JPH0730158A - 超電導限流器 - Google Patents
超電導限流器Info
- Publication number
- JPH0730158A JPH0730158A JP5153883A JP15388393A JPH0730158A JP H0730158 A JPH0730158 A JP H0730158A JP 5153883 A JP5153883 A JP 5153883A JP 15388393 A JP15388393 A JP 15388393A JP H0730158 A JPH0730158 A JP H0730158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- coil
- cylindrical body
- sectional area
- cross
- 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
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 229910015901 Bi-Sr-Ca-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
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
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考慮して
その軸線方向における断面積を最適な大きさに設定でき
るようにする。 【構成】 超電導磁気遮蔽体よりなる円筒体１の内周側
に、コイル２を巻回状態で配置する。円筒体１が超電導
状態から常電導状態へとクエンチする際のコイル２の電
流値（臨界電流値）Ｉｃ、そのときの円筒体１の電流密
度（臨界電流密度）Ｊｃ、円筒体１の軸線方向における
断面積Ｓ、及びコイル２の総巻き数Ｎの間に、次式
（１）のような関係を設定する。 Ｎ×Ｉｃ≦Ｊｃ×Ｓ ・・・（１） そして、この式（１）が成立するように、円筒体１の断
面積Ｓを設定する。
その軸線方向における断面積を最適な大きさに設定でき
るようにする。 【構成】 超電導磁気遮蔽体よりなる円筒体１の内周側
に、コイル２を巻回状態で配置する。円筒体１が超電導
状態から常電導状態へとクエンチする際のコイル２の電
流値（臨界電流値）Ｉｃ、そのときの円筒体１の電流密
度（臨界電流密度）Ｊｃ、円筒体１の軸線方向における
断面積Ｓ、及びコイル２の総巻き数Ｎの間に、次式
（１）のような関係を設定する。 Ｎ×Ｉｃ≦Ｊｃ×Ｓ ・・・（１） そして、この式（１）が成立するように、円筒体１の断
面積Ｓを設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導磁気遮蔽体の磁
気遮蔽効果を利用した超電導限流器に関するものであ
る。
気遮蔽効果を利用した超電導限流器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】送電系統に短絡時の事故電流を限流する
ための限流器を配置することが提案されている。限流器
は過電流が流れた場合に抵抗となってその過電流を抑制
し、遮断器及び変圧器にかかる負荷を軽減する働きをす
る。限流器の構成としては種々のものがあるが、近年、
限流器としていわゆる超電導磁気遮蔽体を用いて限流す
る超電導限流器が提案されている。これは、超電導磁気
遮蔽体の磁気遮蔽効果と磁束スイッチング効果とを利用
したものである。
ための限流器を配置することが提案されている。限流器
は過電流が流れた場合に抵抗となってその過電流を抑制
し、遮断器及び変圧器にかかる負荷を軽減する働きをす
る。限流器の構成としては種々のものがあるが、近年、
限流器としていわゆる超電導磁気遮蔽体を用いて限流す
る超電導限流器が提案されている。これは、超電導磁気
遮蔽体の磁気遮蔽効果と磁束スイッチング効果とを利用
したものである。
【０００３】この超電導限流器の基本構造は、円筒状を
なす超電導磁気遮蔽体に導線をコイル状に巻回したもの
である。通常、コイルは通電されると自己インダクタン
スによりインピーダンスを生ずるが、超電導限流器では
