超伝導送電ケーブルの低交流損失化に関する基礎研究

降低超导输电电缆交流损耗的基础研究

• 批准号: 13750247
• 负责人: 津田 理
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750247/
• 关键词: 高温超伝導; 超伝導テープ線; 電力ケーブル; 交流損失; 同軸多層撚り; 電流分布

本研究の目的である「超伝導ケーブルの低損失化」を実現するために、本年度は、当初の研究計画に従い、主に以下の項目について検討を試みた。(1)数値解析による超伝導テープ線内の電流分布推移と交流損失の定性的・定量的評価(2)同軸多層型超伝導モデルケーブルの試作と交流損失の測定(3)数値解析による低交流損失化を実現する撚りピッチに関する設計指針の検討まず、(1)と(3)の数値解析を用いた低交流損失化の検討では、前年度に構築した、同軸多層撚り型ケーブルの構成パラメータ(撚りピッチ、撚り半径、撚り方向)を直接取り扱える電流分布評価方法を用いて、各層電流の均流化を実現するケーブル構成パラメータと交流損失との関係について詳細なる理論的考察を試みた。その結果、各層における使用可能なテープ線数の制約から、撚りピッチが大きい程交流損失を抑制できることがわかった。また、各層の撚り方向をできるだけ統一する方が撚りピッチを大きくすることができ、低交流損失化に効果的であることがわかった。また、各層に使用するテープ線数はできるだけ同じにする、すなわち、各層電流のみならず各層電流密度を均一化することが、低交流損失化には有効であることがわかった。また、(2)のモデルケーブルを用いた交流損失の測定精度改善の検討については、従来の電圧タップを用いた電気的測定法と、液体窒素の気化量から損失量を評価する熱量法について検討を試みた。電気的測定法については、測定回路外からのノイズが測定精度を低下させることから、測定回路におけるノイズ対策について検討を試み、交流損失の測定精度を向上させることに成功した。また、熱量法については、HTSテープ線を用いて交流損失評価方法の検討を試みたが、外部からの熱侵入の影響などにより、目標とする損失値の測定実現までには至らなかった。

The goal of this study is to achieve the goal of "reducing the loss of superconductivity". This year, we will focus on the following projects: (1)(2) Trial operation of coaxial multilayer superconductors and measurement of AC loss (3) Design guideline for realizing low AC loss in numerical analysis (1) and (3) Design guideline for low AC loss in numerical analysis (1) and (3) Coaxial multi-layer twist type structure (twist, twist radius, twist direction) is directly selected. The current distribution evaluation method is used. The uniform fluidization of each layer current is realized. The structure of multi-layer twist type AC loss is investigated in detail. As a result, the number of possible lines used in each layer is restricted, and the AC loss in the large range is suppressed. The direction of each layer is uniform. The direction of each layer is uniform. The number of lines used in each layer is the same. The current density in each layer is uniform. The AC loss is low. (2) Measurement of AC loss accuracy by thermal method, measurement of AC loss by thermal method, measurement of AC loss by thermal method. The measurement method of electric current is successful in improving the measurement accuracy of AC loss. The measurement of AC loss assessment method is carried out by the thermal method, the influence of external thermal intrusion, and the purpose of the loss assessment method.

项目成果

Makoto Tsuda: "Homogeneous Current Distribution in a Coaxial Superconductor with and without Return Current Path"IEEE Transactions on Applied superconductivity. vol.11 No.1. 2481-2484 (2001)

Makoto Tsuda：“具有和不具有返回电流路径的同轴超导体中的均匀电流分布”IEEE 应用超导学报。

Makoto Tsuda: "Dependence of Current Carrying Capacity and AC Loss on Current Distribution in Coaxial Multi-layer HTS Conductor"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (掲載決定). (2003)

Makoto Tsuda：“同轴多层高温超导体中电流分布的电流承载能力和交流损耗的依赖性”IEEE 应用超导学报（已决定出版）（2003 年）。

Makoto Tsuda: "Influence of Current Distribution on Conductor Performance in Coaxial Multi-layer HTS Conductor"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.12 No.1. 1643-1646 (2002)

Makoto Tsuda：“同轴多层高温超导导体中电流分布对导体性能的影响”IEEE 应用超导学报。

金 榮錫: "Flux flow状態を考慮した同軸多層高温超伝導ケーブルの電流分布波形"低温工学. Vol.38 No.2. 54-61 (2003)

Young-suk Kim：“考虑磁通流状态的同轴多层高温超导电缆的电流分布波形”Cryogenic Engineering Vol.38 No.2 (2003)。