AC loss analysis for one phase of a three-core high-temperature superconducting cable
野地 英樹 （都城高専）
Abstract:これまで、2層ケーブル（古河電工㈱製）と3層ケーブル（同社）の交流損失解析に成功してきた。本研究では4層導体+2層磁気シールドケーブル（㈱フジクラ製）を研究対象としている。㈱フジクラ製ケーブルは、2013年に公表された66 kV-5 kA級ケーブルである。ケーブルを構成するREBCO超電導線材の各層の巻き付け方向と巻き付けピッチ（ケーブル構成パラメータと呼ぶ）は公表されていないため、電気回路モデルにより数式処理ソフトMathematicaを使って計算し、推移式アルゴリズムによりパラメータを決定した。決定したケーブル構成パラメータにより、有限要素解析ソフトCOMSOL Multiphysicsによりケーブルの3次元モデルを作成し、高速化したH formulationによる3次元電磁界解析により交流損失を計算した。計算した損失は、ケーブルモデル長さが長くなるほど指数関数的に減少し、やがて一定値に収束する。一方、計算時間は逆に指数関数的に増加するため、適切なケーブルモデル長さLを決定した（L = 0.3 m）。計算の結果、ケーブルに通電する電流を3 kArmsとしたとき、測定値が0.43 W/mであるのに対し、計算値は0.39 W/mと近い値となったが、交流損失vs通電電流特性をログ-ログプロットした時、測定値の傾きが2であるのに対し計算値は5となった。これより、ケーブル構成パラメータの調整が必要であることが分かった。