WO2011145768A1 - 대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치 - Google Patents

대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2011145768A1
WO2011145768A1 PCT/KR2010/003293 KR2010003293W WO2011145768A1 WO 2011145768 A1 WO2011145768 A1 WO 2011145768A1 KR 2010003293 W KR2010003293 W KR 2010003293W WO 2011145768 A1 WO2011145768 A1 WO 2011145768A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
superconducting wire
superconducting
conductor
conductor frame
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/003293
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
고태국
조현철
장기성
김영재
나진배
최석진
장재영
황영진
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Publication of WO2011145768A1 publication Critical patent/WO2011145768A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G01R33/1238—Measuring superconductive properties
    • G01R33/1246—Measuring critical current
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a conductor terminal portion and an energizing device, and more particularly, to a conductor terminal portion and a high current energizing device for large current carrying, in which superconducting wire can be laminated.
  • superconducting wires do not have resistance under certain conditions, so they can carry large currents without loss. However, since one superconducting wire has an allowable threshold current, if more current is supplied, a quench may occur and the superconducting wire may be damaged. When conducting a large current using the superconducting wire, the superconducting wire can be arranged in parallel or laminated. At this time, since stacking is advantageous in terms of space utilization rather than arrangement in parallel, large current energization using lamination of superconducting wire is advantageous.
  • the stacking method of simply stacking the superconducting wire causes the superconducting wire to be concentrated in the bottom of the superconducting wire, and the superconducting wire is quenched to cause the superconducting wire to be damaged.
  • the present invention has a merit in space utilization by stacking a plurality of superconducting wires, and a conductor terminal unit and a large current conduction device capable of preventing quenching and energizing a large current by uniformly distributing current to the plurality of superconducting wires.
  • the purpose is to provide.
  • a plurality of conductor terminals for the high current carrying conductor according to the embodiment of the present invention are respectively joined to the ends of the conductor frame to which the current is applied and the plurality of superconducting wires for the current carrying, and are respectively connected to the conductor frame on the same plane of the conductor frame.
  • a superconducting wire includes a current passage portion, wherein the superconducting wire is stacked and current is transmitted from the conductor frame to the superconducting wire through the current passage portion.
  • Each bonding area to which the superconducting wire and the current passage portion are bonded may be the same.
  • the length of the path of the electric current transmitted from the conductor frame to the superconducting wire may be the same.
  • the superconducting wire and the current passage part may be alternately stacked.
  • the lower surface of the superconducting wire may be insulated so that the superconducting wire may be electrically insulated from a conductor frame, a current passage portion, or another superconducting wire stacked below the superconducting wire.
  • a high current conduction apparatus includes a conductor frame unit to which a current is applied, a pair of conductor terminal units including a plurality of superconducting current passages connected to the conductor frame on the same plane of the conductor frame, and a current.
  • the superconducting wire includes a plurality of superconducting wires that are energized, and both ends of the superconducting wire are bonded to each other by a pair of current paths of the conductor terminal part, and current is transmitted to the superconducting wires through the current path part.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a structure in which a superconducting wire is connected on a copper terminal part according to the related art.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure in which a superconducting wire is simply laminated on a copper terminal part according to the related art.
  • 3 is a graph showing the conduction characteristics of the superconducting wire when the superconducting wire is simply laminated on the copper terminal portion.
  • FIG. 4 is a diagram showing the superconducting wire laminated on the stepped copper terminal portion.
  • 5 is a graph showing the conduction characteristics of the superconducting wire when the superconducting wire is laminated on the stepped copper terminal portion.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a superconducting wire laminated using a current passage part on a conductor terminal part as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a side surface of a structure in which a superconducting wire is laminated using a current passage part on a conductor terminal part as an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a plan view showing a state in which the superconducting wire and the current passage unit are bonded at various angles as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the conduction characteristics of superconducting wires when the superconducting wires are stacked by using a current passage on the conductor terminal as an embodiment of the present invention.
  • the superconducting wire 10 may be electrically connected to the copper terminal portion 2 and the soldering metal 4. That is, current is transmitted from the copper terminal portion 2 to the superconducting wire 10 through the soldering metal 4.
