1993 Fiscal Year Annual Research Report
次世代超伝導送電システムの一貫運用に関する実証的研究
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03555051
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鬼頭 幸生 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 伸夫 昭和電線電纜(株), 超電導事業推進室研究開発課, 課長
横水 康伸 名古屋大学, 工学部, 助手 (50230652)
早川 直樹 名古屋大学, 工学部, 助手 (20228555)
松村 年郎 名古屋大学, 工学部, 助教授 (90126904)
大久保 仁 名古屋大学, 工学部, 教授 (90213660)
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| Keywords | 超伝導送電システム / 超伝導変圧器 / 超伝導限流器 / 超伝導ケーブル / 通電試験 / 課電試験 / 合成試験 / クエンチ電流レベル協調 |
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| Research Abstract |
本年度は,構築した一貫超伝導送電モデルシステム(PROMISEと略称する)において,最終的に冷却および通電・課電試験を計3回実施し,所期の目的を達成するとともに,以下の研究成果を得た.
1.一貫システムにおいて,超伝導変圧器・高圧側回路全体に6kVを印加した状態で,循環電流を通電することにより,課電・通電の合成試験を実施した.最終的に,本モデルシステムが,6kV,1000kVAの送電容量を有することを実証した.
2.各超伝導機器単体に対して過電流通電試験を実施し,クエンチ電流レベルを測定した.その結果,超伝導変圧器・高圧側:177A,低圧側:351A,超伝導限流器:154A〜303A(4個の同軸コイルの接続により可変),超伝導ケーブル:665A(各実効値)を得た.
3.前項の実測結果に基づいて,超伝導限流器を超伝導ケーブルとともに超伝導変圧器の低圧側回路に設置し,過電流通電時の限流現象を実測した.これにより,一貫システムとしてのクエンチ電流レベル協調が成立することを検証した.
4.高圧ブッシング部の絶縁構造を改良することにより,変圧器・限流器部からは,6kV印加時に部分放電が発生しないことを確認した.また,一貫システムにおいては,変圧器・限流器部とケーブル部との接続部から,5500pCの放電電荷量が測定された.
5.高電界下に置かれた超伝導線のクエンチに伴う液体ヘリウムの動的な絶縁破壊特性を実測し,静的特性に対する低下割合を評価した.また,液体窒素中における絶縁破壊電圧をワイブル分布を用いて統計的に解析し,面積効果および体積効果の存在を明らかにした.
6.一貫システムの各冷却試験における液体ヘリウム充填後の自然蒸発量から,クライオスタットの侵入熱の内訳を解析した.その結果,パワーリードから液体ヘリウムへの熱伝導が,全侵入熱の75%〜90%を占めていることを推定した.
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[Publications] 唐躍進: "超電導送電システムにおけるクエンチ電流レベル協調の提案" 電気学会論文誌B. 113. 981-986 (1993)
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[Publications] 大上賀久: "交流用超伝導コイルにおける端部からのクエンチ発生・伝搬状況" 電気学会超電導応用電力機器研究会資料ASC-93-7. 49-57 (1993)
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[Publications] 唐躍進: "超伝導電力機器の一貫運用に関する実証モデルの構築および冷却特性" 電気学会超電導応用電力機器研究会資料ASC-93-14. 117-126 (1993)
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[Publications] 山本卓明: "超伝導限流器における限流動作の電流上昇率依存性" 電気学会超電導応用電力機器・回転機合同研究会ASC-94-28,RM-94-28. 69-78 (1994)
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[Publications] N.Hayakawa: "Dynamic Breakdown Characteristics of Liquid Helium Caused by Quench Phenomena of ac Superconducting Wire" IEEE International Symposium on Electrical Insulation. (to be presented). (1994)
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[Publications] H.Goshima: "Statistical Analysis of Area and Volume Effects on Breakdown Voltage in Liquid Nitrogen Using Weibull Distribution" IEEE International Symposium on Electrical Insulation. (to be presented). (1994)
