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高温超伝導体を用いた高分子絶縁超伝導ケーブルの試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 07555090
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

小崎 正光  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80023191)

研究分担者 村本 裕二  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (70273331)
河野 宰  (株)フジクラ, 基板材料研究所, 次長
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1996年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
キーワード高温超伝導体 / エチレンプロピレンゴム / 押出し高分子絶縁 / 直流超伝導ケーブル / 耐トリ-イング性
研究概要

本研究で試作するケーブルは、コアパイプ上にテープ状に形成された高温超伝導体(ビスマス系)を配置し、半導電層を含めたエチレンプロピレンゴム(EPR)絶縁を被った構造である。本研究は、高温超伝導体を用いたモデルケーブル試作とそれに伴う超伝導導体を含めたケーブル導体部分の問題点を評価することと主絶縁にEPRを用いることによる問題点の評価である。超伝導体線材の安定化銅パイプ上への配置の最適化を図り、その結果、安定化銅パイプと外周上の高温超伝導体との接触状況が繰り返し冷却試験を行った後でも良好であることが確認された。モデルケーブルのEPR主絶縁の有無による交流損失の通電電流依存性を評価した結果、交流損失はEPR絶縁の有無に関わらず一致し、EPRの低温収縮による半径・円周・長さ方向のそれぞれの応力の下でも特性に目立った影響を及ぼさないことがわかった。このような結果から通電電流に及ぼす機械的応力の影響が大きいと考えられてきた高温超伝導体の絶縁方式としてEPR使用が十分可能であることが確認された。またモデルケーブルによる直流臨界電流の測定及び冷却時のクエンチ電流に及ぼすEPRゴム収縮による超伝導導体への応力の影響を測定し、評価した。その結果、モデルケーブルにおける直流臨界電流は超伝導導体が流し得る電流とほぼ同じであること、極低温のゴム収縮が及ぼすクエンチ電流の影響がほとんどないことが確認された。このような成果は、従来のCVケーブルの直流化を拒んできた障害を克服するものと考えられ、押出し高分子ケーブルの超電導化と直流化が同時に実現されることになる。超電導ケーブルの直流化は、交流仕様における渦電流や誘電正接による発熱や部分放電に伴う劣化などの諸問題を払拭するという画期的な成果をもたらす。従って、本直流高温超伝導モデルケーブルの試作から得られる成果は、従来の電力系統の地中送電方式において主要な役割を果たすことが期待させる直流高温超伝導ケーブルへの展望を開かせるものである。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] 水野幸男: "極低温におけるエチレンプロピレンゴムの誘電正接-配合剤および試料厚さの効果-" 電気学会論文誌A. 115-A・8. 697-703 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 水野幸男: "高磁界下における液体窒素・ポリエチレンフィルム複合絶縁系の部分放電" 低温工学. 30・8. 387-391 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KOSAKI Masamitsu: "Development of and tests of extruded ethylenepropylene-rubber-insulated superconducting cable" Cryogenic. 35・11. 805-807 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MURAMOTO Yuji: "Self-healing breakdown of polyimide thin films in the cryogenic temperature region" Cryogenic. 35・11. 791-794 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小崎正光: "押出しエチレンプロピレンゴム(EPR)絶縁超電導ケーブルの課通電試験" 電気学会論文誌B. 115-B・12. 1501-1507 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 星野昌幸: "スペ-サを持つ平板電極系によるヘリウムガスの絶縁破壊特性" 電気学会論文誌A. 115-A・12. 1243-1248 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小崎正光: "超電導機器の電気絶縁技術の今" 電気学会誌. 116・6. 339-342 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KOSAKI Masamitsu: "Research and Development of Electrical Insulation of Superconducting Cables by Extruded Polymers" IEEE Electrical Insulation Magazine. 12・5. 17-24 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 其田充志: "極低温領域におけるエチレンプロピレンゴムの短絡トリ-現象と空間電荷の注人" 電気学会論文誌A. 117-A・2. 193-198 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yukio Mizuno: "Tan delta of Ethylene-Propylene Rubber in Cryogenic Temperature Region-Effects of Additive and Sample Thickness-" Trans.Inst.Elec.Eng.Japan. Vol.115-A,No.8. 697-703 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yukio Mizuno: "Electrical Breakdown by Partial Discharge of Polyethylene Film/Liquid Nitrogen Composite Insulation System under Magnetic Field" Cryogenic Eng.Vol.30 No.8. 387-391 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuji Muramoto: "Self-healing breakdown of polyimide thin films in the cryogenic temperature region" Cryogenic. Vol.35 No.11. 791-794 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masamitu Kosaki: "Development of and test of extruded etylenepropylene-rubber-insulated superconducting cable" Cryogenic. Vol.35 No.11. 805-807 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masamitu Kosaki: "Simultaneous Current and Voltage Tests of Extruded Ethylene-Propylene Rubber (EPR) Insulated Low Temperature Superconducting Power Cable" Trans.Inst.Elec.Eng.Japan. Vol.115-B,No.12. 1501-1507 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Hoshino: "Breakdown Characteristics of Plane Electrode having Spacer in Cryogenic Temperature" Trans.Inst.Elec.Eng.Japan. Vol.115-A,No.12. 1243-1248 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masamitu Kosaki: "Recent Electrical Insulation Technology of Superconducting apparatus" Trans.Inst.Elec.Eng.Japan. Vol.116, No.6. 339-342 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masamitu Kosaki: "Research and Development of Electrical Insulation of Superconducting Cables by Extruded Polymers" IEEE Trans.Electrical Insulation Magazine. Vol.12 No.5. 17-24 (1996)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Astushi Minoda: "Short-Circuit Treeing Phenomena and Space Charge Injection in EPR at Cryogenic Temparature" Trans.Inst.Elec.Eng.Japan. Vol.117-A,No.2. 193-198 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小崎正光: "超伝導機器の電気絶縁技術の今" 電気学会誌. 116巻6号. 339-342 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kosaki: "Research and Development of Electrical Insulation of Superconducting Cables by Extruded Polymers" IEEE Electrical Insulation Magazine. Vol.12No.5. 17-24 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 箕田充志: "極低温領域におけるエチレンプロピレンゴムの短絡トリ-現象と空間電荷の注入" 電気学会論文誌A. 117‐A巻2号. 193-198 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 小崎正光: "押出しエチレンプロピレンゴム(EPR)絶縁超伝導ケーブルの課通電試験" 電気学会論文誌B. 115-B. 1501-1507 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Muramoto: "Self-healing breakdown of polyimide thin films in the cryogenic temperature region" Cryogenic. 35. 791-794 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kosaki: "Development and tests of extruded ethylenepropylene-rubber-insulated superconducting cable" Cryogenic. 35. 805-808 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 石田隆弘: "超低周波電圧を利用した群小部分放電の定量的評価" 電気学会論文誌B. 115-B. 1174-1178 (1995)

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      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 水野幸男: "極低温におけるエチレンプロピレンゴムの誘電正接-配合剤および試料厚さの効果-" 電気学会論文誌A. 115-A. 697-703 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 水野幸男: "高磁界下における液体窒素・ポリエチレンフィルム複合絶縁系の部分放電" 低温工学. 30. 387-391 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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