  • the soldering metal 4 may be, for example, indium or indium bismuth.
  • the superconducting wire 10 has a multilayer structure including a superconducting layer 8 and a substrate 9 therein, the upper and lower portions of which are supported by a stabilizing layer 6.
  • the stabilization layer 6 may physically support the multilayer structure, and may disperse current when the superconducting wire 10 is quenched.
  • the stabilization layer 6 may be, for example, stainless steel (SUS) or copper.
  • the substrate 9 may be nickel tungsten as an example.
  • the superconducting layer 8 is a portion that energizes the current transmitted from the copper terminal portion 2.
  • the superconducting wire Since one superconducting wire has an allowable threshold current, if more current is supplied, a quench may occur and the superconducting wire may be damaged.
  • the superconducting wire can be arranged in parallel or laminated. At this time, since the lamination is advantageous in terms of space utilization rather than arranging in parallel, a method of laminating superconducting wires and energizing a large current is mainly used.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a superconducting wire is laminated on a copper terminal part according to the related art.
  • the first superconducting wire 10a is attached to the copper terminal portion 2 by soldering metal, and the second superconducting wire 10b and the third superconducting wire 10c are stacked thereon. Between each superconducting wire can be joined using a soldering metal (5, 7).
  • the current transmitted from the copper terminal portion 2 passes through the first superconducting wire 10a to reach the second superconducting wire 10b and the third superconducting wire 10c.
  • the stabilization layer of the superconducting wire is much larger in resistance than the superconducting layer, when a large current is applied, a current is concentrated in the first superconducting wire 10a, which is likely to damage the first superconducting wire 10a.
  • FIG. 3 is a graph showing the conduction characteristics of the superconducting wire when three superconducting wires are simply stacked on the copper terminal portion.
  • the voltage is close to zero because the voltage drop hardly occurs when the superconducting wire is energized. Since the critical current per sheet of superconducting wire is about 100A, if three superconducting wires are stacked and no quenching occurs, the theoretical total current that can be energized is 300A. Referring to FIG. 3, a voltage drop occurred while exceeding the threshold current of one superconducting wire at about 116A.
  • FIG. 4 is a diagram showing the superconducting wire laminated on the stepped copper terminal portion.
  • FIG. 4A is a structure in which the first superconducting wire 10a and the second superconducting wire 10b are laminated on the first and second layers of the copper terminal portion
  • FIG. 4B is the first layer of the copper terminal portion.
  • the first superconducting wire 10a and the second superconducting wire 10b are laminated on the and three layers, respectively. It is hypothesized that the current is distributed in the copper terminal portion 40 to the second superconducting wire 10b without passing through the first superconducting wire 10a in the copper terminal portion 40. Can stand.
  • FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the energization characteristics of the laminated structure of FIGS. 4 (a) and 4 (b), respectively.
  • the critical current per sheet of superconducting wire is about 100A, and two superconducting wires are stacked, so if no quench occurs, the theoretical total current that can be supplied is 200A.
  • the first superconducting wire at the bottom quenched at about 130A, and the second superconducting wire at the top quenched at about 150A.
  • the second superconducting wire on the upper side is quenched at about 100A
  • the first superconducting wire on the lower side is quenched at about 150A.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a superconducting wire laminated using a current passage part on a conductor terminal part as an embodiment of the present invention.
  • the conductor terminal portion includes a conductor frame 60 and current passage portions 20a, 20b, and 20c.
  • the conductor terminal may be, for example, a copper (Cu) terminal.
  • 6A shows the conductor frame 60 before laminating the superconducting wire. Referring to FIG. 6A, a groove 62 may be provided to couple the superconducting wire to the conductor frame 60.
  • 6B is a view in which a current passage portion 20a is coupled to the groove 62 of the conductor frame 60 and one superconducting wire 10a is connected to the current passage portion 20a.
  • FIG. 6C shows a structure in which three superconducting wires 10a, 10b, and 10c are stacked on a conductor terminal portion.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a side surface of a structure in which a superconducting wire is laminated using a current passage part on a conductor terminal part as an embodiment of the present invention.
