WO2006115126A1 - 超電導コイルのクエンチ検出方法と装置および超電導電力貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

　複数個の要素コイルが複数の電流源に接続されて繰り返しのパルス運転もしくは交流運転され、誘導電圧として数ｋＶが連続的に印加される超電導コイルにおいても、クエンチ時の検出電圧を検出することのできる超電導コイルのクエンチ検出方法と装置および超電導電力貯蔵装置を提供する。 　超電導コイル１内または近傍に設けられたピックアップコイル２と、超電導コイル１のクエンチ時に超電導コイル１に発生する電圧とピックアップコイル２に誘導される電圧の差の電圧を入力され所定値以下の電圧信号を出力する過電圧保護回路４と、前記電圧信号を入力されて超電導コイル１のクエンチを検出するクエンチ検出器３とを備えている構成とする。

Description

明 細 書

超電導コイルのタエンチ検出方法と装置および超電導電力貯蔵装置 技術分野

[0001] 本発明は、超電導コイル、特に、電力系統制御用あるいは瞬時電圧低下補償用等 の誘導電圧が連続的に発生する超電導コイルのタエンチを検出するのに適した超電 導コイルのタエンチ検出方法と装置および超電導電力貯蔵装置に関する。 背景技術

[0002] 超電導コイルが通電中にタエンチして超電導状態から常電導状態に転移した場合 には、そのまま通電状態を «I続すると超電導コイルを損傷してしまうため、タエンチの 発生を早期に検出して通電を停止する必要がある (特許文献 1, 2参照)。

[0003] 電流源により通電されている超電導コイルにおいて、最も簡便なタエンチ検出方法 は超電導コイルの両端電圧の絶対値を監視する方法である。この方法は、超電導コ ィルが抵抗発生したことに伴う電流源の出力電圧の変化を検出する。簡便ではある 力 超電導コイルの励消磁時の誘導電圧を誤検出しないように検出電圧を設定する 必要があるため、励磁電圧が数 V程度で同時に検出電圧を数 V以上に設定できるよ うな小型の超電導コイルに適用される場合が多い。一般に超電導コイルでは、その 両端を保護用の抵抗や半導体素子で短絡するため、タエンチ検出器に入力される 最大電圧は抵抗や半導体素子の両端電圧で決まることになる。

[0004] 超電導コイルの励消磁時の誘導電圧に比較してタエンチ時の検出電圧を小さく設 定した 、場合に広く用いられて ヽる方法が、超電導コイルを分割して両区間の差電 圧を監視する方法である。超電導コイルが複数個の要素コイルから構成される場合 には、要素コイル群の中点で分割する場合もある。この方法ではインダクタンスを等 分割した 2区間の差電圧を監視するので、誘導電圧を消去して微小な異常電圧の発 生を検出することができる。実用においては各分割区間のインダクタンスの差異をク ェンチ検出器側で微調整して補う必要がある。一般に検出電圧と誘導電圧の差が大 きいほど検出が難しくなる面がある。また、超電導コイルの中点の電圧はタエンチの 形態によってはコイル両端電圧よりも高くなる場合があるため、過電圧を避ける見地 から、中点で分割された区間毎にコイル電流を還流する保護回路を構成し、各回路 毎に抵抗や半導体素子を備えることで最大電圧を制限する場合が一般的である。

[0005] コイル電圧以外の信号でタエンチを検出する例として、強制冷却導体を用いた超 電導コイルの場合には、冷媒の圧力変化を監視する方法が知られている。この方法 はコイル電圧で検出する場合の多くの課題を解決できるが、冷媒中に浸漬冷却され る超電導コイルへの適用は困難である。

[0006] 一方、コイル電圧の誘導成分をキャンセルする技術として、ピックアップコイルにより コイル電圧の誘導成分を計測し、通電時のコイル電圧から減算する方法が知られて いる（特許文献 3参照)。ピックアップコイルを用いずに、直接、電流信号からコイル電 圧の誘導成分を算出する場合もある。これらは主として超電導コイルの交流損失測 定に適用される方法である力 タエンチ検出にも適用される場合がある。

