高温超電導線材を用いた集合導体型パワーケーブルにおける交流損失低減法の開発

使用高温超导线材的集合导体型电力电缆交流损耗降低方法的开发

• 批准号: 09750333
• 负责人: 福永 哲也
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Gifu National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750333/
• 关键词: 酸化物高温超電導体; 高温超電導ケーブル; 銀シース線材; 交流損失; 交流通電損失; 数値計算法

本研究では、高温超電導線材およびそれらを用いた集合導体型パワーケーブルの交流通電による損失に対し、通電電流が超電導線材の臨界電流以下の領域での、超電導線材内部の電流分布と、交流電流によって発生する交流損失の値を正確に計算する数値計算法を開発し、この計算を銀シース多芯テープ線材および、銀シーステープ線材を用いた集合導体型パワーケーブルに適用することによって、それらの交流損失の超電導体形状に依存する性質を明らかにした。また、計算結果を実験によって確認し、今後の低損失導体の開発に対する指針を得た。今回開発された計算法では、単芯テープ線材、多芯テープ線材、およびこれらの集合導体における、超電導体内部の電流分布を、超電導体の臨界電流以下の領域において正確に計算し、得られた電流分布を基にNorrisの理論により交流損失を求める。銀シース多芯テープ線材に対する計算結果から、7芯テープ線材の交流通電損失は、線材内部の超電導フィラメントの配置により、通電電流依存性が異なるという結果が得られた。また、この結果は、フィラメントの配置を変えて作製した7芯テープ線材での実験により、確認された。さらに、数値計算および実験から、多芯テープにおける芯数が多くなると、フィラメント配置の影響は小さくなり、線材の交流損失はNorrisの楕円テープまたはthin stripの理論値に近い値となることが確かめられた。また、7芯テープ線材で見られるフィラメント配置の損失に対する影響は、この7芯テープ線材を用いて集合導体を作製した場合には、小さくなることを数値計算によって明らかにした。

In this study, we developed a numerical method for calculating the AC loss value of a superconducting wire under critical current and current distribution in the superconducting wire under critical current. Since it is suitable for collective conductor type wafers used in silver superconductor wire materials, it is clear that the AC loss depends on the shape of the superconducting conductor. The calculation results are verified and future development of low loss conductors is indicated. The calculation method of this paper is to calculate the current distribution in single core wire, multi-core wire, conductor, current distribution in superconductor, AC loss in superconductor below critical current, and to obtain the current distribution based on Norris theory. The calculation results of silver multi-core wire material are as follows: AC conduction loss of 7-core wire material, arrangement of superconductivity inside wire material, and dependence of conduction current. The result is that the configuration of the 7-core cable is changed and confirmed. The number of cores is calculated and the number of cores is calculated. The influence of the configuration of the core is small. The AC loss of the wire is close to the theoretical value of the thin strip. 7-core wire material can be seen in the loss of the configuration, the 7-core wire material can be used in the assembly conductor, the case, the small number of calculations can be made.

项目成果

Tetsuya Fukunaga: "Numerical analysis on AC transport losses of high temperature superconducting wires and cables" Proc.of Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 1997(CEC/ICMC 1997). (in press). 8 (1998)

Tetsuya Fukunaga：“高温超导线材和电缆的交流传输损耗的数值分析”Proc.of Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 1997(CEC/ICMC 1997)。

稲田亮史: "数値計算による高温超電導テープの交流通電損失の解析" 低温工学. 33・12. 8-14 (1998)

稻田亮二：“高温超导带中交流传导损耗的数值计算分析”《低温工程》33・12（1998）。

Tetsuya Fukunaga: "Current Distributions and AC Losses in Self-Fields for Superconductor Tapes and Cables" Proc.of Applied Superconductivity Conference 1998(ASC 1998). (in press). (4pages) (1999)

Tetsuya Fukunaga：“超导带和电缆自场中的电流分布和交流损耗”Proc.of Applied Superconductivity Conference 1998(ASC 1998)。

Tetsuya Fukunaga: "Field-free core,current distribution,and alternating current losses in self fields for rectangular superconductor tapes" Applied Physics Letters. 72・25. 3362-3364 (1998)

Tetsuya Fukunaga：“矩形超导带的无场磁芯、电流分布和自场中的交流电流损耗”应用物理快报 72・25 (1998)。

Tetsuya Fukunaga: "Influence of form and arrangement of superconductor on AC tarnsport losses of high Tc superconducting wires and cables" Proc.of International Symposium on Superconductivity 1997(ISS'97). (in press). 4 (1998)

Tetsuya Fukunaga：“超导体的形式和布置对高温超导电线和电缆的 AC 传输损耗的影响”Proc.of International Symposium on Superconductivity 1997(ISS97)。