  • the conductor terminal unit of the high current carrying unit includes a conductor frame 60 and current passage units 20a, 20b, and 20c.
  • the conductor frame 60 includes, for example, a plurality of grooves 62 and a current is applied thereto.
  • the current passage portions 20a, 20b, and 20c are inserted into the grooves 62 by a superconducting material and connected to the conductor frame 60 on the same plane of the conductor frame 60, and superconducting wires 10a, 10b, And the end of 10c).
  • each joining area to which the edge part of the superconducting wires 10a, 10b, and 10c and the current passage part 20a, 20b, and 20c join are equal.
  • the length of the path of the electric current transmitted from the conductor frame 60 to each of the superconducting wires 10a, 10b, and 10c may be the same so that current can be uniformly distributed to each superconducting wire.
  • the current applied from the conductor frame 60 is transmitted to the superconducting wires 10a, 10b and 10c through the current passage portions 20a, 20b and 20c joined to the superconducting wires 10a, 10b and 10c.
  • the current passage portions 20a, 20b and 20c and the superconducting wires 10a, 10b and 10c may be alternately stacked on the conductor frame.
  • the lower surface of the laminated superconducting wires 10a, 10b, and 10c is insulated, for example, bonded with insulating tapes 15a, 15b, and 15c, so that the conductor frame 60 below the superconducting wires 10a, 10b, and 10c. ), And may be electrically insulated from the current passage portions 20a and 20b or other superconducting wires that are stacked. Therefore, the current is transmitted to the superconducting wires 10a, 10b, and 10c only through the current passage portions 20a, 20b, and 20c joined to the superconducting wires 10a, 10b, and 10c.
  • the conductor frame to which the current is applied, a pair of conductor terminal portions having a plurality of superconducting material current passage portions respectively connected to the conductor frame on the same plane of the conductor frame and a plurality of superconducting wires for conducting current;
  • the superconducting wire is laminated at both ends of the pair of conductors connected to the current path of each of the conductive terminal parts, and a current is transmitted to the superconducting wires through the current path so that current flows through the pair of conductor terminals.
  • It can also be configured as an energizing device.
  • FIG. 9 is a graph showing the conduction characteristics of superconducting wires when four superconducting wires are stacked by using a current passage on a conductor terminal as an embodiment of the present invention.
  • the critical current that can be energized is 400A, but the difference between the theoretical value and the experimental value is inevitable due to the junction resistance of the current path portion and the superconducting wire and the resistance of the non-superconducting material. The above results show that the current is uniformly distributed in each superconducting wire.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 대전류 통전용 도체 단말부는 전류가 인가되는 도체 프레임 및 복수 개의 전류 통전용 초전도 선재의 단부와 각각 접합되고, 상기 도체 프레임의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임과 각각 연결되는 복수 개의 초전도 재질의 전류 통로부를 포함하고, 상기 초전도 선재는 적층되고 상기 전류 통로부를 통해 상기 도체 프레임으로부터 상기 초전도 선재에 전류가 전달된다.

Description

대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치
본 발명은 도체 단말부 및 통전장치에 관한 것으로 특히, 초전도 선재를 적층할 수 있는 대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치에 관한 것이다.
초전도 선재는 일반 도체와 달리 특정 조건 하에서 저항이 없기 때문에, 대전류를 손실 없이 통전할 수 있다. 그러나 초전도 선재 1개는 허용 임계전류를 가지기 때문에 그 이상의 전류가 통전되면 퀀치(quench)가 발생하여 초전도 선재가 손상될 수 있다. 초전도 선재를 이용하여 대전류를 통전시킬 경우 초전도 선재를 병렬로 배치하거나 적층할 수 있다. 이때 병렬로 배치하는 것보다 적층하는 것이 공간활용상 이득이 있기 때문에 초전도 선재의 적층을 이용한 대전류 통전이 유리하다.
그러나 초전도 선재를 단순하게 쌓아 올리는 적층방법은 초전도 선재의 구조 상 통전 전류를 제일 아래 초전도 선재에 집중되게 하고, 제일 아래에 있는 초전도 선재에 퀀치를 발생시켜 초전도 선재가 파손될 우려가 있다.
