電力システムの超電導変成・限流遮断に関する研究

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本研究の超電導限流器の構成としては、(イ)S/N転移による低抗発現を原理とした無誘導性の超電導体を回路に直接入れるもの、(ロ)超電導変流器構成であってその二次巻数を常時短絡し、通常時のリアクタンスをほぼ零にしたもの、また、(ハ)超電導変圧器構成であって一次・二次巻線に安定度の高い保護コイルを付加したもの、など三種類を考えている。(1)(ハ)の構成で、平成二年度に製作した四巻線変成限流器の基礎実験を重ねた。この四巻線変成限流器の補助巻線については、設計電流までの短絡試験を行ったが、主巻線の臨界電流が短尺試料の値の20%と製作過程において劣化したため、定常変成電力は、2.5kVAとなった。この定絡の1/5負荷においても、効率は98%となり、定格では99.8%程度が予想された。また、得られた等価回路は解析結果とほぼ同じものとなり、限流効果も設計通り得られることが示された。(2)(ロ)の構成については、SFCLに用いる金属系交流用極細多芯超電導線の評価試験のため交番及び回転磁界中で行える熱式の交流損評価装置を試作し、予備実験を行った。その結果、流量変化と発熱量には相関があり、その大きさを有意に得られることが示された。(3)(ロ)の構成の変形として、二次回路が高温超伝導セラミックスから成るソレノイド形限流器を試作し、一次電流が10Aを超えた場合限流効果が現われることの動作確認を行った。これより限流器の高インピ-ダンス化をはかれば、実用に使用可能であることが示された。(4)超電導セラミックスの応用については、また零相電流センサの提案を行い、その試作からピックアップコイル用磁気コアの材質を検討すれば、高感度の検出器が作成可能であることを示した。