JPH01206826A

JPH01206826A - 超電導電気機器

Info

Publication number: JPH01206826A
Application number: JP63027564A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mogi; 茂木　茂; Tsuneji Teranishi; 常治寺西
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1988-02-10
Publication date: 1989-08-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、酸化物超電導材料を用いた超電導電気機器
に関わり、とくに容器内部の構成に関する。

（従来の技術）超電導体の電力機器への応用に関しては比較的古くから
検討されており、最近では、交流用超電導線の開発と相
俟って、変圧器等交流電気機器への応用研究も進んでい
る。しかし、実用化には、様々な技術的問題点がある。

これは、従来のＮｂＴｉやＮｂ、　Ｓｎのような液体ヘ
リウムによる冷却を前提とした超電導材料を用いた機器
が極低温での冷凍という極限技術を必要とすることが、
経済性、信頼性の面で実用化のネックとなっていたこと
が大きな要因の一つである。

ところが、最近酸化物系高温超電導体の開発が進み、Ｙ
Ｂ　ａ　、ｃｌｌ、ｏ、−、など液体窒素温度で電気抵
抗零、完全反磁性という超電導体としての特性を示す物
質の発見が各所で報告されている。このような高温超電
導材を利用した場合、液体窒素などを冷媒として使うこ
とができるので、冷媒自身のコスト低減は勿論、冷凍技
術が格段に容易となり。

経済性のみならず、信頼性の高い機器が得られることに
なり、電力機器への応用も急速に進むことが期待される
。

しかし、超電導導体を液体窒素に浸漬して冷却する機器
には、次のような問題点がある。

（発明が解決しようとする課題）超電導導体を液体窒素を満たした容器内に浸漬して冷却
し、この容器の外周囲に真空を維持するための容器を設
けて構成する超電導機器において、超電導導体と液体窒
素を充填した容器間の絶縁が高電圧化に伴い大きくなり
、装置全体の大形化を招くことがある。

従来例を第２図に示す。第２図において、超電導導体９
は、液体窒素８を満たした容器１０内に支持絶縁物１２
で電気的に浮かして設置しである。さらに容器１０と容
器６との間を真空とし熱絶縁構造を形成している。

超電導導体９の両端は、ブッシング２ａ、２ｂ内の中心
導体１ａ、　ｌｂを通して機器外部の装置と接続する。

中心導体と容器６と１０間は、中心導体１の固定と液体
窒素８、真空７の密閉用として絶縁スペーサ４，５を用
いる。１３は容器１０と容器６間の支持絶縁物、１４は
液体窒素８の冷却装置である。

この構造において、超電導導体９は、高電圧の電位状態
にあり、その周囲の容器１０は接地になっている。従っ
て両者の電気絶縁は、容器１０内の液体窒素８で行う。

液体窒素８は、変圧器油よりも電気絶縁性のすぐれた絶
縁媒体で高電圧の絶縁に適している。しかし、第２図の
ような超電導電気機器において、例えば５００ｋＶ用で
は内部の超電導導体９の対地電位５００／Ｖ３　ｋＶに
なるので、接地電位の容器１０との間の絶縁は、絶縁特
性の優れた液体窒素８で行っても大きな絶縁距離を必要
とする。また、超電導導体９の支え用絶縁物１２は、沿
面絶縁部になり耐電圧特性が低下するので、液体窒素単
独よりもさらに大きな絶縁距離を必要とする。同様にブ
ッシングの中心導体１ａ、　ｌｂの支え用スペーサ５も
沿面絶縁部になり大きな形状のものを必要とする。　こ
の様に、５００ｋＶ等の高電圧を絶縁するにあたっては
大きな絶縁距離を必要とし、このことが容器の大形化に
つながり、さらに装置の大形化につながる。これは、コ
ストアップにつながるとともに、コンパクト化の傾向に
ある電力機器の流れに合わず客先ニーズに合わない機器
になる。この様な絶縁状態を改良することが必要であっ
た。　この発明は、このような問題点を解決するために
提案されたものであり、内部絶縁特性の優れた超電導電
気機器を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）超電導導体を用いた機器において、液体窒素を満たした
容器とその外周囲の容器間に、コンデンサを設け、電圧
全担持性を改良した。