超電導磁気遮蔽体が超電導状態にある場合には、磁気遮
蔽効果により磁束が遮蔽されるため、理論上自己インダ
クタンスが消失してしまう。即ち、インピーダンスが極
めて小さくなるため、通常の送電電流の損失が少なくな
る。
なす超電導磁気遮蔽体に導線をコイル状に巻回したもの
である。通常、コイルは通電されると自己インダクタン
スによりインピーダンスを生ずるが、超電導限流器では
超電導磁気遮蔽体が超電導状態にある場合には、磁気遮
蔽効果により磁束が遮蔽されるため、理論上自己インダ
クタンスが消失してしまう。即ち、インピーダンスが極
めて小さくなるため、通常の送電電流の損失が少なくな
る。
【０００４】ところが、一旦、短絡や落雷等により過電
流が発生して、コイルにより一定値以上の磁束が生ずる
と、超電導磁気遮蔽体の臨界磁場を越えるため、超電導
磁気遮蔽体が超電導状態から常電導状態へとクエンチ
（転移）し、同遮蔽体の磁気遮蔽効果が消滅する。する
と、通常のコイルと同様に、磁束が超電導磁気遮蔽体に
鎖交するため（磁束スイッチング効果）、コイルに自己
インダクタンスが発生し、電流を限流することができ
る。
流が発生して、コイルにより一定値以上の磁束が生ずる
と、超電導磁気遮蔽体の臨界磁場を越えるため、超電導
磁気遮蔽体が超電導状態から常電導状態へとクエンチ
（転移）し、同遮蔽体の磁気遮蔽効果が消滅する。する
と、通常のコイルと同様に、磁束が超電導磁気遮蔽体に
鎖交するため（磁束スイッチング効果）、コイルに自己
インダクタンスが発生し、電流を限流することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
超電導限流器では、超電導状態下において、コイルによ
り生じる磁束を超電導磁気遮蔽体によって確実に遮蔽で
きるように、その遮蔽体の設計を行う必要がある。その
ため、従来では、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考
える場合、その遮蔽体の臨界磁場を考慮して、同遮蔽体
の軸線方向における断面積の大きさを設定するようにし
ている。
超電導限流器では、超電導状態下において、コイルによ
り生じる磁束を超電導磁気遮蔽体によって確実に遮蔽で
きるように、その遮蔽体の設計を行う必要がある。その
ため、従来では、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考
える場合、その遮蔽体の臨界磁場を考慮して、同遮蔽体
の軸線方向における断面積の大きさを設定するようにし
ている。
【０００６】しかしながら、臨界磁場とは超電導磁気遮
蔽体が超電導状態から常電導状態へとクエンチする際の
磁場の強さであり、その超電導体が有する固有の性質で
ある。一方、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力は、コイ
ルにより生じる磁束の大きさに基づいて考慮されるべき
ものである。そのため、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能
力を考える場合、その遮蔽体の臨界磁場を考慮して、同
遮蔽体の断面積の大きさを設定しても、その設定された
断面積が最適なものであるとはいい難い。従って、従来
では、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考慮した設計
が、定量的に行われていないのが実情である。
蔽体が超電導状態から常電導状態へとクエンチする際の
磁場の強さであり、その超電導体が有する固有の性質で
ある。一方、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力は、コイ
ルにより生じる磁束の大きさに基づいて考慮されるべき
ものである。そのため、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能
力を考える場合、その遮蔽体の臨界磁場を考慮して、同
遮蔽体の断面積の大きさを設定しても、その設定された
断面積が最適なものであるとはいい難い。従って、従来
では、超電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考慮した設計
