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JP2001229750A - Superconducting cable - Google Patents

Superconducting cable

Info

Publication number
JP2001229750A
JP2001229750A JP2000042706A JP2000042706A JP2001229750A JP 2001229750 A JP2001229750 A JP 2001229750A JP 2000042706 A JP2000042706 A JP 2000042706A JP 2000042706 A JP2000042706 A JP 2000042706A JP 2001229750 A JP2001229750 A JP 2001229750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
cable
superconducting cable
lpn
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000042706A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Hanai
哲 花井
Mamoru Shimada
守 嶋田
Kazuto Shimada
一人 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000042706A priority Critical patent/JP2001229750A/en
Publication of JP2001229750A publication Critical patent/JP2001229750A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超電導状態の安定性を保ちつつ、超電導素線
間のループに起因する交流損失を低減する。 【解決手段】 超電導素線1を複数本同心円状に撚りピ
ッチ長lp1で撚り合せて1次サブケーブル2を構成
し、この1次サブケーブル2を複数本同心円状に撚りピ
ッチ長lp2で撚り合せて2次サブケーブル3を構成
し、この2次サブケーブル3を複数本同心円状に撚りピ
ッチ長lp3で撚り合せて3次サブケーブル4を構成
し、撚りピッチlp1〜lp3の最小公倍数をLpとす
ると、各撚りピッチlp1〜lp3と最小公倍数Lpと
の比が略奇数になるようにする。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To reduce AC loss caused by a loop between superconducting wires while maintaining the stability of a superconducting state. SOLUTION: A plurality of superconducting wires 1 are concentrically twisted at a pitch length lp1 to form a primary sub-cable 2, and the primary sub-cables 2 are concentrically twisted at a pitch length lp2. To form a secondary sub-cable 3, a plurality of the secondary sub-cables 3 are twisted concentrically and twisted at a pitch length lp 3 to form a tertiary sub-cable 4, and the least common multiple of the twist pitches lp 1 to lp 3 is Lp. Then, the ratio between each twist pitch lp1 to lp3 and the least common multiple Lp is set to be substantially an odd number.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は超電導ケーブルに関
し、特に、複数の超電導素線を高次に撚り合わせて超電
導ケーブルを構成する場合に適用して好適なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting cable, and more particularly to a superconducting cable which is suitably applied to a case where a plurality of superconducting wires are twisted in a high order to form a superconducting cable.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超電導ケーブルは、発熱量を抑制
しつつ通電電流の大容量化を図るために、複数の超電導
素線を同心円状に撚り合わせて構成されている。
2. Description of the Related Art A conventional superconducting cable is formed by concentrically twisting a plurality of superconducting wires in order to increase the current carrying capacity while suppressing heat generation.

【0003】図5は、従来の超電導ケーブル106の構
成を示す断面図である。図5において、複数本の超電導
素線101a〜101cが同心円状に撚りピッチ長lp
1で撚り合わされて1次サブケーブル102aが構成さ
れ、これら複数本の1次サブケーブル102a〜102
cが同心円状に撚りピッチ長lp2で撚り合わされて2
次サブケーブル103aが構成され、これら複数本の2
次サブケーブル103a〜103fが同心円状に撚りピ
ッチ長lp3で撚り合わせて所望の高次撚り線が構成さ
れ、これらの高次撚り線がコンジット104に収納され
ている。
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a conventional superconducting cable 106. As shown in FIG. In FIG. 5, a plurality of superconducting wires 101a to 101c are twisted concentrically and have a pitch length lp.
1 to form a primary sub-cable 102a, and the plurality of primary sub-cables 102a to 102
c are twisted concentrically at a pitch length of lp2, and 2
The next sub-cable 103a is constructed,
Next sub-cables 103a to 103f are concentrically twisted with a twist pitch length lp3 to form a desired higher-order stranded wire. These higher-order stranded wires are housed in conduit 104.

【0004】このような超電導ケーブル106では、直
流磁界中では無損失で直流電流を通電可能としている
が、変動磁界中では交流損失による熱が発生し、熱損失
が生じる。この交流損失は、ヒステリシス損失、結合損
失、および渦電流損失の3つに大きく分けられる。
In such a superconducting cable 106, a DC current can be passed without loss in a DC magnetic field, but heat is generated due to an AC loss in a fluctuating magnetic field, and heat loss occurs. This AC loss is roughly divided into three: hysteresis loss, coupling loss, and eddy current loss.

【0005】以下、交流損失としてヒステリシス損失お
よび結合損失について述べ、渦電流損失は通常結合損失
より少ないことから、説明を省略する。
Hereinafter, the hysteresis loss and the coupling loss will be described as AC losses. Since the eddy current loss is usually smaller than the coupling loss, the description will be omitted.

【0006】まず、ヒステリシス損失は、超電導素線1
01a〜101cを構成する超電導フィラメント内でそ
の直径に比例して発生する特性を持つ。よって、特に、
商用周波数で運転する交流用超電導素線101a〜10
1cでは、ヒステリシス損失の低減のために、数ミクロ
ン程度の細い直径をもつ超電導フィラメントを数百本〜
数千本程度埋め込んだ極細多芯化構造が用いられる。
First, the hysteresis loss is determined by the superconducting element 1
It has a characteristic that it is generated in proportion to the diameter in the superconducting filaments constituting 01a to 101c. So, in particular,
AC superconducting wires 101a to 10 operated at commercial frequency
1c, in order to reduce the hysteresis loss, several hundred superconducting filaments having a diameter as small as several microns are used.
An ultra-fine multi-core structure in which several thousands are embedded is used.

【0007】一方、超電導フィラメント内には変動磁界
中で誘導電流が流れる。このため、極細多芯化構造の超
電導素線101a〜101cでは、この誘導電流が超電
導フィラメントの周囲にある母材を介し超電導フィラメ
ント間を還流するため、超電導素線101a〜101c
内に結合損失が発生する。この結合損失は、超電導フィ
ラメントの撚りピッチ長lpの2乗に比例するととも
に、結合電流が流れる母材の抵抗率に反比例する特性を
持つ。よって、極細多芯化構造では、超電導フィラメン
トを撚ることにより結合電流を低減するようにしている
が、この撚りピッチ長lpは製造上の制約を受け、超電
導素線101a〜101cの直径にほぼ比例する。この
ため、撚りピッチ長lpを短くするためには、超電導素
線101a〜101cの直径を細くする必要があるが、
超電導素線101a〜101cの直径を細くすると、超
電導素線1本当りの臨界電流が低くなる。従って、超電
導ケーブル106を大電流容量化するためには、多数本
の超電導素線101a〜101cを用いる必要がある。
On the other hand, an induced current flows in the superconducting filament in a fluctuating magnetic field. For this reason, in the superconducting wires 101a to 101c having the ultrafine multi-core structure, the induced current flows between the superconducting filaments via the base material around the superconducting filaments.
Coupling loss occurs in the inside. The coupling loss is proportional to the square of the twist pitch length lp of the superconducting filament and inversely proportional to the resistivity of the base material through which the coupling current flows. Therefore, in the ultra-fine multi-core structure, the coupling current is reduced by twisting the superconducting filament. However, the twist pitch length lp is restricted by the manufacturing, and the diameter of the superconducting wires 101a to 101c is substantially reduced. Proportional. For this reason, in order to shorten the twist pitch length lp, it is necessary to reduce the diameter of the superconducting wires 101a to 101c,
When the diameter of the superconducting wires 101a to 101c is reduced, the critical current per superconducting wire decreases. Therefore, in order to increase the current capacity of the superconducting cable 106, it is necessary to use a large number of superconducting wires 101a to 101c.

