JPH1022117A - 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 - Google Patents
超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法Info
- Publication number
- JPH1022117A JPH1022117A JP8169418A JP16941896A JPH1022117A JP H1022117 A JPH1022117 A JP H1022117A JP 8169418 A JP8169418 A JP 8169418A JP 16941896 A JP16941896 A JP 16941896A JP H1022117 A JPH1022117 A JP H1022117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- supply line
- current supply
- pipe
- conductor
- 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
Links
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
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且つサ
イズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供し、
また、同超電導電流供給線に対する超電導転移温度以下
に冷却する方法及びクエンチ対策の具備して接続する方
法を提供する。 【解決手段】超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の
巻芯材の外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで
集合化され、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の
大きい純金属製としその内側管（低温）の内側に冷媒用
の通路断面のない構造とした。冷却方法は、断熱管路の
内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体冷
媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される純
金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法とした。接続方法は、断熱管路の内側管と外側管
との両者または一方に対して、その両端末で超電導導体
を電気接続する方法とした。
イズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供し、
また、同超電導電流供給線に対する超電導転移温度以下
に冷却する方法及びクエンチ対策の具備して接続する方
法を提供する。 【解決手段】超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の
巻芯材の外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで
集合化され、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の
大きい純金属製としその内側管（低温）の内側に冷媒用
の通路断面のない構造とした。冷却方法は、断熱管路の
内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体冷
媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される純
金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法とした。接続方法は、断熱管路の内側管と外側管
との両者または一方に対して、その両端末で超電導導体
を電気接続する方法とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導線路の技術
より具体的には超電導線材を用いた超電導電流供給線及
びその冷却方法ならびにその接続方法に関する。
より具体的には超電導線材を用いた超電導電流供給線及
びその冷却方法ならびにその接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、超電導材料を用いた従来の考
えによる超電導電流供給線のシステムを示し、図１１に
超電導電流供給線の横断面構造を示す。このシステム
は、図１０に示すように、超電導電流供給線を本体１ａ
と端末部１ｂで構成し、端末部１ｂで冷凍器１ｉ及び熱
交換器１ｃを経由する冷媒を冷媒通路１ｄを通じて本体
１ａ内に循環させ、本体内の超電導導体全長が浸漬冷却
される方式からなる。
えによる超電導電流供給線のシステムを示し、図１１に
超電導電流供給線の横断面構造を示す。このシステム
は、図１０に示すように、超電導電流供給線を本体１ａ
と端末部１ｂで構成し、端末部１ｂで冷凍器１ｉ及び熱
交換器１ｃを経由する冷媒を冷媒通路１ｄを通じて本体
１ａ内に循環させ、本体内の超電導導体全長が浸漬冷却
される方式からなる。
【０００３】かかる冷却方式に供される超電導電流供給
線自体は、図１１のように、冷媒通路１ｇを中心に持つ
超電導線材１ｅ上に電気絶縁体１ｆ、超電導線材１ｅを
順次配し、さらにその外側に冷媒通路１ｇを確保しつつ
断熱層１ｈを施し、各層への被覆材を有せしめて構成さ
れている。冷媒としては、液体冷媒；液体ヘリウムまた
は液体窒素が使用される。
線自体は、図１１のように、冷媒通路１ｇを中心に持つ
超電導線材１ｅ上に電気絶縁体１ｆ、超電導線材１ｅを
順次配し、さらにその外側に冷媒通路１ｇを確保しつつ