[0007] 超電導コイルの剛性を向上させるために、コイル導体から電気的に絶縁された補強 金属をコイル導体と共巻きした場合には、その補強金属をピックアップコイルとして使 用できることも知られている。その場合、ピックアップコイルのインダクタンスが超電導 コイルのインダクタンスと良好に一致するため、理想的なピックアップコイルとなる（特 許文献 4参照)。

特許文献 1：特開平 6— 333739号公報

特許文献 2：特開平 9 - 260130号公報

特許文献 3：特公平 5 - 58246号公報

特許文献 4：特公平 6 - 56811号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 近年、電力貯蔵用等の超電導コイルでは、比較的大型の複数個の要素コイルを複 数の電流源に接続し、繰り返しのパルス運転もしくは交流運転する運用が検討され ている。これらの場合、誘導電圧は数 kVを超え、同時に保護回路に備えた抵抗の両 端に発生する電圧も数 kVを超える場合が多い。機器の耐電圧は実際に印加される 電圧に対して余裕をもたせるのが一般的であるため、必要な耐電圧は数十 kVになる 場合がある。一方、タエンチ時の検出電圧は IV未満である場合が多い。従ってタエ ンチ検出は、誘導電圧よりも 4桁小さい異常電圧を検出し、同時に、数十 kVの耐電 圧を有することが必要になる。この場合、一般の高電圧測定のように、電圧信号を抵 抗分圧して高電圧用の絶縁アンプに入力すると、検出電圧が小さくなるにつれて十 分な感度を確保することが難しくなると 、う課題がある。

[0009] また、別電源で運転される要素コイルが近接して！/ヽて、各電源の運転が同期して!/ヽ な 、場合には、別電源で運転される要素コイルからの相互誘導をキャンセルする必 要がある。さらに電位振動により要素コイル間で電圧分担が異なるような場合もあり、 従来の差電圧をとる方法では、誘導電圧を完全にキャンセルするのが難 ヽ場合が ある。この場合、タエンチの誤判定を避けるため、検出電圧の設定値をある程度大き くして運用することになり、微小電圧を検出できないという課題がある。

[0010] ピックアップコイル等を用いてコイル電圧の誘導成分をキャンセルして抵抗成分を 取り出す方法は、タエンチ検出器に常時に入力される電圧はゼロレベルのため異常 電圧の検出に有利に思えるが、発生する抵抗成分を直読することになるため、クェン チが十分に進行した場合に検出器の入力部に必要な耐電圧は数十 kV以上となつ てしまう場合がある。これに対応するために抵抗分圧して高電圧用の絶縁アンプを用 いて測定する構成にすると、誘導成分をキャンセルした利点が無くなり、前記と同様 に、検出電圧が小さくなるにつれて十分な感度を確保することが難しくなるという課題 がある。

[0011] そこで、本発明は、複数個の要素コイルが複数の電流源に接続されて繰り返しのパ ルス運転もしくは交流運転され、誘導電圧として数 kVが連続的に印加される超電導 コイルにおいても、タエンチ時の検出電圧を検出することのできる超電導コイルのク ェンチ検出方法と装置および超電導電力貯蔵装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0012] 本発明に係る超電導コイルのタエンチ検出装置は、超電導コイル内または近傍に 設けられたピックアップコイルと、前記超電導コイルのタエンチ時に前記超電導コイル に発生する電圧と前記ピックアップコイルに誘導される電圧の差の電圧を入力され所 定値以下の電圧信号を出力する過電圧保護回路と、前記電圧信号を入力されて前 記超電導コイルのタエンチを検出するタエンチ検出器と、を備えて 、ることを特徴とす る。

[0013] また、本発明に係る超電導コイルのタエンチ検出方法は、超電導コイルの発生電圧 のうち誘導成分をキャンセルした電圧を測定して前記超電導コイルにおける抵抗成 分の発生を検出する超電導コイルのタエンチ検出方法において、前記測定する電圧 の最大値が所定の電圧を超えないように過電圧保護をすることを特徴とする。

