JPH07294582A - クエンチ検出装置 - Google Patents
クエンチ検出装置Info
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- JPH07294582A JPH07294582A JP8844494A JP8844494A JPH07294582A JP H07294582 A JPH07294582 A JP H07294582A JP 8844494 A JP8844494 A JP 8844494A JP 8844494 A JP8844494 A JP 8844494A JP H07294582 A JPH07294582 A JP H07294582A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】交流電流路にパワーリードとして介挿された酸
化物超電導体リードのクエンチを検出するためのクエン
チ検出装置を提供する。 【構成】パワーリード３における外部リード１１に近接
させてピックアップコイル２２を設け、このピックアッ
プコイル２２に誘起された誘起電圧で酸化物超電導体リ
ード６の両端間に現れる誘導性起電圧を打消すようにピ
ックアップコイル２２と酸化物超電導体リード６とを計
測線２３，２４で直列に接続している。この直列回路の
両端を増幅器２５の入力端に接続し、増幅器２５の出力
電圧Ｖ1 と基準電圧Ｖ0 とを比較器２７で比較し、出力
電圧Ｖ1 が基準電圧Ｖ0 を越えたときに比較器２７から
クエンチ発生信号Ｓを出力させている。
化物超電導体リードのクエンチを検出するためのクエン
チ検出装置を提供する。 【構成】パワーリード３における外部リード１１に近接
させてピックアップコイル２２を設け、このピックアッ
プコイル２２に誘起された誘起電圧で酸化物超電導体リ
ード６の両端間に現れる誘導性起電圧を打消すようにピ
ックアップコイル２２と酸化物超電導体リード６とを計
測線２３，２４で直列に接続している。この直列回路の
両端を増幅器２５の入力端に接続し、増幅器２５の出力
電圧Ｖ1 と基準電圧Ｖ0 とを比較器２７で比較し、出力
電圧Ｖ1 が基準電圧Ｖ0 を越えたときに比較器２７から
クエンチ発生信号Ｓを出力させている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電流路にパワーリ
ードとして介挿された酸化物超電導体リードのクエンチ
を検出するクエンチ検出装置に関する。
ードとして介挿された酸化物超電導体リードのクエンチ
を検出するクエンチ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、最近の超電導技術の発展
は目覚ましく、直流超電導磁石の高性能化、小型化を実
現するとともに交流機器への応用へと進んでいる。超電
導を利用した直流機器と交流機器との大きな違いは、直
流機器では永久電流モードで運転できるが、交流機器で
はそれができない点にある。
は目覚ましく、直流超電導磁石の高性能化、小型化を実
現するとともに交流機器への応用へと進んでいる。超電
導を利用した直流機器と交流機器との大きな違いは、直
流機器では永久電流モードで運転できるが、交流機器で
はそれができない点にある。
【０００３】すなわち、直流超電導機器では、一度励磁
し、その状態で永久電流スイッチを閉成することによっ
て永久電流モードに移行できる。したがって、永久電流
モードに移行した後は、励磁時に用いた電力導入リード
（以後、パワーリードと呼ぶ。）を必要としないため、
これを取り外すことができる。このため、パワーリード
としては、銅などで形成された金属製リードが広く使用
されている。しかし、交流超電導機器においては永久電
流モードに移行できないので、パワーリードを取り外す
ことはできない。
し、その状態で永久電流スイッチを閉成することによっ
て永久電流モードに移行できる。したがって、永久電流
モードに移行した後は、励磁時に用いた電力導入リード
（以後、パワーリードと呼ぶ。）を必要としないため、
これを取り外すことができる。このため、パワーリード
としては、銅などで形成された金属製リードが広く使用
されている。しかし、交流超電導機器においては永久電
流モードに移行できないので、パワーリードを取り外す
ことはできない。
【０００４】超電導機器は、通常、クライオスタット内
に収容され、極低温に保たれた状態で運転される。パワ
ーリードは、クライオスタット内の超電導機器と外部電
源あるいは外部回路とを接続する役目を果たす。したが
って、交流超電導機器のようにパワーリードを取り外す
ことができないものにおいて、熱伝導性のよい金属製の
パワーリードを用いると、このパワーリードを介してク
ライオスタット内に侵入する熱量が増大し、冷却媒体に
多大なロスを与えることになる。
に収容され、極低温に保たれた状態で運転される。パワ
ーリードは、クライオスタット内の超電導機器と外部電
