JP4634954B2 - Superconducting device - Google Patents
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Description
本発明は超電導装置に関する。 The present invention relates to a superconducting device.
超電導装置は、例えば磁気共鳴画像診断装置(MRI)や、超電導磁気エネルギー貯蔵装置(SMES)、超電導限流器などの種々の用途に用られ、超電導装置の作製に用いられる超電導線材は種々の方法により作製される。近年、磁場中の臨界電流密度特性などに優れた、イットリウム系超電導体に代表される、基材上に高度に2軸配向した超電導薄膜を成長させた超電導線材、いわゆるコーテッドコンダクターの開発が進められており、実用化の段階にまで到達している。 The superconducting device is used in various applications such as a magnetic resonance imaging diagnostic device (MRI), a superconducting magnetic energy storage device (SMES), a superconducting current limiter, and the like. It is produced by. In recent years, the development of so-called coated conductors, which are superconducting wires made by growing highly biaxially oriented superconducting thin films such as yttrium-based superconductors, which are excellent in critical current density characteristics in a magnetic field, has been promoted. It has reached the stage of practical use.
しかしながら、このような超電導線材(コーテッドコンダクター)は、これまでの超電導線材とは構造が異なっており、基材が高抵抗母材であり、かつ基材と超電導層との間に中間層と呼ばれるYSZ(イットリウム安定化ジルコニア)やCeO2に代表される酸化物層が形成されている(例えば、特許文献1参照)。この構造の場合、基材と超電導層とは、基本的に絶縁性の中間層により電気的に絶縁された状態になっている。ここで、超電導層のみを電流導入のための接続端子に接続し、基板(基材)を当該接続端子に接続しなかった場合には、基板の電位が固定されず、超電導層と基板との間に大きな電位差が生じる可能性がある。このためにこれまでの技術では、超電導層と基板との間で絶縁破壊が起きる危険性があった。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであって、このような超電導線材(コーテッドコンダクター)の中間層を境にして、超電導層と基材とを接続し、基板(基材)の電位を固定することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and connects a superconducting layer and a base material with an intermediate layer of such a superconducting wire (coated conductor) as a boundary, and a substrate (base material). The purpose of this is to fix the potential.
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態である超電導装置は、金属基材の片面に電気的に絶縁する絶縁性の中間層を介して超電導層及び導電性金属層を順に積層形成してなる超電導線材と、前記超電導線材の少なくとも一方の端部において前記超電導線材の前記金属基材と前記導電性金属層を電気的に接続する銀又は銅の良電性金属からなる接続部とを有し、前記接続部が、前記超電導線材の前記金属基材又は前記導電性金属層の前記中間層に対して反対の面に一端を重ね、他端を板状金属端子の面に重ねて一体に接続されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a superconducting device according to an embodiment of the present invention is formed by sequentially laminating a superconducting layer and a conductive metal layer through an insulating intermediate layer that is electrically insulated on one side of a metal substrate. a superconducting wire consisting of Te, and a connecting portion made of a good conductive metal silver or copper to electrically connect the conductive metal layer and the metal substrate of the superconducting wire at least one end of the superconducting wire The connecting portion is integrated with one end of the superconducting wire opposite to the metal base or the intermediate layer of the conductive metal layer, and the other end overlaps the surface of the plate-like metal terminal. It is connected to .
本発明によれば、超電導線材(コーテッドコンダクター)の中間層を境にして、超電導層と金属基材とを接続したので、基板(基材)の電位を固定でき、基材と超電導層との間に想定外の電位差が生じることなく、絶縁破壊の発生の可能性を大きく低減しうる超電導装置を提供することができる。 According to the present invention, since the superconducting layer and the metal base material are connected with the intermediate layer of the superconducting wire (coated conductor) as a boundary, the potential of the substrate (base material) can be fixed, and the base material and the superconducting layer can be fixed. It is possible to provide a superconducting device that can greatly reduce the possibility of dielectric breakdown without causing an unexpected potential difference therebetween.
