Measurement of ac losses of superconducting cable by calorimetric method and development of HTS conductor with low AC losses

Abstract

To achieve compact and highly efficient HTS power transmission cables, reducing and evaluating AC losses is important. Furukawa is developing conductors with low AC losses of 1 W/m at 3000 Arms for the 66/77 kV class HTS cables as a part of the Super-ACE project. Specifically, we aim to achieve a superconducting conductor with minimum AC losses by optimizing the winding pitches and twisted filaments in the tape.The electrical method is generally used to evaluate AC losses in HTS cables. However, measures of AC losses were uncertain using only the electrical method of evaluation. Therefore, the calorimetric device was developed and was used for determining AC losses. Consequently, results from the two methods almost agreed. Moreover, AC losses in the fabricated HTS conductors were measured at the lowest levels ever achieved.

R & D of Superconductive Cable in Japan

“…4 shows AC loss testing result of a developed conductor. Its diameter is 30 mm and AC loss is less than 1 W/m [5].…”

The electrical measurement of AC losses in a three-phase tri-axial superconducting cable

“…To date it has proven difficult to measure the AC losses in three-phase high temperature superconducting (HTS) cables. Whilst thermal methods (calorimetric or thermometric) have been used, they have limited resolution, often limited accuracy and can be very time consuming [1][2][3]. The thermal time constant of a three-phase cable bundle might be hours, and the experimental conditions (for example, liquid nitrogen temperature, flow rates etc) must be held constant throughout that period.…”

High-Temperature Superconducting Materials with High Current-Carrying Characteristics and Methods of Their Fabrication

“…традиционные методы получения ВТСП с применением различных способов твердофазного синтеза и термомеха-нической обработки, в том числе модифицированными ме-тодами порошковой металлургии [2,6,7]; 2. различные нетрадиционные методы получения ВТСП, по-зволившие создать эпитаксиальные сверхпроводящие пленки с высокими критическими параметрами (Т с и j c ) [3][4][5][8][9][10]. Традиционные методы изготовления ВТСП-лент позволяют по-лучать образцы с j c  (3-6)10 4 А/см 2 при Т  77 К и уже сейчас применяются для создания различных токонесущих ВТСП-кабелей, работающих при температуре жидкого азота (или азота под откачкой) [11,12]. Результаты, полученные к настоящему времени по ВТСП-кабелям, позволяют рассчитывать на их широ-кое практическое применение уже в ближайшем будущем: вели-чина критического тока таких кабелей достигает 6 кА (при Т  77 К, диаметр кабеля около 130 мм), получены и успешно испытаны образцы таких кабелей длиной 30-50 м, и в ближай-шие годы их длина достигнет 700-1000 м [13][14][15].…”