JPH0512843B2 - - Google Patents
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- JPH0512843B2 JPH0512843B2 JP6476884A JP6476884A JPH0512843B2 JP H0512843 B2 JPH0512843 B2 JP H0512843B2 JP 6476884 A JP6476884 A JP 6476884A JP 6476884 A JP6476884 A JP 6476884A JP H0512843 B2 JPH0512843 B2 JP H0512843B2
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- insulating layer
- coil
- superconducting magnet
- voidless
- lining
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は超電導マグネツトコイルに関するもの
である。
である。
第１図には超電導マグネツトコイルの従来例が
示されている。同図に示されているように超電導
マグネツトコイルは銅ベースに超電導線を埋設し
た導体１をレヤー絶縁２を介して円形状に巻回し
た単位コイル１ａ、この単位コイル１ａを絶縁ス
ペーサ３を介して積層し、かつこれら積層した単
位コイル１ａを収納するコイル枠４、このコイル
枠４と単位コイル１ａとの間に挿入した内張絶縁
層５等より構成されている。
示されている。同図に示されているように超電導
マグネツトコイルは銅ベースに超電導線を埋設し
た導体１をレヤー絶縁２を介して円形状に巻回し
た単位コイル１ａ、この単位コイル１ａを絶縁ス
ペーサ３を介して積層し、かつこれら積層した単
位コイル１ａを収納するコイル枠４、このコイル
枠４と単位コイル１ａとの間に挿入した内張絶縁
層５等より構成されている。
このように構成された超電導マグネツトコイル
は通常の常電導コイルと異なり冷媒として液体ヘ
リウムが用いられるため、4.2K（−269℃）の極
低温に曝されるが、その励磁において超電導状態
で稼動中には端子間、接地間の電圧は僅少であ
る。しかし稼動中に何等かの原因で導体１のず
れ、構造材などのひび割れ等の機械的擾乱により
超電導状態が破れてクエンチすなわち常電導転移
すると、数千Ｖの誘起電圧が発生し、クエンチに
伴う導体１の発熱によつて液体ヘリウムが気化さ
れ、ヘリウムガスの部分ができる。
は通常の常電導コイルと異なり冷媒として液体ヘ
リウムが用いられるため、4.2K（−269℃）の極
低温に曝されるが、その励磁において超電導状態
で稼動中には端子間、接地間の電圧は僅少であ
る。しかし稼動中に何等かの原因で導体１のず
れ、構造材などのひび割れ等の機械的擾乱により
超電導状態が破れてクエンチすなわち常電導転移
すると、数千Ｖの誘起電圧が発生し、クエンチに
伴う導体１の発熱によつて液体ヘリウムが気化さ
れ、ヘリウムガスの部分ができる。
このようにヘリウムガスの部分ができたヘリウ
ムガス状態下においては、一般に電気的に放電し
易くなり、短絡事故を起し易く、とりわけ内張絶
縁層５の接地間短絡事故が発生し易くなるが、そ
れは次に述べるような理由からである。すなわち
内張絶縁層５は第２図にも示されているように、
一般にガラス基材６にポリエステルレジンを手塗
り、手重ねする所謂ハンドレイアツプによつて作
られたハンドレイアツプ絶縁層より形成されてい
る。これは単位コイル１ａとコイル枠４との間の
電気的絶縁および寸法調整を行なうのに都合がよ
いので多用されているが、ハンドレイアツプなの
でどうしても絶縁層内にボイド７が多数残つてし
まうからである。一旦短絡事故が発生するとその
修理に莫大な費用と日数とが費されるのみなら
ず、その他の部分でも同じような事故が発生する
ようになる。
ムガス状態下においては、一般に電気的に放電し
易くなり、短絡事故を起し易く、とりわけ内張絶
縁層５の接地間短絡事故が発生し易くなるが、そ
れは次に述べるような理由からである。すなわち
内張絶縁層５は第２図にも示されているように、
一般にガラス基材６にポリエステルレジンを手塗
り、手重ねする所謂ハンドレイアツプによつて作
られたハンドレイアツプ絶縁層より形成されてい
る。これは単位コイル１ａとコイル枠４との間の
電気的絶縁および寸法調整を行なうのに都合がよ
いので多用されているが、ハンドレイアツプなの
でどうしても絶縁層内にボイド７が多数残つてし
まうからである。一旦短絡事故が発生するとその
修理に莫大な費用と日数とが費されるのみなら
ず、その他の部分でも同じような事故が発生する
