JPS58219709A - 超電導装置 - Google Patents

超電導装置

Info

Publication number
JPS58219709A
JPS58219709A JP57102882A JP10288282A JPS58219709A JP S58219709 A JPS58219709 A JP S58219709A JP 57102882 A JP57102882 A JP 57102882A JP 10288282 A JP10288282 A JP 10288282A JP S58219709 A JPS58219709 A JP S58219709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
current switch
persistent current
resistance value
vacuum vessel
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.)
Granted
Application number
JP57102882A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6359524B2 (ja
Inventor
Takehiko Iwahana
岩花 武彦
Yoshihiro Jizo
吉洋 地蔵
Yasuhisa Furuta
古田 ▲やす▼久
Tadatoshi Yamada
山田 忠利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JAPANESE NATIONAL RAILWAYS<JNR>
Japan National Railways
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Kokuyu Tetsudo
Original Assignee
JAPANESE NATIONAL RAILWAYS<JNR>
Japan National Railways
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Kokuyu Tetsudo
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JAPANESE NATIONAL RAILWAYS<JNR>, Japan National Railways, Mitsubishi Electric Corp, Nippon Kokuyu Tetsudo filed Critical JAPANESE NATIONAL RAILWAYS<JNR>
Priority to JP57102882A priority Critical patent/JPS58219709A/ja
Publication of JPS58219709A publication Critical patent/JPS58219709A/ja
Publication of JPS6359524B2 publication Critical patent/JPS6359524B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超電導磁気浮上鉄道用フライオスタットなど
の超電導装置に関するものである。
第1図に従来のこの種の超電導装置を、第2図にこの超
電導装置を適用した超電導回路を示す。
第1図において、超電導コイル(la)(lb)と熱式
あるいは磁界式永久電流スイッチ(2aX2b)はへ゛
リウム槽(5)内に配置され、パワーリード(8aX8
b)を介して真空容器(6)の外に配置された保護抵抗
(4)および電源(10に接続されている。これらを電
気回路で示すと第2図のようになり、超電導コイル(1
a)(1b)と永久電流スイッチ(2aX2b)とはそ
れぞれ直列接続され、さらに端末リード(7a)(7b
)および中間リード(8)により、互いに並列接続され
て閉回路を構成しており、永久電流スイッチを閉じる、
すなわち、超電導状態とすることによって、超電導コイ
ル(1aX1b)を永久電流状態で運転できるようにな
っている5、また、端末リード(7a)(7b)はそれ
ぞれパワーリード(8a)(8b)および遮断器(ll
a)(llb)を介して電源OQに接続され、永久電流
スイッチ(2aX2b)を開いた状態、すなわち、常電
導抵抗が発生している状態で電源顛によって超電導コイ
ル(la)(lb)を励消磁することができるようにな
っている。保護抵抗(4)は電源αQに並列に接続され
ており、何らかの原因で超電導コイル(1a)(1b)
の両方あるいは一方が超電導破壊した場合に、永久電流
スイッチおよび遮断器(lla K11b)を開いて保
護抵抗(4)に超電導コイル(1aX1b)に流れてい
る電流を流すことによって、コイルに蓄えられていたエ
ネルギーの一部を消費させて超電導装置の保護を行うも
のである。
さて、このような超電導装置(ζおいて、永久電流スイ
ッチ(2aX2b)が開いている(常電導抵抗が発生し
ている)状態で、超電導コイル(la)(lb)のいず
れかが超電導破壊を−起こした場合や、超電導コイル(
la X1b)が永久電流状態、で運転されている状態
、すなわち、永久電流スイッチ(2aX2b)が閉じ・
た(超電導状態で抵抗零)状態で、永久電流スイッチ(
2a)(2b)が時間差をもって順次超電導破壊を起こ
して開の状態となった場合等の異常時には、各超電動コ
イル(1aXlb)の負荷電流の減衰における差の電流
が各永久電流スイッチ(2aX2b)に分流するため、
非常に大きな電流が永久電流スイッチに流れることにな
る。このため、永久電流スイッチ(2aX2b)におい
て、その抵抗損失によって多大のエネルギが消費される
。発明者等の試算によれば、超電導コイル(1aX1b
)の自己インダクタンスを2H,永久電流スイッチ(2
aX2b)の常電導抵抗を0.8Ω、保護抵抗(4)の
抵抗値を0.05Ω、負荷電流の初期値を80OAとし
た場合、超電導コイル(1a)のみが超電導破壊を起こ
した場合で、永久電流スイッチ(2b)に発生する損失
の最大値は約54KW。
消費エネルギは約245KJであった。また、永久電流
スイッチ(2a)が超電導破壊して超電導コイル(1a
)の負荷電流が零に減衰した後に、永久電流スイッチ(
