JPH07192911A - 超電導コイルの層間短絡検出装置 - Google Patents
超電導コイルの層間短絡検出装置Info
- Publication number
- JPH07192911A JPH07192911A JP5347192A JP34719293A JPH07192911A JP H07192911 A JPH07192911 A JP H07192911A JP 5347192 A JP5347192 A JP 5347192A JP 34719293 A JP34719293 A JP 34719293A JP H07192911 A JPH07192911 A JP H07192911A
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- JP
- Japan
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- superconducting coil
- electric resistance
- superconducting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】超電導コイルの層間短絡の発生をコイルの製作
途中のような段階においても高信頼度で検出可能にする
ことにある。 【構成】超電導導体１を巻回してなる超電導コイル３の
層間短絡検出装置において、巻回途中における超電導導
体１の常温での電気抵抗値を任意の時間間隔で計測する
抵抗計５、この抵抗計５により計測された電気抵抗値を
前回の電気抵抗値と比較してその時間変化率を求める演
算器７と、この演算器７により求められた電気抵抗の時
間変化率と予め設定された電気抵抗の基準時間変化率と
を比較し、その比較結果に基づいて超電導コイル３の層
間短絡の発生の有無を判定する比較器８とを備えたもの
である。
途中のような段階においても高信頼度で検出可能にする
ことにある。 【構成】超電導導体１を巻回してなる超電導コイル３の
層間短絡検出装置において、巻回途中における超電導導
体１の常温での電気抵抗値を任意の時間間隔で計測する
抵抗計５、この抵抗計５により計測された電気抵抗値を
前回の電気抵抗値と比較してその時間変化率を求める演
算器７と、この演算器７により求められた電気抵抗の時
間変化率と予め設定された電気抵抗の基準時間変化率と
を比較し、その比較結果に基づいて超電導コイル３の層
間短絡の発生の有無を判定する比較器８とを備えたもの
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導コイル、例えば超
電導発電機等の超電導コイルの層間短絡検出装置に関す
る。
電導発電機等の超電導コイルの層間短絡検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に超電導コイルにおいては、絶縁が
施された超電導導体を多数回巻回してコイルを形成し、
巻回された導体の層間短絡を防止するようにしている。
しかし、超電導コイルにおいては、超電導状態を維持す
るために、導体の層間に液体ヘリウム等の冷媒が流れる
細かな流路が設けられていることが多く、この流路に微
細な金属屑が混入すると層間短絡を発生する場合があ
る。
施された超電導導体を多数回巻回してコイルを形成し、
巻回された導体の層間短絡を防止するようにしている。
しかし、超電導コイルにおいては、超電導状態を維持す
るために、導体の層間に液体ヘリウム等の冷媒が流れる
細かな流路が設けられていることが多く、この流路に微
細な金属屑が混入すると層間短絡を発生する場合があ
る。
【０００３】超電導コイルに層間短絡が発生すると、電
気抵抗の非常に小さいループコイルが作られることにな
り、コイルの電流を変化させて磁場を変化させようとす
る際にこれを阻止するループ電流が発生して、本来の超
電導コイルの性能が実現できなくなる。
気抵抗の非常に小さいループコイルが作られることにな
り、コイルの電流を変化させて磁場を変化させようとす
る際にこれを阻止するループ電流が発生して、本来の超
電導コイルの性能が実現できなくなる。
【０００４】従って、超電導コイルに層間短絡が発生し
た場合には、速やかに短絡部分を改善する必要があり、
層間短絡の発生を検出することが重要である。従来、超
電導コイルの層間短絡を検出するには、インダクタンス
の測定が非常に有効であり、この測定で殆どの層間短絡
の発生を検出することができる。これは、短絡ループに
よりインダクタンスが大きく変化することを利用したも
のである。
た場合には、速やかに短絡部分を改善する必要があり、
層間短絡の発生を検出することが重要である。従来、超
電導コイルの層間短絡を検出するには、インダクタンス
の測定が非常に有効であり、この測定で殆どの層間短絡
の発生を検出することができる。これは、短絡ループに
よりインダクタンスが大きく変化することを利用したも
のである。
【０００５】しかし、超電導コイルの製作途中、即ち巻
線作業時においては、ドラム状に巻かれた長尺の超電導
導体をドラムより引出しながらコイルに巻回して行くた
め、巻線作業中のインダクタンスは変化しており、イン
ダクタンス測定による層間短絡の発生を検出することは
難しい。また、超電導導体に絶縁が施されている場合に
は、導体の途中に計測リードが取付けられない場合もあ
る。従って、超電導コイルの層間短絡の検出は、コイル
が完成した時点でインダクタンス測定により行っている
のが現状である。
線作業時においては、ドラム状に巻かれた長尺の超電導
導体をドラムより引出しながらコイルに巻回して行くた
め、巻線作業中のインダクタンスは変化しており、イン
ダクタンス測定による層間短絡の発生を検出することは
