JIS H 7314:2013 超電導―給電装置―超電導機器へ給電する電流リードの特性試験に関する一般要求事項

                                                                                   H 7314 : 2013

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 原理及び構成・・・・[2]
•  5 特性試験の項目・・・・[3]
•  6 特性試験の方法・・・・[4]
•  6.1 機械的特性試験・・・・[4]
•  6.2 熱的特性試験・・・・[5]
•  6.3 電気的特性試験・・・・[6]
•  6.4 圧力特性試験・・・・[7]
•  6.5 安全限界特性試験・・・・[8]
•  7 報告・・・・[9]
•  8 予防措置・・・・[9]
•  附属書A(参考)箇条1から箇条8に関する補足情報・・・・[10]
•  附属書B(参考)典型的な電流リード・・・・[11]
•  附属書C(参考)試験方法に関する補足説明図・・・・[17]
•  附属書D(参考)高温超電導構成要素の試験項目及び試験方法・・・・[19]
•  附属書JA(参考)JISと対応国際規格との対比表・・・・[21]

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――――― [JIS H 7314 pdf 1] ―――――

H 7314 : 2013

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,公益財団法人国際超電導産業技術研究センタ
ー(ISTEC)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべ
きとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                          JIS
                                                                              H 7314 : 2013

超電導−給電装置−超電導機器へ給電する電流リードの特性試験に関する一般要求事項

Superconductivity-Superconducting power devices-General requirements for characteristic tests of current leads designedfor powering superconducting devices

序文

  この規格は,2010年に第1版として発行されたIEC 61788-14を基に,技術的内容及び構成を一部変更
して作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。変更の一
覧表にその説明を付けて,附属書JAに示す。

1 適用範囲

  この規格は,超電導装置へ給電する電流リードの特性試験に関する一般要求事項について規定する。
    注記1 電流リードの定義に関する補足情報を,附属書Aに示す。
    注記2 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
             IEC 61788-14:2010,Superconductivity−Part 14: Superconducting power devices−General
                requirements for characteristic tests of current leads designed for powering superconducting
                devices(MOD)
              なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”
            ことを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS H 7005 超電導関連用語
      注記 対応国際規格 : IEC 60050-815:2000,International Electrotechnical Vocabulary (IEV)−Part 815

Superconductivity(MOD) IEC 60071-1,Insulation co-ordination−Part 1: Definitions,principles and rules

    IEC 60137,Insulated bushings for alternating voltages above 1 000 V

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS H 7005によるほか,次による。

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H 7314 : 2013
3.1
電流リード(current lead)
  超電導機器に電流を供給する室温から極低温温度までの電気絶縁された冷却構造をもつ導体。パワーリ
ードとも呼ばれる。
3.2
常電導電流リード(normal conducting current lead)
  従来形電流リード。常電導部だけで構成される電流リード。
3.3
超電導電流リード(superconducting current lead)
  超電導部を含む電流リード。
    注記 超電導電流リードは,室温から中間温度までの常電導部と中間温度から極低温度までの超電導
          部とで構成される。この規格では,超電導部は主に高温超電導体によって構成される。
3.4
非ガス冷却形電流リード(non-gas cooled type current lead)
  伝導冷却によって冷却される電流リード。
3.5
ガス冷却形電流リード(gas-cooled type current lead)
  冷媒ガスによって冷却される電流リード。
    注記 場合によっては,ガス冷却は,リード内のガス流による冷却と(追加として)外表面での対流
          冷却との両方で行われる。
3.6
自己冷却形電流リード(self-cooled current lead)
  蒸発ガスのエンタルピーで冷却される電流リード。電流リードから寒剤への熱負荷によって生成される
蒸発ガスで自己冷却される電流リード。
3.7
熱侵入(heat leakage)
  非通電熱侵入。ジュール発熱のない非通電時において電流リードの高温部から低温部へ侵入する熱量。
3.8
熱負荷(heat load)
  通電時のジュール発熱による熱量を含む状態において電流リードを介して低温システムへと導入される
熱総量。
3.9
定格電流通電熱負荷(rated current heat load)
  定格電流通電時における熱負荷。

