JPH08107010A - 超電導装置用電流リード - Google Patents

超電導装置用電流リード

Info

Publication number
JPH08107010A
JPH08107010A JP6239795A JP23979594A JPH08107010A JP H08107010 A JPH08107010 A JP H08107010A JP 6239795 A JP6239795 A JP 6239795A JP 23979594 A JP23979594 A JP 23979594A JP H08107010 A JPH08107010 A JP H08107010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductor
oxide superconducting
current
low temperature
temperature side
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
Application number
JP6239795A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Takita
清 滝田
Yukio Yasukawa
保川  幸雄
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP6239795A priority Critical patent/JPH08107010A/ja
Publication of JPH08107010A publication Critical patent/JPH08107010A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】低温側リードの酸化物超電導導体の常電導状態
への転移を早期に検知し、焼損を生じることなく安全に
運転できるものとする。 【構成】高温側リード2の筒状容器4に内蔵され、常温
端子に接続された良導電性金属導体3と、低温側リード
5の筒状容器7に内蔵された酸化物超電導導体8とを、
中間接続金具6、接続片11A、銀箔12Aを介して導
電接続し、さらに酸化物超電導導体8の他端を、銀箔1
2B、接続片11Bを介して低温端子金具9に導電接続
してなり、低温端子金具9に設けた貫通孔より低温の H
e ガスを導入し、酸化物超電導導体8と良導電性金属導
体3を冷却し、酸化物超電導導体8を超電導状態として
用いる超電導装置用電流リードにおいて、接続片11
A、11Bに磁界測定素子20A、20B、20C、2
0Dを設置して、通電電流による発生磁界を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気浮上列車や核融
合装置等に用いられる超電導コイル装置において、真空
断熱容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導
コイルに外部電源から励磁電流を通電する超電導装置用
電流リードに関する。
【0002】
【従来の技術】超電導コイルを超電導状態に保持するた
めには高価な液体ヘリウムを用いて冷却する必要があ
る。したがって、超電導コイル装置を効率的に使用する
には、この液体ヘリウムの蒸発量を低く抑えることが必
要で、超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電する
超電導装置用電流リードにおいても、超電導コイルを収
納した極低温部分への熱侵入量を極力抑えることが必須
条件となる。
【0003】室温にある外部電源と極低温にある超電導
コイルを連結し、励磁電流を通電する超電導装置用電流
リードは、通常、生じるジュール発熱を抑えるために良
導電性金属の銅あるいは銅合金を導体に用いているが、
これらの金属は同時に熱の良伝導体でもあるため極低温
部へ伝導熱が流入することとなる。したがって、通電電
流値に対応して、生じるジュール発熱と伝導熱とを勘案
して導体形状を定めるとともに、低温のヘリウムガスを
リードの内部に導いて導体を冷却し除熱することによっ
て、極低温部への侵入熱を極力抑える方法がとられてい
る。
【0004】近年発見された酸化物超電導体は、液体窒
素温度(〜77K)の比較的高い温度まで超電導状態を保
持できるのでジュール発熱がなく、かつこの温度領域で
の熱伝導特性も銅の 1/100以下と極めて小さい。したが
って、この酸化物超電導体を超電導装置用電流リードに
適用すれば、極低温部への侵入熱を極めて小さく抑える
ことができ、効率的な運転のできる電流リードを得るこ
とができるものと期待され、研究開発が進められてい
る。