さらに、本発明に係る超電導電力貯蔵装置は、超電導コイル内または近傍に設け られたピックアップコイルと、前記超電導コイルのタエンチ時に前記超電導コイルに発 生する電圧と前記ピックアップコイルに誘導される電圧の差の電圧を入力され所定値 以下の電圧信号を出力する過電圧保護回路と、前記電圧信号を入力されて前記超 電導コイルのタエンチを検出するタエンチ検出器と、を備えた超電導コイルのクェン チ検出装置を有することを特徴とする。

発明の効果

[0014] 本発明によれば、複数個の要素コイルが複数の電流源に接続されて繰り返しのパ ルス運転もしくは交流運転され、誘導電圧として数 kVが連続的に印加される超電導 コイルにおいても、タエンチ時の検出電圧を検出することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1] (a)は本発明の第 1の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 2] (a)は本発明の第 2の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 3] (a)は本発明の第 3の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 4] (a)は本発明の第 4の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 5] (a)は本発明の第 5の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 6] (a)は本発明の第 6の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。 圆 7] (a)は本発明の第 7の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 8]本発明の第 8の実施の形態 (a)およびその変形例 (b)の超電導コイルのクェン チ検出装置を示す回路図。

圆 9] (a)は本発明の第 8の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を示す回 路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。

[図 10] (a)は本発明の第 10の実施の形態の超電導コイルのタエンチ検出装置を備 えた超電導電力貯蔵装置を示す回路図、（b)は (a)の変形例の回路図である。 符号の説明

1 超電導コイル

2 ピックアップコイル

3 タエンチ検出器

4 過電圧保護回路

5 限流抵抗

6a, 6b 光変換器

7 超電導線

8 副導体

9 要素コイル

10 電流源

11 半導体素子

12 クライ才スタツト

13 ダイオード

14 サイリスタ

15 抵抗体

16 超電導電力貯蔵装置

17 減算器

18 電圧変

20 絶縁被覆 発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明に係る超電導コイルのタエンチ検出方法および装置の第 1ないし第 1 0の実施の形態を図面を参照して説明する。

(第 1の実施の形態）

図 1 (a)は、本発明の第 1の実施の形態を示す回路図である。本実施の形態のタエ ンチ検出装置は、限流抵抗 5を介して電流源 10に接続された超電導コイル 1の近傍 に設けたピックアップコイル 2と、超電導コイル 1の端子間の電圧 VAとピックアップコ ィル 2の端子間の電圧 VBを入力する減算器 17と、減算器 17に接続した過電圧保護 回路 4および過電圧保護回路 4に接続したタエンチ検出器 3を備えている。

[0018] 本実施の形態では、超電導コイル 1の発生する磁場を感知できる位置にピックアツ プコイル 2を配置する。そして、超電導コイル 1の励消磁電圧から減算器 17において 誘導成分を消去した電圧を、過電圧保護回路 4を通した上でタエンチ検出器 3に入 力する。過電圧保護回路 4は、入力電圧が閾値に到達すると入力信号間を短絡する 。これにより、タエンチ検出器 3に過大な電圧が力かるのを防ぎ、タエンチ検出器 3を 保護する。閾値は、たとえば 600V未満の範囲内で選定する。誘導電圧の消去にお Vヽてはピックアップコイル 2の信号を定数倍するなどの演算をしてもょ 、し、あるいは ピックアップコイル 2を利用せずに限流抵抗 5の電流信号力 誘導成分を算出しても よい。その場合、演算や算出の条件は超電導コイル 1に定格よりも小さい電流値で試 通電をした場合の各出力をみて選定する。

[0019] 図中、回路上の各位置での電圧 Vと時間 Tとの関係を示すグラフを併せて示してい る。図 1 (a)では正弦波の交流通電をしている場合を示している力 電流波形は任意 であってよい。またタエンチ検出器 3に入力される信号は、大地に対しては 600V以 上の電位を持つ場合があるのでタエンチ検出器 3を接地せずに電位を浮かせたまま にしてお!、てもよ 、し、大地に対して高耐電圧化してもよ!、。

