間に間隙をあけて卷回するようにした従来の
ケーブル導体は、臨界電流が低くなり、また、交流損失
が大きくなるという問題点があった。また、上記各公報
に示されるものは、酸化物超電導テープ線材１のサイズ
を各層毎に変化させる必要があって、製造が複雑になる
という問題点があった。
【０００７】（問題点の説明）ここで、従来の技術にお
いて、臨界電流が低くなり、また、交流損失が大きくな
るという点について説明する。酸化物超電導テープ線材
１に直流電流を通電し、線材断面に一様に直流電流が流
れているとすると、その線材の周囲には、図８に示すよ
うな磁場が発生する。図８に示すように、酸化物超電導
テープ線材１の端部には、酸化物超電導テープ線材１の
幅広面に対して垂直方向に大きな磁場が印加される。そ
の大きさは、酸化物超電導テープ線材１の幅が３ｍｍ、
厚さが０．２ｍｍで、１０Ａの直流電流を流した場合、
酸化物超電導テープ線材１の端部で最大３０Ｇ（ガウ
ス）、幅方向平均で１２Ｇとなる。
いて、臨界電流が低くなり、また、交流損失が大きくな
るという点について説明する。酸化物超電導テープ線材
１に直流電流を通電し、線材断面に一様に直流電流が流
れているとすると、その線材の周囲には、図８に示すよ
うな磁場が発生する。図８に示すように、酸化物超電導
テープ線材１の端部には、酸化物超電導テープ線材１の
幅広面に対して垂直方向に大きな磁場が印加される。そ
の大きさは、酸化物超電導テープ線材１の幅が３ｍｍ、
厚さが０．２ｍｍで、１０Ａの直流電流を流した場合、
酸化物超電導テープ線材１の端部で最大３０Ｇ（ガウ
ス）、幅方向平均で１２Ｇとなる。
【０００８】一方、酸化物超電導テープ線材１は、前記
加熱処理時に生成される結晶構造の異方性のため、図７
に示すように、酸化物超電導テープ線材１の幅広面の垂
直方向の磁場に対して平行方向の磁場よりも臨界電流の
劣化率が大きくなる。また、通電中に電流が変化すると
酸化物に交流損失が発生するが、その交流損失の大きさ
は、磁場が酸化物超電導テープ線材１の幅広面に平行に
印加された場合より、垂直に印加された場合の方が１桁
近く大きくなる。そして、前に述べたように、酸化物超
電導テープ線材１に生じる磁場が、隣接するテープ線材
１の幅広面に対して垂直方向に大きな磁場を印加するた
め、ケーブル全体の臨界電流が低くなり、また、交流損
失が大きくなるのである。
加熱処理時に生成される結晶構造の異方性のため、図７
に示すように、酸化物超電導テープ線材１の幅広面の垂
直方向の磁場に対して平行方向の磁場よりも臨界電流の
劣化率が大きくなる。また、通電中に電流が変化すると
酸化物に交流損失が発生するが、その交流損失の大きさ
は、磁場が酸化物超電導テープ線材１の幅広面に平行に
印加された場合より、垂直に印加された場合の方が１桁
近く大きくなる。そして、前に述べたように、酸化物超
電導テープ線材１に生じる磁場が、隣接するテープ線材
１の幅広面に対して垂直方向に大きな磁場を印加するた
め、ケーブル全体の臨界電流が低くなり、また、交流損
失が大きくなるのである。
【０００９】本発明は、そのような問題点を解決し、酸
化物超電導テープ線材１の幅広面に対して垂直方向に印
加される磁場の大きさを小さくすることにより、臨界電
流の低下を少なくし、交流損失を小さくすることを課題
とするものである。
化物超電導テープ線材１の幅広面に対して垂直方向に印
加される磁場の大きさを小さくすることにより、臨界電
流の低下を少なくし、交流損失を小さくすることを課題
とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の超電導ケーブル導体では、フォーマーの外
周に同一断面寸法の複数本の超電導テープ線材を、全て
の層において隣接する超電導テープ線材間の円周方向の
隙間がなくなるように多層巻きするようにした。また、
フォーマーの外周に超電導テープ線材を螺旋状に卷回
し、かつ、該超電導テープ線材の幅をｗ、厚さをｔ、卷
回ピッチをＬ、１層目の巻き内径をｄ、層間紙の厚さを
ｓ、任意の正の整数をｋとするとき、関係式ｔ＋ｓ＝ｋ