【0008】多数本の超電導素線101a〜101cを
用いて超電導ケーブル106を構成した場合、上述した
超電導素線101a〜101c内の発生機構と同様に、
超電導素線101a〜101c間にも結合損失が発生す
る。特に、最終撚り線の撚りピッチ長が最も長いため、
超電導素線101a〜101c間には、この最終撚り線
の撚りピッチ長の2乗に比例し、超電導素線101a〜
101c間の等価抵抗に反比例した結合損失が発生す
る。
[0008] When the superconducting cable 106 is formed by using a large number of superconducting wires 101a to 101c, similar to the above-described generation mechanism in the superconducting wires 101a to 101c,
Coupling loss also occurs between superconducting wires 101a to 101c. In particular, since the stranded pitch length of the final stranded wire is the longest,
Between the superconducting wires 101a to 101c, the ratio is proportional to the square of the twist pitch length of the final stranded wire, and
Coupling loss occurs in inverse proportion to the equivalent resistance between 101c.

【0009】この結合損失を少なくするために、従来の
超電導ケーブル106では、超電導線101a〜101
c間の等価抵抗を高くする方法が採られていた。また、
超電導素線101a〜101c間の等価抵抗率を高くす
るために、超電導素線101a〜101cと周囲の空間
の割合を変化させ、超電導素線101a〜101c間の
接触を少なくする方法も採られていた。
In order to reduce the coupling loss, in the conventional superconducting cable 106, superconducting wires 101a to 101
A method has been adopted in which the equivalent resistance between c and c is increased. Also,
In order to increase the equivalent resistivity between the superconducting wires 101a to 101c, a method of changing the ratio of the superconducting wires 101a to 101c and the surrounding space to reduce the contact between the superconducting wires 101a to 101c has been adopted. Was.

【0010】一方、複数のサブケーブルを撚り合せて超
電導ケーブル106を構成する際に、各サブケーブルを
理想的に同心円状に撚り合せると、各サブケーブルの撚
りピッチ長lpnの最小公倍数Lpの長さに対して一様
な変動磁界が加わった場合には、超電導ケーブルの中心
線105と各超電導素線101a〜101cとで囲む面
積が受ける変動磁界による磁束は、最小公倍数Lpの長
さに渡って変動磁界を積分するとゼロとなる。
On the other hand, when the superconducting cable 106 is formed by twisting a plurality of sub-cables, if each sub-cable is ideally twisted concentrically, the length of the least common multiple Lp of the twist pitch length lpn of each sub-cable will be described. In contrast, when a uniform fluctuating magnetic field is applied, the magnetic flux due to the fluctuating magnetic field received by the area surrounded by the center line 105 of the superconducting cable and each of the superconducting wires 101a to 101c extends over the length of the least common multiple Lp. Integrating the fluctuating magnetic field results in zero.

【0011】このため、このような超電導ケーブル10
6には、結合損失は発生せず、交流損失はヒステリシス
損失だけとなるが、複数のサブケーブルを理想的に同心
円状に撚り合せて超電導ケーブル106を構成すると、
無駄な空間が多くなり、隙間だらけの超電導ケーブル1
06ができる。このような隙間の多い超電導ケーブル1
06では、僅かな電磁力が発生しても超電導素線101
a〜101cが動き、超電導ケーブルが超電導状態から
常電導状態へ転移するため、最終的にはクエンチに至る
懸念がある。
For this reason, such a superconducting cable 10
6, the coupling loss does not occur, and the AC loss is only the hysteresis loss. However, if a plurality of sub-cables are ideally concentrically twisted to form the superconducting cable 106,
Superconducting cable 1 that wastes a lot of space and is full of gaps
06. Superconducting cable 1 with such a large gap
06, the superconducting wire 101 is generated even if a slight electromagnetic force is generated.
Since a to 101c move and the superconducting cable transitions from the superconducting state to the normal conducting state, there is a concern that the quench may eventually occur.

【0012】このため、実際の超電導ケーブル106で
は、高次撚り線をコンジット104内に収納する際に、
超電導ケーブル106の外側から圧縮することにより、
ヘリウムなどの冷媒が流れる空間の割合を少なくして、
超電導素線101a〜101c同士が接触して動かない
ように構成されていた。
For this reason, in the actual superconducting cable 106, when storing the high-order stranded wire in the conduit 104,
By compressing from outside the superconducting cable 106,
By reducing the proportion of the space where refrigerant such as helium flows,
The superconducting wires 101a to 101c were configured so as not to come into contact with each other and move.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た超電導素線101a〜101c間の等価抵抗を高くす
る方法では、超電導素線101a〜101c間の転流が
妨げられ、各超電導素線101a〜101cを流れる電
流が不均一となることから、電流が多く流れる超電導素
線101a〜101cにクエンチが発生し、最終的には
超電導ケーブル106全体がクエンチに至るという問題
があった。
However, in the above-described method of increasing the equivalent resistance between the superconducting wires 101a to 101c, commutation between the superconducting wires 101a to 101c is prevented, and the superconducting wires 101a to 101c are disturbed. Quench occurs in the superconducting wires 101a to 101c through which a large amount of current flows, and there is a problem that the entire superconducting cable 106 eventually quench.

【0014】また、各サブケーブルを理想的に同心円状
に撚り合せる方法では、超電導ケーブル106の隙間を
減らすため、超電導ケーブル106を上下左右から圧縮
する必要がある。
In the method of ideally concentrically twisting the sub-cables, it is necessary to compress the superconducting cable 106 from above, below, left and right in order to reduce the gap between the superconducting cables 106.

【0015】しかしながら、超電導ケーブル106を上
下左右から圧縮すると、超電導ケーブル106の中心線
105と各超電導素線101a〜101cとで囲む面積
が外部変動磁界と鎖交する磁束は、各サブケーブルの撚
りピッチの最小公倍数Lpに渡る積分でゼロでなくな
り、結合損失を減らすことができなくなるという問題が
あった。
However, when the superconducting cable 106 is compressed from the top, bottom, left and right, the area surrounded by the center line 105 of the superconducting cable 106 and each of the superconducting wires 101a to 101c is linked to the externally fluctuating magnetic field by the magnetic flux. There is a problem that the integration over the least common multiple Lp of the pitch is not zero, and the coupling loss cannot be reduced.