断熱層１ｈを施し、各層への被覆材を有せしめて構成さ
れている。冷媒としては、液体冷媒；液体ヘリウムまた
は液体窒素が使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
れば、冷媒を循環させるのに超電導電流供給線本体にお
いて冷媒通路を必要とするため、超電導電流供給線を
高低差の大きい所または高低差が安定しない場所で使う
場合に冷媒の圧力制御が困難、長尺線路として冷却を
行う場合の冷媒圧力降下、断熱管路内で熱暴走が起き
た時に冷媒が気化し超電導電流供給線自体が暴発する危
険性、冷媒通路断面積が超電導電流供給線のサイズコ
ンパクト化を制限する等という問題があった。
れば、冷媒を循環させるのに超電導電流供給線本体にお
いて冷媒通路を必要とするため、超電導電流供給線を
高低差の大きい所または高低差が安定しない場所で使う
場合に冷媒の圧力制御が困難、長尺線路として冷却を
行う場合の冷媒圧力降下、断熱管路内で熱暴走が起き
た時に冷媒が気化し超電導電流供給線自体が暴発する危
険性、冷媒通路断面積が超電導電流供給線のサイズコ
ンパクト化を制限する等という問題があった。
【０００５】そこで、本発明の解決すべき課題（目的）
は、第一に、長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且
つサイズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供
することにある。第二に、当該超電導電流供給線を超電
導転移温度以下に冷却する方法を提供することにある。
第三に、当該超電導電流供給線のクエンチ対策を具備す
る接続方法を提供することにある。
は、第一に、長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且
つサイズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供
することにある。第二に、当該超電導電流供給線を超電
導転移温度以下に冷却する方法を提供することにある。
第三に、当該超電導電流供給線のクエンチ対策を具備す
る接続方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の課題（目
的）を達成するために提供する第一の手段；超電導電流
供給線は、断熱管路付きの超電導電流供給線であって、
超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の外周
に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化され、
断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純金属
製とした構造としてなるものである。
的）を達成するために提供する第一の手段；超電導電流
供給線は、断熱管路付きの超電導電流供給線であって、
超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の外周
に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化され、
断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純金属
製とした構造としてなるものである。
【０００７】上記のように、超電導線材の複合基材と巻
芯材に、熱伝導率の大きい純金属（例えば、銀，銅、ア
ルミニウム）材料を用いることで長手方向への熱伝導を
大きくし、超電導線材と巻芯材自身が伝熱による冷却媒
体となる。また、断熱管路の内側パイプに同様の純金属
（例えば、銅、銀またはアルミニウム）材料を用いてい
るので、端部において冷媒か冷凍器で冷却するだけで、
本体部長手方向ではパイプ自身の固体伝熱で冷却され
る。また、断熱管路の内側パイプが断熱層の高温側から
の輻射熱を吸収し、超電導線材を輻射熱に対してシール
ドする。従って、冷媒を超電導導体に沿って長尺循環さ
せるシステム及び制御が不要となり、超電導電流供給線
の本体サイズも小さくすることができる。
芯材に、熱伝導率の大きい純金属（例えば、銀，銅、ア
ルミニウム）材料を用いることで長手方向への熱伝導を
大きくし、超電導線材と巻芯材自身が伝熱による冷却媒
体となる。また、断熱管路の内側パイプに同様の純金属
（例えば、銅、銀またはアルミニウム）材料を用いてい
るので、端部において冷媒か冷凍器で冷却するだけで、
本体部長手方向ではパイプ自身の固体伝熱で冷却され
る。また、断熱管路の内側パイプが断熱層の高温側から
の輻射熱を吸収し、超電導線材を輻射熱に対してシール
ドする。従って、冷媒を超電導導体に沿って長尺循環さ
せるシステム及び制御が不要となり、超電導電流供給線
の本体サイズも小さくすることができる。
【０００８】また、第二の課題（目的）を達成するため
に提供する第二の手段；超電導電流供給線の冷却方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体
冷媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される
純金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法からなる。
に提供する第二の手段；超電導電流供給線の冷却方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体
冷媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される
純金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法からなる。
【０００９】さらに、第三の課題（目的）を達成するた