変形例として、図 1 (b)に示すように、光変換器 6a, 6bによって電圧信号を光信号 に変換して伝送し、その後に電圧変 によって電圧信号に戻して過電圧保護 回路 4に入力する構成としてもよい。その場合、電圧信号を光信号に変換する光変 換器 6a, 6bは大地に対して接地せずに電位を浮力せておいてもよいし、大地に対し て高耐電圧化してもよい。

過電圧保護回路 4の保護電圧を 600V未満としたのは低電圧作業の範囲内にした ためで、計測器の最大入力電圧として一般的な 200V未満にすると更に望ましい。 タエンチ検出器 3によってタエンチが検出された場合、超電導コイル 1の通電を早 期に停止させるベく停止動作を行なう。具体的には、電流源 10を切り離して、電流源 10に並列の保護抵抗（図示せず）に電流を流すように切り換えを行なう。

[0020] 本実施の形態では、誘導成分をキャンセルしたゼロレベルの電圧信号を、抵抗分 圧等で信号を小さくすることなくタエンチ検出器 3に入力し、同時に過電圧保護を施 すことにより最大印加電圧を低電圧の範囲内としたことで、検出器側に高電圧用の 絶縁アンプが不要になり、 IV未満の異常電圧でも高精度で検出することが可能であ る。従って、高電圧用の絶縁アンプを用いた場合に IV未満の異常電圧に対して十 分な検出感度を得難 、と 、う問題を回避できる。

[0021] (第 2の実施の形態）

図 2は、本発明に係る超電導コイルのタエンチ検出方法および装置の第 2の実施の 形態を示す構成図である。

ここで、図 2 (a)および図 2 (b)それぞれの左上部隅に点線で囲んだ図は、超電導 線 7と副導体 8とを組み合わせて超電導コイル 1とピックアップコイル 2とを構成したと きの断面形状を示す。これらの図に示すように、超電導線 7と副導体 8を共卷きにして 超電導コイル 1とピックアップコイル 2を構成する。ただし、これらの図で、左半分の詳 細断面形状は省略して 、る。

副導体 8がピックアップコイル 2として動作する。超電導線 7と副導体 8は相互に電 気絶縁されているが、 1ケ所で電気的に接続しており、接続位置で超電導線 7と副導 体 8は同電位になっている。超電導線 7は複数の超電導線を束ねた束線であっても よいし撚線であってもよい。また副導体 8の形状や材質は限定されず、超電導線 7と 同じ形状であってもよいし、副導体 8が超電導線 7の周囲を覆う形状であってもよい。 また副導体 8が超電導線 7とは異なる超電導線であってもよ ヽ。超電導線 7と副導体 8とを同電位にしている側とは逆側の端部において超電導線 7と副導体 8の間の電圧 (差電圧） ΔΥを計測することで超電導コイル 1の誘導電圧をキャンセルし、この電圧 信号をタエンチ検出器 3への入力信号とする。

[0022] 上記説明では超電導線 7と副導体 8を 1箇所で同電位としたが、超電導コイル 1が 複数の要素コイル力も構成されていて、独立した電気回路が複数ある場合には、独 立した回路ごとに超電導線 7と副導体 8を接続してもよ ヽ。また超電導線 7と副導体 8 を完全に電気絶縁しておいて、それぞれの電圧を個別に検出してタエンチ検出器 3 側で誘導電圧を差し引いてもよい。

[0023] 本実施の形態は、コイル電圧の誘導成分をキャンセルするためのピックアップコィ ル 2として、超電導線 7と共にコイル状に巻かれた副導体 8を設けたことで、ピックアツ プコイル 2の誘導電圧や電位振動効果は、超電導コイル 1のものと良好に一致し、電 位震動が顕著な場合にも誘導電圧を良好にキャンセルできるので、タエンチの検出 電圧を小さく設定することが可能になり、高精度でのタエンチ検出装置を実現するこ とがでさる。

