高温超伝導電力ケーブル用テープ線材における縦磁界交流損失

高温超导电力电缆带线纵向磁场交流损耗

• 批准号: 12650269
• 负责人: 雨宮 尚之
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650269/
• 关键词: 高温酸化物超伝導; 交流損失; 縦磁界; ツイスト多心構造; ツイストピッチ; ビスマス銀シース線材; 多層導体

電力ケーブル用多層導体中でテープ線材にかかる縦磁界の大きさは,電力ケーブルの設計により大幅に異なってくる.1-3GVAクラスの電力ケーブルを想定し,かかりうる縦磁界の大きさは50-100mT程度と評価した.この値を基準として,以下,縦磁界がツイスト多心テープ線材の交流損失に与える影響について,理論的,実験的評価を行った.まず.有限要素法を用いた電磁界解析により,縦磁界成分を持った交流外部磁界中で交流電流を輸送するツイスト多心テープ線材内部の電流分布を求め,交流損失の大きさを求めた.実際の電力ケーブル中では外部磁界成分としては縦磁界成分のみならず横磁界成分も存在する.そこで,解析では,テープ軸と様々な角度をなす振幅50mTの外部磁界について行った.解析対象の線材は,臨界電流の70%の交流電流を輸送する幅4mm,厚さ0.25mm,自己磁界条件での臨界電流50AのBi2223多心テープ線材とし,ツイストピッチを変化させて解析を行った.以下,θは線材軸と外部磁界のなす角度である.θ=90度では,ツイストピッチを短くすると損失は減少する.一方,θ=0,180度の場合はツイストピッチを短くすると損失は増大する.θ=30,150度の場合,ツイストピッチ30mmあたりで損失は最小になっている.損失が最小となるツイストピッチ30mmの場合に電流密度はもっとも小さくなっている.次に,断面形状・フィラメント数がほぼ同じツイストされていない多心テープ線材とツイストされた多心テープ線材を用意し,それらに最大約150mTの縦磁界を印加して磁化損失を測定した.臨界電流等が多少異なるので厳密な比較はできないが,ツイスト線の方が磁化損失は大きく,これは理論解析が示す通り,縦磁界がツイストされたフィラメント束と結合しているためと推定される.数値解析結果と実験結果をもとに数値モデルの改良を行った.

In multilayer conductors for electric power applications, the design of electric power cables varies greatly from.1-3GVA to 50-100mT. This value is based on the following, the magnetic field, the influence of AC losses on multi-conductor materials, theoretical, practical evaluation.まず. The finite element method is used to analyze the electromagnetic field and determine the AC current distribution in the AC external magnetic field. In reality, the magnetic field component exists in the outer magnetic field component and the transverse magnetic field component exists in the inner magnetic field component. The analysis is based on the external magnetic field with an amplitude of 50mT. Analysis object wire material, critical current 70% of AC current transmission amplitude 4mm, thickness 0.25 mm, magnetic boundary conditions of the critical current 50A Bi2223 multi-core wire material, analysis of the change. Below,θ is the angle between the axis of the wire and the external magnetic field.θ=90 degrees, A square,θ=0,180 degrees, the loss increases.θ=30,150 degrees, the minimum loss is 30 mm. The minimum loss is 30mm and the current density is small. In addition, the shape of the cross section, the number of magnetic field parameters and the magnetization loss of the magnetic field parameters were measured at the nearest 150mT. The critical current is different from the magnetic field, and the magnetization loss is large. The result of numerical analysis

项目成果

Naoyuki Amemiya: "Influence of longitudinal magnetic field on current distribution and AC loss in twisted multifilamentary high Tc superconducting tapes"Cryogenics. 40巻. 303-311 (2000)

Naoyuki Amemiya：“扭转多丝高温超导带中的纵向磁场对电流分布和交流损耗的影响”Cryogenics Vol. 40. 303-311 (2000)

小川純: "高温超電導線材の交流縦磁界中における通電損失測定"電気学会超電導応用電力機器合同研究会. ASC-01-12. 65-70 (2001)

Jun Okawa：“交流垂直磁场中高温超导线材的电流传导损耗的测量”IEEJ 超导应用电力设备联合研究组 ASC-01-70 (2001)。