본 발명은 복수 개의 초전도 선재를 적층함으로써 공간 활용에 장점이 있고 복수 개의 초전도 선재에 균일하게 전류를 분배함으로써 초전도 선재의 퀀치(quench)를 방지하고 대전류를 통전시킬 수 있는 도체 단말부 및 대전류 통전장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 대전류 통전용 도체 단말부는 전류가 인가되는 도체 프레임 및 복수 개의 전류 통전용 초전도 선재의 단부와 각각 접합되고, 상기 도체 프레임의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임과 각각 연결되는 복수 개의 초전도 재질의 전류 통로부를 포함하고, 상기 초전도 선재는 적층되고 상기 전류 통로부를 통해 상기 도체 프레임으로부터 상기 초전도 선재에 전류가 전달된다.
상기 초전도 선재와 상기 전류 통로부가 접합되는 각각의 접합면적은 동일할 수 있다.
상기 도체 프레임으로부터 상기 초전도 선재로 전달되는 전류의 경로의 길이는 동일할 수 있다.
상기 초전도 선재와 상기 전류 통로부는 교대로 적층될 수 있다.
상기 초전도 선재의 하면은 절연 처리되어 상기 초전도 선재는 상기 초전도 선재 아래의 도체 프레임, 전류 통로부 또는 적층되는 다른 초전도 선재와 전기적으로 절연될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 대전류 통전장치는 전류가 인가되는 도체 프레임, 상기 도체 프레임의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임과 각각 연결되는 복수 개의 초전도 재질의 전류 통로부를 구비하는 도체 단말부 1쌍 및 전류를 통전하는 복수 개의 초전도 선재를 포함하고, 상기 초전도 선재는 양 단부가 상기 도체 단말부 1쌍의 전류 통로부와 각각 접합되어 적층되고, 상기 전류 통로부를 통해 상기 초전도 선재에 전류가 전달된다.
복수 개의 초전도 선재를 적층함으로써 공간 활용에 장점이 있고 복수 개의 초전도 선재에 균일하게 전류를 분배함으로써 초전도 선재의 퀀치(quench)를 방지하고 대전류를 통전시킬 수 있는 도체 단말부 및 대전류 통전장치를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 기술로, 구리 단말부 위에 초전도 선재를 접속한 구조를 나타내는 그림이다.
도 2는 종래 기술로, 구리 단말부 위에 초전도 선재를 단순 적층한 구조를 나타내는 그림이다.
도 3은 구리 단말부 위에 초전도 선재를 단순 적층하였을 때 초전도 선재의 통전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 단차가 있는 구리 단말부 위에 초전도 선재를 적층한 모습을 나타내는 그림이다.
도 5는 단차가 있는 구리 단말부 위에 초전도 선재를 적층하였을 때 초전도 선재의 통전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예로서 도체 단말부 위에 전류 통로부를 이용하여 초전도 선재를 적층한 모습을 나타내는 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시 예로서 도체 단말부 위에 전류 통로부를 이용하여 초전도 선재를 적층한 구조의 측면을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예로서 초전도 선재와 전류 통로부를 다양한 각도로 접합한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예로서 도체 단말부 위에 전류 통로부를 이용하여 초전도 선재를 적층하였을 때 초전도 선재의 통전 특성을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시 예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 종래 기술로, 구리 단말부 위에 초전도 선재를 접속한 모습을 나타내는 그림이다. 도 1을 참조하면, 초전도 선재(10)는 구리 단말부(2)와 납땜용 금속(4)으로 전기적으로 연결될 수 있다. 즉 전류는 구리 단말부(2)로부터 납땜용 금속(4)을 통해 초전도 선재(10)로 전달된다. 납땜용 금속(4)은 일 예로 인듐, 인듐비스무스 일 수 있다. 초전도 선재(10)는 상부와 하부가 안정화층(6)으로 지지되고, 그 내부에 초전도층(8), 기판(9)을 포함하는 다층 구조이다. 안정화층(6)은 상기 다층 구조를 물리적으로 지지하고, 초전도 선재(10)가 퀀치될 때 전류를 분산시킬 수 있다. 안정화층(6)은 일 예로 스테인리스 스틸(SUS) 또는 구리일 수 있다. 기판(9)은 일 예로 니켈 텅스텐일 수 있다. 초전도층(8)은 구리 단말부(2)에서 전달된 전류를 통전하는 부분이다.
