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

1996 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, 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, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60249969) ; 山田 修一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50249968) ; 佐藤 隆 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80225961) ; 北川 史郎 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (40023725) ; 山本 純也 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 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 / 半田

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)とし、接触荷重は110kgまで、電流は300Aまでとして試験を行った。結果は以下の通りである。
(a)液体窒素中での接点間電圧の振舞いには、再現性に関し以下の様な問題が生じている。
(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した場合には、電圧は30%のばらつきながら荷重により変化しない傾向にある。
(b)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となった。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た。試験の結果は銀表面の場合摺動回数の増加と共に抵抗値は上昇するという悲観的結果となった。これに対し接触表面を半田メッキしたところ安定した低抵抗値が得られた。摺動回数によっても安定している。これにより液体窒素中における問題は解決した。次は液体ヘリウム温度における実験であり、現在その準備を進めている。