JPH0636625A - 超電導導体 - Google Patents

超電導導体

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JPH0636625A
JPH0636625A JP4192296A JP19229692A JPH0636625A JP H0636625 A JPH0636625 A JP H0636625A JP 4192296 A JP4192296 A JP 4192296A JP 19229692 A JP19229692 A JP 19229692A JP H0636625 A JPH0636625 A JP H0636625A
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JP
Japan
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aluminum
superconducting conductor
superconducting
current
copper
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Pending
Application number
JP4192296A
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English (en)
Inventor
Tsuneaki Minato
恒明 湊
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0636625A publication Critical patent/JPH0636625A/ja
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    • 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

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常電状態での発熱量(電気抵抗損失)を可能
な限り低減し、一旦常電導状態になった超電導導体の超
電導状態への復帰を容易にすることを可能にした超電導
導体を提供する。 【構成】 安定化材としての銅1とアルミニウム4との
境界の一部を、銅1とアルミニウム4との間の電流の流
れを遮る絶縁材8で区切る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複数種類の安定化材
を備えて構成される超電導導体に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、例えば「第43回(1990
年)春季低温工学・超電導学会予稿集48頁」に示され
た従来の超電導導体を示す断面図であり、図において、
符号1は安定化材としての銅、2は超電導素線、3は多
数の超電導素線2を撚り合わせて形成された超電導撚
線、4と5は安定化材としてのアルミニウムと銅、6は
アルミニウムと銅とからなる安定化材として複合金属、
そして、符号7はこれらの素材を接合する鉛錫はんだで
ある。
【0003】このような構成において、超電導導体は液
体ヘリウム等の冷媒によって約−267℃の極低温に冷
却されると、超電導素線2が超電導状態となるため、抵
抗損失無しで電流を流すことができる。また、この性質
を利用して超電導導体を巻回して磁界を発生するマグネ
ットを製作し、超電導導体に電流を流すと、通電中は、
外部磁界および超電導導体自身に流れる電流によって電
磁力が働き、このために導体が動いたりすると、そのと
きの摩擦によって発熱し、瞬間的に超電導導体の温度が
上昇して常電導状態に至る場合がある。
【0004】このとき、電流は超電導素線2を流れない
で電気抵抗の小さいアルミニウム4または銅1および5
を流れる。このとき、アルミニウム4または銅1および
5は常電導物質であるため、抵抗損失による発熱を免れ
ないが、発熱量が冷媒によって除去可能な、超電導導体
の温度が超電導状態に復帰できる程度の極僅かであれ
ば、超電導導体は再度超電導状態となり、元のように通
電可能になる。
【0005】なお、上記記載では、外部磁界と超電導導
体に流れる電流による電磁力によって、超電導導体に常
電状態が発生する場合について説明したが、外部の変動
磁界による渦電流による発熱や外部からの機械的騒乱に
よっても常電状態が発生する場合があり、この場合に
も、同様の動作により超電導導体は再度、超電導状態と
なり、元のように通電可能になる。
【0006】実際、高純度アルミニウムの極低温下の電
気抵抗率は1×10-11 Ωmであり、また、電気銅の電
気抵抗率は1×10-10 Ωmと非常に小さく、導体を適
当な断面積にすれば、前記のように超電導導体が例え一
旦常電状態になったとしても超電導状態に復帰する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導導体は以
上のように構成されているので、冷却状態では電気抵抗
損失の無い状態で電流を流すことができるが、外部から
印加された磁界がある場合、なんらかの騒乱によって超
電導導体の温度が上がって常電状態になり、安定化材に
電流が流れる状態になったとき、安定化材に流れる電流
と磁界との相互作用によって超電導導体の断面内に電界
が生ずる(ホール効果)。
【0008】このとき、安定化材として全て同質の金属
が使用されている場合には、一様な電界が生ずるのみ
で、特に支障を来すことはないが、安定化材の材質が異
なると、生ずる磁界も異なるので、超電導導体の断面内
を循環する電流が発生し、その結果、冷媒では対処でき
ないほどに発熱量が増大するという課題があった。
【0009】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、常電状態での発熱量(電気抵抗
