JPS61165911A - 超電導撚線 - Google Patents
超電導撚線Info
- Publication number
- JPS61165911A JPS61165911A JP60006626A JP662685A JPS61165911A JP S61165911 A JPS61165911 A JP S61165911A JP 60006626 A JP60006626 A JP 60006626A JP 662685 A JP662685 A JP 662685A JP S61165911 A JPS61165911 A JP S61165911A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- stranded wire
- layer
- copper
- stranded
- 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】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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、超電導撚線に関し、特に銅安定化Ｎｂ−Ｔ
ｉ極細多芯線を撚線の素線として用いた超電導撚線に関
する。
ｉ極細多芯線を撚線の素線として用いた超電導撚線に関
する。
従来の技術
核融合ボロイダルコイル、エネルギ貯蔵コイル、発電機
用コイルなどでは、急速励磁し、かつ急速消磁するパル
ス運転を行なう必要がある。このパルスマグネット用の
銅安定化Ｎ１１−Ｔｉ極極子多芯超電導線材しては、通
常、小型マグネットにはモノリシック線材が用いられる
。また、中型・大型マグネットには、導体を素線に細分
化してツイストピッチを低減させた撚線タイプの６のが
用いられる。ところで、パルス運転に伴なう変動磁界に
よって、導体中には種々の損失が発生する。そのような
損失として、たとえば、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント間の結
合電流による損失、超電導体の磁化によるビステリシス
損、安定化材中に誘起される渦電流による損失、また撚
線ではそのほかに撚線の素線間の結合電流による損失が
ある。
用コイルなどでは、急速励磁し、かつ急速消磁するパル
ス運転を行なう必要がある。このパルスマグネット用の
銅安定化Ｎ１１−Ｔｉ極極子多芯超電導線材しては、通
常、小型マグネットにはモノリシック線材が用いられる
。また、中型・大型マグネットには、導体を素線に細分
化してツイストピッチを低減させた撚線タイプの６のが
用いられる。ところで、パルス運転に伴なう変動磁界に
よって、導体中には種々の損失が発生する。そのような
損失として、たとえば、Ｎｂ−Ｔｉフィラメント間の結
合電流による損失、超電導体の磁化によるビステリシス
損、安定化材中に誘起される渦電流による損失、また撚
線ではそのほかに撚線の素線間の結合電流による損失が
ある。
発明が解決しようとする問題点
これらの損失による発熱で、超電導体の温度は上昇し超
電導が不安定となる。そのため、より大きい速度で励磁
および消磁を繰返ずパルスマグネットに用いられる導体
に対しては、変＃磁界による損失の発生を低減させ、ま
た発生した熱を速やかに導体中から除去するなどの改良
が必要となってくる。
電導が不安定となる。そのため、より大きい速度で励磁
および消磁を繰返ずパルスマグネットに用いられる導体
に対しては、変＃磁界による損失の発生を低減させ、ま
た発生した熱を速やかに導体中から除去するなどの改良
が必要となってくる。
すなわち、従来の銅安定化Ｎｂ−７を極輻多芯線をＭ線
の素線とした成型平角！！！線では、変動磁界（パルス
磁界）によって誘起される発熱、つまり撚線の素線間の
結合電流（カップリング損失）に起因する発熱のために
、温度が上昇し、その結果超電導が不安定になる。
の素線とした成型平角！！！線では、変動磁界（パルス
磁界）によって誘起される発熱、つまり撚線の素線間の
結合電流（カップリング損失）に起因する発熱のために
、温度が上昇し、その結果超電導が不安定になる。
それゆえに、この発明の目的は、変動磁界による損失を
極力低減させ、変動磁界中での超電導の安定性を良好に
し得る超電導撚線を提供することである。
極力低減させ、変動磁界中での超電導の安定性を良好に
し得る超電導撚線を提供することである。
問題点を解決するための手段
この発明による超電導撚線は、銅安定化Ｎｂ−Ｔ１極細
多芯線を撚線の素線として用いている。
多芯線を撚線の素線として用いている。
そして、素線は外皮としてＣｕ−Ｎｉ層を有している。