ｗ／（２πｓｉｎθ）〔ただし θ=tan-1｛ L/(π
d)｝〕を満足するようにした。
め、本発明の超電導ケーブル導体では、フォーマーの外
周に同一断面寸法の複数本の超電導テープ線材を、全て
の層において隣接する超電導テープ線材間の円周方向の
隙間がなくなるように多層巻きするようにした。また、
フォーマーの外周に超電導テープ線材を螺旋状に卷回
し、かつ、該超電導テープ線材の幅をｗ、厚さをｔ、卷
回ピッチをＬ、１層目の巻き内径をｄ、層間紙の厚さを
ｓ、任意の正の整数をｋとするとき、関係式ｔ＋ｓ＝ｋ
ｗ／（２πｓｉｎθ）〔ただし θ=tan-1｛ L/(π
d)｝〕を満足するようにした。
【００１１】そしてまた、フォーマーの外周に複数本の
超電導テープ線材を螺旋状にラップ卷きするようにし
た。さらに、安定化材料層の側方部の厚さがΔである超
電導テープ線材をラップ幅ｇが２Δとなるようにラップ
巻きし、超電導テープ線材の幅をｗ、厚さをｔ、卷回ピ
ッチをＬ、１層目の巻き内径をｄ、層間紙の厚さをｓ、
任意の正の整数をｋとするとき、関係式２ｔ＋ｓ＝ｋ
（ｗ−ｇ）／２πｓｉｎθ〔ただし θ=tan-1｛ L/(π
d)｝〕を満足するようにした。
超電導テープ線材を螺旋状にラップ卷きするようにし
た。さらに、安定化材料層の側方部の厚さがΔである超
電導テープ線材をラップ幅ｇが２Δとなるようにラップ
巻きし、超電導テープ線材の幅をｗ、厚さをｔ、卷回ピ
ッチをＬ、１層目の巻き内径をｄ、層間紙の厚さをｓ、
任意の正の整数をｋとするとき、関係式２ｔ＋ｓ＝ｋ
（ｗ−ｇ）／２πｓｉｎθ〔ただし θ=tan-1｛ L/(π
d)｝〕を満足するようにした。
【００１２】本発明では、このようにして、酸化物超電
導テープ線材１の幅，厚さ、及び、層間紙３の厚さを選
択することにより、円筒状のフォーマー２上に酸化物超
電導テープ線材１を隙間無く並べて、隣接する酸化物超
電導テープ線材１が発生する線材幅広面に垂直な磁場成
分を互いにキャンセルさせる。その結果、少ない酸化物
超電導テープ線材１の本数で所定の電流を流すことがで
きるようになり、また、通電時に電流変化があっても、
それにより発生する交流損失を低く抑えることができる
ようになる。
導テープ線材１の幅，厚さ、及び、層間紙３の厚さを選
択することにより、円筒状のフォーマー２上に酸化物超
電導テープ線材１を隙間無く並べて、隣接する酸化物超
電導テープ線材１が発生する線材幅広面に垂直な磁場成
分を互いにキャンセルさせる。その結果、少ない酸化物
超電導テープ線材１の本数で所定の電流を流すことがで
きるようになり、また、通電時に電流変化があっても、
それにより発生する交流損失を低く抑えることができる
ようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】（第１実施形態）図１は、第１実施形態を
示す図であり、図２は、第１実施形態の超電導ケーブル
導体の一部断面図である。符号は、図９，図１０のもの
に対応している。図９，図１０のものと同様に、フォー
マー２の外周に、１層目の酸化物超電導テープ線材
１1 ，１1 ，・・・を平行に配置し、その外側に層間紙
３を介在させて２層目の酸化物超電導テープ線材１2 ，
１2 ，・・・を平行に配置する。本発明では、さらに、
同一層において隣接する酸化物超電導テープ線材間に円
周方向の隙間ができないようにし、しかも、製造を容易
にするため、酸化物超電導テープ線材１はどの層でも全
て断面寸法が同じものを用いる。
示す図であり、図２は、第１実施形態の超電導ケーブル
導体の一部断面図である。符号は、図９，図１０のもの
に対応している。図９，図１０のものと同様に、フォー
マー２の外周に、１層目の酸化物超電導テープ線材
１1 ，１1 ，・・・を平行に配置し、その外側に層間紙
３を介在させて２層目の酸化物超電導テープ線材１2 ，
１2 ，・・・を平行に配置する。本発明では、さらに、
同一層において隣接する酸化物超電導テープ線材間に円
周方向の隙間ができないようにし、しかも、製造を容易