【0005】図3は、従来の酸化物超電導体を用いた超
電導装置用電流リードを簡略化して示した側面図であ
る。図3において、超電導コイル10は図示しない真空
断熱容器内に液体ヘリウムに浸漬した状態で収納され、
低温接続導体10Aにより電流リード1の低温端子9A
に導電接続されている。電流リード1は、上部に常温端
子2Aを有する高温側リード2と下部に低温端子9Aを
有する低温側リード5との直列接続体として構成されて
おり、低温側リード5の下端から導入された低温のHeガ
スが低温側リード5の内部および高温側リード2の内部
を通り常温端子2A側へ抜けることにより冷却される。
【0006】図4は、図3の従来の酸化物超電導体を用
いた超電導装置用電流リードの要部断面図で、高温側リ
ード2の一部および低温側リード5の断面を示したもの
である。高温側リード2は、低熱伝導性金属からなる筒
状容器4の内部に、下端が中間接続金具6に導電結合さ
れた良導電性金属導体3の束を収納してなり、その隙間
に形成された冷却通路に低温側リード5から送られた H
e ガスを流して良導電性金属導体3を冷却し、常温端子
2A側からの伝導熱およびジュール発熱を低減して、低
温側リード5への熱侵入量を軽減している。
【0007】低温側リード5は、低熱伝導性金属からな
る筒状容器7の内部に、例えばイットリウム系、あるい
はビスマス系の酸化物超電導体からなる複数の棒状の酸
化物超電導導体8を、その上端部を中間接続金具6に導
電接続し、下端部を低温端子金具9に導電接続して構成
されている。酸化物超電導導体8の両端には、それぞれ
銀箔12Aおよび12Bが施されており、それぞれ接続
片11Aおよび11Bへハンダ接続することにより接続
抵抗を低減している。接続片11Aは中間接続金具6の
凸部に、また接続片11Bは低温端子金具9の凸部にそ
れぞれネジ止めにより機械的、電気的に接続されてい
る。冷却用の低温の He ガスは、低温端子金具9に設け
られた貫通孔より筒状容器7の内部に導入され、複数の
酸化物超電導導体8と筒状容器7との隙間により形成さ
れた冷却通路を流れ、酸化物超電導導体8の温度を液体
窒素温度(〜77K)以下に冷却して超電導状態に保持
し、中間接続金具6に設けられた貫通孔より高温側リー
ド2へと送られる。
【0008】この構成では、低温側リード5の酸化物超
電導導体8を超電導状態に保持して使用されるのでジュ
ール発熱が皆無となり、かつ酸化物超電導導体8は熱伝
導性が低いので、低温端子9Aへの熱侵入量が軽減さ
れ、液体ヘリウムの消費量が微量に抑えられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
超電導装置用電流リードでは、低温側リード5に酸化物
超電導導体8を用いたことによって、液体ヘリウムの消
費量が軽減され、効率的な使用が可能である。しかしな
がら、酸化物超電導導体8を構成する酸化物超電導体は
不安定さをもつ材料であり、水分等を含むと特性が劣化
して超電導状態から常電導状態に転移してしまう場合が
ある。
【0010】上記のように構成した超電導装置用電流リ
ードにおいて、通電時に酸化物超電導導体8が超電導状
態から常電導状態に転移すると、抵抗の発生に伴って過
大なジュール発熱が生じて、液体ヘリウムが大量に消費
されるという問題点があり、さらに、この状態で通電を
持続させると、酸化物超電導導体8の温度が上昇して焼
損に至り、通電が不能となる危険性がある。
【0011】この発明は、これらの問題点を考慮してな
されたもので、その目的は、酸化物超電導体を用いた超
電導装置用電流リードにおいて、通電時に酸化物超電導
体が超電導状態から常電導状態に転移する場合があって
も、転移の発生を早期にかつ確実に検知して、焼損を生
じることなく安全に運転することのできる超電導装置用
電流リードを提供することにある。
【0012】
【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、本発明においては、真空断熱容器内に収納され液
体ヘリウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から励
磁電流を通電する超電導装置用電流リードであって、良
導電性金属導体を筒状容器に収納し一端に常温端子を接
続し他端に中間接続金具を接続してなる高温側リード
と、両端に接続片を接続してなる酸化物超電導導体を金
属製の筒状容器に収納し一端に前記中間接続金具を接続
し他端に低温端子を接続してなる低温側リードとからな
るものにおいて、前記低温側リードの接続片と筒状容器
の少なくともいずれか一方に酸化物超電導導体を流れる
電流の検知手段を設けることとする。
【0013】さらに、前記の酸化物超電導導体を流れる
電流の検知手段として、磁界測定素子を、低温側リード
