JPH0984259A

JPH0984259A - 超電導限流器

Info

Publication number: JPH0984259A
Application number: JP7237266A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Nomura; 明芳野村; Shuichiro Motoyama; 修一郎本山; Kazuyuki Matsuda; 和幸松田
Original assignee: NGK Insulators Ltd; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: NGK Insulators Ltd; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】大型の超電導限流器を作成するのが困難であ
った。筒形状の超伝導体において、周方向に超電導電流
が流れなかった。【解決手段】磁気遮蔽体（１１）と、その外側に巻か
れたコイル（２４）とを有する超電導限流器（１０）。
磁気遮蔽体（１１）は、ほぼ軸方向に延びる中空部（１
５）を形成する筒体（１６）を２以上有していて、筒体
は、互いに実質的に平行に配置されていて、筒体の各々
は、周方向に超電導電流が流れることができ、かつ、筒
形状を有する超電導体（１６）を有している。超電導体
は高抵抗基盤に被覆していてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向に延びる
２以上の中空部が形成された超電導限流器に関する。超
電導体が常伝導になったときに限流器のインピーダンス
が大きく、超電導限流器に流れる過電流を限流する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、送電線系統における電流を
限流する限流器の開発が進められている。限流器は、短
絡、落雷等により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、遮断機、変圧器等にかかる負荷を軽
減する。限流の方式としては種々のものがあるが、近
年、超電導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、超電導体の磁気遮蔽効果及び磁束スイ
ッチング効果を利用したものである。

【０００３】図５で、超電導限流器６０は、超電導体
たる磁気遮蔽体６２及びその外周に導線が巻き回された
コイル６３を有する。なお、超電導体を冷却する冷却容
器は省略されている。図５（ａ）は、超電導体６２が超
電導状態にある定常状態を示す。通常、コイル６３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
示すものである。しかし、超電導限流器６０では、超電
導体６２のマイスナー効果により、磁束線６５が超電導
体６２そのものに侵入しない。また、超電導体６２の周
方向にも超電導電流が流れるので、超電導体６２に囲ま
れた中空部６４が磁気遮蔽され、磁束線６５が中空部６
４に侵入しない。従って、コイル６３の内部を貫く磁束
線６５は超電導体６２の外側に限られ、コイル６３の自
己インダクタンスは非常に小さくなり、通常の送電電流
の損失は大変に小さい。

【０００４】一方、過電流が発生し臨界磁場を越える
磁束が生じたときには、超電導状態から常伝導状態にク
エンチし、超電導体６２は磁気遮蔽をしなくなる。図５
（ｂ）は、常伝導状態のときを示す。磁束線６５が超電
導体６２そのもの及び超電導体６２に囲まれた中空部６
４を軸方向に貫いて侵入する。従って、磁束線６５がコ
イル６３に鎖交するので、コイルにインダクタンスが発
生し、コイルを流れる過電流を限流する。この超電導限
流器は、ＯＮ−ＯＦＦ制御のスイッチ機能を有する。一
方、特願平４−７４６３９号は、外部コイルに流れる過
電流の大小に応じて、限流作用を調節することができる
超電導限流器を記載する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】超電導限流器では、
インダクタンスが大きく変化するものが所望される。そ
して、そのためには、超電導体のサイズを大きくする必
要がある。しかし、筒形状を有する超電導体のサイズを
大きくするのには技術的な困難が伴う。例えば、直径が
１メートル前後の筒形状のセラミック成形体を焼結する
ときには、焼結の際の温度変化によりクラック等が生じ
やすい。また、焼結するための電気炉も大型となり、温
度制御等が困難となる。そこで、小型の超電導体を組み
合わせて、超電導限流器に用いることが提案されてい
る。特開平５−１４５１２８号公報は、小型の超電導筒
体を軸方向に積層した超電導筒体、及び、軸方向に長い
柱状体どうしをその径方向に組み合わせて中空部を囲む
側壁部を形成する超電導筒体を記載する。米国特許５，
３３４，９６４号の図８は、軸方向に長い柱状体どうし
をその径方向で組み合わせて中空部を囲む側壁部を形成
する超電導筒体を形成する。

