高温酸化物超伝導導体の交流損失低減手法の研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455129
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 塚本 修巳 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30017975)
• 研究分担者: 雨宮 尚之 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (10222697)
• キーワード: 高温酸化物超伝導体 / 交流損失 / テープ線材 / ビスマス系銀シース線材 / イットリウム線材 / 電力ケーブル / 変圧器

研究概要

本研究は次の事項を実施する。
a)断面構造の異なるBi系銀シースとそれを束ねた複合導体について、印加交流磁界の向き・周波数を変化させ、通電し交流損失を測定する。
b)イットリウム(Y)系テープ線材について上記と同様に交流損失特性を測定し、銀シース線材との特性上の違いを明らかにする。
c)以上により高温超伝導線材の交流損失のメカニズムを動作温度領域別、印加磁界の種類別に明らかにする。
d)明らかになったメカニズムを基に交流損失低減の手法を提案し、その手法に基づいた線材を試作し、理論の妥当性を検証する。
よって、応用機器別に冷凍機効率も考慮に入れ損失を最小にする最適な超伝導部運転温度と導体の構成法を明らかにすることを目的としている。
平成9年度の研究実績の概要は以下の通りである。
1)外部交流磁界下での交流損失特性の測定 Bi系シーステープ線材についてテープ線材を並列に並べた場合について、並列の形状と交流通電損失との関係を調べた。これにより、隣接する線材が作る外部磁界に対する線材の交流通電損失依存性を調べた。
2)Y系テープ線材の交流損失特性の測定 77K領域で高い電流密度を持つY系薄膜テープ導体の交流通電損失を77Kで測定したが、Bi系銀シーステープ線材との差異は見られなかった。一方、他所での測定では特性が異なる結果も出ているので、引き続き検討を行う予定である。
3)交流損失解析モデルの改良 上記実験に基づき、線材及び集合導体に関する従来の交流損失解析モデルを修正した。修正された解析モデルは実験により得られた結果を良く説明できることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] S.Fukui, O.Tsukamoto et al.: ""A Measurement Method of Transport Current AC Losses of High Tc Superconducting Tapes"" Advances in Super-conductivity IX. I. 89-92
• [文献書誌] 鬼頭豊,塚本修巳 他: ""高温超電導線材の交流通電損失"" 電気学会研究会資料 ASC-97-16. 43-47 (1997)
• [文献書誌] 福井聡,塚本修巳 他: ""交流外部磁界の影響下における高温超電導テープ線材の交流損失"" 電気学会研究会資料 ASC-97-35. 33-37 (1997)
• [文献書誌] S.Fukui, O.Tsukamoto et al.: ""Transport Current AC Losses of High-Tc Superconducting Tapes Exposed to AC Magnetic Field"" presented at CEC/ICMC. (1997)
• [文献書誌] Y.Kito, O.Tsukamoto et al.: ""AC Transport Current Loss High Temperature Superconducting Tapes in Single Layer Arrangement"" presented at MT-15. (1997)
• [文献書誌] 鬼頭豊,塚本修巳 他: ""高温超電導テープ線材の一層配置における交流通電損失特性"" 電気学会研究会資料 ASC-98-8. 7-12 (1998)