また、（：、ｕ−Ｎｉ層は、部分的に素線の長手方向に
沿って取除かれている。
沿って取除かれている。
作用
純銅の約１０００倍の電気抵抗を有するＣ１−Ｎ１合金
を素線の外皮として用いることにより、素線間の結合電
流損失を著しく低減させる。また、０ＬＩ−ＪＪｉ層を
、部分的に素線の長手方向に沿つて取除くことによって
、その部分に溝が形成される。この溝部分は、液体ヘリ
ウムを通過させる冷却チャンネルを構成し、それゆえに
撚線の冷却特性を良好にする。
を素線の外皮として用いることにより、素線間の結合電
流損失を著しく低減させる。また、０ＬＩ−ＪＪｉ層を
、部分的に素線の長手方向に沿つて取除くことによって
、その部分に溝が形成される。この溝部分は、液体ヘリ
ウムを通過させる冷却チャンネルを構成し、それゆえに
撚線の冷却特性を良好にする。
実施例
第２図には、この発明に従った超電導撚線の一例である
成型平角撚線が示されている。この成型平角撚線１は、
銅安定化Ｎｂ−Ｔｉ極細多芯線２を撚線の素線として用
いている。第１図は、隣接する２本の銅安定化Ｎｂ−Ｔ
ｉ極細多芯線２を取出して示している。この銅安定化Ｎ
ｂ −Ｔｉ ｆｆｌ細多細線芯線２外皮としてＣｕ −
Ｎｔ １３を有しており、通常、複合ビレットの押出法
によって作製される。Ｃｌ −Ｎｉ Ｆｌｉを形成する
材料としては、たとえばＣｕ−５〜３５ｗｔ％Ｎ１合金
が用いられる１、また、安定化銅には、無酸素鋼または
タフピッチ銅などの純銅が用いられる。また図示するよ
うに、銅マトリックス４には、多数のＮｂ −Ｔｉフィ
ラメント５が埋め込まれている。このようなＮｂ−Ｔｉ
多芯線の変形例として、各Ｎｂ −Ｔｉフィラメントを
Ｃｕ−Ｎｉ合金のバリア層で囲んだｃｕ ／Ｃｕ −Ｎ
ｉ ／Ｎｂ −Ｔｉ ３１１構造多芯線がある。
成型平角撚線が示されている。この成型平角撚線１は、
銅安定化Ｎｂ−Ｔｉ極細多芯線２を撚線の素線として用
いている。第１図は、隣接する２本の銅安定化Ｎｂ−Ｔ
ｉ極細多芯線２を取出して示している。この銅安定化Ｎ
ｂ −Ｔｉ ｆｆｌ細多細線芯線２外皮としてＣｕ −
Ｎｔ １３を有しており、通常、複合ビレットの押出法
によって作製される。Ｃｌ −Ｎｉ Ｆｌｉを形成する
材料としては、たとえばＣｕ−５〜３５ｗｔ％Ｎ１合金
が用いられる１、また、安定化銅には、無酸素鋼または
タフピッチ銅などの純銅が用いられる。また図示するよ
うに、銅マトリックス４には、多数のＮｂ −Ｔｉフィ
ラメント５が埋め込まれている。このようなＮｂ−Ｔｉ
多芯線の変形例として、各Ｎｂ −Ｔｉフィラメントを
Ｃｕ−Ｎｉ合金のバリア層で囲んだｃｕ ／Ｃｕ −Ｎ
ｉ ／Ｎｂ −Ｔｉ ３１１構造多芯線がある。
このように銅安定化Ｎｂ−Ｔｉ極細多芯線２が外皮とし
てＣＵ−ｐＪｉ層３を有するようにしたのは、磁界の変
動に起因する素Ｓ間の結合電流を低減させるためである
。プなわら、Ｃｕ−Ｎ１合金は、極低温において、純銅
の約１０００倍の電気抵抗を有する。したがって、各素
線間にこのような高抵抗層を介在させることによって、
素線間の結合電流損失を著しく低減させることが可能と
なる。
てＣＵ−ｐＪｉ層３を有するようにしたのは、磁界の変
動に起因する素Ｓ間の結合電流を低減させるためである
。プなわら、Ｃｕ−Ｎ１合金は、極低温において、純銅
の約１０００倍の電気抵抗を有する。したがって、各素
線間にこのような高抵抗層を介在させることによって、
素線間の結合電流損失を著しく低減させることが可能と
なる。
さらに図示するように、Ｃｕ−Ｎｉ層３は、部分的に素
線の長手方向に沿って取除かれている。
線の長手方向に沿って取除かれている。
この実施例では４！Ｉ所取除かれており、その取除かれ
た部分には銅マトリックス４が露出している溝６が形成
される。このように各素線に溝６を設ければ、たとえば
成型平角撚線を作製したとき、隣接する素１１２の境界
に位置する溝６が液体ヘリウムを通過させる冷却チャン
ネルを構成し、その結果撚線の冷却特性を向上させる。
た部分には銅マトリックス４が露出している溝６が形成
される。このように各素線に溝６を設ければ、たとえば
成型平角撚線を作製したとき、隣接する素１１２の境界
に位置する溝６が液体ヘリウムを通過させる冷却チャン
ネルを構成し、その結果撚線の冷却特性を向上させる。
また、Ｃｕ −Ｎｉ １！１３を部分的に取除いて銅マ
トリックス４を部分的に露出させるのは、以下の理由に
よる。すなわち、たとえば素線の外周全部をＣＬＩ−Ｎ
ｉ層で被覆したとすれば、東線内部で発生した熱が外周
部へ伝導しにくくなり、その結果温度上昇が生ずる。こ
れを効果的に防ぐためである。
トリックス４を部分的に露出させるのは、以下の理由に