が、定量的に行われていないのが実情である。
【０００７】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、超電導磁気遮蔽体の磁
気遮蔽能力を考慮してその軸線方向における断面積を最
適な大きさに設定することができる超電導限流器を提供
することにある。
れたものであって、その目的は、超電導磁気遮蔽体の磁
気遮蔽能力を考慮してその軸線方向における断面積を最
適な大きさに設定することができる超電導限流器を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、筒状をなす超電導磁気遮蔽体の内
外周の一方にコイルを巻回状態で配置してなる超電導限
流器において、超電導磁気遮蔽体が超電導状態から常電
導状態へとクエンチする際のコイルの電流値Ｉｃ及び超
電導磁気遮蔽体の臨界電流密度Ｊｃと、超電導磁気遮蔽
体の軸線方向における断面積Ｓと、コイルの総巻き数Ｎ
との間に、Ｎ×Ｉｃ≦Ｊｃ×Ｓのような関係を設定した
ものである。
めに、この発明では、筒状をなす超電導磁気遮蔽体の内
外周の一方にコイルを巻回状態で配置してなる超電導限
流器において、超電導磁気遮蔽体が超電導状態から常電
導状態へとクエンチする際のコイルの電流値Ｉｃ及び超
電導磁気遮蔽体の臨界電流密度Ｊｃと、超電導磁気遮蔽
体の軸線方向における断面積Ｓと、コイルの総巻き数Ｎ
との間に、Ｎ×Ｉｃ≦Ｊｃ×Ｓのような関係を設定した
ものである。
【０００９】
【作用】従って、本発明によれば、超電導磁気遮蔽体が
超電導状態から常電導状態へとクエンチする際のコイル
の電流値Ｉｃが臨界電流値Ｉｃとなる。そして、コイル
の総巻き数Ｎと臨界電流値Ｉｃとを乗算した値が、臨界
電流密度Ｊｃと超電導磁気遮蔽体の軸線方向における断
面積Ｓとを乗算した値以下になるように、超電導磁気遮
蔽体の断面積Ｓの大きさを設定する。
超電導状態から常電導状態へとクエンチする際のコイル
の電流値Ｉｃが臨界電流値Ｉｃとなる。そして、コイル
の総巻き数Ｎと臨界電流値Ｉｃとを乗算した値が、臨界
電流密度Ｊｃと超電導磁気遮蔽体の軸線方向における断
面積Ｓとを乗算した値以下になるように、超電導磁気遮
蔽体の断面積Ｓの大きさを設定する。
【００１０】つまり、超電導磁気遮蔽体が超電導状態に
ある場合には、その超電導磁気遮蔽体の抵抗値は０Ωで
ある。従って、コイルに電流が流れると、その電流に誘
導されて超電導磁気遮蔽体にはコイルに流れる電流と逆
向きの電流が同等だけ流れる。そして、コイルに電流が
流れることにより生じる磁束が、超電導磁気遮蔽体に流
れる逆向きの電流により生じる磁束によって打ち消され
る。
ある場合には、その超電導磁気遮蔽体の抵抗値は０Ωで
ある。従って、コイルに電流が流れると、その電流に誘
導されて超電導磁気遮蔽体にはコイルに流れる電流と逆
向きの電流が同等だけ流れる。そして、コイルに電流が
流れることにより生じる磁束が、超電導磁気遮蔽体に流
れる逆向きの電流により生じる磁束によって打ち消され
る。
【００１１】この場合、超電導磁気遮蔽体は臨界電流値
Ｉｃを境にして超電導状態から常電導状態へとクエンチ
するが、少なくとも超電導磁気遮蔽体には、コイルに臨
界電流値Ｉｃと同等の電流が流れたときに生じる磁束を
打ち消すだけの磁束を生じさせる電流を流すことができ
ればよい。このようにすれば、コイルに流れる電流が臨
界電流値Ｉｃに達するまでは、その電流により生じる磁
束を超電導磁気遮蔽体によって確実に遮蔽することがで
きる。即ち、超電導磁気遮蔽体の臨界電流密度Ｊｃに同
遮蔽体の断面積Ｓを乗算した値が、コイルの総巻き数Ｎ
と臨界電流値Ｉｃとを乗算した値以上であれば、コイル
に流れる電流が臨界電流値Ｉｃに達するまでは、その電
流により生じる磁束を超電導磁気遮蔽体によって確実に
遮蔽することができる。
Ｉｃを境にして超電導状態から常電導状態へとクエンチ
するが、少なくとも超電導磁気遮蔽体には、コイルに臨
界電流値Ｉｃと同等の電流が流れたときに生じる磁束を
打ち消すだけの磁束を生じさせる電流を流すことができ
ればよい。このようにすれば、コイルに流れる電流が臨
界電流値Ｉｃに達するまでは、その電流により生じる磁
