縦磁界効果を用いたDC-HTSケーブルの臨界電流の計算

Calculation of critical current in DC HTS cable using longitudinal magnetic field effect


小松 伸二郎, 江藤 航介, VYATKIN Vladimir, 小田部 荘司, 木内 勝, 松下 照男 (九工大); 大嵩 智裕 (フォトン)


Abstract:PLD法によるREBCOコート線材は磁界中の臨界電流密度が高いことから、電力機器を中心としてその応用研究が精力的に行われている。
超伝導線材に縦磁界を印加して通電すると、局所的に電流と磁界が平行なforce-free状態になることが知られており、大幅な臨界電流密度の増加が報告されている。
この特性は超伝導ケーブルについても同様であり、銅酸化物高温超伝導体による直流電力ケーブルが開発されてきており、長距離エネルギー伝送に適しているということが知られている。
しかし、その具体的な設計のためにforce-free状態におけるコート線材の配置が重要な問題点となっている。
本研究では、式によって得られる結果の正確性を確認するために、有限要素法(FEM)に基づく電磁場解析が可能な株式会社フォトン製のソフトウェアであるPHOTO-Seriesを使用し、超伝導ケーブル中心部に加えられる縦磁界の大きさをFEMの結果と比較することで確認をする。