【0016】図6は、従来の超電導ケーブル106を構
成する超電導素線101a〜101cの中心の軌跡を導
体長手方向に垂直な面に投影した図である。ここで、超
電導ケーブル106は、1次撚りピッチ長が2cm、2
次撚りピッチ長が3cm、3次撚りピッチ長が6cmの
3次撚り線により構成され、各サブケーブルが理想的に
同心円状に撚り合わされているものとする。
FIG. 6 is a diagram in which the locus of the center of superconducting wires 101a to 101c constituting conventional superconducting cable 106 is projected onto a plane perpendicular to the longitudinal direction of the conductor. Here, the superconducting cable 106 has a primary twist pitch length of 2 cm, 2
It is assumed that each of the sub-cables is formed of a tertiary stranded wire having a next twist pitch length of 3 cm and a third twist pitch length of 6 cm, and each sub-cable is ideally twisted concentrically.

【0017】図6において、超電導素線101a〜10
1cの中心は、上下に対称であるが、超電導ケーブル1
06の中心111から右側に大きな非対称性の軌跡11
0を描いており、この超電導ケーブル106を上下左右
から圧縮すると、この中心111の右側の部分が大きな
変形を受けることになる。このため、超電導ケーブル1
06を上下左右から圧縮すると、超電導素線101a〜
101cの中心の軌跡110が不均一に変形する。その
結果、超電導ケーブル106の中心線105と各超電導
素線101a〜101cとで囲む面積が外部変動磁界と
鎖交する磁束は、各サブケーブルの撚りピッチの最小公
倍数Lpに渡る積分でゼロでなくなるため、結合損失が
発生する。
In FIG. 6, superconducting wires 101a to 101a to 10c
Although the center of 1c is vertically symmetric,
Locus 11 of large asymmetry to the right from the center 111 of 06
When the superconducting cable 106 is compressed from up, down, left, and right, the right portion of the center 111 is greatly deformed. Therefore, the superconducting cable 1
06 from the top, bottom, left and right
The locus 110 at the center of 101c is deformed unevenly. As a result, the magnetic flux in which the area surrounded by the center line 105 of the superconducting cable 106 and each of the superconducting wires 101a to 101c interlinks with the external fluctuating magnetic field is not zero by integration over the least common multiple Lp of the twist pitch of each sub-cable. Therefore, coupling loss occurs.

【0018】すなわち、接触した3本の超電導素線10
1a〜101cは各サブケーブルの撚りピッチの最小公
倍数Lpの距離で再度接触するために、この3本の超電
導素線101a〜101cで構成されるループは一般的
にはゼロとならない。このため、この鎖交する磁束に比
例した誘導電圧が各ループに発生し、それに伴って結合
電流が流れて、結合損失が発生する。この結合損失は、
ループが最小公倍数Lp程度の長い距離となるため、損
失時定数が長くなる。この結果、その損失時定数を持つ
ループに早い変動磁界が鎖交した場合には、鎖交磁束に
よる損失がほとんど全部発熱し、極めて大きな交流損失
となって、超電導ケーブル106がクエンチに至る可能
性もある。
That is, the three superconducting wires 10 in contact with each other
The loops composed of these three superconducting wires 101a to 101c are not generally zero because 1a to 101c come into contact again at a distance of the least common multiple Lp of the twist pitch of each sub-cable. For this reason, an induced voltage proportional to the interlinking magnetic flux is generated in each loop, and a coupling current flows accordingly, resulting in a coupling loss. This coupling loss is
Since the loop has a long distance of the least common multiple Lp, the loss time constant becomes long. As a result, when a fast fluctuating magnetic field is interlinked in a loop having the loss time constant, almost all of the loss due to the interlinkage magnetic flux generates heat, resulting in an extremely large AC loss, and the superconducting cable 106 may be quenched. There is also.

【0019】そこで、本発明の目的は、超電導状態の安
定性を保ちつつ、超電導素線間のループに起因する交流
損失を低減することが可能な超電導ケーブルを提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a superconducting cable capable of reducing the AC loss caused by a loop between superconducting wires while maintaining the stability of the superconducting state.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明によれば、超電導素線の中心の
軌跡が、超電導ケーブルの長手方向に垂直な面内で点対
称であることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, the locus of the center of the superconducting element wire is point-symmetrical in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting cable. There is a feature.

【0021】これにより、各サブケーブルを撚り合わせ
て構成された超電導ケーブルが、その周囲から均等に圧
縮された場合においても、超電導素線の中心の軌跡を均
等に変形させることが可能となる。このため、超電導素
線間を電流が転流できるようにして、超電導素線間にル
ープが形成される場合においても、超電導素線で構成さ
れるループに鎖交する磁束を打ち消すことが可能となる
ことから、超電導状態の安定性を保ちつつ、超電導素線
間のループに発生する交流損失を低減することが可能と
なる。
Thus, even if the superconducting cable formed by twisting the sub-cables is uniformly compressed from the surroundings, it is possible to uniformly deform the locus of the center of the superconducting element wire. For this reason, by enabling the current to be commutated between the superconducting wires, even when a loop is formed between the superconducting wires, it is possible to cancel the magnetic flux linked to the loop formed by the superconducting wires. Therefore, it is possible to reduce the AC loss generated in the loop between the superconducting wires while maintaining the stability of the superconducting state.

【0022】また、請求項2の発明によれば、1次サブ
ケーブルが超電導素線を撚り合わせて構成され、(n+
1)(n≧1)次サブケーブルがn次サブケーブルを撚
り合わせて構成されている超電導ケーブルにおいて、各
次数nの撚りピッチlpnと、前記各次数nの撚りピッ
チlpnの最小公倍数Lpとの比(Lp/lpn)が、
実質的に奇数であることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the primary sub-cable is formed by twisting superconducting wires, and (n +
1) In a superconducting cable in which (n ≧ 1) order sub-cables are formed by twisting n-order sub-cables, the twist pitch lpn of each order n and the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of each order n The ratio (Lp / lpn)
It is characterized by being substantially odd.

【0023】これにより、各サブケーブルを撚り合わせ
て超電導ケーブルを構成する際に、各サブケーブルの撚
りの位相を各サブケーブル間でずらしながら撚り合わせ
を行うことが可能となる。このため、超電導素線の中心
の軌跡を超電導ケーブルの長手方向に垂直な面内で点対
称とすることが可能となり、超電導ケーブルをその周囲
から均等に圧縮した際に、超電導素線で構成されるルー
プを均等に変形させることが可能となることから、超電
導ケーブルの交流損失を低減しつつ、超電導ケーブルの
強度を向上させることが可能となる。
Thus, when a superconducting cable is formed by twisting the sub-cables, the twisting can be performed while shifting the twisting phase of each sub-cable between the sub-cables. For this reason, it is possible to make the locus of the center of the superconducting wire point-symmetric in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting cable, and when the superconducting cable is uniformly compressed from its surroundings, the Since it is possible to uniformly deform the loop, the strength of the superconducting cable can be improved while reducing the AC loss of the superconducting cable.

【0024】また、請求項3の発明によれば、前記超電
導素線は超電導フィラメントを撚って構成され、前記各
次数nの撚りピッチlpnおよび前記超電導フィラメン
トの撚りピッチlpと、前記各次数nの撚りピッチlp
nおよび前記撚りピッチlpの最小公倍数Lpとの比
(Lp/lpn)が、実質的に奇数であることを特徴と
する。
According to the third aspect of the present invention, the superconducting element wire is formed by twisting a superconducting filament, and the twist pitch lpn of each order n, the twist pitch lp of the superconducting filament, and the order n Twist pitch lp
The ratio (Lp / lpn) between n and the least common multiple Lp of the twist pitch lp is substantially odd.

