JPH01214223A - 超電導限流器 - Google Patents
超電導限流器Info
- Publication number
- JPH01214223A JPH01214223A JP63035150A JP3515088A JPH01214223A JP H01214223 A JPH01214223 A JP H01214223A JP 63035150 A JP63035150 A JP 63035150A JP 3515088 A JP3515088 A JP 3515088A JP H01214223 A JPH01214223 A JP H01214223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- current limiting
- current
- superconducting current
- liquid nitrogen
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
- H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F2006/001—Constructive details of inductive current limiters
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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。
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）
本発明は、電力系統などの短絡事故時に流れる短絡電流
を抑制して、事故の被害を最小にするとともに、系統を
構成する機器に要求される短絡電流に耐える性能を低減
する限流器に関する。
を抑制して、事故の被害を最小にするとともに、系統を
構成する機器に要求される短絡電流に耐える性能を低減
する限流器に関する。
（従来の技術）
電力の供給を安定させるため、系統が高度にネットワー
ク化されている。それに伴なって、短絡電流も増加する
傾向にある。このような状況で現在ある系統の機器およ
び送電線をそのまま使うためとか、あるいは、新しく作
る機器や送電線の短絡電流容量をあまり大きくしないた
め、短絡電流を直ちに限流する限流装置の採用が望まれ
る。
ク化されている。それに伴なって、短絡電流も増加する
傾向にある。このような状況で現在ある系統の機器およ
び送電線をそのまま使うためとか、あるいは、新しく作
る機器や送電線の短絡電流容量をあまり大きくしないた
め、短絡電流を直ちに限流する限流装置の採用が望まれ
る。
この限流装置については米国で早くから研究されており
、数多くの研究報告書が出されている。
、数多くの研究報告書が出されている。
例えばＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅ５ｅｒｃｈ Ｉｎ５ｔｉ
ｔｕｔｅ（ＥＰＲＩ）のＥＬ−２７６−Ｓ Ｒ５ｐｅｃ
ｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔ：ＳｙｍｐｏｓｉｕｍＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ Ｎｅｗ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｉｎ Ｆａ
ｕｌｔ ＣｕｒｒｅｎｔＬｉｍｉｔｅｒｓ ａｎｄ Ｐ
ｏｗｅｒ Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓなどであ
る。限流装置の基本性能は、短絡事故時に高インピーダ
ンスになって、短絡電流を限流することである。この機
能を満足するものとして、いろいろな方法が考えられて
いるが、安定性と自復性の問題から、ヒユーズを用いた
ものに限られている。
ｔｕｔｅ（ＥＰＲＩ）のＥＬ−２７６−Ｓ Ｒ５ｐｅｃ
ｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔ：ＳｙｍｐｏｓｉｕｍＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ Ｎｅｗ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｉｎ Ｆａ
ｕｌｔ ＣｕｒｒｅｎｔＬｉｍｉｔｅｒｓ ａｎｄ Ｐ
ｏｗｅｒ Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓなどであ
る。限流装置の基本性能は、短絡事故時に高インピーダ
ンスになって、短絡電流を限流することである。この機
能を満足するものとして、いろいろな方法が考えられて
いるが、安定性と自復性の問題から、ヒユーズを用いた
ものに限られている。
ヒユーズを用いた限流器としてはアルカリ土類金属状態