以下に、本発明を実施するための形態について図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る超電導装置の要部構成を模式的に示す図、図2は、図1の破線で囲まれた、超電導線材の端部における、超電導線材と板状金属端子が接続された部分の拡大した断面図である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. FIG. 1 is a diagram schematically showing the main configuration of the superconducting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of the superconducting wire at the end of the superconducting wire surrounded by a broken line in FIG. It is expanded sectional drawing of the part to which the plate-shaped metal terminal was connected.
図1に示すように、この実施形態に係る超電導装置1、例えば超電導コイルは、超電導線材2が巻枠3に巻回されて作製される。超電導線材2は、その端部において板状金属端子4の一部と一体に接続されている。図2に示すように、超電導線材2は、金属基材5の片面に中間層6を介して超電導層7及び導電性金属層8を順に積層されて形成される。このような超電導線材(コーテッドコンダクター)2は、金属基材5又は導電性金属層8のいずれかの一面で、板状金属端子4の一部に一体に接続されている。超電導線材2は、その反対の面が良導電性金属からなる接続板9のそれぞれの端部により板状金属端子4に接続されている。
As shown in FIG. 1, a
板状金属端子4は、超電導線材2に電流を供給できる材質の金属であればいずれの金属も使用できるが、電気抵抗率の低い金属が好ましい。このような金属としては、具体的には銀、銅などが挙げられる。また、板状金属端子4の形状は、超電導線材2に電流を供給できる形状であればいずれの形状であってもよいが、例えば板状の金属端子は、超電導線材2との接続に適する。
Any metal can be used for the plate-
金属基材5は、使用する超電導線材2の種類、材質、厚さなどによって適宜決めることができる。具体的には、銀、白金、ステンレス鋼、銅、Ni−W合金、Ni−Fe合金、例えばハステロイなどのニッケル基合金などの各種金属材料を用いることができるが、ニッケル基合金が好ましい。金属基材5の厚さは用途に応じて決めることができるが、通常50〜100μm程度である。また、金属基材5は通常高抵抗層である。
金属基材5は、超電導層7の異常時、例えば何らかの擾乱による温度上昇によるクエンチ現象や熱暴走などの超電導層7の異常発生時において超電導層7に流れている電流が、例えば良導電性金属からなる接続板9を介して転流(分流)されて、超電導層7のジュール熱による焼けなどによる損傷などを防止できる。
The metal substrate 5 can be appropriately determined depending on the type, material, thickness, etc. of the
When the superconducting layer 7 is abnormal, for example, a current flowing in the superconducting layer 7 when the superconducting layer 7 has an abnormality such as a quenching phenomenon due to a temperature rise due to some disturbance or thermal runaway occurs, for example, a highly conductive metal It is commutated (divided) through the connecting plate 9 made of the above, and damage due to burning of the superconducting layer 7 due to Joule heat can be prevented.
中間層6を構成する材料は、例えば熱膨張係数が金属基材5よりも超電導層7の熱膨張係数に近い、YSZ(イットリウム安定化ジルコニア)、SrTiO3、MgO、Al2O3、LaAlO3、LaGaO3、YAlO3、ZrO2などのセラミックス結晶体からなる中間層を用いることができる。これらの中でもできる限り結晶配向性の整ったものを用いることが好ましい。中間層6は、通常金属基材5と超電導層7とを絶縁するものである。中間層6の厚さは用途に応じて適宜決めることができるが、通常10〜800nm程度である。 The material constituting the intermediate layer 6 is, for example, YSZ (yttrium stabilized zirconia), SrTiO 3 , MgO, Al 2 O 3 , LaAlO 3 whose thermal expansion coefficient is closer to that of the superconducting layer 7 than the metal substrate 5. An intermediate layer made of a ceramic crystal such as LaGaO 3 , YAlO 3 , or ZrO 2 can be used. Among these, it is preferable to use a material with as much crystal orientation as possible. The intermediate layer 6 normally insulates the metal substrate 5 and the superconducting layer 7. Although the thickness of the intermediate | middle layer 6 can be suitably determined according to a use, it is about 10-800 nm normally.
