Study of high capacity superconducting DC power cable using longitudinal magnetic field effect

利用纵向磁场效应的大容量超导直流电力电缆研究

• 批准号: 19H00771
• 负责人: 小田部 荘司
• 金额: $ 29.37万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00771/
• 关键词: 超伝導電力ケーブル; 縦磁界効果; 臨界電流; 超電導; 電力ケーブル; 超伝導; 超伝導体; 超伝導ケーブル; 臨界電流密度; 電流容量

2020年度にロシアのAll-Russian Scientific Research and Development Cable Instituteと共同で作成した縦磁界効果を利用した小型超伝導電力ケーブルについて交流通電を行なって、交流損失測定を行なった。そしてその結果を従来の超伝導電力ケーブルの交流損失測定の結果と比較した。その結果、縦磁界ケーブルでは従来ケーブルに比べて2倍程度、交流損失が大きいことが分かった。これは、超伝導テープの巻き方が交流損失を最低にするように巻かれておらず、臨界電流を高くするように巻いてあるためである。この結果については2021年にロシアが幹事国をしてオンラインで行なわれたThe 15th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2021)国際会議において口頭発表を行なった。この発表では、巻き方を変えるだけで臨界電流を増加させることができることについて、他の研究者から興味を持ってもらえ、いい議論をすることができた。この縦磁界ケーブルの結果については理論で説明することは、構造の複雑さから困難である。したがって、有限要素法を用いた計算シミュレーションにより数値的に説明することが考えられる。現在の計算機の性能であれば、ケーブル全体をモデル化しても交流損失を計算することは可能であると考えられる。このような数値計算により実験結果を説明することができれば、交流損失と臨界電流を最適にする巻き方を検討することができ、設計することができるようになる。その結果、従来よりも性能のいい超伝導電力ケーブルを提案することができるようになる。

In 2020, the All-Russian Scientific Research and Development Cable Institute jointly prepared the "Magnetic Field Effect" and "AC Loss Measurement" for the use of small superconducting power. The results of the measurement of AC losses in the transmission line are compared. As a result, the magnetic field is twice as large as the AC loss. The minimum AC loss is due to the high critical current. The results were presented at The 15th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2021). The critical current of this phenomenon increases, and other researchers are interested in it. The result of this study is that it is difficult to explain the structure of the structure. However, the finite element method can be used to calculate the numerical values of the system. The performance of the computer is now in doubt. The calculation results of the AC loss and the critical current are discussed in detail. The result is that the transmission power of the transmission line is increased.

项目成果

Evaluation of critical current in junction of superconductors with crack using finite element method

有限元法评估含裂纹超导结的临界电流

• DOI: 10.1016/j.physc.2020.1353733
• 发表时间: 2020
• 期刊: Physica C: Superconductivity and its Applications
• 作者: Zhang Ruizhe;Kinoshita Yushi;Otabe Edmund Soji;Akasaka Tomoyuki;Ishihara Atsushi;Tomita Masaru
• 通讯作者: Tomita Masaru

FEMを用いた超伝導線材の接触抵抗の分布と角度を考慮した臨界電流特性の評価

使用 FEM 评估考虑接触电阻分布和超导线材角度的临界电流特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 鐘 宇軒;小田部 荘司;赤坂 友幸;石原 篤;富田 優;安谷 葵
• 通讯作者: 安谷 葵

Study on performance improvement of superconductive-assisted machining (SUAM) with superconducting tapes

超导带超导辅助加工（SUAM）性能改进研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Shinya Iwasaki;Yushi Kinoshita;Edmund Soji Otabe;Tatsuya Nakasaki;Keisuke Suzuki
• 通讯作者: Keisuke Suzuki

中国南方電網/上海超電導/中天科技(中国)

中国南方电网/上海超导/中天科技（中国）

Time-Dependent Ginzburg-Landau Simulation of Critical Current Density Including z-axis Anisotropy

临界电流密度的瞬态 Ginzburg-Landau 仿真（包括 z 轴各向异性）

• DOI: 10.1088/1742-6596/1857/1/012020
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Rina Yonezuka;Yusei Hamada;Kazunori Kamiji;Edmund Soji Otabe;Yasunori Mawatari;Tetsuya Matsuno
• 通讯作者: Tetsuya Matsuno