초전도 선재 1개는 허용 임계전류를 가지기 때문에 그 이상의 전류가 통전되면 퀀치가 발생하여 초전도 선재가 손상될 수 있다. 초전도 선재를 이용하여 대전류를 통전시킬 경우 초전도 선재를 병렬로 배치하거나 적층할 수 있다. 이때 병렬로 배치하는 것보다 적층하는 것이 공간 활용상 이득이 있기 때문에 초전도 선재를 적층하여 대전류를 통전 하는 방식이 주로 이용된다.
도 2는 종래 기술로, 구리 단말부 위에 초전도 선재를 적층한 모습을 나타내는 그림이다. 도 2를 참조하면, 구리 단말부(2) 위에 제1 초전도 선재(10a)를 납땜용 금속으로 부착하고 그 위에 제2 초전도 선재(10b) 및 제3 초전도 선재(10c)를 적층한 모습이다. 각 초전도 선재 사이는 납땜용 금속(5, 7)을 이용하여 접합 될 수 있다. 구리 단말부(2)에서 전달되는 전류는 제1 초전도 선재(10a)를 지나야 제2 초전도 선재(10b), 제3 초전도 선재(10c)에 도달한다. 초전도 선재의 안정화층은 초전도 층에 비해 저항이 매우 크므로 대전류를 통전하는 경우 제1 초전도 선재(10a)에 전류가 집중되어 제1 초전도 선재(10a)를 파손시킬 가능성이 크다.
도 3은 구리 단말부 위에 초전도 선재 3매를 단순 적층 하였을 때 초전도 선재의 통전 특성을 나타내는 그래프이다. 초전도 선재의 통전 가능한 임계전류 이하일 때 초전도 선재가 통전시 전압 강하가 거의 일어나지 않으므로 전압은 0에 근접한다. 초전도 선재 1매당 임계전류는 약 100A이므로 만약 초전도 선재를 3매 적층하고, 퀀치가 일어나지 않는다면 이론상 통전 가능한 전체 전류는 300A이다. 도 3을 참조하면, 약 116A에서 초전도 선재 1매의 임계전류를 넘으면서 전압강하가 발생하였다. 이로부터 초전도 선재에 퀀치가 발생하였음을 알 수 있고, 이 이상의 전류를 통전시킬 경우 초전도 선재가 타버리는 현상이 발생할 수 있다. 이로써 적층된 초전도 선재에 전류가 균일하게 분배되지 않고 제일 아래에 있는 초전도 선재에 전류가 집중되며 퀀치가 발생함을 알 수 있다. 이와 같이 초전도 선재의 단순 적층 방식으로는 전류가 균일하게 분배되지 않아 대전류를 통전할 수 없다. 따라서 구리 단말부 위에 초전도 선재를 단순적층이 아닌 다른 방식으로 적층 하여 통전 특성을 측정하였다.
도 4는 단차가 있는 구리 단말부 위에 초전도 선재를 적층한 모습을 나타내는 그림이다. 도 4의 (a)는 구리 단말부의 1층과 2층에 제1 초전도 선재(10a), 제2 초전도 선재(10b)를 각각 적층한 구조이고, 도 4의 (b)는 구리 단말부의 1층과 3층에 제1 초전도 선재(10a), 제2 초전도 선재(10b)를 각각 적층한 구조이다. 적층 구조상 전류는 구리 단말부(40)에서 제1 초전도 선재(10a)를 거치지 않고 제2 초전도 선재(10b)에 전달될 수 있는 구조이므로, 각 초전도 선재에 균일하게 전류를 분배할 수 있다는 가설을 세울 수 있다.
