3.1.8 超伝導送電システムの性能

 LHDでは、装置本体の超伝導コイルと電源の間(平均距離55m)の送電路として、Al安定化NbTi拠り線構造の超伝導ケーブルを用いた超伝導バスラインを採用している。本体の超伝導コイルが万一クエンチした場合でもエネルギーを外部の保護抵抗で安全に散逸させるために、バスラインにおいては、(1)最大電流32.0kAで完全安定(第2期4T対応)、(2)本体の超伝導コイルより高い耐電圧(dc 5kV)、(3)寒冷供給停止時でも30分以上の通電が可能、等を設計条件としている。超伝導送電システムのレイアウトを図3-1-8-1に、システムの諸元を表3-1-8-1に示す。

 第1サイクル(1.5T)及び第2サイクル(3.0T)のLHD実験期間中、装置本体の超伝導コイルの制約から、最大18.6kAまでの通電(定格電流の58.2%)しか達成していないが、同一の超伝導ケーブルを用いた長さ20mの超伝導バスライン(試作機)では40kAの過電流通電を達成している。超伝導送電システムヘの定常侵入熱量、寒冷供給停止時の通電保持、緊急時の保護動作等は、設計どおりであることが確認され、システムは実験期間中トラブルなく順調に稼働した。

表3-1-8-1 超伝導送電システムの諸元

Items Specifications
Number of SC bus-lines
Total length of nine SC bus-lines
Rated current
Rated withstand voltage
Minimum bending radius
Type of cryogenic transfer-tubes
Type of current-leads
Measured heat-load from 300K to 80K
Measured heat-load from 80K to 4.5K
9
497m
32 kA
dc 5kV @ 80 K He gas
1.5m
five corrugated SUS tubes
Vapor gas cooled type
<3W/m
< 0.5W/m

図3-1-8-1 LHD用超伝導送電システム


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