超電導層7を構成する超電導体は、金属基材5上に中間層6を介して積層される超電導層7を形成できる超電導体である。これらの超電導体としては、高温超電導体が挙げられる。高温超電導体としては、イットリウム系高温超電導体、例えばYBCO系の酸化物超電導体、ホルミウム系高温超電導体、例えばHoBCO系の酸化物超電導体、RE123(Y、Nd、Sm等の希土類元素)系超電導体、A−B−Cu−O系(ただし、AはLa、Ce、Y、Sc、Ybなどの周期律表IIIa族元素の1種以上を示し、BはSr、Baなどの周期律表IIa族元素の1種以上を示す)の酸化物超電導体などが挙げられる。
超電導層7は、金属基材5上に中間層6を介して、例えばパルスレーザー蒸着法(PLD法)、金属有機化合物堆積法(MOD法)、化学気相蒸着法(CVD法)等によって、YBCOなどの超電導体の薄膜を形成して製造することができる。このような超電導層7の厚さは用途に応じて適宜決めることができるが、通常1μ程度の厚さである。
The superconductor constituting the superconducting layer 7 is a superconductor capable of forming the superconducting layer 7 laminated on the metal substrate 5 via the intermediate layer 6. These superconductors include high temperature superconductors. Examples of the high-temperature superconductor include yttrium-based high-temperature superconductors, such as YBCO-based oxide superconductors, holmium-based high-temperature superconductors, such as HoBCO-based oxide superconductors, RE123 (rare earth elements such as Y, Nd, and Sm) -based superconductors. Body, AB-Cu-O system (where A is one or more elements of Group IIIa elements of the periodic table such as La, Ce, Y, Sc, Yb, and B is periodic table IIa of Sr, Ba, etc.) An oxide superconductor of one or more group elements).
The superconducting layer 7 is formed on the metal substrate 5 via the intermediate layer 6 by, for example, a pulse laser deposition method (PLD method), a metal organic compound deposition method (MOD method), a chemical vapor deposition method (CVD method), or the like. It can be manufactured by forming a thin film of a superconductor such as YBCO. The thickness of such a superconducting layer 7 can be appropriately determined according to the application, but is usually about 1 μm.
導電性金属層8の材質は、銀、ステンレス、銅、SUS(例えば、SUS304)などの金属材料などが挙げられる。導電性金属層5の厚さは、用途に応じて適宜決めることができるが、通常10〜100μm程度であり、例えば50μmである。
導電性金属層8と超電導層7との間には、例えば、銀の蒸着層が形成されていてもよい。この場合、銀の蒸着層の厚さは適宜決めることができ、例えば10μm程度とすることができる。
Examples of the material of the conductive metal layer 8 include metal materials such as silver, stainless steel, copper, and SUS (for example, SUS304). The thickness of the conductive metal layer 5 can be appropriately determined according to the application, but is usually about 10 to 100 μm, for example, 50 μm.
For example, a silver deposition layer may be formed between the conductive metal layer 8 and the superconducting layer 7. In this case, the thickness of the silver vapor deposition layer can be determined as appropriate, for example, about 10 μm.
