JPS63245817A - 超電導電線 - Google Patents
超電導電線Info
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- JPS63245817A JPS63245817A JP62080033A JP8003387A JPS63245817A JP S63245817 A JPS63245817 A JP S63245817A JP 62080033 A JP62080033 A JP 62080033A JP 8003387 A JP8003387 A JP 8003387A JP S63245817 A JPS63245817 A JP S63245817A
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- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 4
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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、超電導センサ線を備えた超電導電線に関す
る。
る。
複合超電導電線は、超電導マグネット用コイル電線とし
であるいは電力用ケーブルとして、その信条種類の用途
に用いることができる。この超電導電線は、例えばＮｂ
−Ｔｉなどの合金系材料やその他化合物系材料のものが
種々開発されており、その−例を第６図に示す。この従
来の超電導電線は銅合金マトリックス中に多数の超電導
電線を挿入して複合伸線加工して製造される。
であるいは電力用ケーブルとして、その信条種類の用途
に用いることができる。この超電導電線は、例えばＮｂ
−Ｔｉなどの合金系材料やその他化合物系材料のものが
種々開発されており、その−例を第６図に示す。この従
来の超電導電線は銅合金マトリックス中に多数の超電導
電線を挿入して複合伸線加工して製造される。
しかしながら、上述した従来の超電導電線ではその取り
囲まれている環境のため局部的な温度上昇及び磁界強度
の上昇が発生した時にこれらの変化を検知する手段が設
けられていないためその部分の検出ができない。
囲まれている環境のため局部的な温度上昇及び磁界強度
の上昇が発生した時にこれらの変化を検知する手段が設
けられていないためその部分の検出ができない。
局部的に臨界温度及び臨界磁界を越えた場合、その部分
の抵抗値が急激に増加し、このため流れる電流によって
発熱、さらには溶断するという危険性がある。また、こ
の局部発熱があるとその周囲の温度も上昇し、これが臨
界温度を越えると超電導性がなくなり、常電導部分が拡
大して制御不可能になる所謂クエンチが生じるので、温
度、磁気強度の監視が必要である。
の抵抗値が急激に増加し、このため流れる電流によって
発熱、さらには溶断するという危険性がある。また、こ
の局部発熱があるとその周囲の温度も上昇し、これが臨
界温度を越えると超電導性がなくなり、常電導部分が拡
大して制御不可能になる所謂クエンチが生じるので、温
度、磁気強度の監視が必要である。
この発明の目的は、かかる従来の超電導電線の現状に鑑
みてなされたものであり、従来の超電導電線の全長に亘
ってその超電導状態を検知することのできる超電導セン
サ線を併設した構成の超電導電線を提供するにある。
みてなされたものであり、従来の超電導電線の全長に亘
ってその超電導状態を検知することのできる超電導セン
サ線を併設した構成の超電導電線を提供するにある。
上記問題点を解決するための手段として、この発明では
、主超電導線に沿って、この主超電導線と異なる臨界条
件の超電導センサ線を配置した構成を採用したのである
。
、主超電導線に沿って、この主超電導線と異なる臨界条
件の超電導センサ線を配置した構成を採用したのである
。
上記のように構成したこの発明による超電導電線では、
主超電導線と超電導センサ線の臨界条件が異なるから、
本来の電線としての主超電導線がその臨界条件を局部的
に何らかの外乱によりくずれされるようなことが生じる
前にその外乱による影響を超電導センサ線により予め検
知してこれを防止することができる。この発明による超
電導電線では超電導センサ線が主超電導線に沿って設け
られているから、局部的な影響部位がいずれに発生した
かに拘らずその部位による変化を事前に防止することが
できる。
主超電導線と超電導センサ線の臨界条件が異なるから、