源あるいは外部回路とを接続する役目を果たす。したが
って、交流超電導機器のようにパワーリードを取り外す
ことができないものにおいて、熱伝導性のよい金属製の
パワーリードを用いると、このパワーリードを介してク
ライオスタット内に侵入する熱量が増大し、冷却媒体に
多大なロスを与えることになる。
【０００５】このような不具合を解消するために、交流
超電導機器に用いられるパワーリードの一部、たとえば
パワーリードのうちのクライオスタット内に位置してい
る部分の一部を最近開発が進んでいる高温超電導物質で
ある酸化物超電導体で構成することが考えられている。
酸化物超電導体は、熱伝導特性が金属に比べて非常に悪
く、また超電導物質であるため臨界温度以下で電気抵抗
が零になるという特性を合せ持ち、パワーリードには最
適な特性を有している。
超電導機器に用いられるパワーリードの一部、たとえば
パワーリードのうちのクライオスタット内に位置してい
る部分の一部を最近開発が進んでいる高温超電導物質で
ある酸化物超電導体で構成することが考えられている。
酸化物超電導体は、熱伝導特性が金属に比べて非常に悪
く、また超電導物質であるため臨界温度以下で電気抵抗
が零になるという特性を合せ持ち、パワーリードには最
適な特性を有している。
【０００６】しかし、酸化物超電導体リードにあって
も、臨界電流以上の電流が流れたり、臨界磁界を越える
磁場が印加されたりした場合には、超電導状態から常電
導状態に転移（クエンチ）する。このようにクエンチが
起こると、酸化物超電導体リードに発生した抵抗成分Ｒ
と流れている電流Ｉおよび印加時間ｔで決定されるジュ
ール熱（Ｉ2 ・Ｒ・ｔ）が酸化物超電導体リード自身に
加わり、この結果として溶断事故や酸化物超電導体リー
ド自身の特性劣化等の悪影響が現れる可能性がある。し
たがって、このような事故や特性劣化を防止するには、
何らかの手段で酸化物超電導体リードにクエンチが発生
したことを検出し、速やかに電源を遮断する等の処置を
講じる必要がある。
も、臨界電流以上の電流が流れたり、臨界磁界を越える
磁場が印加されたりした場合には、超電導状態から常電
導状態に転移（クエンチ）する。このようにクエンチが
起こると、酸化物超電導体リードに発生した抵抗成分Ｒ
と流れている電流Ｉおよび印加時間ｔで決定されるジュ
ール熱（Ｉ2 ・Ｒ・ｔ）が酸化物超電導体リード自身に
加わり、この結果として溶断事故や酸化物超電導体リー
ド自身の特性劣化等の悪影響が現れる可能性がある。し
たがって、このような事故や特性劣化を防止するには、
何らかの手段で酸化物超電導体リードにクエンチが発生
したことを検出し、速やかに電源を遮断する等の処置を
講じる必要がある。
【０００７】そこで、酸化物超電導体リードの両端間電
圧を監視してクエンチの発生を検出することが考えられ
る。しかし、酸化物超電導体リードに流れている電流は
交流電流であるため、電気抵抗が如何に零であっても酸
化物超電導体リード自身が持っているインダクタンスＬ
(H) によって酸化物超電導体リードの両端間に誘導性起
電圧（ωＬＩ）が発生し、この誘導性起電圧が邪魔にな
ってクエンチを検出できない問題がった。
圧を監視してクエンチの発生を検出することが考えられ
る。しかし、酸化物超電導体リードに流れている電流は
交流電流であるため、電気抵抗が如何に零であっても酸
化物超電導体リード自身が持っているインダクタンスＬ
(H) によって酸化物超電導体リードの両端間に誘導性起
電圧（ωＬＩ）が発生し、この誘導性起電圧が邪魔にな
ってクエンチを検出できない問題がった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、途中に酸
化物超電導体リードを介在させた交流用パワーリードの
需要が今後ますます伸びる傾向にあり、このようなパワ
ーリードを使用するときの安全性を確保するためにも酸
化物超電導体リードのクエンチを検出できるクエンチ検
出装置の出現が望まれている。そこで本発明は、構成の
複雑化を招くことなく、上述した要望を満たすことがで
きるクエンチ検出装置を提供することを目的としてい
る。
化物超電導体リードを介在させた交流用パワーリードの
需要が今後ますます伸びる傾向にあり、このようなパワ
ーリードを使用するときの安全性を確保するためにも酸
化物超電導体リードのクエンチを検出できるクエンチ検
出装置の出現が望まれている。そこで本発明は、構成の
複雑化を招くことなく、上述した要望を満たすことがで
きるクエンチ検出装置を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、交流電流路にパワーリードとして介挿さ
れた酸化物超電導体リードのクエンチを検出するための
ものであって、前記酸化物超電導体リードの両端間電圧
を検出する電圧検出手段と、前記交流電流路に流れてい
る電流に感応して上記電流に対して位相が90゜推移した
電圧を発生する電圧発生手段と、この電圧発生手段で発