金属基材5の片面に中間層6を介して超電導層7及び導電性金属層8を順に積層形成してなる超電導線材2は、一本の線材であっても、又は途中で接続されたものであってもよい。また、その接続は、超電導線材2の導電性金属層8が互いに対向して積重されて電気的に接続されていても、又は超電導線材2の接続端部の端面同士が突き合わされて配置され、この接続端部を覆うように、例えば別の超電導線材で、それぞれの導電性金属層が対向して積重されて配置されて電気的に接続されていてもよい。
これらの超電導線材2の接続は、1箇所であっても、また2箇所以上であってもい。さらに、超電導線材2の接続は、超電導線材2同士を対向して配置された接続と超電導線材2同士を同じ方向で(端面同士を突き合わせて)配置された接続とを組み合わせたものであってもよい。
The
These
次に、良導電性金属からなる接続板9について説明する。良導電性金属からなる接続板9は、銀、銅などの良導電性の材質の金属からなる。良導電性金属からなる接続板9は、超電導線材2の金属基材5及び導電性金属層8のうち、板状金属端子4と一体に接続していない面と、その一端で接続し、他端で板状金属端子4と一体に接続される。したがって、この接続により金属基材の電位を固定できる。また、超電導線材2の両端部におけるこの接続により、例えばクエンチや熱暴走が発生したときに、良導電性金属からなる接続板9を介して、導電性金属層8を経て超電導層7から金属基材5側にも電流を分流することができる。さらに、良導電性金属からなる接続板9は、超電導線材2と板状金属端子4との接合の強度を高めることもできる。
Next, the connection plate 9 made of a highly conductive metal will be described. The connection plate 9 made of a highly conductive metal is made of a metal of a highly conductive material such as silver or copper. The connection plate 9 made of a highly conductive metal is connected at one end to the surface of the
超電導線材2(の金属基材5又は導電性金属層8)と板状金属端子4、超電導線材2と良導電性金属からなる接続板9、並びに板状金属端子4と良導電性金属からなる接続板9とを接続する方法としては、これらを電気的に接続(一体に接続)できる方法であればいずれの方法を使用することができる。例えば、半田付け、拡散接合などを用いて接続することができる。
Superconducting wire 2 (metal base 5 or conductive metal layer 8) and plate-
例えば、半田付けを用いて超電導線材2(金属基材5又は導電性金属層8)と板状金属端子4とを接続する場合には、接続される超電導線材2と板状金属端子4のいずれか一方の接続部に半田を配置し、他方の接続部をこの半田上に対向して重ね合わせて配置し、加熱又は場合により加圧下で加熱することにより半田を溶融させて接続する。超電導線材2と良導電性金属からなる接続板9、並びに板状金属端子4と良導電性金属からなる接続板9との半田付けによる接続も同様である。
使用する半田は、超電導線材2の種類、金属基材5の種類、導電性金属層8の種類、金属基材の種類などに応じて適宜決めることができる。半田としては、例えば、銀、銅、インジウム、すず−銀系半田、すず−銅系半田、すず−鉛半田、インジウム−銀系半田、すず−インジウム系半田、すず−ビスマス系、すず−ビスマス−インジウム系半田などの半田を使用することができる。また、半田付けの条件は、使用する半田の種類などに応じて適宜決めることができる。
For example, when connecting the superconducting wire 2 (the metal substrate 5 or the conductive metal layer 8) and the plate-
The solder to be used can be appropriately determined according to the type of
また、例えば拡散接合を用いて超電導線材2と板状金属端子4とを接続する場合には、接続される超電導線材2と板状金属端子4の接続部を対向して重ね合わせて配置し、加熱又は場合により加圧下で加熱することにより接続する。超電導線材2と良導電性金属からなる接続板9、並びに板状金属端子4と良導電性金属からなる接続板9との拡散接合による接続も同様である。
拡散接合の条件は、使用する超電導線材2の種類、金属基材5の種類、導電性金属層8の種類、良導電性金属からなる接続板9の種類などに応じて適宜決めることができる。
Further, for example, when connecting the
The conditions for diffusion bonding can be appropriately determined according to the type of
次に、この実施形態における、超電導線材の端部における接続構造について説明する。
超電導線材の端部における接続構造は、図2(a)に示すように、超電導線材2の導電性金属層8側で板状金属端子4の一部に一体に接続されていてもよく、図2(b)に示すように、超電導線材2の金属基材5側で板状金属端子4の一部に一体に接続されていてもよい。良導電性金属からなる接続板9が、超電導線材2の板状金属端子4と接続されていない面(導電性金属層8又は金属基材5の面)と、板状金属端子4の面とを、それぞれの端部を重ねて一体に接続する。
Next, the connection structure at the end of the superconducting wire in this embodiment will be described.