（作用）液体窒素を満たした容器とその外周囲の容器間にコンデ
ンサを設けたことにより、液体窒素とコンデンサでそれ
ぞれ静電容量ＣＩ、　Ｃ２を形成し、超電導導体と接地
間の電位を電圧分担する。

（実施例）本発明の超電導電気機器の実施例を第１図に示した０図
において、超電導導体９は、液体窒素８を満たした容器
１０内に設置され、超電導導体９の両端からブッシング
２ａ、　２ｂ内の中心導体１ａ、　ｌｂを通して入出力
を引出す構造は、第２図に示した構造と同じである。内
部の基本的構造もおおよそ、第２図と同じである。

本発明では、超電導導体９と液体窒素８を満たした容器
１０とその外周囲６間にコンデンサ１５を設けた。容器
１０は、従来、液体窒素８冷却用の冷却器１４などを結
合することもあり、接地電位であった。本発明では、容
器１０と冷却器１４との間は絶縁するため、容器１０は
任意の電位になる。容器１０は、内部にコンデンサ１５
を挿入した絶縁物１６で支持する。また、内部の容器１
０と外部の容器６間は、熱絶縁のために真空状態になっ
ている。真空状態になっているこの部分７は、絶縁と耐
電圧特性が良好である。

この様な構造にすることにより、以下の作用をする。超
電導導体９と容器１０間で液体窒素８を誘電体として形
成する静電容量Ｃ１と、容器１０とその外周囲の容器６
間に設けたコンデンサ１５の静電容量Ｃ２で、超電導導
体９と容器６間の電圧を分圧する０分圧する電圧は、静
電容量Ｃ１と０２の大きさの逆比で決定する。このよう
に容器１０と容器６間にも電圧を分担することにより、
超電導導体９と容器１０間に加わる電圧を低くすること
ができる。すなわち、超電導導体９と容器１０間の液体
窒素８による絶縁を無理なく、縮／ｈ　Ｌ、た寸法で、
できる。

また、ブッシング中心導体１ａ、　Ｉｂの引出し部の絶
縁スペーサ５の寸法も、印加電圧が小さくなることによ
り縮小できる。これにより、内部容器１０の大きさと絶
縁スペーサ５を縮小できるため、超電導導体電気機器全
体の寸法を縮小できる。

なお、この発明は容器構造およびコンデンサの構造と種
類にとくに限定したちはなく、同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば超電導導体を用
いた機器の内部の容器と外部の容器との間にコンデンサ
を設置することにより、超電導導体と内部容器間に加わ
る電圧を低くすることができる。従って、内部容器の寸
法を加わる電圧の低下分に相当する分だけ、縮小できる
。これにより、超電導電気機器の寸法が縮小できること
から、低価格の超電導機器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
の超電導機器の一般的構造を示す断面図である。ｌａ、　ｌｂ・・・中心導体　　２ａ、２ｂ・・・ブッ
シング３・・・絶縁媒体　　　　４・・・絶縁スペーサ
５・・・絶縁スペーサ　　６・・・外部容器７・・・真
空　　　　　　８・・・液体窒素９・・・超電導導体　
　　１０・・・内部容器１１・・・支え治具　　　　１
２・・・支持絶縁物１３・・・支持物　　　　　１４・
・・冷却器１５・・・コンデンサ１６・・・内部にコンデンサを挿入した絶縁物代理人　
弁理士　則　近　憲　佑同　　第子丸　健

Claims

【特許請求の範囲】

　液体窒素の沸点の臨界温度をもつ酸化物超電導材料に
よる超電導体を液体窒素を満たした容器に浸漬して冷却
し、この容器の外周囲に真空を維持するための容器を設
けて構成する超電導電気機器において、液体窒素を満た
した容器と真空を維持する容器との間に電圧分担用のコ
ンデンサを設け、液体窒素を満たした容器の電位を調整
することを特徴とする、超電導電気機器。