Hybrid superconducting a.c. current limiter extrapolation 63 kV-1 250 A

(Received 15 July 1993, revised 22 September 1993, accepted 2 November 1993)

Abstract
Following the developement of a.c. superconducting wires a.c. current superconducting limiters have emerged. These limiters limit the fault currents nearly instantaneously, without detection nor order giver and may be suitable for high voltages. They are based on the natural transition from the superconducting state to the normal resistive state by overstepping the critical current of a superconducting coil which limits or triggers the limitation. Our limiter device consists essentially of two copper windings coupled through a saturable magnetic circuit and of a non inductively wound superconducting coil with a reduced current compared to the line current. This design allows a simple superconducting cable and reduced cryogenic losses but the dielectric stresses are high during faults. A small model (150 V/50 A) has experimentally validated our design. An industrial scale current limiter is designed and the comparisons between this design and other superconducting current limiters are given.

Résumé
Les courants de court-circuit sur les grands réseaux électriques ne cessent d'augmenter. Dans ce contexte sont apparus les limiteurs supraconducteurs de courant suite au développement des brins supraconducteurs alternatifs. Ces limiteurs peuvent limiter les courants de défaut presque instantanément, sans détection de défaut ni donneur d'ordre et ils sont extrapolables aux hautes tensions. Ils sont fondés sur la transition naturelle de l'état supraconducteur à l'état normal très résistif par dépassement du courant critique d'un enroulement supraconducteur qui limite ou déclenche la limitation. Notre limiteur est composé de deux enroulements en cuivre couplés par un circuit magnétique saturable et d'une bobine supraconductrice à courant réduit par rapport au courant de la ligne. Cette conception permet un câble supraconducteur simple et des pertes cryogéniques réduites mais les contraintes diélectriques en régime de défaut sont importantes. Une maquette (150 V/50 A) a permis de valider expérimentalement cette conception. Nous aborderons l'extrapolation d'un limiteur de taille industrielle (63 kV/1 250 A). Les résultats seront comparés à des limiteurs supraconducteurs résistifs et de type DASC.