The connection structure at the end of the superconducting wire may be integrally connected to a part of the plate-
図2(a)の超電導線材の端部における接続構造は、良導電性金属からなる接続板9を使用しなくても板状金属端子4から導電性金属層8を介して超電導層7に電流が流れる。したがって、超電導線材2の少なくとも一方の端部において、良導電性金属からなる接続板9により超電導線材の金属基材5と板状金属端子が接続されることにより、金属基材5の電位を固定することができる。なお、超電導線材2の両方の端部において、良導電性金属からなる接続板9により超電導線材の金属基材5と接続される場合には、クエンチや熱暴走などの異常の発生時に、金属基材5に電流を転流することができるため好ましい。
これに対し、図2(b)の超電導線材の端部における接続構造は、良導電性金属からなる接続板9を介して、板状金属端子4から導電性金属層8を介して超電導層7に電流が流れる構造である。したがって、図2(b)の構造では、超電導線材の両方の端部において、良導電性金属からなる接続板9を使用して導電性金属層8と金属基材5とを接続する必要がある。この場合、クエンチや熱暴走などの異常の発生時に、超電導線材の両方の端部において、良導電性金属からなる接続板9を介して金属基材5に電流が分流されることになる。
The connection structure at the end of the superconducting wire shown in FIG. 2 (a) is such that a current flows from the
On the other hand, the connection structure at the end portion of the superconducting wire shown in FIG. 2B has a superconducting layer 7 via a conductive metal layer 8 from a plate-
図2(a)及び図2(b)の接続構造のうち、図2(a)の方が、超電導線材の一方の端部において、良導電性金属からなる接続板9により超電導線材の金属基材5と板状金属端子4が接続されるだけで、金属基材5の電位を固定できるため、また、超電導線材2と板状金属端子4の接合が容易なため好ましい。
2 (a) and 2 (b), in FIG. 2 (a), the metal substrate of the superconducting wire is formed by a connecting plate 9 made of a highly conductive metal at one end of the superconducting wire. It is preferable because the potential of the metal base 5 can be fixed only by connecting the material 5 and the plate-
このように、この実施形態によれば、超電導線材の少なくとも一方の端部において、超電導線材の超電導層と金属基材とを電気的に接続することにより、金属基材の電位を固定することができ、絶縁破壊の危険性がない安定性の向上した超電導装置を提供することが出来る。また、超電導線材の両端部で超電導層と金属基材とを電気的に接続することにより、クエンチや熱暴走などが発生したときに、良導電性金属からなる接続板を介して、超電導層から金属基材に電流を分流することができ、安定性の向上した超電導装置を提供することができる。 Thus, according to this embodiment, the potential of the metal substrate can be fixed by electrically connecting the superconducting layer of the superconducting wire and the metal substrate at at least one end of the superconducting wire. In addition, it is possible to provide a superconducting device with improved stability without risk of dielectric breakdown. In addition, by electrically connecting the superconducting layer and the metal substrate at both ends of the superconducting wire, when a quench or thermal runaway occurs, the superconducting layer is connected via a connection plate made of a highly conductive metal. A current can be shunted to the metal substrate, and a superconducting device with improved stability can be provided.
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係る超電導装置の要部構成を模式的に示す図、図4は、図3の破線で囲まれた、超電導線材の両方の端部における、超電導線材と板状金属端子が接続された部分の拡大した断面図である。図4(a)及び図4(b)はそれぞれ、超電導線材の両端部のうちのいずれか一方の端部における接続された部分(接続構造)を示す。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing a main configuration of a superconducting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing superconductivity at both ends of the superconducting wire surrounded by a broken line in FIG. It is expanded sectional drawing of the part to which the wire and the plate-shaped metal terminal were connected. FIG. 4A and FIG. 4B each show a connected portion (connection structure) at one of the ends of the superconducting wire.
