JP2001525649A - 高電圧電力ケーブル終端 - Google Patents

高電圧電力ケーブル終端

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JP2001525649A
JP2001525649A JP2000523729A JP2000523729A JP2001525649A JP 2001525649 A JP2001525649 A JP 2001525649A JP 2000523729 A JP2000523729 A JP 2000523729A JP 2000523729 A JP2000523729 A JP 2000523729A JP 2001525649 A JP2001525649 A JP 2001525649A
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conductive
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マッツ、レイヨン
クリスチャン、サッセ
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エービービー エービー
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Abstract

(57)【要約】 電流リード（３）と、内部の第１のチューブ手段（５）と、低温で改善される導電性を有し、第１のチューブ手段の周囲に配置されて、使用時に、第１のチューブ手段（５）を通って流れる極低温流体により低温度まで冷却されることを意図される外部導電性手段とを有する電力ケーブル（２）と、前記第１のチューブ手段（５）の一端または近接する一端において電流リード（３）をケーブルの一端における導電性手段に電気的に接続する連結手段（４）と、この連結手段（４）における又は連結手段に近接している第１のチューブ手段（５）に通じて極低温流体を第１のチューブ手段（５）へまたは第１のチューブ手段（５）から運ぶ第２のチューブ手段（１０）と、を備え、使用時に、それらのチューブにより運ばれる極低温流体が連結手段（４）において導電性手段または電流リード（３）に接触しないように第１のチューブ手段および第２のチューブ手段（５、１０）は配置されている高電圧電力ケーブル終端（１）。また、本発明は、そのような終端を有する高電圧誘導装置等の電気装置にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、極低温高電圧装置を室温の高電圧線に接続するための電力ケーブル
終端に関するものである。とくに、本発明は、高温超伝導電力ケーブル用終端な
どの、超伝導電力ケーブル終端に関するものであるが、それに限定されるもので
はない。本発明はまた、そのような終端が設けられている電力ケーブル、および
、そのような終端が設けられている電力変圧器または発電機などの、電気装置に
関するものである。このケーブル終端は非常に高い動作電圧、たとえば、８００
ｋＶまたはそれ以上まで、を取り扱うことができることを意図したものである。
【０００２】
【従来の技術】背景技術 超伝導電力ケーブル用終端には２つの主な機能がある。第１に、超伝導ケーブ
ル内の高い半径方向電界を終端の後方で軸線方向電界に変換するという要求があ
る。第２に、室温と極低温との間の遷移を行うことができるようにする終端に対
する需要がある。第３の要求は高電圧のために構成された終端に対するものであ
る。
【０００３】 高温超伝導（以後ＨＴＳと呼ぶ）ケーブル用終端に対する開発研究が、配電に
ついてのＩＥＥＥ会報（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ
Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）１２巻１号、１９９７年１月所載の、Ｔ．しもその、Ｔ．
まつだ、Ｓ．いそじまによる「７７ｋＶ級高Ｔｃ超伝導電力ケーブル用終端の開