生した電圧を使って前記電圧検出手段で検出された検出
電圧中の誘導性起電圧分を打消し、抵抗性起電圧分を抽
出する電圧抽出手段と、この手段で抽出された抵抗性起
電圧が所定の閾値を越えたときにクエンチ発生信号を出
力する判定手段とを備えている。
に、本発明は、交流電流路にパワーリードとして介挿さ
れた酸化物超電導体リードのクエンチを検出するための
ものであって、前記酸化物超電導体リードの両端間電圧
を検出する電圧検出手段と、前記交流電流路に流れてい
る電流に感応して上記電流に対して位相が90゜推移した
電圧を発生する電圧発生手段と、この電圧発生手段で発
生した電圧を使って前記電圧検出手段で検出された検出
電圧中の誘導性起電圧分を打消し、抵抗性起電圧分を抽
出する電圧抽出手段と、この手段で抽出された抵抗性起
電圧が所定の閾値を越えたときにクエンチ発生信号を出
力する判定手段とを備えている。
【００１０】なお、前記電圧検出手段としては、交流電
流路に近接させて前記誘導性起電圧を打消す位置に配置
されたピックアップコイルを主体に構成されたものや、
交流電流路の周囲に発生する磁界に感応して出力信号を
送出し、この出力信号の位相が前記誘導性起電圧を打消
すように調整されたホール素子内蔵の検出器を主体に構
成されたものが好ましい。
流路に近接させて前記誘導性起電圧を打消す位置に配置
されたピックアップコイルを主体に構成されたものや、
交流電流路の周囲に発生する磁界に感応して出力信号を
送出し、この出力信号の位相が前記誘導性起電圧を打消
すように調整されたホール素子内蔵の検出器を主体に構
成されたものが好ましい。
【００１１】
【作用】電圧発生手段で発生した電圧を使って電圧検出
手段で検出された検出電圧中の誘導性起電圧分を打消
し、抵抗性起電圧分のみを抽出するようにしているの
で、酸化物超電導体リードが有しているインダクタンス
の影響を受けずにクエンチの発生を高感度に検出するこ
とが可能となる。
手段で検出された検出電圧中の誘導性起電圧分を打消
し、抵抗性起電圧分のみを抽出するようにしているの
で、酸化物超電導体リードが有しているインダクタンス
の影響を受けずにクエンチの発生を高感度に検出するこ
とが可能となる。
【００１２】なお、電圧検出手段として、交流電流路に
近接させて前記誘導性起電圧を打消す位置に配置された
ピックアップコイルを主体に構成されたものや、交流電
流路の周囲に発生する磁界に感応して出力信号を送出
し、この出力信号の位相が前記誘導性起電圧を打消すよ
うに調整されたホール素子内蔵の検出器を主体に構成さ
れたものを用いれば、酸化物超電導体リードの両端間に
発生している誘導性起電圧に対して逆相で、かつレベル
の等しい電圧を簡単に発生させることができ、構成の単
純化に寄与できる。
近接させて前記誘導性起電圧を打消す位置に配置された
ピックアップコイルを主体に構成されたものや、交流電
流路の周囲に発生する磁界に感応して出力信号を送出
し、この出力信号の位相が前記誘導性起電圧を打消すよ
うに調整されたホール素子内蔵の検出器を主体に構成さ
れたものを用いれば、酸化物超電導体リードの両端間に
発生している誘導性起電圧に対して逆相で、かつレベル
の等しい電圧を簡単に発生させることができ、構成の単
純化に寄与できる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１には本発明の一実施例に係るクエンチ検出装置
を付設した交流超電導装置が示されている。
る。図１には本発明の一実施例に係るクエンチ検出装置
を付設した交流超電導装置が示されている。
【００１４】同図において、１はクライオスタットを示
し、２はクライオスタット１内に収容された限流器等の
交流超電導機器を示し、３は交流超電導機器２とクライ
オスタット１外の電源回路とを接続するためのパワーリ
ードを示している。この図では、１本のパワーリードし
か示していないが、交流超電導機器２が単相の場合には
２本のパワーリードが設けられ、交流超電導機器２が三
相の場合には３本あるいは６本のパワーリードが設けら
れる。
し、２はクライオスタット１内に収容された限流器等の
交流超電導機器を示し、３は交流超電導機器２とクライ
オスタット１外の電源回路とを接続するためのパワーリ
ードを示している。この図では、１本のパワーリードし
か示していないが、交流超電導機器２が単相の場合には
２本のパワーリードが設けられ、交流超電導機器２が三
相の場合には３本あるいは６本のパワーリードが設けら
れる。
【００１５】交流超電導機器２は、図示しない冷凍機や
冷媒によって、使用している超電導線の臨界温度以下、
たとえば１５Ｋ以下の温度に冷却されている。一方、パ
ワーリード３は、交流超電導機器２の入力端子４を銅ブ
ロック５などを介して酸化物超電導体リード６の一端側
に接続し、この酸化物超電導リード６の他端側を銅ブロ
ック７などを介して銅リード８の一端側に接続し、この
銅リード８の他端側をクライオスタット１の壁に気密に
