KR101118748B1

KR101118748B1 - method for manufacturing round wire using superconducting coated conductors and superconducting cables thereof

Info

Publication number: KR101118748B1
Application number: KR1020100018544A
Authority: KR
Inventors: 하홍수; 김석호; 심기덕; 오상수; 조전욱
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2012-03-13
Also published as: KR20110099487A

Abstract

본 발명은 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 이를 이용한 초전도 케이블에 관한 것으로, 초전도 박막 선재의 초전도층에 길이 방향으로 홈을 넣는(striation) 제1단계와; 상기 홈이 형성된 초전도 박막 선재를 슬릿팅하는 제2단계와; 상기 슬릿팅된 초전도 박막 선재를 단면 형태가 사각형을 이루도록 적층하는 제3단계와; 상기 적층된 초전도 박막 선재를 둥근릴에 감되, 턴(turn) 간 확산방지를 위한 접합방지필름을 함께 감는 제4단계와; 상기 둥근릴에 감긴 초전도 박막 선재를 열처리하여 확산접합시키는 제5단계와; 상기 둥근릴에 감긴 초전도 박막 선재를 풀어 표면을 구리 도금하여 단면의 형상이 원형이 되도록 하는 제6단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 상기 원형 와이어를 꼬아서 형성시킨 초전도 케이블을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 초전도 박막 선재를 이용하여 거의 손상없이 긴 원형 와이어를 용이하게 제조할 수 있고, 원형 와이어를 선재를 꼴 수 있어서 교류 손실을 줄일 수 있으며, 아울러 기존의 구리 도체를 이용한 케이블 제작방법과 거의 동일한 방법으로 원형 와이어를 꼬면서 케이블을 제작할 수 있어 교류 손실이 최소화되는 초전도 케이블을 제작할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a circular wire using a superconducting thin film wire and a superconducting cable using the same, comprising: a first step of inserting a groove in a longitudinal direction in a superconducting layer of the superconducting thin film wire; A second step of slitting the superconducting thin film wire having the grooves formed therein; Stacking the slit superconducting thin film wire in a cross-sectional shape to form a quadrangle; A fourth step of winding the laminated superconducting thin film wire on a round reel and winding an anti-bonding film together to prevent diffusion between turns; A fifth step of thermally joining the superconducting thin film wire wound around the round reel; And a sixth step of releasing the superconducting thin film wire wound on the round reel to copper-plating the surface so that the cross-section has a circular shape; and a method of manufacturing a circular wire using the superconducting thin film wire, and the circular wire. The twisted superconducting cable is a technical point. This makes it possible to easily manufacture long round wires with almost no damage using superconducting thin film wires, and to reduce the AC loss by forming the wire wires, which is almost the same as the conventional cable manufacturing method using copper conductors. In this way, the cable can be manufactured by twisting a circular wire, which has the advantage of producing a superconducting cable with minimal AC loss.

Description

Method for manufacturing round wire using superconducting thin film wire and superconducting cable using the same

본 발명은 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 이를 이용한 초전도 케이블에 관한 것으로, 초전도 박막 선재를 슬릿팅하여 폭을 좁게한 후,, 둥근릴을 이용하여 선재를 감아 원형 와이어 제조시의 편의를 도모하고, 이를 이용하여 교류손실 저감을 위한 초전도 케이블을 제조하기 위한 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 이를 이용한 초전도 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a circular wire using a superconducting thin film wire and a superconducting cable using the same. After slitting the superconducting thin film wire and narrowing the width, the wire is wound using a round reel to produce a circular wire. The present invention relates to a method of manufacturing a circular wire using a superconducting thin film wire for producing a superconducting cable for reducing AC loss, and to a superconducting cable using the same.

일반적으로 박막형 초전도 선재는 금속재 기판과 초전도층, 그리고 그 사이에 상기 금속재 기판과 초전도층 간의 물성 차이를 최소화시키기 위한 버퍼층(buffer layer)으로 형성되어 있다.In general, a thin film type superconducting wire is formed of a metal substrate and a superconducting layer, and a buffer layer for minimizing the difference in physical properties between the metal substrate and the superconducting layer therebetween.