発（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ
７７ｋＶ−Ｃｌａｓｓ Ｈｉｇｈ Ｔｃ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ
Ｐｏｗｅｒ Ｃａｂｌｅ）」と題する論文に記述されている。この記憶装置の種
類の終端の主な欠点は、その終端が冷媒としておよび誘電体として液体窒素を使
用することである。熱入力およびジュール熱のために窒素ガス泡が発生され、そ
れらの窒素泡が、増加させられた電力レベルにおいて終端の電流リードの絶縁破
壊を引き起こす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、記憶装置の終端に付随する絶縁破壊の諸問題を克服する、極
低温に冷却される電力ケーブル用の終端を得ることである。
【０００５】 本発明の別の目的は、終端の電気絶縁のために液体窒素の使用を不要とするこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明の概要 本発明の１つの面によれば、電流リードと、 内部の第１のチューブ手段と、低温で改善される導電性を有し、第１のチュー
ブ手段の周囲に配置されて、使用時に、第１のチューブ手段を通って流れる極低
温流体により低温度まで冷却されることを意図される外部導電性手段とを有する
電力ケーブルと、 前記第１のチューブ手段の一端または近接する一端において電流リードをケー
ブルの一端における導電性手段に電気的に接続する連結手段と、 この連結手段における又は連結手段に近接している第１のチューブ手段に通じ
て極低温流体を第１のチューブ手段へまたは第１のチューブ手段から運ぶ第２の
チューブ手段と、 を備え、使用時に、それらのチューブにより運ばれる極低温流体が連結手段にお
いて導電性手段または電流リードに接触しないように、第１のチューブ手段およ
び第２のチューブ手段は配置されている高電圧電力ケーブル終端が得られる。
【０００７】 この終端の使用においては、第１のチューブ手段と第２のチューブ手段を通じ
て運ばれる極低温流体、たとえば、液体窒素が導電性手段のための冷却冷媒とし
てのみ作用して、連結手段における電気絶縁媒体としては作用しない。したがっ
て、導電性手段および連結手段における電流リードの電気絶縁を行うために異な
る媒体を使用できる。
【０００８】 最も実用的な応用では、導電性手段は超伝導特性を有する。しかし、本発明は
超伝導特性を有する導電性手段に限定することを意図するものではなく、低温度
、たとえば、２００Ｋ以下、好適な実施例では、１００Ｋ以下、たとえば、７７
Ｋ、において大幅に改善された導電特性を持ついかなる導電性手段をも取り扱う
ことを意図するものである。超伝導特性を持つ導電性手段の好適な場合には、導
電性手段は低温半導体を含むことができるが、高温超伝導手段を含むことが好ま
しい。たとえば、高温超伝導手段は銀を被覆されたＢＳＣＣＯ−２２２３（ここ
に、数字は［Ｂｉ，Ｐｂ］２ Ｓｒ２ Ｃａ２ Ｃｕ３ Ｏｘ分子中の各元素の
原子数を示す）またはＢＳＣＣＯ−２２１２などの銀を被覆されたＢＳＣＣＯの
電線またはテープを含むことができる。記憶装置のＨＴＳテープの他の例はＴｉ ２ Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ＴＢＣＣＯ−１２２３）およびＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ （ＹＢＣＯ−１２３）である。
【０００９】 この電力ケーブルは、たとえば固体重合物質の、電気絶縁により導電性手段が
囲まれている主部分と、電力ケーブルの前記一端部から離隔されているケーブル
終端器と、ケーブル終端器から電力ケーブルの前記一端部まで延長する端部とを
適切に有する。その導電性手段は、ケーブルの使用時に、周囲の電気絶縁内に含
まれている半径方向電界を供給する。ケーブル終端器は、ケーブルの使用時に、
半径方向電界をほぼ軸線方向の電界に変換する。接合手段は高電位金属コロナ遮
