JPH04363815A - 交流用NbTi超電導線 - Google Patents

交流用NbTi超電導線

Info

Publication number
JPH04363815A
JPH04363815A JP3136810A JP13681091A JPH04363815A JP H04363815 A JPH04363815 A JP H04363815A JP 3136810 A JP3136810 A JP 3136810A JP 13681091 A JP13681091 A JP 13681091A JP H04363815 A JPH04363815 A JP H04363815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nbti
wire
diameter
filament
loss
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
Application number
JP3136810A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Daimatsu
一也 大松
Masayuki Nagata
永田 正之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
Original Assignee
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai filed Critical Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
Priority to JP3136810A priority Critical patent/JPH04363815A/ja
Publication of JPH04363815A publication Critical patent/JPH04363815A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、発電機およびトラン
スなどの電力応用機器に用いることができる交流用Nb
Ti超電導線に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液体ヘリウム温度で用いられる合金系の
超電導マグネット用線材としては、これまでNbTi線
材が主に用いられている。近年、発電機等のパルス用途
およびトランス等の商用周波数領域の用途のものとして
、高抵抗マトリックスを母材として用い、NbTiフィ
ラメントを1μmまたはサブミクロンに細径化すること
によって、交流損失を著しく低減させた高性能な超電導
線材が開発されてきている。
【0003】特に、商用周波数(50/60Hz)での
交流損失を低減するために、NbTiフィラメントの直
径を0.1μm程度にまで細くした超電導線材が開発さ
れつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の超電導線材においては、NbTiフィラメン
トの間隔がサブミクロンまたはそれ以下のオーダーとな
り、フィラメント間のマトリックス材料に、いわゆる近
接効果と呼ばれる超電導電子のしみだしが生じ、電磁気
的な有効フィラメント径が大きくなり、交流損失すなわ
ちこの場合にはヒステリシス損失が大きくなってしまう
という問題点があった。
【0005】この発明の目的は、このような従来の問題
点を解消し、交流損失の少ない交流用NbTi超電導線
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の交流用NbT
i超電導線は、NbTiフィラメントがマトリックス中
に埋め込まれた素線を撚り合わせて構成されている。素
線の直径は0.1mm以上、0.5mm以下である。ま
たNbTiフィラメントの直径は0.07μm以上0.
3μm以下である。NbTiフィラメント間の距離は、
NbTiフィラメントの直径の1/2以上で、かつ、0
.3μm以下である。NbTiフィラメントが埋め込ま
れるマトリックスは、Cu−30wt%Ni合金から形
成されている。
【0007】なお、NbTiフィラメントが埋め込まれ
る領域のマトリックス以外の部分は、30wt%Ni合
金を含んだCuNi合金以外の、たとえばCu−10w
t%NiなどのCuNi合金を用いることができる。
【0008】
【発明の作用効果】この発明において、素線の直径を0
.1mm以上0.5mm以下としているのは、直径が0
.1mmより小さな素線は、実用導体を形成する素線と
しては細すぎて工業的に製造するのが困難であり、直径
が0.5mmを越えると、ツイストピッチが大きくなり
、結合損失が増大するからである。また、この発明にお
いて、NbTiフィラメントの直径を0.07μm以上
としているのは、0.07μmより小さなフィラメント
径を製造するのが困難であるからである。またNbTi
フィラメントの直径が0.3μm以下としているのは、
フィラメントの直径が0.3μmを越えると、ヒステリ
シス損失がフィラメント径の1乗に比例するため、損失
が増大するからである。
【0009】この発明において、NbTiフィラメント
間の距離をNbTiフィラメントの直径の1/2以上と
しているのは、NbTiフィラメント間の距離がNbT
iフィラメントの直径の1/2より小さくなると、近接
効果を生じ、交流損失を十分に低減できなくなるからで
ある。また、フィラメント間の距離を0.3μm以下と
しているのは、0.3μmを越えると、フィラメント間
隔が増大することによって、マトリックスの割合が著し
く増大し、線材としての電流密度が低下するため、実用
に適さなくなるからである。
【0010】この発明では、特にNbTiフィラメント
が埋込まれるマトリックスには、Cu−30wt%Ni
合金が用いられている。CuNi合金はCuと比べ比抵
抗が高いため、CuNi合金をマトリックスとして用い
ることにより、フィラメント間の近接効果および結合損
失を低減させることができる。通常このようなCuNi
合金としては、加工性に優れているCu−10wt%N
i合金が用いられるが、Cu−10wt%Ni合金を用
いると、フィラメント間隔をフィラメント径の直径以上
の距離にする必要があった。これは、それ以下の間隔に
なると、近接効果が生じてしまうからである。
【0011】この発明では、Cu−10wt%Ni合金
よりも3倍以上高い固有抵抗を有するCu−30wt%
Ni合金を用いているので、フィラメント間隔をフィラ
メント径の直径の1/2以上、すなわち0.035μm
以上に保てば近接効果を抑制することができる。また、
好ましくは0.07μm以上に保てれば、より近接効果
を抑制できる。このため、この発明に従う超電導線によ
れば、より電流密度の高い、より交流損失の低い超電導
線とすることができる。したがって、この発明に従う交
流用NbTi超電導線は、発電機およびトランスなどの
電力応用機器に有効に用いることができる。
【0012】
【実施例】この発明に従う実施例の線材Bおよび比較の
