CN103098147B - 超导电缆的固定结构以及超导电缆线路的固定结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于固定具有电缆芯（11）和隔热管（12）的超导电缆（10）的固定结构，其特征在于，具有：固定盒（21），其与隔热管连接，具有中空的隔热结构，电缆芯贯穿该固定盒（21）；以及固定体（23），其将电缆芯固定于固定盒的内壁，制冷剂在固定盒的内壁的内侧流通，具有形成于电缆芯上且朝向两端部直径缩小的作为绝缘层的扩径加强层（201），电缆芯隔着扩径加强层被固定体固定于内壁。该构成能够以简易且较低的成本实现适合于电场设计的固定结构。

Description

超导电缆的固定结构以及超导电缆线路的固定结构
技术领域
本发明涉及具备具有支撑管(former)和超导导体层的电缆芯的超导电缆的固定结构以及超导电缆线路的固定结构。
背景技术
超导电缆需要使其超导导体层处于极低的温度，因而必须使制冷剂在电缆芯的周围循环。而且需要制冷剂的循环以及防止来自外部的热侵入的结构。而在长距离铺设的超导电缆的情况下，为了维持电缆线路的形态，就需要固定电缆芯的位置。
作为现有的电缆的固定结构，提出了如下的结构，其具备：在两端部形成有能够插入彼此相连的2个电缆的导体部的连接端部的插入口的导体连接管；凭借隔着弹性体设置于在导体连接管中设置的有底孔中且可自由突出的销来保持导体连接管的筒状电极；以包围该电极的方式嵌入的绝缘单元(固定绝缘部)；在内部保持绝缘单元且与2个电缆的端部粘结的壳体(例如参见专利文献1)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平05-11731号公报
专利文献2：日本特开2002-056729号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而根据专利文献1中电缆的固定结构，存在结构复杂，部件数量较多，成本变高的问题。
而在专利文献1的固定结构中，由于弹性体和销直接与导体相连，因而在存在于从高电压的导体部分接地的壳体部分之间的沿面的角部和突起部中电场集中。因此在专利文献1的固定结构中，需要进行实现能够缓和所产生的电场集中的形状以及绝缘单元的绝缘设计。
进而，超导电缆需要向电缆芯周围提供制冷剂并测量电缆芯的冷却，而专利文献1的固定结构仅为电缆的固定结构，因而在电缆芯周围不存在使制冷剂通过的路径，无法使制冷剂沿着电缆循环。
超导电缆还需要向电缆芯周围提供制冷剂并测量电缆芯的冷却，而专利文献1的固定结构仅为电缆的固定结构，因而在电缆芯周围不存在使制冷剂通过的路径，无法使制冷剂沿着电缆循环。
另外，若不将超导导体冷却至负200℃附近的极低温度，则超导电缆就无法充分发挥超导的特征。因此，超导电缆凭借以液氮为代表的制冷剂可冷却至64～77K附近，而在对该制冷剂进行冷却时，需要能够将其冷却至极低温度的非常昂贵的冷冻系统(例如参见专利文献2)。
另外，极低温用制冷机的能耗效率(COP：CoefficientofPerformance)在0.06左右，处于非常低的水平，作为用于冷却的维护费用的电费也会剧增，因而要求改善效率。
进而，供电系统还是一种要求与基础设施有关的可靠性的系统，需要定期的维护。因而对于超导供电系统而言，冷冻系统不仅是最初成本，还会成为运营成本和维护成本较大的负担。
即，在铺设超导电缆时需要非常大的最初成本、运营成本和维护成本，因而期望能够降低这些成本。
本发明的目的在于提供一种既能确保沿着超导电缆的液体制冷剂的循环路径，又能进行无需复杂的绝缘设计的电缆的固定的超导电缆和超导电缆线路的固定结构。
本发明的另一目的在于实现最初成本、运营成本和维护成本的削减。
本发明第一方面所述的发明是一种超导电缆的固定结构，其用于固定超导电缆，该超导电缆具有：按顺序层叠了支撑管、超导导体层、电绝缘层、超导屏蔽层、常电导屏蔽层和保护层的电缆芯；以及收纳上述电缆芯，并具备由内管和外管构成的隔热结构的隔热管，该超导电缆的固定结构的特征在于，具有：固定盒，其与上述隔热管连接，具备由内壁和外壁构成的隔热结构，上述电缆芯贯穿所述固定盒；以及固定体，其将上述电缆芯固定于上述固定盒的内壁，制冷剂在上述固定盒的内壁的内侧流通，该超导电缆的固定结构具有形成于上述电缆芯上且朝向两端部直径缩小的作为绝缘层的扩径加强层，上述电缆芯隔着上述扩径加强层被固定体固定于上述内壁，在上述电缆芯的上述扩径加强层的周围具有加强层，上述固定体隔着上述加强层保持上述扩径加强层，所述超导电缆的固定结构在包括所述加强层的两端部在内的范围内，设置有将上述电缆芯与上述固定体紧贴结合起来的结合部。
本发明第二方面所述的发明具备与本发明第一方面所述的发明同样的构成，并且其特征在于，上述固定体具备与上述扩径加强层的外周面形状对应的形状的套管。
本发明第三方面所述发明具备与本发明第一至第二方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述固定体在内部具有中间连接部，该中间连接部将支撑管、超导导体层、超导屏蔽层和常电导屏蔽层分别在电缆芯的长度方向的2个端部电连接起来，上述中间连接部具有按顺序层叠了支撑管、超导导体层、电绝缘层、超导屏蔽层、常电导屏蔽层和保护层的电缆芯结构，在上述中间连接部中分别连接起来的超导导体层与超导屏蔽层之间具有直径比并非中间连接部的部分的电缆芯的电绝缘层的外径大的扩径加强绝缘层。
本发明第四方面所述发明具备与本发明第三方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，所述超导电缆的固定结构具有的上述扩径加强绝缘层层叠成覆盖在上述中间连接部中的2个电缆芯的锥状电绝缘层之间层叠的电绝缘层与上述锥状的绝缘层的连接部。
本发明第五方面所述发明具备与本发明第三或第四方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述扩径加强绝缘层被绝缘性纸张缠绕。
本发明第六方面所述发明具备与本发明第三至第五方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，所述超导电缆的固定结构除了上述固定体之外还至少具有1个将上述电缆芯固定于上述内壁的辅助固定体，上述辅助固定体的结构为使用棒状或块状的固定用具隔着保持电缆芯的外周的金属环而固定于上述内壁。
本发明第七方面所述发明具备与本发明第一至第六方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述固定体的结构为使用棒状或块状的固定用具隔着覆盖电缆芯的外周的套管而固定于上述内壁。
本发明第八方面所述发明具备与本发明第一至第五方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述固定体以将上述固定盒的内部区域分为两部分的方式固定于上述内壁，在上述固定盒中，夹着上述固定体在其两侧分别形成有1个以上的制冷剂流通孔，上述内壁与上述外壁在上述制冷剂流通孔中被结合起来。