蔽を有するので好都合である。そのコロナ遮蔽に導体リードと導電性手段が、た
とえばはんだ付けにより、接続されている。
【００１０】 好ましくは、導電性手段を囲んでいる電気絶縁部は、導電性手段に電気的に接
続されている半導電性物質の内部層と、この半導電性内部層を囲む電気絶縁物質
の中間層とを有する。ケーブルの前記主部分は半導電性物質の外部層も有する。
それは、制御される電位、好ましくは接地電位に、その長さに沿って接続され、
かつ電気絶縁物質の前記中間層を囲む。この半導電性外部層はケーブルの前記端
部の長さに沿って存在せず、たとえば、それは除去されて下側の中間層を露出さ
せる。
【００１１】 この明細書では、「半導電性物質」という用語は導電体よりかなり低い導電率
を持つが、電気絶縁体のように低い導電率は持たないような物質を意味する。半
導電性物質の体積抵抗率は、１オーム・ｃｍから１０５オーム・ｃｍ、好ましく
は１０オーム・ｃｍから５００オーム・ｃｍ、最も好ましくは１０オーム・ｃｍ
から１００オーム・ｃｍ、典型的には約２０オーム・ｃｍであることが適切であ
るが、これに限るものではない。
【００１２】 中間層は、たとえば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン
（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、交差結合されたポリエチレン（ＸＬＰ
Ｅ）などの交差結合された物質、またはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、ま
たはシリコンゴムなどのゴム絶縁体を含むことが好ましい。半導電性層は高導電
性粒子、たとえば、カーボンブラック粒子または金属粒子が混入されている、同
様な重合物質で形成されている。絶縁層および半導電性層用物質の典型的な例が
米国特許第４，７８５，１３８号に開示されている。
【００１３】 軸線方向に配置されている環状絶縁要素、たとえば、磁器、ガラス、重合物質
、またはゴム物質、またはシリコーンゴムまたはＥＰＲなどのゴム物質のストリ
ングがケーブルの前記端部を囲んで、ケーブル終端器と連結手段との間で延長す
ることが好ましい。ケーブルの端部の電気絶縁の外側変形を環状絶縁要素が防止
する。
【００１４】 終端の第１の構成では、超伝導手段は、第２のチューブ手段の周囲ではなく第
１のチューブ手段の周囲に巻かれ、第２のチューブ手段は、第１のチューブ手段
を極低温流体冷却手段に連結することを意図している。第２のチューブ手段は、
連結手段における端部からまっすぐに離れるように導くことができる。あるいは
、しかし、終端から離れるように導かれる前に環状絶縁要素のストリングの内側
で接合手段からケーブル終端器へ向かって後方に延長するように、第２のチュー
ブ手段を超伝導手段の外側に沿って、またはその周囲に後方に配置できる。この
場合には、第２のチューブ手段は、第１のチューブ手段を囲んでいる超伝導手段
の層の周囲に巻かれることが好ましい。たとえば、電界歪みが０．２ｋＶ／ｍｍ
以下である重合物質の固体熱絶縁部が、第２のチューブ手段と周囲の絶縁要素（
９）の囲むストリングとの間に配置されることが好ましい。第２のチューブ手段
のうち、終端から離れるように導く部分は熱絶縁部により囲まれている。
【００１５】 終端の第２の構成によれば、第１のチューブ手段と第２のチューブ手段は電力
ケーブルの中心冷媒導管部材の冷媒供給ダクトおよび戻しダクトを有し、テープ
形または電線形の導電性手段、たとえば超伝導手段、がその周囲にらせん状に巻
かれている。したがって、第１のチューブ手段と第２のチューブ手段の周囲に導
電性手段が巻かれている。中心冷媒導管部材を内部で分割して前記第１のチュー
ブ手段および前記第２のチューブ手段を提供し、第１のチューブ手段と記第２の
チューブ手段は、第１のチューブ手段の前記一端部において相互に通じている。
その最も簡単な形態では、中心冷媒導管部材の内部分割が直径方向の区画壁によ
り行われている。しかし、熱効率を高くし、かつあらゆる向きに曲げられるよう