難しい。また、超電導導体に絶縁が施されている場合に
は、導体の途中に計測リードが取付けられない場合もあ
る。従って、超電導コイルの層間短絡の検出は、コイル
が完成した時点でインダクタンス測定により行っている
のが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の超電
導コイルの層間短絡検出装置においては、インダクタン
スの変化により層間短絡の発生を検出しているので、超
電導コイルの製作途中のように超電導導体の巻回数によ
りインダクタンスが変化する段階では層間短絡の発生を
検出することは困難である。
導コイルの層間短絡検出装置においては、インダクタン
スの変化により層間短絡の発生を検出しているので、超
電導コイルの製作途中のように超電導導体の巻回数によ
りインダクタンスが変化する段階では層間短絡の発生を
検出することは困難である。
【０００７】従って、コイルが巻回終了した時点でイン
ダクタンス測定により層間短絡が検出された場合には、
層間短絡部分の改善にはかなりの巻き戻し作業を行なわ
なければならないことがあり、製作工程を遅らせる要因
となる問題がある。
ダクタンス測定により層間短絡が検出された場合には、
層間短絡部分の改善にはかなりの巻き戻し作業を行なわ
なければならないことがあり、製作工程を遅らせる要因
となる問題がある。
【０００８】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、超電導コイルの層間短絡の発生を
製作途中のような段階においても検出することができる
信頼性の高い超電導コイルの層間短絡検出装置を提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、超電導コイルの層間短絡の発生を
製作途中のような段階においても検出することができる
信頼性の高い超電導コイルの層間短絡検出装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、超電導導体を巻回してなる超電導コイルの
層間短絡検出装置において、巻回途中における超電導導
体の常温での電気抵抗値を任意の時間間隔で検出する検
出部と、この検出部により検出された電気抵抗値と前回
の電気抵抗値とからその時間変化率を求める演算部と、
この演算部により求められた電気抵抗の時間変化率と予
め設定された電気抵抗の基準時間変化率とを比較し、そ
の比較結果に基づいて超電導コイルの層間短絡の発生の
有無を判定する比較部とを備えたものである。
成するため、超電導導体を巻回してなる超電導コイルの
層間短絡検出装置において、巻回途中における超電導導
体の常温での電気抵抗値を任意の時間間隔で検出する検
出部と、この検出部により検出された電気抵抗値と前回
の電気抵抗値とからその時間変化率を求める演算部と、
この演算部により求められた電気抵抗の時間変化率と予
め設定された電気抵抗の基準時間変化率とを比較し、そ
の比較結果に基づいて超電導コイルの層間短絡の発生の
有無を判定する比較部とを備えたものである。
【００１０】
【作用】このような構成の超電導コイルの層間短絡検出
装置にあっては、コイルに巻回される超電導導体の常温
での電気抵抗値を検出し、この電気抵抗値の時間変化率
と基準時間変化率との比較により超電導コイルの層間短
絡の発生の有無が判定されるので、インダクタンスが変
化する超電導コイルの製作途中のような段階でもコイル
の層間短絡の発生を検出することができる。
装置にあっては、コイルに巻回される超電導導体の常温
での電気抵抗値を検出し、この電気抵抗値の時間変化率
と基準時間変化率との比較により超電導コイルの層間短
絡の発生の有無が判定されるので、インダクタンスが変
化する超電導コイルの製作途中のような段階でもコイル
の層間短絡の発生を検出することができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明による超電導コイルの層間短絡検出
装置の構成例を示す図である。図１において、１はドラ
ム２に巻装された超電導導体、３はこの超電導導体１を
引出して巻枠４に巻回して形成される超電導コイルであ
る。
する。図１は本発明による超電導コイルの層間短絡検出
装置の構成例を示す図である。図１において、１はドラ
ム２に巻装された超電導導体、３はこの超電導導体１を
引出して巻枠４に巻回して形成される超電導コイルであ
る。
【００１２】また、５はドラム２に巻装された超電導導
体１の一端とドラム２から引出して巻枠４に巻回された
超電導導体１の他端とをそれぞれリード線６を介して接
続した抵抗計、７はこの抵抗計５によりある任意の時間
間隔で計測された抵抗測定値を取込み、前回の抵抗測定
値から電気抵抗の時間変化率を求める演算器、８はこの
演算器で求められた電気抵抗の時間変化率と任意に設定
された電気抵抗の基準時間変化率とを比較して超電導コ
イルの層間短絡の有無を判定する比較器である。
体１の一端とドラム２から引出して巻枠４に巻回された
超電導導体１の他端とをそれぞれリード線６を介して接
続した抵抗計、７はこの抵抗計５によりある任意の時間
間隔で計測された抵抗測定値を取込み、前回の抵抗測定
値から電気抵抗の時間変化率を求める演算器、８はこの
演算器で求められた電気抵抗の時間変化率と任意に設定
された電気抵抗の基準時間変化率とを比較して超電導コ
イルの層間短絡の有無を判定する比較器である。
【００１３】次に上記のように構成された超電導コイル
の層間短絡検出装置の作用について述べる。いま、超電
導コイル１は巻線途中の段階であり、ドラム２より引出
した超電導導体１を巻枠４に巻回して超電導コイル３を
製作しているものとする。このような状態にあるとき超
電導導体１の両端部がリード線６を介して接続された抵
抗計５により導体全長の常温の電気抵抗が任意の時間間
