超伝導パルスパワーシステムの開発と応用

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555407
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 原 雅則 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (30039127)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今坂 公宣 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助手 (40264072)
• Keywords: 超伝導パルスパワー / NbTi超伝導体 / 機械式オープニングスイッチ / ブリッジモデル / 転移電流 / 磁界依存性 / 大容量化 / アーク放電

Research Abstract

本年度は、昨年度に開発した200A級機械式PSCスイッチを用いて、アーク放電特性、スイッチ開閉特性および磁界の影響などのスイッチ機構の解明ならびに電流大容量化に関する検討を行った。以下に得られた主な結果を記す。
1.アーク放電発生後の超伝導接点接続はアーク放電がない場合と同様でブリッジモデルに従い、酸化膜形成のスイッチは、アーク放電により除去され超伝導接続が維持される。
2.PCSの超伝導接続機構は、スイッチ接触後の機械的摩擦に伴う真実接触面上のブリッジ形成による。またその面積は、開閉回数に比例する。
3.機械式PCSの転移電流は磁界依存性を示し、外部磁界が大きいほど転移電流は低下することを明らかにし、接点の超伝導化およびブリッジモデルの妥当性を示した。
4.電流容量の大容量化のために2個の並列接続されたPCSに関する検討を行った。その結果、並列接続によりクエンチ電流を単体で使用するよりも増加可能であることを示した。このクエンチ電流は、スイッチと電流リ-ド間の接続抵抗による電流分布に依存することを明らかにした。
なお、本年度は研究の最終年度になるので、191ページの報告書を出版した。

Research Products

• [Publications] S.Ohtsuka: "Feasibility Study on a Mechanical Persistent Current Switch iiin SMES" Proc.of Int.Conf.on Electrical Engiineering. 102-105 (1997)
• [Publications] S.Ohtsuka: "Arc Discharge Characteristics Generated by Opening a NbTii Mechanicaal PCS" Proc.of J-K Joint Sympo.on ED & HVE. 141-144 (1997)
• [Publications] S.Ohtsuka: "Quench Current Chaaaracteristics of Paarallel Mechanical PCSs" Proc.of 15th Int.Conf.on Magnet Technology(MT-15). (1997)
• [Publications] 大塚 信也: "NbTiを用いた機械式スイッチ接点の超伝導化と超伝導接点接続形成機構の検討" 低温工学. 32・10. 473-484 (1997)
• [Publications] M.Hara: "Insulation Design of Pool-boiling He-cooled Superconducting Coils" IEEE Trans.on DEI. 4・6. 792-799 (1997)