設けられたブッシング９の中心導体１０を介して銅製の
外部リード１１に接続したものとなっている。そして、
外部リード１１が図示しない交流電源や交流回路に接続
される。なお、この例では外部リード１１の途中に回路
遮断機１２を挿設している。
冷媒によって、使用している超電導線の臨界温度以下、
たとえば１５Ｋ以下の温度に冷却されている。一方、パ
ワーリード３は、交流超電導機器２の入力端子４を銅ブ
ロック５などを介して酸化物超電導体リード６の一端側
に接続し、この酸化物超電導リード６の他端側を銅ブロ
ック７などを介して銅リード８の一端側に接続し、この
銅リード８の他端側をクライオスタット１の壁に気密に
設けられたブッシング９の中心導体１０を介して銅製の
外部リード１１に接続したものとなっている。そして、
外部リード１１が図示しない交流電源や交流回路に接続
される。なお、この例では外部リード１１の途中に回路
遮断機１２を挿設している。
【００１６】酸化物超電導体リード６は、イットリウム
系、ビスマス系、Ｔｌ系などのように臨界温度が100K程
度のもので形成されている。そして、この酸化物超電導
体リード６は図中上端部、つまり銅ブロック７の部分が
図示しない冷凍機によって液体窒素温度レベル(77K) に
冷却されている。
系、ビスマス系、Ｔｌ系などのように臨界温度が100K程
度のもので形成されている。そして、この酸化物超電導
体リード６は図中上端部、つまり銅ブロック７の部分が
図示しない冷凍機によって液体窒素温度レベル(77K) に
冷却されている。
【００１７】このように構成された交流超電導装置に酸
化物超電導リード６のクエンチを検出するクエンチ検出
装置２１が付設されている。このクエンチ検出装置２１
は、パワーリード３における外部リード１１に近接させ
てピックアップコイル２２を設け、このピックアップコ
イル２２に誘起された誘起電圧で酸化物超電導体リード
６の両端間に現れる誘導性起電圧を打消すようにピック
アップコイル２２と酸化物超電導体リード６とを計測線
２３，２４で直列に接続し、この直列回路の両端を増幅
器２５の入力端に接続している。そして、増幅器２５の
出力電圧Ｖ1 と基準電圧発生器２６で得られた基準電圧
Ｖ0 とを比較器２７で比較し、出力電圧Ｖ1 が基準電圧
Ｖ0 を越えたときに比較器２７からクエンチ発生信号Ｓ
を出力させるようにしている。なお、クエンチ発生信号
Ｓは、回路遮断機１２のトリップ信号として与えられる
とともに図示しないアラーム系の入力信号として与えら
れる。
化物超電導リード６のクエンチを検出するクエンチ検出
装置２１が付設されている。このクエンチ検出装置２１
は、パワーリード３における外部リード１１に近接させ
てピックアップコイル２２を設け、このピックアップコ
イル２２に誘起された誘起電圧で酸化物超電導体リード
６の両端間に現れる誘導性起電圧を打消すようにピック
アップコイル２２と酸化物超電導体リード６とを計測線
２３，２４で直列に接続し、この直列回路の両端を増幅
器２５の入力端に接続している。そして、増幅器２５の
出力電圧Ｖ1 と基準電圧発生器２６で得られた基準電圧
Ｖ0 とを比較器２７で比較し、出力電圧Ｖ1 が基準電圧
Ｖ0 を越えたときに比較器２７からクエンチ発生信号Ｓ
を出力させるようにしている。なお、クエンチ発生信号
Ｓは、回路遮断機１２のトリップ信号として与えられる
とともに図示しないアラーム系の入力信号として与えら
れる。
【００１８】ここで、酸化物超電導体リード６の両端間
に現れる誘導性起電圧、ピックアップコイル２２に誘起
される電圧、ピックアップコイル２２の設け方について
詳しく説明する。
に現れる誘導性起電圧、ピックアップコイル２２に誘起
される電圧、ピックアップコイル２２の設け方について
詳しく説明する。
【００１９】今、パワーリード３に周波数ｆで、Ｉなる
交流電流が流れているとし、酸化物超電導体リード６の
インダクタンスがＬであるとすると、酸化物超電導体リ
ード６の両端にはｅL ＝ 2πｆＬなる誘導性起電圧が発
生する。この電圧ｅL は流れている交流電流Ｉに対して
ベクトル的に位相が90゜進んでいる。
交流電流が流れているとし、酸化物超電導体リード６の
インダクタンスがＬであるとすると、酸化物超電導体リ
ード６の両端にはｅL ＝ 2πｆＬなる誘導性起電圧が発
生する。この電圧ｅL は流れている交流電流Ｉに対して
ベクトル的に位相が90゜進んでいる。
【００２０】一方、パワーリード３における外部リード
１１の回りには、Ｈ＝Ｉ／ 2πｒ（AT/m) なる磁界が発
生している。ここで、ｒは外部リード１１の中心からの
距離である。
１１の回りには、Ｈ＝Ｉ／ 2πｒ（AT/m) なる磁界が発
生している。ここで、ｒは外部リード１１の中心からの
距離である。
【００２１】実施例のように、外部リード１１に近接さ
せ、かつ外部リード１１に対して直交するようにピック
アップコイル２２を設けると、ピックアップコイル２２