2b)が超電導輝環を起こした場合には、永久電流スイ
ッチ(2b)に発生する損失の最大値は約125Kw 
1消費エネルギは約175KJであった。
コノように永久電流スイッチにおいて多大なエネルギが
消費された場合、永久電流スイッチの熱容量が十分大き
くない場合には永久電流スイッチが焼損する危険性が大
きい。永久電流スイッチは第1図に示すように、ヘリウ
ム槽内に設置されているため、焼損した場合には真空容
器を開いて真空を破り、ヘリウム槽を開いて取り替えな
ければならないので、修復作業に多大の労力と時間を必
要とする欠点がある。また、上記のような大きなエネル
ギに耐え得る永久電流スイッチを設計した場合は、その
熱容量を大きくするために体積が大きくなり、重量が過
大となってしまう。このことは、例えば、浮上式鉄道車
両のように軽量であることを必要とする用途には重大な
欠点となる。
このような欠点を解消するものとして、第3図に示すよ
うに保護抵抗(4aX4b)を分割し、中間リード(9
)を設けたものが考えられる。この場合は、超電導コイ
ル(la)(lb)がそれぞれ独立の閉回路を構成する
ため、永久電流スイッチ(2a)、(2b)のそれぞれ
の常電導抵抗値をR1)C81保護抵抗(4aX4b)
のそれぞれの抵抗値をRL、負荷電流をILとすると、
流れる。一般にPL<<Rpcsであるから、IRL 
>> IPCSとなる。したがって、前述のような異常
時には、超電導コイルの負荷電流は永久電光スイッチ(
2a)(2b)の常電導抵抗値よりも抵抗値の低い保護
抵抗にその大部分が流れ、永久電流スイッチでの消費エ
ネルギが小さくなり、永久電流スイッチが焼損する危険
は防圧される。しかしながら、極低温に保たれているヘ
リウム槽(5)がら、常温の真空容器(6)の外まで、
中間リード(9)が貫通することになるため、中間リー
ド(9)の本数分だけ伝導による熱侵入量が増加し、こ
のため液体ヘリウムの蒸発を早める結果となり、これら
の熱侵入量をもつ超電導装置に対して、より大きなヘリ
ウム冷凍設備を必要とする欠点を生じる。
また、この熱侵入量の増加という欠点を解消するために
第4図のように保護抵抗(4a )(4b )をヘリウ
ム槽(5)内に設置する方法が考えられる。この場合は
中間リード(9)が真空容器外に貫通しないため、中間
リードを通じて常温部から伝導により熱が侵入するのを
防止できる。しかしながら、この方法では、超電導コイ
ル(la)(lb)を励消磁する際に保護抵抗(4aX
4b)に分流する電流による抵抗損失が超電導装置内で
発生するため、またそればかりでなく、異常時に超電導
コイル(1a)(1b)の蓄積エネルギが全て超電導装
置内で消費されることになるため、液体ヘリウムが多量
に蒸発する欠点を生じる。
以上のように、従来の超電導装置においては、異常時に
永久電流スイッチが焼損する危険があるか、永久電流ス
イッチの重量が過大となるか、熱侵入量が増加するため
に過大な冷凍設備を必要とするか、励消磁時および異常
時における損失が全て超電導装置内で発生することによ
り、多量の液体ヘリウムの蒸発を招くかなどの欠点があ
った。
本発明はこれらの欠点に鑑みてなされたもので、熱侵入
量の増加を防ぎ励消磁時に過大な液体ヘリウムの蒸発を
阻止し、異常時に永久電流スイッチを焼損から保護でき
、したがって永久電流スイッチの重量増を招かない超電
導装置を提供するものである。
以下、本発明の超電導装置を第5図をごついて説明する
。図において、(4aX4bX4c)はそれぞれ第1及
沙第2の保護抵抗であり、第1の保護抵抗(4a)(4
b)は真空容器(6)内に、第2の保護抵抗(4C)は
真空容器(6)外に分割配置されている。また、第1の
保護抵抗(4a )(4b )の抵抗値をRLl 、第
2の保護抵抗(4C)の抵抗値をRLtとし、永久電流
スイッチの常電導抵抗値をRFe5とすれば、 RL2 << RL + < Rp(5なる関係を満足
するように、それぞれの抵抗値を選ぶものとする。たと
えば、RLIとRFe5の並列抵抗値γを前述の従来の
場合の数値例と同じ0.8Ωに等しくして、RFe5を
8Ωに選べば、 となり、RL2を従来の場合の数値例と同じ0.05Ω
とすれば、この時の永久電流スイッチでの消費エネルギ
QPC8は、前述の試算結果を用いて、1°09= 6
5.8KJ QPC5=245KJ X、。
・  と、第1図及び第2図(こ示した従来の場合に比
べて、約1/4に軽減される。
また、この場合、異常時に真空容器(6)外に回収され
るエネルギは、第1図及び第2図に示した従来の場合と
同等であり、励消磁時に第2の保護抵抗(4c)で消費
されるエネルギも、第1の保護抵抗(4a)(4b)と
永久電流スイッチ(2aX2b)で消費されるエネルギ
も従来の場合と同等であることは明らかである。
また、第5図から明らかなように、ヘリウム槽(5)か
らはパワーリード2本が真空容器(6)外へ出るだけで
あり、第8図に示した場合のような中間リードによる熱
侵入量増加の欠点はない。
以上のように、本発明により前述の欠点を除去して、熱
浸入量の増加を防ぎ、励消磁時に過大な液体ヘリウムの
蒸発を伴なわず、異常時に永久電流スイッチを焼損から
保護でき、したがって永久 。
電流スイッチの重量増を招かない超電導装置を実現でき
る。
尚、第5図では第1の保護抵抗(4a)、(4b)をヘ
リウム槽(5)内に設置した場合を示したが、真空容器
(6)内であればヘリウム槽(5)の外部に設置した場
合でも、第1の保護抵抗(4a)(4b)の熱的な容量
、ヘリウム槽(5)への熱侵入量、励消磁時あるいは異
常時における液体ヘリウムの蒸発量などが第5図に示し
たものと同様の効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は墾来例による超電導装置の概略構成図、第2図
は同上の電気回路図、第3図は他の従来例による超電導
装置を示す電気回路図、第4図は更に別の従来例による
超電導装置を示す電気回路図、第5図は本発明の一実施
例による超電導装置を示す電気回路図である。図におい
て、(1a)(1b)は超電導コイル、(2a)(2b
)は永久電流スイッチ、(4a)(4b)は第1の保護
抵抗、(4c)は第2の保護抵抗、(5)はヘリウム槽
、(6)は真空容器、00は電源である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人  葛 野 信 −

