JPS62285319A - Ac superconductor - Google Patents

Ac superconductor

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JPS62285319A
JPS62285319A JP61129728A JP12972886A JPS62285319A JP S62285319 A JPS62285319 A JP S62285319A JP 61129728 A JP61129728 A JP 61129728A JP 12972886 A JP12972886 A JP 12972886A JP S62285319 A JPS62285319 A JP S62285319A
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JP
Japan
Prior art keywords
conductor
superconducting
strands
insulator
superconducting conductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP61129728A
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Japanese (ja)
Inventor
一也 大松
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPS62285319A publication Critical patent/JPS62285319A/en
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    • 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

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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 [産業上の利用分野] この発明は、超極細多芯フィラメントを有した交流用超
電導導体に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] This invention relates to an AC superconducting conductor having ultra-fine multifilament filaments.

[従来の技術] 超電導導体の交流損失は、フィラメント径に依存する履
歴損失とツイストピッチやマトリンクス金属の抵抗に依
存する結合損失に大別される。近年、50〜60Hzで
使用するための交流用超電導導体の開発が盛んに進めら
れている。たとえば、Nb Ti超電導導体では、フィ
ラメント径が1ミクロンやそれ以下のフィラメント径を
もつ導体開発が行なわれている。
[Prior Art] AC loss in a superconducting conductor is roughly divided into hysteresis loss, which depends on the filament diameter, and coupling loss, which depends on the twist pitch and resistance of the matrix metal. In recent years, the development of AC superconducting conductors for use at 50 to 60 Hz has been actively progressed. For example, in NbTi superconducting conductors, conductors with filament diameters of 1 micron or less are being developed.

しかしながら、このような線材は、フィラメント径とツ
イストピッチを細くするために線材の外径がlll1f
flφ以下、たとえば0. 3mmφから0、lff1
mφ程度の太さとなり、実用化に際しては多数本の複合
化という工程が必要になる。しかも素線間の結合電流に
よる損失を低減するため、索線間は絶縁されていること
が好ましい。
However, in order to reduce the filament diameter and twist pitch, such wire rods have an outer diameter of lll1f.
less than flφ, for example 0. 3mmφ to 0, lff1
The thickness is about mφ, and for practical use, a process of composing a large number of wires is required. Furthermore, in order to reduce loss due to coupling current between the strands, it is preferable that the cable wires be insulated.

第5図に、このような交流損失を低減した従来の大容量
導体の一例を断面図で示す。第5図において、0.2a
++aφの素線1は、厚み25μmのホルマールからな
る絶縁体2により被覆されている。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of an example of a conventional large-capacity conductor with reduced AC loss. In Figure 5, 0.2a
The strand 1 of ++aφ is covered with an insulator 2 made of formal having a thickness of 25 μm.

素線1は7本撚りされ、さらにその撚線が7本撚りされ
て、たとえば耐熱性芳香族ポリイミドからなる絶縁テー
プ4によってまわりが被覆されている。
Seven strands of wire 1 are twisted, and seven of the strands are further twisted, and the strands are covered with an insulating tape 4 made of, for example, heat-resistant aromatic polyimide.

[発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、第5図に示したような構造の導体では、
空間部3と絶縁体2の占める割合が非常に大きなものと
なった。たとえば、第5図に示す導体7では、素線1の
断面積割合が35,5%で、絶縁体2および絶縁テープ
4の占める断面積の割合か28.3%で、空間部3の占
める断面積の割合が36.2%となる。このように空間
部および絶縁体の占める割合が大きくなると、導体自身
の剛性か低下するため、超電導マグネット等に応用した
場合、導体の摩擦による発熱で磁気的に不安定になった
り、膨張による歪で導体が劣化したりするという問題を
生じた。また、導体の電流密度が低くなるため、高磁場
を発生することができないという問題も生じた。
[Problems to be solved by the invention]However, in a conductor having the structure shown in Fig. 5,
The proportion occupied by the space 3 and the insulator 2 has become very large. For example, in the conductor 7 shown in FIG. The cross-sectional area ratio is 36.2%. As the proportion of space and insulators increases, the rigidity of the conductor itself decreases, so when applied to superconducting magnets, the conductor may become magnetically unstable due to heat generated by friction, or may become distorted due to expansion. This caused problems such as deterioration of the conductor. Furthermore, since the current density in the conductor becomes low, a problem arises in that a high magnetic field cannot be generated.