損失)を可能な限り低減すると共に一旦常電導状態にな
った超電導導体の超電導状態への復帰を容易にすること
を可能にした超電導導体を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項第
1項記載の超電導導体は、安定化材間の境界の一部を前
記安定化材間の電流の流れを遮る絶縁材または前記安定
化材間の電流の流れを抑制する、高抵抗率を有する金属
で区切ることにより構成されている。
【0011】また、この発明に係る請求項第2項記載の
超電導導体は、安定化材間の境界の全周を前記安定化材
間の電流の流れを抑制する、高抵抗率を有する金属で区
切ることにより構成されている。
【0012】
【作用】この発明に係る請求項第1項記載の超電導導体
おいては、安定化材間の境界に設けられた絶縁材または
高抵抗率を有する金属によって超電導導体の断面内に発
生する循環電流が遮られるか、または著しく抑制される
ので、超電導導体が常電状態になったときに発生する熱
量がきわめて小さく、したがって、冷媒によって容易に
超電導状態に復帰される。
【0013】また、この発明に係る請求項第2項記載の
超電導導体おいては、安定化材間の境界に設けられた絶
縁材または高抵抗率を有する金属によって、さらに、超
電導導体の剛性の向上が図れる。
【0014】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明に係る請求項第1項記載の
超電導導体の第1実施例の断面図であり、図において、
前記従来例と同一部分および相当する部分は、同一符号
を付し、その説明を省略する。符号8は銅1とアルミニ
ウム4間の電気的接続を絶縁する絶縁材である。
【0015】絶縁材8は銅1とアルミニウム4との境界
に介在され、この絶縁材8によって銅1とアルミニウム
4間の電流の流れが遮断されている。絶縁材8には、超
電導導体の製造時の温度に充分耐えられるもの、例えば
ポリアミド樹脂、セラミックス等が使用されている。
【0016】このような構成において、超電導導体は液
体ヘリウム等の冷媒によって約−267℃の極低温に冷
却されると、超電導素線2が超電導状態となるため、抵
抗損失無しで電流を流すことができる。また、この性質
を利用して超電導導体を巻回して磁界を発生するマグネ
ットを製作し、超電導導体に電流を流すと、通電中は、
外部磁界および超電導導体自身に流れる電流によって電
磁力が働き、このために導体が動いたりすると、そのと
きの摩擦によって発熱し、瞬間的に超電導導体の温度が
上昇して常電導状態となる場合がある。
【0017】このとき、電流は超電導素線2を流れない
で電気抵抗の小さいアルミニウム4または銅線1および
5を流れる。アルミニウム4または銅1および5は常電
導物質であるため、抵抗損失によって発熱するを免れな
い。また、磁界中で銅1と5およびアルミニウム4に電
流が流れるため、電流と磁界との相互作用(ホール効
果)によって超電導導体の断面内に電界が生ずる。
【0018】しかし、銅線とアルミニウム4との境界に
絶縁材8が介在され、この絶縁材8によって銅1とアル
ミニウム4とが電気的に絶縁されているので、断面内に
は電流は生じず、絶縁物を介在しない場合より発熱量は
小さい。このときの熱量が冷媒によって除去でき、超電
導導体の温度が超電導状態に復帰できる程度のごく僅か
な量であれば、超電導導体は再度超電導状態となり、も
とのように通電でき、したがって、冷却状態で安定して
電流を流すことができる。
【0019】また、外部から印加された磁界がある場
合、なんらかの騒乱によって超電導導体の温度が上がっ
て常電状態になり、安定化材として銅1,5およびアル
ミニウム4に電流が流れる状態になったとき、安定化材
に流れる電流と磁界との相互作用によって超電導導体の
断面内に電界が生じた(ホール効果)としても、安定化
材としての銅1とアルミニウム4との境界に絶縁材8が
介在されているので、超電導導体の断面内に電流が生じ
ず、したがって発熱もないので、安定性が低下するとい
うことはない。
【0020】実施例2.図2はこの発明に係る請求項第
1項記載の超電導導体の第2実施例を示したものであ
り、図において、実施例1と同一部分および相当する部
分には同一符号を付しその説明を省略する。符号9は安
定化材としてのアルミニウム、10はアルミニウム9と
銅1間およびアルミニウム9,9間の電気的接続を絶縁
する絶縁材である。
【0021】アルミニウム9は超電導素線2の周囲に上
下・左右にそれぞれ対称に複数本設置され、絶縁材10
はアルミニウム9と銅1間および隣合うアルミニウム
9,9間の境界にそれぞれ介在されている。また、絶縁
材10はアルミニウム9と同様に超電導素線2の周囲に
上下・左右にそれぞれ対称に設置されている。
【0022】この実施例によれば、アルミニウム9が超
電導導体の断面内に複数本あってもアルミニウム9と銅
1間および隣合うアルミニウム9,9間の境界に絶縁材
10が介在されていれば、実施例1と同様の効果を奏す
る。また、アルミニウム9および絶縁材10が超電導導
体の断面内に対称に配置されているので、コイルを巻回
するときに超電導導体の曲げ方向によって曲げ特性が変
わることがなく、曲げ加工がし易いという効果がある。
【0023】実施例3.図3はこの発明に係る請求項第
1項記載の超電導導体の第3実施例を示したものであ
り、図において、実施例1と同一部分および相当する部
分には同一符号を付しその説明を省略する。符号11は
アルミニウム4と銅1間の電流の流れを可能な限り抑制
する高抵抗率を有する金属である。高抵抗率を有する金
属材11には、例えば銅ニッケル合金のような極低温に
おける電気抵抗率が銅の1000倍程度有するものが使
用されている。
【0024】この実施例によれば、超電導導体の断面内
の電流を実質的に0とすることができ、絶縁材を使用し
たのと同等の効果を奏すると共に、鉛錫ハンダによる超
電導導体の接合が改善でき、さらに、超電導導体の剛性
