JPH09102226A - 超電導ケーブル - Google Patents
超電導ケーブルInfo
- Publication number
- JPH09102226A JPH09102226A JP7256251A JP25625195A JPH09102226A JP H09102226 A JPH09102226 A JP H09102226A JP 7256251 A JP7256251 A JP 7256251A JP 25625195 A JP25625195 A JP 25625195A JP H09102226 A JPH09102226 A JP H09102226A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- former
- wound
- superconducting cable
- segment
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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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】
【課題】 臨界電流が期待値により近い超電導ケーブル
の構造を提供する。 【解決手段】 このセグメント導体10は、副フォーマ
11の外周面に10本の素線1が螺旋状に巻き付けられ
たものである。この副フォーマ11には、可とう性に富
む金属製波付け管に金属製の網を巻いて表面を平らにし
たものが用いられている。このセグメント導体10は、
主フォーマ12の外周に螺旋状に巻き付けられている。
主フォーマ12には、可とう性のある金属製中空波付け
管が用いられている。セグメント導体10は6本巻き付
けられている。このセグメント導体10は互いに重なら
ないように巻き付けられている。主フォーマ12に対す
るセグメント導体10の巻き付け方向は、副フォーマ1
1に対する素線1の巻き付け方向と同じ方向である。
の構造を提供する。 【解決手段】 このセグメント導体10は、副フォーマ
11の外周面に10本の素線1が螺旋状に巻き付けられ
たものである。この副フォーマ11には、可とう性に富
む金属製波付け管に金属製の網を巻いて表面を平らにし
たものが用いられている。このセグメント導体10は、
主フォーマ12の外周に螺旋状に巻き付けられている。
主フォーマ12には、可とう性のある金属製中空波付け
管が用いられている。セグメント導体10は6本巻き付
けられている。このセグメント導体10は互いに重なら
ないように巻き付けられている。主フォーマ12に対す
るセグメント導体10の巻き付け方向は、副フォーマ1
1に対する素線1の巻き付け方向と同じ方向である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物系超電導体から
なる超電導ケーブルに関する。
なる超電導ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、酸化物系超電導体からなる、従
来の超電導ケーブルである。この超電導ケーブルは、テ
ープ状の素線1を円筒状の主フォーマー2上に多層に巻
き付けたものである。素線1を巻き付けるのは、ケーブ
ルに可とう性を与えるためである。素線1は、図4に示
すように、銀等の金属からなる金属マトリックス3中に
Bi系酸化物超電導体などの酸化物超電導体製フィラメ
ント4が複合されたものである。この素線1を主フォー
マー2に多数巻き付けるのは、酸化物系超電導体からな
る素線1は一本当たりの臨界電流(Ic)が小さいから
である。
来の超電導ケーブルである。この超電導ケーブルは、テ
ープ状の素線1を円筒状の主フォーマー2上に多層に巻
き付けたものである。素線1を巻き付けるのは、ケーブ
ルに可とう性を与えるためである。素線1は、図4に示
すように、銀等の金属からなる金属マトリックス3中に
Bi系酸化物超電導体などの酸化物超電導体製フィラメ
ント4が複合されたものである。この素線1を主フォー
マー2に多数巻き付けるのは、酸化物系超電導体からな
る素線1は一本当たりの臨界電流(Ic)が小さいから
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の超電導ケー
ブルのように、素線1を多層に巻いた場合、内側の層と
外側の層とでは、インピーダンスが違うため、ほとんど
の電流は最外層の素線1中を流れ、内側の層の素線1に
は流れない。
ブルのように、素線1を多層に巻いた場合、内側の層と
外側の層とでは、インピーダンスが違うため、ほとんど
の電流は最外層の素線1中を流れ、内側の層の素線1に
は流れない。
【0004】例えば、外径20mmの主フォーマー2の周
りに厚さ0.2mmの素線1を一層20本づつ三層(合計
60本)巻いた場合を考える。各素線1は超電導線なの
で、抵抗は0であるとすると、各素線1を流れる電流分
布はインダクタンスだけで決定される。
りに厚さ0.2mmの素線1を一層20本づつ三層(合計
60本)巻いた場合を考える。各素線1は超電導線なの
で、抵抗は0であるとすると、各素線1を流れる電流分
布はインダクタンスだけで決定される。
【0005】計算によると、各層の素線1に流れる電流