隔で計測される。この場合、抵抗計５の精度は超電導コ
イル３の１ターンが短絡して抵抗が減少したことが検出
できる精度が必要である。
の層間短絡検出装置の作用について述べる。いま、超電
導コイル１は巻線途中の段階であり、ドラム２より引出
した超電導導体１を巻枠４に巻回して超電導コイル３を
製作しているものとする。このような状態にあるとき超
電導導体１の両端部がリード線６を介して接続された抵
抗計５により導体全長の常温の電気抵抗が任意の時間間
隔で計測される。この場合、抵抗計５の精度は超電導コ
イル３の１ターンが短絡して抵抗が減少したことが検出
できる精度が必要である。
【００１４】ここで、問題となるのは導体全長の常温の
電気抵抗が温度により変化することで、ドラム２に巻か
れた導体の量や巻枠４に巻かれた導体の量が変化してい
るので熱容量も異なり、各部の温度はまちまちとなる。
電気抵抗が温度により変化することで、ドラム２に巻か
れた導体の量や巻枠４に巻かれた導体の量が変化してい
るので熱容量も異なり、各部の温度はまちまちとなる。
【００１５】従って、作業場全体を一定温度に保つ等の
対策を取らないと、計測された抵抗値に対して単純に導
体各部で測定された温度に基づいて温度補正をかけるだ
けでは不十分となる。また、作業場全体を一定温度に保
つ等の対策はコストがかかり、層間短絡装置の設置場所
も限定されてしまう。
対策を取らないと、計測された抵抗値に対して単純に導
体各部で測定された温度に基づいて温度補正をかけるだ
けでは不十分となる。また、作業場全体を一定温度に保
つ等の対策はコストがかかり、層間短絡装置の設置場所
も限定されてしまう。
【００１６】そこで、このような温度変化による抵抗変
化の要因を排除するため、抵抗測定をある任意の時間間
隔で繰返し行い、演算器７により直前の抵抗測定値から
電気抵抗の時間変化率を求め、比較器８により演算器７
で求められた電気抵抗の時間変化率と任意に設定された
基準時間変化率とを比較して超電導コイルの層間短絡の
有無を判定する。
化の要因を排除するため、抵抗測定をある任意の時間間
隔で繰返し行い、演算器７により直前の抵抗測定値から
電気抵抗の時間変化率を求め、比較器８により演算器７
で求められた電気抵抗の時間変化率と任意に設定された
基準時間変化率とを比較して超電導コイルの層間短絡の
有無を判定する。
【００１７】この場合、作業場の温度変化が滑らかで、
抵抗測定時間間隔内での抵抗変化が１ターンの短絡によ
る抵抗減少より小さければ、抵抗値の逐次比較によりコ
イルの層間短絡を検出することが可能である。即ち、測
定した抵抗データと前回測定した抵抗データとを比較
し、その抵抗の差の絶対値が予め設定した抵抗の範囲内
であれば層間短絡無しと判定し、設定した抵抗値以上あ
れば層間短絡有りと判定する。
抵抗測定時間間隔内での抵抗変化が１ターンの短絡によ
る抵抗減少より小さければ、抵抗値の逐次比較によりコ
イルの層間短絡を検出することが可能である。即ち、測
定した抵抗データと前回測定した抵抗データとを比較
し、その抵抗の差の絶対値が予め設定した抵抗の範囲内
であれば層間短絡無しと判定し、設定した抵抗値以上あ
れば層間短絡有りと判定する。
【００１８】ここで、抵抗変化の設定値は温度上昇によ
る最大の抵抗増加値より１ターンの短絡による抵抗減少
値を引いた値の絶対値以下の大きさとする。また、温度
変化が激しい場合には、抵抗の測定間隔を短くし、前述
の条件を満たすようにすればよい。
る最大の抵抗増加値より１ターンの短絡による抵抗減少
値を引いた値の絶対値以下の大きさとする。また、温度
変化が激しい場合には、抵抗の測定間隔を短くし、前述
の条件を満たすようにすればよい。
【００１９】このような方法を採ることにより、作業上
全体を一定温度に保つ等の対策は不要となり、各部の温
度測定も基本的には不要となる。従って、低コストでイ
ンダクタンスが変化する超電導コイルの製作途中のよう
な段階においてもコイルの層間短絡の発生を高信頼度で
検出することができる。
全体を一定温度に保つ等の対策は不要となり、各部の温
度測定も基本的には不要となる。従って、低コストでイ
ンダクタンスが変化する超電導コイルの製作途中のよう
な段階においてもコイルの層間短絡の発生を高信頼度で
検出することができる。
【００２０】なお、本発明は上記した実施例に限定され
るものではなく、例えば超電導導体の巻回時に各部分の
温度を測定し、これによる温度補正機能を加えた構成に
するなど、その要旨を変更しない範囲内で種々変形して
実施できることは勿論である。
るものではなく、例えば超電導導体の巻回時に各部分の
温度を測定し、これによる温度補正機能を加えた構成に
するなど、その要旨を変更しない範囲内で種々変形して
実施できることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、超電
導導体を巻回してなる超電導コイルの層間短絡検出装置
において、巻回途中における超電導導体の常温での電気
抵抗を検出する検出部と、この検出部により検出された
電気抵抗の時間変化率を求める演算部と、この演算部に
より求められた電気抵抗の時間変化率と予め設定された
基準時間変化率とを比較し、その比較結果に基づいて超
電導コイルの層間短絡の発生の有無を判定する比較部と
を備える構成としたので、インダクタンスが変化する超
電導コイルの製作途中であっても低コストでコイルの層
間短絡の発生を検出することができる信頼性の高い超電
導コイルの層間短絡検出装置を提供できる。
導導体を巻回してなる超電導コイルの層間短絡検出装置
において、巻回途中における超電導導体の常温での電気
抵抗を検出する検出部と、この検出部により検出された
電気抵抗の時間変化率を求める演算部と、この演算部に
