JPH05109323A - 超電導集合導体 - Google Patents
超電導集合導体Info
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- JPH05109323A JPH05109323A JP3264550A JP26455091A JPH05109323A JP H05109323 A JPH05109323 A JP H05109323A JP 3264550 A JP3264550 A JP 3264550A JP 26455091 A JP26455091 A JP 26455091A JP H05109323 A JPH05109323 A JP H05109323A
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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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】酸化物系超電導線材を用いた電流大容量導体の
所要電流密度を向上させること。 【構成】集合導体を構成する酸化物系超電導線材の少な
くとも一部に、臨界電流密度以上の電流密度下における
抵抗値が低い線材を用いる。
所要電流密度を向上させること。 【構成】集合導体を構成する酸化物系超電導線材の少な
くとも一部に、臨界電流密度以上の電流密度下における
抵抗値が低い線材を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物系超電導線材を
用いた集合導体に関するものである。
用いた集合導体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導導体の電流大容量化を目的として
酸化物系超電導線材を集合化して導体とすることが検討
されている。
酸化物系超電導線材を集合化して導体とすることが検討
されている。
【０００３】超電導線材は磁場（Ｂ）によって流し得る
電流密度（Ｊｃ）が変化する。このＪｃ−Ｂ特性は、超
電導線材の材料又は温度によっても異なり、同系の材料
であっても熱処理条件や添加剤の差によって大きく異な
ることがある。また、酸化物系超電導線材は現在開発の
途上にあるが、添加剤、配合比、熱処理条件、減面加工
条件等の差でＪｃ−Ｂ特性のみならず、Ｊｃ以上の電流
密度下における抵抗値も異なる。
電流密度（Ｊｃ）が変化する。このＪｃ−Ｂ特性は、超
電導線材の材料又は温度によっても異なり、同系の材料
であっても熱処理条件や添加剤の差によって大きく異な
ることがある。また、酸化物系超電導線材は現在開発の
途上にあるが、添加剤、配合比、熱処理条件、減面加工
条件等の差でＪｃ−Ｂ特性のみならず、Ｊｃ以上の電流
密度下における抵抗値も異なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】酸化物系超電導線材の
臨界電流（Ｉｃ）は数ｍＴの弱い磁場中ですら低下する
ことが知られている。従って、酸化物系超電導線材を集
合化して電流大容量化を図る場合においても、導体通電
による自己磁界値によって集合導体としてのＩｃが制約
されてしまう。
臨界電流（Ｉｃ）は数ｍＴの弱い磁場中ですら低下する
ことが知られている。従って、酸化物系超電導線材を集
合化して電流大容量化を図る場合においても、導体通電
による自己磁界値によって集合導体としてのＩｃが制約
されてしまう。
【０００５】このような超電導集合導体を設計する場
合、各素線の磁界ー臨界電流密度（Ｊｃ−Ｂ特性）とし
ては同質のものを使う場合が多い。しかし、導体断面の
自己磁界分布は均一にはならず、Ｊｃ−Ｂ特性の同じ線
材を束ねることは、集合導体としてのＩｃを高める最良
の手法とはいえない。
合、各素線の磁界ー臨界電流密度（Ｊｃ−Ｂ特性）とし
ては同質のものを使う場合が多い。しかし、導体断面の
自己磁界分布は均一にはならず、Ｊｃ−Ｂ特性の同じ線
材を束ねることは、集合導体としてのＩｃを高める最良
の手法とはいえない。
【０００６】従来、超電導導体の設計手法としては、Ｊ
ｃ以下の電流で使うことを前提として所要電流値が決定
されている。酸化物系の超電導線材はＪｃ値が実用レベ
ルに達しておらず、高Ｊｃ化が最大の技術課題となって
いる。
ｃ以下の電流で使うことを前提として所要電流値が決定
されている。酸化物系の超電導線材はＪｃ値が実用レベ
ルに達しておらず、高Ｊｃ化が最大の技術課題となって
いる。
【０００７】本発明の目的は、酸化物系超電導線材を用
いた電流大容量導体の所要電流密度を向上させることの
できる超電導集合導体を提供することにある。
いた電流大容量導体の所要電流密度を向上させることの
できる超電導集合導体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、酸化物
系超電導線材の集合導体に使用する超電導素線として、
少なくともその一部の素線に対してＪｃ以上の電流を所
要電流として使用することにより、超電導導体の所要電
流密度を向上させることにある。
系超電導線材の集合導体に使用する超電導素線として、
少なくともその一部の素線に対してＪｃ以上の電流を所
要電流として使用することにより、超電導導体の所要電
流密度を向上させることにある。
【０００９】この場合、酸化物系超電導線材としては、
例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ
ｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔ
ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ、Ｌａ−Ｎａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌ
ａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体にＡｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、それらを主体とした合金等の常電導体からな
る被覆を施したものが用いられる。
例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ
ｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔ
ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
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ａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体にＡｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、それらを主体とした合金等の常電導体からな
る被覆を施したものが用いられる。
【００１０】また、そのような線材からなる素線の少な
くとも一部は、Ｊｃ値向上よりＪｃ以上の電流密度下に
おける抵抗値低減を優先させて製造されたものが用いら
れる。
くとも一部は、Ｊｃ値向上よりＪｃ以上の電流密度下に
おける抵抗値低減を優先させて製造されたものが用いら
れる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明に当って試作した超電導集合
導体の構造を示したものである。ここでは酸化物系超電
導線材１としてＴｌ系の酸化物超電導体からなるコア２
にＡｇからなる被覆３を施したタイプの異なるテープ状
線材１ａ及び１ｂを用い、その複数枚を積層した後、細
い導線４を巻き付けて集合化させている。しかして、各
テープ状線材１ａ及び１ｂの寸法は全て同一で、厚さ
０．１５mm、幅２．７mm、超電導占積率約３０％となっ
ており、上下の各表面側に線材１ａを夫々１０枚、内側
に線材１ｂを３０枚配置して積層した後、その外周に径
の細い導線４を巻き付けて集合化している。
導体の構造を示したものである。ここでは酸化物系超電
導線材１としてＴｌ系の酸化物超電導体からなるコア２
にＡｇからなる被覆３を施したタイプの異なるテープ状
線材１ａ及び１ｂを用い、その複数枚を積層した後、細
い導線４を巻き付けて集合化させている。しかして、各
テープ状線材１ａ及び１ｂの寸法は全て同一で、厚さ
０．１５mm、幅２．７mm、超電導占積率約３０％となっ
ており、上下の各表面側に線材１ａを夫々１０枚、内側
に線材１ｂを３０枚配置して積層した後、その外周に径
の細い導線４を巻き付けて集合化している。
【００１２】この場合、各線材１ａ及び１ｂの製造条件
は、９００℃×５０時間の熱処理を４回繰返すまでは同
じで、この後、線材１ａについては８００℃×２０時間
の熱処理を付加した。かくして、線材としてはその線材
のＪｃ値以上の電流密度下における抵抗値に差のあるも
のが得られ、その集合導体については、Ｊｃ値の低い側
の線材のＪｃ値以上の電流通電下を所要運転負荷とされ
る。
は、９００℃×５０時間の熱処理を４回繰返すまでは同
じで、この後、線材１ａについては８００℃×２０時間
の熱処理を付加した。かくして、線材としてはその線材
のＪｃ値以上の電流密度下における抵抗値に差のあるも
のが得られ、その集合導体については、Ｊｃ値の低い側
の線材のＪｃ値以上の電流通電下を所要運転負荷とされ
る。
【００１３】図４は、前記集合導体の液体窒素温度（７
７Ｋ）下における電圧（Ｖ）と電流（Ｉ）の関係（Ｖ−
Ｉ特性）を示したもので、２００Ａ以上の電流値では抵
抗が発生しているものの、１０００Ａ通電時の抵抗は銅
線集合導体の抵抗値より遥かに小さな値となっている。
７Ｋ）下における電圧（Ｖ）と電流（Ｉ）の関係（Ｖ−
Ｉ特性）を示したもので、２００Ａ以上の電流値では抵
抗が発生しているものの、１０００Ａ通電時の抵抗は銅
線集合導体の抵抗値より遥かに小さな値となっている。
【００１４】酸化物系超電導線材はＪｃ値が低いにもか
かわらず、Ｊｃ以上の電流通電状態の抵抗値が小さいと
いう特徴を持つ。従って、この特性を利用して超電導線
材集合導体としての所要電流密度を向上させることが可
能である。
かわらず、Ｊｃ以上の電流通電状態の抵抗値が小さいと
いう特徴を持つ。従って、この特性を利用して超電導線
材集合導体としての所要電流密度を向上させることが可
能である。
【００１５】超電導線材の集合導体はその通電時、導体
断面上の自己磁界分布が均一でなく、一部の線材がその
導体のＪｃを越え、他の線材がＪｃ以下となるケースが
ある。このようなケースの集合導体としての臨界電流は
Ｊｃ値の最低となる線材の特性で決まってしまうが、Ｊ
ｃ以上の通電を前提として低抵抗状態で使用すれば、各
素線はその性能をフルに使えることになり、超電導電力
ケーブル、電流リードの導体等に適用することができる 図２は、超電導集合導体の別の例を示し、Ｃｕ、Ａｌ等
の安定化材からなる中空パイブ６の周囲に複数の酸化物
系超電導線材を、タイプの異なる線材５ａ及び５ｂを交
互に配置し、低温半田７等で集合化したもので、各線材
５ａ及び５ｂは図１における線材１ａ及び１ｂと同様に
処理されたものが用いられる。
断面上の自己磁界分布が均一でなく、一部の線材がその
導体のＪｃを越え、他の線材がＪｃ以下となるケースが
ある。このようなケースの集合導体としての臨界電流は
Ｊｃ値の最低となる線材の特性で決まってしまうが、Ｊ
ｃ以上の通電を前提として低抵抗状態で使用すれば、各
素線はその性能をフルに使えることになり、超電導電力
ケーブル、電流リードの導体等に適用することができる 図２は、超電導集合導体の別の例を示し、Ｃｕ、Ａｌ等
の安定化材からなる中空パイブ６の周囲に複数の酸化物
系超電導線材を、タイプの異なる線材５ａ及び５ｂを交
互に配置し、低温半田７等で集合化したもので、各線材