の両端間にｅ＝ｎ・ｄφ／ｄｔ（Ｖ）なる電圧が誘起さ
れる。ここで、ｎはピックアップコイル２２の巻数、φ
は磁束である。この誘起電圧ｅは流れている交流電流Ｉ
に対して90゜位相がずれて発生する。すなわち、誘起電
圧ｅは前述した誘導性起電圧ｅL と同相または逆相の関
係に発生する。
せ、かつ外部リード１１に対して直交するようにピック
アップコイル２２を設けると、ピックアップコイル２２
の両端間にｅ＝ｎ・ｄφ／ｄｔ（Ｖ）なる電圧が誘起さ
れる。ここで、ｎはピックアップコイル２２の巻数、φ
は磁束である。この誘起電圧ｅは流れている交流電流Ｉ
に対して90゜位相がずれて発生する。すなわち、誘起電
圧ｅは前述した誘導性起電圧ｅL と同相または逆相の関
係に発生する。
【００２２】誘導性起電圧ｅL を誘起電圧ｅで打消すに
は、ｅL ＝ｅの関係に設定し、かつ両者を逆相の関係に
設定する必要がある。そこで、本実施例では、図２に示
すように、外部リード１１に対して直交するようにピッ
クアップコイル２２を配置するとともに非磁性絶縁材製
の補助具２８を使って外部リード１１の中心とピックア
ップコイル２２の中心との相対位置を図中実線矢印ａで
示す方向に調整可能にしている。
は、ｅL ＝ｅの関係に設定し、かつ両者を逆相の関係に
設定する必要がある。そこで、本実施例では、図２に示
すように、外部リード１１に対して直交するようにピッ
クアップコイル２２を配置するとともに非磁性絶縁材製
の補助具２８を使って外部リード１１の中心とピックア
ップコイル２２の中心との相対位置を図中実線矢印ａで
示す方向に調整可能にしている。
【００２３】このようにピックアップコイル２２を設け
ているので、外部リード１１の中心にピックアップコイ
ル２２の中心を合わせると、ピックアップコイル２２の
誘起電圧ｅは零（Ｖ）となり、左右にピックアップコイ
ル２２をスライドさせると、右側スライド時と左側スラ
イド時とでは誘起電圧ｅの位相が180 ゜反転する。ま
た、誘起電圧ｅのレベルは外部リード１１の中心線にピ
ックアップコイル２２の巻線が重ならない最小位置で最
大となり、この位置を境にして外部リード１１から離れ
ても、接近しても減少する。
ているので、外部リード１１の中心にピックアップコイ
ル２２の中心を合わせると、ピックアップコイル２２の
誘起電圧ｅは零（Ｖ）となり、左右にピックアップコイ
ル２２をスライドさせると、右側スライド時と左側スラ
イド時とでは誘起電圧ｅの位相が180 ゜反転する。ま
た、誘起電圧ｅのレベルは外部リード１１の中心線にピ
ックアップコイル２２の巻線が重ならない最小位置で最
大となり、この位置を境にして外部リード１１から離れ
ても、接近しても減少する。
【００２４】図３には外部リード１１の中心に対してピ
ックアップコイル２２をａなる方向へスライドさせたと
きのピックアップコイル２２の誘起電圧波形が示されて
いる。図中、一点鎖線が外部リード１１に流れている電
流Ｉを示し、実線および点線がピックアップコイル２２
に誘起される電圧ｅを示している。
ックアップコイル２２をａなる方向へスライドさせたと
きのピックアップコイル２２の誘起電圧波形が示されて
いる。図中、一点鎖線が外部リード１１に流れている電
流Ｉを示し、実線および点線がピックアップコイル２２
に誘起される電圧ｅを示している。
【００２５】図２に示すようにピックアップコイル２２
が外部リード１１の中心から図中左側にあるときを図３
中の実線で示す誘起電圧波形であるとすると、ピックア
ップコイル２２を外部リード１１の中心方向へ移動させ
るにしたがって誘起電圧ｅのレベルが減少し、外部リー
ド１１の中心で零となり、さらに移動させると位相が反
転して当初の位相とは180 ゜異なる電圧が誘起される。
が外部リード１１の中心から図中左側にあるときを図３
中の実線で示す誘起電圧波形であるとすると、ピックア
ップコイル２２を外部リード１１の中心方向へ移動させ
るにしたがって誘起電圧ｅのレベルが減少し、外部リー
ド１１の中心で零となり、さらに移動させると位相が反
転して当初の位相とは180 ゜異なる電圧が誘起される。
【００２６】本実施例では、ピックアップコイル２２の
外部リード１１に対する位置を調整することによってｅ
L ＝ｅの関係を満たし、かつｅL に対してｅを逆位相に
している。
外部リード１１に対する位置を調整することによってｅ
L ＝ｅの関係を満たし、かつｅL に対してｅを逆位相に
している。
【００２７】このように、ピックアップコイル２２の誘
起電圧ｅで酸化物超電導体リード６の両端間に発生して
いる誘導性起電圧ｅL を打消し、酸化物超電導体リード
６に発生した抵抗性起電圧、つまり酸化物超電導体リー
ド６がクエンチしたときだけ現れる電圧を抽出し、この
抽出電圧が所定レベル以上のときに比較器２７からクエ
ンチ発生信号Ｓを出力させるようにしている。したがっ
て、酸化物超電導体リード６の両端間に発生している誘
導性起電圧ｅL の影響を受けずにクエンチを検出するこ