の酸化物超電導導体の両端に設置された接続片の各々に
少なくとも2個付設することとするか、または、あるい
は同時に、低温側リードの酸化物超電導導体を収納する
筒状容器に少なくとも1個付設することとする。
【0014】
【作用】酸化物超電導導体を用いた超電導装置用電流リ
ードにおいては、仮に酸化物超電導導体の一部あるいは
全てが超電導状態から常電導状態に転移すると、酸化物
超電導導体内、あるいは外周に配置された筒状容器との
間の電流流路の電気抵抗の割合が変わるので電流分布が
変化することとなる。したがって、低温側リードに電流
の検知手段を設けて監視すれば、その変化によって酸化
物超電導導体の常電導状態への転移を早期に検知するこ
とができる。
【0015】一方、通電された導体の周辺には電流の大
きさおよび分布に応じた磁界が発生しているので、磁界
測定素子を付設し導体の周辺の磁界を検知することによ
って、導体を流れる電流の大きさおよび分布、さらには
その変化を直接知ることができる。とくに、酸化物超電
導導体の両端に設置された接続片の各々に磁界測定素子
を少なくとも2個付設することとすれば、酸化物超電導
導体の電流分布の変化を直接測定することができるの
で、酸化物超電導導体の常電導状態への転移を早期に検
知できる。また、とくに低温側リードに複数の酸化物超
電導導体の並列接続を用いたものにあっては、より効果
的に常電導状態への転移を検知することができる。
【0016】また、低温側リードの酸化物超電導導体の
外周に配置された筒状容器に磁界測定素子を少なくとも
1個付設することとすれば、酸化物超電導導体の常電導
状態への転移に伴って筒状容器に分流する電流の発生す
る磁界を測定することができるので、酸化物超電導導体
の常電導状態への転移を検知することができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明による超電導装置用電流リードの第
1の実施例の要部断面図で、高温側リード2の一部と低
温側リード5の断面を示したものである。本図におい
て、従来例と同一の機能を有する構成部品については同
一符号を付し、説明を省略する。
【0018】本実施例の従来例との相違点は、低温側リ
ード5に内蔵された複数の酸化物超電導導体8の上端に
銀箔12Aを介してハンダ接続された接続片11Aに、
酸化物超電導導体8に近接して、この酸化物超電導導体
8を流れる電流を検出するための磁界測定素子20Aお
よび20Bが付設され、また下端に銀箔12Bを介して
ハンダ接続された接続片11Bに同様に磁界測定素子2
0Cおよび20Dが付設されていることにある。これら
の4個の磁界測定素子は、それぞれ図示しない測定リー
ドによって、真空断熱容器の外部に設置された磁界検出
回路へ接続されている。磁界検出回路においては、磁界
測定素子による測定信号を受けて、基準値との比較演算
を行う。この基準値には、複数の酸化物超電導導体8が
全て超電導状態にあって正常に通電されている場合の各
磁界測定素子の測定値が用いられる。
【0019】超電導状態で通電中の複数の酸化物超電導
導体8のいずれかにおいて特性劣化が生じ、その導体が
超電導状態から常電導状態へと転移すると極めて大きい
電気抵抗をもつこととなるので、その導体を流れる電流
が急激に減少し、その他の超電導状態にある導体を流れ
る電流は増大する。これにともない上記の各磁界測定素
子で検出される磁界強度も急激に減少、あるいは増大す
ることとなる。したがって、上記のように磁界測定素子
による測定信号を基準値と比較演算することにより酸化
物超電導導体8の常電導状態への転移が早期に検知され
る。
【0020】また、前述のように、複数の酸化物超電導
導体8の中で常電導状態へと転移した導体には電流が流
れなくなるので、本導体に近接して配置された磁界測定
素子による測定値は急激に低下することとなる。したが
って、各磁界測定素子による測定値から特性の劣化した
導体を確定することができ、不良導体の交換補修を安価
に、かつ確実に行うことができる。
【0021】図2は、本発明による超電導装置用電流リ
ードの第2の実施例の要部断面図で、図1と同じく、高
温側リード2の一部と低温側リード5の断面を示したも
のである。本実施例の従来例との相違点は、低温側リー
ド5の金属製の筒状容器7に磁界測定素子20Eが設置
されている点にある。これは筒状容器7を流れる電流を
検出することによって酸化物超電導導体8を流れる電流
を間接的に検知するものである。磁界測定素子20E
は、第1の実施例の磁界測定素子と同様に、磁界検出回
路へ接続され、送られた測定信号は基準値と比較演算処
理される。
【0022】複数の酸化物超電導導体8が超電導状態に
あって正常に通電されている場合には、電流はすべて酸