【０００６】しかし、特開平５−１４５１２８号公報
及び米国特許５，３３４，９６４号では、各々の柱状体
は中実体であり中空体ではない。また、超電導電流は、
各々の柱状体の内部を流れるが、一個の柱状体から隣接
する柱状体には粒界に遮られて流れない。即ち、超電導
電流は、筒体全体を周方向に流れることができず、筒体
に囲まれた中空部の磁場は遮蔽されておらず、磁束線は
中空部を軸方向に貫くことができる。これでは、筒体が
超電導状態になっている定常時において、インダクタン
スが大きくなり、好ましくない。また、超電導状態から
常伝導状態に転移するときも、磁束線は、新たに筒体そ
のもの、即ち、側壁部そのもののみを貫くことになり、
インダクタンスの増加、即ち、限流効果が限られる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上
記の課題を解決することを目的とする。即ち、本発明に
よれば、磁気遮蔽体と、当該磁気遮蔽体の外側に巻かれ
たコイルとを有する超電導限流器において、当該磁気遮
蔽体は、ほぼ軸方向に延びる中空部を形成する筒体を２
以上有していて、当該筒体は、互いに実質的に平行に配
置されていて、当該筒体の各々は、周方向に超電導電流
が流れることができ、かつ、筒形状を有する超電導体を
有していることを特徴とする超電導限流器が提供され
る。また、本発明において、当該筒体の各々は筒形状を
有する高抵抗基盤を有していて、当該超電導体が当該高
抵抗基盤の外表面又は内表面を被覆することが好まし
い。

【０００８】更に、当該磁気遮蔽体は筒形状の外壁部
を有していて、当該コイルは当該外壁部の外側に巻かれ
ていて、当該筒体を組み合わせて当該外壁部を形成する
ことが好ましい。更にまた、隣接する当該筒体と当該筒
体の間に実質的に隙間がないように形成されていること
が好ましい。更に、当該超電導体の厚さが実質的に一定
であることが好ましい。

【０００９】本発明では、２以上の筒体は、互いに実
質的に平行に配置されている。ここで、２以上の筒体が
「平行」である場合には、その２以上の筒体が互いの軸
を共有することを含まない。即ち、２以上の筒体が「平
行」とは、その２以上の筒体がその軸方向と垂直になっ
ているある仮想的な平面を貫くことをいう。また、「実
質的」に平行とあるのは、軸方向が完全に平行であるこ
とを要しないことをいう。本発明では、筒体の各々は、
筒形状を有する超電導体を有している。本明細書におい
て、「超電導体」とは、臨界温度以下に冷却したときに
実質的に電気抵抗が消滅する有体物をいう。一般には、
超電導体は室温において超電導ではなく、電気抵抗を有
する。

【００１０】本発明では、超電導体は、その周方向に
超電導電流が流れることができる。これにより、本発明
の超電導限流器が超電導状態のときには、磁束線は各々
の超電導体そのもののを貫くことができないのみなら
ず、各々の超電導体に囲まれた中空部をも貫くことがで
きない。また、一個の大きな超電導体を形成することに
比べて、小さな超電導体を２以上形成する方が容易であ
る。かかる超電導体は、例えば、一体的に形成すること
により得ることができる。一体的に形成とは、例えば、
超電導性酸化物を含有する成形体を形成し、その成形体
を焼結することにより得ることができる。ここで、焼結
工程は、その超電導性酸化物が分解融解する温度（以
下、非調和融点という。）以上に加熱する工程と、次い
で、超電導性酸化物の結晶を成長させるために、当該成
形体を非調和融点以下にまで徐々に冷却する徐冷工程と
を有していてもよい。分解融解する温度以上に加熱する
ことにより、超電導性酸化物は固相及び液相の混合相に
分解する。次いで、冷却工程では、固相及び液相の界面
において包晶反応が起こり、超電導性酸化物の結晶が成
長する。かかる焼結工程を経ることにより、結晶粒の配
向性が揃い、超電導電流が超電導体の周方向に流れるこ
とができる。また、超電導体に含有してもよい超電導性
酸化物の結晶粒の配向性を揃えるために、徐冷工程は、
超電導性酸化物の単結晶の格子定数と類似する単結晶か
らなる基板に成形体を載せて行ってもよい。超電導体を
筒形状に形成することは、成形体の際に行ってもよい
し、焼結後に行ってもよい。