この実施形態においては、図4(a)は、超電導線材2の導電性金属層8が板状金属端子4の一部と一体に接続され、かつ、板状金属基材5が良導電性金属からなる接続板9により板状金属端子4と接続されている。図4(b)は、超電導線材2の導電性金属層8が板状金属端子4の一部と一体に接続されるが、良導電性金属からなる接続板9が存在せず、金属基材5が良導電性金属からなる接続板9により板状金属端子4と接続されていない。
In this embodiment, FIG. 4A shows that the conductive metal layer 8 of the
図4(a)及び図4(b)の超電導線材2の接続構造は、超電導線材2の超電導層7に、例えばクエンチによる常電導抵抗が発生したときに、この常電導抵抗を検出することができる構造である。以下に、常電導抵抗の発生を検出する原理を説明する。
The connection structure of the
まず、超電導線材2の一方の端部(図4(b))において、板状金属端子4と超電導線材2の金属基材5とを接続する良導電性金属からなる接続板9が存在していない。金属基材5の両端電圧、すなわち図4(a)の超電導線材2の端部の金属基材5と図4(b)の超電導線材2の端部の金属基材5との間の電圧をV1とし、超電導線材2の超電導層7の両端電圧をV2とすると、金属基材5の両端電圧(V1)は、超電導コイルのインダクタンス成分のみが現れる。一方、超電導線材7の両端電圧(V2)は、正常時は超電導コイルの抵抗成分は現れず、インダクタンス成分のみが現れるが、クエンチなどにより超電導線材7に抵抗が生じると、金属基材5の両端電圧(V1)と同値のインダクタンス成分と抵抗成分のベクトル和が現れる。したがって、これらの電圧の差分値(V2−V1)を測定すると、インダクタンス成分が相殺されて、抵抗成分のみの値(超電導線材7の抵抗成分のみの値)を抽出できる。この値は、正常時はほぼゼロである。しかし、ひとたび超電導層7に、常電導抵抗が発生すると、超電導線材7の両端電圧(V2)は、超電導コイルのインダクタンス成分に加えて抵抗成分のベクトルも現れる。したがって、電圧の差分値(V2−V1)は正の値を示すので、超電導層7に異常が発生したことがわかる。
また、図4(b)に示す導電性金属層8および金属基材5との間の電圧(V3)、あるいは板状金属端子4および金属基材5との間の電圧(V4)を測定することによっても、同様に超電導層7に抵抗が発生したことがわかる。
First, at one end of the superconducting wire 2 (FIG. 4B), there is a connection plate 9 made of a highly conductive metal that connects the plate-
Further, the voltage (V 3 ) between the conductive metal layer 8 and the metal base 5 shown in FIG. 4B or the voltage (V 4 ) between the plate-
なお、この実施形態における超電導線材2は、本発明の第1の実施形態と同様に一本の線材であっても、又は途中で接続されたものであってもよい。
In addition, the
このように、この実施形態によれば、金属基材の電位を固定することができ、絶縁破壊の危険性が少ない安定性の向上に加えて、感度良く常電導抵抗の発生を検出できる。 Thus, according to this embodiment, the potential of the metal substrate can be fixed, and in addition to the improvement in stability with a low risk of dielectric breakdown, the occurrence of normal conductive resistance can be detected with high sensitivity.
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図5は、本発明の第3の実施形態に係る超電導装置の要部構成を模式的に示す図、図6は、図5の破線で囲まれた、良導電性金属からなる接続板により、超電導線材の超電導層と金属基材とが接続された部分の拡大した断面図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram schematically showing a main configuration of a superconducting device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a connection plate made of a highly conductive metal surrounded by a broken line in FIG. It is sectional drawing to which the superconducting layer of the superconducting wire and the part to which the metal base material was connected was expanded.