変化；を利゛用したものが考案されている（例えば特開
昭５６−５７２３６．特開昭４７−４０１４６等）、ヒ
ューズを用いた場合には、電圧降下を大きくすることが
困難であるので、たかだか数千Ｖまでの低い電圧に限ら
れている。
変化；を利゛用したものが考案されている（例えば特開
昭５６−５７２３６．特開昭４７−４０１４６等）、ヒ
ューズを用いた場合には、電圧降下を大きくすることが
困難であるので、たかだか数千Ｖまでの低い電圧に限ら
れている。
超電導を利用した限流器についても、古く、から研究さ
れている。しかしながら、従来の液体ヘリウムを用いた
限流器では、常電導状態での発熱を発散することが困難
であり、構想の段階に止まっている。
れている。しかしながら、従来の液体ヘリウムを用いた
限流器では、常電導状態での発熱を発散することが困難
であり、構想の段階に止まっている。
一方、最近の高温超電導材料の開発が急速に進められて
おり、液体窒素の温度７７Ｋを越えて超電導を示す材料
が開発されている。このような材料を用いると、短絡事
故時に電流密度が臨界電流密度Ｊｃを越えて常電状態に
転移して発熱量が急増しても、熱的に臨界状態を越える
ことなく使用できる可能性があり、限流器として期待さ
れている。
おり、液体窒素の温度７７Ｋを越えて超電導を示す材料
が開発されている。このような材料を用いると、短絡事
故時に電流密度が臨界電流密度Ｊｃを越えて常電状態に
転移して発熱量が急増しても、熱的に臨界状態を越える
ことなく使用できる可能性があり、限流器として期待さ
れている。
これは従来の液体ヘリウム温度での超電導に比べ、高い
温度で使用できるので比熱が大きくなり、しかも、液体
窒素温度と臨界温度との差が大きくとれるので、熱容量
が大きくなるためである。
温度で使用できるので比熱が大きくなり、しかも、液体
窒素温度と臨界温度との差が大きくとれるので、熱容量
が大きくなるためである。
このような超電導を利用した限流器の例を第２図に示す
０図に示すように、限流素子５（限流線が取り付けられ
る絶縁性のスタック１、複数個のスタックを固定構成す
るエンドプレートと絶縁性のスタッドから成る。）は液
体窒素Ａを充填したタンク６の中に収納され、液体窒素
Ａ部に外部から熱が伝わり暑くするため、更に外側が真
空のタンク７で覆われる。このとき前記液体窒素Ａのタ
ンク６は中心部に導体を有する絶縁スペーサ８ａおよび
８ｂで蓋をされる。そしてその外部にブッシング９ａお
よび９ｂが設けられ、内部の超電導限流素子５に通電で
きるようにされる。
０図に示すように、限流素子５（限流線が取り付けられ
る絶縁性のスタック１、複数個のスタックを固定構成す
るエンドプレートと絶縁性のスタッドから成る。）は液
体窒素Ａを充填したタンク６の中に収納され、液体窒素
Ａ部に外部から熱が伝わり暑くするため、更に外側が真
空のタンク７で覆われる。このとき前記液体窒素Ａのタ
ンク６は中心部に導体を有する絶縁スペーサ８ａおよび
８ｂで蓋をされる。そしてその外部にブッシング９ａお
よび９ｂが設けられ、内部の超電導限流素子５に通電で
きるようにされる。
第２図において、６ａは液体窒素Ａのタンク６に液体窒
素を供給するバルブであり、６ｂは排出のためのバルブ
である。タンク６の内部の液体窒素Ａの量は超電導限流
素子の全体が十分に漬かる程度にコントロールされる。
素を供給するバルブであり、６ｂは排出のためのバルブ
である。タンク６の内部の液体窒素Ａの量は超電導限流
素子の全体が十分に漬かる程度にコントロールされる。
また、７ａは真空タンク７内を真空引きするためのバル
ブである。
ブである。
第２図におけるスタック１の部分の詳細を第３図に示す
、２がスタック１上に設けられる超電導限流線であり、
電磁的に無誘導にするために図のような折り返しの構成
にされる。超電導限流線を無誘導にするのは、前記の超
電導臨界電流Ｊｃを大きくとるためであり、これは超電
導限流器の必要条件である。
、２がスタック１上に設けられる超電導限流線であり、
電磁的に無誘導にするために図のような折り返しの構成
にされる。超電導限流線を無誘導にするのは、前記の超
電導臨界電流Ｊｃを大きくとるためであり、これは超電
導限流器の必要条件である。
（発明が解決しようとするｍ題）
この構成における超電導限流器では、複数個のスタック
が第２図に示したようにエンドプレート３とスタッド４
で締め付けられて互いに密着している。このような超電
導限流器において、通電時に超電導限流線が超電導状態
を保つには、その温度を材料の超電導臨界温度以下に保
たなくてはならない。しかしながら第２図の限流器では
、スタック１が互いに密着しているので、超電導線に液
体窒素Ａが触れず効率的に冷却されない。従って。
が第２図に示したようにエンドプレート３とスタッド４
で締め付けられて互いに密着している。このような超電
導限流器において、通電時に超電導限流線が超電導状態
を保つには、その温度を材料の超電導臨界温度以下に保
たなくてはならない。しかしながら第２図の限流器では
、スタック１が互いに密着しているので、超電導線に液