にするため、酸化物超電導テープ線材１はどの層でも全
て断面寸法が同じものを用いる。
【００１５】酸化物超電導テープ線材１の幅をｗ、厚さ
をｔ、１層目の巻き内径、すなわち、フォーマー２の外
径をｄ、１層目の酸化物超電導テープ線材１の本数をｎ
1 とすると、πｄ＝ｎ1 ×ｗの関係式が成り立つ。２層
目は、酸化物超電導テープ線材１の厚さをｔ、層間紙の
厚さをｓ、２層目の酸化物超電導テープ線材１の本数を
ｎ2 とすると、π｛ｄ＋２（ｔ＋ｓ）｝＝ｎ2 ×ｗ、す
なわち、２π×（ｔ＋ｓ）＝（ｎ2 −ｎ1 ）×ｗとな
る。一般に、Ｎ層目では、２π×（ｔ＋ｓ）＝（ｎN −
ｎN-1 ）×ｗとなる。ｎN −ｎN-1 は、整数であるた
め、２π×（ｔ＋ｓ）／ｗ＝（ｎN −ｎN-1 ）＝ｋ（ｋ
は、正の整数）、すなわち、ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πとな
る。ｋ＝１、すなわち、層間の酸化物超電導テープ線材
１の本数の差を１にすると、ｔ＋ｓ＝ｗ／２πとなる。
をｔ、１層目の巻き内径、すなわち、フォーマー２の外
径をｄ、１層目の酸化物超電導テープ線材１の本数をｎ
1 とすると、πｄ＝ｎ1 ×ｗの関係式が成り立つ。２層
目は、酸化物超電導テープ線材１の厚さをｔ、層間紙の
厚さをｓ、２層目の酸化物超電導テープ線材１の本数を
ｎ2 とすると、π｛ｄ＋２（ｔ＋ｓ）｝＝ｎ2 ×ｗ、す
なわち、２π×（ｔ＋ｓ）＝（ｎ2 −ｎ1 ）×ｗとな
る。一般に、Ｎ層目では、２π×（ｔ＋ｓ）＝（ｎN −
ｎN-1 ）×ｗとなる。ｎN −ｎN-1 は、整数であるた
め、２π×（ｔ＋ｓ）／ｗ＝（ｎN −ｎN-1 ）＝ｋ（ｋ
は、正の整数）、すなわち、ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πとな
る。ｋ＝１、すなわち、層間の酸化物超電導テープ線材
１の本数の差を１にすると、ｔ＋ｓ＝ｗ／２πとなる。
【００１６】ここで、ｋ＝１として、酸化物超電導テー
プ線材１の幅ｗを３ｍｍとし、層間紙３の厚さｓを０．
２ｍｍとした場合、酸化物超電導テープ線材１の厚さｔ
は、３／２π−０．２＝０．２７７ｍｍとすることによ
り、各層の酸化物超電導テープ線材１間に隙間無く、酸
化物超電導テープ線材１を配置することができる。その
ようにして形成した超電導ケーブル導体においては、各
酸化物超電導テープ線材１の幅広面に垂直に印加される
磁場成分は、数Ｇ以下となり、その磁場成分による臨界
電流の劣化や交流損失の発生は小さくなった。
プ線材１の幅ｗを３ｍｍとし、層間紙３の厚さｓを０．
２ｍｍとした場合、酸化物超電導テープ線材１の厚さｔ
は、３／２π−０．２＝０．２７７ｍｍとすることによ
り、各層の酸化物超電導テープ線材１間に隙間無く、酸
化物超電導テープ線材１を配置することができる。その
ようにして形成した超電導ケーブル導体においては、各
酸化物超電導テープ線材１の幅広面に垂直に印加される
磁場成分は、数Ｇ以下となり、その磁場成分による臨界
電流の劣化や交流損失の発生は小さくなった。
【００１７】（第２実施形態）図３は、第２実施形態を
示す図である。符号は、図１のものに対応している。こ
の実施形態では、酸化物超電導テープ線材１をフォーマ
ー２の外周に螺旋状に巻き付けている。この実施形態の
超電導ケーブル導体の各層において隣接する酸化物超電
導テープ線材１，１，・・・間の隙間をゼロにする条件
は次のようになる。
示す図である。符号は、図１のものに対応している。こ
の実施形態では、酸化物超電導テープ線材１をフォーマ
ー２の外周に螺旋状に巻き付けている。この実施形態の
超電導ケーブル導体の各層において隣接する酸化物超電
導テープ線材１，１，・・・間の隙間をゼロにする条件
は次のようになる。
【００１８】図４は、第２実施形態の説明図である。こ
の図は、フォーマー２の上に卷回した酸化物超電導テー
プ線材１を１周分展開した状態を示している。酸化物超
電導テープ線材１の幅をｗ、酸化物超電導テープ線材１
の卷回ピッチをＬ、１層目の巻き内径をｄとすると、１