本发明第九方面所述发明具备与本发明第八方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，在上述制冷剂流通孔上接合着制冷剂输送管。
本发明第十方面所述发明具备与本发明第九方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，夹着上述固定体在其两侧形成的上述制冷剂流通孔彼此通过上述制冷剂输送管连接起来。
本发明第十一方面所述发明是一种超导电缆线路的固定结构，其使用本发明第九方面所述的固定结构固定多个超导电缆，其特征在于，按照上述多个超导电缆中的每一个超导电缆而具有固定盒，该各固定盒彼此经由与上述制冷剂流通孔连接的上述制冷剂输送管连接起来。
本发明第十二方面所述发明具备与本发明第十一方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，该超导电缆线路的固定结构成为如下结构：上述多个固定盒内的制冷剂不会夹着上述固定体沿着上述超导电缆流通，而是经由与上述制冷剂流通孔连接的上述制冷剂输送管流通到其他固定盒。
本发明第十三方面所述发明具备与本发明第八或九方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，平行配设有多列上述超导电缆，并且在这些多列超导电缆上隔着上述固定盒以一定间隔架设有循环冷却部，上述循环冷却部具有：第1制冷剂路径，其与多个上述超导电缆的制冷剂路径连通；第2制冷剂路径，其与其他多个上述超导电缆的制冷剂路径连通；以及1台制冷机，其对在上述第1制冷剂路径内和上述第2制冷剂路径内分别循环的制冷剂进行冷却，上述第1制冷剂路径和上述第2制冷剂路径通过夹着上述固定体设置于其两侧的各上述制冷剂流通孔将上述固定盒与固定盒之间连接起来。
本发明第十四方面所述发明具备与本发明第十三方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述循环冷却部仅在上述第1制冷剂路径和上述第2制冷剂路径中的任意一方中设置有制冷剂的循环泵。
本发明第十五方面所述发明具备与本发明第十三或第十四方面所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述循环冷却部针对上述第1制冷剂路径和上述第2制冷剂路径分别具备流入到上述制冷机的冷却部位的流入路径和避开上述制冷机的旁通路径，对上述流入路径和上述旁通路径的制冷剂的流量进行调节，以进行制冷剂的温度控制。
本发明第十六方面所述发明具备与本发明第十三至第十五方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述循环冷却部的第1制冷剂路径和第2制冷剂路径将制冷剂引导至其前后不同列的超导电缆。
本发明第十七方面所述发明具备与本发明第十三至第十五方面中任一项所述发明同样的构成，并且其特征在于，上述循环冷却部的第1制冷剂路径和第2制冷剂路径将制冷剂引导至其前后相同列的超导电缆。
发明的效果
本发明隔着直径缩小了的作为绝缘层的扩径加强层将电缆芯固定于固定盒的内壁，从而能够利用简单的结构来固定电缆芯。
还在电缆芯上形成朝其两端部缩小了直径的扩径加强层，固定体隔着扩径加强层固定电缆芯，因此成为在电缆芯周围及其固定结构中角部和突起较少的结构，因此不易产生电场集中，成为绝缘性能较高的电场设计。
而在构成为固定体具有与扩径加强层的外周面形状对应的形状的套管的情况下，使用该套管将电缆芯固定于固定盒的内壁，因此能够利用简易的结构牢固地固定电缆芯。
另外，构成为在制冷剂流通孔的位置处将固定盒的内壁与外壁结合起来，并且设置固定体将超导电缆的电缆芯与固定盒的内壁固定起来的情况下，仅通过固定固定盒的外壁或隔热管的外管就能牢固地固定电缆芯。进而，由于固定盒具有制冷剂流通孔，因此在以将内壁的内部区域分为两部分的方式设置固定体以固定超导电缆，由于固定体而妨碍了制冷剂的流通的情况下，也能经由制冷剂流通孔来确保制冷剂的流通。
而且由于固定盒的内壁与外壁在制冷剂流通孔的位置处结合起来，因此能够使得结合部位为最小限度，能够降低从结合部位向内部的热侵入。
进而，构成为循环冷却部共用一台制冷机进行第1制冷剂路径和第2制冷剂路径的冷却的情况下，能够降低实现极低温度的昂贵的制冷机的个数，能够飞跃性地降低超导电缆的铺设设备的最初成本。
另外，通过减少制冷机的个数，从而能飞跃性地降低其维护成本。
而将制冷机从2台合并为1台，从而使得电动机等的个数减半，因而电动机的轴承等中的摩擦发热导致的机械损耗变小，能够提高冷冻效率。进而，若以相同输出来进行比较的话，则冷却系统的设置空间能够大约抑制到50％。
附图说明
图1是表示应用了实施方式涉及的超导电缆的固定结构的超导电缆的铺设例的概要图。
图2是表示所铺设的超导电缆的一例的图。
图3是表示中间固定部的2根超导电缆的固定结构的剖面图。
图4是中间固定部的固定盒的内壁的分解立体图。
图5是中间固定部的固定盒的外壁的分解立体图。
图6是制冷剂流通孔的放大剖面图。
图7是表示在固定盒中设置了蛇形管结构的中间固定部的例子的剖面图。
图8是表示固定三相超导电缆的中间固定部的例子的剖面图。
图9是表示制冷剂输送管将2个制冷剂流通孔连接起来的中间固定部的例子的剖面图。
图10是表示在制冷剂输送管中设置了蛇形管结构的例子的剖面图。
图11是表示在固定盒中设置4个制冷剂流通孔的中间固定部的例子的剖面图。
图12是表示将设置了2个制冷剂流通孔的中间固定部和设置了4个制冷剂流通孔的中间固定部应用于超导电缆的铺设现场的情况的例子的简要构成图。
图13是表示具有中间连接部的中间固定部的例子的剖面图。
图14是表示固定用具的其他例子的从与中间固定部的电缆芯垂直的剖面观察的剖面图。
图15是表示固定用具的其他例子的从与中间固定部的电缆芯垂直的剖面观察的剖面图。
图16是表示固定用具的其他例子的从与中间固定部的电缆芯垂直的剖面观察的剖面图。
图17是表示应用了发明实施方式涉及的超导电缆的冷却系统的超导电缆的铺设例的概要图。
图18是表示冷却系统的构成的概要图。
图19是冷却装置的构成图。
图20是表示对三列并行铺设的三根单芯型超导电缆应用冷却系统时的例子的图。
图21是表示对同列超导电缆应用使制冷剂循环的冷却系统时的例子的图。
具体实施方式
[实施方式的概要]
下面根据附图详细说明本发明的实施方式。
图1是表示应用了实施方式涉及的超导电缆的固定结构的超导电缆的铺设例的概要图，图2是表示所铺设的超导电缆的一例的图。
如图1所示，超导电缆10中，由多个超导电缆10将配设在电力的供给方和供给目的地的终端连接部3、3之间连接起来，利用中间连接部15将超导电缆10与超导电缆10连结起来。进而，在终端连接部3、3之间形成作为固定结构的中间固定部20，稳定地保持超导电缆10。
[超导电缆]
图2所示的超导电缆10是在隔热管12内收纳有单芯的电缆芯11的单芯型超导电缆。电缆芯11由支撑管111、超导导体层112、电绝缘层113、超导屏蔽层114、常电导屏蔽层115、保护层116等构成。