めに提供する第三の手段；超電導電流供給線の接続方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と外側管との両者または一方に対して、その両
端末で超電導導体を電気接続する方法からなる。このよ
うにすることで、断熱管路の金属管を超電導導体の電流
をバイパスする電気的安定化材として機能し、以て、ク
エンチ対策を図ることができる。
めに提供する第三の手段；超電導電流供給線の接続方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と外側管との両者または一方に対して、その両
端末で超電導導体を電気接続する方法からなる。このよ
うにすることで、断熱管路の金属管を超電導導体の電流
をバイパスする電気的安定化材として機能し、以て、ク
エンチ対策を図ることができる。
【００１０】尚、断熱管路の断熱方式は、真空か積層真
空で行うと良い。また、超電導導体は、冷凍器または液
体冷媒を用いることで超電導臨海温度以下に冷却するこ
とのできる超電導材料を用いる。尚また、超電導電流供
給線の本体部の必要最小限の構成は、超電導導体と断熱
管路と機械補強材である。必要に応じて電気絶縁体が使
われる。
空で行うと良い。また、超電導導体は、冷凍器または液
体冷媒を用いることで超電導臨海温度以下に冷却するこ
とのできる超電導材料を用いる。尚また、超電導電流供
給線の本体部の必要最小限の構成は、超電導導体と断熱
管路と機械補強材である。必要に応じて電気絶縁体が使
われる。
【００１１】
〔実施例１〕図１は、本発明の第一手段である。超電導
電流供給線の具体例である。この具体例の超電導電流供
給線は、往路用超電導導体３ａと復路用超電導導体３ｂ
との同軸構造からなり、往路用超電導導体３ａは、銅製
の丸棒からなる巻芯材３ｃの上に酸化物系Bi-2223 超電
導導銀シース線材の複数本を巻き付けて集合化された中
密構造の導体からなる。この往路用超電導導体３ａの外
側にはポリエチレンテープを巻き付けて電気絶縁層３ｄ
を成層し、該層の外側に酸化物系Bi-2223 超電導導銀シ
ース線材の複数本を巻き付けて復路用超電導導体３ｂを
形成してなるものである。３ｆはかかる復路用超電導導
体３ｂの上にカプトン（米・デュポン社の商品名）の名
で知られた芳香族ポリイミドフィルム（フィルムはテー
プを含む意味で使用）を巻き付けた補強層である。
電流供給線の具体例である。この具体例の超電導電流供
給線は、往路用超電導導体３ａと復路用超電導導体３ｂ
との同軸構造からなり、往路用超電導導体３ａは、銅製
の丸棒からなる巻芯材３ｃの上に酸化物系Bi-2223 超電
導導銀シース線材の複数本を巻き付けて集合化された中
密構造の導体からなる。この往路用超電導導体３ａの外
側にはポリエチレンテープを巻き付けて電気絶縁層３ｄ
を成層し、該層の外側に酸化物系Bi-2223 超電導導銀シ
ース線材の複数本を巻き付けて復路用超電導導体３ｂを
形成してなるものである。３ｆはかかる復路用超電導導
体３ｂの上にカプトン（米・デュポン社の商品名）の名
で知られた芳香族ポリイミドフィルム（フィルムはテー
プを含む意味で使用）を巻き付けた補強層である。
【００１２】上記のようにして構成された超電導導体
は、断熱管路の内側管を構成する純銅製のコルゲートパ
イプ３ｇの中に挿入する。３ｈは断熱管路の外側管を構
成する純銅製のコルゲートパイプにして、内側のコルゲ
ートパイプ３ｇとの間にスペーサ３ｉを介して空間３ｋ
を保持し、該空間を真空絶縁としている。３ｊは塩化ビ
ニール樹脂による外装補強層である。
は、断熱管路の内側管を構成する純銅製のコルゲートパ
イプ３ｇの中に挿入する。３ｈは断熱管路の外側管を構
成する純銅製のコルゲートパイプにして、内側のコルゲ
ートパイプ３ｇとの間にスペーサ３ｉを介して空間３ｋ
を保持し、該空間を真空絶縁としている。３ｊは塩化ビ
ニール樹脂による外装補強層である。
【００１３】図２は、本発明の第三手段である。超電導
電流供給線の接続方法の具体例を示し、上記構成の超電
導電流供給線を電気接続する方法である。２ａは断熱管
路の外側管、２ｂは断熱管路の内側管、２ｃは接続抵
抗、２ｄ，２ｅは夫々超電導導体を示す。また、上記の
方法により接続された超電導電流供給線を本発明の第二
手段による冷却する方法である。冷却システムの概念を
図６に示した。この実施例では、図６のように、寒剤で
ある液体ヘリウム４ａで冷却された超電導コイル４ｂと
室温下に置かれる電力供給源４ｃとの間の電流供給線と
して適用した例である。超電導電流供給線は、往路用超
電導導体４ｄ、復路用超電導導体４ｅ、断熱管路の内側
管４ｆ、断熱管路の外側管４ｇで構成されており、断熱
管路の内側管４ｆは復路用超電導導体４ｅと並列に接続
され、断熱管路の外側管４ｇは往路用超電導導体４ｄと
並列に接続されている。
電流供給線の接続方法の具体例を示し、上記構成の超電
導電流供給線を電気接続する方法である。２ａは断熱管
路の外側管、２ｂは断熱管路の内側管、２ｃは接続抵
抗、２ｄ，２ｅは夫々超電導導体を示す。また、上記の
方法により接続された超電導電流供給線を本発明の第二
手段による冷却する方法である。冷却システムの概念を
図６に示した。この実施例では、図６のように、寒剤で
ある液体ヘリウム４ａで冷却された超電導コイル４ｂと
室温下に置かれる電力供給源４ｃとの間の電流供給線と
して適用した例である。超電導電流供給線は、往路用超
電導導体４ｄ、復路用超電導導体４ｅ、断熱管路の内側
管４ｆ、断熱管路の外側管４ｇで構成されており、断熱
管路の内側管４ｆは復路用超電導導体４ｅと並列に接続
され、断熱管路の外側管４ｇは往路用超電導導体４ｄと
並列に接続されている。
【００１４】超電導電流供給線に関して、一方の端末部
での電気接続部４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋは液体窒素４ｖ
に浸漬冷却され、他方の端末部での電気接続部４ｌ，４
ｍ，４ｎ，４ｐは液体ヘリウム４ａに浸漬冷却され、断