ようになる。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
信頼性の向上を可能とした超電導マグネツトコイ
ルを提供することを目的とするものである。
信頼性の向上を可能とした超電導マグネツトコイ
ルを提供することを目的とするものである。
すなわち本発明は導体をレヤー絶縁を介して円
形状に巻回した単位コイルと、この単位コイルを
絶縁スペーサを介して積層し、かつこれら積層し
た単位コイルを収納するコイル枠と、このコイル
枠と前記単位コイルとの間に挿入した内張絶縁層
とを備えた超電導マグネツトコイルにおいて、前
記内張絶縁層をボイドレス絶縁層とハンドレイア
ツプ絶縁層とから構成したことを特徴とするもの
であり、これによつて内張絶縁層はボイドレス絶
縁層とハンドレイアツプ絶縁層とから構成される
ようになる。
形状に巻回した単位コイルと、この単位コイルを
絶縁スペーサを介して積層し、かつこれら積層し
た単位コイルを収納するコイル枠と、このコイル
枠と前記単位コイルとの間に挿入した内張絶縁層
とを備えた超電導マグネツトコイルにおいて、前
記内張絶縁層をボイドレス絶縁層とハンドレイア
ツプ絶縁層とから構成したことを特徴とするもの
であり、これによつて内張絶縁層はボイドレス絶
縁層とハンドレイアツプ絶縁層とから構成される
ようになる。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第３図には本発明の一実施例が示されてい
る。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したの
で説明を省略する。本実施例では内張絶縁層５ａ
をボイドレス絶縁層８とハンドレイアツプ絶縁層
９とから構成した。このようにすることにより内
張絶縁層５ａはボイドレス絶縁層８とハンドレイ
アツプ絶縁層９とから構成されるようになつて、
信頼性の向上を可能とした超電導マグネツトコイ
ルを得ることができる。
する。第３図には本発明の一実施例が示されてい
る。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したの
で説明を省略する。本実施例では内張絶縁層５ａ
をボイドレス絶縁層８とハンドレイアツプ絶縁層
９とから構成した。このようにすることにより内
張絶縁層５ａはボイドレス絶縁層８とハンドレイ
アツプ絶縁層９とから構成されるようになつて、
信頼性の向上を可能とした超電導マグネツトコイ
ルを得ることができる。
すなわち内張絶縁層５ａをボイドレス絶縁層８
とハンドレイアツプ絶縁層９とで構成したが、ハ
ンドレイアツプ絶縁層９にはガラス基材６にポリ
エステルレジンを手塗り、手重ねしたものを使用
し、ボイドレス絶縁層８にはハンドレイアツプ絶
縁層９より薄いガラス繊維強化プラスチツクすな
わちGFRPを使用し、かつこのGFRPをハンドレ
イアツプ絶縁層９の外側に配設するようにした。
そしてGFRPには密度が1.5から2.0ｇ／cm3で厚さ
が0.2mmのボイドレスGFRP例えば日立化成(株)の
VGT−F7036を使用した。このようにすること
により内張絶縁層５ａの電気的特性が向上するよ
うになつて、クエンチ時の接地間短絡事故が防止
されるようになり、超電導マグネツトコイルの信
頼性を向上することができる。
とハンドレイアツプ絶縁層９とで構成したが、ハ
ンドレイアツプ絶縁層９にはガラス基材６にポリ
エステルレジンを手塗り、手重ねしたものを使用
し、ボイドレス絶縁層８にはハンドレイアツプ絶
縁層９より薄いガラス繊維強化プラスチツクすな
わちGFRPを使用し、かつこのGFRPをハンドレ
イアツプ絶縁層９の外側に配設するようにした。
そしてGFRPには密度が1.5から2.0ｇ／cm3で厚さ
が0.2mmのボイドレスGFRP例えば日立化成(株)の
VGT−F7036を使用した。このようにすること
により内張絶縁層５ａの電気的特性が向上するよ
うになつて、クエンチ時の接地間短絡事故が防止
されるようになり、超電導マグネツトコイルの信
頼性を向上することができる。
第４図には本発明の他の実施例が示されてい
る。本実施例では内張絶縁層５ｂを、GFRPから
なるボイドレス絶縁層８をハンドレイアツプ絶縁
層９の間に介在させて構成した。この場合にも内
張絶縁層５ｂの電気的特性がよくなつて、前述の
場合と同様な作用効果を奏することができる。
る。本実施例では内張絶縁層５ｂを、GFRPから
なるボイドレス絶縁層８をハンドレイアツプ絶縁
層９の間に介在させて構成した。この場合にも内
張絶縁層５ｂの電気的特性がよくなつて、前述の
場合と同様な作用効果を奏することができる。
以上の実施例について交流絶縁破壊電圧および