線材Aを以下のようにして作製した。
【0013】まず、表1に示すような素線を作製した。
【0014】
【表1】
【0015】図1は、この発明に従う超電導線の素線を
示す断面図である。図1を参照して、超電導線の中央に
は、中央安定化銅部1が設けられており、中央安定化銅
部1の回りにNbTiフィラメントバンドル部2が設け
られている。NbTiフィラメントバンドル部2は2回
のスタックで形成されている。NbTiフィラメントバ
ンドル部2の回りには外皮CuNi層3が設けられてい
る。
【0016】図2は、図1に示す素線の中央安定化銅部
を示す断面図である。図2を参照して、Cu部1aの周
囲には、CuNi層1bが形成されている。この実施例
において、CuNi層1bは、Cu−10wt%Ni合
金から形成されている。
【0017】図3は、図1に示す素線のNbTiフィラ
メントバンドル部を示す断面図である。図3を参照して
、NbTiフィラメント部2aは1回目のスタックに相
当し、この周囲には、CuNi層2bが設けられている
。この実施例において、CuNi層2bは、Cu−10
wt%Ni合金から形成されている。
【0018】図4は、図3に示すNbTiフィラメント
部を示す断面図である。図4を参照して、NbTiフィ
ラメント4aの回りには、CuNi層4bが設けられて
いる。この実施例ではCuNi層4bは、Cu−30w
t%Ni合金から形成されている。
【0019】比較例の線材Aにおいては、図4に示すC
uNi層4bは、Cu−10wt%Ni合金層から形成
されている。
【0020】表1に示すように、素線としては、0.5
mm〜0.07mmの範囲で線径およびフィラメント径
の異なるものを作製した。線径が0.1mmより小さく
なると長尺の線材製造は困難であった。
【0021】図5は、このようにして作製した異なる線
径の素線の臨界電流特性を示す図である。この臨界電流
の測定においては、外部磁界を0.5Tとした。図5を
参照して、臨界電流は、線径0.5mmで150A〜2
00Aであり、線径の減少とともに直線的に減少し、線
径0.2mmで40〜50A程度となっている。この間
におけるNbTi当たりの臨界電流密度は、いずれも6
700A/mm2 から7300A/mm2 と大きな
変化はなく、Cu−30wt%Ni合金を用いた実施例
の線材Bにおいても十分な値が得られることが分かった
【0022】Cu−10wt%Ni合金マトリックスを
用いた比較例の線材Aは、実施例の線材Bと比べやや臨
界電流密度が高い。これは、後で述べる交流損失と関係
があり、近接効果によってフィラメント周囲のマトリッ
クス部へも超電導電子がしみだしている効果によるもの
である。
【0023】次に、同じ試料を用いて、交流損失特性を
測定した。図6は、実施例の線材Bの素線および比較例
の線材Aの素線における線径と交流損失特性の関係を示
す図である。外部磁界は0.5Tとした。この測定にあ
たって、近接効果を観測するために、周波数は結合損失
の効果を除去する必要がある。そこで、測定周波数は交
流損失の周波数依存性が飽和する0.2〜0.5Hzと
した。
【0024】交流損失は、比較例の線材Aの場合、線径
0.5mmで57kW/m3 であり、線径0.20m
mの23kW/m3 までほぼ直線的に減少した。とこ
ろが、0.20mm以下の線径になると、損失値が急激
に増加し、0.12mmでは50kW/m3 となり、
ほぼ0.40mmのときの値と一致する結果となった。 これは、線径0.2mm以下で、フィラメント間の電磁
的結合、すなわち近接効果が生じたことに対応している
【0025】一方、実施例の線材Bでは、交流損失の値
が37kW/m3で、比較例の線材Aの1/2程度であ
り、線径の低下とともに、0.2mmにおける10kW
/m3 まで直線的に低下した。絶対値が小さいのは、
臨界電流密度の減少によって損失値が減少した結果に対
応していると考えられる。0.2mm以下では、10k
W/m3 程度の値に留まり、Cu−30wt%Ni合
金をマトリックスで用いた実施例の線材Bでは、近接効
果による著しい損失値の減少は観測されなかった。
【0026】Cu−30wt%Ni合金をマトリックス
として用いたこの発明に従う実施例の線材Bでは、フィ
ラメント径が、0.07μmから0.3μmの範囲で交
流損失の大幅な低減を図れることが明らかになった。特
にフィラメント間隔が0.07μmから0.14μmの
領域では、著しい交流損失の低減が図れた。図6に示す
実施例から明らかなように、この発明に従えば、最小フ
ィラメント径の1/2である0.035μmまでフィラ
メント間隔を小さくしても交流機器への要求レベルを満
足することができる。
【0027】以上のような素線を用いてこれを7本撚り
合わせ撚線とし臨界電流および交流損失を評価した。そ
の結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】表2から明らかなように、この発明に従う
実施例の線材Bの撚線の方が、比較例のものに比べ臨界
電流および交流損失において優れていることが明らかで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従う超電導線の素線を示す断面図で
ある。
【図2】図1に示す素線の中央安定化銅部を示す断面図
である。
【図3】図1に示す素線のNbTiフィラメントバンド
ル部を示す断面図である。
【図4】図3に示すNbTiフィラメント部を示す断面
図である。
【図5】この発明に従う実施例における線径と臨界電流
特性の関係を示す図である。
【図6】この発明に従う実施例における線径と交流損失
特性の関係を示す図である。
【符号の説明】
1  中央安定化銅部 1a  Cu部 1b  CuNi層 2  NbTiフィラメントバンドル部2a  NbT
iフィラメント部 2b  CuNi層 3  外皮CuNi層 4a  NbTiフィラメント 4b  CuNi層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  NbTiフィラメントがマトリックス
    中に埋め込まれた素線を撚り合わせて構成される交流用
    NbTi超電導線であって、前記素線の直径が0.1m
    m以上0.5mm以下で、前記NbTiフィラメントの
    直径が0.07μm以上0.3μm以下で、NbTiフ
    ィラメント間の距離が前記NbTiフィラメントの直径
    の1/2以上でかつ0.3μm以下であり、前記NbT
    iフィラメントが埋め込まれるマトリックスがCu−3
    0wt%Ni合金から形成されていることを特徴とする
    、交流用NbTi超電導線。
JP3136810A 1991-06-07 1991-06-07 交流用NbTi超電導線 Pending JPH04363815A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3136810A JPH04363815A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 交流用NbTi超電導線