熱管路の外側管４ｇに関連する電気接続部４ｑ，４ｓ，
４ｔは室温下に置かれている。さらに、銅リード４ｕの
往路と復路で超電導コイル４ｂを励磁するように接続さ
れている。
での電気接続部４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋは液体窒素４ｖ
に浸漬冷却され、他方の端末部での電気接続部４ｌ，４
ｍ，４ｎ，４ｐは液体ヘリウム４ａに浸漬冷却され、断
熱管路の外側管４ｇに関連する電気接続部４ｑ，４ｓ，
４ｔは室温下に置かれている。さらに、銅リード４ｕの
往路と復路で超電導コイル４ｂを励磁するように接続さ
れている。
【００１５】上記のような冷却システムの液体ヘリウム
４ａ冷却側の端部構造の具体例を図７に示し、同冷却シ
ステムの液体窒素４ｖ冷却側の端部構造の具体例を図８
に示す。図７の詳細構造について説明すると、電気的な
往路側（或いは高電圧側）は、超電導電流供給線の往路
用超電導導体５ａ、巻芯材５ｂ、超電導コイル５ｃのリ
ード５ｄ、該リード５ｄと往路用超電導導体５ａと往路
用接続導体５ｈとを接続する接続部５ｅ、断熱管路の外
側管５ｆ、接続フランジ５ｇ、往路用接続導体５ｈと接
続フランジ５ｇとの接続部５ｉからなっている。断熱管
路の外側管５ｆと接続フランジ５ｇは半田か、ロー付
け、ボルトまたは溶接で導体接続されている。往路用接
続導体５ｈはクライオスタット５ｊ内を機械的に構成す
るステンレス、ブラス等の支持材を電気的に接続して導
体として併用するか、別途に設けるかのいずれかの手法
が取られる。往路用接続導体５ｈは、常時、定格電流を
流す導体ではなく、１分から３０分程度の短時間通電に
よって、往路用接続導体５ｈ自身がジュール発熱によっ
て焼損しないような導体とする。
４ａ冷却側の端部構造の具体例を図７に示し、同冷却シ
ステムの液体窒素４ｖ冷却側の端部構造の具体例を図８
に示す。図７の詳細構造について説明すると、電気的な
往路側（或いは高電圧側）は、超電導電流供給線の往路
用超電導導体５ａ、巻芯材５ｂ、超電導コイル５ｃのリ
ード５ｄ、該リード５ｄと往路用超電導導体５ａと往路
用接続導体５ｈとを接続する接続部５ｅ、断熱管路の外
側管５ｆ、接続フランジ５ｇ、往路用接続導体５ｈと接
続フランジ５ｇとの接続部５ｉからなっている。断熱管
路の外側管５ｆと接続フランジ５ｇは半田か、ロー付
け、ボルトまたは溶接で導体接続されている。往路用接
続導体５ｈはクライオスタット５ｊ内を機械的に構成す
るステンレス、ブラス等の支持材を電気的に接続して導
体として併用するか、別途に設けるかのいずれかの手法
が取られる。往路用接続導体５ｈは、常時、定格電流を
流す導体ではなく、１分から３０分程度の短時間通電に
よって、往路用接続導体５ｈ自身がジュール発熱によっ
て焼損しないような導体とする。
【００１６】電気的な復路側（或いは低圧側）は、復路
用超電導導体５ｋ、断熱管路の内側管５ｌ、超電導コイ
ルのリード５ｍ、復路用超電導導体５ｋと超電導コイル
５ｃのリード５ｍと断熱管路の内側管５ｌとを電気接続
する接続部５ｎからなる。
用超電導導体５ｋ、断熱管路の内側管５ｌ、超電導コイ
ルのリード５ｍ、復路用超電導導体５ｋと超電導コイル
５ｃのリード５ｍと断熱管路の内側管５ｌとを電気接続
する接続部５ｎからなる。
【００１７】往路側と復路側は、超電導電流供給線内の
電気絶縁層５ｐ、端部での電界ストレスコーン５ｑ、絶
縁フランジ５ｒで電気絶縁されている。
電気絶縁層５ｐ、端部での電界ストレスコーン５ｑ、絶
縁フランジ５ｒで電気絶縁されている。
【００１８】図７において、往路用超電導導体５ａ、巻
芯材５ｂ、断熱管路の内側管５ｌの端部が液体ヘリウム
５ｔに浸漬されて直接冷却され、浸漬冷却されない部分
の超電導電流供給線を伝熱で冷却するようにしている。
断熱管路は、内側管５ｌとステンフランジ５ｖを溶接接
合５ｕすると共に、外側管５ｆと接続フランジ５ｇを溶
接接合５ｘすることで真空封入され端部から液体ヘリウ
ム５ｔの気体したガスが断熱真空部内に入り込まないよ
うになっている。
芯材５ｂ、断熱管路の内側管５ｌの端部が液体ヘリウム
５ｔに浸漬されて直接冷却され、浸漬冷却されない部分
の超電導電流供給線を伝熱で冷却するようにしている。
断熱管路は、内側管５ｌとステンフランジ５ｖを溶接接
合５ｕすると共に、外側管５ｆと接続フランジ５ｇを溶
接接合５ｘすることで真空封入され端部から液体ヘリウ
ム５ｔの気体したガスが断熱真空部内に入り込まないよ
うになっている。
【００１９】次に、他方の端部構造を示す図８の具体例
について説明する。液体窒素６ａのクライオスタット６
ｂ内において、超電導電流供給線６ｃの端部と室温部の
電力供給源に接続された往路用銅リード６ｄと復路用銅
リード６ｅが電気接続されている。断熱管路の内側管６
ｆの端部は接続部６ｇにおいて溶接接合により電気接続
され、復路用超電導導体６Ｐと並列に接続されている。
また、断熱管路の内側管６ｆは、一部が液体窒素６ａに
浸漬されていることで、断熱管路の外部侵入熱を伝熱冷
却し、管路自身を冷却する役割を果たしている。
について説明する。液体窒素６ａのクライオスタット６
ｂ内において、超電導電流供給線６ｃの端部と室温部の
電力供給源に接続された往路用銅リード６ｄと復路用銅
リード６ｅが電気接続されている。断熱管路の内側管６
ｆの端部は接続部６ｇにおいて溶接接合により電気接続
され、復路用超電導導体６Ｐと並列に接続されている。
また、断熱管路の内側管６ｆは、一部が液体窒素６ａに
浸漬されていることで、断熱管路の外部侵入熱を伝熱冷
却し、管路自身を冷却する役割を果たしている。
【００２０】断熱管路の外側管６ｉは、金属フランジ６
ｊと溶接接合６ｘにて電気接続されており、さらに、金
属フランジ６ｊは往路用銅リード６ｄにロー付け６ｙで
電気接続され、往路用超電導導体６ｈと並列に接続され
ている。往路と復路の電気絶縁は絶縁フランジ６ｌと超
電導電流供給線内の絶縁層６ｍ、電界ストレスコーン６
ｎでなされている。超電導電流供給線の冷却は、断熱管