課電寿命特性を従来例の内張絶縁層と比較検討し
たが、その結果を次に述べる。
課電寿命特性を従来例の内張絶縁層と比較検討し
たが、その結果を次に述べる。
第５図には第２図記載の内張絶縁層５を従来例
のＡとし、第３図記載のそれ５ａを実施例のＢと
し、第４図記載のそれ５ｂを実施例のＣとした場
合の交流絶縁破壊電圧特性が示されている。同図
は縦軸に交流絶縁破壊電圧をとり、横軸に試料を
とつて試料による交流絶縁破壊電圧の変化を示し
たものであるが、測定は厚さがいずれも１mm（実
施例Ａ、Ｂはボイドレス絶縁層の厚さがいずれも
0.2mm）の試料Ａ、Ｂ、Ｃを70mm角に切断し、こ
れを球対平板電極を用い液体窒素中（77Kすなわ
ち−196℃）で行なつた。同図から明らかなよう
に実施例Ｂ、Ｃはいずれも従来例Ａに比べ交流絶
縁破壊電圧が高く、交流絶縁破壊電圧特性がすぐ
れているのが認められた。これはボイドレス絶縁
層をハンドレイアツプ絶縁層と組合せて使用した
ためである。
のＡとし、第３図記載のそれ５ａを実施例のＢと
し、第４図記載のそれ５ｂを実施例のＣとした場
合の交流絶縁破壊電圧特性が示されている。同図
は縦軸に交流絶縁破壊電圧をとり、横軸に試料を
とつて試料による交流絶縁破壊電圧の変化を示し
たものであるが、測定は厚さがいずれも１mm（実
施例Ａ、Ｂはボイドレス絶縁層の厚さがいずれも
0.2mm）の試料Ａ、Ｂ、Ｃを70mm角に切断し、こ
れを球対平板電極を用い液体窒素中（77Kすなわ
ち−196℃）で行なつた。同図から明らかなよう
に実施例Ｂ、Ｃはいずれも従来例Ａに比べ交流絶
縁破壊電圧が高く、交流絶縁破壊電圧特性がすぐ
れているのが認められた。これはボイドレス絶縁
層をハンドレイアツプ絶縁層と組合せて使用した
ためである。
第６図には縦軸に課電電界をとり、横軸に寿命
時間をとつて寿命時間と課電電界との関係が示さ
れているが、この課電寿命特性測定は常温、１気
圧のガスヘリウム中で行なつた。この特性測定に
は本実施例Ｂ、Ｃにハンドレイアツプ絶縁層と組
合わせ使用した0.2mm厚のボイドレス絶縁層
（GFRP）も試料Ｄとして検討した。試料Ａ、Ｂ
およびＣの厚さはいずれも前述の場合のそれと同
じである。同図から明らかなように本実施例の
Ｂ、Ｃは従来例Ａに比べて同一寿命時間に対する
課電電界が非常に高く、課電寿命特性のすぐれて
いるのが認められた。なお試料Ｄは厚さが0.2mm
と他のものに比べて1/5と薄いにもかかわらず、
その課電寿命特性のすぐれているのが認められた
が、これはボイドレスのためである。
時間をとつて寿命時間と課電電界との関係が示さ
れているが、この課電寿命特性測定は常温、１気
圧のガスヘリウム中で行なつた。この特性測定に
は本実施例Ｂ、Ｃにハンドレイアツプ絶縁層と組
合わせ使用した0.2mm厚のボイドレス絶縁層
（GFRP）も試料Ｄとして検討した。試料Ａ、Ｂ
およびＣの厚さはいずれも前述の場合のそれと同
じである。同図から明らかなように本実施例の
Ｂ、Ｃは従来例Ａに比べて同一寿命時間に対する
課電電界が非常に高く、課電寿命特性のすぐれて
いるのが認められた。なお試料Ｄは厚さが0.2mm
と他のものに比べて1/5と薄いにもかかわらず、
その課電寿命特性のすぐれているのが認められた
が、これはボイドレスのためである。
このように本実施例によれば内張絶縁層の電気
的特性を従来に比べ大幅に向上することができる
ので、その接地間短絡事故を防止して超電導マグ
ネツトコイルの信頼性が向上できるのみならず、
内張絶縁層の厚さを薄くして超電導マグネツトコ
イルを小形化することができる。
的特性を従来に比べ大幅に向上することができる
ので、その接地間短絡事故を防止して超電導マグ
ネツトコイルの信頼性が向上できるのみならず、
内張絶縁層の厚さを薄くして超電導マグネツトコ
イルを小形化することができる。
なお本実施例ではボイドレス絶縁層にGFRPを
使用したが、ボイドレスのフイルム材を使用して
もよく、またはこれら両者を組合せ使用するよう
にしてもよい。
使用したが、ボイドレスのフイルム材を使用して
もよく、またはこれら両者を組合せ使用するよう
にしてもよい。
なおまた本実施例ではハンドレイアツプ絶縁層
にポリエステルレジンを使用するようにしたが、
これのみに限るものではなくエポキシレジンを使
用するようにしてもよい。
にポリエステルレジンを使用するようにしたが、
これのみに限るものではなくエポキシレジンを使
用するようにしてもよい。
上述のように本発明は内張絶縁層の電気的特性
が向上するようになつて、接地間短絡事故の発生
が防止されるようになり、信頼性の向上を可能と
した超電導マグネツトコイルを得ることができ
る。
が向上するようになつて、接地間短絡事故の発生