支撑管111是用于形成电缆芯11的卷芯，例如是将铜线等常电导线材扭在一起而构成的。支撑管111中被分流有在短路事故时流过超导导体层112的事故电流。
超导导体层112是在支撑管111上螺旋状地缠绕多条超导线材而形成的。图2中使超导导体层112为4层的层叠结构。在稳定运转时在超导导体层112中流过供电电流。
构成超导导体层112的超导线材例如具备在锥状的金属基板上按顺序形成有中间层、超导层、保护层等的层叠结构。在构成超导层的超导体中，代表性的是在处于液氮温度以上的温度时表现出超导的RE类超导体(RE：稀土类元素)、例如化学式YBa2Cu3O7δ所表示的钇类超导体(以下称之为Y类超导体)。还可以是在金属矩阵中形成超导体的锥状超导线材。超导体中可应用铋类超导体、例如化学式为Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)、Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi2223)的结构。
化学式中的δ表示氧不定比量。
电绝缘层113由绝缘性纸张、例如将绝缘纸与聚乙烯膜接合起来的半合成纸、高分子无纺布带等构成，通过缠绕于超导导体层112上而形成为层叠状态。
超导屏蔽层114是将多条超导线材螺旋状地缠绕于电绝缘层113上而形成的。图2中超导屏蔽层114为双层层叠结构。在超导屏蔽层114中，在平稳运转时通过电磁感应而以逆相位流过与导体电流大致相同的电流。构成超导屏蔽层114的超导线材可使用与超导导体层112同样的线材。
常电导屏蔽层115是通过将铜线等常电导线材缠绕于超导屏蔽层114上而形成的。常电导屏蔽层115中被分流有在短路事故时流过超导屏蔽层114的事故电流。
保护层116例如由绝缘纸、高分子无纺布等构成，是缠绕于常电导屏蔽层115上形成的。
隔热管12具有双重管结构，由收纳电缆芯11并填充有制冷剂(例如液氮)的隔热内管121、配设成覆盖隔热内管121的外周的隔热外管122构成。
隔热内管121和隔热外管122例如是不锈钢制的波纹管(带波纹的管)。在隔热内管121和隔热外管122之间例如存在由蒸镀了铝的聚乙烯膜的层叠体构成的多层隔热层(超隔热体)123，被保持为真空状态。另外，隔热外管122的外周被聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯等防蚀层124覆盖。
而在隔热内管121的内侧，插通有电缆芯11，并且有制冷剂循环。即，该隔热内管121的内部区域成为超导电缆10的制冷剂路径。
[中间固定部：整体]
图3是表示中间固定部20的超导电缆10的固定结构的剖面图。中间固定部20具有在内侧收纳超导电缆10的圆筒状的固定盒21、在固定盒21的内部保持超导电缆10的固定体。该固定体构成为包括在内侧保持超导电缆10的作为套管的固定块22、将固定块22固定于固定盒21内的固定用具23。
进而，固定盒21中，夹着位于电缆线路的长度方向中央处的固定用具23而在其两侧具有制冷剂流通孔25a、25b。
[中间固定部：固定盒]
固定盒21以固定状态设置于超导电缆的铺设路径上的中间固定部20的铺设目的位置。
该固定盒21在其两端部通过熔接而连接着超导电缆10的隔热管12的端部。而在连接着各隔热管12的端部壁面上，用于冷却电缆芯11的液状制冷剂(例如液氮)在隔热内管121的内部区域与固定盒21的内部流域中循环，在超导电缆10的隔热内管121与固定盒21(严格来讲是后述的内壁211的内部)之间进行液体制冷剂的流通。
该固定盒21具有圆筒状的内壁211和外壁212的双重壁面结构。
如图4所示，内壁211由4个壁面部件211a～211d构成，它们是将对电缆的长度方向(以下称之为电缆方向)的一方和另一方分为两部分的圆筒部进一步在沿着电缆方向的截断面上分为两部分而得到的。并且，在由壁面部件211a和211b、壁面部件211c和211d构成的2个圆筒部之间夹入后述的固定用具23，壁面部件211a～211d与固定用具23都通过熔接而形成为一体。
另外，内壁211在电缆方向上的两端部被端部壁面211e、211f堵塞，在该端部壁面211e、211f中形成有在中央插入电缆芯11的贯穿孔。而在该贯穿孔中经过直管211g、211h连接有超导电缆10的隔热管12的隔热内管121。并且壁面部件211a～211d、端部壁面211e、211f、直管211g、211h和隔热内管121也全部通过熔接接合起来。
另外，在壁面部件211a和211c的上部形成有用于在内壁211的内部进行制冷剂的流通的贯穿孔，在这些贯穿孔上通过熔接连接着分别构成制冷剂流通孔25a、25b的内管251a、251b。
外壁212在内侧收纳了内壁211的整体，如图5所示，由在沿着电缆方向的截断面将沿着该电缆方向的圆筒部分为两部分的壁面部件212a、212b构成。并且，外壁212的内径大于内壁211的外径，沿着电缆方向的长度也大于内壁211的长度，由此外壁212就能够将内壁211完全收纳于内侧。壁面部件212a和211b通过熔接而形成为一体。
另外，外壁212的电缆长度方向的两端部被端部壁面212e、212f堵塞，在该端部壁面212e、212f上形成有在中央插入电缆芯11的贯穿孔。而该贯穿孔上经过直管212g、212h连接有超导电缆10的隔热管12的隔热外管122。并且壁面部件212a、212b、端部壁面212e、212f、直管212g、212h和隔热外管122也全部通过熔接接合起来。
另外，在壁面部件211a的上部沿着电缆方向并列形成有用于对收纳于外壁212的内侧的内壁211的内部进行制冷剂的流通的2个贯穿孔，这些贯穿孔中通过熔接连接着分别构成制冷剂流通孔25a、25b的外管252a、252b。
如上所述，外壁212在内部收纳内壁211，由此形成外壁212与内壁211的双重壁结构。而外壁212的与内壁211之间的区域进行抽真空，形成隔热结构。
并且，对超导电缆10的隔热内管121与隔热外管122之间的内部区域也通过抽真空实现了隔热结构，也可以将该隔热管12的内部区域与固定盒21的双重壁面的内部区域连通，对它们同时进行抽真空。
如图6所示，制冷剂流通孔25a(25b)具有在内侧插通了上述内管251a(251b)和内管251a(251b)的外管252a(252b)、通过熔接接合于内管251a(251b)和外管252a(252b)双方的上端部并密闭内管251a(251b)与外管252a(252b)之间的间隙空间的圆板253a(253b)。
圆板253a(253b)的外径大于外管252a(252b)，在其中央部形成直径与内管251a(251b)的内径相同的贯穿孔，凭借该贯穿孔和内管251a(251b)来进行制冷剂的流通。
在制冷剂流通孔25a(25b)中，向内管251a(251b)中插入连接了制冷剂输送管30。该制冷剂输送管30为由内管301和外管302构成的双重结构，其插入端部被堵塞。而内管301与外管302的间隙空间被抽真空而形成隔热结构。