路の内側管６ｆと往路用超電導導体６ｈと巻芯材６ｑの
端部の液体窒素６ａに浸漬される表面熱流束と長手方向
の固体伝熱による原理によってなされる。また、断熱管
路の真空層に液体窒素６ａの気化したガスが入り込まな
いように、断熱管路の内側管６ｆとステンフランジ６ｚ
を接合部６ｗで溶接し真空封止している。
ｊと溶接接合６ｘにて電気接続されており、さらに、金
属フランジ６ｊは往路用銅リード６ｄにロー付け６ｙで
電気接続され、往路用超電導導体６ｈと並列に接続され
ている。往路と復路の電気絶縁は絶縁フランジ６ｌと超
電導電流供給線内の絶縁層６ｍ、電界ストレスコーン６
ｎでなされている。超電導電流供給線の冷却は、断熱管
路の内側管６ｆと往路用超電導導体６ｈと巻芯材６ｑの
端部の液体窒素６ａに浸漬される表面熱流束と長手方向
の固体伝熱による原理によってなされる。また、断熱管
路の真空層に液体窒素６ａの気化したガスが入り込まな
いように、断熱管路の内側管６ｆとステンフランジ６ｚ
を接合部６ｗで溶接し真空封止している。
【００２１】〔実施例２〕上述した実施例１のシステム
の変形例として、図１の往路用超電導導体３ａと復路用
超電導導体３ｂを酸化物系Bi-2212 超電導銀シース線材
または酸化物系Tl-2223 超電導銀シース線材で構成し
た。
の変形例として、図１の往路用超電導導体３ａと復路用
超電導導体３ｂを酸化物系Bi-2212 超電導銀シース線材
または酸化物系Tl-2223 超電導銀シース線材で構成し
た。
【００２２】〔実施例３〕実施例１または実施例２のシ
ステムにおける変形例として、図７の液体ヘリウム５ｔ
の部分を液体窒素に置き換えて構成した。
ステムにおける変形例として、図７の液体ヘリウム５ｔ
の部分を液体窒素に置き換えて構成した。
【００２３】〔実施例４〕実施例１，２または実施例３
のシステムにおける変形例として、図１の保護層３ｆを
金属テープ製とする。これは、該保護層を電気的安定化
材としても併用すること、熱収縮率を超電導線材に近い
値とすることで、超電導線材の熱歪劣化を防止すると共
に端部での直接冷却面を通じての長手方向の伝熱を大き
くすることを目的としたためである。
のシステムにおける変形例として、図１の保護層３ｆを
金属テープ製とする。これは、該保護層を電気的安定化
材としても併用すること、熱収縮率を超電導線材に近い
値とすることで、超電導線材の熱歪劣化を防止すると共
に端部での直接冷却面を通じての長手方向の伝熱を大き
くすることを目的としたためである。
【００２４】〔実施例５〕実施例１，２，３または実施
例４のシステムにおける断熱管路の内側管と外側管の電
気接続の変形例として、図３のように接続した。これは
外側管２ａを超電導電流供給線に電気接続しない方式か
らなり、超電導導体２ｄを高電圧下で使う場合や、外側
管２ａをアース線にしたり、同外側管２ａに電圧サージ
が加わらないことを配慮している。この場合、図７の端
末構成部分では、往路用接続導体５ｈ、導体接続部５ｉ
が不要となり、そのため、接続フランジ５ｇに対する電
気絶縁の配慮も不要となり、また、図８の端末構成部分
では、往路用銅リード６ｄ、金属フランジ６ｊの電気接
続部も不要となり、超電導電流供給線の接続が簡便な方
式となる。但し、この方式の場合、超電導導体２ｄは、
クエンチに対する並列導体が１項目減り信頼性に劣る
が、超電導導体２ｄ自身に十分なクエンチ対策が施され
ている場合は、製作上簡便であるために低コストのシス
テムとなる。
例４のシステムにおける断熱管路の内側管と外側管の電
気接続の変形例として、図３のように接続した。これは
外側管２ａを超電導電流供給線に電気接続しない方式か
らなり、超電導導体２ｄを高電圧下で使う場合や、外側
管２ａをアース線にしたり、同外側管２ａに電圧サージ
が加わらないことを配慮している。この場合、図７の端
末構成部分では、往路用接続導体５ｈ、導体接続部５ｉ
が不要となり、そのため、接続フランジ５ｇに対する電
気絶縁の配慮も不要となり、また、図８の端末構成部分
では、往路用銅リード６ｄ、金属フランジ６ｊの電気接
続部も不要となり、超電導電流供給線の接続が簡便な方
式となる。但し、この方式の場合、超電導導体２ｄは、
クエンチに対する並列導体が１項目減り信頼性に劣る
が、超電導導体２ｄ自身に十分なクエンチ対策が施され
ている場合は、製作上簡便であるために低コストのシス
テムとなる。
【００２５】〔実施例６〕実施例５のシステムにおける
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図４の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管２ａと内側管２ｂの両方を超電導導体２ｅを高電圧
下で使う場合や、超電導電流供給線の接続の簡便性を配
慮する時に適用される方式である。また、この方式で
は、接続抵抗２ｆを接続抵抗２ｇより大きく設計するこ
とで、断熱管路低温側の内側管２ｂのジュール発熱によ
る熱負荷を減らすことが可能となり、超電導導体の熱的
安定性の大きいシステムとなる。
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図４の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管２ａと内側管２ｂの両方を超電導導体２ｅを高電圧
下で使う場合や、超電導電流供給線の接続の簡便性を配
慮する時に適用される方式である。また、この方式で
は、接続抵抗２ｆを接続抵抗２ｇより大きく設計するこ
とで、断熱管路低温側の内側管２ｂのジュール発熱によ
る熱負荷を減らすことが可能となり、超電導導体の熱的
安定性の大きいシステムとなる。
【００２６】この場合の端末部分は、実施例５の構造と
基本的に同じであり、唯一の違いは断熱管路の内側管２
ｂと外側管２ｄの間を真空封止するために溶接接続し、
電気的にも内側管と外側管が接続されている点である。