束を超電導磁気遮蔽体によって確実に遮蔽することがで
きる。即ち、超電導磁気遮蔽体の臨界電流密度Ｊｃに同
遮蔽体の断面積Ｓを乗算した値が、コイルの総巻き数Ｎ
と臨界電流値Ｉｃとを乗算した値以上であれば、コイル
に流れる電流が臨界電流値Ｉｃに達するまでは、その電
流により生じる磁束を超電導磁気遮蔽体によって確実に
遮蔽することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は、試作した超電導限流器の一
部破断斜視図である。同図に示すように、本実施例で
は、超電導磁気遮蔽体よりなる円筒体１が、ビスマス系
酸化物超電導体、詳しくはＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導体により形成されている。即ち、原子比でＢ
ｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２になるように、
Ｂｉ2 Ｏ 3 ，ＣｕＯ，ＳｒＣＯ3 等の各粉末を調合して
超電導磁気遮蔽体の原料とする。そして、この超電導磁
気遮蔽体の原料を、外径５０mm、肉厚５mm、長さ５０mm
の円筒状に成形することにより、円筒体１が形成されて
いる。コイル２は、円筒体１の内周側に直径０．３mmの
エナメル単線を１３５ターン分１層巻きした状態で配置
され、その両端が図示しない電力線と直列に接続されて
いる。そして、本実施例では、円筒体１が超電導状態か
ら常電導状態へとクエンチする際のコイル２の電流値
（以下、臨界電流値という）Ｉｃが７Ａであり、そのと
きの円筒体１の電流密度（以下、臨界電流密度という）
Ｊｃが７００Ａ／cm2 である。
基づいて説明する。図１は、試作した超電導限流器の一
部破断斜視図である。同図に示すように、本実施例で
は、超電導磁気遮蔽体よりなる円筒体１が、ビスマス系
酸化物超電導体、詳しくはＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系超電導体により形成されている。即ち、原子比でＢ
ｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：１：２になるように、
Ｂｉ2 Ｏ 3 ，ＣｕＯ，ＳｒＣＯ3 等の各粉末を調合して
超電導磁気遮蔽体の原料とする。そして、この超電導磁
気遮蔽体の原料を、外径５０mm、肉厚５mm、長さ５０mm
の円筒状に成形することにより、円筒体１が形成されて
いる。コイル２は、円筒体１の内周側に直径０．３mmの
エナメル単線を１３５ターン分１層巻きした状態で配置
され、その両端が図示しない電力線と直列に接続されて
いる。そして、本実施例では、円筒体１が超電導状態か
ら常電導状態へとクエンチする際のコイル２の電流値
（以下、臨界電流値という）Ｉｃが７Ａであり、そのと
きの円筒体１の電流密度（以下、臨界電流密度という）
Ｊｃが７００Ａ／cm2 である。
【００１３】そして、このように構成された超電導限流
器は、液体窒素等の冷却液に浸漬されて極低温に冷却さ
れている。そして、電力線を介してコイル２に通電が行
われると、コイル２には自己インダクタンスによりイン
ピーダンスが生ずる。このとき、円筒体１が超電導状態
にある場合には、同円筒体１の磁気遮蔽効果によりコイ
ル２に生ずる磁束が遮蔽されて、コイル２に生じる自己
インダクタンスが極めて小さくなる。従って、コイル２
に流れる電流の損失が極めて少なくなる。
器は、液体窒素等の冷却液に浸漬されて極低温に冷却さ
れている。そして、電力線を介してコイル２に通電が行
われると、コイル２には自己インダクタンスによりイン
ピーダンスが生ずる。このとき、円筒体１が超電導状態
にある場合には、同円筒体１の磁気遮蔽効果によりコイ
ル２に生ずる磁束が遮蔽されて、コイル２に生じる自己
インダクタンスが極めて小さくなる。従って、コイル２
に流れる電流の損失が極めて少なくなる。
【００１４】ここで、例えば短絡や落雷等によりコイル
２に過電流が流れて一定値以上の磁束が生ずると、円筒
体１が超電導状態から常電導状態へとクエンチし、同円
筒体１の磁気遮蔽効果が消滅する。すると、磁束が円筒
体１に鎖交するため、コイル２に自己インダクタンスが
発生し、コイル２に流れる電流が限流される。