[0024] (第 3の実施の形態）

図 3は、本発明の第 3の実施の形態を示す構成図である。

ここで、図 3 (a)および図 3 (b)それぞれの左上部隅に点線で囲んだ図は、図 2 (a) および図 2 (b)の場合と同様に、超電導線 7と副導体 8とを組み合わせて超電導コィ ル 1とピックアップコイル 2とを構成したときの断面形状を示す。これらの図に示すよう に、超電導線 7と副導体 8を共卷きにして超電導コイル 1とピックアップコイル 2を構成 する。さらに、図 3 (a)および図 3 (b)それぞれの左下部隅に点線で囲んだ図は、左上 部隅に点線で囲んだ図の一部を拡大して示す断面図である。

本実施の形態では、超電導コイル 1を形成する超電導線 7と共卷きにしてピックアツ プコイル 2を形成する副導体 8をステンレス鋼あるいは銅合金あるいはアルミ合金から なる機械的強度の高い部材で構成する。第 2の実施の形態において説明したのと同 様に副導体 8の形状はいろいろなものが可能である。超電導線 7と副導体 8を相互に 電気絶縁する手段としては、超電導線 7と導体 8のいずれか一方、あるいは両方を絶 縁被覆 20で覆う。絶縁被覆 20としては、絶縁材料をコーティングしてもよいし絶縁テ ープあるいはプリプレイグ等を卷きつけてもよ!/、。

本実施の形態では、副導体 8がコイルの補強材となりピックアップコイル 2を兼ねる ので、効率的かつ低コストに、高精度でのタエンチ検出装置を実現することができる。

[0025] (第 4の実施の形態）

本実施の形態では、図 4に示すように、超電導コイル 1を 2個の要素コイル 9で構成 し、 1台の電流源 10により直列に通電する。要素コイル 9の数は 2個に限定されず 3 個以上でもよい。また電流源についても台数は 1台または複数台でよいが、各電源は 同期して運転することが望まし 、。要素コイル 9はそれぞれ第 3の実施の形態で述べ たコイル構造を有しており、各組の要素コイル 9とピックアップコイル 2で誘導電圧をキ ヤンセルした電圧 Δνの信号をタエンチ検出器 3に入力して電圧信号間の差を監視 する。

[0026] このように、本実施の形態は、超電導コイル 1が複数の要素コイル 9から構成されて いる場合に、要素コイル 9毎に誘導成分をキャンセルした電圧を計測し、それらの差 電圧 Δνを監視する。その結果、キャンセルされずに微小に残った誘導電圧がクェン チ検出電圧より大きくなつてしまった場合には検出感度を十分にとれないという問題 を回避して、高精度なタエンチ検出を実現し、また要素コイル数が多い場合にはタエ ンチ検出器の台数を減らした効率的なタエンチ検出装置を実現することができる。

[0027] (第 5の実施の形態）

本実施の形態では、図 5 (a) , (b)に示すように、超電導線 7と副導体 8を共卷きにし て超電導コイル 1とピックアップコイル 2を形成し、超電導コイル 1とピックアップコイル 2の間に半導体素子 11を接続し、半導体素子 11の両端電圧 Δνをタエンチ検出器 3に入力してタエンチを監視する。半導体素子 11は通常時には開いた状態であり、 超電導コイル 1がタエンチすると閉じて超電導コイル 1とピックアップコイル 2の結線部 において電気的に短絡する。その際、超電導コイル 1とピックアップコイル 2の差電圧 Δ Vが 600Vを超えな!/、ように半導体素子 11を選定してある。

[0028] 本実施の形態では、タエンチが進行して電圧の抵抗成分が増大した場合に半導体 素子 11によるスィッチを閉じて電圧信号を短絡するので、タエンチ検出器に入力さ れる最大電圧を半導体素子の両端電圧で制限できる。従って高電圧用の絶縁アン プを使用しなくても済むため、高電圧用絶縁アンプの使用時に微小電圧の検出が難 しくなるという問題を回避できる。 [0029] このように、本実施の形態は、誘導電圧をキャンセルしたコイル電圧信号の入力端 に半導体素子 11を接続したことで、タエンチを判定する際には検出電圧 Δνを直読 し、タエンチが進展した後には検出電圧 Δ Vの最大値を半導体素子 11の順方向の 両端電圧で制限することができるため、高電圧用アンプを使用することなしに高精度 でのタエンチ検出装置を実現することができる。