本の酸化物超電導テープ線材１が１円周上に占める幅ｗ
C は、ｗC ＝ｗ／ｓｉｎθ 〔ただし、θ＝ｔａｎ
-1（Ｌ／πｄ）〕となるので、前記実施形態１における
式ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πのｗの代わりにｗC ＝ｗ／ｓｉｎ
θを用いればよい。すなわち、ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πｓｉ
ｎθとなる。
の図は、フォーマー２の上に卷回した酸化物超電導テー
プ線材１を１周分展開した状態を示している。酸化物超
電導テープ線材１の幅をｗ、酸化物超電導テープ線材１
の卷回ピッチをＬ、１層目の巻き内径をｄとすると、１
本の酸化物超電導テープ線材１が１円周上に占める幅ｗ
C は、ｗC ＝ｗ／ｓｉｎθ 〔ただし、θ＝ｔａｎ
-1（Ｌ／πｄ）〕となるので、前記実施形態１における
式ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πのｗの代わりにｗC ＝ｗ／ｓｉｎ
θを用いればよい。すなわち、ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πｓｉ
ｎθとなる。
【００１９】ここで、ｋ＝１として、酸化物超電導テー
プ線材１の幅ｗを３ｍｍとし、層間紙３の厚さｓを０．
２ｍｍとし、酸化物超電導テープ線材１の卷回ピッチＬ
を２００ｍｍとし、１層目の巻き内径ｄを３０ｍｍとし
た場合、酸化物超電導テープ線材１の厚さｔは、０．３
２８ｍｍとすることにより、各層の酸化物超電導テープ
線材１間に隙間無く、酸化物超電導テープ線材１を配置
することができる。そのようにして形成した超電導ケー
ブル導体においては、各酸化物超電導テープ線材１の幅
広面に垂直に印加される磁場成分は、数Ｇ以下となり、
その磁場成分による臨界電流の劣化や交流損失の発生は
小さくなった。
プ線材１の幅ｗを３ｍｍとし、層間紙３の厚さｓを０．
２ｍｍとし、酸化物超電導テープ線材１の卷回ピッチＬ
を２００ｍｍとし、１層目の巻き内径ｄを３０ｍｍとし
た場合、酸化物超電導テープ線材１の厚さｔは、０．３
２８ｍｍとすることにより、各層の酸化物超電導テープ
線材１間に隙間無く、酸化物超電導テープ線材１を配置
することができる。そのようにして形成した超電導ケー
ブル導体においては、各酸化物超電導テープ線材１の幅
広面に垂直に印加される磁場成分は、数Ｇ以下となり、
その磁場成分による臨界電流の劣化や交流損失の発生は
小さくなった。
【００２０】（第３実施形態）さらに、酸化物超電導テ
ープ線材１の構造を詳細にみると、図５に示すように、
酸化物超電導体１ａは、銀等より成る安定化材料層１ｂ
の中に埋め込まれているため、超電導状態のとき酸化物
超電導体１ａが存在しない部分である側端部からΔの範
囲には電流が流れない。したがって、酸化物超電導テー
プ線材１を隙間無く並べても、厳密には２×Δのギャッ
プが生じてしまうことになる。そこで、電流分布にギャ
ップが生じないようにするため、図６に示すように、酸
化物超電導テープ線材１をフォーマー２上にラップ巻き
するようにした。
ープ線材１の構造を詳細にみると、図５に示すように、
酸化物超電導体１ａは、銀等より成る安定化材料層１ｂ
の中に埋め込まれているため、超電導状態のとき酸化物
超電導体１ａが存在しない部分である側端部からΔの範
囲には電流が流れない。したがって、酸化物超電導テー
プ線材１を隙間無く並べても、厳密には２×Δのギャッ
プが生じてしまうことになる。そこで、電流分布にギャ
ップが生じないようにするため、図６に示すように、酸
化物超電導テープ線材１をフォーマー２上にラップ巻き
するようにした。
【００２１】その場合、ラップ幅ｇは２×Δとなり、各
層の厚さは２×ｔとなる。したがって、実効的な線材の
幅はｗ−ｇとなり、線材の厚さは２×ｔとなる。通常、
Δは酸化物超電導テープ線材１の幅ｗの１０％以下にな
るようにしているため、ラップ幅ｇは、酸化物超電導テ
