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
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- former
- wound
- superconducting cable
- segment
- sub
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- 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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