よる。すなわち、たとえば素線の外周全部をＣＬＩ−Ｎ
ｉ層で被覆したとすれば、東線内部で発生した熱が外周
部へ伝導しにくくなり、その結果温度上昇が生ずる。こ
れを効果的に防ぐためである。
この発明の効果を試すために、以下の実験を行なった。
外周部に５０μｍ厚のＣｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金層を有
する外径１．ＯｍｍのＣｕ ／Ｃｕ −Ｎｉ ／Ｎｂ
−Ｔｉ ３１１１構造超電導線（ＣＯ／Ｑｕ −Ｎｉ
／Ｎｂ −Ｔｉ ＩＩＮ面積割合： ５５ ％ ／ ２
５ ％ ／ ２０ ％ ）７本を用いて、断面寸法１
、８ Ｘ ３ 、５１ｍ２の成型平角撚線を作製した。
する外径１．ＯｍｍのＣｕ ／Ｃｕ −Ｎｉ ／Ｎｂ
−Ｔｉ ３１１１構造超電導線（ＣＯ／Ｑｕ −Ｎｉ
／Ｎｂ −Ｔｉ ＩＩＮ面積割合： ５５ ％ ／ ２
５ ％ ／ ２０ ％ ）７本を用いて、断面寸法１
、８ Ｘ ３ 、５１ｍ２の成型平角撚線を作製した。
なお、各素線のＣｕ −Ｎｉ層の５０％は、素線外周上
に設けた４本の長手方向の溝によって除去されている。
に設けた４本の長手方向の溝によって除去されている。
比較のため、比較例１として、上述されたものと基本的
には同じ断面構造を有しているが外周上に溝が形成され
ていない素線を用いて、７本撚りの成型平角撚線を作製
した。また、比較例２として、外皮として、Ｃｕ−Ｎｉ
層を有していない素線、すなわち外周面全体にＣｕが露
出しさらに溝が形成されていない東線を用いて７本撚り
の成型平角撚線を作製した。
には同じ断面構造を有しているが外周上に溝が形成され
ていない素線を用いて、７本撚りの成型平角撚線を作製
した。また、比較例２として、外皮として、Ｃｕ−Ｎｉ
層を有していない素線、すなわち外周面全体にＣｕが露
出しさらに溝が形成されていない東線を用いて７本撚り
の成型平角撚線を作製した。
これらの撚線の変動磁界における安定性を調べるために
、撚線にカプトンテープを巻き、その後直径２０ｕ＋の
ベークライトの円筒に１０ターン、１層巻きした試料を
作製し、次の試験を行なった。
、撚線にカプトンテープを巻き、その後直径２０ｕ＋の
ベークライトの円筒に１０ターン、１層巻きした試料を
作製し、次の試験を行なった。
試料に一定の電流を流した状態で、外部から、１丁／Ｓ
の励磁速度で６王まで立ち上げ、１秒保持後１ Ｔ／Ｓ
でＯＴに戻すパルス磁界を５回印加し、クエンチの起こ
らない最大の電流値を求め、成型平角１！ＩＩＩの安定
性の評価基準とした。なお、磁界は撚線のフラット面に
垂直になるようにした。
の励磁速度で６王まで立ち上げ、１秒保持後１ Ｔ／Ｓ
でＯＴに戻すパルス磁界を５回印加し、クエンチの起こ
らない最大の電流値を求め、成型平角１！ＩＩＩの安定
性の評価基準とした。なお、磁界は撚線のフラット面に
垂直になるようにした。
こうして、以下の結果が得られた。
［本発明例１
試料の特ｍ： 外周（：、ｕ−Ｎｉ層、溝付素線の成
型平角撚線 クエンチ電流： １３００Ａ ［比較例１］ 試料の特徴： 外周Ｃｕ−Ｊｌｉ層、溝なし素線の成型
平角撚線 クエンチ電流： １１５０Ａ ［比較例２１ 試料の特徴： 外周Ｃｕ層、溝なし素線の成型平角撚線 クエンチ劃％Ｅ： ９８０Ａ し考察１ 外周を（：、ｕ −Ｎｉ 層にすれば、外周Ｃｕの素線
の成型平角撚線に比べてクエンチ電流は増加する。
型平角撚線 クエンチ電流： １３００Ａ ［比較例１］ 試料の特徴： 外周Ｃｕ−Ｊｌｉ層、溝なし素線の成型
平角撚線 クエンチ電流： １１５０Ａ ［比較例２１ 試料の特徴： 外周Ｃｕ層、溝なし素線の成型平角撚線 クエンチ劃％Ｅ： ９８０Ａ し考察１ 外周を（：、ｕ −Ｎｉ 層にすれば、外周Ｃｕの素線
の成型平角撚線に比べてクエンチ電流は増加する。
さらに、外周ＣＯ−１！１に溝を設けることによって、
クエンチ電流値は増加する。こうして、本発明に従った
成型平角Ｍ線の変動磁界下における安定性が、極めて良
好であると認められる。
クエンチ電流値は増加する。こうして、本発明に従った
成型平角Ｍ線の変動磁界下における安定性が、極めて良
好であると認められる。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、素線が外皮としてＣ
ｕ−Ｎｉ層を有し、さらにこのＣ１−Ｎｉ）ｌが部分的
に素線の長手方向に沿って取除かれているので、東線間
の結合電流損失は著しく低減し、また撚線の冷却特性が
向上する。こうして、この発明に従った超電導ＭｌＩＩ
は、変動磁界による損失が小さく、かつ超電導の熱的安
定性が極めて良好となる。
ｕ−Ｎｉ層を有し、さらにこのＣ１−Ｎｉ）ｌが部分的
に素線の長手方向に沿って取除かれているので、東線間