ープ線材１の幅ｗの２０％以下となる。
層の厚さは２×ｔとなる。したがって、実効的な線材の
幅はｗ−ｇとなり、線材の厚さは２×ｔとなる。通常、
Δは酸化物超電導テープ線材１の幅ｗの１０％以下にな
るようにしているため、ラップ幅ｇは、酸化物超電導テ
ープ線材１の幅ｗの２０％以下となる。
【００２２】この実施形態における関係式は、前記実施
形態２における式ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πｓｉｎθのｗの代
わりにｗ−ｇを用い、ｔの代わりに２×ｔを用いればよ
い。すなわち、２ｔ＋ｓ＝ｋ（ｗ−ｇ）／２πｓｉｎθ
の関係が満たされれば、各層における実質的な電流分布
のギャップが無くなる。そのようにして形成した超電導
ケーブル導体においては、各酸化物超電導テープ線材１
の幅広面に垂直に印加される磁場成分は、極く小さくな
り、その磁場成分による臨界電流の劣化や交流損失の発
生は極く小さくなった。
形態２における式ｔ＋ｓ＝ｋｗ／２πｓｉｎθのｗの代
わりにｗ−ｇを用い、ｔの代わりに２×ｔを用いればよ
い。すなわち、２ｔ＋ｓ＝ｋ（ｗ−ｇ）／２πｓｉｎθ
の関係が満たされれば、各層における実質的な電流分布
のギャップが無くなる。そのようにして形成した超電導
ケーブル導体においては、各酸化物超電導テープ線材１
の幅広面に垂直に印加される磁場成分は、極く小さくな
り、その磁場成分による臨界電流の劣化や交流損失の発
生は極く小さくなった。
【００２３】なお、本発明は、酸化物超電導直流送電ケ
ーブルだけでなく、酸化物超電導交流送電ケーブルの超
電導ケーブル導体にも適用することができる。
ーブルだけでなく、酸化物超電導交流送電ケーブルの超
電導ケーブル導体にも適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の超電導ケーブ
ル導体によれば、酸化物超電導テープ線材１の幅広面に
対して垂直方向に印加される磁場の大きさを小さくする
ことにより、臨界電流の低下を小さくし、交流損失を小
さくすることができる。また、超電導テープ線材をラッ
プ卷きさせれば、それらをより一層小さくすることがで
きる。さらに、各層の超電導テープ線材の断面寸法を同
一にしたため、製造が単純化されて容易になる。
ル導体によれば、酸化物超電導テープ線材１の幅広面に
対して垂直方向に印加される磁場の大きさを小さくする
ことにより、臨界電流の低下を小さくし、交流損失を小
さくすることができる。また、超電導テープ線材をラッ
プ卷きさせれば、それらをより一層小さくすることがで
きる。さらに、各層の超電導テープ線材の断面寸法を同
一にしたため、製造が単純化されて容易になる。
【図１】 第１実施形態を示す図
【図２】 第１実施形態の超電導ケーブル導体の一部断
面図
面図
【図３】 第２実施形態を示す図
【図４】 第２実施形態の説明図
【図５】 酸化物超電導テープ線材の断面図
【図６】 第３実施形態を示す図
【図７】 酸化物超電導テープ線材の臨界電流の磁場依
存特性図
存特性図
【図８】 酸化物超電導テープ線材に通電したときの磁
束分布を示す図
束分布を示す図
【図９】 従来の酸化物超電導直流送電ケーブル用の超
電導ケーブル導体の一例を示す図
電導ケーブル導体の一例を示す図
【図１０】 従来の超電導ケーブル導体の一部断面図
１ 酸化物超電導テープ線材 １ａ 酸化物超電導体 １ｂ 安定化材料 ２ フォーマー ３ 層間紙
Claims (4)
- 【請求項１】 フォーマー(2) の外周に同一断面寸法の
複数本の超電導テープ線材(1) を、全ての層において隣
接する超電導テープ線材(1) 間の円周方向の隙間がなく
なるように多層巻きしたことを特徴とする超電導ケーブ
ル導体。 - 【請求項２】 フォーマー(2) の外周に超電導テープ線
材(1) を螺旋状に卷回し、かつ、該超電導テープ線材
(1) の幅をｗ、厚さをｔ、卷回ピッチをＬ、１層目の巻
き内径をｄ、層間紙(3) の厚さをｓ、任意の正の整数を
ｋとするとき、関係式ｔ＋ｓ＝ｋｗ／（２πｓｉｎθ）