【００１１】筒体は、超電導体及び高抵抗基盤を有し
ていて、超電導体が高抵抗基盤の外表面又は内表面を被
覆していてもよい。例えば、超電導性酸化物を含有する
スラリー、ペースト等を高抵抗基盤に被覆して、上記の
焼結工程を行うことができる。一方、筒体は、基盤等を
含むことなく、超電導体から構成されていてもよい。高
抵抗基盤としては、例えば、酸化マグネシウム等の酸化
物セラミックス等が挙げられる。電流は、超電導限流器
が定常状態のときも過電流が流れる異常状態のときも、
高抵抗基盤に実質的に流れないことが好ましい。磁気遮
蔽体は、全体として筒形状を有していて、当該筒体を組
み合わせたときに、その筒形状が形成されるようにする
ことができる。即ち、磁気遮蔽体は筒形状の外壁部を有
していて、筒体を組み合わせてこの外壁部を形成するこ
とができる。ただし、各々の筒体の外側に超電導体が形
成されていて、隣接する超電導体どうしの間に隙間がな
いときであっても、超電導電流は隣接する超電導体を流
れる必要はない。一方、磁気遮蔽体は、２以上の筒体、
例えば、円筒体を単に平行に配置したものでもよい。こ
のときには、筒体と筒体との間には間隙が形成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１では、超電導限流器１０
は、磁気遮蔽体１１と、磁気遮蔽体１１の外側に位置す
る冷却容器２２と、冷却容器２２の外側に巻かれている
コイル２４とを有する。磁気遮蔽体１１は、４つの筒体
１６から構成されていて、各々の筒体１６がほぼ軸方向
に延びる中空部１５を形成する。各々の筒体１６は、外
壁部１６ａと側壁部１６ｂが一体的に形成されていて、
超電導限流器１０が定常時の超電導状態にあるときに
は、筒体１６の周方向に超電導電流が流れることができ
る。

【００１３】筒体１６は、外壁１２を構成する円弧状
の外壁部１６ａと、外壁部１６ａの内側に連続する側壁
部１６ｂとからなる。隣接する筒体１６の側壁部１６ｂ
が互いに側壁１４を形成する。隣接する側壁部１６ｂは
接合していてもよいし、接合していなくてもよい。各々
の筒体１６の外壁部１６ａの厚さは、側壁部1６ｂの厚
さと実質的に等しいことが好ましい。また、外壁部１６
ａの厚さが一定であり、側壁部１６ｂの厚さも一定であ
ることが好ましい。厚さが不均一であると局所的なクエ
ンチにより局所的な発熱が生じ、超伝導体の劣化をひき
起こす可能性があるためである。ただし、この筒体の壁
部の厚さは、他の筒体の壁部の厚さと等しい必要はな
い。磁気遮蔽体１１は、筒形状の外壁１２と、その外壁
１２の内側に連続して径方向に延びる側壁１４とを有す
る。外壁１２の外側表面及び内側表面は円である。ただ
し、外壁の外側表面及び内側表面の形状は特に限定され
ず、楕円、多角形等であってもよい。また、側壁が延び
る方向は限定されず、磁気遮蔽体の中心を通る必要はな
い。

【００１４】外壁１２及び側壁１４は超電導性組成物
から構成されていることが好ましく、超電導性組成物の
臨界温度が７７Ｋ以上であることが更に好ましい。ただ
し、筒体１６がセラミック基体及びその表面に被覆する
超電導層を有していてもよい。このときには、超電導層
は中空部側、即ち内側に形成されていてもよいし、ま
た、中空部の反対側、即ち外側に形成されていてもよ
い。また、超電導体が基体の内側及び外側に形成されて
いてもよい。セラミック基体としては、酸化マグネシウ
ム、部分安定化ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素等を
用いることができる。