それゆえに、この発明の目的は、導体の剛性が高くかつ
電流密度の高い交流用超電導導体を提供することにある
Therefore, an object of the present invention is to provide an AC superconducting conductor having high conductor rigidity and high current density.

[問題点を解決するための手段] この発明の交流用超電導導体では、超極細多芯フィラメ
ントを冑しかつ絶縁体によって被覆されている超電導素
線が複数本撚り合わされて構成されており、撚り合わさ
れた該超電導素線を成型圧縮することにより該超電導素
線が互いに近接して配置されている。
[Means for Solving the Problems] The AC superconducting conductor of the present invention is constructed by twisting together a plurality of superconducting strands each having an ultra-fine multifilament filament and covered with an insulator. By molding and compressing the combined superconducting strands, the superconducting strands are arranged close to each other.

[作用] この発明の交流用超電導導体では、超電導素線が互いに
近接して配置しているため超電導素線間に介在する空間
部の占める割合が少なくなっている。したがって、剛性
の高い金属の部分の占める割合が相対的に多くなり、導
体自身の剛性か高められている。また、超電導素線が互
いに近接して配置しているため電流密度の高い導体とな
る。
[Function] In the AC superconducting conductor of the present invention, since the superconducting strands are arranged close to each other, the proportion of the space interposed between the superconducting strands is reduced. Therefore, the proportion of the highly rigid metal portion becomes relatively large, and the rigidity of the conductor itself is increased. Furthermore, since the superconducting strands are arranged close to each other, it becomes a conductor with high current density.

[実施例] 第1図は、この発明の一実施例である導体を示す断面図
である。第1図において、0.2+mnφの素線1は、
厚み25μmのホルマールからなる絶縁体2により被覆
されている。該素線1は7×7本撚りされ、まず第5図
に示したような従来の導体と同様の配置状態にされる。
[Example] FIG. 1 is a sectional view showing a conductor that is an example of the present invention. In FIG. 1, the strand 1 of 0.2+mnφ is
It is covered with an insulator 2 made of formal with a thickness of 25 μm. The strands 1 are twisted into 7×7 pieces, and first arranged in the same manner as a conventional conductor as shown in FIG.

次にこの撚線をタックスロールで成型圧縮した後、25
μmの厚みの絶縁テープ4 (耐熱性芳香族ポリイミド
テープ)を半重ねでラッピングし、断面が四角形の第1
図に示すような導体を得た。第1図の実施例では、第5
図に示す成型圧縮前の状態に比べて、素線1か互いに近
接して配置されており、空間部3の占める割合が著しく
小さくなっている。
Next, after molding and compressing this stranded wire with a tax roll,
Insulating tape 4 (heat-resistant aromatic polyimide tape) with a thickness of μm is wrapped in a half overlap, and the first
A conductor as shown in the figure was obtained. In the embodiment of FIG.
Compared to the state before molding and compression shown in the figure, the strands 1 are arranged closer to each other, and the proportion occupied by the space 3 is significantly smaller.

この実施例の導体5を超電導マグネットのボビン6に巻
付けた状態を第2図に断面図で示した。
A cross-sectional view of the conductor 5 of this embodiment wound around a bobbin 6 of a superconducting magnet is shown in FIG.

