オープニング・スイッチを用いた超伝導マグネット巻線短絡現象の研究

利用分闸开关研究超导磁体绕组短路现象

• 批准号: 05750264
• 负责人: 末廣 純也
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750264/
• 关键词: 超伝導マグネット; オープニングスイッチ; アーク放電; サージ電圧; 巻線短絡; 絶縁破壊

近年、超伝導技術の電力分野への適用が試みられるようになり、中でも超伝導マグネットを用いたエネルギー貯蔵システム(SMES)は、系統のロードレベリングなどに有効であることから注目されている。SMESに使用されるような大型超伝導マグネットでは、エネルギーの充・放電やクエンチ発生に伴い、数〜数十kVの内部電圧が発生する。巻線間での絶縁破壊と短絡は最終的にアーク放電に移行し、貯蔵エネルギーの大部分がここで消費され、マグネットは修復不能な損傷を被ることとなる。したがって、クエンチ時のマグネット保護の観点から、アーク放電発生時のマグネットの挙動を調べることが必要である。本研究では、低温条件下で作動可能なオープニングスイッチと超伝導マグネットを用いた巻線短絡の模擬実験を行い、特にアーク放電消弧に伴うマグネット内部電圧特性について検討した。以下に得られた主な結果を記す。1.機械式オープニングスイッチを用いた超伝導マグネットからのエネルギー転送過程において、スイッチの開放時にアーク放電が発生することを確認した。2.スイッチ間のアーク放電の消弧に伴い、マグネット端子間には振動性の異常電圧が発生する。この振動電圧発生メカニズムの定量的な解析を行った結果、その特性はアーク消弧直前におけるアーク電流と抵抗の変化特性および外部回路のインピーダンスに強く依存することが明らかになった。3.上記の結果に基づき、振動電圧の抑制法として負荷にキャパシタンスを並行接続する方法を提案し、その有効性を実験により確認した。

In recent years, the application of superconductivity technology in the power distribution field has been tried and tested, and the superconductivity generation system has been used in the storage system (SMES). SMES uses large superconductors to generate internal voltages of several to tens of kV. In the end, most of the products are consumed and repaired without damage. It is necessary to adjust the changes in the protection of the environment during the period of the liberation of Japan. In this paper, the simulation of the operation possibility under low temperature conditions is studied. The following is a summary of the results. 1. The mechanical formula is used to confirm the occurrence of the disease during the process of transmission. 2. Vibration and abnormal voltage generation between terminals due to arc suppression and discharge The quantitative analysis results of the vibration voltage generation model show that the characteristics of the vibration voltage generation model are strongly dependent on the characteristics of the external circuit. 3. The above results show that the method of suppressing vibration voltage and load is proposed and the method of realizing vibration voltage is confirmed.

项目成果

崔 炳柱: "エネルギー転送過程における超伝導マグネットの内部誘導電圧特性" 電気学会論文誌A. 発表予定. (1994)

Bying-ju Choi：“能量传输过程中超导磁体的内部感应电压特性”，日本电气工程师学会汇刊 A. 预定出版（1994 年）。

B.J.Choi: "Internally Induced Voltage of a Superconducting Magnet and Arcing Phenomena of a Opening Switch Immersed in Liquid Helium" Proc.of 8th ISH. 3. 563-566 (1993)

B.J.Choi：“超导磁体的内部感应电压和浸没在液氦中的断开开关的电弧现象”Proc.of 8th ISH。