化物超電導導体8に流れ、筒状容器7には流れていない
が、酸化物超電導導体8の常電導状態への転移が進行
し、全ての導体が常電導状態へ転移すると、導体が高抵
抗となるので金属製の筒状容器7に電流が分流すること
となる。したがって、磁界測定素子20Eの測定値が基
準値より増大することによって酸化物超電導導体8の常
電導状態への転移を検知することができる。
【0023】なお、図2の第2の実施例において、さら
に第1の実施例のように接続片11A、11Bにも磁界
測定素子を組み込むこととすれば、より確実に酸化物超
電導導体8の常電導状態への転移が検知でき、安全に使
用できる超電導装置用電流リードが得られることとな
る。
【0024】
【発明の効果】上述のように、本発明では、良導電性金
属導体を筒状容器に収納し一端に常温端子を接続し他端
に中間接続金具を接続してなる高温側リードと、両端に
接続片を接続してなる酸化物超電導導体を金属製の筒状
容器に収納し一端に前記中間接続金具を接続し他端に低
温端子を接続してなる低温側リードとからなる超電導装
置用電流リードにおいて、前記低温側リードの接続片と
筒状容器の少なくともいずれか一方に、例えば磁界測定
素子からなる、酸化物超電導導体を流れる電流の検知手
段を設けることとしたので、仮に通電時に酸化物超電導
体が超電導状態から常電導状態に転移する場合があって
も、転移の発生を早期にかつ確実に検知することが可能
となり、焼損を生じることなく安全に運転できる超電導
装置用電流リードが得られることとなった。
【0025】とくに、複数の酸化物超電導導体を用いた
低温側リードにおいて、各酸化物超電導導体に近接した
接続片に、例えば磁界測定素子からなる、酸化物超電導
導体を流れる電流の検知手段を設けることとすれば、常
電導状態への転移が発生した場合には、特性が劣化した
導体を検知することができるので、不良導体の交換補修
が安価に、かつ確実に実施でき、信頼性の高い超電導装
置用電流リードが得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超電導装置用電流リードの第1の
実施例の要部断面図
【図2】本発明による超電導装置用電流リードの第2の
実施例の要部断面図
【図3】従来の酸化物超電導体を用いた超電導装置用電
流リードの簡略化した側面図
【図4】図3の従来の酸化物超電導体を用いた超電導装
置用電流リードの要部断面図
【符号の説明】
1 常温端子 2 高温側リード 3 良導電性金属導体 4 筒状容器 5 低温側リード 6 中間接続金具 7 筒状容器 8 酸化物超電導導体 9 低温端子金具 9A 低温端子 10 超電導コイル 11A,B 接続片 12A,B 銀箔 20A,B,C,D 磁界測定素子 20E 磁界測定素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空断熱容器内に収納され液体ヘリウムに
    浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電
    する超電導装置用電流リードであって、良導電性金属導
    体を筒状容器に収納し一端に常温端子を接続し他端に中
    間接続金具を接続してなる高温側リードと、両端に接続
    片を接続してなる酸化物超電導導体を金属製の筒状容器
    に収納し一端に前記中間接続金具を接続し他端に低温端
    子を接続してなる低温側リードとからなるものにおい
    て、前記低温側リードの前記接続片と前記筒状容器との
    少なくともいずれか一方に前記酸化物超電導導体を流れ
    る電流の検知手段が設けられていることを特徴とする超
    電導装置用電流リード。
  2. 【請求項2】前記の酸化物超電導導体を流れる電流の検
    知手段が、前記低温側リードの前記酸化物超電導導体の
    両端に接続される前記接続片の各々に少なくとも2個付
    設された磁界測定素子からなることを特徴とする請求項
    1記載の超電導装置用電流リード。
  3. 【請求項3】前記の酸化物超電導導体を流れる電流の検
    知手段が、前記低温側リードの前記酸化物超電導導体を
    収納する前記筒状容器に付設された少なくとも1個の磁
    界測定素子からなることを特徴とする請求項1記載の超
    電導装置用電流リード。
JP6239795A 1994-10-04 1994-10-04 超電導装置用電流リード Pending JPH08107010A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6239795A JPH08107010A (ja) 1994-10-04 1994-10-04 超電導装置用電流リード