体窒素Ａが触れず効率的に冷却されない。従って。
超電導限流線の超電導特性が安定しない。
本発明は超電導限流線の全領域に液体窒素が十分行き渡
る構成にして、超電導限流線の超電導特性を安定させこ
れに加えて、前記したように超電導限流線を無誘導に構
成することにある。
る構成にして、超電導限流線の超電導特性を安定させこ
れに加えて、前記したように超電導限流線を無誘導に構
成することにある。
（１１題を解決するための手段）
上記の問題を解決するため、本発明では、上記スタック
の代わりに、タンクの長手方向と絶縁筒の軸方向を一致
させた複数の異径絶縁筒を同軸で、かつ互いに隙間を有
するように配置し、これに超電導限流線を巻き付けた。
の代わりに、タンクの長手方向と絶縁筒の軸方向を一致
させた複数の異径絶縁筒を同軸で、かつ互いに隙間を有
するように配置し、これに超電導限流線を巻き付けた。
また大径絶縁筒部の超電導線の電流による磁束を小径絶
縁筒部の電流で打ち消すように構成した。
縁筒部の電流で打ち消すように構成した。
（作 用）
大径の絶縁筒の表面および絶縁筒間の隙間しこ液体窒素
が流れるので、超電導限流線は良く冷却され、その超電
導特性が保たれる。また超電導線の電磁誘導をほぼ零に
できる。
が流れるので、超電導限流線は良く冷却され、その超電
導特性が保たれる。また超電導線の電磁誘導をほぼ零に
できる。
（実施例）
本発明の実施例の構成を第１図（ａ）〜（ｃ）に示す、
第１図において、ｌｌａは大径（最大）の絶縁筒であり
、ｌｌｂ、 ｌｌｃは小径の絶縁筒である。図に示すよ
うに、絶縁筒１１ｃは絶縁筒１１ｂより小径にされる。
第１図において、ｌｌａは大径（最大）の絶縁筒であり
、ｌｌｂ、 ｌｌｃは小径の絶縁筒である。図に示すよ
うに、絶縁筒１１ｃは絶縁筒１１ｂより小径にされる。
そして第１゛図に示すように、３個の絶縁筒１１ａ、ｌ
ｌｂ、ｌｌｃはタンク６の長手方向に同軸に配置される
。超電導限流線２は絶縁筒１１ ａ ｒ １１ ｂ ＊
ｌ １ ｃの外周面に巻き付けられる。限流線の巻き
方向は第１図（ｂ）、（Ｃ）に示すように、二つの小径
の絶縁筒１１ｂ、ｌｉｅ上の巻き方向は、最大径の絶縁
筒１１ａ上の巻き方向と逆向きにされる。
ｌｂ、ｌｌｃはタンク６の長手方向に同軸に配置される
。超電導限流線２は絶縁筒１１ ａ ｒ １１ ｂ ＊
ｌ １ ｃの外周面に巻き付けられる。限流線の巻き
方向は第１図（ｂ）、（Ｃ）に示すように、二つの小径
の絶縁筒１１ｂ、ｌｉｅ上の巻き方向は、最大径の絶縁
筒１１ａ上の巻き方向と逆向きにされる。
また、液体窒素Ａを充填したタンク６の液体窒素供給バ
ルブ６ａ及び排出バルブ６ｂは第１図に示すように、軸
方向に取り付けられる。 １０ａは供給バルブ６ａから
の液体窒素Ａの流れであり、１０ｂは排出バルブ６ｂか
らの流れである。外の構成は、第２図に示す従来の例と
同様である。
ルブ６ａ及び排出バルブ６ｂは第１図に示すように、軸
方向に取り付けられる。 １０ａは供給バルブ６ａから
の液体窒素Ａの流れであり、１０ｂは排出バルブ６ｂか
らの流れである。外の構成は、第２図に示す従来の例と
同様である。
第１図に示すような本発明の実施例によれば供給バルブ
６ａからの液体窒素は大径絶縁筒１１ａの表面を流れる
ばかりでなく、絶縁筒１１ａ、ｌｌｂ、ｌｉｅの隙間も
通って流れる。従って、全ての超電導線は十分冷却され
る。
６ａからの液体窒素は大径絶縁筒１１ａの表面を流れる
ばかりでなく、絶縁筒１１ａ、ｌｌｂ、ｌｉｅの隙間も
通って流れる。従って、全ての超電導線は十分冷却され
る。
また大径の超電導限流線（コイル状）の電流による磁束
が二つの小径の絶縁筒の超電導限流線の電流による磁束
によって打消されて電磁的に無誘導になる。
が二つの小径の絶縁筒の超電導限流線の電流による磁束
によって打消されて電磁的に無誘導になる。
以上のように、本発明による超電導限流器では、超電導
限流線の全ての部分に液体窒素が流れるので冷却効果が
良好である。従って限流器が使用される回路や系統の通
電時に限流線の超電導特性を安定に保つことができる。
限流線の全ての部分に液体窒素が流れるので冷却効果が
良好である。従って限流器が使用される回路や系統の通
電時に限流線の超電導特性を安定に保つことができる。
また超電導限流線の電磁誘導はほぼ零になる。これらの
ことは超電導限流器を工業的製品として実現する上で以
上に重要であり、本発明により、超電導限流器の実現が
可能となる。
ことは超電導限流器を工業的製品として実現する上で以
上に重要であり、本発明により、超電導限流器の実現が
可能となる。
第１図（ａ ）、（ｂ ）、（Ｃ）は本発明による超電
導限流器の実施例の図で（ａ）は断面図、（ｂ）、（Ｃ
）は要部側面図、第２図は、従来考案されている超電導
限流器の断面図、第３図はその限流素子部の斜視図であ
る。 ５・・・限流素子 ６ａ、６ｂ・・・バル
ブ６・・・タンク ７・・・真空タン
ク１１ａ、ｌｌｂ、１１ｃ＝二絶縁＠ Ａ−＝液
体窒素（ｃＬ） （ｂ） ＣＣ）第 １
図 ム１．．７１ｆ１３ 第 ２ ＠