[0030] (第 6の実施の形態）

本実施の形態は図 6 (a) , (b)に示すように、第 5の実施の形態（図 5)において、超 電導コイル 1およびピックアップコイル 2を収納して!/、るクライオスタツト 12の内部に、 半導体素子 11を備えた構成である。

なお、図 5では、クライオスタツト 12の図示を省略している力 超電導コイル 1、ピック アップコイル 2、限流抵抗 5、電流源 10はクライオスタツト 12内にあり、半導体素子 11 はクライオスタツト 12外に配置されて ヽる。

[0031] 半導体素子 11の結線は半導体素子 11が閉じた場合に流れる電流に対応できる電 流容量が必要である。本実施の形態では、半導体素子 11をクライオスタツト 12の内 部に備えたため半導体素子 11が閉じた場合に流れる電流回路をクライオスタツト 12 内部に収納した。従ってクライオスタツト 12の外部には計測のための信号線だけ取り 出せば十分で、通電容量を有した太!ヽ電線を取り出さなければならな ヽと ヽぅ問題を 回避できる。

[0032] このように、本実施の形態は、半導体素子 11をクライオスタツト 12の内部に備えた ため、クライオスタツト 12の外部に取り出すタエンチ検出のための信号線を細くしたコ ンパタトな超電導コイル装置を実現し、同様にコンパクトなタエンチ検出装置を実現 することができる。

[0033] (第 7の実施の形態）

本実施の形態は図 7 (a) , (b)に示すように、超電導コイル 1とピックアップコイル 2の 端子間にダイオード 13を接続した構成である。ダイオード 13はツエナーゃサージァ ブソーバーでもよ 、し、ダイオードのかわりにバリスタゃアレスタのような素子でもよ!/ヽ し、あるいは制御が不要な他のスィッチ素子であってもよい。またダイオード 13を超 電導コイル 1と同程度の温度環境に設置することで順方向電圧の温度依存性を利用 して、順方向電圧を高くして使用してもよい。さらに順方向電圧あるいは電流容量を 調整するために半導体素子の複数個を直列ある 、は並列にして構成してもよ 、。そ の場合、異なる種類の素子を組み合わせてもよい。

[0034] 本実施の形態では、開閉を外部から制御する必要のない半導体素子であるダイォ ード 13を利用するため、超電導コイル 1がタエンチした場合に、半導体素子の開閉 制御の信頼性が要求されるという問題を回避できる。

このように、本実施の形態は、開閉を外部から制御する必要のないダイオードを用 いるので、パッシブに動作する信頼度の高いタエンチ検出装置を実現することができ る。

[0035] (第 8の実施の形態）

本実施の形態は図 8 (a) , (b)に示すように、超電導コイル 1とピックアップコイル 2の 端子間にサイリスタ 14を接続した構成である。サイリスタ 14は GTOでもよいし、サイリ スタのかわりに IGBTある!/ヽは IEGTある!/ヽは開閉制御の可能な他の素子でもよ ヽ。ま たこれらの半導体素子の複数個を直列あるいは並列にして構成してもよい。その場 合、異なる種類の素子を組み合わせてもよい。

[0036] 本実施の形態では、前記のような開閉を外部から制御できる半導体素子を用いる ため、パッシブに動作する半導体素子を使用した場合に開閉を自由に制御できない という問題を回避できる。

[0037] このように本実施の形態は、開閉を外部から制御することのできる半導体素子を用 いるので、電流源 10のインターロック動作を自由に設定することの可能なタエンチ検 出装置を実現することができる。

[0038] (第 9の実施の形態）

本実施形態は、図 9 (a) , (b)に示すように、超電導コイル 1とピックアップコイル 2の 端子間に抵抗体 15を接続した構成である。抵抗体 15の抵抗値は、超電導コイル 1が タエンチした場合に抵抗体 15の両端に発生する電圧 Δνが 600V未満であるよう〖こ 選定する。