本来の電線としての主超電導線がその臨界条件を局部的
に何らかの外乱によりくずれされるようなことが生じる
前にその外乱による影響を超電導センサ線により予め検
知してこれを防止することができる。この発明による超
電導電線では超電導センサ線が主超電導線に沿って設け
られているから、局部的な影響部位がいずれに発生した
かに拘らずその部位による変化を事前に防止することが
できる。
以上のようなこの発明による超電導電線の作用は、次の
ような互いに異なる臨界条件を主超電導線及び超電導セ
ンサ線の材料特性として選定することによって得られる
。
ような互いに異なる臨界条件を主超電導線及び超電導セ
ンサ線の材料特性として選定することによって得られる
。
第４図は超電導における電流密度Ｊ （Ａ／ｃｍ”）
＋温度Ｔ（’ｋ）、磁界Ｈ（Ｔ）の関係を説明する図で
ある。
＋温度Ｔ（’ｋ）、磁界Ｈ（Ｔ）の関係を説明する図で
ある。
一般に超電導体は第４図に示すように、臨界電流密度Ｊ
ｃ、臨界温度Ｔｃ、臨界磁界Ｈｃ３つの臨界点を有し、
これらの３つの条件のうちの１つでもくずれると超電導
状態でなくなり常電導になるという性質を有する。
ｃ、臨界温度Ｔｃ、臨界磁界Ｈｃ３つの臨界点を有し、
これらの３つの条件のうちの１つでもくずれると超電導
状態でなくなり常電導になるという性質を有する。
以下の説明の便宜のため前記主超電導線を電線Ａとし、
超電導センサ線を電ｉＢと呼ぶ。今仮に電線ＡにＪｘと
いう電流密度の電流が流れていたと一３＝ すると、臨界温度ばＴｘ、 ａ界磁界はＨｘとなる。こ
のように電流を設定された電線Ａに対して、電線Ｂにつ
いてはこれに流れる電流ＪｓをＴｘ及びＨｘから少し小
さい値を持つＴｓ、 Ｈｓとなるように決定する。
超電導センサ線を電ｉＢと呼ぶ。今仮に電線ＡにＪｘと
いう電流密度の電流が流れていたと一３＝ すると、臨界温度ばＴｘ、 ａ界磁界はＨｘとなる。こ
のように電流を設定された電線Ａに対して、電線Ｂにつ
いてはこれに流れる電流ＪｓをＴｘ及びＨｘから少し小
さい値を持つＴｓ、 Ｈｓとなるように決定する。
この場合第４図から分かるように、電線Ｂの材料特性は
電線Ａの材料特性の範囲内のものを選択し、かつ電線Ｂ
の使用電流をＪｓ ＜ Ｊｘとなるように選択すること
によって上記Ｔｓｓ Ｈｓの特性が得られる。
電線Ａの材料特性の範囲内のものを選択し、かつ電線Ｂ
の使用電流をＪｓ ＜ Ｊｘとなるように選択すること
によって上記Ｔｓｓ Ｈｓの特性が得られる。
電線Ｂを流れる電流は小さいので電線Ｂが発熱すること
はほとんどない。
はほとんどない。
このようにして電線Ｂに流れる電流を制御することによ
り任意のＴｓ、 Ｈｓの特性が得られる。
り任意のＴｓ、 Ｈｓの特性が得られる。
ところで、超電導電線は一般に上記のような特性を有す
るから、これを各種の用途に用いるときは当然に各ＪＣ
％ ＴＣ％ Ｈｃの臨界条件よりも相当小さい範囲で使
用される。しかも、一般に電流密度に関しては設計の際
に規定されるのが一般的であるから電流密度が臨界電流
密度Ｊｃを越えることはほとんどない。しかし、超電導
電線が使用される環境によっては、その外乱により温度
、磁気強度が臨界温度、臨界磁界に近づくことがある。
るから、これを各種の用途に用いるときは当然に各ＪＣ
％ ＴＣ％ Ｈｃの臨界条件よりも相当小さい範囲で使
用される。しかも、一般に電流密度に関しては設計の際
に規定されるのが一般的であるから電流密度が臨界電流
密度Ｊｃを越えることはほとんどない。しかし、超電導
電線が使用される環境によっては、その外乱により温度
、磁気強度が臨界温度、臨界磁界に近づくことがある。
この時電線Ｂについては最大使用範囲が前述したように
電線へよりも若干小さい値に設定されているから、温度
、磁気のいずれかが臨界温度、臨界磁界の方へ変化する
とまず電線Ｂの超電導状態が一部くずれて電線Ｂを流れ
る電流値が急激に変化する。そこでこの変化を検出し、
制御装置により電線Ａの電流を減少させるか、あるいは
遮断することにより電線Ａの超電導状態がくずれるのを
予め防止することができる。
電線へよりも若干小さい値に設定されているから、温度
、磁気のいずれかが臨界温度、臨界磁界の方へ変化する
とまず電線Ｂの超電導状態が一部くずれて電線Ｂを流れ
る電流値が急激に変化する。そこでこの変化を検出し、
制御装置により電線Ａの電流を減少させるか、あるいは
遮断することにより電線Ａの超電導状態がくずれるのを
予め防止することができる。