而在制冷剂输送管30的插入端部附近形成有凸缘部33，该凸缘部33的外径与上述制冷剂流通孔25a(25b)的圆板253a(253b)大致相等，凸缘部33与圆板253a(253b)通过螺栓紧固而连结。
还可以在内管251a(251b)与制冷剂输送管30之间插入设置O型环等密封部件。
配管的端部是易于产生热侵入的部位，而制冷剂流通孔25a(25b)与制冷剂输送管30都为双重管结构，它们之间通过真空化而实现了隔热结构，并且采用一方插入到另一方中的连结结构，因而能防止热侵入，有效防止内部制冷剂的温度上升。
[中间固定部：固定块]
如图3所示，通过固定体固定，在超导电缆10的电缆芯11在作为其最外层的保护层116的表面形成有缠绕绝缘纸张而层叠的扩径加强层201。该扩径加强层201在电缆方向中央部形成外径均匀的等径部201a，在两端部形成随着离开中央部而直径逐渐缩小直到成为与电缆芯11相同直径的锥形部201b、201b。并且，对该扩径加强层201牢固地进行绝缘纸张的缠绕，以使其不会沿着电缆芯11产生滑动。
而在上述扩径加强层201的外周面上层状地缠绕镀铜线而形成加强层202。该加强层202也可以通过层叠铜的编织线而形成。
对于加强层202的外周形状，按照下层的扩径加强层201的形状形成有两端具备锥形的扩径部。
固定体的固定块22为圆筒状，在经过扩径加强层201和加强层202而使电缆芯11插通的状态下进行保持。
在电缆方向上，在大致与固定块22的保持范围相同的范围形成加强层202，由于该加强层202是缠绕了预定厚度的镀铜线层或铜的编织线层，因而在固定块22保持着超导电缆10的电缆芯11的状态下，发挥作为缓冲材料的功能，能够在由于温度变化而热伸缩时等保持电缆芯11。
固定块22的外部形状形成为在电缆的长度方向的两端部直径缩小的大致圆筒状。而在固定块22的内侧以通过扩径加强层201而扩大了直径的加强层202的扩径部的外周形状能够嵌合的形状形成有凸状部，能够在嵌合状态下包围保持扩径加强层201和加强层202。
并且，固定块22以利用被沿着其中心线的剖面截断为两部分的半圆等部件夹住电缆芯11的方式进行包围保持，彼此熔接而形成为一体。如上，固定块22采取分割结构，从而能够易于进行对于电缆芯11的安装作业。
而在该包围保持状态下，在固定块22的两端部，包括加强层202的两端部在内的范围内涂覆作为结合部的热硬化性树脂24、24，直到电缆芯11为止，将电缆芯11固定于固定块22。
另外，可以采用在不会从固定块22超出的范围内形成加强层202，热硬化性树脂24直接将固定块22与电缆芯11固定的结构。
并且，热硬化性树脂24可使用作为玻璃纤维等加强纤维与环氧树脂等热硬化性树脂的混合物的纤维强化塑料(FRP)。
[中间固定部：固定用具]
固定用具23通过螺栓紧固而固定于固定块22的外周面上的电缆方向中间处。该固定用具23形成为在以电缆芯11为中心的半径方向延伸出去的凸缘状，其外径被设定为大于固定盒21的内壁211的外径，且小于外壁212的内径。而如上所述，固定用具23在被将内壁211分割为两部分而得到的圆筒夹住的状态下通过熔接而被接合。由此，固定用具23能够从全方位保持电缆芯11。
并且，固定用具23也与固定块22同样地由被沿着其中心线的截面分割为两部分后的半圆状部件构成，在安装于固定块22的外周面上时彼此通过熔接而形成为一体。
并且，固定盒21的内壁211的内部区域被固定用具23分离为空间A和空间B。因此在固定盒21内，制冷剂无法从空间A直接流通到空间B，而例如从与空间A侧连接的超导电缆10的隔热管12流入的制冷剂通过制冷剂流通孔25a流出，从而实现空间A内的流通(或从制冷剂流通孔25a流向隔热管12)，从与空间B侧连接的超导电缆10的隔热管12流入的制冷剂通过制冷剂流通孔25b流出，从而实现空间B内的流通(或从制冷剂流通孔25B流向隔热管12)。
[固定结构：作用效果]
在上述超导电缆10的中间固定部20，固定盒21的内壁211与外壁212通过制冷剂流通孔25a、25b的圆板253a、253b结合起来，并且设置固定用具23将超导电缆10与固定盒21的内壁211固定起来，因此仅通过固定固定盒21的外壁212或隔热管12的隔热外管122就能在以电缆芯11为中心的全方位上牢固地固定电缆芯11。进而，由于固定盒21具有制冷剂流通孔25a、25b，因此内壁211的内部区域被固定用具23分为空间A和空间B这两部分，即使在妨碍到彼此的流通的情况下，也能够经由制冷剂流通孔25a、25b确保制冷剂的流通。
而通过使用固定体保持电缆芯11的保护层116，从而无需直接保持高电压的导体部分(支撑管111、超导导体层112)，因而在从高电压的导体部分接地的壳体部分间的沿面上几乎不会发生电场集中。即无需进行复杂的绝缘设计(电场设计)。
进而，固定盒21的内壁211与外壁212通过制冷剂流通孔25a、25b的圆板253a、253b结合起来，因此能够使得结合部位为最小限度，能够减少从结合部位向内部的热侵入。
[固定盒的其他例子]
图7表示在固定盒21中设置蛇形管结构27的例子。如图所示，可以在处于固定盒21的外壁212上的2个制冷剂流通孔25a、25b中设置蛇形管结构27。本例中形成了2个蛇形管结构27、27，它们也可以形成为一体。
蛇形管结构27是在圆筒状的外壁212的整周上形成的蛇腹形状部，允许使外壁212沿着电缆方向伸缩的挠曲变形和以电缆芯11的挠曲方向为基准的挠曲变形。
由此，即使在超导电缆10的隔热管12和电缆芯11产生了热伸缩等导致的挠曲、伸缩等变形的情况下，也能在允许这种情况的同时进行电缆芯11的保持。
蛇形管结构27不仅可设置于外壁212，还可以设置于内壁211。
[超导电缆为三相电缆的情况]
图8表示作为三相电缆的超导电缆10A的中间固定部20A。
超导电缆10A为三相电缆的情况下，上述电缆芯11在被搓成三根螺旋状的状态下收纳于隔热管12内。
中间固定部20A与1根电缆芯11的情况同样地保持处于搓在一起的状态的电缆芯11A。即，该中间固定部20A构成为使用玻璃纤维等加强纤维与环氧树脂等热硬化性树脂的混合物(纤维强化塑料：FRP)层28覆盖被搓在一起的状态的电缆芯11A的表面，在该混合物层28之上形成扩径加强层201和加强层202，从其上由固定体进行保持。而混合物层28以外的构成都与上述中间固定部20相同。
凭借该中间固定部20A，由三相电缆构成的超导电缆10A也能享受与超导电缆10同样的效果并进行固定。
并且，电缆芯11不限于3根，对于由2根或4根以上的其他相电缆构成的超导电缆，也能由上述中间固定部20A有效地进行固定。
[2个制冷剂流通孔的连接例]
如图9所示，上述固定盒21的制冷剂流通孔25a和25b也可以由1根制冷剂输送管30连结为彼此可进行制冷剂的流通。由此，流入到固定盒21的内壁211的内部空间A的制冷剂通过制冷剂输送管30移动到空间B，或者流入到空间B的制冷剂移动到空间A，可实现制冷剂在固定盒21内的空间A与空间B之间的流通。
