高温超電導線を用いた熱式永久電流スイッチの例としては、AgシースBi-2212平角超電導線(幅2mm、厚さ0.5mm、長さ600mm)を誘導巻きした部分の内部に、円筒形繊維強化プラスチックにヒータ線としてマンガニン線を巻線したものを挿入して形成したものが作られている^[3]。これは同じ超電導線で製作された表3.3.3のようなコイルと超電導接続され、図3.4.4のように構成された。この永久電流スイッチと超電導コイルにおいて、1.0×10^-2T程度の磁界が100時間永久電流モードで発生されている。

磁界式永久電流スイッチは、熱式永久電流スイッチに比べ冷却性の優れた構成が可能であり高速オンオフ動作が得られると考えられ、SMESへの応用を目指す開発が進められてきた。磁界式永久電流スイッチの開発例およびその試験装置を図3.4.5および表3.4.4に示す^[4]。この永久電流スイッチは、オフ抵抗7Ω(10K)、オフ時間0.3秒以下であり、小形コイルとの組み合わせにより電流50Aでのエネルギー貯蔵の実験が行われた。また、図3.4.6および表5に示すような1kA-25Ω級磁界式永久電流スイッチも開発されている^[5]。

常電導・超電導転移を電流制御で行う永久電流スイッチは、磁界式永久電流スイッチと同様に高速オンオフ動作が特徴であり、その開発例として図3.4.7のような電流トランス型永久電流スイッチが製作されている^[6]。これは図3.4.8のような回路で動作試験が行われ、オフ時間約10ms、オフ抵抗約0.27Ω、電流容量800Aが得られている。

機械式永久電流スイッチはオフ抵抗を無限大にできるという観点から、近年SMESへの応用を目指した検討および開発が行われている。図3.4.9のような機械式永久電流スイッチの実験装置において200A以上の通電実験が行われると共に、接点接続機構について機械的摩擦により接触面上に形成される図3.4.10のようなブリッジモデルが提案され、ブリッジ形成のためにテーパをつけた接触子形状が有効であるということが示された^[7]。また、接点に銀メッキを施した図3.4.11のような球面接点を用い、電流8kAの通電試験も行われている^[8]。

　

[1]K.Nemoto, et al, "Nb₃Sn persistent current switch with a current capacity of 3kA", Proc. of MT-15,pp613-616., 1997

[2]冨田 優、他、「10kA級Nb₃Sn永久電流スイッチ」、第59回1998年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集、E2-23,p.184

[3]長谷隆司、他、「超電導接続したBi-2212ソレノイドコイルの永久電流モード動作」、低温工学、31巻10号、pp.533-539,1996

[4]K.Noto, et al, "Development of a 50 A-fast responce, magnetically controlled persistent-current switch", IEEE Trans. Appl. Supercond. Vol.5 No.2 pp.258-261 (1995)

[5]後藤謙次、他、「1kA-25Ω級磁界式PCSのスイッチング特性」、第58回1998年度春季低温工学・超電導学会講演概要集、A1-7,p.7

[6]佐藤誠樹、他、「電流トランス型超伝導永久電流スイッチの開発」、九州大学工学集報、69巻3号、pp309-315、1996

[7]大塚信也、他、「NbTiを用いた機械式スイッチ接点の超伝導化と超伝導接点接続形成機構の検討」、低温工学、32巻10号、pp.473-483,1997

[8]津田芳幸、他、「SMES用機械式永久電流スイッチの開発」、第59回1998年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集、E2-22,p.183

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