【0025】これにより、各サブケーブルの撚りピッチ
だけでなく、超電導フィラメントの撚りピッチも考慮し
て、超電導ケーブルを構成することが可能となり、超電
導ケーブルに発生する交流損失のより一層の低減が可能
となる。
This makes it possible to configure the superconducting cable in consideration of not only the twist pitch of each sub-cable but also the twist pitch of the superconducting filament, and it is possible to further reduce the AC loss generated in the superconducting cable. Becomes

【0026】ここで、前記超電導ケーブルは、ステンレ
ス、インコロイ、またはチタン合金製のコンジットに挿
入されていることが好ましい。
Here, the superconducting cable is preferably inserted into a conduit made of stainless steel, Incoloy, or a titanium alloy.

【0027】これにより、超電導ケーブルの強度を向上
させることが可能となり、高磁界、大電流容量用の超電
導ケーブルを生成することが可能となる。
Thus, the strength of the superconducting cable can be improved, and a superconducting cable for a high magnetic field and a large current capacity can be produced.

【0028】また、超電導ケーブルの強度を向上させる
ために、前記超電導ケーブルにおける撚り合わせを、ス
テンレス、インコロイ、チタン合金、または銅合金製、
あるいは、それらの表面に絶縁が施された矩形断面の
板、もしくは円形断面または楕円断面の線に巻きつけな
がら行うようにしてもよい。
Further, in order to improve the strength of the superconducting cable, the superconducting cable is twisted with stainless steel, Incoloy, titanium alloy or copper alloy.
Alternatively, it may be carried out while being wound around a plate having a rectangular cross section having their surfaces insulated or a line having a circular cross section or an elliptical cross section.

【0029】また、超電導素線の表面は、ホルマール、
テフロン、ポリエチレンなどの絶縁材、あるいは、Cu
Ni、クロム、ステンレス、チタンなどの高抵抗材で被
覆されていることが好ましい。
Further, the surface of the superconducting element wire is formal,
Insulation material such as Teflon or polyethylene, or Cu
It is preferably coated with a high-resistance material such as Ni, chromium, stainless steel, and titanium.

【0030】これにより、超電導素線間に流れる電流を
減らすことが可能となり、超電導素線で構成されるルー
プに鎖交する磁束の打ち消し効果と相俟って、交流損失
のより一層の低減を図ることが可能となる。
Thus, the current flowing between the superconducting wires can be reduced, and the AC loss can be further reduced together with the effect of canceling out the magnetic flux linked to the loop constituted by the superconducting wires. It becomes possible to plan.

【0031】また、超電導素線が、NbTi、Nb
n、またはNbAlの金属系超電導線、あるいは、Y
系、Bi系、Tl系、またはHg系の酸化物高温超電導
線であることが好ましい。
The superconducting wires are made of NbTi, Nb 3 S
n or Nb 3 Al metallic superconducting wire, or Y
It is preferable to use an oxide high temperature superconducting wire of a system, Bi system, Tl system, or Hg system.

【0032】ここで、NbTi、NbSn、またはN
Alの金属系超電導線を用いることにより、巻き線
加工などを容易に行うことが可能となり、Y系、Bi
系、Tl系、またはHg系などの酸化物高温超電導線を
用いることにより、臨界温度を高くして超電導安定性を
向上させることが可能となる。
Here, NbTi, Nb 3 Sn, or NbTi
By using a metal superconducting wire of b 3 Al, it becomes possible to easily perform winding processing, etc.
By using a high-temperature superconducting wire such as a system, Tl system, or Hg system, it is possible to increase the critical temperature and improve the superconducting stability.

【0033】また、前記撚りピッチlpnと前記最小公
倍数Lpとの比(Lp/lpn)が、前記次数nが高次
になるほど小さいことが好ましい。
It is preferable that the ratio (Lp / lpn) between the twist pitch lpn and the least common multiple Lp is smaller as the order n is higher.

【0034】これにより、各次数nのサブケーブルの直
径に対応させて、各サブケーブルの撚りピッチlpnを
長くすることが可能となり、各サブケーブルの撚り合わ
せを容易に行うことが可能となる。
This makes it possible to increase the twist pitch lpn of each sub-cable in accordance with the diameter of the sub-cable of each order n, and it is possible to easily twist each sub-cable.

【0035】また、前記最小公倍数Lpの長さが、前記
超電導素線により構成されるコイルの1ターンより短い
ことが好ましい。
It is preferable that the length of the least common multiple Lp is shorter than one turn of the coil formed by the superconducting element wire.

【0036】これにより、超電導ケーブルをコイル状に
巻いて超電導コイルを形成した際に、超電導コイルの中
心からの距離を超電導素線の最小公倍数Lpの長さに渡
って一定に保つことが可能となる。このため、超電導素
線で構成されるループに鎖交する磁束を最小公倍数Lp
の長さの範囲で均一に保つことが可能となり、超電導素
線で構成されるループに鎖交する磁束の打ち消し効果を
より完全なものとすることが可能となることから、交流
損失のより一層の低減が可能となる。
Accordingly, when the superconducting coil is formed by winding the superconducting cable in a coil shape, the distance from the center of the superconducting coil can be kept constant over the length of the least common multiple Lp of the superconducting wire. Become. For this reason, the magnetic flux linked to the loop constituted by the superconducting wires is reduced by the least common multiple Lp.
It is possible to keep the uniformity within the range of the length, and to make the effect of canceling out the magnetic flux linked to the loop constituted by the superconducting wires more complete, thereby further reducing the AC loss. Can be reduced.

【0037】また、前記超電導素線間が、前記最小公倍
数Lpの位置で短絡されていることが好ましい。
Preferably, the superconducting wires are short-circuited at the position of the least common multiple Lp.

【0038】これにより、超電導素線間の短絡により形
成されるループに鎖交する磁束を打ち消しつつ、各超電
導素線に流れる電流を均一化することが可能となり、超
電導安定性のより一層の向上を図ることが可能となる。
This makes it possible to equalize the current flowing in each superconducting wire while canceling out the magnetic flux linked to the loop formed by the short circuit between the superconducting wires, and to further improve the superconducting stability. Can be achieved.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係わる超
電導ケーブルについて図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A superconducting cable according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】図1は、本発明の第1実施例に係わる超電
導ケーブルの構成を示す斜視図である。なお、図1の実
施例では、3次撚り線構成の超電導素線1が理想状態で
同心円状に構成された場合を例にとって説明する。図1
において、超電導ケーブル6は、超電導素線1を複数本
同心円状に撚りピッチlp1で撚り合せて1次サブケー
ブル2が構成され、これら1次サブケーブル2を複数本
同心円状に撚りピッチlp2で撚り合せて2次サブケー
ブル3が構成され、さらに、これら2次サブケーブル3
を複数本同心円状に撚りピッチlp3で撚り合せて3次
サブケーブル4が構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a superconducting cable according to the first embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 1, a case will be described as an example where the superconducting element wire 1 having a tertiary stranded structure is concentrically formed in an ideal state. FIG.
In the superconducting cable 6, a plurality of superconducting wires 1 are concentrically twisted at a pitch lp1 to form a primary sub-cable 2, and a plurality of these primary subcables 2 are concentrically twisted at a pitch lp2. Together, the secondary sub-cables 3 are configured.
Are concentrically twisted at a twist pitch of lp3 to form the tertiary sub-cable 4.