而如图10所示，也可以在制冷剂输送管30的中途部分形成蛇腹形状的蛇形管部311。这样在固定盒21产生挠曲时可通过制冷剂输送管30的蛇形管部311允许这种挠曲，即使在这种情况下也能够确保制冷剂良好的流通。而如上所述，当制冷剂输送管30的蛇形管部311是在固定盒21的外壁212上形成了蛇形管部时，尤其在发生外壁212的变形挠曲时能有效地应对这种情况。
[利用固定盒设置了多个制冷剂流通孔时的例子]
关于上述中间固定部20举例示出了在固定盒21的上部设置了2个制冷剂流通孔25a、25b的情况，而制冷剂流通孔的数量不限于2个，可以在固定盒21中设置更多的制冷剂流通孔。例如在图11所示的中间固定部20B中，在固定盒21B的下部也设置了2个制冷剂流通孔25c、25d。
该2个制冷剂流通孔25c、25d也与2个制冷剂流通孔25a、25b同样地隔着内壁211的固定用具23分别与一个空间A和另一个空间B连接。
图12示出表示使用图3的中间固定部20和图11的中间固定部20B固定了3根超导电缆10的超导电缆线路的固定结构的设置例。
3根超导电缆10彼此平行铺设。在图1的例子中，使制冷剂沿着1根超导电缆10流通，而在如图12所示平行铺设多个超导电缆10的情况下，可以将沿着各超导电缆10相邻的各个中间固定部20(或20B)与在各超导电缆10的排列方向上相邻的各个中间固定部20(或20B)连结起来，呈网格状形成制冷剂的循环路径。
例如，两端的2根超导电缆10以预定间隔配置中间固定部20，处于它们之间的超导电缆10以相同间隔配置中间固定部20B，用2根制冷剂输送管30连结在各超导电缆10的排列方向上相邻的各个中间固定部20(或20B)。此时，中间固定部20B与两个相邻的中间固定部20、20连结，因而中间固定部20B上方的2个制冷剂流通孔25a、25b经由制冷剂输送管30、30与一个中间固定部20的制冷剂流通孔25a、25b连结，中间固定部20B下方的2个制冷剂流通孔25c、25d经由制冷剂输送管30、30与另一个中间固定部20的制冷剂流通孔25a、25b连结。
并且在一个中间固定部20与中间固定部20B之间配设有使制冷剂在预定方向循环的循环泵31和用于冷却制冷剂的制冷机32。
由此，能够在与3根超导电缆10相邻设置的共计6个中间固定部20、20B之间呈网格状形成一定方向的循环路径。
并且在固定多个超导电缆10的情况下，无需将中间固定部20彼此连接起来，可使用由制冷剂输送管连接了2个制冷剂流通孔的中间连接部20(图9、10)。
[具有中间连接部的中间固定部]
上述中间固定部20、20A、20B都固定了电缆芯11的不具备中间连接部的部分，也可以在内部具有将2根超导电缆10在长度方向上连接时的电缆芯11彼此的中间连接部15，在固定该中间连接部15时使用与中间固定部20等相同构成的中间固定部20C。
图13示出具有2根超导电缆10的中间连接部15的中间固定部20C。
首先如下地连接2根超导电缆10。
即，使电缆芯11从各超导电缆10的连接端部突出一定长度而从隔热管12露出。进而，分别使电绝缘层113、超导屏蔽层114、常电导屏蔽层115、保护层116退避，使得支撑管111和超导导体层112处于朝连接端部侧突出预定长度的状态。此时，仅有层叠了绝缘纸等的电绝缘层113的形状被设置为其连接端部侧的形状随着朝向该连接端部而直径逐渐缩小，在其连接端部形成圆锥113a。
而且使支撑管111彼此相对，进行连接端部彼此的熔接，从而以使得支撑管111彼此的熔接部的外径相同的方式进行成型，将退避到后方的超导导体层112重新缠绕到支撑管111上。
而且在2个超导导体层112的连接端部的上表面经由焊料以架设状态粘贴连接用超导线材(省略图示)，以使得各超导导体层112的超导层导通，进行各超导导体层112的电连接。并且，还可以使用焊接逐根地连接构成超导导体层112的超导层的超导线材。
在作为本发明的实施方式的超导电缆10的固定结构中，对于如上连接的2个超导电缆10的支撑管111和超导导体层112，与电绝缘层113同样地在其周围缠绕绝缘性纸张进行层叠，形成连接绝缘层113c作为电绝缘层。连接绝缘层113c以能够完全掩埋至少利用彼此相对的2个锥形113a、113a而进行了缩径的部位的范围来形成。此时，超导导体层112的连接部相比通常部位需要对周围实现更为严密的绝缘，因而在连接绝缘层113c形成之后继续进行绝缘性纸张的缠绕，直到大于电绝缘层113的外径为止，从而形成扩径加强绝缘层113b。
该扩径加强绝缘层113b以充分大的宽度形成，以便能够覆盖作为电绝缘层113的2个锥形113a、113a与连接绝缘层113c的边界的2处结合部位。
进而，在2个超导屏蔽层114之间形成连接用超导屏蔽层114c，在超导屏蔽层114与连接用超导屏蔽层114c的连接端部的上表面，经由焊料以架设状态粘贴连接用超导线材114a，以使得各超导屏蔽层114和连接用超导屏蔽层114c的超导层导通，实现各超导屏蔽层114的电连接。还可以利用焊接逐根地连接构成超导屏蔽层114的超导层的超导线材与构成连接用超导屏蔽层114c的超导层的超导线材。
另外，还可以不配置连接用超导屏蔽层114c，而是在超导屏蔽层114彼此的连接端部上表面经由焊料以架设状态粘贴连接用超导线材114a，以使得各超导屏蔽层114的超导层导通，实现各超导屏蔽层114的电连接，还可以利用焊接逐根地连接构成超导屏蔽层114的超导层的超导线材。
在连接超导屏蔽层114后，在未形成常电导屏蔽层115的部分配置连接用常电导体115a，利用焊接将各常电导屏蔽层115与连接用常电导体115a的连接端部彼此连接起来，使得常电导屏蔽层115彼此连接。
在连接常电导屏蔽层115以后，在未形成保护层116的部分与保护层116同样地缠绕绝缘纸、高分子无纺布等进行层叠，形成连接保护层116a。
如上所述，在上述扩径加强绝缘层113b的外周面上，在各超导电缆10的连接端部按顺序再次形成当时曾退避的超导屏蔽层114、常电导屏蔽层115、保护层116。
然后在重新形成的保护层116的外周面上形成在保护层116的表面缠绕绝缘纸张进行层叠而获得的扩径加强层201。加强层202、固定体的固定块22与图3的情况相同。
本实施方式的情况下，为了降低超导屏蔽层114的连接部位处的损伤，优选在固定体的固定块22的包围保持部位不包含超导屏蔽层114的连接部(在图13中相当于连接用超导线材114a与超导屏蔽层114、连接用超导屏蔽层114c的连接部分)。
如本实施方式所述，中间固定部20C兼作为连接长度方向的超导电缆10时所形成的中间连接部15和中间固定部20，从而能够减少固定盒21和连接箱的数量，能够减少热侵入。
另外，上述中间连接部15使用新的绝缘层113c将在超导导体层112彼此的连接部中相对的绝缘层113、113的锥形113a、113a之间进行掩埋，使用直径大于绝缘层113的扩径加强绝缘层113b覆盖该绝缘层113c的两端的结合部，因此能防止电场的集中，获得较高的绝缘性能。
进而，中间固定部20C的被支撑于固定盒21的内壁211上的固体用具23利用套管状的固定块22从外侧包围保持中间连接部15，因此能够通过简单的结构牢固地对超导电缆10固定电缆芯。