〔ただし θ=tan-1｛ L/(πd)｝〕を満足するようにし
たことを特徴とする請求項１記載の超電導ケーブル導
体。 - 【請求項３】 フォーマー(2) の外周に複数本の超電導
テープ線材(1) を螺旋状にラップ卷きしたことを特徴と
する超電導ケーブル導体。 - 【請求項４】 安定化材料層(1b)の側方部の厚さがΔで
ある超電導テープ線材(1) をラップ幅ｇが２Δとなるよ
うにラップ巻きし、超電導テープ線材(1) の幅をｗ、厚
さをｔ、卷回ピッチをＬ、１層目の巻き内径をｄ、層間
紙(3) の厚さをｓ、任意の正の整数をｋとするとき、関
係式２ｔ＋ｓ＝ｋ（ｗ−ｇ）／２πｓｉｎθ〔ただし
θ=tan-1｛ L/(πd)｝〕を満足するようにしたことを特
徴とする請求項３記載の超電導ケーブル導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7352879A JPH09190727A (ja) | 1995-12-30 | 1995-12-30 | 超電導ケーブル導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7352879A JPH09190727A (ja) | 1995-12-30 | 1995-12-30 | 超電導ケーブル導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190727A true JPH09190727A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=18427080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7352879A Pending JPH09190727A (ja) | 1995-12-30 | 1995-12-30 | 超電導ケーブル導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510300A (ja) * | 2000-09-27 | 2004-04-02 | アイジーシー−スーパーパワー、リミテッド ライアビリティー カンパニー | 低交流損失超電導ケーブル |
| WO2008013043A1 (fr) * | 2006-07-24 | 2008-01-31 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fil supraconducteur, conducteur supraconducteur et câble supraconducteur |
-
1995
- 1995-12-30 JP JP7352879A patent/JPH09190727A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510300A (ja) * | 2000-09-27 | 2004-04-02 | アイジーシー−スーパーパワー、リミテッド ライアビリティー カンパニー | 低交流損失超電導ケーブル |
| WO2008013043A1 (fr) * | 2006-07-24 | 2008-01-31 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fil supraconducteur, conducteur supraconducteur et câble supraconducteur |
| US8290555B2 (en) | 2006-07-24 | 2012-10-16 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Superconducting wire, superconducting conductor, and superconducting cable |
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