基本的に同じであり、唯一の違いは断熱管路の内側管２
ｂと外側管２ｄの間を真空封止するために溶接接続し、
電気的にも内側管と外側管が接続されている点である。
【００２７】〔実施例７〕実施例５のシステムにおける
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図５の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管２ａと内側管２ｂの両方を超電導導体から電気的に
絶縁して構成する方式からなる。断熱管路の外側管２ａ
と内側管２ｂは電気的に接続されていても構わない。
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図５の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管２ａと内側管２ｂの両方を超電導導体から電気的に
絶縁して構成する方式からなる。断熱管路の外側管２ａ
と内側管２ｂは電気的に接続されていても構わない。
【００２８】〔実施例８〕実施例４，５，６または実施
例７の冷却方法の変形例である。図７の端末部分を図９
の端末構造、すなわち超電導コイル用の冷却用寒剤７ａ
と超電導電流供給線冷却用の寒剤７ｂを別の空間に配置
した構造とした。
例７の冷却方法の変形例である。図７の端末部分を図９
の端末構造、すなわち超電導コイル用の冷却用寒剤７ａ
と超電導電流供給線冷却用の寒剤７ｂを別の空間に配置
した構造とした。
【００２９】〔応用システムに関して〕上述した実施例
では、電流の受電側を全て超電導コイルに限定して取り
上げが、これに限らず、大電流通電の通電ラインの一
部、または極低温下で作動するデバイスを用い、これに
超電導電流供給線を適用することも有用である。
では、電流の受電側を全て超電導コイルに限定して取り
上げが、これに限らず、大電流通電の通電ラインの一
部、または極低温下で作動するデバイスを用い、これに
超電導電流供給線を適用することも有用である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したような本発明によれば、第
一に長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且つサイズ
コンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供する、第
二に当該超電導電流供給線を超電導転移温度以下に冷却
する方法を提供する、第三に当該超電導電流供給線をク
エンチ対策の具備する接続方法を提供するという所期の
目的を達成することができる。併せて、超電導電流供
給線を高低差の大きい所または高低差が安定しない場所
で大電流を供給する場合に冷媒の圧力制御が不要となる
点で有利である。長尺冷却を行う場合の冷媒圧力降下
の問題がない。断熱管路暴発の危険を完全に回避でき
る。冷媒を循環させるポンプが不要でメンテナンスが
容易となる。等の効果を奏することができる。
一に長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且つサイズ
コンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供する、第
二に当該超電導電流供給線を超電導転移温度以下に冷却
する方法を提供する、第三に当該超電導電流供給線をク
エンチ対策の具備する接続方法を提供するという所期の
目的を達成することができる。併せて、超電導電流供
給線を高低差の大きい所または高低差が安定しない場所
で大電流を供給する場合に冷媒の圧力制御が不要となる
点で有利である。長尺冷却を行う場合の冷媒圧力降下
の問題がない。断熱管路暴発の危険を完全に回避でき
る。冷媒を循環させるポンプが不要でメンテナンスが
容易となる。等の効果を奏することができる。
【図１】本発明の実施例１における第一手段としての超
電導電流供給線の具体例を示す横断面図。
電導電流供給線の具体例を示す横断面図。
【図２】本発明の実施例１における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図３】本発明の実施例５における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図４】本発明の実施例６における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図５】本発明の実施例７における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図６】本発明の実施例１における第二手段としての超
電導電流供給線の冷却システムの概念図。
電導電流供給線の冷却システムの概念図。
【図７】本発明の実施例１における端末部構造（液体ヘ
リウム側）の詳細図。
リウム側）の詳細図。
【図８】本発明の実施例１における端末部構造（液体窒
素側）の詳細図。
素側）の詳細図。
【図９】本発明の実施例８における超電導電流供給線の
端末部構造の詳細図。
端末部構造の詳細図。
【図１０】超電導電流供給線における冷却システムの従
来例の説明図。
来例の説明図。
【図１１】従来の超電導電流供給線の例を示す横断面
図。
図。
２ａ 断熱管路の外側管 ２ｂ 断熱管路の内側管 ２ｃ 接続抵抗 ２ｄ 超電導導体 ２ｅ 超電導導体 ２ｆ 接続抵抗（図４） ２ｇ 接続抵抗（図４） ３ａ 往路用超電導導体 ３ｂ 復路用超電導導体 ３ｃ 巻芯材；銅製丸棒 ３ｄ 電気絶縁層 ３ｆ 補強層（芳香族ポリイミドフィルムの巻き付け