이러한 초전도 선재 한가닥으로는 1000A 이상의 대전류화가 어려울 뿐만 아니라, 또한 박막형 초전도 선재는 금속재 기판이 상기 완충층으로 인해 안정화재로 사용될 수 없기 때문에 필수적으로 별도의 금속재로 형성된 안정화재와 함께 사용되어져야 한다. 따라서 대전류를 통전시키기 위해서 여러개의 초전도 선재를 집합화하여 사용하고 있으며, 초전도 박막 주변에 금속 안정화재를 덧대어 사용하는 것이 일반적이다.The superconducting wire is not only difficult to make a high current of 1000A or more, but also a thin film type superconducting wire must be used together with a stabilizing material formed of a separate metal material because a metal substrate cannot be used as a stabilizing material due to the buffer layer. Therefore, in order to conduct a large current, several superconducting wires are collectively used, and a metal stabilizer is generally used by applying a metal stabilizer around the superconducting thin film.

먼저, 상기 초전도 선재를 집합화하는 가장 일반적인 방법으로서 초전도 선재 간을 솔더링(soldering, 납땜)하여 병렬로 연결하여 사용하는 것이며, 그리고 이러한 집합화된 초전도 선재는 금속 안정화재와 솔더링(soldering)하여 접합되어 사용된다. 즉 초전도 선재의 집합화 및 금속 안정화재와의 접합은 모두 솔더링에 의해 실현되어 왔던 것이다.First, the most common method of aggregating the superconducting wires is to connect the superconducting wires in parallel by soldering and to connect the superconducting wires in parallel, and the aggregated superconducting wires are joined by soldering with a metal stabilizer. It is used. In other words, both the superconducting wire assembly and the bonding with the metal stabilizer have been realized by soldering.

이러한 솔더링에 의한 초전도 선재 간의 집합화 및 금속 안정화재와의 접합은 초전도 선재 간에 저항이 비교적 높게 나타나게 되므로, 초전도체의 본래의 기능인 영구전류 운전에 지장을 초래하게 될 뿐만 아니라, 솔더링 부위가 떨어져 나가는 등 집합화된 초전도 선재 전체의 저항이 균일하지 못해 전류의 흐름이 한쪽으로 과잉되어 초전도 선재 내부의 온도가 상승함에 따라 초전도 상태가 깨어지는 염려가 있다. 또한, 초전도 선재는 교류손실 문제 및 판상형태로 형성되므로 케이블 응용에 제한적이다.The aggregation between the superconducting wires and the bonding with the metal stabilizing material by the soldering causes relatively high resistance between the superconducting wires, which not only causes the permanent current operation, which is the original function of the superconductor, but also causes the soldering parts to fall off. There is a concern that the superconducting state may be broken as the temperature of the superconducting wire is increased because the resistance of the entire superconducting wire is not uniform and the current flows to one side. In addition, superconducting wire is limited to cable applications because it is formed in the form of AC loss problem and plate shape.

종래의 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명인이 출원(출원번호 10-2008-0121801호)한 "초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 그 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어"가 있다. 이는 초전도 박막 선재를 슬릿팅하여 적층하고 은코팅 및 구리도금을 수행함으로써, 최종 와이어의 형태가 원형을 이루도록 하여 선재 간의 접합 및 권선 등을 용이하게 수행할 수 있도록 한 것이다.In order to solve such problems in the related art, there is a "manufacturing method of a circular wire using a superconducting thin film wire and a circular wire using the superconducting thin film wire" filed by the inventor (Application No. 10-2008-0121801). This is to slit the superconducting thin film wires and to laminate and perform silver coating and copper plating, so that the final wire forms a circular shape so that the wires can be easily joined and wound.

그러나 상기 종래기술은 폭이 넓은 초전도 선재를 미세하게(폭 0.5~2mm) 슬릿팅(slitting)할 경우 선재에 따라(특히 폭이 좁을 경우) 초전도 특성이 저하하거나 아예 초전도 특성을 나타내지 않을 수도 있다. 이러한 이유는 초전도 선재를 슬릿팅할 때 세라믹인 초전도층이 깨지면서 균열이 전파되어 초전도층의 유효 통전구간이 감소함으로 인해 발생되게 된다. 또한, 이 부분은 이후 교류 손실저감을 위해 선재를 꼬거나 할 때 균열이 전파될 수 있는 원인으로 작용할 수 있다.However, in the prior art, when slitting a wide superconducting wire finely (0.5 to 2 mm in width), the superconducting properties may be lowered or may not exhibit superconducting properties depending on the wire rod (especially when the width is narrow). The reason for this is that when the superconducting wire is slit, the ceramic superconducting layer is broken and cracks propagate, thereby reducing the effective conduction section of the superconducting layer. In addition, this part may act as a cause of crack propagation when twisting the wire for later AC loss reduction.