另外，在电缆芯11上形成直径朝其两端部逐渐缩小的扩径加强层201，通过与其外周面形状对应的形状的固定块22进行固定，因此成为在电缆芯11的周围及其固定结构中角部和突起较少的结构，不易产生电场集中，成为绝缘性能较高的电场设计。
并且关于上述固定盒21举例示出的是圆筒状，然而对于形状不做特别限定，例如可以是长方体等形状。
并且，该中间固定部20C从外侧仅固定了中间连接部15，然而还可以附加隔着扩径加强层201、加强层202、固定块22、固定用具20将中间连接部15的电缆芯11的长度方向的两侧或单侧也固定支撑于固定盒21的内壁211上的结构。
[固定用具的其他例子]
上述中间固定部20、20A、20B、20C都利用凸缘状的1个固定用具23固定了电缆芯，而固定用具的形状、结构、个数不限于此。
例如，图14是从垂直于电缆芯11的剖面观察的剖面图，如图所示，构成为在固定块22的长度方向中间位置处嵌入外周面被分为两部分的加强用金属环231并通过熔接将彼此固定，然后在金属环231的外周的直径方向的两端部位置处设置棒状或块状的2个固定用具232、232，将该两端部熔接，从而形成将金属环231与固定盒21的内壁211之间固定的结构。
另外，若能充分确保强度，则固定用具232尽可以如图15所示仅为1个，也可以为了进一步牢固地进行固定而如图16所示，利用更多的固定用具232(图16的例子中为3个)进行固定。
另外，关于电缆芯11的中间连接部15以外的部位，可以与上述固定体一起被辅助固定用具固定于固定盒21的内壁211上。该辅助固定用具包括直接安装于电缆芯11的中间连接部15以外的部位的外周而进行保持的金属环(与上述金属环231为相同结构)、固定该金属环与固定盒21的内壁211之间的棒状或块状的1个或多个固定用具(与上述固定用具232为相同结构)，在固定盒21内对电缆芯11的中间连接部15以外的绝缘性较高的部位进行辅助性固定。
[超导电缆线路的固定结构的其他例子(1)]
下面说明超导电缆线路的固定结构的其他例子。该超导电缆线路的固定结构构成为使用图3的中间固定部20和图11的中间固定部20B固定2根超导电缆线路，特征在于应用了使用循环冷却部40的冷却系统4。
图17是表示超导电缆线路的固定结构的铺设例的概要图。
如图17所示，在电力的供应方和供给目的地分别配设有终端连接部3、3，在它们之间通过中间固定部20支撑着超导电缆线路。
另外，在冷却系统4中，在并排两列形成上述超导电缆线路的列的情况下，以从设置在各线路的长度方向的相同位置处的一个中间固定部20到另一个中间固定部20进行架设的状态设有循环冷却部40。
并且，超导电缆线路是从一个目的地(终端连接部3)连接到另一个目的地(终端连接部3)的超导电缆，既可以通过1根超导电缆10构成该超导电缆线路，也可以通过上述中间连接部15将多个超导电缆10相连构成该超导电缆线路。而将多个超导电缆10相连的情况下，使用中间固定部20C代替中间固定部20。在以下说明中，举例示出用1根超导电缆10构成超导电缆线路的情况。
[循环冷却部]
图18是表示超导电缆10、中间固定部20和循环冷却部40的构成的概要图。如图所示，循环冷却部40以架设状态设置于在由超导电缆10构成的超导电缆线路的2个列的长度方向的相同位置处设置的中间固定部20、20上。
循环冷却部40具有由从由超导电缆10构成的超导电缆线路的一列的中间固定部20架设到另一列的中间固定部20的制冷剂输送管构成的第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42、分别设置于第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42上的循环泵43、44、对分别在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中流动的制冷剂进行冷却的冷却装置45。
第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42与上述图6的制冷剂输送管30为相同结构，都由内管411、421和外管412、422所构成的双重结构构成，内管411、421与外管412、422之间的内部区域被抽真空而实现了隔热结构。而各制冷剂路径41、42的端部分别插入到上述中间固定部20的制冷剂流通孔25a、25b中而连接。在各制冷剂路径41、42的端部和中间固定部20的制冷剂流通孔25a、25b的端部分别形成有凸缘部，通过螺纹紧固而将彼此的凸缘部连结起来。还可以使各制冷剂路径41、42的内管411、421与外管412、422之间的内部区域同中间固定部20的固定盒21的内壁211与外壁212之间的区域连通起来，对这些区域同时进行抽真空。
另外，第1制冷剂路径41与被中间固定部20的固定用具23隔开的一个内部区域连接，第2制冷剂路径42与被固定用具23隔开的另一个内部区域连接。
基于该结构，循环冷却部40的第1制冷剂路径41利用相邻的其他循环冷却部40的第2制冷剂路径42和处于这2个循环冷却部40之间的2个超导电缆10的隔热管12形成制冷剂的循环路径R。
循环泵43在第1制冷剂路径41中向预定方向(图18的下方)送出制冷剂，循环泵44在第2制冷剂路径42中向反方向(图18的上方)送出制冷剂。由此，使得制冷剂在循环路径R中朝一定方向(图18的顺时针方向)循环。
该超导电缆线路的固定结构的例子的特征在于，在1个循环冷却部40中对于在第1制冷剂路径41中流动的制冷剂和在第2制冷剂路径42中流动的制冷剂共用单体的冷却装置45进行冷却。
图19是冷却装置45的构成图。冷却装置45具有对在该装置内循环的预定制冷剂重复进行蒸发-压缩-凝缩-膨胀的循环的制冷机451、和从第1和第2制冷剂路径41、42内的制冷剂吸热的作为冷却部位的热交换器452。
对此，在第1和第2制冷剂路径41、42中分别具有在热交换器452内通过的流入路径413、423和与该流入路径413、423并列设置并避开热交换器452的旁通路径414、424，在旁通路径414、424中还设有在该路径内通过的制冷剂的流量调节阀415、425。
进而，在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中的冷却装置45的紧挨的下游侧设置有进行制冷剂的温度检测的温度传感器453、454，这些温度传感器453、454对进行2个流量调节阀415、425的流量控制的温度控制电路455进行检测温度的信号输出。
上述流量调节阀415、425是能够按照来自温度控制电路455的控制信号分别进行流量调节的控制阀，温度控制电路455执行流量调节阀415、425的控制以使得各制冷剂路径41、42内的制冷剂的温度在适当的温度范围内(例如制冷剂为液氮的情况下为64～77K)。即，在温度传感器453(或454)的检测温度低于适当范围的情况下，进行增大流量调节阀415(或425)的开度以降低通过热交换器452的制冷剂的流量的控制，而在检测温度高于适当范围的情况下，进行减小流量调节阀415(或425)的开度以增加通过热交换器452的制冷剂的流量的控制。
