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

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452436
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 棚橋 秀伍 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 教授 (30023683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 力石 浩孝 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (60249969) ; 山田 修一 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助教授 (50249968) ; 佐藤 隆 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助教授 (80225961) ; 北川 史郎 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助教授 (40023725) ; 山本 純也 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 教授 (00029208)
• Keywords: 超伝導コイル / 永久電流運転 / 低抵抗断路器 / 接点 / 極低温

Research Abstract

1対の銅製の試験用接点の接触面は、一方は平面他方は円筒面(10,20mm長、r=10,20,40mm)、接触荷重は110kgまで、電流は300Aまでとし、液体ヘリウム温度への前段階として常温・液体窒素温度での試験を行っている。接点の接触面は100ミクロンの銀メッキを施したものであるが、メッキによる端部の盛り上がりが測定のバラツキの原因であったので、表面を砥石により平坦化している。試験結果は以下の通り。
(a)常温大気中での接点間電圧の振舞い (1)電流を一定にして荷重の上げ下げにおける再現性に大きなバラツキはない。バラツキは20%程度である。(2)荷重を一定にして電流の上げ下げについて再現性は極めて良い。(3)接触面荒さについての相異は顕著ではない。
(b)液体窒素中での接点間電圧の振舞い 再現性に問題が生じている。(1)荷重110kg掛けた状態のまま液体窒素中に浸すと(電流は一定)、電圧は常温時の4.2分の1となるが、荷重を10kgまで下げまた上げることを繰り返すと、回を重ねるに従って接点間電圧は上昇し、やがて常温時以上の値になる。(2)これに対し常温で10kg掛けた状態で液体窒素中に浸してから、荷重を110kgへ上げまた下げることを繰り返すした場合には、電圧は30%のバラツキのながら荷重により変化しない傾向にある。
(c)この様な液体窒素中での接触抵抗の振舞いの解明は当面の課題である。この現象が接触部への液体窒素の侵入か銀表面酸化膜の働きによるとの仮説を立てた。これにより接触面を荷重後に摺動させる方法で金属接触が作れないかを試みるための装置の改造を行っている。