또한, 이렇게 좁게 잘라낸 초전도 선재는 은을 코팅한(슬릿팅 전에 은이 코팅되어 있을 수도 있음) 후 여러가닥의 선재를 두께 방향으로 나란히 포개게 되는데, 이 때 폭이 매우 좁고 길이가 긴 선재이므로 선재가 꼬여 있는 경우가 많아 취급하기가 용이하지 않은 문제점이 있다.In addition, the narrowly cut superconducting wire is coated with silver (may be coated with silver before slitting), and then the wires of several strands are stacked side by side in the thickness direction, where the wire is very narrow and long. There are many problems that are not easy to handle because it is twisted.

한편, 일반적으로 초전도 박막 선재의 경우 교류 손실 기존에는 판상 형태의 초전도 선재에 긴 홈(striation)을 파서 교류 손실을 줄이고자 하였으나, 이것은 결국 말단부에서 각 필라멘트가 연결됨으로 인해 결합손실이 발생하여 손실저감이 거의 안되게 된다. 또 다른 방법으로는 판상의 단일 필라멘트인 선재를 꼬기 위하여 선재를 지그재그로 잘라내서 서로 꼬는 Roebel-bar 도체를 만들기도 한다. 하지만 이 경우 선재의 일부분을 잘라내기 때문에 선재의 수율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of superconducting thin film wires, AC loss has been conventionally tried to reduce the AC loss by digging long strips in the plate-shaped superconducting wire, but this is caused by the loss of coupling due to the coupling loss at the end of each filament. This almost makes no sense. Alternatively, to twist the wire, a single plate filament, the wire is zigzag to form a twisted Roebel-bar conductor. However, in this case, there is a problem in that the yield of the wire rod is sharply dropped because part of the wire rod is cut.

본 발명은 기존의 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어 제조시의 문제점과 교류손실 발생에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초전도 박막 선재를 좁은 폭으로 슬릿팅할 때 초전도층을 포함한 세라믹 완충층을 균열이 발생치 않도록 먼저 레이저를 이용하여 홈을 넣고(striation), 이 후 그 홈을 따라 슬릿터를 이용하여 기계적으로 금속 기판 부위를 슬릿팅한 후 둥근릴을 이용하여 선재를 감아 원형 와이어 제조시의 편의를 도모하고, 이를 이용하여 교류손실 저감을 위한 초전도 케이블을 제조하기 위한 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 이를 이용한 초전도 케이블의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems in the production of the circular wire using the conventional superconducting thin film wires and the problem of the AC loss, cracking the ceramic buffer layer including the superconducting layer when slitting the superconducting thin film wire in a narrow width First, insert a groove using a laser (striation), and then mechanically slit the metal substrate area using a slit along the groove, and then wind the wire using a round reel for convenience in manufacturing a round wire. The purpose of the present invention is to provide a method of manufacturing a circular wire using a superconducting thin film wire for producing a superconducting cable for reducing AC loss and to provide a superconducting cable using the same.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 초전도 박막 선재의 초전도층에 길이 방향으로 홈을 넣는(striation) 제1단계와; 상기 홈이 형성된 초전도 박막 선재를 슬릿팅하는 제2단계와; 상기 슬릿팅된 초전도 박막 선재를 단면 형태가 사각형을 이루도록 적층하는 제3단계와; 상기 적층된 초전도 박막 선재를 둥근릴에 감되, 턴(turn) 간 확산방지를 위한 접합방지필름을 함께 감는 제4단계와; 상기 둥근릴에 감긴 초전도 박막 선재를 열처리하여 확산접합시키는 제5단계와; 상기 둥근릴에 감긴 초전도 박막 선재를 풀어 표면을 구리 도금하여 단면의 형상이 원형이 되도록 하는 제6단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법 및 상기 원형 와이어를 꼬아서 형성시킨 초전도 케이블을 기술적 요지로 한다.The present invention to achieve the above object, the first step of (striation) the groove (striation) in the longitudinal direction in the superconducting layer of the superconducting thin film wire; A second step of slitting the superconducting thin film wire having the grooves formed therein; Stacking the slit superconducting thin film wire in a cross-sectional shape to form a quadrangle; A fourth step of winding the laminated superconducting thin film wire on a round reel and winding an anti-bonding film together to prevent diffusion between turns; A fifth step of thermally joining the superconducting thin film wire wound around the round reel; And a sixth step of releasing the superconducting thin film wire wound on the round reel to copper-plating the surface so that the cross-section has a circular shape; and a method of manufacturing a circular wire using the superconducting thin film wire, and the circular wire. The twisted superconducting cable is a technical point.