【0041】ここで、撚りピッチlp1〜lp3の最小
公倍数をLpとすると、各撚りピッチlp1〜lp3と
最小公倍数Lpとの比が略奇数になるように撚り線を行
う。このように撚り線を行うことにより、超電導素線1
の中心の軌跡を超電導ケーブル6の長手方向に垂直な面
に投影すると、超電導ケーブル6の中心線5に対して点
対称とすることができる。このため、超電導ケーブル6
をその周囲から均等に圧縮した場合においても、超電導
素線1の軌跡を均等に変形させることが可能となり、超
電導素線1で囲まれるループも均等に変形させることが
可能となる。この結果、超電導素線1で構成されるルー
プに鎖交する磁束を打ち消すことが可能となり、このよ
うなループで発生する交流損失を小さくすることが可能
となることから、超電導ケーブル6での発熱量を低減化
して、超電導安定性を向上させることが可能となる。
Here, assuming that the least common multiple of the twist pitches lp1 to lp3 is Lp, the twisting is performed such that the ratio between each of the twist pitches lp1 to lp3 and the least common multiple Lp is substantially odd. By performing the stranded wire in this manner, the superconducting wire 1
Is projected on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting cable 6, it can be point-symmetric with respect to the center line 5 of the superconducting cable 6. Therefore, the superconducting cable 6
Can be uniformly deformed from its surroundings, and the trajectory of the superconducting wire 1 can be deformed evenly, and the loop surrounded by the superconducting wire 1 can be deformed evenly. As a result, it is possible to cancel the magnetic flux linked to the loop formed by the superconducting element wires 1 and to reduce the AC loss generated in such a loop, so that the heat generated in the superconducting cable 6 can be reduced. It is possible to reduce the amount and improve the superconducting stability.

【0042】図2は、図1の超電導ケーブル6を構成す
る超電導素線1の中心の軌跡を導体長手方向(z軸)に
垂直な面(x−y平面)に投影した図である。ここで、
超電導ケーブル6として、1次撚りピッチlp1が3c
m、2次撚りピッチlp2が5cm、3次撚りピッチl
p3が15cmのものを用いた。この場合、撚りピッチ
lp1〜lp3の最小公倍数Lpは15cmである。従
って、最小公倍数Lpと各撚りピッチlp1〜lp3と
の比(Lp/lpn)は、1次撚り線に対して“5”、
2次撚り線に対して“3”、3次撚り線に対して“1”
となり、全ての次数1〜3に対して奇数となる。
FIG. 2 is a diagram in which the locus of the center of superconducting element wire 1 constituting superconducting cable 6 of FIG. 1 is projected on a plane (xy plane) perpendicular to the conductor longitudinal direction (z axis). here,
As the superconducting cable 6, the primary twist pitch lp1 is 3c.
m, secondary twist pitch lp2 is 5 cm, tertiary twist pitch l
Those having a p3 of 15 cm were used. In this case, the least common multiple Lp of the twist pitches lp1 to lp3 is 15 cm. Therefore, the ratio (Lp / lpn) between the least common multiple Lp and each of the twist pitches lp1 to lp3 is “5” for the primary stranded wire,
"3" for secondary stranded wire, "1" for tertiary stranded wire
Which is odd for all orders 1-3.

【0043】図2において、超電導ケーブル6の各次数
nの撚りピッチlpnの最小公倍数Lpと、各次数nの
撚りピッチ長lpnとの比(Lp/lpn)を奇数とす
ると、超電導素線1の中心の軌跡10は、超電導ケーブ
ル6の中心11に対して点対称となることがわかる。
In FIG. 2, when the ratio (Lp / lpn) between the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of each order n of the superconducting cable 6 and the twist pitch length lpn of each order n is an odd number, the superconducting wire 1 It can be seen that the center locus 10 is point-symmetric with respect to the center 11 of the superconducting cable 6.

【0044】すなわち、各超電導素線1の中心の軌跡1
0は、超電導ケーブル6の長手方向をz軸にとった場
合、それに垂直なx−y平面上で、 x(z=0)=−x(z=Lp/2) y(z=0)=−y(z=Lp/2) となり、最小公倍数Lpの半分の距離をz軸方向に進む
と、z軸に関して点対称の位置にくる。このため、超電
導ケーブル6の上下左右に変形を加えても、超電導素線
1の軌跡10は、上下左右とも同じ量の変形を受ける。
このため、ある位置で接触してループを構成する2本の
超電導素線1に囲まれる面積に鎖交する磁束は、最小公
倍数Lpの距離に渡って積分するとほぼゼロになる。こ
のため、各超電導素線1の接触によるループができる場
合においても、これらのループによる交流損失を少なく
することが可能となる。この結果、交流損失を抑制しつ
つ、各超電導素線1間の等価抵抗を低くして、各超電導
素線1間を電流が転流できるような構成とすることが可
能となることから、超電導ケーブル6が複数の超電導素
線1で構成されている場合においても、各超電導素線1
に流れる電流の不均一性を解消させて、超電導安定性を
向上させることが可能となる。
That is, the locus 1 of the center of each superconducting element wire 1
0, when the longitudinal direction of the superconducting cable 6 is taken on the z-axis, on an xy plane perpendicular to the z-axis, x (z = 0) = − x (z = Lp / 2) y (z = 0) = −y (z = Lp / 2), and when the light beam advances half the distance of the least common multiple Lp in the z-axis direction, it comes to a point-symmetric position with respect to the z-axis. For this reason, even if deformation is applied to the upper, lower, left and right of the superconducting cable 6, the locus 10 of the superconducting wire 1 is deformed by the same amount in the upper, lower, left and right directions.
For this reason, the magnetic flux linked to the area surrounded by the two superconducting wires 1 that are in contact with each other at a certain position to form a loop becomes substantially zero when integrated over a distance of the least common multiple Lp. For this reason, even when loops are formed by contact of the superconducting wires 1, it is possible to reduce the AC loss due to these loops. As a result, it is possible to reduce the equivalent resistance between the superconducting wires 1 while suppressing the AC loss, thereby enabling a configuration in which a current can be commutated between the superconducting wires 1. Even when the cable 6 is composed of a plurality of superconducting wires 1, each superconducting wire 1
It is possible to improve the superconducting stability by eliminating the non-uniformity of the current flowing through the superconductor.

