超导线材的电流端子结构及具备该电流端子结构的超导电缆制造技术

一种超导体的电流端子结构，超导体是将在基板上形成有超导层的超导线材在模上缠绕1层以上而得到的超导体，直接缠绕在上述模上的第1层超导线材，以基板侧成为外侧、超导层侧成为内侧的方式进行配置，其特征在于，上述第1层超导线材的端部的超导层的面向内侧的面与连接用超导线材的超导层的面向外侧的面的一部分相向地连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超导线材的电流端子结构及具备该电流端子结构的超导电缆。
技术介绍
一般而言，超导体具有在铁芯(former:模)上卷有多层带状的超导线材的结构。所使用的薄膜类的超导线材具有如下结构在基板上经由中间层形成由例如 ReBCO(Re-Ba-Cu-0, Re是稀土类金属)构成的超导层，并在其上形成由银构成的稳定层。当在这样的超导体中流过电流时，为了使各超导线材的超导层中均等地流过电流、而且使与供给电流的电流导线连接的连接部的发热变小，则电流端子部的连接电阻必须较低。超导线材存在表和里，通常，在电流端子处的连接使得超导层一侧成为外侧或表侧。当连接成基板侧成为表时，由于基板具有高电阻，所以就会产生较大的焦耳热，效率较低。当在使用TOCO(Y-Ba-Cu-O)层作为超导层的YBCO超导线材的表面上施加垂直的磁场时，会产生较大的交流损耗。即，如果磁场变大，磁场侵入超导线材，要侵入的方向的洛伦兹力和钉扎力平衡。当产生交流时，磁场周期性地变动而且钉扎力逆向动作，因此会产生交流损耗。但是，当在超导线材的表面施加平行的磁场时，由于超导层为Iym左右非常薄， 所以磁场侵入的区域较薄，交流损耗非常小。例如，当使用YBCO超导线材来制造电缆时，由于主要是平行磁场，所以交流损耗会变得非常小。但是，由于实际的超导线材的宽度有限， 所以电缆的截面在线材之间存在缝隙，形成该缝隙吸引磁场的情形。而且，在该部分产生垂直磁场的成分，就可以分担大部分的交流损耗(例如，参照非专利文献1)。在将TOCO超导线材应用于电力设备时，这样减小垂直磁场非常重要。另一方面，当基板具有磁性时，由于磁场被磁性基板吸引，所以描绘复杂的磁力线。即，在线材的端部磁通量集中，在该部分垂直磁场较多，损耗较大(例如，参照非专利文献1) O图7示出普通的多层超导电缆的电流端子部。在图4中，在模21的周围螺旋状地缠绕有第1层的第1超导线材22和第2层的第2超导线材23。此时，第1层的第1超导线材22由基板2 和形成于该基板2 上的超导层22b构成，第2层的第2超导线材23由基板23a和形成于该基板23a上的超导层2 构成。第1以及第2超导线材22、23均配置成超导层22b、2!3b成为表侧(外侧)。这样配置的第1以及第2超导线材22、23的端部被阶梯切削，通过焊接固定部M形成一体化的电流端子部(例如，参照专利文献1)。根据这样的电流端子部，连接电阻非常小，向各超导层的分流的程度则由超导层的缠绕螺旋来决定，通过调整该缠绕螺旋就能实现几乎均等的分流。图8示出基板具有磁性的多层超导电缆的电流端子部。在图5中，在模21的周围螺旋状地缠绕有第1层的第1超导线材22和第2层的第2超导线材23。此时，将第1层的第1超导线材22与通常的配置相反地配置成具有磁性的基板2 侧朝向超导电缆的外侧、 将第2层的第2超导线材23配置成超导层2 朝向超导电缆的外侧来进行导体化，这样就能将磁性的影响封闭在超导体内部，从而将交流损耗抑制得较低(例如，参照专利文献2)。但是，配置成第1层的第1超导线材22的超导层22b朝向里侧(内侧)时的电流端子部的连接电阻变大，第1层和第2层并未分担相同电流。即，由于没有足够的电极容量， 所以在当流过第2层的第2超导线材23的电流超过临界电流Ic的阶段，会产生焦耳热，交流损耗会非常大。现有技术文献非专利文献非专利文献1 :N. Amemiya and Μ. Nakahata, Physica C 463-465(2007)775-780专利文献专利文献1 日本特开2004-87265号公报专利文献2 日本特开2008-47519号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于以上情况，其目的在于提供一种超导电缆，其连接电阻低、交流损耗少的超导线材的电流端子结构以及具备该电流端子的超导电缆。