第４図では電線Ｂの材料特性は電線Ａの材料特性の範囲
内のものを図示しているが、電線Ｂの材料特性は、必ず
しも電線Ａに対して臨界電流密度Ｊｃ、Ｉ界温度ＴＣ％
Ｈｎ界磁界Ｈｃの全てについてその範囲内になければ
ならないのではなく、第５図に示すように臨界温度ＴＣ
％ 臨界磁界Ｈｃについてこれを越えるものであっても
臨界電流密度Ｊｃが小さいものを選択し、最大使用電流
密度ＪｓがＪｘより小さい値で、ＴＳ％ ＩＩｓの値が
第４図の場合のものを選択することができれば、第４図
の場合とほぼ同じ特性のものが得られることになる。
内のものを図示しているが、電線Ｂの材料特性は、必ず
しも電線Ａに対して臨界電流密度Ｊｃ、Ｉ界温度ＴＣ％
Ｈｎ界磁界Ｈｃの全てについてその範囲内になければ
ならないのではなく、第５図に示すように臨界温度ＴＣ
％ 臨界磁界Ｈｃについてこれを越えるものであっても
臨界電流密度Ｊｃが小さいものを選択し、最大使用電流
密度ＪｓがＪｘより小さい値で、ＴＳ％ ＩＩｓの値が
第４図の場合のものを選択することができれば、第４図
の場合とほぼ同じ特性のものが得られることになる。
以下この発明の実施例について添付図を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図はこの発明による超電導電線の第一実施例の断面
図である。１は主たる電流を流すための主超電導線、２
はこの超電導線の外側を囲む絶縁体である。主超電導線
１に沿って超電導センサ線３が配置されており、このセ
ンサ線３にも絶縁体４が被覆されている。さらにこれら
２本の電線の外側を被覆材５が取り囲んで配置されてい
る。
図である。１は主たる電流を流すための主超電導線、２
はこの超電導線の外側を囲む絶縁体である。主超電導線
１に沿って超電導センサ線３が配置されており、このセ
ンサ線３にも絶縁体４が被覆されている。さらにこれら
２本の電線の外側を被覆材５が取り囲んで配置されてい
る。
第２図は、第二実施例の超電導電線の断面図を示す。最
も中心の主超電導線１は、例えば銅合金からなるマトリ
ックス１′中を心材１＃が押通され、複合伸線加工によ
り一体のものとして形成されている。この主超電導線１
の外側には絶縁体２が同心状にこれを取り囲んでおり、
さらにその外側に前記主超電導線１に沿って同心状に伸
びる超電導センサ線３が配置されている。そして、前記
センサ線３の外側にはやはり同心状の被覆材５が配置さ
れている。
も中心の主超電導線１は、例えば銅合金からなるマトリ
ックス１′中を心材１＃が押通され、複合伸線加工によ
り一体のものとして形成されている。この主超電導線１
の外側には絶縁体２が同心状にこれを取り囲んでおり、
さらにその外側に前記主超電導線１に沿って同心状に伸
びる超電導センサ線３が配置されている。そして、前記
センサ線３の外側にはやはり同心状の被覆材５が配置さ
れている。
以上のように構成された上記超電導電線では、主たる電
流を流すための主超電導線１の超電導に対する材料特性
とは異なる臨界条件の材料特性を有する超電導センサ線
が用いられている。この異なる臨界条件は、例えば超電
導センサ線３の材料特性、即ち臨界電流密度Ｊｃ、臨界
温度Ｔｃ、臨界磁界Ｈｃの３つの条件が主超電導線１の
それより小さい範囲のもの、あるいは臨界電流密度Ｊｃ
のみが小さく、他の２つの条件は逆の範囲にあるものを
選択する。
流を流すための主超電導線１の超電導に対する材料特性
とは異なる臨界条件の材料特性を有する超電導センサ線
が用いられている。この異なる臨界条件は、例えば超電
導センサ線３の材料特性、即ち臨界電流密度Ｊｃ、臨界
温度Ｔｃ、臨界磁界Ｈｃの３つの条件が主超電導線１の
それより小さい範囲のもの、あるいは臨界電流密度Ｊｃ
のみが小さく、他の２つの条件は逆の範囲にあるものを
選択する。
主超電導線１に平行して設けられた超電導センサ線３に
主超電導線１の最大電流密度Ｊｘより小さい値の電流密
度Ｊｓの電流を流しておくと、その超電導状態の範囲は
主超電導線１の超電導状態の範囲内にあるから、まず超
電導センサ線３の超電導状態が先にくずれることになり
、これによって主超電導線１の超電導状態が臨界点付近
にあることを検知することができる。
主超電導線１の最大電流密度Ｊｘより小さい値の電流密
度Ｊｓの電流を流しておくと、その超電導状態の範囲は
主超電導線１の超電導状態の範囲内にあるから、まず超
電導センサ線３の超電導状態が先にくずれることになり
、これによって主超電導線１の超電導状態が臨界点付近
にあることを検知することができる。