より求められた電気抵抗の時間変化率と予め設定された
基準時間変化率とを比較し、その比較結果に基づいて超
電導コイルの層間短絡の発生の有無を判定する比較部と
を備える構成としたので、インダクタンスが変化する超
電導コイルの製作途中であっても低コストでコイルの層
間短絡の発生を検出することができる信頼性の高い超電
導コイルの層間短絡検出装置を提供できる。
【図１】本発明による超電導コイルの層間短絡検出装置
の一実施例を示す構成図。
の一実施例を示す構成図。
１……超電導導体、２……ドラム、３……超電導コイ
ル、４……巻枠、５……抵抗計、６……リード線、７…
…演算器、８……比較器。
ル、４……巻枠、５……抵抗計、６……リード線、７…
…演算器、８……比較器。
Claims (1)
- 【請求項１】 超電導導体を巻回してなる超電導コイル
の層間短絡検出装置において、巻回途中における超電導
導体の常温での電気抵抗値を任意の時間間隔で検出する
検出部と、この検出部により検出された電気抵抗値と前
回の電気抵抗値とからその時間変化率を求める演算部
と、この演算部により求められた電気抵抗の時間変化率
と予め設定された電気抵抗の基準時間変化率とを比較
し、その比較結果に基づいて超電導コイルの層間短絡の
発生の有無を判定する比較部とを備えたことを特徴とす
る超電導コイルの層間短絡検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34719293A JP3322975B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 超電導コイルの層間短絡検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34719293A JP3322975B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 超電導コイルの層間短絡検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192911A true JPH07192911A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3322975B2 JP3322975B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=18388549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34719293A Expired - Lifetime JP3322975B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 超電導コイルの層間短絡検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322975B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026234A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 絶縁不良検出方法および装置 |
| GB2471881A (en) * | 2009-07-16 | 2011-01-19 | Siemens Magnet Technology Ltd | System for detecting shorted turns during the winding of a superconducting coil |
| CN104422852A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 中国船舶重工集团公司第七研究院 | 一种超导磁体线圈匝间绝缘检测装置及方法 |
| CN104965142A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-10-07 | 天津大学 | 一种超导体特性测评仪 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34719293A patent/JP3322975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026234A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 絶縁不良検出方法および装置 |
| GB2471881A (en) * | 2009-07-16 | 2011-01-19 | Siemens Magnet Technology Ltd | System for detecting shorted turns during the winding of a superconducting coil |
| CN104422852A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 中国船舶重工集团公司第七研究院 | 一种超导磁体线圈匝间绝缘检测装置及方法 |
| CN104965142A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-10-07 | 天津大学 | 一种超导体特性测评仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3322975B2 (ja) | 2002-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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