とができる。
起電圧ｅで酸化物超電導体リード６の両端間に発生して
いる誘導性起電圧ｅL を打消し、酸化物超電導体リード
６に発生した抵抗性起電圧、つまり酸化物超電導体リー
ド６がクエンチしたときだけ現れる電圧を抽出し、この
抽出電圧が所定レベル以上のときに比較器２７からクエ
ンチ発生信号Ｓを出力させるようにしている。したがっ
て、酸化物超電導体リード６の両端間に発生している誘
導性起電圧ｅL の影響を受けずにクエンチを検出するこ
とができる。
【００２８】なお、ピックアップコイル２２は誘導性起
電圧ｅL を打消す位置に固定して使用されるので、補助
具２８のような位置調整手段は格別設けなくてもよい。
図４には本発明の別の実施例に係るクエンチ検出装置２
１ａを付設した交流超電導装置が示されている。なお、
この図では図１と同一部分が同一符号で示されている。
したがって、重複する部分の詳しい説明は省略する。
電圧ｅL を打消す位置に固定して使用されるので、補助
具２８のような位置調整手段は格別設けなくてもよい。
図４には本発明の別の実施例に係るクエンチ検出装置２
１ａを付設した交流超電導装置が示されている。なお、
この図では図１と同一部分が同一符号で示されている。
したがって、重複する部分の詳しい説明は省略する。
【００２９】この実施例に係るクエンチ検出装置２１ａ
が図１に示されるクエンチ検出装置と異なる点は、ホー
ル素子を用いた電流検出器３１と位相調整回路３２との
組合せによって図１に示されるピックアップコイル２２
を代替えしたものとなっている。
が図１に示されるクエンチ検出装置と異なる点は、ホー
ル素子を用いた電流検出器３１と位相調整回路３２との
組合せによって図１に示されるピックアップコイル２２
を代替えしたものとなっている。
【００３０】ピックアップコイルの使用は、パワーリー
ドに流れる交流電流が数10〜数100(A)の範囲で有効であ
る。しかし、パワーリードに流れる交流電流が数1000
(A) にまでおよぶ場合には、外部リード１１として通電
電流に見合った断面積を持ち、太くて、大重量のものを
用いる必要があるので、外部リード１１に近接させて設
けなければならないピックアップコイルの取付けや操作
性が悪くなる。この問題を解決したのが本実施例であ
る。
ドに流れる交流電流が数10〜数100(A)の範囲で有効であ
る。しかし、パワーリードに流れる交流電流が数1000
(A) にまでおよぶ場合には、外部リード１１として通電
電流に見合った断面積を持ち、太くて、大重量のものを
用いる必要があるので、外部リード１１に近接させて設
けなければならないピックアップコイルの取付けや操作
性が悪くなる。この問題を解決したのが本実施例であ
る。
【００３１】電流検出器３１は、図５に示すように、磁
気鉄心４１と磁気センサ（ホール素子）４２との組合せ
によって構成され、優れた絶縁性を持つ。この電流検出
器３１は、外部リード１１に流れている電流Ｉに比例し
て外部リード１１の周囲に発生する磁束を磁気鉄心４１
で収束して磁気ギャップに挿入された磁気センサ４２に
通し、この磁気センサ４２のホール効果で(1) 式にした
がったホール電圧Ｖh を出力する。
気鉄心４１と磁気センサ（ホール素子）４２との組合せ
によって構成され、優れた絶縁性を持つ。この電流検出
器３１は、外部リード１１に流れている電流Ｉに比例し
て外部リード１１の周囲に発生する磁束を磁気鉄心４１
で収束して磁気ギャップに挿入された磁気センサ４２に
通し、この磁気センサ４２のホール効果で(1) 式にした
がったホール電圧Ｖh を出力する。
【００３２】 Ｖh ＝Ｋ・Ｉc ・Ｂ …(1) ただし、Ｋは積感度定数、Ｉc は制御電流、Ｂは磁束密
度である。出力されたホール電圧Ｖh は、外部リード１
１に流れている電流Ｉと同位相である。
度である。出力されたホール電圧Ｖh は、外部リード１
１に流れている電流Ｉと同位相である。
【００３３】そこで、本実施例では、位相調整回路３２
でホール電圧Ｖh の位相を90゜推移させ、酸化物超電導
体リード６の両端間に現れる誘導性起電圧ｅL に対して
逆相で、かつｅL と等しいレベルの信号を作るようにし
ている。すなわち、位相調整回路３２は、図６に示する
ように、一定ゲイン移相回路４３によって電流検出器３
１から出力されたホール電圧Ｖh の位相を90゜推移させ
ている。そして、反転増幅器４４および非反転増幅器４
５と、位相切換スイッチ４６と、レベル調整用可変抵抗
４７とを組合せて、誘導性起電圧ｅL に対して逆相で、
かつｅL と等しいレベルの信号Ｖ2 を出力させるように
している。
でホール電圧Ｖh の位相を90゜推移させ、酸化物超電導
体リード６の両端間に現れる誘導性起電圧ｅL に対して
逆相で、かつｅL と等しいレベルの信号を作るようにし
ている。すなわち、位相調整回路３２は、図６に示する
ように、一定ゲイン移相回路４３によって電流検出器３
１から出力されたホール電圧Ｖh の位相を90゜推移させ