次に、上記のように作用するこの発明による超電導電線
を応用した電力貯蔵装置について説明する。
を応用した電力貯蔵装置について説明する。
第３図は上記電力貯蔵装置の全体概略系統図を示す。１
０は電力貯蔵装置であり。従来の装置と同様に断熱材１
１で囲まれた容器内に液体ヘリウム１２が充填され、こ
の液体ヘリウム中に超電導マグネット１３を介してこの
発明による超電導電線１４が挿通され、超電導電線１４
に接続された電源１５から供給される電力が超電導マグ
ネット１３内を走る超電導電線１４中に貯蔵されている
。
０は電力貯蔵装置であり。従来の装置と同様に断熱材１
１で囲まれた容器内に液体ヘリウム１２が充填され、こ
の液体ヘリウム中に超電導マグネット１３を介してこの
発明による超電導電線１４が挿通され、超電導電線１４
に接続された電源１５から供給される電力が超電導マグ
ネット１３内を走る超電導電線１４中に貯蔵されている
。
さらにこの電力貯蔵装置１０は、超電導電線１４の電流
の流れを遮断制御するヒータ装置１７と、ヒータ装置の
電流制御のためこれに接続したヒータ制御装置１８と、
超電導電線１４の電流を検知する電流検知器１６と、超
電導電線１４の最大電流密度Ｊｘを求め、超電導電線１
４に設けられた超電導センサ線の電流密度Ｊｓ４制御し
、システムの局部的異常も含めて監視する制御装置１９
とを備えている。結線２Ｌ ２２はそれぞれ超電導セン
サ線からの取出線、電源制御信号用（電流制御文は遮断
）の連絡線である。
の流れを遮断制御するヒータ装置１７と、ヒータ装置の
電流制御のためこれに接続したヒータ制御装置１８と、
超電導電線１４の電流を検知する電流検知器１６と、超
電導電線１４の最大電流密度Ｊｘを求め、超電導電線１
４に設けられた超電導センサ線の電流密度Ｊｓ４制御し
、システムの局部的異常も含めて監視する制御装置１９
とを備えている。結線２Ｌ ２２はそれぞれ超電導セン
サ線からの取出線、電源制御信号用（電流制御文は遮断
）の連絡線である。
液体ヘリウム１２により容器内が充分冷却されている場
合超電導マグネットに挿通されている超電導線１４は超
電導状態にある。超電導線１４の抵抗が０であるため電
源１５から供給された電力はこの超電導１４のループ内
を循環し、貯蔵されている。循環している電流（Ｊｘ）
は電流検知器１６により検知され、これにより制御装置
１９内でＪＸが求められ、超電導センサ線に流す電流密
度Ｊｓが決められるとともに制御装置１９によりＪｘ、
Ｊｓの電流密度の電流を監視しかつシステムの局部的
異常を含めて監視する。
合超電導マグネットに挿通されている超電導線１４は超
電導状態にある。超電導線１４の抵抗が０であるため電
源１５から供給された電力はこの超電導１４のループ内
を循環し、貯蔵されている。循環している電流（Ｊｘ）
は電流検知器１６により検知され、これにより制御装置
１９内でＪＸが求められ、超電導センサ線に流す電流密
度Ｊｓが決められるとともに制御装置１９によりＪｘ、
Ｊｓの電流密度の電流を監視しかつシステムの局部的
異常を含めて監視する。
こうして電力貯蔵装置１０は、温度を直接的に制御され
安定した電力の貯蔵をすることができる。
安定した電力の貯蔵をすることができる。
電力を取り出す際にはヒータ装置１７を加熱してこの間
の超電導線１４を遮断すると、貯蔵された電力は電源１
５へ流れて取り出される。
の超電導線１４を遮断すると、貯蔵された電力は電源１
５へ流れて取り出される。
以上詳述したように、この発明による超電導電線では主
超電導線に沿って超電導センサ線を配置し、これら２つ
の電線材の材料特性として互いに異なる臨界条件のもの
を選択したから、超電導状態において何らかの外乱によ
り局部的に超電導から常電導への境界付近に超電導電線
が近づくとその変化を超電導電線により予め検知するこ
とができ、この変化が超電導電線のいずれに生じても全
長に亘って均一な監視ができる。従って常に安定な状態
で超電導電線としての機能を発揮できるから、その応用
できる範囲は極めて広くなる。
超電導線に沿って超電導センサ線を配置し、これら２つ
の電線材の材料特性として互いに異なる臨界条件のもの
を選択したから、超電導状態において何らかの外乱によ
り局部的に超電導から常電導への境界付近に超電導電線
が近づくとその変化を超電導電線により予め検知するこ
とができ、この変化が超電導電線のいずれに生じても全
長に亘って均一な監視ができる。従って常に安定な状態
で超電導電線としての機能を発揮できるから、その応用