【００１５】磁気遮蔽体１２は、冷却容器２２の内部
に位置する。超電導限流器を使用するときには、冷却容
器２２には液体窒素等の冷媒を入れることができる。冷
媒は、例えば、磁気遮蔽体１２を浸すまで入れて、冷却
容器２２との間の隙間２３にも満ちるようにする。ただ
し、隙間２３は小さければ小さいほど好ましい。限流効
果の観点より、コイル２４に囲まれた面積は、できるだ
け磁気遮蔽体１２が占めることが好ましいからである。
冷却容器２２は電気絶縁体から構成されていることが好
ましい。例えば、繊維強化型プラスチック等の十分な機
械強度を有するプラスチックを用いることができる。ま
た、冷却容器そのものが絶縁体でないときは、その表面
に電気絶縁層を被覆することが好ましい。冷却容器の形
状に特に制限はないが、磁気遮蔽体の形状に対応するこ
とが好ましい。例えば、磁気遮蔽体が円筒形状を有する
ときには、冷却容器も円筒形状を有することが好まし
い。

【００１６】コイル２４が冷却容器２２の外周面２２
ｓを巻いていて、コイル２４は図示していない外部回路
に接続する。コイル２４と冷却容器２２との間には隙間
がないことが好ましい。限流効果の観点より、コイル２
４の軸方向と垂直な断面において、コイルの断面積に対
して超電導体の断面積が占める割合が大きいことが好ま
しいからである。コイルは、磁気遮蔽体の外側に巻かれ
ている限り、冷却容器の外側にコイルが巻かれていて
も、冷却容器の内側にコイルが巻かれていてもよい。コ
イルが超電導性でないときには、図１に示すように、コ
イルは冷却容器の外側に位置することが好ましい。一
方、コイルが超電導性のときには、磁気遮蔽体と共に冷
却容器の内部に収納することが好ましい。

【００１７】中空部１５には、中空部を貫く磁束密度
を増加するために、透磁率が高い鉄芯２６が挿入されて
いる。鉄芯２６と筒体１６の内表面との間に隙間がある
が、この隙間は小さいことが好ましい。鉄芯は、例え
ば、ケイ素鋼から構成される。磁気遮蔽体１１の両端部
には、中空部１５に冷媒が入らないようにするために封
止部材を取り付けることが好ましい。端部材は例えば板
形状をしていて、磁気遮蔽体１１及び鉄芯２６の端部を
受けるための凹部が形成されていてもよい。磁気遮蔽体
が常伝導になったとき、渦電流が鉄芯に発生する。そし
て、鉄芯の温度は液体窒素温度等の低温よりも室温に近
いほうが、渦電流が小さくなるからである。

【００１８】図１の磁気遮蔽体は、各々の筒体１６を
形成して、これらを組み合わせることにより製造するこ
とができる。ただし、各々の筒体１６を形成することな
く、予め中空部を形成するように成形をして、この成形
体を焼結することにより磁気遮蔽体を形成してもよい。

【００１９】磁気遮蔽体３１は、図１の磁気遮蔽体１
１の外周に更に８つの扇形の筒体３６が配置された形状
を有する。４個の筒体３５が円筒形状を形成するように
配置して、各々の筒体３５の外周面に２つの筒体３６の
内周面が接触するように配置されている。各々の筒体３
５、３６は軸方向に延びる中空部を形成する。これらの
中空部の何れにも、それぞれの中空部の形状に対応する
形状を有する鉄芯３９が挿入されている。図２では、磁
気遮蔽体３１は、円筒形状の外壁３２ａ、外壁３２ａの
内側から連続して径方向に延びる側壁３３及び外壁と同
心の円筒形状の側壁３２ｂを有する。側壁３３と側壁３
２ｂは連続する。中空部を形成する筒体を用いて磁気遮
蔽体を構成するときには、各々の筒体の形状には特に制
限はなく、隣接する筒体と形状が適合するようになって
いることが好ましい。

【００２０】図３では、磁気遮蔽体は、２以上の筒体
４２の集合である。各々の筒体４２が軸方向に延びる中
空部４３を形成する。筒体４２どうしは互いに接触して
いて、隣接する筒体４２の間に更に中空部４４が形成さ
れている。ただし、これらの筒体は互いに接触している
必要はない。筒体の断面形状は特に制限がなく、楕円、
多角形、星形等であってもよい。これらの筒体４２は、
冷却容器４７の内部に入れることにより、互いに押し合
う力で直立させてもよい。また、これらの筒体４２の全
てをコイル等の線材で束ねて、その筒体４２及び線材を
冷却容器に収納してもよい。