の比はおおむね下記の通りである。
の比はおおむね下記の通りである。
【0006】
【0007】素線1の臨界電流が50Aであるとした場
合、素線1の本数は3層×20本=60本であるから、
全ての素線1に均一に電流が流れれば50A×60本=
3000A(期待値)流れることになる。しかし、上記
のような構成の超電導ケーブルでは各素線1に対して上
記の分流比で流れるので、50A×20本×(0.1+
0.2+1)=1300Aしか流れない。すなわちこの
超電導ケーブルの臨界電流の低減率(臨界電流の実測値
/臨界電流の期待値)は、1300A/3000A=
0.43である。
合、素線1の本数は3層×20本=60本であるから、
全ての素線1に均一に電流が流れれば50A×60本=
3000A(期待値)流れることになる。しかし、上記
のような構成の超電導ケーブルでは各素線1に対して上
記の分流比で流れるので、50A×20本×(0.1+
0.2+1)=1300Aしか流れない。すなわちこの
超電導ケーブルの臨界電流の低減率(臨界電流の実測値
/臨界電流の期待値)は、1300A/3000A=
0.43である。
【0008】本発明は、臨界電流が期待値により近い超
電導ケーブルの構造を提供することを目的とする。
電導ケーブルの構造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】本発明の超電導ケーブル
は、酸化物系超電導体製の素線を副フォーマー上に巻き
付けてなるセグメント導体が複数本集合されたものであ
る。
は、酸化物系超電導体製の素線を副フォーマー上に巻き
付けてなるセグメント導体が複数本集合されたものであ
る。
【0010】この超電導ケーブルでは、素線を複数のセ
グメント導体に分散したので、内層に配置される素線の
数を減らすことができる。
グメント導体に分散したので、内層に配置される素線の
数を減らすことができる。
【0011】また、この超電導ケーブルでは、副フォー
マに素線を巻くので、ケーブル製造に酸化物超電導体製
素線が受ける損傷も少ない利点がある。
マに素線を巻くので、ケーブル製造に酸化物超電導体製
素線が受ける損傷も少ない利点がある。
【0012】本発明の超電導ケーブルは、交流用として
好適であるが、直流用にも利用できる。
好適であるが、直流用にも利用できる。
【0013】前記セグメント導体には素線を複数層巻い
てもよいが、一層のみにすることが最も望ましい。内層
に配置される素線の数が0になるからである。
てもよいが、一層のみにすることが最も望ましい。内層
に配置される素線の数が0になるからである。
【0014】ケーブル化する場合、複数のセグメント導
体を互いに平行に集合しても良いが、主フォーマー上に
複数のセグメント導体を螺旋状に巻き付けることが望ま
しい。この場合、一層に巻き付けることが望ましい。セ
グメント導体同士が、内層側−外層側の関係になるのを
避けるためである。
体を互いに平行に集合しても良いが、主フォーマー上に
複数のセグメント導体を螺旋状に巻き付けることが望ま
しい。この場合、一層に巻き付けることが望ましい。セ
グメント導体同士が、内層側−外層側の関係になるのを
避けるためである。
【0015】ここで用いる主フォーマーを中空円筒状の
ものにすれば、その内部空間を冷媒通路として利用でき
る。
ものにすれば、その内部空間を冷媒通路として利用でき
る。
【0016】セグメント導体の集合形態としては、互い
に撚り合わせた形態を採用することもできる。
に撚り合わせた形態を採用することもできる。
【0017】複数のセグメント導体を前記のように、主
フォーマーに巻き付けたり、互いに撚り合わせる場合、
副フォーマに対する素線の巻き付け方向と、主フォーマ
に対するセグメント導体の巻き付け方向、又は、セグメ
ント導体同士の撚り合わせ方向とは同じ方向にすること
が望ましい。セグメント導体を集合する際に、素線がば
らけ難いからである。
フォーマーに巻き付けたり、互いに撚り合わせる場合、
副フォーマに対する素線の巻き付け方向と、主フォーマ
に対するセグメント導体の巻き付け方向、又は、セグメ
ント導体同士の撚り合わせ方向とは同じ方向にすること
が望ましい。セグメント導体を集合する際に、素線がば
らけ難いからである。
【0018】主フォーマ、副フォーマとしては、各種の
長尺体を利用できるが、中空のものであることが望まし
い。これらフォーマに利用できる長尺体としては、中空
円筒状の管(例えばアルミパイプ)、波付け管、波付け
管の外周を筒状のネットで覆ったもの、金属帯を螺旋状
に巻いたもの(軸方向に隙間を空けて巻いたものがよ
い)、例えばステンレス鋼、アルミニウム、銅等からな
るスパイラルフォームを挙げることができる。
長尺体を利用できるが、中空のものであることが望まし
い。これらフォーマに利用できる長尺体としては、中空
円筒状の管(例えばアルミパイプ)、波付け管、波付け
管の外周を筒状のネットで覆ったもの、金属帯を螺旋状
に巻いたもの(軸方向に隙間を空けて巻いたものがよ
い)、例えばステンレス鋼、アルミニウム、銅等からな
るスパイラルフォームを挙げることができる。
【0019】
(実施例1)図1は本発明の一実施例である交流用超電
導ケーブルを示すものである。図中符号10はセグメン
ト導体である。このセグメント導体10は、副フォーマ