【0045】図3は、本発明の一実施例に係わる超電導
ケーブル6における変動磁界による磁束の打ち消し効果
を説明する図である。図3(a)において、超電導素線
21a、21bが撚られると、これらの超電導素線21
a、21bは特定の位置で接触してループR1、R2を
形成する。そして、この超電導ケーブル6に変動磁界が
加わると、これらのループR1、R2には起電力Eが発
生し、誘導電流が流れる。ここで、超電導素線21a、
21bが撚られると、ループR1、R2に流れる誘導電
流が互いに反対回りになる。このため、各ループR1、
R2に鎖交する磁束密度をそれぞれB1、B2、各ルー
プR1、R2の面積をそれぞれS1、S2とすると、こ
れらのループR1、R2に発生する起電力Eは、 E=d(S1B1)/dt−d(S2B2)/dt で与えられ、各ループR1、R2に鎖交する磁束密度B
1、B2が互いに等しく、かつ各ループR1、R2の面
積S1、S2が互いに等しいと、各ループR1、R2の
磁束は打ち消し合い、起電力Eは発生しない。
FIG. 3 is a diagram illustrating the effect of canceling out magnetic flux due to a fluctuating magnetic field in the superconducting cable 6 according to one embodiment of the present invention. In FIG. 3A, when the superconducting wires 21a and 21b are twisted, these superconducting wires 21a and 21b are twisted.
a and 21b contact at specific positions to form loops R1 and R2. When a fluctuating magnetic field is applied to the superconducting cable 6, an electromotive force E is generated in these loops R1 and R2, and an induced current flows. Here, the superconducting wires 21a,
When the wire 21b is twisted, the induced currents flowing through the loops R1 and R2 become opposite to each other. Therefore, each loop R1,
Assuming that the magnetic flux density linked to R2 is B1, B2, and the area of each loop R1, R2 is S1, S2, respectively, the electromotive force E generated in these loops R1, R2 is: E = d (S1B1) / dt -D (S2B2) / dt, and the magnetic flux density B linked to each loop R1, R2
When 1, B2 are equal to each other and the areas S1, S2 of the loops R1, R2 are equal to each other, the magnetic fluxes of the loops R1, R2 cancel each other, and no electromotive force E is generated.

【0046】ここで、図6に示すように、超電導素線1
01a〜101cの中心の軌跡110が、超電導ケーブ
ル106の中心111に対して非対称性の場合は、この
超電導ケーブル106を上下左右から圧縮すると、超電
導素線101a〜101cの中心の軌跡110が不均一
に変形する。このため、超電導素線21a、21bによ
り形成される各ループR1、R2の面積S1、S2が互
いに等しくなくなり、各ループR1、R2の磁束が互い
に打ち消されなくなるため、変動磁界による交流損失が
発生する。
Here, as shown in FIG.
When the center locus 110 of each of the superconducting wires 101a to 101c is asymmetric with respect to the center 111 of the superconducting cable 106, the center locus 110 of the superconducting wires 101a to 101c becomes uneven when the superconducting cable 106 is compressed from above, below, left and right. Deform to. For this reason, the areas S1 and S2 of the loops R1 and R2 formed by the superconducting wires 21a and 21b are not equal to each other, and the magnetic fluxes of the loops R1 and R2 do not cancel each other, and an AC loss due to the fluctuating magnetic field occurs. .

【0047】これに対し、図2に示すように、超電導素
線1の中心の軌跡10が、超電導ケーブル6の中心11
に対して点対称の場合は、超電導素線1により形成され
る各ループR1、R2の面積S1、S2を互いに等しく
保ったまま、超電導ケーブル6を上下左右から圧縮する
ことができ、各ループR1、R2の磁束を互いに打ち消
すことができるため、変動磁界による交流損失を低減す
ることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the locus 10 of the center of the superconducting wire 1 is
, The superconducting cable 6 can be compressed from up, down, left, and right while maintaining the areas S1, S2 of the loops R1, R2 formed by the superconducting wires 1 equal to each other. , R2 can cancel each other, so that the AC loss due to the fluctuating magnetic field can be reduced.

【0048】高次撚り線の場合は、超電導素線1の軌跡
が複雑になるが、図3(b)に示すように、超電導ケー
ブル6の中心線22と各超電導素線1とで囲む面積に着
目する。そして、これらの面積をS11、S12、S1
3、・・とすると、超電導素線1の中心の軌跡10が超
電導ケーブル6の中心11に対して点対称の場合は、こ
の超電導ケーブル6を上下左右から圧縮した場合におい
ても、これらの面積S11、S12、S13、・・が外
部変動磁界と鎖交する磁束を、各サブケーブルの撚りピ
ッチの最小公倍数Lpに渡る積分でゼロとすることがで
きる。このため、超電導素線1により形成されるループ
に鎖交する磁束を打ち消すことが可能となり、変動磁界
による交流損失を低減することができる。
In the case of a high-order stranded wire, the trajectory of the superconducting wire 1 becomes complicated, but as shown in FIG. 3B, the area surrounded by the center line 22 of the superconducting cable 6 and each superconducting wire 1 Pay attention to. These areas are defined as S11, S12, S1
3, if the locus 10 of the center of the superconducting element wire 1 is point-symmetric with respect to the center 11 of the superconducting cable 6, even if the superconducting cable 6 is compressed from up, down, left and right, these areas S11 , S12, S13,... Can be made zero by integration over the least common multiple Lp of the twist pitch of each sub-cable. For this reason, it is possible to cancel the magnetic flux linked to the loop formed by the superconducting element wires 1, and it is possible to reduce the AC loss due to the fluctuating magnetic field.

【0049】ここで、超電導素線1として、金属系Nb
Ti、NbSn、NbAl線を用いるようにしても
よい。また、Y系、Bi系、Tl系、Hg系の酸化物高
温超電導線を用いると、動作温度を高くでき、比熱を大
きくすることができることから、超電導安定性を向上さ
せることができる。
Here, the superconducting element wire 1 is made of metallic Nb.
Ti, Nb 3 Sn, and Nb 3 Al wires may be used. In addition, when a Y-based, Bi-based, Tl-based, or Hg-based oxide high-temperature superconducting wire is used, the operating temperature can be increased and the specific heat can be increased, so that the superconducting stability can be improved.

【0050】また、超電導素線1間を渡る電流をなくし
て、交流損失を低減するために、超電導素線1の表面を
ホルマール、ポリイミド系、またはポリアミド系などの
絶縁材でコーティングしたり、超電導素線1の表面をC
uNi、クロム、ステンレス、またはチタンなどで被覆
したりするようにしてもよい。
Further, in order to eliminate an electric current passing between the superconducting wires 1 and reduce the AC loss, the surface of the superconducting wires 1 is coated with an insulating material such as formal, polyimide or polyamide, Surface of wire 1 is C
It may be coated with uNi, chromium, stainless steel, titanium or the like.

【0051】また、各次数nのサブケーブルの直径は順
次に次数nとともに大きくなるので、各次数nのサブケ
ーブルの撚りピッチlpnの最小公倍数Lpと、各次数
nのサブケーブルの撚りピッチlpnとの比(Lp/l
pn)が、次数nが高次になるほど小さくなるように構
成することが好ましい。これにより、サブケーブルの直
径の増加に対応して、各次数nのサブケーブルの撚りピ
ッチlpnを次数nとともに順次に長くすることが可能
となり、高次の撚り線を上手く配列することが可能とな
る。
Further, since the diameter of the sub-cable of each order n sequentially increases with the order n, the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of the sub-cable of each order n and the twist pitch lpn of the sub-cable of each order n Ratio (Lp / l
pn) preferably decreases as the order n increases. Thereby, in response to the increase in the diameter of the sub-cable, it becomes possible to sequentially increase the twist pitch lpn of the sub-cable of each order n together with the order n, and it is possible to arrange high-order stranded wires well. Become.