また、比較として第5図に示す従来の導体7を同様に超
電導マグネットのボビン6に巻付けた状態を第6図に示
した。第2図および第6図を比較すれば明らかなように
、この実施例の導体は寸法が小さくかつ四角形であるた
め高密度に巻付けすることが可能である。したがって、
この実施例の導体を用いることによりコンパクトでかつ
高磁界の発生可能な超電導マグネットを製造することが
できる。
For comparison, FIG. 6 shows a state in which the conventional conductor 7 shown in FIG. 5 is similarly wound around the bobbin 6 of a superconducting magnet. As is clear from a comparison of FIGS. 2 and 6, the conductor of this embodiment is small in size and rectangular, so it can be wound densely. therefore,
By using the conductor of this example, a compact superconducting magnet capable of generating a high magnetic field can be manufactured.

この実施例では、断面形状が略正方形のものについて示
したが、・この発明では断面形状が限定されないことは
言うまでもない。また、第3図および第4”図に示すよ
うな平角撚線であってもよい。
In this embodiment, the cross-sectional shape is approximately square, but it goes without saying that the cross-sectional shape is not limited in this invention. It may also be a rectangular stranded wire as shown in FIGS. 3 and 4''.

第3図は、絶縁体2により被覆された素線1が2層に配
置された構造のものを示しており、第4図は同様に絶縁
体2により被覆された素線1が補強帯8の両側に配置さ
れている構造のものを示している。これらの弔角撚線で
は、従来中央部の素線が脹らみ空間を形成する傾向にあ
るが、この発明では中央部の素線を互いに近接させて配
置させ中央部の空間を少なくすることができる。
FIG. 3 shows a structure in which the strands 1 covered with an insulator 2 are arranged in two layers, and FIG. The structure shown is located on both sides of the . Conventionally, in these angle-stranded wires, the strands in the center tend to swell and form a space, but in this invention, the strands in the center are arranged close to each other to reduce the space in the center. Can be done.

この発明に用いられる素線のフィラメント径は、5μm
以下であることが好ましい。導体の空間部に液体ヘリウ
ムを流通して冷却する場合には、この発明のように成型
圧縮により空間部が少なくなると液体ヘリウムとの接触
面積が減少し冷却効果が低下する。しかしながら、5μ
m以下のフィラメント径であれば、交流損失が小さくな
るため液体ヘリウムによる冷却効果が低下しても、導体
の磁気的安定性が損なわれることはない。
The filament diameter of the wire used in this invention is 5 μm
It is preferable that it is below. When cooling the conductor by flowing liquid helium through the space, as in the present invention, if the space is reduced due to molding compression, the contact area with the liquid helium is reduced and the cooling effect is reduced. However, 5μ
If the filament diameter is less than m, the AC loss will be small, so even if the cooling effect of liquid helium is reduced, the magnetic stability of the conductor will not be impaired.

この実施例では絶縁体の材質としてホルマールを用いて
いるため、成型圧縮の際変形させやすくまた絶縁性が著
しく低下することはない。しかしながら、この発明で用
いる絶縁体としては、ホルマールに限定されることはな
くその他の材質の絶縁体も用いることができる。
In this embodiment, since formal is used as the material of the insulator, it is easily deformed during molding and compression, and the insulation properties do not deteriorate significantly. However, the insulator used in this invention is not limited to formal, and insulators made of other materials can also be used.

この実施例では、タックスロールにより成型圧縮してい
るが、ダイスやその他の手段により成型圧縮してもよい
In this embodiment, the material is molded and compressed using a tux roll, but it may also be molded and compressed using a die or other means.

[発明の効果コ この発明の交流用超電導導体では、成型圧縮により超電
導素線間が互いに近接して配置されているため、導体内
の空間部が従来に比べ著しく少なくなっている。したが
って、剛性の高い金属部分の占める割合が多くなり、導
体自身の剛性が従来よりも著しく高められる。また、超
電導素線か互いに近接しているため、電流密度も同時に
高められる。よって、この発明の交流用超電導導体を巻
付けた超電導マグネットでは、高磁界が発生可能となる
。また、超電導マグネットとしてはコンパクト化を図る
ことができる。
[Effects of the Invention] In the AC superconducting conductor of the present invention, the superconducting strands are arranged close to each other due to molding compression, so the space inside the conductor is significantly smaller than in the past. Therefore, the proportion of the highly rigid metal portion increases, and the rigidity of the conductor itself is significantly increased compared to the conventional conductor. Furthermore, since the superconducting wires are close to each other, the current density is also increased at the same time. Therefore, the superconducting magnet around which the AC superconducting conductor of the present invention is wound can generate a high magnetic field. Furthermore, the superconducting magnet can be made more compact.