にするために、導管部材と内部区画壁との少なくとも一方がらせん状によじられ
る。中心冷媒導管部材の内部分割の代わりとして、極低温流体を電力ケーブル内
で逆向きに運ぶ第１のチューブ手段と第２のチューブ手段を連結する連結手段の
ところに戻し曲り部を持つ１本のチューブとして、その部材を構成できる。
【００１６】 本発明の他の面によれば、本発明の前記第１の面による終端が設けられている
電力ケーブルおよび電気装置が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面をとくに参照して、本発明の実施例を、例によってのみ、説明す
ることにする。
【００１８】 図１は高温超伝導ケーブル（またはＨＴＳケーブル）２を終端するための、参
照番号１で全体として示されている超伝導高電圧電力ケーブル終端を示す。ケー
ブル２に加えて、終端１は、電流リード３、たとえば、架空線（図示せず）への
高電圧金属接続部と、金属トロイドの形のコロナ遮蔽４とを有する。遮蔽にはＨ
ＴＳケーブル２と電流リード３が、たとえばはんだ付けにより、電気的に接続さ
れている。コロナ遮蔽４は、内部熱絶縁と外部熱絶縁（図示せず）との少なくと
も一方を有する。
【００１９】 ＨＴＳケーブル２は、中心に配置されている支持体すなわち第１のチューブ５
を有する。そのチューブには、超伝導性の電線またはテープ（図示せず）、たと
えば、銀で被覆されたＢＳＣＣＯ線またはテープが、らせん状に巻かれている。
らせん状に巻かれているテープの周囲に、ケーブル２の主要部に沿ってケーブル
終端円錐すなわち終端器８まで、電気絶縁部７が、たとえば押出しにより形成さ
れている。電気絶縁部７は、半導電性物質の内部層と外部層、およびそれらの半
導電性の層の間に配置された電気絶縁物質の中間層を有すると好都合である。限
定されるものではないが、半導電性物質の体積抵抗率は、１オーム・ｃｍから１
０５オーム・ｃｍ、好ましくは１０オーム・ｃｍから５００オーム・ｃｍ、最も
好ましくは１０オーム・ｃｍから１００オーム・ｃｍ、典型的には約２０オーム
・ｃｍであると適切である。絶縁層は、固体重合物質を有するので好都合である
。その物質の例は低密度および高密度のポリエチレン（ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ）、
ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ
）、エチレン（エチル）アクリレート共重合体、交差結合されたポリエチレン（
ＸＬＰＥ）などの交差結合された物質、またはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ
）、またはシリコンゴムなどのゴム絶縁体を含むと都合が良い。半導電性層は、
高導電性粒子、たとえば、カーボンブラックやカーボン煤煙が混入されている同
様な重合物質で構成されている。絶縁層および半導電性層の物質の典型的な例が
米国特許第４，７８５，１３８号に開示されている。
【００２０】 電気絶縁部の半導電性内部層が超伝導性の電線またはテープに電気的に接続さ
れている。ＨＴＳ電力ケーブル２により発生された電界が電気絶縁部７の内部に
半径方向に包含されるように、半導電性外部層は、制御される電位、好適な実施
例では、接地電位に接続されている。半導電性外部層は、その長さに沿って離隔
されている領域において、制御される電位に電気的に接続されているので都合が
良い。
【００２１】 電気絶縁部７は、電界歪みが終端の内部又は外部の気体を含んでいるどのよう
な空間内でも０．２ｋＶ／ｍｍより小さいか、それに等しいようなものにすべき
で、そうすると都合が良い。こうすると終端の周囲には放電が生じなくなる。
【００２２】 ケーブル終端器８では、半導電性物質の外部層が絶縁部７から除去されて、ケ
ーブル終端器８とコロナ遮蔽４との間のケーブル２の端部に沿って下側の電気絶
縁物質を露出させる。ケーブル２の前記端部に沿って第１のチューブ５上に支持
されている超伝導性のテープまたは電線の周囲の電気絶縁は、最初に、半導電性