또한, 상기 제2단계의 슬릿팅된 초전도 박막 선재에 은을 코팅하는 과정이 더 포함되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include the step of coating the silver on the slit superconducting thin film wire of the second step.

또한, 상기 제4단계의 둥근릴은 초전도 박막 선재 폭의 1배 이상 2배 미만의 홈을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the round reel of the fourth step preferably has a groove that is at least 1 times and less than 2 times the width of the superconducting thin film wire.

또한, 상기 초전도 케이블은 상기 원형 와이어를, 꼬고(twisting), 이렇게 꼬여진 원형 와이어를 다시 3가닥을 모아서 서로 꼬는 연선작업(cabling)을 시행하고, 다시 3가닥이 꼬인 선재 3개를 모아 연선작업을 반복적으로 시행하여 형성되는것이 바람직하다.In addition, the superconducting cable twists the circular wire, collects three strands of the twisted circular wire again, performs twisting with each other, and twists each other by collecting three twisted wires. It is preferable to form by repeatedly performing.

본 발명은 초전도 박막 선재를 이용하여 거의 손상없이 긴 원형 와이어를 용이하게 제조할 수 있고, 원형 와이어를 선재를 꼴 수 있어서 교류 손실을 줄일 수 있으며, 아울러 기존의 구리 도체를 이용한 케이블 제작방법과 거의 동일한 방법으로 원형 와이어를 꼬면서 케이블을 제작할 수 있어 교류 손실이 최소화되는 초전도 케이블을 제작할 수 있는 효과가 있다.The present invention can easily produce a long circular wire with almost no damage by using a superconducting thin film wire, and can reduce the AC loss by forming a wire wire of the circular wire, and also with the existing cable manufacturing method using a conventional copper conductor In the same way, it is possible to make a cable while twisting a circular wire, which has the effect of producing a superconducting cable that minimizes AC loss.

도 1 - 본 발명에 따른 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법에 있어서, 초전도 박막 선재에 홈을 넣어 슬릿팅하는 것을 나타낸 모식도.
도 2 - 상기 슬릿팅된 초전도 박막 선재에 은을 코팅하고, 이를 적층하여 둥근릴에 감는 것을 나타낸 모식도.
도 3 - 상기 둥근릴에 감긴 초전도 박막 선재를 확산접합 열처리하고, 구리 도금하여 꼬아 케이블을 제조하는 공정을 나타낸 모식도.1-In the manufacturing method of a circular wire using a superconducting thin film wire according to the present invention, a schematic diagram showing the slitting by putting a groove in the superconducting thin film wire.
FIG. 2-Schematic diagram showing the coating of silver on the slit superconducting thin film wire and laminating it on a reel.
3 is a schematic diagram showing a process for producing a cable by twisting and heat-treating a superconducting thin film wire wound on the round reel, copper plating, and twisting.