冷却装置45可使用具有能够将规定流量的制冷剂冷却至比适当温度还低的温度的容量的装置。
在2个终端连接部3、3之间，由所有的超导电缆10构成的超导电缆线路在各个循环路径R之中，制冷剂被冷却装置45冷却至预定温度并通过循环泵43、44进行循环，该电缆芯11被冷却至适当温度。因此在超导电缆10中，其电阻充分降低，能够从一个终端连接部3向另一个终端连接部3进行供电。
而在各超导电缆10中，由于来自外部的热侵入和自身发热而使得制冷剂的温度上升，而在各循环冷却部40中，在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中流动的制冷剂的温度始终由温度传感器453、454进行检测，并被温度控制电路455监视，将制冷剂维持在适当的极低温度，因此抑制了制冷剂的温度上升，能够在超导电缆10中避免电阻值的上升。
进而，在循环冷却部40中，在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中共用冷却装置45的制冷机451，因此能够将实现极低温度的昂贵的制冷机451的个数减半，能够飞跃性地降低超导电缆10的铺设设备的最初成本。
而通过减少制冷机451的个数，还能飞跃性地降低维护成本。而通过将2台合并为1台，使得电动机等的个数也减半，因而使得电动机的轴承等中的摩擦发热导致的机械损耗变少，能够提升冷冻效率。
而在超导电缆的铺设场所为都市的地下时，优选尽可能减小冷却系统的设置空间，因而根据本发明的实施方式，根据相同输出进行比较的话可将设置空间抑制到大约50％。
另外，在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中设置对于冷却装置45的流入路径413、423和旁通路径414、424，并具有按照温度传感器453、454的检测温度控制流量调节阀415、425的温度控制电路455，因此能够在各循环路径R中实现制冷剂温度的适当化，能够稳定地进行利用超导的供电。
[超导电缆线路的固定结构的其他例子(2)]
在图18所示的超导电缆线路的固定结构的例子中，举例示出了对并行铺设两列的单相单芯型超导电缆10应用冷却系统4的情况，然而不限于此。例如在并行铺设两列将三芯电缆芯11一并收纳于隔热管12内的三芯一并型超导电缆的情况下也能与上述实施方式完全相同地设置冷却系统4。
另外，在提供三相电流时，在并行铺设了3列由3根单芯型超导电缆10构成的超导电缆线路的情况下，如图20所示的例子那样，可以构成设置了架设在3列超导电缆10上的循环冷却部40A的冷却系统4A。即，在该循环冷却部40A中，利用平行铺设的3列超导电缆10供给相位不同的三相电流，以架设于按照每列设置在同一位置上的3个中间固定部20上的方式形成第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42。
在图示的例子中，仅与从上方起第2列超导电缆10连接的中间固定部20B(参见图11)在上下两方连接第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42。形成如下的循环路径RA：在最上列的超导电缆10中通过的制冷剂分支流到从上方起第2列超导电缆10和第3列超导电缆10中，此后合流后再次流到最上列的超导电缆10。
在使用上述构成的冷却系统4A的情况下，在各循环冷却部40A中也设置在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42共用的一台冷却装置45。由此能获得与上述冷却系统4同样的效果。
而在该冷却系统4A中，如上所述，最上列的超导电缆10的制冷剂流量多，其他两列超导电缆10的制冷剂流量少。然而由于循环冷却部40A的冷却装置45能够根据各制冷剂路径的检测温度控制通过热交换器452的制冷剂的流量，因而可执行在第1制冷剂路径41中减少通过热交换器452的制冷剂的流量，在第2制冷剂路径42中增加通过热交换器452的制冷剂的流量的控制，任意列的超导电缆10都被维持大致相同的极低温度，能够在均匀的状态下进行供电。
[超导电缆线路的固定结构的其他例子(3)]
另外，冷却系统4的循环冷却部40具备2台循环泵43、44，而在其给排水能力足够高的情况下，如图21所示，可以构成为在局部包含不具有循环泵的循环冷却部40B的冷却系统4B。
即，在该循环冷却部40B中，在由并行铺设的超导电缆10构成的超导电缆线路的一列中设置的中间固定部20(图21的上侧的中间固定部20)的制冷剂流通口25a、25b与冷却装置45的流入路径413的一端和另一端连接，在病行铺设的超导电缆10的另一列设置的中间固定部20(图21的下侧的中间固定部20)的制冷剂流通口25a、25b与冷却装置45的流入路径423的一端和另一端连接。
由此，包含循环冷却部40B的冷却系统4B的制冷剂循环路径RB不存在如上述循环路径R所示的那样在循环冷却部40中从一个超导电缆线路向另一个超导电缆线路的转移，以经由循环冷却部40B沿着相同的超导电缆线路流动的方式进行制冷剂的循环。
这种情况下，冷却装置45的流入路径413相当于“第1制冷剂路径”，冷却装置45的流入路径423相当于“第2制冷剂路径”。
如上构成冷却系统4B，从而能够减少能够进行极低温度下的循环的循环泵的使用个数，实现其最初成本和维护成本的降低。
[其他]
以上，根据实施方式具体说明了本发明人实施的发明，然而本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离该主旨的范围内进行变更。
另外，以上举例示出了在上述冷却系统4(或4A或4B)中，在每个中间固定部20中设置循环冷却部40(或40A或40B)的情况，然而可以任意调节循环冷却部40(或40A或40B)的配设间隔。例如可以在多个中间固定部20中以一个间隔设置循环冷却部40(或40A或40B)。
而在上述循环冷却部40(或40A)中，在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中分别设置了循环泵43、44，然而也可以构成为仅在第1制冷剂路径41和第2制冷剂路径42中的任一方中设置循环泵。这种情况下在1个循环路径R(或RA)中至少具有1台循环泵，因此能够对制冷剂进行循环。
由此就能够减少能够在极低温度下使用的循环泵的个数，实现最初成本和维护成本的降低。
而在各制冷剂路径41、42中，将循环泵43、44配设于冷却装置45的上游侧，由此即使从循环泵43、44产生的热传递到制冷剂，也能迅速进行冷却。其中，在从循环泵43、44传递的热量足够小的情况下，也可以将循环泵43、44配设于冷却装置45的下游侧。
举例示出了在上述循环冷却部40、40A或40B中都由1个超导电缆10构成超导电缆线路的情况，也可以由将端部彼此连接起来的多个超导电缆10构成超导电缆线路。这种情况下，优选中间固定部20、20A如上述中间固定部20C(参见图13)的例子所示那样，利用中间连接部15将超导电缆10彼此连结起来，通过与中间固定部20C同样的支撑结构进行支撑。