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3136810A JPH04363815A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 交流用NbTi超電導線

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04363815A true JPH04363815A (ja) 1992-12-16

Family

ID=15184039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3136810A Pending JPH04363815A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 交流用NbTi超電導線

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04363815A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2897776B2 (ja) ワイヤ又はケーブル形態の電気導線
JP3718480B2 (ja) 超伝導コイルの交流損失を低減する方法
JPH04334816A (ja) 交流用NbTi超電導線
JPH10162663A (ja) アルミ安定化超電導導体
JP2876667B2 (ja) アルミニウム安定化超電導線
JPH10321058A (ja) 交流用超電導導体
JP2005141968A (ja) 複合超電導線材およびその製造方法
JPH04132108A (ja) Nb↓3Al系超電導導体
JP4150129B2 (ja) 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法
JP2699732B2 (ja) 超電導導体及びこれに用いる安定化材
JPH0479083B2 (ja)
JP2932515B2 (ja) NbTi多芯超電導線
JPH0146963B2 (ja)
JP3363164B2 (ja) 超電導導体
JP3143908B2 (ja) 超電導導体
JP2000036221A (ja) 酸化物超電導圧縮成型導体およびその製造方法
JPH0589726A (ja) NbTi超電導線
JPH0696626A (ja) 交流用超電導線およびその製造方法
JPH10116522A (ja) Nb−Ti超電導線材
JPH07192547A (ja) 複合多芯超電導線
JPH08212847A (ja) 複合多芯超電導線
JPH0817263A (ja) 超電導撚線導体
JPH05266727A (ja) NbTi超電導線
JPH1092235A (ja) 交流用超電導導体
JPH05282929A (ja) 超電導導体及びこれに用いる安定化材

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20001107