11の外周面に10本の素線1が螺旋状に巻き付けられ
たものである。この副フォーマ11には、可とう性に富
む金属製波付け管に金属製の網を巻いて表面を平らにし
たものが用いられているが、プラスチック製の可とう管
を用いることもできる。この副フォーマ11は、後述す
る主フォーマ12よりも細い。副フォーマ11の中空部
は、冷媒通路となっている。
導ケーブルを示すものである。図中符号10はセグメン
ト導体である。このセグメント導体10は、副フォーマ
11の外周面に10本の素線1が螺旋状に巻き付けられ
たものである。この副フォーマ11には、可とう性に富
む金属製波付け管に金属製の網を巻いて表面を平らにし
たものが用いられているが、プラスチック製の可とう管
を用いることもできる。この副フォーマ11は、後述す
る主フォーマ12よりも細い。副フォーマ11の中空部
は、冷媒通路となっている。
【0020】素線1は副フォーマ11上に互いに重なら
ないように巻かれている。すなわち、副フォーマ11上
に一層に素線1が巻かれている。この素線1は、図4に
示すように、銀製の金属マトリックス3内にBi2Sr
2CaCu3Oxからなる酸化物系超電導体製フィラメン
ト4が複合されてなるもので、テープ状である。
ないように巻かれている。すなわち、副フォーマ11上
に一層に素線1が巻かれている。この素線1は、図4に
示すように、銀製の金属マトリックス3内にBi2Sr
2CaCu3Oxからなる酸化物系超電導体製フィラメン
ト4が複合されてなるもので、テープ状である。
【0021】セグメント導体10は、主フォーマ12の
外周に螺旋状に巻き付けられている。主フォーマ12に
は、可とう性のある金属製中空波付け管が用いられてい
る。セグメント導体10は6本巻き付けられている。こ
のセグメント導体10は互いに重ならないように巻き付
けられている。主フォーマー12の中空部分は冷媒通路
となっている。
外周に螺旋状に巻き付けられている。主フォーマ12に
は、可とう性のある金属製中空波付け管が用いられてい
る。セグメント導体10は6本巻き付けられている。こ
のセグメント導体10は互いに重ならないように巻き付
けられている。主フォーマー12の中空部分は冷媒通路
となっている。
【0022】主フォーマ12に対するセグメント導体1
0の巻き付け方向は、副フォーマ11に対する素線1の
巻き付け方向と同じ方向である。
0の巻き付け方向は、副フォーマ11に対する素線1の
巻き付け方向と同じ方向である。
【0023】この実施例の超電導ケーブルに、自己磁場
下、77度Kで、50Hzの通電試験を行ったところ、
臨界電流は約2700Aであった。
下、77度Kで、50Hzの通電試験を行ったところ、
臨界電流は約2700Aであった。
【0024】同一測定条件下で、1本の素線1の臨界電
流は約50Aであったので、この素線1が6本×10本
=60本用いられた前記ケーブルに期待される臨界電流
は50A×60本=3000Aである。
流は約50Aであったので、この素線1が6本×10本
=60本用いられた前記ケーブルに期待される臨界電流
は50A×60本=3000Aである。
【0025】従って、このケーブルの場合、期待値から
の低減率は2700A/3000A=0.9である。
の低減率は2700A/3000A=0.9である。
【0026】このようにこの実施例の超電導ケーブルに
よれば、臨界電流が期待値により近いものとなる。これ
は、この実施例の超電導ケーブルでは、いずれの素線1
もインダクタンスが同程度になり、全ての素線1にほぼ
均一に電流が流れたためであると考えられる。
よれば、臨界電流が期待値により近いものとなる。これ
は、この実施例の超電導ケーブルでは、いずれの素線1
もインダクタンスが同程度になり、全ての素線1にほぼ
均一に電流が流れたためであると考えられる。
【0027】また、この超電導ケーブルでは、副フォー
マ11に素線1を巻くので、ケーブル製造に酸化物超電
導体製フィラメント4の変形が小さく、フィラメント4
が受ける損傷も少ない利点がある。
マ11に素線1を巻くので、ケーブル製造に酸化物超電
導体製フィラメント4の変形が小さく、フィラメント4
が受ける損傷も少ない利点がある。
【0028】(実施例2)図2に示す超電導ケーブル
は、実施例1で用いたセグメント導体10を3本撚り合
わせたものである。セグメント導体10の撚り方向は、
副フォーマ11に対する素線1の巻き付け方向と同一で
ある。この超電導ケーブルでは、主フォーマ12を用い
ていない。
は、実施例1で用いたセグメント導体10を3本撚り合
わせたものである。セグメント導体10の撚り方向は、
副フォーマ11に対する素線1の巻き付け方向と同一で
ある。この超電導ケーブルでは、主フォーマ12を用い
ていない。
【0029】この超電導ケーブルについて、実施例1と
同じ条件で通電試験を行ったところ、臨界電流は約12
00Aであった。
同じ条件で通電試験を行ったところ、臨界電流は約12
00Aであった。
【0030】このケーブルには素線1が30本用いられ
ているので、臨界電流の期待値は1500Aである。従
って、この超電導ケーブルの低減率は約0.8である。
ているので、臨界電流の期待値は1500Aである。従
って、この超電導ケーブルの低減率は約0.8である。
【0031】(実施例3)実施例2のものと、副フォー