金属基材5、中間層6、超電導層7及び導電性金属層8が順次積層して形成される超電導線材2のうち、絶縁性の中間層6を介して存在する金属基材5と超電導層7とを、超電導線材2の長手方向の所定の箇所において、良電導性金属からなる接続板10によって電気的に接続する。この電気的な接続は、導電性金属層8を介して行うことができる。金属基材5と良導電性金属からなる接続板10との接続および導電性金属層8と良導電性金属からなる接続板10との接続は、平らな面同士を接続させる。
Of the
良電導性金属からなる接続板10の材質としては、超電導線材2の金属基材5と超電導層7とを電気的に接続できる材質の金属材料を使用することができる。具体的には、銀、銅などが挙げられる。また、良電導性金属からなる接続板(接続部)10は、超電導線材2の金属基材5と超電導層7とを電気的に接続し、クエンチの発生時に超電導層7に接続されている電流を迅速に金属基材5に転流できる形状であればいずれの形状も使用することができる。例えば、図6に示されるような断面形状がコの字型の形状のものや、内部が空洞である長方形形状のものなどを使用できる。
この良電導性金属からなる接続板10による電気的な接続は、金属基材5と超電導層7とを電気的に接続できる方法を使用することができる。例えば、金属基材5と導電性金属層8とを良電導性金属からなる接続板10により接触させることで、電気的に接続させることができる。また、例えば、半田付け、拡散接合などを用いて電気的に接続することができる。
As a material of the
For the electrical connection by the
この良電導性金属からなる接続板10による電気的な接続の箇所は、超電導線材2の長手方向において1箇所以上であれば金属基材5の電位を固定することができ、2箇所以上において接続することにより、例えばクエンチの発生時に、電流を超電導層7から金属基材5に転流させることができる。接続の箇所が多いほど、より迅速に電流を超電導層7から金属基材5に転流させることができる。また、この実施形態における良電導性金属からなる接続板10による超電導層7と金属基材5との電気的な接続は、超電導線材2の端部における、良電導性金属からなる接続板9による超電導線材2の金属基材5と導電性金属層8との電気的な接続と組み合わされることにより、例えばクエンチの発生時に、よりさらに迅速に電流を超電導層7から金属基材5に転流させることができる。
The electrical connection by the connecting
なお、この実施形態における超電導線材2は、本発明の第1の実施形態と同様に一本の線材であっても、又は途中で接続されたものであってもよい。
In addition, the
このように、この実施形態によれば、超電導線材2の長手方向における1箇所以上の接続により金属基材5の電位を固定することができ、また、2箇所以上の接続により、電流を超電導層7から金属基材5に転流させることができる。また、接続の箇所が多いほど、より迅速に電流を超電導層7から金属基材5に転流させることができる。
As described above, according to this embodiment, the potential of the metal substrate 5 can be fixed by connection at one or more locations in the longitudinal direction of the
また、本発明の実施形態に係る超電導装置の用途としては、超電導発電機、超電導電力貯蔵(SMES)、超電導限流器、超電導変圧器、超電導ケーブルなどが挙げられる。特に、本発明の実施形態に係る超電導装置は、金属基材の電位を固定でき、また電流クエンチなどの異常時に、超電導層から導電性金属層に加えて、金属基材側に電流を転流することができるので、超電導限流器に好適に使用することができる。 In addition, examples of the use of the superconducting device according to the embodiment of the present invention include a superconducting generator, a superconducting power storage (SMES), a superconducting current limiter, a superconducting transformer, and a superconducting cable. In particular, the superconducting device according to the embodiment of the present invention can fix the potential of the metal substrate, and in addition to the conductive metal layer from the superconducting layer in the event of an abnormality such as a current quench, the current is commutated to the metal substrate side. Therefore, it can be suitably used for a superconducting fault current limiter.
1…超電導装置、2…超電導線材、3…巻枠、4…板状金属端子、5…金属基材、6…中間層、7…超電導層、8…導電性金属層、9,10…良導電性金属からなる接続板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記超電導線材の少なくとも一方の端部において前記超電導線材の前記金属基材と前記導電性金属層を電気的に接続する銀又は銅の良電性金属からなる接続部とを有し、
前記接続部が、前記超電導線材の前記金属基材又は前記導電性金属層の前記中間層に対して反対の面に一端を重ね、他端を板状金属端子の面に重ねて一体に接続される
ことを特徴とする超電導装置。 A superconducting wire formed by sequentially laminating a superconducting layer and a conductive metal layer through an insulating intermediate layer electrically insulating on one side of a metal substrate;
At least one end portion of the superconducting wire has a connecting portion made of a silver or copper good-electricity metal that electrically connects the metal base of the superconducting wire and the conductive metal layer ,
The connection portion is integrally connected with one end overlapped with the surface of the superconducting wire opposite to the metal base or the intermediate layer of the conductive metal layer and the other end overlapped with the surface of the plate-like metal terminal. superconducting and wherein the that.
ことを特徴とする請求項1記載の超電導装置。 2. A connection plate made of a highly conductive metal of silver or copper that electrically connects the metal base and the conductive metal layer at at least one location in the longitudinal direction of the superconducting wire. Superconducting equipment.
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