電力ケーブル用高温酸化物超伝導体開発のための基礎研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044136
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 菅原 昌敬 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017900)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): CISZEK Maria ケンブリッジ大学, 超伝導学際研究センタ, 研究員 ; ASHWORTH Ste ケンブリッジ大学, 超伝導学際研究センタ, 研究助手 ; CAMPBELL Arc ケンブリッジ大学, 超伝導学際研究センタ, 副部長 ; 雨宮 尚之 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (10222697) ; 塚本 修巳 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30017975)
• Keywords: 交流通電損失 / 高温酸化物超伝導体 / テープ線材 / 超伝導電力ケーブル / ビスマス

Research Abstract

今年度は,3名の研究者を派遣、2名の研究者を招へいし,ビスマス系テープ線材・イットリウム系線材の損失測定及び,交流損失の機構の解明を行った.それぞれについての実績概要は以下の通りである.
1.ビスマス系テープ線材・イットリウム系線材の損失測定
(1)交流通電損失の測定
スパイラルループ法と呼ばれる電圧タップ取り付け法を開発し,通電損失の測定を行った.この方法は外部磁界下で通電損失を測定できるところに特徴を有する。ビスマス系テープ線材について,外部直流磁界下で通電損失を測定したところ,測定値がNorrisによって得られているビーンの臨界状態モデルに基づく解析値からずれた.この原因としては外部磁界によるn値の低下等が考えられる.また,イットリウム系線材の損失を行ったところ,損失の通電電流値依存性が,Norrisの楕円断面モデルからずれるという結果を得た.
(2)交流磁化損失の測定
英国側研究者として,新規に加えたシゼック博士によるサドルコイル法とよばれる方法を導入し,磁化損失の測定を行った.さらに,サドルコイルの巻き線を線材表面をおおうように分布させて巻く「表面カバーコイル法(仮称)」を開発し,より高精度の磁化損失測定が可能であることを示した.
2.交流損失機構の解明
昨年度に引き続き,有限要素法による酸化物超伝導体の電磁界解析コードの開発を行い,交流損失機構の解明を行った.その結果,n値を考慮して,線材の通電損失,磁化損失,交流磁界下で交流通電した場合の全損失の解明を行うことができた.実験値の存在する通電損失,磁化損失については計算値と実験値はほぼ一致した.また,理論解析によって,ビーンの臨界状態モデルでは説明のつかない交流損失の周波数依存性も解明できた.

Research Products

• [Publications] N.Amemiya: "Theoretical Estimation of Twist Pitch Dependence of AC Losses in High-Tc Multifilamentary Superconducting Tapes" to be published.(Presented at MT-15,1997,China).
• [Publications] O.Tsukamoto: "AC Transport Current Loss of High Temperature Superconducting Tapes in Single Layer Arrangements" to be published.(Presented at MT-15,1997,China).
• [Publications] S.Fukui: "TRANSPORT CURRENT AC LOSSES OF HIGH-Tc SUPERCONDUCTING TAPES EXPOSED TO AC MAGNETIC FIELD" to be published.(Presented at CEC/ICMC,1997,Portland).
• [Publications] N.Amemiya: "Electro-Magnetic Analysis of High Tc Superconductors based on Anisotropic E-J Characteristics" to be published.(Presented at CEC/ICMC,1997,Portland).