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空容器によって囲繞されたヘリウム槽内で複数
    個の超電導コイルを直列接続して上記真空容器の外部で
    電源に接続し、上記ヘリウム槽内で上記各超電導コイル
    に永久電流スイッチをそれぞれ並列接続したものにおい
    て、上記各超電導コイルにそれぞれ並列接続した第1の
    保護抵抗を上記真空容器内に配置し、上記電源に並列接
    続した第2の保護抵抗を上記真空容器の外部に配置し、
    上記第1の保護抵抗の抵抗値は上記第2の保護抵抗の抵
    抗値より大きく上記永久電流スイッチの常電導抵抗値よ
    り小さいことを特徴とする超電導装置。
  2. (2)第1の保護抵抗はヘリウム槽内に配置されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1頂記載の超電導装
    置。
  3. (3)第1の保護抵抗はヘリウム槽の外部に配置されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超電
    導装置。
JP57102882A 1982-06-15 1982-06-15 超電導装置 Granted JPS58219709A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57102882A JPS58219709A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 超電導装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57102882A JPS58219709A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 超電導装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58219709A true JPS58219709A (ja) 1983-12-21
JPS6359524B2 JPS6359524B2 (ja) 1988-11-21

Family

ID=14339234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57102882A Granted JPS58219709A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 超電導装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58219709A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
GB2482534A (en) * 2010-08-05 2012-02-08 Siemens Plc Superconducting coil node voltage divider with externally selectable resistor
JP2015142044A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 株式会社東芝 超伝導マグネット装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
GB2482534A (en) * 2010-08-05 2012-02-08 Siemens Plc Superconducting coil node voltage divider with externally selectable resistor
GB2482534B (en) * 2010-08-05 2012-08-15 Siemens Plc Coil node voltage outputs for superconducting magnets
JP2015142044A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 株式会社東芝 超伝導マグネット装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6359524B2 (ja) 1988-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4994932A (en) Superconducting current limiting apparatus
EP0828331B1 (en) Quench-protecting electrical circuit for a superconducting magnet
US4559576A (en) Protection device for a superconducting magnetic coil assembly
EP0761030B1 (en) Current limiting device
JPS62138021A (ja) 交流電流制限器
JP2659363B2 (ja) 緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置
US5153804A (en) Hybrid current limiter having superconductor windings
US5250508A (en) Superconductor current-limiting apparatus
US4812796A (en) Quench propagation device for a superconducting magnet
EP0567293B1 (en) Superconducting current limiting device
US5218505A (en) Superconductor coil system and method of operating the same
JPS58219709A (ja) 超電導装置
US3176195A (en) Superconducting solenoid
US3859566A (en) Arrangement for removing energy from a superconducting magnet
JPH06347575A (ja) 超電導コイルのクエンチ保護付き磁場発生装置およびクエンチ保護コイル
US3453449A (en) Electrical power transmission with superconducting power cables
KR102162449B1 (ko) 코일 및 스위치를 갖는 전류 제한기 디바이스
JPS5861608A (ja) 超電導装置
Mumford Superconducting fault current limiters
JPS6327004A (ja) 超電導電磁石装置
JPH0993800A (ja) 超電導コイル電源装置
JPS60157207A (ja) 超電導電磁石
JP2724321B2 (ja) 超電導コイルシステムおよびその運転方法
JPH0121919B2 (ja)
JPS6292416A (ja) 超電導磁石装置