| 研究概要 |
パワーケーブル用超電導素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。実験結果に対しては,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、テープ線における交流通電損失の特性を解明した。
実験結果より、全ての超電導テープの通電測定において、電圧端子の取り付け方によって損失の測定値が大きく変化する現象が見出された。これは、テープ付近での自己磁界のヒステリシス特性に起因しており、ループ状の電圧端子を用いることによって、正確な測定が行えることを示した。また、正弦波交流電流に対する抵抗性電圧波形は単芯テープと多芯テープの間で強い類似性が認められ、テープ近傍の自己磁界分布は超電導体の芯数には影響されないことが判明した。さらに、全試料の通電による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形状や芯数には影響されずに線材の臨界電流により定まることを示した。つぎに、通電損失の低減を目指して、超電導芯に13mmピッチのツイスト加工を加えたツイスト多芯テープ線を作製し、ツイストが通電損失に及ぼす影響を研究した。その結果、ツイスト多芯テープの通電損失はツイスト無し多芯テープと同様に振舞い、ツイスト加工の有無や芯数には影響されないことを明らかにした。これらの実験結果は、電磁気学的考察に基づいた電磁界計算により説明されることを示した。
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