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的第1方式是一种超导体的电流端子结构，上述超导体是将在基板上形成有超导层的超导线材在模上缠绕1层以上而得到的超导体，直接缠绕在上述模上的第1层超导线材，以基板侧成为外侧、超导层侧成为内侧的方式进行配置，其特征在于，上述第1层超导线材的端部的超导层的面向内侧的面与连接用超导线材的超导层的面向外侧的面的一部分相向地连接。这样的超导体的电流端子结构中，在上述第1层超导线材上以超导层侧成为外侧、基板侧成为内侧的方式缠绕有第2层超导线材，所述电流端子结构具备焊接固定部，该焊接固定部使用焊料使上述连接用超导线材的超导层露出的部分和上述第2层超导线材的端部一体化。此时，优选上述连接用超导线材和上述第1层超导线材的连接部所使用的焊料在液态氮温度下的电阻率小于等于上述焊接固定部所使用的焊料的电阻率。此外，优选上述连接用超导线材和上述第1层超导线材的连接部所使用的焊料的熔点比上述焊接固定部所使用的焊料的熔点高。此时，上述连接用超导线材的与上述焊接固定部的连接长度b和上述第2层超导线材的与上述焊接固定部的连接长度c满足b > c的关系。本专利技术的第2方式是一种超导体的电流端子结构，上述超导体是将在基板上形成有超导层的超导线材在模上缠绕4层以上而得到的超导体，奇数层超导线材，在以基板侧成为外侧、超导层侧成为内侧的方式进行配置，其特征在于，上述奇数层超导线材的端部的超导层的面向内侧的面与连接用超导线材的超导层的面向外侧的面的一部分相向地连接。这样的超导体的电流端子结构，在上述奇数层超导线材上以超导层侧成为外侧、 基板侧成为内侧的方式缠绕有上述奇数加一层超导线材，所述电流端子结构具备焊接固定部，该焊接固定部使用焊料使上述连接用超导线材的超导层露出的部分和上述奇数加一层超导线材的端部一体化。此时，优选上述连接用超导线材和上述奇数层超导线材的连接部所使用的焊料在液态氮温度下的电阻率小于等于上述焊接固定部所使用的焊料的电阻率。此外，优选上述连接用超导线材与上述奇数层超导线材的连接部所使用的焊料的熔点比上述焊接固定部所使用的焊料的熔点高。此时，上述连接用超导线材的与上述焊接固定部的连接长度b和上述奇数加一层超导线材的与上述焊接固定部的连接长度c满足b > c的关系。本专利技术的第3方式提供一种超导电缆，其特征在于，具有以上电流端子结构。专利技术效果根据本专利技术，提供一种连接电阻低、交流损耗少的超导线材的电流端子结构以及具备该电流端子结构的超导电缆。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的超导线材的电流端子结构的剖面图。图2是表示本专利技术的其他实施方式的超导线材的电流端子结构的剖面图。图3是表示本专利技术的其他实施方式的超导线材的电流端子结构的剖面图。图4是表示本专利技术的其他实施方式的超导线材的电流端子结构的剖面图。图5是表示本专利技术的其他实施方式的超导线材的电流端子结构的剖面图。图6A是表示本专利技术的一个实施方式中制作超导线材的电流端子结构的步骤的概要图。图6B是表示本专利技术的一个实施方式中制作超导线材的电流端子结构的步骤的概要图。图6C是表示本专利技术的一个实施方式中制作超导线材的电流端子结构的步骤的概要图。图6D是表示本专利技术的一个实施方式中制作超导线材的电流端子结构的步骤的概要图。图6E是表示本专利技术的一个实施方式中制作超导线材的电流端子结构的步骤的概要图。图6F是表示本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木正史，平田平雄，铃木光男，向山晋一，塩原融，
申请(专利权)人：财团法人国际超电导产业技术研究中心，古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：