ている。そして、反転増幅器４４および非反転増幅器４
５と、位相切換スイッチ４６と、レベル調整用可変抵抗
４７とを組合せて、誘導性起電圧ｅL に対して逆相で、
かつｅL と等しいレベルの信号Ｖ2 を出力させるように
している。
【００３４】したがって、図１に示したクエンチ検出装
置と同じ機能を発揮させることができる。そして、この
場合には、電流検出器３１の磁気鉄心４１を大きくする
ことで設置も容易となり、一定ゲイン移相回路４３内の
レベル調整用可変抵抗４７を可変するだけの簡単な操作
で、酸化物超電導体リード６に発生する誘導性起電圧ｅ
L を相殺できる。
置と同じ機能を発揮させることができる。そして、この
場合には、電流検出器３１の磁気鉄心４１を大きくする
ことで設置も容易となり、一定ゲイン移相回路４３内の
レベル調整用可変抵抗４７を可変するだけの簡単な操作
で、酸化物超電導体リード６に発生する誘導性起電圧ｅ
L を相殺できる。
【００３５】なお、誘導性起電圧ｅL を打消すようにホ
ール電圧Ｖh の位相が調整された磁気センサ４２を用い
れば、位相調整回路３２のような位相調整手段を省略で
きる。
ール電圧Ｖh の位相が調整された磁気センサ４２を用い
れば、位相調整回路３２のような位相調整手段を省略で
きる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸化物超電導体リードのクエンチを検出する際に外乱要
素となる酸化物超電導体リードの両端間に発生する誘導
性起電圧を簡単に除去でき、酸化物超電導体リードのク
エンチを確実に検出できる。
酸化物超電導体リードのクエンチを検出する際に外乱要
素となる酸化物超電導体リードの両端間に発生する誘導
性起電圧を簡単に除去でき、酸化物超電導体リードのク
エンチを確実に検出できる。
【図１】本発明の一実施例に係るクエンチ検出装置を付
設した交流超電導装置の模式図
設した交流超電導装置の模式図
【図２】同クエンチ検出装置に組込まれピックアップコ
イルの設置例を説明するための図
イルの設置例を説明するための図
【図３】同ピックアップコイルの位置と誘起電圧との関
係を説明するための図
係を説明するための図
【図４】本発明の別の実施例に係るクエンチ検出装置を
付設した交流超電導装置の模式図
付設した交流超電導装置の模式図
【図５】同クエンチ検出装置に組込まれた電流検出器の
概略構成図
概略構成図
【図６】同クエンチ検出装置に組込まれた位相調整回路
の構成図
の構成図
１…クライオスタット ２…交流超電導
機器 ３…パワーリード ６…酸化物超電
導体リード ９…ブッシング １１…外部リー
ド １２…回路遮断機 ２１，２１ａ…
クエンチ検出装置 ２２…ピックアップコイル ２３，２４…計
測線 ２５…増幅器 ２６…基準電圧
発生器 ２７…比較器 ２８…補助具 ３１…電流検出器 ３２…位相調整
回路 Ｓ…クエンチ発生信号
機器 ３…パワーリード ６…酸化物超電
導体リード ９…ブッシング １１…外部リー
ド １２…回路遮断機 ２１，２１ａ…
クエンチ検出装置 ２２…ピックアップコイル ２３，２４…計
測線 ２５…増幅器 ２６…基準電圧
発生器 ２７…比較器 ２８…補助具 ３１…電流検出器 ３２…位相調整
回路 Ｓ…クエンチ発生信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大熊 武 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 菅原 良市 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (3)
- 【請求項１】交流電流路にパワーリードとして介挿され
た酸化物超電導体リードのクエンチを検出するためのも
のであって、前記酸化物超電導体リードの両端間電圧を
検出する電圧検出手段と、前記交流電流路に流れている
電流に感応して上記電流に対して位相が90゜推移した電
圧を発生する電圧発生手段と、この電圧発生手段で発生
した電圧を使って前記電圧検出手段で検出された検出電
圧中の誘導性起電圧を打消し、抵抗性起電圧を抽出する
電圧抽出手段と、この手段で抽出された抵抗性起電圧が
所定の閾値を越えたときにクエンチ発生信号を出力する
判定手段とを具備してなることを特徴とするクエンチ検
出装置。 - 【請求項２】前記電圧検出手段は、前記交流電流路に近
接させて前記誘導性起電圧を打消す位置に配置されたピ
ックアップコイルを主体に構成されていることを特徴と
する請求項１に記載のクエンチ検出装置。 - 【請求項３】前記電圧検出手段は、前記交流電流路の周
囲に発生する磁界に感応して出力信号を送出し、この出
力信号の位相が前記誘導性起電圧を打消すように調整さ