導限流器の実施例の図で（ａ）は断面図、（ｂ）、（Ｃ
）は要部側面図、第２図は、従来考案されている超電導
限流器の断面図、第３図はその限流素子部の斜視図であ
る。 ５・・・限流素子 ６ａ、６ｂ・・・バル
ブ６・・・タンク ７・・・真空タン
ク１１ａ、ｌｌｂ、１１ｃ＝二絶縁＠ Ａ−＝液
体窒素（ｃＬ） （ｂ） ＣＣ）第 １
図 ム１．．７１ｆ１３ 第 ２ ＠
Claims (1)
- 液体窒素が充填されるタンク内に、超電導限流素子が
収納される超電導限流器において、超電導線を複数の異
径絶縁筒に巻き付け、大径の絶縁筒の内側に小径の絶縁
筒を配置し、小径の絶縁筒に巻き付ける超電導限流線の
電流の向きを大径絶縁筒に巻き付ける限流線の電流によ
る磁束を打ち消す方向に巻くことを特徴とする超電導限
流器
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035150A JPH01214223A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導限流器 |
| KR1019880014690A KR910003660B1 (ko) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | 초전도 한류기(superconducting current limiting apparatus) |
| EP88118667A EP0315976B1 (en) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | Superconducting current limiting apparatus |
| DE3887090T DE3887090T2 (de) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | Supraleitender strombegrenzender Apparat. |
| US07/471,697 US4994932A (en) | 1987-11-09 | 1990-01-26 | Superconducting current limiting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035150A JPH01214223A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導限流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214223A true JPH01214223A (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=12433871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63035150A Pending JPH01214223A (ja) | 1987-11-09 | 1988-02-19 | 超電導限流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01214223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01303765A (ja) * | 1988-04-07 | 1989-12-07 | Alsthom Atlantique Sa | 電流制限器 |
| US5387890A (en) * | 1992-11-05 | 1995-02-07 | Gec Alsthom T & D Sa | Superconductive coil assembly particularly for a current limiter, and a current limiter including such a coil assembly |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP63035150A patent/JPH01214223A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01303765A (ja) * | 1988-04-07 | 1989-12-07 | Alsthom Atlantique Sa | 電流制限器 |
| US5387890A (en) * | 1992-11-05 | 1995-02-07 | Gec Alsthom T & D Sa | Superconductive coil assembly particularly for a current limiter, and a current limiter including such a coil assembly |
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