プレスリリース 1997年

高効率の高温超電導ケーブル用線材の開発について

~電力損失を従来タイプの1/10に低減~


                       平成9年10月23日    
                       東京電力株式会社    
                       住友電気工業株式会社

 東京電力(株)と住友電気工業(株)は、このたび、大容量化しても送
電時の電力損失を従来型の10分の1に低減できる、全く新しい断面構造を
持つ「高温超電導ケーブル用線材」の共同開発に世界で初めて成功いたし
ました。
 従来型の高温超電導体用の線材では、複数の線材を合わせて大容量化を
図ろうとすると電力損失が増大してしまい、送電電流の大容量化と電力損
失の低減を両立させることが困難でした。
 今回開発した線材は、断面構造や圧延工程を工夫することにより、従来
型の線材に近い大きな電流を流せる(液体窒素温度(-196℃)で最高1万
A/cm2の臨界電流密度)と同時に、大容量化した際の電力損失も従来型の10
分の1にまで低減することができました(同一サイズ、同一容量のケーブ
ル導体に1000Aの交流電流を通電した際の交流損失0.3W/m)。

 都市部において電力需要はますます増大する傾向にあるものの、利用で
きるスペースは限られております。
 超電導ケーブルの特徴は、大きな電流を小さなケーブルで流せるコンパ
クト性にありますが、電力損失の大きな従来型のケーブルでは冷却管が大
きくなり、大幅なコンパクト化は困難な状況でした。
 今回開発した技術が実用化できますと、100万kW級の電力を直径15cm程
度の地中管路を利用して送電でき、現在使用している洞道設置のOFケー
ブル(Oil Filled Cable)と比較して、設置スペースはわずか100分の1程
度で済みます。このため、土木・建設費の大幅なコストダウンが可能にな
るとともに、地下空間の有効利用にもつながるものと期待されます。

 今後、両社では、高温超電導ケーブルの実用化を目指して、今回作製し
た線材の性能をさらに向上させ、ケーブル導体の低損失化を図り、さらに
は周辺技術の開発も進めていく考えです。

 なお、今回の開発の成果については、10月27日(月)~30日(木)に  
長良川国際会議場(岐阜県)で開催される(財)国際超電導産業技術研究
センタ-(通称:ISTEC)主催の「第10回国際超電導シンポジウム」
において発表する予定です。                 以  上




 開発体制の概要
 (1)開発主体
  ○東京電力株式会社
    ・所在地:千代田区内幸町1-1-3  電話 03-3501-8111
    ・社  長:荒木  浩

  ○住友電気工業株式会社
    ・所在地:大阪市中央区北浜4-5-33 電話 06-220-4141
    ・社  長:倉内  憲孝
 (2)研究期間   平成8年4月~平成9年9月
 (3)開発費用   2億円 (両社1億円ずつ)






<参考>従来型線材と今回開発した線材の違いについて

   従来型の高温超電導体用の線材(注1)は、テープ状(平型)であ
  ったが、テープ状の線材は、多くの電流を流せるという特性がある一
  方で、大容量化するために線材を多重に重ね合せてしまう構造(多層
  構造型)にしてしまうと、導体の中を流れる電流が不均一となって大
  きな電力損失が発生してしまう欠点があった。
   今回開発した線材は、形状を丸線型にすることで、大容量化する際
  に線材同士を撚り合わせた構造(転位型構造(注2))にできること
  から、導体に均等に電気が流れ、多層構造型の課題である電力損失の
  低減が可能となる。さらに、これまで丸線型にするとテープ状に比べ
  て流せる電流が小さかったが、今回、線材の断面構造や圧延工程の工
  夫をしたこと等により、テープ状の線材に近い大電流を流すことがで
  きるようになった。
   なお、超電導ケーブル用導体への丸型線材の適用は今回が世界初で
  ある。


 注1:高温超電導
     超電導体には液体ヘリウム冷却(-269℃)を伴う金属系の超電
    導体と、液体窒素冷却(-196℃)を伴う酸化物系の超電導体があ
    り、その冷却温度の違いから、後者を特に高温超電導体と呼ぶ。
     超電導ケーブルを金属系の超電導体を用いて作ろうとすると、
    高温超電導体よりもはるかに低い温度に冷却しなければならず、
    冷却管が大きくなってしまう。このため、コンパクトな超電導ケ
    ーブルを作るには高温超電導体が有望である。

 注2:転位型構造
     丸型の素線を複数本集合してねじり合わせることで撚り線を作
    製し、これを導体の芯材の周りに多数巻き付けることで作られる
    導体。
     平型線材でできた多層構造型導体では、内層の素線と外層の素
    線が位置を変えることはないので、電流のながれやすい外層に電
    流が集中する表皮効果があらわれる。これに対し転位型導体では、
    素線は撚り合わされることにより、導体内で内側と外側に交互に
    位置を変える。このため、各素線で、電流の流れやすさに差がな
    くなり、電流が均一に流れるようになる。



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