できる範囲は極めて広くなる。
第１図はこの発明による超電導電線の第一実施例の断面
図、第２図は別の構成から成る超電導電線の第二実施例
の断面図、第３図は上記超電導電線を応用した電力貯蔵
装置の全体概略系統図、第４図は２つの異なる材料特性
を有する超電導電線の臨界条件及び使用条件の関係を示
す図、第５図はもう１つの２つの異なる材料特性を有す
る超電導電線についての第４図と同様な説明図、第６図
は従来の構造の超電導電線の断面図である。
図、第２図は別の構成から成る超電導電線の第二実施例
の断面図、第３図は上記超電導電線を応用した電力貯蔵
装置の全体概略系統図、第４図は２つの異なる材料特性
を有する超電導電線の臨界条件及び使用条件の関係を示
す図、第５図はもう１つの２つの異なる材料特性を有す
る超電導電線についての第４図と同様な説明図、第６図
は従来の構造の超電導電線の断面図である。
Claims (3)
- （１）主超電導線に沿ってこの主超電導線と異なる臨界
条件の超電導センサ線を配置したことを特徴とする超電
導電線。 - （２）前記超電導センサ線が主超電導線より小さな値の
臨界温度及び臨界磁界を有する超電導材料から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超電導電線
。 - （３）前記主超電導線の外側に超電導センサ線を配置し
、両者を互いに絶縁体により絶縁してさらにその外側を
被覆材で被覆したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項に記載の超電導電線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080033A JPS63245817A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 超電導電線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080033A JPS63245817A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 超電導電線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63245817A true JPS63245817A (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=13706951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080033A Pending JPS63245817A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 超電導電線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63245817A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011238455A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Fujikura Ltd | 超電導線材、超電導コイル、及び超電導保護装置 |
| JP2018064066A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | 国立大学法人東北大学 | 常電導転移検出センサー付き高温超電導線材 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62080033A patent/JPS63245817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011238455A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Fujikura Ltd | 超電導線材、超電導コイル、及び超電導保護装置 |
| JP2018064066A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | 国立大学法人東北大学 | 常電導転移検出センサー付き高温超電導線材 |
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