【００２１】本発明に用い得る超電導性酸化物は、特
に制限はないが、臨界温度が７７Ｋ以上のものが好まし
い。かかる超電導性組酸化物としては、例えば、Bi-Sr-
Ca-Cu-O系、希土類系等の多層ペロブスカイト型結晶構
造である超電導性酸化物が挙げられる。Bi-Sr-Ca-Cu-O
系酸化物の具体例として、Bi₂Sr₂CaCu₂O_x、Bi₂Sr₂Ca₂Cu
₃O_xが挙げられる。また、Srの一部がPbに置換されてい
てもよい。また、希土類系の超電導性酸化物の具体例と
しては、REBa₂Cu₃O_7-xと表せる化合物が挙げられる。こ
こで、REは希土類元素でＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈｏ、
Ｅｒ及びＹｂからなる群のなかの少なくとも一元素から
なる。また、REBa₂Cu₃O_7-xが非化学量論的なので、ｘ
は、０以上１以下という不定比を示し、この値が超電導
特性の発現に直接影響を与える。また、REBa₂Cu₃O_7-xの
結晶構造は、多層ペロブスカイト構造を有する。REと表
す希土類元素は、必ずしも一元素のみに限られるわけで
はなく、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＹｂか
らなる群より任意の二以上の元素を混在させてもよく、
このような例としては、REがY_yYb_1-y（ｙは０以上１以
下の実数）と表せる場合等がある。

【００２２】超電導性酸化物に少量の銀、白金、ロジ
ウム等のピン中心を生成するための添加物を必要に応じ
て添加してもよい。ピン中心とは、超電導状態のときに
電流が流れたときに磁束線が動くことを防止して、臨界
電流密度を向上する。本発明に用いる筒体及び筒体は、
超電導性酸化物に所望の添加物を加えた混合粉末を所望
形状に成形してから、これを公知の焼成法で焼成し、機
械加工することによって、作成することができる。

【００２３】

【実施例】本発明を実施例により詳細に説明する。但
し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。（実施例１）図１に示す超電導限流器１０を作成した。
ただし、図１と異なって、鉄芯２６は挿入しなかった。
磁気遮蔽体１１は、ビスマス系超電導酸化物であるBi₂S
r₂CaCu₂O_xから構成される。まず、磁気遮蔽体１１の作
製方法を記載する。Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：
１：２となるように、Ｂｉ₂Ｏ₃，ＳｒＣＯ₃，ＣａＣ
Ｏ₃，ＣｕＯの各粉末を調合し、蒸留水を用いてポット
ミルにより湿式混合した。得られた混合粉末を熱風乾燥
器にて乾燥後、空気中８６０℃で１０時間仮焼した。得
られた仮焼粉末に４ｗｔ％のＡｇ粉末を外配した粉末を
エタノール溶媒を用いてジルコニア球石によりボールミ
ルで１０時間粉砕し、その後乾燥器にて乾燥して原料粉
末とした。

【００２４】この原料粉末を用いて、図１に示す扇状
筒体１６をプレス成形した。その成形体を焼成炉内で酸
素雰囲気下８８５℃で３０分間部分溶融して、固相と液
相との混合物として、次いで８３０℃まで冷却速度０．
５℃／時で徐冷し、８３０℃で１５時間結晶化するため
の熱処理を施した。その後、さらに、７００℃まで冷却
した後、炉内を窒素雰囲気に置換して炉内冷却し、中空
部を形成した扇状の超電導体１６を得た。同様な方法
で、組み合わせると円筒状になるように合計４ケの扇形
状の筒体１６を製作した。それぞれの筒体１６の厚さ
は、外壁部１６ａも側壁部１６ｂも約５ｍｍであった。
１ケの筒体１６の断面積は、１９．６ｃｍ²である。こ
れらの筒体１６を組み合わせた筒形状の磁気遮蔽体１１
は、直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍであった。また、
作製したそれぞれの超電導体の臨界温度は７７Ｋ以上で
あり、７７Ｋ、１テスラにおける臨界電流密度は、約１
０００Ａ／ｃｍ²であった。また、磁気シールド能とし
ては、７７Ｋにおいて、磁気遮蔽体の外部磁場が５０ガ
ウスのとき、磁気遮蔽体１１の中空部の中央における磁
場は若干上昇した。