２に過電流が流れて一定値以上の磁束が生ずると、円筒
体１が超電導状態から常電導状態へとクエンチし、同円
筒体１の磁気遮蔽効果が消滅する。すると、磁束が円筒
体１に鎖交するため、コイル２に自己インダクタンスが
発生し、コイル２に流れる電流が限流される。
【００１５】ところで、本願発明者は、臨界電流値Ｉ
ｃ、臨界電流密度Ｊｃ、円筒体１の軸線方向における断
面積Ｓ、及びコイル２の総巻き数Ｎの間に、次式（１）
のような関係が成立するように、円筒体１の軸線方向に
おける断面積Ｓを設定すればよいことを見出した。
ｃ、臨界電流密度Ｊｃ、円筒体１の軸線方向における断
面積Ｓ、及びコイル２の総巻き数Ｎの間に、次式（１）
のような関係が成立するように、円筒体１の軸線方向に
おける断面積Ｓを設定すればよいことを見出した。
【００１６】Ｎ×Ｉｃ≦Ｊｃ×Ｓ ・・・（１） 例えば本実施例では、臨界電流値Ｉｃが７Ａ、臨界電流
密度Ｊｃが７００Ａ／cm2 、断面積Ｓが５cm×０．５cm
＝２．５cm2 、コイル２の総巻き数Ｎが１３５である。
従って、上記の式（１）にこれらの値を代入すると、 １３５×７（Ａ）≦７００（Ａ／cm2 ）×２．５（c
m2 ） ９４５（Ａ）≦１７５０（Ａ） となり、本実施例では、円筒体１の断面積Ｓが式（１）
を満たすような大きさとなっている。
密度Ｊｃが７００Ａ／cm2 、断面積Ｓが５cm×０．５cm
＝２．５cm2 、コイル２の総巻き数Ｎが１３５である。
従って、上記の式（１）にこれらの値を代入すると、 １３５×７（Ａ）≦７００（Ａ／cm2 ）×２．５（c
m2 ） ９４５（Ａ）≦１７５０（Ａ） となり、本実施例では、円筒体１の断面積Ｓが式（１）
を満たすような大きさとなっている。
【００１７】つまり、円筒体１が超電導状態にある場合
には、その円筒体１の抵抗値は０Ωである。従って、コ
イル２に電流が流れると、その電流に誘導されて円筒体
１にはコイル２に流れる電流と逆向きの電流が同等だけ
流れる。そして、コイル２に電流が流れることにより生
じる磁束が、円筒体１に流れる逆向きの電流により生じ
る磁束によって打ち消される。
には、その円筒体１の抵抗値は０Ωである。従って、コ
イル２に電流が流れると、その電流に誘導されて円筒体
１にはコイル２に流れる電流と逆向きの電流が同等だけ
流れる。そして、コイル２に電流が流れることにより生
じる磁束が、円筒体１に流れる逆向きの電流により生じ
る磁束によって打ち消される。
【００１８】この場合、円筒体１は臨界電流値Ｉｃを境
にして超電導状態から常電導状態へとクエンチするが、
少なくとも円筒体１には、コイル２に臨界電流値Ｉｃと
同等の電流が流れたときに生じる磁束を打ち消すだけの
磁束を生じさせる電流を流すことができればよい。この
ようにすれば、コイル２に流れる電流が臨界電流値Ｉｃ
に達するまでは、その電流により生じる磁束を円筒体１
によって確実に遮蔽することができる。
にして超電導状態から常電導状態へとクエンチするが、
少なくとも円筒体１には、コイル２に臨界電流値Ｉｃと
同等の電流が流れたときに生じる磁束を打ち消すだけの
磁束を生じさせる電流を流すことができればよい。この
ようにすれば、コイル２に流れる電流が臨界電流値Ｉｃ
に達するまでは、その電流により生じる磁束を円筒体１
によって確実に遮蔽することができる。
【００１９】即ち、円筒体１の臨界電流密度Ｊｃに同円
筒体１の断面積Ｓを乗算した値が、コイル２の総巻き数
Ｎと臨界電流値Ｉｃとを乗算した値以上であれば、コイ
ル２に流れる電流が臨界電流値Ｉｃに達するまでは、そ
の電流により生じる磁束を円筒体１によって確実に遮蔽
することができる。従って、上記式（１）が成立するよ
うに円筒体１の断面積Ｓを設定すれば、その断面積Ｓ
を、円筒体１の磁気遮蔽能力を考慮して最適な大きさに
設定することができる。
筒体１の断面積Ｓを乗算した値が、コイル２の総巻き数
Ｎと臨界電流値Ｉｃとを乗算した値以上であれば、コイ
ル２に流れる電流が臨界電流値Ｉｃに達するまでは、そ
の電流により生じる磁束を円筒体１によって確実に遮蔽
することができる。従って、上記式（１）が成立するよ
うに円筒体１の断面積Ｓを設定すれば、その断面積Ｓ
を、円筒体１の磁気遮蔽能力を考慮して最適な大きさに
設定することができる。
