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イ ッチが適 してい るが、 オ ン抵抗 ゼ ロの永久 小流 スイ ッチ と して使用 す る には接 触抵抗 を完全 にゼ ロまで低減 す るこ とが 必 要 で あ る 。 筆 者 ら は こ れ ま で 、超 伝 導 体 バ ル ク NbTiを 接 触子 に用 いたNbTi機 械 式 スイ ッチ を試作 し、接 点の クエ ンチ(転移 現象)を 観 測す る と共 に(2)、超 伝導 体 の jC一B特 性 に起 因す る クエ ンチ電 流 の磁 界依存 性 を確 認 し てお り(3,4)、超伝 導 接 点接続 が 可能 な機 械式 のPCSが 実現 可能 であ る ことを明 らか に して いる。更 に、 この接 点の超 伝 導化 を もた ら した超 伝導接 点接 続 は、ス イ ッチ 閉時 に接 触 子同士 が衝突(接 触)す る際 の機械 的摩 擦 に よ り真 実接触 面 の一 部が融 着 し、接 触子 問が接合 された こ とに よ り形成 され るこ と も理論 的 に明 らかに した(ブ リ ッジ モデ ル)(2)。 とこ ろで 、小 流遮 断 を伴 う機 械式 スイ ッチ開 放時 には 、接 触子 問で アー ク放 電が発 生す る こ とは避 け られ ない。 アー ク掬制 の ため に、カ ウン タパ ルス テ クニ ックを用 いて小流 ゼ ロ点でス イ ッチ開放 を行 う ことが検 討 されてい るが、数 10kAの 直流 電 流 をカ ウン ターパ ルス テ クニ ッ ク を用 いて 遮 断 して も、数10Aの 漏れ電 流が 残 る こ とが報告 されてい る(5)。超 伝 導 接 点接 続 は接 触 面 姓 状 に 強 く依存 す る ため (2)、 この様 な漏 れ電流 に よ りア ー ク放 電が発 生す る とクエ ンチ電流特性 に影響 を与 える こ とが予 想 され る。 また、超 伝 導 コイル と接続 された常伝 導機 械式 ス イ ッチ では、 アー ク消弧 時 に発 生 した サー ジ小圧 に よ り、 コイル 端 子間 に非 常 に大 きな電 圧が 誘起 され る ことが知 られて お り(6,7)、.こ の ような観 点 か ら も、機 械式PCSの アー ク放 小特 性 を明 ら か に してお く必 要 が あ る。本 研 究 で は 、NbTi機 械 式PCS に超 伝導 コイ ル と負荷 抵抗 を接 続 した回路 を用 い、 スイ ッ チ 開放時 の小流 遮断 に伴 い発生 す るア ーク放小特 性 とアー クが 超伝導 接点 接続 に及 ぼす影 響 を液体 ヘ リウム中 で実験 に よ り調 べ た(7,8)。また、 ア ー クが 超伝 導接 点接 続 に及ぼ す影 響 を ブリ ッジ モ デルに基 づ き理 論 的 に検討 した。最後 に、酸化 膜が 形成 され た接 触 子 を用 いて、 アー ク放 小 によ る酸 化 膜 除去 効果 を検 討 した。

Characteristics of Arc Discharge Generated by Opening NbTi Mechanical PCS and Effects of Arc on Superconducting Contact Connection