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6239795A JPH08107010A (ja) 1994-10-04 1994-10-04 超電導装置用電流リード

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08107010A true JPH08107010A (ja) 1996-04-23

Family

ID=17049991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6239795A Pending JPH08107010A (ja) 1994-10-04 1994-10-04 超電導装置用電流リード

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08107010A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246162A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Toshiba Corp 超電導コイル装置および超電導コイル異常検出装置ならびに超電導コイル装置運転方法
WO2014080591A1 (ja) * 2012-11-21 2014-05-30 昭和電線ケーブルシステム株式会社 電流リード
CN113169658A (zh) * 2018-08-21 2021-07-23 劳斯莱斯德国有限两合公司 带有用于在持续电流模式中运行的超导的绕组的转子
CN114883048A (zh) * 2022-06-07 2022-08-09 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种高温超导电力装备用二元高压电流引线

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246162A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Toshiba Corp 超電導コイル装置および超電導コイル異常検出装置ならびに超電導コイル装置運転方法
WO2014080591A1 (ja) * 2012-11-21 2014-05-30 昭和電線ケーブルシステム株式会社 電流リード
JP2014103324A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 電流リード
CN113169658A (zh) * 2018-08-21 2021-07-23 劳斯莱斯德国有限两合公司 带有用于在持续电流模式中运行的超导的绕组的转子
CN114883048A (zh) * 2022-06-07 2022-08-09 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种高温超导电力装备用二元高压电流引线
CN114883048B (zh) * 2022-06-07 2024-09-24 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种高温超导电力装备用二元高压电流引线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ballarino High temperature superconducting current leads for the large hadron collider
GB2476716A (en) Current lead assembly and its cooling method, suitable for a superconducting magnet
JP2006324325A (ja) 超電導磁石装置
JP2952552B2 (ja) 超電導機器用電流リード
JP3125474B2 (ja) 酸化物超電導体を用いた電流リード
CN111751579A (zh) 一种大载流临界电流样品杆的设计方法
JP2006108560A (ja) 超電導装置用電流リード
JPH11112043A (ja) 超電導装置用電流リード
JPH08321416A (ja) 超電導装置用電流リード
Ballarino Conduction-cooled 60 A resistive current leads for LHC dipole correctors
CN116759187A (zh) 一种高温超导磁体二元电流引线
JP3468888B2 (ja) 超電導装置用電流リード
Dudarev et al. 20.5 kA current leads for ATLAS barrel toroid superconducting magnets
JPH11297524A (ja) 超電導装置用電流リード
JP3715002B2 (ja) 超電導装置用電流リード及びその運転方法
Heller et al. Conceptual design of a 20-kA current lead using forced-flow cooling and Ag-alloy-sheathed Bi-2223 high-temperature superconductors
JPH10247532A (ja) 超電導装置用電流リード
JP3127705B2 (ja) 酸化物超電導体を用いた電流リード
JP4805688B2 (ja) 超電導線材およびこれを用いた超電導装置
JPS6133367B2 (ja)
JPH0955545A (ja) 超電導装置用電流リード
JP2013143474A (ja) 超電導マグネット装置及びその電流リード
JP2929773B2 (ja) 超電導磁石装置の電流リード
JP2943032B2 (ja) 高温超電導体電流リード
JP3284656B2 (ja) 酸化物超電導体を用いた電流リード