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Evaluation method of critical current and current sharing temperature for large-current Cable-in-Conduit conductors

ケーブル・イン・コンジット型大電流導体の臨界電流値及び分流開始温度の評価方法

布谷 嘉彦; 礒野 高明; 杉本 誠; 高橋 良和; 西島 元*; 松井 邦浩; 小泉 徳潔; 安藤 俊就*; 奥野 清

Nunoya, Yoshihiko; Isono, Takaaki; Sugimoto, Makoto; Takahashi, Yoshikazu; Nishijima, Gen*; Matsui, Kunihiro; Koizumi, Norikiyo; Ando, Toshinari*; Okuno, Kiyoshi

ITER中心ソレノイド・インサートコイルの臨界電流値($$I_c$$)及び分流開始温度($$T_{cs}$$)の解析を行った。本コイルはNb$$_3$$Sn製の超伝導コイルであり、ITER中心ソレノイドモデル・コイルを使用して実験を行った。$$I_c$$及び$$T_{cs}$$測定中に超伝導導体に発生するノーマル電圧の挙動は、特に本コイル導体のように1000本以上の超伝導線から構成されている大型導体の場合はよくわかっていない。本コイルの電圧発生挙動の詳細な解析により、導体長手方向の電界の導体断面内での平均が、素線の長手方向におけるコイル長に渡る平均電界と等しくなることがわかった。この平均電界をコイル長で積分したものを実験では電圧タップにより測定している。これは導体の撚りピッチが導体長手方向の磁場変化の度合いに比べ、今回の場合、十分小さいことから成り立つ。本研究により、電圧発生挙動を理解でき、大型導体を用いたコイルの設計に重要な特性である$$I_c$$及び$$T_{cs}$$の値を導体を構成する素線の性能から予想できる。

Analysis of critical current ($$I_c$$) and current sharing temperature ($$T_{cs}$$) was performed to the ITER Center Solenoid (ITER-CS) Model Coil Insert. Voltage behavior related to normal state transition of the conductor during $$I_c$$ or $$T_{cs}$$ measurement has not been well understood especially in case of such a large cable with more than one thousand strands as this coil. From the detailed analysis of the voltage behavior of the coil, it is found that the average of electric field in the strand-longitudinal direction over the conductor cross section is equal to the average field of one strand along the conductor length, whose integral was measured by the voltage taps during the coil test. It is because twist pitch of the cable is less than the range of longitudinal field variation in this case. This evaluation method can estimate voltage behavior and predict $$I_c$$ and $$T_{cs}$$ values, which are important parameters for the design of a large conductor coil, based on the property of strands composing the conductor.

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分野:Engineering, Electrical & Electronic

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