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超伝導パルスパワーシステムの開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 07555407
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関九州大学

研究代表者

原 雅則  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (30039127)

研究分担者 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)
末廣 純也  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (70206382)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1997年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1996年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード超伝導パルスパワー / 液体ヘリウム / 機械式PCSスイッチ / 接触抵抗 / 転移電流 / 超伝導コイル / サージ伝搬特性 / アーク放電 / 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 / 磁界依存性 / 大容量化 / 超流動ヘリウム / 熱気泡 / サージ電圧 / クエンチ / フィン
研究概要

本研究では、超伝導パルスパワーシステムを試作し、将来システムを大型化する場合の検討課題を洗い出し、放電高電圧工学的面ではコイル中の誘起電圧の解明、エネルギー面では機械式超伝導スイッチの開発が重要であることを指摘し、それらを検討の中心課題として一連の研究を行った。以下に得られた成果をまとめる。
1.超伝導パルスパワーシステム
超伝導パルスパワーシステムを構築してシステムのエネルギー効率をシステムのスケールとスイッチ抵抗をパラメータとして検討し、大容量パルスパワー装置では、開放スイッチ抵抗を極めて大きくし、短絡スイッチ抵抗を10^<-7>-10^<-10>Ω以下にすることが必要条件として挙げられることを示した。
2.超伝導コイル中の誘起電圧
超伝導パルスパワーシステム内で発生したアーク放電によるサージ電圧の電気的ストレスを評価するために、サージ伝搬特性及び誘起電圧分布を理論的及び実験的に解析した。その結果、サージ伝搬中の波形は、端子での反射や透過だけでなく、導体の抵抗にも依存することを明らかにした。
3.機械式超伝導スイッチ
NbTi機械式スイッチの接触抵抗を液体ヘリウム中で測定した結果、接点の超伝導化を示す転移現象が観測され、機械式接点の超伝導接触が可能であることを示し、200A以上の機械式超伝導スイッチを実現した。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] S.Ohtsuka: "Feasbility Study on a Mechanical Persistent Current Switch in SMES" Proc.of Int.Conf.on Electrical Engiineering. 102-105 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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. 473-84 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hara: "Insulation Design of Pool-boiling He-cooled Superconducting Coils" IEEE Trans.on DEI. 4. 792-799 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.J.Choi: "Simulation Test and Theoretical Analysis of Surge Propagation in Superconducting Magnet" Cryogenics. 35. 72-80 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 原 雅則: "浸潰冷却超伝導コイルの絶縁設計法" 電気学会論文誌B. 116. 777-784 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 崔 炳柱: "超伝導マグネット内部のサージ伝搬特性に及ぼす導体抵抗の影響" 電気学会放電研究会. 156-165 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ohtsuka: "Feasibility Study on a Mechanical Persistent Current Switch in SMES" Proc.of Int.Conf.on Electrical Engiineering. 102-105 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ohtsuka: "Characteristics of NbTi Mechanical Persistent Current Switchh and Mechanism of Superconducting Connection at Contact" Cryogenic Eng.Vol.32, No.10. 473-484 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hara: "Insulation Design of Pool-boiling He-cooled Superconducting Coils" IEEE Trans.on DEI. Vol.4, No.6. 792-799 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.J.Choi: "Simulation Test and Theoretical Analysis of Surge Propagation in Superconducting Magnet" Cryogenics. Vol.35, No.8. 72-80 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hara: "A Study of Electrical Insulation Design for Pool Boiling Helium Cooled Superconducting Coils" Trans.IEEE of Japan. Vol.116-B,No.7. 777-784 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ohtsuka: "Feasibility Study on a Mechanical Persistent Current Switch iiin SMES" Proc.of Int.Conf.on Electrical Engiineering. 102-105 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ohtsuka: "Arc Discharge Characteristics Generated by Opening a NbTii Mechanicaal PCS" Proc.of J-K Joint Sympo.on ED & HVE. 141-144 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ohtsuka: "Quench Current Chaaaracteristics of Paarallel Mechanical PCSs" Proc.of 15th Int.Conf.on Magnet Technology(MT-15). (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hara: "Insulation Design of Pool-boiling He-cooled Superconducting Coils" IEEE Trans.on DEI. 4・6. 792-799 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚 信也: "NbTiを用いた機械式スイッチの接触抵抗特性" 電気学会電力・エネルギー部門大会論文集. 927-928 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 卓二: "飽和超電流ヘリウム中の絶縁破壊特性に及ぼす液体温度の影響" 電気学会合同研究資料. 97-106 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 松浦 俊輔: "液体窒素中の気泡運動に対する電解分布の影響-理論による検討-" 電気学会合同研究資料. 117-126 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 大坪 秀一: "NbTi機械式PCSのアーク特性とアークがスイッチ特性に及ぼす影響" 電気学会合同研究資料. 41-46 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 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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