도 5의 (a), (b)에서는 각각 상기 도 4의 (a), (b)의 적층 구조의 통전 특성을 나타내었다. 초전도 선재 1매당 임계전류는 약 100A이고 초전도 선재를 2매 적층 하였으므로, 퀀치가 일어나지 않는다면 이론상 통전 가능한 전체 전류는 200A이다. 도 5의 (a)를 참조하면, 아래쪽에 있는 제1 초전도 선재는 약 130A에서 퀀치가 발생하였고, 위쪽에 있는 제2 초전도 선재는 약 150A에서 퀀치가 발생하였다. 도 5의 (b)를 참조하면, 위쪽에 있는 제2 초전도 선재는 약 100A에서 퀀치가 발생하였고, 아래쪽에 있는 제1 초전도 선재는 약 150A에서 퀀치가 발생하였다. 즉 도 5a의 경우와는 반대로 위쪽에 있는 초전도 선재에서 먼저 퀀치가 발생함을 알 수 있다. 도 5a 및 도 5b의 결과에 의하면 단차가 있는 구리 단말부에 초전도 선재를 적층할 때에도 단순 적층과 마찬가지로 전류가 균일하게 분배되지 않는다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 구리 단말부로부터 각각의 초전도 선재에 전달되는 전류의 경로를 가급적 동일하게 만들어 줄 필요가 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예로서 도체 단말부 위에 전류 통로부를 이용하여 초전도 선재를 적층한 모습을 나타내는 그림이다. 도체 단말부는 도체 프레임(60), 전류 통로부(20a, 20b, 20c)를 포함한다. 도체 단말부는 일 예로 구리(Cu) 단말부일 수 있다. 도 6의 (a)는 초전도 선재를 적층 하기 전의 도체 프레임(60)을 나타낸다. 도 6의 (a)를 참조하면, 도체 프레임(60)에 초전도 선재를 결합하기 위해 홈(62)을 구비할 수 있다. 도 6의 (b)는 도체 프레임(60)의 홈(62)에 전류 통로부(20a)를 결합하고 상기 전류 통로부(20a)에 초전도 선재(10a) 1매를 연결한 모습이다. 도 6의 (c)는 도체 단말부 위에 3매의 초전도 선재(10a, 10b, 10c)를 적층한 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예로서 도체 단말부 위에 전류 통로부를 이용하여 초전도 선재를 적층한 구조의 측면을 나타내는 모식도이다. 도 7을 참조하면, 대전류 통전용 도체 단말부는 도체 프레임(60), 전류 통로부(20a, 20b, 20c)를 포함한다. 도체 프레임(60)은 일 예로 복수 개의 홈(62)을 구비하고 전류가 인가된다. 전류 통로부(20a, 20b, 20c)는 초전도 재질로 홈(62)에 끼워져 상기 도체 프레임(60)의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임(60)과 연결되고, 전류 통전용 초전도 선재(10a, 10b, 10c)의 단부와 접합된다. 그리고 초전도 선재(10a, 10b, 10c)의 단부와 전류 통로부(20a, 20b, 20c)가 접합되는 각각의 접합면적을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 각 초전도 선재에 균일하게 전류가 분배될 수 있도록 도체 프레임(60)으로부터 상기 초전도 선재(10a, 10b, 10c) 각각으로 전달되는 전류의 경로의 길이는 동일한 것이 바람직하다. 도체 프레임(60)으로부터 인가되는 전류는 초전도 선재(10a, 10b, 10c)와 접합된 전류 통로부(20a, 20b, 20c)를 통해 초전도 선재(10a, 10b, 10c)에 전달된다. 전류 통로부(20a, 20b, 20c)와 초전도 선재(10a, 10b, 10c)는 도체 프레임 위에 교대로 적층될 수 있다. 적층된 초전도 선재(10a, 10b, 10c)의 하면은 예를 들어 절연 테이프(15a, 15b, 15c)로 접착되는 등 절연 처리되어 상기 초전도 선재(10a, 10b, 10c)의 아래의 도체 프레임(60), 전류 통로부(20a, 20b) 또는 적층되는 다른 초전도 선재와 전기적으로 절연될 수 있다. 따라서 초전도 선재(10a, 10b, 10c)와 접합 되는 전류 통로부(20a, 20b, 20c)를 통해서만 전류가 초전도 선재(10a, 10b, 10c)에 전달된다.
