Токоограничитель Toshiba-Fujikura
2009, Tом 6, выпуск 1
Тематика: ВТСП устройства
Компании Toshiba и Fujikura в сотрудничестве с ISTEC (International Superconductivity Technology Center) и университетом Йокогамы разработали и успешно испытали трехфазный ВТСП токоограничитель резистивного типа. Работы проводились при поддержке Министерства экономики, торговли и промышленности Японии.
Для создания токоограничителя были использованы ВТСП проводники 2-го поколения производства Fujikura, представляющие собой тонкие пленки на основе YBCO и GdBCO, нанесенные на подложку из хастеллоя методом IBAD/PLD. В качестве защитного покрытия к ВТСП проводникам была припаяна лента из никелевого сплава. Ширина ВТСП проводника составляла 5 мм, критический ток при 70 К достигал 189 А. Проводник без повреждений выдерживал кратковременное (3 мс) протекание тока в два раза превышающего критический.
Трехфазный ВТСП токоограничитель состоит из трех цилиндрических безиндуктивных катушек, размещенных в криостате с переохлажденным до 70 К жидким азотом (рис. 1). Номинальный ток ВТСП токоограничителя составил 72 А. Для поддержания в криостате рабочей температуры использовался криокулер.
Для каждой из ВТСП катушек был измерен ее критический ток, как на переменном, так и на постоянном токах. После сборки токоограничитель был подвергнут высоковольтным испытаниям, и было подтверждено, что система удовлетворяет требованию по диэлектрической прочности изоляции в 22 кВ (1 минута) как между катушками и землей, так и между отдельными катушками.
После сборки ВТСП токоограничитель был подвергнут стендовым испытаниям, в ходе которых производилась имитация двух- и трехфазных коротких замыканий. Испытания проводились при температуре 70 К и атмосферном давлении. Было показано, что устройство успешно ограничивает ударный ток с 1560 A до 840 А (уменьшение на 44%) (рис. 2) и позволяет произвести отключение короткого замыкания за 22 мс. Наблюдалось хорошее совпадение результатов расчетов с экспериментальными данными. После стендовых испытаний, были проведены эксплуатационные испытания ВТСП токоограничителя, в ходе которых он защищал газотурбинный генератор (Tokyo Gas Co., Ltd). Испытания показали пригодность токоограничителя к работе в сети.