銀シース高温超電導線を用いた集合導体型パワーケーブルの試作と評価-交流通電損失の低減に向けて-

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455134
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 太田 昭男 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10124728)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福永 哲也 岐阜工業高等専門学校, 電子制御工学科, 講師 (50249794)
• Keywords: 高温超電導 / パワーケーブル / 銀シース超電導線 / 電力機器 / ビスマス系超電導体 / 交流通電損失 / 自己磁界 / ツイスト加工

Research Abstract

パワーケーブル用超電導線として最も期待されている銀シースBi系2223相単芯及び多芯超電導テープ線を作製し,交流通電(自己磁界)による損失の振舞いを研究した。実験結果に対してBeanの臨界状態モデルを用いた解析を行い,その特性を検討するとともに,Norrisの理論を用いた数値計算によりテープ内部における損失の発生状況を調べ,断面形状の異なる単芯及び多芯テープ線における交流通電損失の発生メカニズムを解明した。以下に研究結果の要約を示す。(1)テープ線の近傍における自己磁界の分布は,超電導体の芯数を変えても,また超電導芯にツイストを施しても変化しない。(2)交流通電損失はヒステリシス損失を起源とするが,損失値は超電導体の芯数やツイストの有無には影響されずに臨界電流I_Cにより定まる。(3)任意断面形状のテープ線に対して,I_C以下の交流通電電流のもとで超電導体内部の電流分布を計算する方法を開発し,この数値計算法を用いて損失特性を系統的に解析した。その結果,長方形断面を持つテープ線に発生する損失は,電流の大きな領域では薄膜のテープの理論曲線に一致し,通電電流の4乗に比例して変化するが,電流の小さな領域では理論曲線からずれ,通電電流の3乗に比例することが判明した。

Research Products

• [Publications] T.Fukunaga et al.: "AC transport losses of Ag-sheathed Bi2223 multifilamentary…" IEEE Trans.on Superconductivity. 7. 1666-1669 (1997)
• [Publications] T.Fukunaga et al.: "AC loss properties of Ag-sheathed Bi2223 multifilamentary…" Advances in Superconductivity IX. 9. 989-992 (1997)
• [Publications] T.Fukunaga and A Oota: "AC transport losses under self fields in Ag-shearhed…" Physica C. 291. 201-206 (1998)
• [Publications] A.Oota et al.: "Self-fields and current distribution due to DC transport…" Physica C. 291. 188-200 (1998)