한편, 전류가 인가되는 도체 프레임, 상기 도체 프레임의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임과 각각 연결되는 복수 개의 초전도 재질의 전류 통로부를 구비하는 도체 단말부 1쌍 및 전류를 통전 하는 복수 개의 초전도 선재를 포함하고, 상기 초전도 선재는 양 단부가 상기 도체 단말부 1쌍의 전류 통로부와 각각 접합되어 적층되고, 상기 전류 통로부를 통해 상기 초전도 선재에 전류가 전달되어 상기 도체 단말부 1쌍에 전류가 통전 되는 대전류 통전장치로 구성할 수도 있다.
도 8의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 예로서 초전도 선재와 전류 통로부를 다양한 각도로 접합한 모습을 나타내는 평면도이다. 도체 단말부 위에 초전도 선재는 복수 개가 적층될 수 있으므로, 초전도 선재(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)와 전류 통로부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e)는 도 8의 (a) 내지 (e)와 같이 다양한 각(θ)으로 접합 될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예로서 도체 단말부 위에 전류 통로부를 이용하여 초전도 선재를 4매 적층하였을 때 초전도 선재의 통전 특성을 나타내는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 전체 전류가 300A가 넘을 때까지 전압강하가 없고, 약 310A에서 퀀치가 발생하기 시작하여 4매의 초전도 선재에서 거의 동시에 퀀치가 일어났다. 이론적으로 통전 가능한 임계전류는 400A이나, 전류 통로부와 초전도 선재의 접합저항, 초전도 재질이 아닌 부분의 저항 등에 의하여 이론값과 실험값 사이의 차이는 불가피하다. 상기 결과에 의하면 각각의 초전도 선재에 전류가 균일하게 분배되고 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 복수 개의 초전도 선재를 적층함으로써 공간 활용에 장점이 있고, 복수 개의 초전도 선재에 균일하게 전류를 분배함으로써 초전도 선재의 퀀치(quench)를 방지하고 대전류를 통전시킬 수 있는 도체 단말부 및 대전류 통전장치를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (10)

  1. 전류가 인가되는 도체 프레임; 및
    복수 개의 전류 통전용 초전도 선재의 단부와 각각 접합 되고, 상기 도체 프레임의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임과 각각 연결되는 복수 개의 초전도 재질의 전류 통로부를 포함하고,
    상기 초전도 선재는 적층되고 상기 전류 통로부를 통해 상기 도체 프레임으로부터 상기 초전도 선재에 전류가 전달되는 대전류 통전용 도체 단말부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초전도 선재와 상기 전류 통로부가 접합되는 각각의 접합면적은 동일한 것을 특징으로 하는 대전류 통전용 도체 단말부.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도체 프레임으로부터 상기 초전도 선재로 전달되는 전류의 경로의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 대전류 통전용 도체 단말부.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초전도 선재와 상기 전류 통로부는 교대로 적층되는 것을 특징으로 하는 대전류 통전용 도체 단말부.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 초전도 선재의 하면은 절연 처리되어 상기 초전도 선재는 상기 초전도 선재의 아래의 도체 프레임, 전류 통로부 또는 적층되는 다른 초전도 선재와 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 대전류 통전용 도체 단말부.
  6. 전류가 인가되는 도체 프레임, 상기 도체 프레임의 동일 평면 위에서 상기 도체 프레임과 각각 연결되는 복수 개의 초전도 재질의 전류 통로부를 구비하는 도체 단말부 1쌍; 및
    전류를 통전하는 복수 개의 초전도 선재를 포함하고,
    상기 초전도 선재는 양 단부가 상기 도체 단말부 1쌍의 전류 통로부와 각각 접합되어 적층되고, 상기 전류 통로부를 통해 상기 초전도 선재에 전류가 전달되는 대전류 통전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 초전도 선재와 상기 전류 통로부가 접합되는 각각의 접합면적은 동일한 것을 특징으로 하는 대전류 통전장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 도체 프레임으로부터 상기 초전도 선재로 전달되는 전류의 경로의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 대전류 통전장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 초전도 선재와 상기 전류 통로부는 교대로 적층되는 것을 특징으로 하는 대전류 통전장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 초전도 선재의 하면은 절연 처리되어 상기 초전도 선재는 상기 초전도 선재의 아래의 도체 프레임, 전류 통로부 또는 적층되는 다른 초전도 선재와 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 대전류 통전장치.