が防止されるようになり、信頼性の向上を可能と
した超電導マグネツトコイルを得ることができ
る。
第１図は従来の超電導マグネツトコイルの斜視
図、第２図は従来の超電導マグネツトコイルの内
張絶縁層の縦断側面図、第３図は本発明の超電導
マグネツトコイルの一実施例の内張絶縁層の縦断
側面図、第４図は本発明の超電導マグネツトコイ
ルの他の実施例の内張絶縁層の縦断側面図、第５
図は超電導マグネツトコイルの従来例および実施
例の内張絶縁層の交流絶縁破壊電圧特性図、第６
図は超電導マグネツトの従来例、実施例の内張絶
縁層およびボイドレス絶縁層の寿命時間と課電電
界との関係を示す特性図である。 １……導体、１ａ……単位コイル、２……レヤ
ー絶縁、３……絶縁スペーサ、４……コイル枠、
５ａ，５ｂ……内張絶縁層、６……ガラスクロス
（ガラス基材）、７……ボイド、８……ボイドレス
絶縁層、９……ハンドレイアツプ絶縁層。
図、第２図は従来の超電導マグネツトコイルの内
張絶縁層の縦断側面図、第３図は本発明の超電導
マグネツトコイルの一実施例の内張絶縁層の縦断
側面図、第４図は本発明の超電導マグネツトコイ
ルの他の実施例の内張絶縁層の縦断側面図、第５
図は超電導マグネツトコイルの従来例および実施
例の内張絶縁層の交流絶縁破壊電圧特性図、第６
図は超電導マグネツトの従来例、実施例の内張絶
縁層およびボイドレス絶縁層の寿命時間と課電電
界との関係を示す特性図である。 １……導体、１ａ……単位コイル、２……レヤ
ー絶縁、３……絶縁スペーサ、４……コイル枠、
５ａ，５ｂ……内張絶縁層、６……ガラスクロス
（ガラス基材）、７……ボイド、８……ボイドレス
絶縁層、９……ハンドレイアツプ絶縁層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導体をレヤー絶縁を介して円形状に巻回した
単位コイルと、この単位コイルを絶縁スペーサを
介して積層し、かつこれら積層した単位コイルを
収納するコイル枠と、このコイル枠と前記単位コ
イルとの間に挿入した内張絶縁層とを備えた超電
導マグネツトコイルにおいて、前記内張絶縁層を
ボイドレス絶縁層とハンドレイアツプ絶縁層とか
ら構成したことを特徴とする超電導マグネツトコ
イル。 ２ 前記ハンドレイアツプ絶縁層が、ガラスクロ
スにレジンを塗込んで形成されたものである特許
請求の範囲第１項記載の超電導マグネツトコイ
ル。 ３ 前記ボイドレス絶縁層が、前記ハンドレイア
ツプ絶縁層より薄いガラス繊維強化プラスチツ
ク、フイルム材の少なくともひとつで形成された
ものである特許請求の範囲第１項記載の超電導マ
グネツトコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6476884A JPS60207309A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 超電導マグネツトコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6476884A JPS60207309A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 超電導マグネツトコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60207309A JPS60207309A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH0512843B2 true JPH0512843B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=13267700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6476884A Granted JPS60207309A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 超電導マグネツトコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60207309A (ja) |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6476884A patent/JPS60207309A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60207309A (ja) | 1985-10-18 |
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