さらにこの発明の超電導導体では、フィラメント径の細
いものか用いられているため、交流損失か小さく、変動
電流や交流運転においても安定して稼動することができ
る。この発明の超電導導体は高速励磁においても安定な
導体であるので、超電導発電機等の大容量交流機器や核
融合大型コイルなどに有効に利用され得るものである。
Furthermore, since the superconducting conductor of the present invention uses a filament with a small diameter, AC loss is small and stable operation can be achieved even under fluctuating current or AC operation. Since the superconducting conductor of the present invention is a stable conductor even under high-speed excitation, it can be effectively used in large-capacity AC equipment such as superconducting generators, large nuclear fusion coils, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の一実施例を示す断面図である。第
2図は、第1図の実施ρ1の導体を超電導マグネットの
ボビンに巻付けた状態を示す部分断面図である。第3図
は、この発明の他の実施例を示す断面図である。第4図
は、この発明のさらに他の実施例を示す断面図である。 第5図は、従来の交流用超電導導体を示す断面図である
。第6図は、第5図の従来の導体を超電導マグネットの
ボビンに巻付けた状態を示す部分断面図である。 図において、1は超電導素線、2は絶縁体、3は空間部
、4は絶縁テープ、5は超電導導体を示す。 第1図        第5図
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial sectional view showing a state in which the conductor of the embodiment ρ1 of FIG. 1 is wound around the bobbin of a superconducting magnet. FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the invention. FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the invention. FIG. 5 is a sectional view showing a conventional superconducting AC conductor. FIG. 6 is a partial sectional view showing the conventional conductor of FIG. 5 wound around the bobbin of a superconducting magnet. In the figure, 1 is a superconducting wire, 2 is an insulator, 3 is a space, 4 is an insulating tape, and 5 is a superconducting conductor. Figure 1 Figure 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)超極細多芯フィラメントを有しかつ絶縁体によっ
て被覆されている超電導素線が複数本撚り合わされて構
成されており、前記超電導素線が成型圧縮により互いに
近接して配置されていることを特徴とする、交流用超電
導導体。
(1) A plurality of superconducting strands having ultrafine multifilament filaments and covered with an insulator are twisted together, and the superconducting strands are arranged close to each other by molding compression. A superconducting conductor for alternating current, characterized by:
(2)前記絶縁体がホルマールであることを特徴とする
、特許請求の範囲第1項記載の交流用超電導導体。
(2) The AC superconducting conductor according to claim 1, wherein the insulator is formal.
(3)前記超極細多芯フィラメントの直径が5μm以下
であることを特徴とする、特許請求の範囲第1項または
第2項記載の交流用超電導導体。
(3) The AC superconducting conductor according to claim 1 or 2, wherein the ultrafine multifilament filament has a diameter of 5 μm or less.
(4)前記成型圧縮がダイスによる成型圧縮であること
を特徴とする、特許請求の範囲第1、2または3項記載
の交流用超電導導体。
(4) The AC superconducting conductor according to claim 1, 2 or 3, wherein the molding compression is molding compression using a die.
(5)前記成型圧縮がタックスロールによる成型圧縮で
あることを特徴とする、特許請求の範囲第1、2または
3項記載の交流用超電導導体。
(5) The AC superconducting conductor according to claim 1, 2 or 3, wherein the molding compression is molding compression using a tax roll.
JP61129728A 1986-06-03 1986-06-03 Ac superconductor Pending JPS62285319A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01274313A (en) * 1988-04-25 1989-11-02 Furukawa Electric Co Ltd:The Superconductive molding twisted wire
WO2000052781A1 (en) * 1999-02-26 2000-09-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Oxide superconducting wire having insulating coat and production method thereof

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