層） ３ｇ 断熱管路の内側管；コルゲートパイプ ３ｈ 断熱管路の外が件；コルゲートパイプ ３ｉ スペーサ ３ｋ 空間；真空絶縁 ３ｊ 外装補強層 ４ａ 冷媒；液体ヘリウム ４ｂ 超電導コイル ４ｃ 電力供給源 ４ｄ 往路用超電導導体 ４ｅ 復路用超電導導体 ４ｆ 断熱管路の内側管 ４ｇ 断熱管路の外側管 ４ｈ 電気接続部 ４ｉ 電気接続部 ４ｊ 電気接続部 ４ｋ 電気接続部 ４ｌ 電気接続部 ４ｍ 電気接続部 ４ｎ 電気接続部 ４ｑ 電気接続部 ４ｓ 電気接続部 ４ｔ 電気接続部 ４ｖ 冷媒；液体窒素 ４ｕ 銅リード ５ａ 往路用超電導導体 ５ｂ 巻芯材 ５ｃ 超電導コイル ５ｄ リード ５ｅ 接続部 ５ｆ 断熱管路の外側管 ５ｇ 接続フランジ ５ｈ 往路接続導体 ５ｉ 導体接続部 ５ｊ クライオスタット ５ｋ 復路用超電導導体 ５ｌ 断熱管路の内側管 ５ｍ リード ５ｎ 接続部 ５ｐ 電気絶縁層 ５ｑ 電界ストレスコーン ５ｒ 絶縁フランジ ５ｔ 液体ヘリウム ５ｖ ステンフランジ ５ｕ 溶接接合 ５ｘ 溶接接合 ５ｙ 真空断熱 ６ａ 液体窒素 ６ｂ クライオスタット ６ｃ 超電導電流供給線 ６ｄ 往路用銅リード ６ｅ 復路用銅リード ６ｆ 断熱管路の内側管 ６ｇ 接続部 ６ｈ 復路用超電導導体 ６ｉ 断熱管路の外側管 ６ｊ 金属フランジ ６ｌ 絶縁フランジ ６ｍ 絶縁層 ６ｎ 電界ストレスコーン ６ｐ 復路用超電導導体 ６ｑ 巻芯材 ７ａ 超電導コイル冷却用の寒剤 ７ｂ 超電導電流供給線冷却用の寒剤
層） ３ｇ 断熱管路の内側管；コルゲートパイプ ３ｈ 断熱管路の外が件；コルゲートパイプ ３ｉ スペーサ ３ｋ 空間；真空絶縁 ３ｊ 外装補強層 ４ａ 冷媒；液体ヘリウム ４ｂ 超電導コイル ４ｃ 電力供給源 ４ｄ 往路用超電導導体 ４ｅ 復路用超電導導体 ４ｆ 断熱管路の内側管 ４ｇ 断熱管路の外側管 ４ｈ 電気接続部 ４ｉ 電気接続部 ４ｊ 電気接続部 ４ｋ 電気接続部 ４ｌ 電気接続部 ４ｍ 電気接続部 ４ｎ 電気接続部 ４ｑ 電気接続部 ４ｓ 電気接続部 ４ｔ 電気接続部 ４ｖ 冷媒；液体窒素 ４ｕ 銅リード ５ａ 往路用超電導導体 ５ｂ 巻芯材 ５ｃ 超電導コイル ５ｄ リード ５ｅ 接続部 ５ｆ 断熱管路の外側管 ５ｇ 接続フランジ ５ｈ 往路接続導体 ５ｉ 導体接続部 ５ｊ クライオスタット ５ｋ 復路用超電導導体 ５ｌ 断熱管路の内側管 ５ｍ リード ５ｎ 接続部 ５ｐ 電気絶縁層 ５ｑ 電界ストレスコーン ５ｒ 絶縁フランジ ５ｔ 液体ヘリウム ５ｖ ステンフランジ ５ｕ 溶接接合 ５ｘ 溶接接合 ５ｙ 真空断熱 ６ａ 液体窒素 ６ｂ クライオスタット ６ｃ 超電導電流供給線 ６ｄ 往路用銅リード ６ｅ 復路用銅リード ６ｆ 断熱管路の内側管 ６ｇ 接続部 ６ｈ 復路用超電導導体 ６ｉ 断熱管路の外側管 ６ｊ 金属フランジ ６ｌ 絶縁フランジ ６ｍ 絶縁層 ６ｎ 電界ストレスコーン ６ｐ 復路用超電導導体 ６ｑ 巻芯材 ７ａ 超電導コイル冷却用の寒剤 ７ｂ 超電導電流供給線冷却用の寒剤
Claims (3)
- 【請求項１】断熱管路付きの超電導電流供給線であっ
て、超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の
外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化さ
れ、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純
金属製としたことを特徴とする超電導電流供給線。 - 【請求項２】断熱管路付きの超電導電流供給線であっ
て、超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の
外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化さ
れ、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純
金属製とした構成の超電導電流供給線を冷却する方法に
おいて、該超電導電流供給線における断熱管路の内側管
と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体冷媒を用
いて直接冷却され、その他の部分は複合される純金属自
身の伝熱により長手方向に間接冷却されることで、超電
導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却されることを
特徴とする超電導電流供給線の冷却方法。 - 【請求項３】断熱管路付きの超電導電流供給線であっ
て、超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の
外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化さ
れ、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純
金属製とした構成の超電導電流供給線を接続する方法に
おいて、該超電導電流供給線における断熱管路の内側管
と外側管との両者または一方に対して、その両端末で超
電導導体を電気接続することを特徴とする超電導電流供
給線の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8169418A JPH1022117A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8169418A JPH1022117A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022117A true JPH1022117A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15886234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8169418A Pending JPH1022117A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022117A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100729924B1 (ko) | 2005-12-16 | 2007-06-18 | 엘에스전선 주식회사 | 흡착 패드를 구비한 초전도체 저온 유지 장치 |
