2000 Fiscal Year Annual Research Report
新しい交流通電損失計算法を用いた高温超電導パワーケーブルの試作と評価
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12450110
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
太田 昭男 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10124728)
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| 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, 助教授 (50249794)
張 平祥 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (70314086)
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| Keywords | 超伝導ケーブル / テープ素線 / 交流通電 / 交流損失 / バリア入り線材 |
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| Research Abstract |
断面形状の異なる数種類のBi系2223相超伝導多芯テープ素線(以下,テープ素線と略記)を,平行に複数本フォーマー上に配置して簡単な集合導体を構成し,その交流通電損失を液体窒素温度(77K)で測定し,新しい交流通電損失計算法に基づいた数値計算結果と比較した。その結果,集合導体の通電損失は,テープ素線の配置のみならず断面形状やフィラメント数にも依存することを見出した。電磁気学的な考察により,この実験事実は,導体を構成するテープ素線内の電流分布が断面形状を反映して複雑に変化することに起因することが判明した。そこで,交流通電下でテープ素線から発生する交流通電損失の低減化に向けて,77Kで絶縁体のBi2201相酸化物や,銀-銅合金などの高抵抗バリア相を導入したBi系2223相超伝導テープ線材の開発を進めた。線材の作製は,矩形変形を行う2軸圧延法と通常1軸圧延法を組合せたpowder-in-tube法(以下,修正PIT法と略記)により行った。電磁界分布の計算結果を念頭に置いて試行錯誤を繰り返した結果,Bi2201や銀-銅合金等の抵抗性バリアをテープ面に平行に導入した場合には,交流通電下でBi系2223相超伝導フィラメント群の電磁結合がバリアを介して遮断され,これによって通電損失の大幅な低減が実現できることを発見した。とくに,Bi2201相をバリアに用いた場合には,バリアを導入しないテープ線材と比較して,損失値は約70%近く低減できることが判明した。その一方,実用上重要なバリア入りテープ線材の電流容量は,修正PIT法に含まれる最終焼成の際に,バリアとBi系2223相との間に化学反応が生じるため,1/4〜1/3程度に低下することも判明した。今後の課題としては,超伝導酸化物と反応しないバリア種の探索,線材作成プロセスの改善などが挙げられる。
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[Publications] A.Oota: "Numerical calculations on AC transport self-field losses for superconductor tapes and cables"Inst.Phys.Conf.Ser.(Institute of physics). No.167. 835-838 (2000)
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[Publications] P.X.Zhang: "Fabrication and properties of (Bi,Pb)-2223 tapes with different lead content"Advances in Superconductivity XII (Springer). 658-660 (2000)
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[Publications] P.X.Zhang: "Transport A.C. losses of (Bi,Pb)-2223 multifilamentary tapes with different filament distribution"Advances in Superconductivity XII (Springer). 727-729 (2000)
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[Publications] R.Inada: "Understanding of AC transport losses for Ag-sheathed Bi2223 multifilamentary tapes"Advances in Superconductivity XII (Springer). 748-750 (2000)
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[Publications] K.Kawano: "A study on the magnetic field distribution in an Ag-sheathed Bi2223 tape usinf scanning Hall-sensor and magnetic-optical --"Supercond.Sci.Technol.. 13. 1373-1377 (2000)
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[Publications] 稲田亮史: "銀シースBi系2223相高温超電導テープ線材を用いた簡易集合導体の交流通電損失"低温工学. 35・5. 223-230 (2000)
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[Publications] P.X.Zhang: "Reduction in alternating-current transport losses of a Bi2223 multifilamentary tape-form conductor by the introduction of --"Supercond.Sci.Technol.. 13. 1505-1508 (2000)
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[Publications] P.X.Zhang: "Alternating-current transport losses of Ag-sheathed Bi2223 monocore round wires and tapes"Supercond.Sci.Technol.. 14. 6-10 (2001)