4 原理及び構成

  超電導機器への電流供給は,室温環境と電流を供給される極低温の機器との間を電気的に結合する構成
要素を介して行われる。この構成要素は,電流リードと呼ばれる。電流リードは,温度勾配の中で動作し,
極低温環境へと電流を供給する役割を果たすが,極低温を維持する冷却装置への主な熱負荷要因となって
いる。

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                                                                                   H 7314 : 2013
  電流リードは,2種類に分類することができる。
− 常電導電流リードは,超電導リード部を含まず,全体が常電導部だけで構成されている電流リードで
    あり,通常,低温端で電流を供給する超電導機器のバスライン部又は接続導体部に接続される。
− 高温超電導電流リードは,高温超電導材料の部分が含まれる超電導電流リードであり,常電導部が室
    温から中間温度の高温超電導部の高温端へと電流を供給するために必要となる。電流リードの最大定
    格電流で高温超電導部の超電導状態が確実に保たれるようにするため,中間温度は,十分低い温度に
    維持されなければならない。通常,高温超電導部の低温端は,電流を供給する超電導機器のバスライ
    ン部又は接続導体部に接続される。
  冷却方法によって,電流リードは非ガス冷却又はガス冷却に分類できる。電流リードが二つの部分で構
成されている場合は,それぞれの部分に異なる冷却方法を採用することができる。電流供給されている超
電導機器に低温超電導材料を使用する場合,通常,電流リードとの結合は,低温超電導ケーブル又は低温
超電導線を介して行われる。
  最適化された,自己冷却形常電導電流リードでは,液体ヘリウム槽への熱侵入量として1.1 W/kA[1]1)か
ら1.2 W/kA[2]1)が達成されている。
    注1) 角括弧の数字は,参考文献を意味する。
  電流リードは広範囲にわたって研究,設計及び試験されており,既に大規模なシステムにも組み込まれ
つつある[3][4] 1)。
  電流リードの設計は,適用される超電導システムと密接に関連している。材料の選択,冷却方法,形状,
電気的特性及び許容される熱負荷は,超電導システム全体に課せられる境界条件の制限を強く受ける。境
界条件には電気的,熱的及び機械的なものがあり,次の要件が含まれる。
− 最大動作電流,動作モード,電流変化率,絶縁耐圧,回路時定数及び環境磁場。
− 冷却能力,冷媒の入口/出口の圧力,及び温度,許容熱負荷並びに冷媒供給に異常があった場合でも,
    電流リードが安全に動作しなければならない耐久時間。
− 機械的支持並びに断熱真空,冷媒,及び電気的な接続のインタフェース部を含む設置空間の制限。
      注記1 大電流容量の場合,最適化した自己冷却形電流リードの熱侵入量は,1.2 W/kAの値である。
      注記2 これらの原理に基づいた典型的な電流リードの構成を,附属書Bに示す。

5 特性試験の項目

  次の箇条では,電流リードに関して,機械的,電気的及び熱的性能を確認するために,室温と低温との
両方で実施しなければならない特性試験の項目について記載している。電流リードの設計は,汎用性を考
慮して行われる。しかし,実際のシステムに適用するためには,各システムによって課せられる制約に従
って電流リードの最適化を行うことが必要である。この規格の使用者は,表1に示される特性試験の項目
によって電流リードが規定の要件を満たしているかどうかを確認するとともに,試験項目が電流リードの
実施段階の条件に見合っているかどうかを判断しなければならない。使用者は,電流リードの実際の適用
条件を考慮し,表1の項目の中から適切な試験を選択することができる。

――――― [JIS H 7314 pdf 5] ―――――

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