を高めることができるという効果がある。なお、高抵抗
率を有する金属材としては、銅ニッケル合金に限られる
ものではなく、電気抵抗率の高い性質を有するステンレ
ス鋼を使用しても同様の効果を奏し、さらに、ステンレ
ス鋼として非磁性ステンレス鋼を使用すれば、超電導導
体によって構成されるコイルは磁界精度の良好なものが
得られるという効果がある。
【0025】実施例4.図4はこの発明に係る請求項第
2項記載の超電導導体の第1実施例を示したものであ
り、図において、実施例1と同一部分および相当する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。符号12
はアルミニウム4と超電導素線2および銅1間の電流の
流れを可能な限り抑制する高抵抗率を有する金属材であ
る。高抵抗率を有する金属12はアルミニウム4の周囲
を超電導素線2および銅1と完全に仕切るように介在さ
れている。
【0026】この実施例によれば、高抵抗率を有する金
属材12がアルミニウム4の周囲を完全に取り巻くよう
に設置されているので、超電導導体の剛性がより高めら
れるという効果がある。なお、超電導導体の断面寸法に
比べて超電導導体の長さは十分に長いので、安定化材と
してのアルミニウム4の周囲の全てに高抵抗率の金属1
2が介在されていても、超電導導体が常電状態になった
場合に超電導素線からアルミニウム4に電流が移行する
のに問題はない。
【0027】実施例5.図5はこの発明に係る請求項第
2項記載の第2実施例を示したものであり、図におい
て、実施例1と同一部分および相当する部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。符号13は超電導導体
の断面内の電流の流れを可能な限り抑制する高抵抗率を
有するの金属材である。高抵抗率を有する金属13は銅
1の断面内に、図上、上下方向への電流の流れを遮るよ
うに設置されている。
【0028】この実施例にれば、安定化材としてのアル
ミニウム4と超電導素線2間の電気的接続を確保しつ
つ、超電導導体断面内の電流の流れを抑制して安定性を
確保できるという効果がある。
【0029】実施例6.図6はこの発明に係る請求項第
2項記載の第3実施例を示したものであり、図におい
て、実施例1と同一部分および相当する部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。符号14は安定化材と
してのアルミニウム、15はアルミニウム14と超電導
素線2および銅1間の電流の流れを可能な限り抑制する
高抵抗率を有する金属である。
【0030】アルミニウム14は小断面に形成され、複
数個設置されている。また、高抵抗率を有する金属15
は各アルミニウム14の周囲に、アルミニウム14を完
全に取り巻くようにそれぞれ設置されている。この実施
例にれば、アルミニウム14と高抵抗率を有する金属材
15のそれぞれの断面が小さいので、部品の単長が長く
取れ、長尺の超電導導体を製造できるという効果があ
る。
【0031】
【発明の効果】この発明に係る請求項第1項記載の超電
導導体は以上のように構成され、安定化材間の境界の一
部を、前記安定化材間の電流の流れを遮る絶縁材または
前記安定化材間の電流の流れを抑制する、高抵抗率を有
する金属で区切られているので、超電導導体が一時的に
常電状態になったとしても、超電導導体の断面内を流れ
る電流は全くないか、あってもきわめて少ないので、抵
抗損失による発熱量がきわめて少なく安定な超電導導体
が得られる効果がある。
【0032】また、請求項第2項記載の超電導導体によ
れば、安定化材間の境界の全周を、前記安定化材間の電
流の流れを抑制する、高抵抗率を有する金属で区切られ
ているので、前記効果に加え、さらに剛性の高い超電導
導体が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る請求項第1項記載の超電導導体
の第1実施例を示す断面図である。
【図2】この発明に係る請求項第1項記載の超電導導体
の第2実施例を示す断面図である。
【図3】この発明に係る請求項第1項記載の超電導導体
の第3実施例を示す断面図である。
【図4】この発明に係る請求項第2項記載の超電導導体
の第1実施例を示す断面図である。
【図5】この発明に係る請求項第2項記載の超電導導体
の第2実施例を示す断面図である。
【図6】この発明に係る請求項第2項記載の超電導導体
の第3実施例を示す断面図である。
【図7】従来の超電導導体を示す断面図である。
【符号の説明】
1 銅(安定化材) 4 アルミニウム(安定化材) 5 銅(安定化材) 8 絶縁材 9 アルミニウム(安定化材) 10 絶縁材 11 高抵抗率を有する金属 12 高抵抗率を有する金属 13 高抵抗率を有する金属 14 アルミニウム(安定化材) 15 高抵抗率を有する金属

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数種類の安定化材を備えて構成される
    超電導導体において、前記安定化材間の境界の一部を、
    前記安定化材間の電流の流れを遮る絶縁材または前記安
    定化材間の電流の流れを抑制する、高抵抗率を有する金
    属で区切ったことを特徴とする超電導導体。
  2. 【請求項2】 複数種類の安定化材を備えて構成される
    超電導導体において、前記安定化材間の境界の全周を、
    前記安定化材間の電流の流れを抑制する、高抵抗率を有
    する金属で区切ったことを特徴とする超電導導体。
JP4192296A 1992-07-20 1992-07-20 超電導導体 Pending JPH0636625A (ja)

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Citations (6)

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