物質の内部層と電気絶縁物質の囲んでいる中間層とにより行われ、第２に、複数
の環状電気絶縁要素９、たとえば、変形防止用ストリング内に配置されている磁
器により行われる。
【００２３】 ケーブル２の端部では、第１のチューブ５の周囲に巻かれている超伝導性の電
線またはテープは、コロナ遮蔽４と電流リード３とに電気的に接続されている。
また、非導電性物質の第２のチューブ１０が、第１のチューブ５と内部で通じ合
うように第１のチューブに接続されている。第１のチューブと第２のチューブは
単一のチューブとして一体に形成でき、または互いに連結された２つの別々のチ
ューブとすることもできる。しかし、第２のチューブ１０の周囲には、超伝導性
の電線やテープは巻かれていない。第２のチューブ１０は、電気絶縁物質の層と
絶縁要素９のストリングとの間でケーブル２の端部に沿って後方に巻かれている
。第２のチューブ１０は終端器８の周囲に巻かれて、チューブ５とチューブ１０
により運ばれている極低温冷媒流体を冷却するための冷却機（図示せず）に連結
するために１１で終端を出る。したがって、出口点１１は、ケーブル２を囲む電
界が存在しない位置にある。他の実施例（図示せず）では、出口点１１がコロナ
遮蔽４における高い電位と比較して比較的低い電位にあるように、出口点１１は
終端器８とコロナ遮蔽４との間で終端器８から比較的短い距離だけ隔離されてい
る。チューブ１０は絶縁要素９の内側で熱絶縁部１２により囲まれ、終端１と冷
却機との間で別の熱絶縁部（図示せず）により囲まれている。熱絶縁部１２は、
図１では切り欠いている様子が示されているが、実際には、コイル状に巻かれた
第２のチューブ１０をコロナ遮蔽４と出口点１１の間で完全に囲む。
【００２４】 電気絶縁部７とケーブル終端器８との外部は、制御された電位、好適な実施例
では、接地電位にある。それはコロナ遮蔽４の非常に高い電位と対照的である。
電気絶縁体９のストリングは変形を防止する、すなわち、コロナ遮蔽４と終端器
８との間のケーブル絶縁の囲まれている表面に沿う電気の漏れを防止する。ケー
ブル終端円錐すなわち装置８では、超伝導ケーブル２の周囲の半径方向電界は軸
線方向の電界に変換される。
【００２５】 図２に示されているケーブル終端２０は、図１に示されている終端１に多くの
面で類似しているので、可能である場合は２つの図で同じ部分または類似する部
分を特定するために同じ参照番号を使用した。２つの終端１と２０の間の主な違
いは、終端２０の第２のチューブ１０が第１のチューブ５の周囲に巻き戻されず
、その代わりにコロナ遮蔽４で終端を離れることである。図示のように、第２の
チューブ１０は、冷却機（図示せず）に連結される前にトロイドコロナ遮蔽を通
して突き出ていることである。第２のチューブ１０は、熱絶縁部２１、たとえば
、孔のない、固体プラスチック物質により、コロナ遮蔽４と冷却機（図示せず）
および電気絶縁体２２のストリングとの間で囲まれている。熱絶縁部１２は、超
伝導性の電線またはテープを囲んでいる電気絶縁物質と電気絶縁要素９のストリ
ングとの間の環状空間内で、ケーブル終端器とコロナ遮蔽４との間にも配置され
ている。
【００２６】 図３および図４は、参照番号３０で示されている超伝導ケーブル終端の別の実
施例を示す。ケーブル終端３は、終端１と２０に多くの面で類似しているので、
可能である場合は、２つの図で同じ部分または類似する部分を特定するために同
じ参照番号を使用した。終端３０と２つの終端１と２０の間の主な違いは、終端
３０では、ＨＴＳケーブル２に中心に配置されている２つの中心部に位置する内
部チューブ部３１と３２が設けられ、それらのチューブ部の周囲に超伝導性の電
線またはテープが巻かれていることである。それらのチューブ部３１と３２は、
ケーブルの端部の、超伝導性の電線またはテープが連結されている、たとえば、
コロナ遮蔽４にはんだ付けされている、戻り曲がりチューブ部３３（図４参照）
により互いに連結されている。チューブ部３３は、チューブ部３１と３２に連結
されている別々のチューブ連結器とすることができる。あるいは、チューブ部３