| US20140228221A1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-08-14 | Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. | Superconducting rotating machines cooling apparatus using heating pipe |
| CN111710462A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-09-25 | 芜湖利远电子技术有限公司 | 一种热倒伏型低老化速度的电缆 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP8169418A patent/JPH1022117A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100729924B1 (ko) | 2005-12-16 | 2007-06-18 | 엘에스전선 주식회사 | 흡착 패드를 구비한 초전도체 저온 유지 장치 |
| US20140228221A1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-08-14 | Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. | Superconducting rotating machines cooling apparatus using heating pipe |
| CN111710462A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-09-25 | 芜湖利远电子技术有限公司 | 一种热倒伏型低老化速度的电缆 |
| CN111710462B (zh) * | 2020-07-08 | 2021-12-28 | 湖南湘联电缆有限公司 | 一种热倒伏型低老化速度的电缆 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3749811A (en) | Superconducting cable | |
| KR101380921B1 (ko) | 초전도 케이블 및 초전도 케이블 제조 방법 | |
| JP4033509B2 (ja) | 超電導多相ケーブルを室温の電気装置に接続する端子 | |
| JPH0277106A (ja) | セラミック超導電体極低温電流導線 | |
| EP0596249B1 (en) | Compact superconducting magnet system free from liquid helium | |
| JPH08185726A (ja) | セラミック超伝導リード線アセンブリ | |
| JP2005011669A (ja) | 超電導ケーブルのジョイント構造 | |
| US3619479A (en) | Electrical conductor of electrically normal conducting metal and superconducting material | |
| US5298679A (en) | Current lead for cryostat using composite high temperature superconductors | |
| US7102083B2 (en) | Jointing structure and jointing method for superconducting cable | |
| EP1147524B1 (en) | Superconducting cable | |
| US8594756B2 (en) | Superconducting element joint, a process for providing a superconducting element joint and a superconducting cable system | |
| JP2005251570A (ja) | 超電導ケーブルの中間接続部 | |
| US3639672A (en) | Electrical conductor | |
| JP2002533894A (ja) | 超伝導ケーブル | |
| US8923940B2 (en) | System with a three phase superconductive electrical transmission element | |
| KR102033032B1 (ko) | 초전도성 직류 케이블 시스템을 구비한 배열 | |
| KR20090110258A (ko) | 두 개의 초전도체 케이블을 위한 연결장치 | |
| US11488747B2 (en) | Superconducting power cable system | |
| JP5266852B2 (ja) | 超電導電流リード | |
| JPH0335818B2 (ja) | ||
| JPH1022117A (ja) | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 | |
| US6794579B1 (en) | High temperature superconducting cable | |
| JP7040730B2 (ja) | 永久電流スイッチ | |
| US5324891A (en) | Superconducting connecting leads having thermal plug |