본 발명은 기존의 초전도 박막 선재를 얇게 수직으로 슬릿팅(sliting)하여 표면에 은(Ag)을 코팅 한 후(은이 미리 코팅되어 있을 수도 있음), 이를 수직으로 적층하여 구리로 두껍게 도금하여 단면 형상이 원형을 이루는 초전도 박막 선재의 제조방법 및 이를 이용한 초전도 케이블에 관한 것으로, 초전도 선재의 손상이 거의 없이 단면형상이 사각형인 초전도 선재에 비해 권선 및 접합 등이 용이하도록 하였으며, 상기 원형 와이어는 꼬는 것이 가능하여 교류 손실을 줄일 수 있으며, 이를 3가닥씩 묶어 꼬는 연선작업에 의해 교류 손실을 저감시킨 초전도 케이블의 제조가 가능하게 된다.
In the present invention, the conventional superconducting thin film wire is slitted thinly and vertically to coat silver (Ag) on the surface (the silver may be coated in advance), and then vertically laminated and plated thickly with copper to form a cross-sectional shape. The present invention relates to a method of manufacturing a circular superconducting thin film wire, and to a superconducting cable using the same, which makes winding and joining easier than the superconducting wire having a rectangular cross-sectional shape with almost no damage to the superconducting wire. It is possible to reduce the AC loss, and it is possible to manufacture a superconducting cable that reduces the AC loss by twisting the twisted wire twisted by three strands.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 초전도 박막 선재를 이용한 원형 와이어의 제조방법에 대한 모식도로써, 초전도층에 홈을 넣어 슬릿팅하는 것을 나타낸 것이다. 도 2는 슬릿팅된 초전도 박막 선재에 은을 코팅하고, 이를 적층하여 둥근릴에 감는 것을 나타낸 모식도이다. 도 3은 상기 둥근릴에 감긴 초전도 박막 선재를 확산접합 열처리하고, 구리 도금하여 꼬아 케이블을 제조하는 공정을 나타낸 모식도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. 1 is a schematic diagram of a method for manufacturing a circular wire using a superconducting thin film wire according to the present invention, showing that the groove is inserted into the superconducting layer. FIG. 2 is a schematic view showing coating silver on a slitting superconducting thin film wire and laminating it on a reel. FIG. 3 is a schematic diagram showing a process of manufacturing a cable by twisting and heat-treating a superconducting thin film wire wound around the round reel and copper plating.

도시된 바와 같이 본 발명은 종래의 초전도 박막 선재(10)를 먼저 소정 크기로 슬릿팅하되, 초전도층(금속 기판을 제외한 초전도층을 포함하는 세라믹층을 의미함, 은(Ag)이 코팅되어 있을 수도 있음)(11)의 손상을 방지하기 위해, 초전도층(11)을 먼저 레이저를 이용하여 홈(13)을 넣는다(striation). 이는 세라믹층인 초전도층(11) 및 초전도층 이외의 세라믹층에서 슬릿팅에 의한 균열이 발생치 않고 안전하게 초전도층(11)이 분리되게 된다.As shown in the present invention, the conventional superconducting thin film wire 10 is first slitted to a predetermined size, but a superconducting layer (meaning a ceramic layer including a superconducting layer except a metal substrate, silver (Ag) may be coated). In order to prevent damage to the 11, the superconducting layer 11 is first inserted into the groove 13 using a laser. This allows the superconducting layer 11 to be safely separated without cracking due to slitting in the superconducting layer 11 and the ceramic layers other than the superconducting layer.

그리고, 나머지 아랫부분에 존재하는 금속 기판(12)은 기존 기계적 슬릿팅 방법으로 잘라서 초전도 박막 선재(10)를 폭 0.5~2mm 정도되게 잘라내며, 슬릿팅된 초전도 박막 선재(10)의 폭을 조절할 수 있다. 이러한 방식은 초전도 박막 선재(10)의 손상을 최소화하여 초전도 특성을 유지할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the metal substrate 12 existing in the remaining lower portion is cut by the conventional mechanical slitting method to cut the superconducting thin film wire 10 to about 0.5 to 2 mm in width, and adjusts the width of the slit superconducting thin film wire 10. Can be. This method is to minimize the damage of the superconducting thin film wire 10 to maintain the superconducting properties.