１〜３３は、チューブ部３３で単に曲げられている単一の一体チューブ３４の部
分とすることができる。他の面では、終端の構成は図１に示されている終端１に
類似する。
【００２７】 ２本の内部チューブ部３１と３２の周囲に超伝導性の電線とテープを巻く代わ
りに、チューブラー支持部が、内部隔壁によりチューブ端部から短い距離まで分
割されて、チューブ端部で相互に通ずる、極低温流体のための供給チューブと戻
りチューブを構成する単一のチューブ（図示せず）を構成できる。囲んでいる超
伝導性の電線またはテープがらせん状経路に沿って冷却されるように、支持チュ
ーブとその内部隔壁との少なくとも一方をらせんとして構成することにより、冷
却効率をわずかに高くできる。あるいは、支持チューブを一対の同心チューブと
して構成し、内部チューブが極低温流体のための戻りダクトとして機能し、超伝
導性の電線またはテープが外部チューブの外側に巻かれ、内部チューブと外部チ
ューブの間に環状間隙が極低温流体のための供給ダクトを構成するようにできる
。
【００２８】 上記の各終端１、２０、３０では、問題の終端の熱絶縁と電気絶縁とは分離さ
れている。とくに、超伝導手段を超伝導温度まで冷却するための極低温冷媒流体
は、冷媒としてのみ機能し、さらに電気絶縁目的のためには用いられない。した
がって、極低温流体は既知の超伝導電力ケーブル終端とは異なって、誘電体とし
ては機能しない。このようにして、囲んでいる電気絶縁部内で発生される窒素気
泡に伴う既知の諸問題は避けられる。
【００２９】 説明したＨＴＳケーブルは、都合の良い任意の構成とすることができ、特定の
実施例で説明した特定の極低温誘電体構成に限定されるものではない。したがっ
て、たとえば、ＨＴＳケーブルは、波形金属チューブに含まれている超熱絶縁に
より電気絶縁から外部熱絶縁される超伝導手段でいわゆる室温誘電体構成とする
ことができる。
【００３０】 本発明は、使用時に、たとえば、７７Ｋの液体窒素により超伝導温度まで冷却
される、超伝導特性を持つ導電性手段を有する電力ケーブルを終端するための電
力ケーブル終端について主として説明したが、本発明は、２００Ｋまで、ただし
それを超えないことが好ましい、の低い温度で導電率が向上するが、少なくとも
意図している低い動作温度では超伝導特性を有しない導電性手段も包含すること
を意図している。それらのより高い極低温温度では、液体二酸化炭素を導電性手
段の冷却のために使用できる。
【００３１】 この電力ケーブル終端は電気装置、たとえば、電力変圧器、発電機、およびＳ
ＭＥＳ装置などのエネルギー蓄積装置において終端として使用することも意図さ
れている。
【００３２】 本発明の電力ケーブル終端、電力ケーブル又は電気装置において使用される電
気絶縁は、非常に高い電圧、そしてそれらの電圧において生ずることがある電気
負荷および熱負荷を取り扱えることを意図している。例により、本発明の電力終
端は、１０００ＭＶＡまでの定格電力と、３〜４ｋＶから４００〜８００ｋＶの
非常に高い送電電圧までの範囲の定格電圧とを持つことができる。高い動作電圧
では、部分放電、すなわちＰＤ、が既知の絶縁系に重大な問題をひき起こす。絶
縁中に空所または孔が存在するならば、絶縁物質を徐々に劣化させて、最終的に
は絶縁破壊をひき起こすような内部コロナ放電が生ずることがある。本発明の電
力変圧器の巻線電気絶縁にかかる電気負荷は、絶縁の内部層を内部導電性手段の
電位とほぼ同じ電位にし、絶縁の外部層を制御される電位、たとえば接地電位に
することにより、減少させられる。したがって、内部層と外部層の間の絶縁物質
の中間層内の電界は、中間層の厚さ全体にわたってほぼ一様に分布させられる。
更に、同様な熱特性を持つ物質を用い、かつ絶縁物質の層内に欠陥がほとんど無
いようにすることにより、所与の動作電圧においてＰＤの可能性は低下する。し
たがって、この電力変圧器は、非常に高い動作電圧、典型的には８００ｋＶまた
はそれ以上に耐える。電気絶縁部７は、所定位置に押し出されるべきものとする
方が良いが、電気絶縁系は、フィルムの重複層又はシート状材料を固く巻いて構