れたホール素子内蔵の検出器を主体に構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のクエンチ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8844494A JP3431269B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | クエンチ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8844494A JP3431269B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | クエンチ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294582A true JPH07294582A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3431269B2 JP3431269B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=13942982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8844494A Expired - Fee Related JP3431269B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | クエンチ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3431269B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11204325A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルの運転制御法 |
| KR100552642B1 (ko) * | 2004-05-17 | 2006-02-20 | 한국전기연구원 | 초전도체의 통전 교류 손실 측정 장치 |
| JP2007073605A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 超電導導体のクエンチ検出方法並びに装置 |
| KR100758149B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2007-09-12 | 순천향대학교 산학협력단 | 초전도체 전체 손실 측정 장치 및 이를 이송하기 위한 장치 |
| JP2009124158A (ja) * | 1997-10-24 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルの運転制御法 |
| KR101875563B1 (ko) * | 2010-08-23 | 2018-07-09 | 넥쌍 | 초전도 한류기용 퀀치 감지 시스템 |
-
1994
- 1994-04-26 JP JP8844494A patent/JP3431269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11204325A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルの運転制御法 |
| JP2009124158A (ja) * | 1997-10-24 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルの運転制御法 |
| JP2011091422A (ja) * | 1997-10-24 | 2011-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルの運転システム |
| KR100552642B1 (ko) * | 2004-05-17 | 2006-02-20 | 한국전기연구원 | 초전도체의 통전 교류 손실 측정 장치 |
| JP2007073605A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 超電導導体のクエンチ検出方法並びに装置 |
| KR100758149B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2007-09-12 | 순천향대학교 산학협력단 | 초전도체 전체 손실 측정 장치 및 이를 이송하기 위한 장치 |
| KR101875563B1 (ko) * | 2010-08-23 | 2018-07-09 | 넥쌍 | 초전도 한류기용 퀀치 감지 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3431269B2 (ja) | 2003-07-28 |
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