【００２５】磁気遮蔽体１１は、冷却容器２２に封入
されている。同容器２２は、ＦＲＰ製で真空断熱構造と
なっており、上下には収納空間を密閉するように、円板
状で真空断熱構造を有する繊維強化プラスチック製蓋体
２８が装着されている。収納容器２２内には冷媒２５と
して液体窒素が充填され、磁気遮蔽体１１が液体窒素に
浸漬されている。尚、この冷却容器には導入口と導出口
が形成され、これらの口を介して収納空間への液体窒素
の供給及び排出が行われるようになっている。冷却容器
２２は筒形状をしていて、その外周面にはコイル２４が
巻回されている。コイルは本試験では、直径１ｍｍのエ
ナメル単線を２００ターンで一層巻きして形成されてお
り、電力線と直列に接続されている。

【００２６】次に、実施例における限流作用を説明す
る。コイル２４内に配置された磁気遮蔽体１１は超電導
状態において抵抗ゼロのコイルと同等な作用を有する。
即ち、各々の筒体１６には、コイル２４が印加する磁束
が誘起して超電導電流が生じて、この超電導電流により
各々の筒体１６の内部の磁場を遮蔽する。従って、超電
導状態にある磁気遮蔽体１１がコイル２４の内側に位置
する場合は、コイルのインダクタンスは極めて抑制され
ることとなり、超電導限流器としては、電力線を介して
コイルに定常電流が流れている間は極めて抵抗が小さ
く、限流器による送電損失は少ない。しかし、短絡事故
等により電力線及びコイル２４に過電流が流れると、コ
イル２４が大きな磁場を印加するので、筒体１６が超電
導状態から常電導状態にクエンチし、超電導体内部の磁
場を遮蔽することができなくなる。このため、磁束がコ
イル２４と鎖交することにより、磁気遮蔽体１１に大き
な自己インダクタンスが発生し、過電流を限流すること
となる。

【００２７】以上のような作用により、本試験の超電
導限流器では、定常時の抵抗が０．６５Ωに対し、過電
流印加時の抵抗は、２．１４Ωとなった。これにより、
事故時には、超電導限流器の抵抗が１．４９Ω増加し、
約３．３倍となり、過電流を限流することが可能となっ
た。

【００２８】（比較例）図４の超電導限流器５０を製作
した。ただし、図４と異なって、鉄芯５９は挿入しなか
った。実施例と同様な方法で、超電導体から構成される
円筒形の磁気遮蔽体５１を製作した。磁気遮蔽体５１
は、直径５０ｍｍ、長さ１００ｍｍであり、壁部の厚さ
が約５ｍｍである。その断面積は、実施例の各々の筒体
１６とほぼ同等の１９．６ｃｍ²である。また、超電導
特性は実施例とほぼ同等であった。臨界温度は７７Ｋ以
上で、７７Ｋ、１テスラにおける臨界電流密度は、約１
０００Ａ／ｃｍ²であった。また、磁気シールド能とし
ては、７７Ｋにおいて、磁気遮蔽体の外部磁場が２２０
ガウスのとき、磁気遮蔽体１１の中空部の中央における
磁場は、約５０ガウスを示した。

【００２９】冷却容器５２は、磁気遮蔽体５１の形状
に対応して、円筒形を有し、また、蓋体５６を有する。
同様に、磁気遮蔽体５１は冷却容器５２に封入され、冷
却容器５２の内部は冷媒５５として液体窒素が充填さ
れ、磁気遮蔽体５１が液体窒素に浸漬されている。実施
例と同様に冷却容器５２の外周にはコイル５３が巻回さ
れ、電力線と直列に接続されている。

【００３０】以上のような超電導限流器５０の抵抗を
実施例と同様に評価した結果、定常時の抵抗が０．３６
Ωに対し、過電流印加時の抵抗は、０．７３Ωとなっ
た。これにより、事故時には、超電導限流器の抵抗が
０．３７Ωの約２．０倍しか増加せず、過電流を十分限
流することができなかった。過電流を抑制するため、上
記超電導限流器を３台直列に接続したところ、定常時の
抵抗が１．０８Ωに対し、過電流印加時抵抗は、２．１
９Ωとなった。これにより、過電流を抑制することは可
能となったが、定常時の抵抗が１Ωを越え、送電損失が
問題となった。