PCT/KR2010/003293 2010-05-20 2010-05-25 대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치 WO2011145768A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100047482A KR101642878B1 (ko) 2010-05-20 2010-05-20 대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치
KR10-2010-0047482 2010-05-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011145768A1 true WO2011145768A1 (ko) 2011-11-24

Family

ID=44991849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2010/003293 WO2011145768A1 (ko) 2010-05-20 2010-05-25 대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101642878B1 (ko)
WO (1) WO2011145768A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017011204A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 新日鐵住金株式会社 超電導通電素子

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109830355A (zh) * 2019-04-11 2019-05-31 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 一种多带并联高温超导线圈电流引线结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1186923A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Toshiba Corp 接続装置および超電導マグネット
KR20080102203A (ko) * 2007-04-20 2008-11-24 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 초전도 코일 및 그것에 이용하는 초전도 도체
JP2009211899A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Fuji Electric Systems Co Ltd 超電導電流リードとその製造方法
KR20100015226A (ko) * 2008-08-04 2010-02-12 케이조인스(주) 초전도체층의 직접 용융확산에 의한 2세대 초전도 선재의접합방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1186923A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Toshiba Corp 接続装置および超電導マグネット
KR20080102203A (ko) * 2007-04-20 2008-11-24 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 초전도 코일 및 그것에 이용하는 초전도 도체
JP2009211899A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Fuji Electric Systems Co Ltd 超電導電流リードとその製造方法
KR20100015226A (ko) * 2008-08-04 2010-02-12 케이조인스(주) 초전도체층의 직접 용융확산에 의한 2세대 초전도 선재의접합방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017011204A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 新日鐵住金株式会社 超電導通電素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR101642878B1 (ko) 2016-07-27
KR20110127941A (ko) 2011-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8772634B2 (en) Busbar for power conversion applications
CN1297995C (zh) 中压电力线数据耦合器的结构
CA2743360C (en) Fault current limiter with a plurality of superconducting elements having insulated, electrically conducting substrates
TWI665812B (zh) 超導故障電流限制器系統及適用超導帶的連接系統及適用於超導帶的連接系統
US20100230126A1 (en) Arrangement for current limiting
US3212046A (en) Flexible electrical jumper connections
CN101750529A (zh) 分压装置、电压传感器、跳脱装置模块及电气保护设备
CN108463924B (zh) 低温设备的电流引线
KR101615667B1 (ko) 초전도 한류기
CA2481194A1 (en) Terminal structure of superconducting cable and superconducting cable line therewith
WO2011145768A1 (ko) 대전류 통전용 도체 단말부 및 대전류 통전장치
US20150037657A1 (en) Battery pack
JP2012038812A (ja) 超電導コイル装置
JP2009049257A (ja) 超電導限流素子
US10056723B2 (en) Electrical interconnect arrangements
JP2018068049A (ja) 超電導ケーブルの端子構造
CN111799581B (zh) 电子电路单元
CN114464365B (zh) 复合超导带材、组合体及制备方法、接头连接或过渡方法
Ahn et al. Current limiting characteristics of coated conductors with various stabilizers
US11894296B2 (en) Integrated circuit package with heatsink
US20160087427A1 (en) Superconductive current limiting element of current limiter and method for manufacturing superconductive current limiting element of current limiter
US20230202831A1 (en) Distributed MEMS Switch Array Design with Multiple Input/Output Ports
US9065267B2 (en) Superconductive device with bridge contacts
CN208109921U (zh) 一种高功率电流感测组件
US6812806B2 (en) High power switchable power combiner

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10851815

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10851815

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1