[0039] 本実施の形態では、超電導コイル 1の異常信号をピックアップコイル 2のインピーダ ンスと抵抗体 15とで分圧するので検出信号を小さくしてしまうが、簡便に高電圧がク ェンチ検出器 3に入力されるのを回避できる。従って、異常信号を抵抗分圧で小さく しても問題にならな ヽ場合には、敢えて特別な過電圧対策をするのが煩わし ヽと ヽぅ 問題を回避できる。

[0040] このように、本実施の形態は、超電導コイル 1からの異常信号を、ピックアップコイル 2のインピーダンスと抵抗体 15の抵抗とで分圧してタエンチ検出器 3に入力するので 、簡便に高電圧を回避したタエンチ検出装置を実現することができる。

[0041] (第 10の実施の形態）

本実施の形態は図 10 (a) , (b)に示すように、超電導コイル 1が超電導電力貯蔵装 置 16を構成する。超電導電力貯蔵装置 16は瞬時電圧低下補償用であってもよいし 、系統安定ィ匕ゃ負荷変動補償あるいは周波数調整のような系統制御用であってもよ い。

[0042] 本実施の形態は、超電導電力貯蔵装置に第 1ないし第 9の実施の形態のタエンチ 検出装置を設けるので、複数個の要素コイルが複数の電流源により繰り返しのパル ス運転もしくは交流運転された場合でも、微小電圧の検出が難しいという問題を回避 して、高精度でのタエンチ検出を実現することができる。

以上、種々の実施の形態を説明したが、これらは単なる例示であって、本発明はこ れらに限定されるものではない。また、これらの実施の形態の特徴部分を種々に組み 合わせることちでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 超電導コイル内または近傍に設けられたピックアップコイルと、

前記超電導コイルのタエンチ時に前記超電導コイルに発生する電圧と前記ピックァ ップコイルに誘導される電圧の差の電圧を入力され所定値以下の電圧信号を出力 する過電圧保護回路と、

前記電圧信号を入力されて前記超電導コイルのタエンチを検出するタエンチ検出 器と、

を備えていることを特徴とする超電導コイルのタエンチ検出装置。

[2] 前記ピックアップコイルは、前記超電導コイルを形成する超電導線と共にコイル状 に卷かれた副導体であることを特徴とする請求項 1に記載の超電導コイルのタエンチ 検出装置。

[3] 前記超電導コイルは複数の要素コイルを有し、

前記各要素コイルに対応する複数のピックアップコイルを備え、

前記過圧保護回路には前記要素コイルと前記ピックアップコイルの異なる組間の差 電圧が入力されるようにした

ことを特徴とする請求項 1に記載のタエンチ検出装置。

[4] 前記過電圧保護回路は半導体素子を有し、

前記半導体素子は前記超電導コイルにタエンチが発生して 、な 、状態では開状 態で、タエンチが発生したときに閉状態になる

ことを特徴とする請求項 1に記載のタエンチ検出装置。

[5] 前記半導体素子は、前記超電導コイルを収容するクライオスタツトの内部に設けら れていることを特徴とする請求項 4に記載のタエンチ検出装置。

[6] 前記過電圧保護回路は、前記超電導コイルの端子と前記ピックアップコイルの端子 の間に接続した抵抗体であることを特徴とする請求項 1に記載の超電導コイルのタエ ンチ検出装置。

[7] 超電導コイルの発生電圧のうち誘導成分をキャンセルした電圧を測定して前記超 電導コイルにおける抵抗成分の発生を検出する超電導コイルのタエンチ検出方法に おいて、 前記測定する電圧の最大値が所定の電圧を超えな ヽように過電圧保護をすること を特徴とする超電導コイルのタエンチ検出方法。

[8] 前記所定の電圧が 600Vであることを特徴とする請求項 7に記載の超電導コイルの タエンチ検出方法。

[9] 超電導コイル内または近傍に設けられたピックアップコイルと、

前記超電導コイルのタエンチ時に前記超電導コイルに発生する電圧と前記ピックァ ップコイルに誘導される電圧の差の電圧を入力され所定値以下の電圧信号を出力 する過電圧保護回路と、

前記電圧信号を入力されて前記超電導コイルのタエンチを検出するタエンチ検出 器と、

を備えた超電導コイルのタエンチ検出装置を有する超電導電力貯蔵装置。