【００２０】尚、実際には、コイル２により生じる磁束
を円筒体１により完全に遮蔽することは困難であり、そ
のためこの磁束は円筒体１に対して一部漏れが生じる。
ここで図２に、漏れ磁束Ｂと円筒体１の臨界電流密度Ｊ
ｃとの関係を示す。同図に示すように、漏れ磁束Ｂが大
きくなるに従って臨界電流密度Ｊｃは小さくなる。そし
て、本実施例では、測定した漏れ磁束Ｂが１００Gauss
となり、そのときの臨界電流密度Ｊｃは図２より４６０
Ａ／cm2 となる。従って、前記式（１）において、実際
には臨界電流密度Ｊｃを４６０Ａ／cm2 とする必要があ
り、このようにすると同式（１）の右辺は４６０Ａ／cm
2 ×２．５cm2 ＝１１５０Ａとなる。そして、この場合
にも式（１）は成立するため、円筒体１の断面積Ｓは最
適なものであるといえる。
を円筒体１により完全に遮蔽することは困難であり、そ
のためこの磁束は円筒体１に対して一部漏れが生じる。
ここで図２に、漏れ磁束Ｂと円筒体１の臨界電流密度Ｊ
ｃとの関係を示す。同図に示すように、漏れ磁束Ｂが大
きくなるに従って臨界電流密度Ｊｃは小さくなる。そし
て、本実施例では、測定した漏れ磁束Ｂが１００Gauss
となり、そのときの臨界電流密度Ｊｃは図２より４６０
Ａ／cm2 となる。従って、前記式（１）において、実際
には臨界電流密度Ｊｃを４６０Ａ／cm2 とする必要があ
り、このようにすると同式（１）の右辺は４６０Ａ／cm
2 ×２．５cm2 ＝１１５０Ａとなる。そして、この場合
にも式（１）は成立するため、円筒体１の断面積Ｓは最
適なものであるといえる。
【００２１】又、図１に示す限流器以外にも、図３に示
すように、コイル２が円筒体１の外周側に巻回状態で配
置された限流器についても、前記式（１）のような関係
が成立するように、円筒体１の断面積Ｓを設定すればよ
い。例えば、図３において、円筒体１が図１のものと同
一であり、コイル２の総巻き数Ｎが２００の場合には、
臨界電流値Ｉｃが５Ａになった。そして、これらの値を
式（１）に代入すると、 ２００×５（Ａ）≦４６０（Ａ／cm2 ）×２．５（c
m2 ） １０００（Ａ）≦１１５０（Ａ） となり、この場合においても、円筒体１の断面積Ｓが式
（１）を満たすような大きさとなっている。更に、図３
において、コイル２の総巻き数Ｎを１００にすると、臨
界電流値Ｉｃが１１Ａになった。そして、前記と同じく
これらの値を式（１）に代入すると、 １００×１１（Ａ）≦４６０（Ａ／cm2 ）×２．５（cm
2 ） １１００（Ａ）≦１１５０（Ａ） となり、この場合においても式（１）が成立し、円筒体
１の断面積Ｓは最適なものであるといえる。
すように、コイル２が円筒体１の外周側に巻回状態で配
置された限流器についても、前記式（１）のような関係
が成立するように、円筒体１の断面積Ｓを設定すればよ
い。例えば、図３において、円筒体１が図１のものと同
一であり、コイル２の総巻き数Ｎが２００の場合には、
臨界電流値Ｉｃが５Ａになった。そして、これらの値を
式（１）に代入すると、 ２００×５（Ａ）≦４６０（Ａ／cm2 ）×２．５（c
m2 ） １０００（Ａ）≦１１５０（Ａ） となり、この場合においても、円筒体１の断面積Ｓが式
（１）を満たすような大きさとなっている。更に、図３
において、コイル２の総巻き数Ｎを１００にすると、臨
界電流値Ｉｃが１１Ａになった。そして、前記と同じく
これらの値を式（１）に代入すると、 １００×１１（Ａ）≦４６０（Ａ／cm2 ）×２．５（cm
2 ） １１００（Ａ）≦１１５０（Ａ） となり、この場合においても式（１）が成立し、円筒体
１の断面積Ｓは最適なものであるといえる。
【００２２】以上のように、本実施例では、式（１）の
ような関係が成立するように、円筒体１の軸線方向にお
ける断面積Ｓを設定するようにしたので、その断面積Ｓ
を、円筒体１の磁気遮蔽能力を考慮して最適な大きさに
設定することができる。従って、円筒体１の断面積Ｓを
必要最小限の大きさとすることができ、円筒体１を構成
する材料が無駄になったり、装置が大型化したりするお
それがなく、しかも限流器としての目標とする特性を確
実に得ることができる。
ような関係が成立するように、円筒体１の軸線方向にお
ける断面積Ｓを設定するようにしたので、その断面積Ｓ