工业应用性
在具有固定结构来设置为了输送电力而处于极低温度的超导电缆的领域中具有应用性。
标号说明
10超导电缆；11电缆芯；111支撑管；112超导导体层；113电绝缘层；113a锥形；113b扩径加强绝缘层；113c连接绝缘层(电绝缘层)；114超导屏蔽层；115常电导屏蔽层；116保护层；12隔热管；121隔热内管(内管、制冷剂路径)；122隔热外管(外管)；15中间连接部；20、20A、20B、20C中间固定部(固定结构)；21固定盒；211内壁；212外壁；22固定盒(固定体、套管)；23固定用具(固定体)；24热硬化性树脂(结合部)；25a、25b、25c、25d制冷剂流通孔；30制冷剂输送管；201扩径加强层；201a等径部；201b锥形部；202加强层；3终端连接部；4、4A、4B冷却系统；40、40A、40B循环冷却部；41第1制冷剂路径(制冷剂输送管)；42第2制冷剂路径(制冷剂输送管)；411、421内管；412、422外管；413流入路径(第1制冷剂路径)；423流入路径(第2制冷剂路径)；414、424旁通路径；415、425流量调节阀；43、44循环泵；45冷却装置；451制冷机；452热交换器(冷却部位)；453、454温度传感器；455温度控制电路。

Claims (17)

1.一种超导电缆的固定结构，该超导电缆具有：具有支撑管和超导导体层的电缆芯；以及收纳上述电缆芯，并具备由内管和外管构成的隔热结构的隔热管，该超导电缆的固定结构的特征在于，具有：
固定盒，其与上述隔热管连接，具备由内壁和外壁构成的隔热结构，上述电缆芯贯穿上述固定盒；以及
固定体，其将上述电缆芯固定于上述固定盒的内壁，
制冷剂能够在上述固定盒的内壁的内侧流通，
该超导电缆的固定结构具有形成于上述电缆芯上且朝向两端部直径缩小的作为绝缘层的扩径加强层，
上述电缆芯隔着上述扩径加强层被上述固定体固定于上述内壁，
在上述电缆芯的上述扩径加强层的周围具有加强层，
上述固定体隔着上述加强层保持上述扩径加强层，
上述超导电缆的固定结构在包括上述加强层的两端部在内的范围内，设置有将上述电缆芯与上述固定体紧贴结合起来的结合部。
2.根据权利要求1所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，上述固定体具备与上述扩径加强层的外周面形状对应的形状的套管。
3.根据权利要求1所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，
上述电缆芯在上述超导导体层的外周具有电绝缘层，在上述固定盒内，上述电缆芯具有中间连接部，该中间连接部具有上述电绝缘层的连接部，
在上述中间连接部的上述电绝缘层的连接部的外周具有直径比并非上述中间连接部的部分的电绝缘层的外径大的扩径加强绝缘层。
4.根据权利要求3所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，上述扩径加强绝缘层层叠成覆盖在上述中间连接部中的2个电缆芯的锥状电绝缘层之间层叠的电绝缘层与上述锥状的绝缘层、以及在上述锥状电绝缘层之间层叠的电绝缘层的连接部。
5.根据权利要求3或4所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，上述扩径加强绝缘层被绝缘性纸张缠绕。
6.根据权利要求1或2所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，
所述超导电缆的固定结构还至少具有1个将上述电缆芯固定于上述内壁的辅助固定体，
上述辅助固定体的结构为使用棒状或块状的固定用具隔着保持上述电缆芯的外周的金属环而固定于上述内壁。
7.根据权利要求1或2所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，上述固定体的结构为使用棒状或块状的固定用具隔着覆盖上述电缆芯的外周的套管而固定于上述内壁。
8.根据权利要求1所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，
上述固定体以将上述固定盒的内部区域分为两部分的方式固定于上述内壁，
在上述固定盒中，夹着上述固定体在其两侧分别形成有1个以上的制冷剂流通孔，上述内壁与上述外壁在上述制冷剂流通孔中被结合起来。
9.根据权利要求8所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，在上述制冷剂流通孔上接合着制冷剂输送管。
10.根据权利要求9所述的超导电缆的固定结构，其特征在于，夹着上述固定体在其两侧形成的上述制冷剂流通孔彼此通过上述制冷剂输送管连接起来。
11.一种超导电缆线路的固定结构，其使用权利要求9所述的固定结构固定多个超导电缆，其特征在于，
上述多个超导电缆分别具有固定盒，该各固定盒彼此经由与上述制冷剂流通孔连接的上述制冷剂输送管连接起来。
12.根据权利要求11所述的超导电缆线路的固定结构，其特征在于，该超导电缆线路的固定结构成为如下结构：上述多个固定盒内的制冷剂不会夹着上述固定体沿着上述超导电缆流通，而是经由与上述制冷剂流通孔连接的上述制冷剂输送管流通到其他固定盒。
13.一种超导电缆线路的固定结构，其使用权利要求8或9所述的固定结构，其特征在于，
平行配设有多列上述超导电缆，并且在这些多列超导电缆上隔着上述固定盒以一定间隔架设有循环冷却部，
上述循环冷却部具有：
第1制冷剂路径，其与多个上述超导电缆的制冷剂路径连通；
第2制冷剂路径，其与其他多个上述超导电缆的制冷剂路径连通；以及
1台制冷机，其对在上述第1制冷剂路径内和上述第2制冷剂路径内分别循环的制冷剂进行冷却，
上述第1制冷剂路径和上述第2制冷剂路径通过夹着上述固定体设置于其两侧的各上述制冷剂流通孔将上述固定盒之间连接起来。
14.根据权利要求13所述的超导电缆线路的固定结构，其特征在于，上述循环冷却部仅在上述第1制冷剂路径和上述第2制冷剂路径中的任意一方中设置有制冷剂的循环泵。
15.根据权利要求13所述的超导电缆线路的固定结构，其特征在于，
上述循环冷却部针对上述第1制冷剂路径和上述第2制冷剂路径分别具备流入到上述制冷机的冷却部位的流入路径和避开上述制冷机的旁通路径，
对上述流入路径和上述旁通路径的制冷剂的流量进行调节，以进行制冷剂的温度控制。
16.根据权利要求13所述的超导电缆线路的固定结构，其特征在于，上述循环冷却部的第1制冷剂路径和第2制冷剂路径将制冷剂引导至其前后不同列的超导电缆。
17.根据权利要求13所述的超导电缆线路的固定结构，其特征在于，上述循环冷却部的第1制冷剂路径和第2制冷剂路径将制冷剂引导至其前后相同列的超导电缆。
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