【００３１】

【発明の効果】本発明の超電導限流器では、各々の小
型の超電導体が別個に限流効果を有するので、大型の超
電導限流器をより容易に作成しうる。また、万が一の事
故により１個の超電導体が破損しても、他の超電導体に
よりある程度の限流効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超電導限流器の一実施態様である。
（ａ）水平方向の断面図である。（ｂ）軸方向の断面図
である。

【図２】本発明の超電導限流器の一実施態様の水平方
向の断面図である。

【図３】本発明の超電導限流器の一実施態様の水平方
向の断面図である。

【図４】従来の超電導限流器である。（ａ）水平方向
の断面図である。（ｂ）軸方向の断面図である。

【図５】超電導限流器の作用を説明する縦断面図であ
る。（ａ）定常時の超電導状態である。（ｂ）事故時の
常伝導状態である。

【符号の説明】

１０・・・超電導限流器、１１・・・磁気遮蔽体、１２・・・外
壁、１４・・・側壁、１５・・・中空部、１６・・・筒体、１６
ａ・・・外壁部、１６ｂ・・・側壁部、２２・・・冷却容器、２
２ｓ・・・外周面、２３・・・隙間、２４・・・コイル、２５・・・
冷媒、２６・・・鉄芯、２８・・・蓋体、３０・・・超電導限流
器、３１・・・磁気遮蔽体、３２ａ・・・外壁、３２ｂ・・・側
壁、３３・・・側壁、３５・・・筒体、３６・・・筒体、３７・・・
冷却容器、３８・・・コイル、３９・・・鉄芯、４０・・・超電
導限流器、４２・・・筒体、４３・・・中空部、４４・・・中空
部、４７・・・冷却容器、４８・・・コイル、４９・・・鉄芯、
５０・・・超電導限流器、５１・・・磁気遮蔽体、５２・・・冷
却容器、５３・・・コイル、５５・・・冷媒、５６・・・蓋体、
５９・・・鉄芯、６０・・・超電導限流器、６２・・・超電導
体、６３・・・コイル、６４・・・中空部、６５・・・磁束線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田和幸愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気遮蔽体と、当該磁気遮蔽体の外側に
巻かれたコイルとを有する超電導限流器において、当該磁気遮蔽体は、ほぼ軸方向に延びる中空部を形成す
る筒体を２以上有していて、当該筒体は、互いに実質的
に平行に配置されていて、当該筒体の各々は、周方向に超電導電流が流れることが
でき、かつ、筒形状を有する超電導体を有していること
を特徴とする超電導限流器。
【請求項２】当該筒体の各々は筒形状を有する高抵抗
基盤を有していて、当該超電導体が当該高抵抗基盤の外
表面又は内表面を被覆することを特徴とする請求項１に
記載の超電導限流器。
【請求項３】当該磁気遮蔽体は筒形状の外壁部を有し
ていて、当該コイルは当該外壁部の外側に巻かれてい
て、当該筒体を組み合わせて当該外壁部を形成すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の超電導限流器。
【請求項４】隣接する当該筒体と当該筒体の間に実質
的に隙間がないように形成されていることを特徴とする
請求項３に記載の超電導限流器。
【請求項５】当該超電導体の厚さが実質的に一定であ
ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の超電
導限流器。
【請求項６】当該筒体の中空部の各々に透磁率の高い
部材が挿入されていることを特徴とする請求項１〜５の
何れかに記載の超電導限流器。
【請求項７】当該部材がケイ素及び鉄を含有すること
を特徴とする請求項６に記載の超電導限流器。
【請求項８】当該超電導体が、臨界温度が７７Ｋ以上
であり、かつ、多層ペロブスカイト型結晶構造を有する
超電導性酸化物を含有することを特徴とする請求項１〜
７の何れかに記載の超電導限流器。
【請求項９】当該超電導性酸化物は、ビスマス、スト
ロンチウム、カルシウム及び銅を含有することを特徴と
請求項８に記載の超電導限流器。
【請求項１０】当該超電導限流器は、当該磁気遮蔽体
を冷却するための冷媒を入れることができる冷却容器を
有していて、当該コイルは当該冷却容器の外側に巻かれ
ていることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の
超電導限流器。