【0052】また、超電導ケーブル6の中心線22と各
超電導素線1とで囲む面積が外部変動磁界と鎖交する磁
束を、各サブケーブルの撚りピッチの最小公倍数Lpに
渡る積分でゼロとするためには、超電導ケーブル6の中
心線22と各超電導素線1とで囲む領域に鎖交する磁束
密度を、最小公倍数Lpに渡る範囲で一定にする必要が
ある。ここで、超電導ケーブル6をコイル状に巻いて超
電導コイルを形成すると、超電導コイルに発生する磁界
は軸対称となり、超電導コイルの半径方向には変化する
が、超電導コイルの同一半径内ではほぼ一定となる。こ
のため、各次数nのサブケーブルの撚りピッチlpnの
最小公倍数Lpの長さを、コイルの1ターンより短くす
ることが好ましい。これにより、各次数nの撚りピッチ
lpnの最小公倍数Lpの距離に渡ってほぼ均一の磁界
が超電導ケーブル6に加わるようにすることが可能とな
り、ループに鎖交する磁束を効果的に打ち消すことが可
能となることから、交流損失を効果的に低減させること
が可能となる。
Further, the magnetic flux that the area surrounded by the center line 22 of the superconducting cable 6 and each superconducting element wire 1 interlinks with the external fluctuating magnetic field is made zero by integration over the least common multiple Lp of the twist pitch of each sub-cable. For this purpose, it is necessary to make the magnetic flux density interlinking the region surrounded by the center line 22 of the superconducting cable 6 and each superconducting element wire 1 constant within the range of the least common multiple Lp. Here, when the superconducting cable 6 is wound in a coil shape to form a superconducting coil, the magnetic field generated in the superconducting coil becomes axially symmetric and changes in the radial direction of the superconducting coil, but is substantially constant within the same radius of the superconducting coil. Become. For this reason, it is preferable that the length of the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of the sub-cable of each order n be shorter than one turn of the coil. This makes it possible to apply a substantially uniform magnetic field to the superconducting cable 6 over a distance of the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of each order n, and to effectively cancel the magnetic flux linked to the loop. As a result, the AC loss can be effectively reduced.

【0053】また、各次数nの撚りピッチlpnの最小
公倍数Lpの距離で超電導素線1を積極的に短絡するよ
うにしてもよい。これにより、短絡は交流損失に関係な
く、かつ、超電導素線1間の輸送電流の移動に役立つた
め、超電導安定性の向上を図ることができる。
The superconducting element wire 1 may be positively short-circuited at a distance of the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of each order n. Thereby, the short circuit is useful for transferring the transport current between the superconducting wires 1 irrespective of the AC loss, so that the superconducting stability can be improved.

【0054】なお、超電導素線1として、数ミクロン程
度の短い直径をもつ超電導フィラメントを数百本から数
千本程度埋め込んだ極細多芯化構造を用いることが好ま
しい。この場合、各次数nの撚りピッチlpnと、各次
数nの撚りピッチlpnの最小公倍数Lpとの比(Lp
/lpn)が奇数となるように撚り線を行う際に、超電
導フィラメントの撚りピッチlpも考慮して、各次数n
の撚りピッチlpnを決定するようにしてもよい。
It is preferable to use, as the superconducting element wire 1, an ultrafine multicore structure in which several hundred to several thousand superconducting filaments having a short diameter of about several microns are embedded. In this case, the ratio (Lp) between the twist pitch lpn of each order n and the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of each order n
/ Lpn) is an odd number, and each order n is considered in consideration of the twist pitch lp of the superconducting filament.
May be determined.

【0055】図4は、本発明の第2実施例に係わる超電
導ケーブル35の構成を示す斜視図である。なお、図4
の実施例では、超電導素線31を2次撚り線構成とした
場合を例にとって説明する。図4において、超電導ケー
ブル35は、超電導素線31を複数本同心円状に撚り合
せて1次サブケーブル32が構成され、この1次サブケ
ーブル32を複数本矩形断面の補強材34に巻き付けな
がら撚り合せることにより、2次サブケーブル33が構
成されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a superconducting cable 35 according to a second embodiment of the present invention. FIG.
In the embodiment, the case where the superconducting element wire 31 has a secondary stranded wire structure will be described as an example. In FIG. 4, a superconducting cable 35 is configured such that a plurality of superconducting wires 31 are concentrically twisted to form a primary sub cable 32. The primary sub cable 32 is twisted while being wound around a plurality of reinforcing members 34 having a rectangular cross section. The secondary sub-cable 33 is configured by the combination.

【0056】このように、超電導ケーブル35を圧縮成
型撚り線の構成にし、かつ、上述したピッチの条件を満
足させることにより、最小公倍数の距離に渡る鎖交磁束
をほぼゼロとして、交流損失を低減することが可能とな
るとともに、より大きな電磁力にも耐えられるようにす
ることが可能となる。
As described above, by forming the superconducting cable 35 into a compression-molded stranded wire and satisfying the above-mentioned pitch condition, the flux linkage over the distance of the least common multiple is reduced to almost zero, and the AC loss is reduced. In addition to being able to withstand a larger electromagnetic force.

【0057】なお、補強材34の材質は、ステンレス、
インコロイ、チタン合金、または銅合金であることが好
ましい。また、補強材34の表面に絶縁を施すようにし
てもよい。さらに、補強材34は矩形断面の板のほか、
円形断面または楕円断面の線を用いるようにしてもよ
い。
The material of the reinforcing member 34 is stainless steel,
Preferably, it is incoloy, a titanium alloy, or a copper alloy. Further, the surface of the reinforcing member 34 may be insulated. Further, the reinforcing member 34 is a plate having a rectangular cross section,
A line having a circular cross section or an elliptical cross section may be used.

【0058】また、高次撚り線ケーブルをステンレス、
インコロイ、またはチタン合金で作られたコンジットに
挿入するようにしてもよい。これにより、補強材34に
よる補強と相俟って、より一層大きな電磁力に耐え得る
構成とすることができ、高磁界、かつ大電流容量用の超
電導ケーブルを製造することが可能となる。
Further, the high-order stranded cable is made of stainless steel,
It may be inserted into a conduit made of Incoloy or a titanium alloy. Thus, in combination with the reinforcement by the reinforcing member 34, a configuration capable of withstanding a larger electromagnetic force can be provided, and a superconducting cable for a high magnetic field and a large current capacity can be manufactured.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各サブケーブルを撚り合わせて超電導ケーブルを構成
し、その超電導ケーブルが周囲から均等に圧縮された場
合においても、超電導素線の中心の軌跡を均等に変形さ
せることが可能となることから、超電導素線で構成され
るループに鎖交する磁束を打ち消すことが可能となり、
超電導状態の安定性を保ちつつ、超電導素線間のループ
に発生する交流損失を低減することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
The superconducting cable is formed by twisting the sub-cables, and even if the superconducting cable is compressed evenly from the surroundings, the locus of the center of the superconducting wire can be deformed evenly, so the superconducting element It is possible to cancel the magnetic flux linked to the loop composed of lines,
It is possible to reduce the AC loss occurring in the loop between the superconducting wires while maintaining the stability of the superconducting state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係わる超電導ケーブルの
構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a superconducting cable according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係わる超電導ケーブルを構
成する超電導素線の中心の軌跡を導体長手方向に垂直な
面に投影した図である。
FIG. 2 is a diagram in which a locus of a center of a superconducting element wire constituting a superconducting cable according to one embodiment of the present invention is projected on a plane perpendicular to a longitudinal direction of a conductor.