５ａ及び５ｂは図１における線材１ａ及び１ｂと同様に
処理されたものが用いられる。
【００１６】この例の場合、中空パイプ６内に液体窒素
や液体ヘリウム等の寒剤を流すことで冷却効果を高める
ことができる。
や液体ヘリウム等の寒剤を流すことで冷却効果を高める
ことができる。
【００１７】図３は、さらに集合導体の別の例を示すも
ので、例えば銅版をＵ字状に成形した安定化材８内に複
数のテープ状の酸化物系統超電線材を内側にタイプＢの
線材１ｂ、外側にタイプＡの線座１ａを夫々積層状態に
収容して低温半田７等で集合一体化したものをテープ状
の電気絶縁層９を介して接合し、電流往復型にしたもの
である。
ので、例えば銅版をＵ字状に成形した安定化材８内に複
数のテープ状の酸化物系統超電線材を内側にタイプＢの
線材１ｂ、外側にタイプＡの線座１ａを夫々積層状態に
収容して低温半田７等で集合一体化したものをテープ状
の電気絶縁層９を介して接合し、電流往復型にしたもの
である。
【００１８】いずれの導体構成においても超電導臨界電
流密度以下の電流通電下を所要運転負荷とされる。
流密度以下の電流通電下を所要運転負荷とされる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、集合導体としての臨界電流密度以上の電流密
度を運転時の所要電流密度とすることを前提として、集
合化される線材の少なくとも一部に臨界電流密度以上の
電流密度下における抵抗値が低い線材を用いているの
で、各線材の性能をフルに使え、集合導体としての所要
電流密度を向上させることができる。
によれば、集合導体としての臨界電流密度以上の電流密
度を運転時の所要電流密度とすることを前提として、集
合化される線材の少なくとも一部に臨界電流密度以上の
電流密度下における抵抗値が低い線材を用いているの
で、各線材の性能をフルに使え、集合導体としての所要
電流密度を向上させることができる。
【図１】本発明に係る超電導導体の一実施例の概要を説
明図。
明図。
【図２】超電導導体の別の例を示す説明図。
【図３】超電導導体の別の例を示す説明図。
【図４】Ｊｃ−Ｂ特性図。
１ａ、１ｂ、５ａ及び５ｂ 酸化物系超電導線材 ２ 酸化物系超電導のコア ３ Ａｇの被覆 ４ 導線 ６ 中空パイプ ７ 低温半田 ８ 安定化材 ９ 電気絶縁層
Claims (1)
- 【請求項１】常電導金属の被覆材を含む酸化物系超電導
線材を複数本集合した導体であって、前記線材の少なく
とも一部として、臨界電流密度以上の電流密度下で抵抗
値の低い線材を用いたことを特徴とする超電導集合導
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264550A JPH05109323A (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 超電導集合導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264550A JPH05109323A (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 超電導集合導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109323A true JPH05109323A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17404829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3264550A Pending JPH05109323A (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 超電導集合導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109323A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747975A1 (en) * | 1995-06-08 | 1996-12-11 | PIRELLI CAVI S.p.A. | Process for producing a multifilamentary superconducting tape and electrically conductive element comprising said tape |
| EP1067566A1 (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-10 | Tohoku University | Magnetic flux flow resistive magnet |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP3264550A patent/JPH05109323A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747975A1 (en) * | 1995-06-08 | 1996-12-11 | PIRELLI CAVI S.p.A. | Process for producing a multifilamentary superconducting tape and electrically conductive element comprising said tape |
| EP1067566A1 (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-10 | Tohoku University | Magnetic flux flow resistive magnet |
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