또한, 초전도 박막 선재(10)에 은(Ag)이 코팅되어 있지 않은 경우에는, 은(Ag)(20) 코팅을 한 후 이를 수직으로 적층하여 단면형태가 사각형을 이루도록 한다. 은(20) 코팅방법은 은페이스트에 함침하여 구현하며, 은(20)의 역할은 초전도층(11)에 대한 안정화재 역할을 하게 된다. 여기에서 적층방법은 수직으로 일렬로 적층하거나 다수열로 적층할 수도 있다. 이때 금속 기판(12)의 두께는 통상 0.05 내지 1.0mm로써, 상기 슬릿팅된 초전도 박막 선재(10) 10개 내지 40개 정도를 적층할 수 있으며, 전류의 용량에 따라 이들을 수직 및 수평으로 다수개 적층한다. 이 경우 가급적이면 나중에 원형 와이어의 형태의 조성이 용이하도록 가로 및 세로 높이가 비슷하도록 적층형성한다.In addition, when silver (Ag) is not coated on the superconducting thin film wire 10, the silver (Ag) 20 is coated and then stacked vertically to form a cross section. The silver 20 coating method is implemented by impregnating silver paste, and the role of the silver 20 serves as a stabilizer for the superconducting layer 11. Here, the lamination method may be stacked in a row or vertically stacked in a vertical row. In this case, the thickness of the metal substrate 12 is typically 0.05 to 1.0 mm, and may stack 10 to 40 slits of the superconducting thin film wire 10, and a plurality of them are vertically and horizontally depending on the current capacity. Laminated. In this case, stacking is performed so that the horizontal and vertical heights are similar to facilitate the composition of the circular wire later.

상기 적층된 초전도 박막 선재(10)는 선재폭보다는 크고 선재폭의 2배 보다는 작은 홈을 가진 둥근릴(30)을 이용하여 적층된 초전도 박막 선재(10)를 함께 감는다. 이때 선재에는 적절한 장력이 인가되며, 아울러 향 후 열처리시 선재가 턴(turn) 간 확산 접합되어 붙지 않도록 방지하는 세라믹으로 형성된 접합방지필름(40)을 함께 감는다. 이 때 상기 둥근릴(30)은 직경이 충분히 커서 열처리 후 선재를 풀어낼 때 적층된 선재의 내외측 선재의 길이 차이로 인한 구겨짐, 꺾임 등의 문제는 발생하지 않도록 한다.The laminated superconducting thin film wire rod 10 is wound around the stacked superconducting thin film wire rod 10 using a round reel 30 having a groove larger than the wire width and smaller than twice the wire width. At this time, appropriate tension is applied to the wire rod, and further, together with the anti-bonding film 40 formed of a ceramic to prevent the wire rod from being diffused and bonded between turns during the subsequent heat treatment. At this time, the round reel 30 is large enough to prevent problems such as wrinkling and bending due to the difference in length of the inner and outer wires of the laminated wire rod when the wire rod is released after heat treatment.

그리고, 상기 둥근릴(30)에 감긴 초전도 박막 선재(10)를 400~600℃에서 1시간 내지 10시간으로 아르곤 또는 질소 분위기에서 열처리를 수행한다. 열처리가 진행되는 동안 초전도 박막 선재(10)에 형성된 은코팅된 부분이 인접하는 초전도 박막 선재(10)의 은 간에 확산접합이 일어나게 되어 서로 접합되게 된다. 이 때 적층된 초전도 박막 선재(10) 간에는 확산접합이 일어나지만 각 턴 간에는 확산접합 방지를 위한 접합방지필름(40)이 감겨져 있어서 열처리 후 선재를 길게 풀어낼 수 있게 된다. 이에 의해 둥근릴(30)로 부터 초전도 박막 선재(10)를 풀면 초전도 박막 선재(10)가 병렬로 다수개가 접합되어 있는 장선을 이루게 되며, 적층된 초전도 박막 선재(10)의 갯수 및 형태에 따라 대전류화가 가능하게 된다.Then, the superconducting thin film wire 10 wound around the round reel 30 is subjected to heat treatment in an argon or nitrogen atmosphere at 400 to 600 ° C. for 1 hour to 10 hours. During the heat treatment, the silver-coated portion formed on the superconducting thin film wire 10 is diffusely bonded between the silver of the adjacent superconducting thin film wire 10 so as to be bonded to each other. At this time, diffusion bonding occurs between the superconducting thin film wires 10 stacked, but the anti-bonding film 40 is wound between the turns to prevent diffusion bonding, so that the wires can be unwound after heat treatment. Accordingly, when the superconducting thin film wire rod 10 is released from the round reel 30, the superconducting thin film wire rod 10 forms a joist in which a plurality of superconducting thin film wire rods 10 are connected in parallel, depending on the number and shape of the stacked superconducting thin film wire rods 10. High current can be realized.