を、円筒体１の磁気遮蔽能力を考慮して最適な大きさに
設定することができる。従って、円筒体１の断面積Ｓを
必要最小限の大きさとすることができ、円筒体１を構成
する材料が無駄になったり、装置が大型化したりするお
それがなく、しかも限流器としての目標とする特性を確
実に得ることができる。
【００２３】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、各部
の構成を例えば以下のように変更して具体化することも
可能である。 （１）円筒体１に鉄心を挿通状態で配置すること。 （２）冷却液として液体ヘリウムを用いること。この場
合には、円筒体１の材料として、ビスマス系酸化物超電
導体以外にＮｂＴｉ超電導体等を用いることができる。 （３）コイル２の総巻き数Ｎを前記実施例以外の巻き数
に変更すること。又、それに応じて円筒体１の断面積Ｓ
を式（１）が成立する範囲内で変更すること。
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、各部
の構成を例えば以下のように変更して具体化することも
可能である。 （１）円筒体１に鉄心を挿通状態で配置すること。 （２）冷却液として液体ヘリウムを用いること。この場
合には、円筒体１の材料として、ビスマス系酸化物超電
導体以外にＮｂＴｉ超電導体等を用いることができる。 （３）コイル２の総巻き数Ｎを前記実施例以外の巻き数
に変更すること。又、それに応じて円筒体１の断面積Ｓ
を式（１）が成立する範囲内で変更すること。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、超
電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考慮してその軸線方向
における断面積を最適な大きさに設定することができる
という優れた効果を発揮する。
電導磁気遮蔽体の磁気遮蔽能力を考慮してその軸線方向
における断面積を最適な大きさに設定することができる
という優れた効果を発揮する。
【図１】本発明を具体化した超電導限流器の一実施例を
示す一部破断斜視図である。
示す一部破断斜視図である。
【図２】漏れ磁束と臨界電流密度との関係を示すグラフ
である。
である。
【図３】超電導限流器の別例を示す一部破断斜視図であ
る。
る。
１…超電導磁気遮蔽体としての円筒体、２…コイル、Ｉ
ｃ…臨界電流値、Ｊｃ…臨界電流密度、Ｓ…円筒体の軸
線方向における断面積、Ｎ…コイルの総巻き数。
ｃ…臨界電流値、Ｊｃ…臨界電流密度、Ｓ…円筒体の軸
線方向における断面積、Ｎ…コイルの総巻き数。
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状をなす超電導磁気遮蔽体の内外周の
一方にコイルを巻回状態で配置してなる超電導限流器に
おいて、超電導磁気遮蔽体が超電導状態から常電導状態
へとクエンチする際のコイルの電流値Ｉｃ及び超電導磁
気遮蔽体の臨界電流密度Ｊｃと、超電導磁気遮蔽体の軸
線方向における断面積Ｓと、コイルの総巻き数Ｎとの間
に、 Ｎ×Ｉｃ≦Ｊｃ×Ｓ のような関係を設定したことを特徴とする超電導限流
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153883A JPH0730158A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 超電導限流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153883A JPH0730158A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 超電導限流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730158A true JPH0730158A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15572201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5153883A