マ5上に素線1を2層に、合計20本巻いた点のみ異な
る超電導ケーブルを作成した。実施例1と同様の通電試
験を行ったところ、臨界電流は約2000Aであった。
マ5上に素線1を2層に、合計20本巻いた点のみ異な
る超電導ケーブルを作成した。実施例1と同様の通電試
験を行ったところ、臨界電流は約2000Aであった。
【0032】このケーブルには素線1が60本用いられ
ているので、臨界電流の期待値は3000Aである。従
って、この超電導ケーブルの低減率は約0.66であ
る。
ているので、臨界電流の期待値は3000Aである。従
って、この超電導ケーブルの低減率は約0.66であ
る。
【0033】
【発明の効果】本発明の超電導ケーブルでは、素線1を
副フォーマ11に巻いたセグメント導体10を用いたの
で、臨界電流が期待値により近い超電導ケーブルとな
る。
副フォーマ11に巻いたセグメント導体10を用いたの
で、臨界電流が期待値により近い超電導ケーブルとな
る。
【図1】実施例1の超電導ケーブルを示す概略図。
【図2】実施例2の超電導ケーブルを示す概略図。
【図3】従来の超電導ケーブルを示す概略図。
【図4】超電導ケーブルを構成する素線の一例を示す断
面図。
面図。
1 素線 2 主フォーマー 3 金属マトリックス 4 酸化物超電導体製フィラメント 10 セグメント導体 11 副フォーマ 12 主フォーマ
Claims (2)
- 【請求項1】 酸化物系超電導体製の素線を副フォーマ
ー上に巻き付けてなるセグメント導体が複数本集合され
た超電導ケーブル。 - 【請求項2】 素線を一層のみ巻き付けたセグメント導
体が主フォーマー上に一層のみ巻き付けられてなる請求
項1の超電導ケーブル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7256251A JPH09102226A (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 超電導ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7256251A JPH09102226A (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 超電導ケーブル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09102226A true JPH09102226A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17290049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7256251A Pending JPH09102226A (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 超電導ケーブル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09102226A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014507052A (ja) * | 2011-02-18 | 2014-03-20 | ザ・レジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティー・オブ・コロラド,ア・ボディー・コーポレイト | 超電導ケーブル及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-03 JP JP7256251A patent/JPH09102226A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014507052A (ja) * | 2011-02-18 | 2014-03-20 | ザ・レジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティー・オブ・コロラド,ア・ボディー・コーポレイト | 超電導ケーブル及びその製造方法 |
US8938278B2 (en) | 2011-02-18 | 2015-01-20 | The Regents Of The University Of Colorado | Superconducting cables and methods of making the same |
US9767940B2 (en) | 2011-02-18 | 2017-09-19 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Superconducting cables and methods of making the same |
US10943712B2 (en) | 2011-02-18 | 2021-03-09 | Advanced Conductor Technologies Llc | Superconducting cables and methods of making the same |
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