【図3】本発明の一実施例に係わる超電導ケーブルにお
ける変動磁界による磁束の打ち消し効果を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating the effect of canceling out magnetic flux due to a fluctuating magnetic field in the superconducting cable according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例に係わる超電導ケーブルの
構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a superconducting cable according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の超電導ケーブルの構成を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a conventional superconducting cable.

【図6】従来の超電導ケーブルを構成する超電導素線の
中心の軌跡を導体長手方向に垂直な面に投影した図であ
る。
FIG. 6 is a diagram in which a locus of the center of a superconducting wire constituting a conventional superconducting cable is projected on a plane perpendicular to the conductor longitudinal direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21a、21b、31 超電導素線 2、32 1次サブケーブル 3、33 2次サブケーブル 4 3次サブケーブル 5 超電導ケーブルの中心線 6、35 超電導ケーブル 10 超電導素線の断面内軌跡 34 補強材 1, 21a, 21b, 31 Superconducting wire 2, 32 Primary sub-cable 3, 33 Secondary sub-cable 4 Tertiary sub-cable 5 Center line of superconducting cable 6, 35 Superconducting cable 10 Cross-sectional locus of superconducting wire 34 Reinforcement Lumber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 一人 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 5G321 AA01 AA11 AA12 BA01 BA14 CA09 CA16 CA48 CA52  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hitoshi Shimada 2-4-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Toshiba Keihin Works (reference) 5G321 AA01 AA11 AA12 BA01 BA14 CA09 CA16 CA48 CA52

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超電導素線の中心の軌跡が、超電導ケー
ブルの長手方向に垂直な面内で点対称であることを特徴
とする超電導ケーブル。
1. A superconducting cable characterized in that the locus of the center of the superconducting element wire is point-symmetric in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting cable.
【請求項2】 1次サブケーブルが超電導素線を撚り合
わせて構成され、(n+1)(n≧1)次サブケーブル
がn次サブケーブルを撚り合わせて構成されている超電
導ケーブルにおいて、 各次数nの撚りピッチlpnと、前記各次数nの撚りピ
ッチlpnの最小公倍数Lpとの比(Lp/lpn)
が、実質的に奇数であることを特徴とする超電導ケーブ
ル。
2. A superconducting cable in which a primary sub-cable is formed by twisting superconducting wires and an (n + 1) (n ≧ 1) -order sub-cable is formed by twisting n-th sub-cables. ratio between the twist pitch lpn of n and the least common multiple Lp of the twist pitch lpn of each order n (Lp / lpn)
Wherein the number is substantially odd.
【請求項3】 前記超電導素線は超電導フィラメントを
撚って構成され、 前記各次数nの撚りピッチlpnおよび前記超電導フィ
ラメントの撚りピッチlpと、前記各次数nの撚りピッ
チlpnおよび前記撚りピッチlpの最小公倍数Lpと
の比(Lp/lpn)が、実質的に奇数であることを特
徴とする請求項2記載の超電導ケーブル。
3. The superconducting element wire is formed by twisting a superconducting filament, the twist pitch lpn of each order n and the twist pitch lp of the superconducting filament, the twist pitch lpn of each order n and the twist pitch lp. 3. The superconducting cable according to claim 2, wherein a ratio (Lp / lpn) of the superconducting cable to the least common multiple Lp is substantially an odd number.
【請求項4】 前記超電導ケーブルは、ステンレス、イ
ンコロイ、またはチタン合金製のコンジットに挿入され
ていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記
載の超電導ケーブル。
4. The superconducting cable according to claim 1, wherein the superconducting cable is inserted into a conduit made of stainless steel, Incoloy, or a titanium alloy.
【請求項5】 前記超電導ケーブルにおける撚り合わせ
が、ステンレス、インコロイ、チタン合金、または銅合
金製、あるいは、それらの表面に絶縁が施された矩形断
面の板、もしくは円形断面または楕円断面の線に巻きつ
けながら行われていることを特徴とする請求項1〜4の
いずれか1項記載の超電導ケーブル。
5. The twisting in the superconducting cable is made of stainless steel, Incoloy, a titanium alloy, or a copper alloy, or a plate having a rectangular cross section or a wire having a circular cross section or an elliptical cross section, the surface of which is insulated. The superconducting cable according to any one of claims 1 to 4, wherein the superconducting cable is wound while being wound.
【請求項6】 前記超電導素線の表面は、ホルマール、
テフロン、またはポリエチレンなどの絶縁材、あるい
は、CuNi、クロム、ステンレス、またはチタンなど
の高抵抗材で被覆されていることを特徴とする請求項1
〜5のいずれか1項記載の超電導ケーブル。
6. A surface of the superconducting wire is formal,
2. An insulating material such as Teflon or polyethylene, or a high resistance material such as CuNi, chromium, stainless steel or titanium.
The superconducting cable according to any one of claims 5 to 5.
【請求項7】 前記超電導素線が、NbTi、Nb
n、またはNbAlの金属系超電導線、あるいは、Y
系、Bi系、Tl系、またはHg系の酸化物高温超電導
線であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項
記載の超電導ケーブル
7. The superconducting element wire is composed of NbTi, Nb 3 S
n or Nb 3 Al metallic superconducting wire, or Y
The superconducting cable according to any one of claims 1 to 6, wherein the superconducting cable is a high-temperature superconducting wire of a system, Bi system, Tl system, or Hg system.
【請求項8】 前記撚りピッチlpnと前記最小公倍数
Lpとの比(Lp/lpn)が、前記次数nが高次にな
るほど小さいことを特徴とする請求項3〜7のいずれか
1項記載の超電導ケーブル。
8. The method according to claim 3, wherein a ratio (Lp / lpn) between the twist pitch lpn and the least common multiple Lp is smaller as the order n is higher. Superconducting cable.
【請求項9】 前記最小公倍数Lpの長さが、前記超電
導素線により構成されるコイルの1ターンより短いこと
を特徴とする請求項3〜8のいずれか1項記載の超電導
ケーブル。
9. The superconducting cable according to claim 3, wherein the length of the least common multiple Lp is shorter than one turn of the coil formed by the superconducting element wire.
【請求項10】 前記超電導素線間が、前記最小公倍数
Lpの位置で短絡されていることを特徴とする請求項3
〜9のいずれか1項記載の超電導ケーブル。
10. The superconducting element wire is short-circuited at the position of the least common multiple Lp.
The superconducting cable according to any one of claims 9 to 9.
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