Pending JPH0730158A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 超電導限流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730158A (ja) |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP5153883A patent/JPH0730158A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5892644A (en) | Passive fault current limiting device | |
| US5021914A (en) | Superconducting switch and current limiter using such a switch | |
| EP0724274B1 (en) | Superconductive fault current limiters | |
| US6795282B2 (en) | Superconducting device with inductive current limiter using a high-tc superconducting material | |
| US5319333A (en) | Superconducting homogeneous high field magnetic coil | |
| US6344956B1 (en) | Oxide bulk superconducting current limiting element current | |
| US6809910B1 (en) | Method and apparatus to trigger superconductors in current limiting devices | |
| US5334964A (en) | Current limiting choke coil | |
| US5355275A (en) | Current limiting device for electromagnetic coil employing gap containing superconductive shield | |
| RU2219607C2 (ru) | Трансформатор электрического тока с сверхпроводящими катушками | |
| US6337785B1 (en) | Fault current limiter | |
| JPH0730158A (ja) | 超電導限流器 | |
| US20110034337A1 (en) | Superconductive current limiter with magnetic field triggering | |
| JP2607822B2 (ja) | 超電導限流器 | |
| US7023673B2 (en) | Superconducting shielded core reactor with reduced AC losses | |
| JPH0779020A (ja) | 超電導限流器 | |
| KR100742499B1 (ko) | 자기 차폐형 초전도 케이블 코아 및 이를 구비하는 초전도케이블 | |
| JPH06314625A (ja) | 超電導限流器 | |
| Hayashi et al. | Development of Ag-sheathed Bi2223 superconducting wires and their application to magnets | |
| JP2001069665A (ja) | 限流器 | |
| JPH06335161A (ja) | 超電導限流器 | |
| JPH07273376A (ja) | 超電導限流器 | |
| JPH07272960A (ja) | 超電導限流器 | |
| JP2935235B2 (ja) | 電流制限器 | |
| WO2025249381A1 (ja) | 超電導磁石装置 |