그리고, 상기 적층되어 접합된 초전도 박막 선재(10)의 표면을 구리(50)로 두껍게 도금하여 단면형상이 원형인 와이어 형태를 이루도록 한다. 한편 상기 구리(50) 또한 초전도층(11)의 금속 안정화재 역할을 하게 된다.Then, the surface of the laminated superconducting thin film wire 10 is thickly plated with copper 50 to form a wire having a circular cross section. Meanwhile, the copper 50 also serves as a metal stabilizer of the superconducting layer 11.

그리고, 이러한 초전도 박막 선재(10)를 이용한 원형 와이어를 꼬고(twisting), 이렇게 꼬여진 원형 와이어를 다시 3가닥을 모아서 서로 꼬는 연선작업(cabling)을 시행하고, 다시 3가닥이 꼬인 선재 3개를 모아 연선작업을 반복적으로 시행하여 초전도 케이블(60)을 제조할 수 있게 된다.Then, twisting the circular wire using the superconducting thin film wire 10, and gathered three strands of the twisted circular wire again to perform a twisting (cabling) twisting each other, three wires twisted three strands again By collecting the twisted pair work repeatedly it is possible to manufacture a superconducting cable (60).

이와 같이 본 발명은 초전도층(11)에 홈(13)을 넣어 슬릿팅 하고, 둥근릴(30)에 적층된 초전도 박막 선재(10)를 감아 열처리를 수행하여 초전도층(11)의 손상없이 원형 와이어의 제조가 용이하게 이루어질 수 있으며, 원형 와이어 형태는 가공이 편리하며, 구리(50) 도금에 의해 완충 역할을 하게 되어 원형 와이어를 꼬아도 초전도층(11)을 보호할 수 있게 된다. 따라서, 이러한 원형 와이어를 꼬아서 사용하면 교류 손실을 줄일 수 있게 된다. 이렇게 꼬여진 원형 와이어를 3개씩 꼬고, 3개씩 꼬여진 선재를 또 다시 꼬는 작업을 반복적으로 시행하여 교류 손실을 최소화할 수 있는 초전도 케이블(60)을 제작할 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention is slitted by inserting the grooves 13 into the superconducting layer 11, and winding the superconducting thin film wire 10 stacked on the round reel 30 to perform heat treatment to form a circular shape without damaging the superconducting layer 11. The wire may be easily manufactured, and the circular wire shape may be easily processed, and may serve as a buffer by plating the copper 50, thereby protecting the superconducting layer 11 even when the wire is twisted. Therefore, twisting the circular wires can reduce the AC loss. By twisting the twisted round wires three by three, and twisting the twisted wire rods three times again and again, the superconducting cable 60 can be manufactured to minimize the AC loss.

10 : 초전도 박막 선재 11 : 초전도층
12 : 금속 기판 13 : 홈
20 : 은 30 : 둥근릴
40 : 접합방지필름 50 : 구리
60 : 초전도 케이블10: superconducting thin film wire 11: superconducting layer
12: metal substrate 13: groove
20: silver 30: round reel
40: anti-bonding film 50: copper
60: superconducting cable

Claims

A first step of inserting the grooves 13 in the longitudinal direction into the superconducting layer 11 of the superconducting thin film wire 10;
A second step of slitting the superconducting thin film wire 10 having the groove 13 formed therein;
Stacking the slit superconducting thin film wire 10 in a cross-sectional shape to form a quadrangle;
A fourth step of winding the laminated superconducting thin film wire 10 on a round reel 30 and winding the anti-bonding film 40 together to prevent diffusion between turns;
A fifth step of heat-treating and joining the superconducting thin film wire 10 wound around the round reel;
A sixth step of releasing the superconducting thin film wire rod 10 wound around the round reel 30 to plate the surface of copper 50 so that the cross-sectional shape is circular. Method of manufacturing the wire.

The method of manufacturing a circular wire using a superconducting thin film wire according to claim 1, further comprising the step of coating silver (20) on the slit superconducting thin film wire (10) of the second step.

The method of claim 1, wherein the round reel (30) of the fourth step has a groove having a groove less than 1 times or more than twice the width of the superconducting thin film wire (10).

A superconducting cable using a circular wire manufactured by the manufacturing method of any one of claims 1 to 3.

5. The method of claim 4, wherein the twisted circular wire is twisted, and the twisted circular wire is collected again, and three strands are twisted together. Superconducting cable using a circular wire, characterized in that formed repeatedly.