の結合電流損失は著しく低減し、また撚線の冷却特性が
向上する。こうして、この発明に従った超電導ＭｌＩＩ
は、変動磁界による損失が小さく、かつ超電導の熱的安
定性が極めて良好となる。
第１図は、この発明に従った超電導撚線に用いられる銅
安定化Ｎｂ−Ｔｉ極細多芯線の一例を示す図である。第
２図は、この発明に従った超電導ａｍの一例である成型
平角撚線を示す図である。 図において、１は成型平角ＮＩ！、２は銅安定化Ｎ１１
−Ｔｉ極細多芯線、３はＱｕ−Ｎｉ層、４は銅マトリッ
クス、５はＮｂ−Ｔｉフィラメントを示す。 （ばか２名）
安定化Ｎｂ−Ｔｉ極細多芯線の一例を示す図である。第
２図は、この発明に従った超電導ａｍの一例である成型
平角撚線を示す図である。 図において、１は成型平角ＮＩ！、２は銅安定化Ｎ１１
−Ｔｉ極細多芯線、３はＱｕ−Ｎｉ層、４は銅マトリッ
クス、５はＮｂ−Ｔｉフィラメントを示す。 （ばか２名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 銅安定化Ｎｂ−Ｔｉ極細多芯線を撚線の素線として用い
た超電導撚線であって、 前記素線は外皮としてＣｕ−Ｎｉ層を有し、前記Ｃｕ−
Ｎｉ層は、部分的に素線の長手方向に沿って取除かれて
いることを特徴とする、超電導撚線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60006626A JPS61165911A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 超電導撚線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60006626A JPS61165911A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 超電導撚線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61165911A true JPS61165911A (ja) | 1986-07-26 |
Family
ID=11643570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60006626A Pending JPS61165911A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 超電導撚線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61165911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013197072A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Hitachi Ltd | ＭｇＢ２超電導多芯線材、超電導ケーブル、超電導マグネット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878311A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-05-11 | 日本原子力研究所 | 超電導線 |
| JPS58140905A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-20 | 住友電気工業株式会社 | 溝付き超電導線材の製造方法 |
-
1985
- 1985-01-16 JP JP60006626A patent/JPS61165911A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878311A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-05-11 | 日本原子力研究所 | 超電導線 |
| JPS58140905A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-20 | 住友電気工業株式会社 | 溝付き超電導線材の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013197072A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Hitachi Ltd | ＭｇＢ２超電導多芯線材、超電導ケーブル、超電導マグネット |
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