超伝導コイル永久電流運転用極低温低抵抗断路器の基礎研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452436
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 棚橋 秀伍 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (30023683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 力石 浩孝 核融合科学研究所, 助手 (60249969) ; 山田 修一 核融合科学研究所, 助手 (50249968) ; 伊藤 隆 核融合科学研究所, 助教授 (80225961) ; 北川 史郎 核融合科学研究所, 助教授 (40023725) ; 山本 純也 核融合科学研究所, 教授 (00029208)
• Keywords: 超伝導コイル / 断路器 / 永久電流 / 極低温 / 低抵抗 / 接点

Research Abstract

断路器用接点のサンプルとしては、材料に銅を用い線接触型とし、曲率半径を10、20、40mm,接触線長を10、20mm、表面を100μmの銀メッキを施したものを用いた。電流は150A一定、接触荷重を40kg迄とした。
典型的な例として、曲率半径10mm,接触線長20mmの接点について実験結果述べる。
常温においては荷重35〜40kgで接触抵抗がほぼ一定となり、そこで発熱量は0.12Wである。
一方、液体窒素中においては、荷重が20〜40kgで接触抵抗がほぼ一定となり、そこでの発熱量は0.056Wであることが判明した。
この発熱量は重要な意味を持っている。現在技術において大型超伝導コイルへの電流供給には常温導体と超伝導導体との境界部に「電流リ-ド」を用いており、そこでの発熱量は侵入熱も含め2.4W/1kA(入出一対分)が最小値である。然るに今回得られたデータから同一接点を並列に6.7個用いて1kA用断路器を設計するならその発熱量は0.37W/1KAとなる。これは電流リ-ドの場合の15%である。液体ヘリウム温度にした場合には明らかに発熱はさらに減少する。この様に超伝導コイルに電流を流し続けるための従来技術である電流リ-ドより優れた結果が得られた。
この結果はこの研究を勇気付けるもので、今後は発熱の更なる低減に取り組みたい。