成することができる。半導電層及び電気絶縁層は、この方法で形成することがで
きる。
【００３３】 絶縁系は、全合成膜により製造でき、内部と外部の半導電層すなわち半導電部
は、カーボンブラックまたは金属の粒子などの導電性粒子が埋め込まれている、
たとえば、ＰＰ、ＰＥＴ、ＬＤＰＥまたはＨＤＰＥの重合体薄膜で製造され、半
導電層すなわち半導電部の間に絶縁層すなわち絶縁部が設けられる。
【００３４】 包み込み概念（ｌａｐｐｅｄ ｃｏｎｃｅｐｔ）のためには、十分に薄い膜が
、いわゆるパッシェン最小（Ｐａｓｃｈｅｎ ｍｉｎｉｍａ）より狭い突き合わ
せ間隙を持ち、したがって、液体含浸を不要にする。乾式の巻かれた多層薄膜絶
縁も良い熱特性を持ち、導電体として超伝導パイプに組合わせることができ、か
つそのパイプにポンプで送られる液体窒素などの冷媒を有する。
【００３５】 電気絶縁系の別の例はセルロースをベースとする従来のケーブルに類似する。
そのケーブルでは薄いセルロースをベースとする紙または合成紙または不織物質
が導体の周囲に重ね巻きされる。この場合には、絶縁層の両側の半導電層はセル
ロース紙、または絶縁物質の繊維から製造された不織物質で製造できる。絶縁層
は、同じベース物質から製造でき、または他の物質を使用できる。
【００３６】 絶縁系の別の例が、膜と繊維質の絶縁物質を、ラミネートとして、または互い
に重なり合わせるものとして、組合わせることにより得られる。この絶縁系の例
がいわゆる紙ポリプロピレンラミネート、ＰＰＬＰ、として市販されているが、
膜部と繊維部のいくつかの他の組合わせが可能である。それらの系では鉱油また
は液体窒素などの各種の含浸を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電力ケーブル終端の一実施例の部分切り欠き概略斜視図である。
【図２】 本発明の電力ケーブル終端の他の実施例の部分切り欠き概略斜視図である。
【図３】 本発明の電力ケーブル終端の更に別の一実施例の部分切り欠き概略斜視図であ
る。
【図４】 図３に示されている終端の一部の拡大詳細である。
【符号の説明】
１、３０ 電力ケーブル終端 ２ 電力ケーブル ３ 電流リード ４ 連結手段 ５ 第１のチューブ手段 ７ 電気絶縁部 ８ ケーブル終端器 ９、２２ 環状絶縁要素 １０ 第２のチューブ手段 １１ 出口点 １２、２１ 熱絶縁部 ３１ 供給ダクト ３２ 戻りダクト ３３ 曲り部 ３４ 冷媒導管部材
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月３日（２０００．１．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電流リード（３）と、 内部の第１のチューブ手段（５）と、低温で改善される導電性を有し、第１の
    チューブ手段の周囲に配置されて、使用時に、第１のチューブ手段（５）を通っ
    て流れる極低温流体により低温度まで冷却されることを意図される外部導電性手
    段とを有する電力ケーブル（２）と、 前記第１のチューブ手段（５）の一端または近接する一端において電流リード
    （３）をケーブルの一端における導電性手段に電気的に接続する連結手段（４）
    と、 前記連結手段（４）における又は連結手段に近接している第１のチューブ手段
    （５）に通じて極低温流体を第１のチューブ手段（５）へまたは第１のチューブ
    手段（５）から運ぶ第２のチューブ手段（１０）と、 を備え、 使用時に、前記チューブにより運ばれる極低温流体が連結手段（４）において
    導電性手段または電流リード（３）に接触しないように、第１のチューブ手段お
    よび第２のチューブ手段（５、１０）は配置されている高電圧電力ケーブル終端
    （１）。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の終端であって、導電性手段の導電性は２００Ｋを超えない、好
    ましくは１００Ｋを超えない、たとえば７７Ｋ、動作温度より低い温度で高くな
    り、終端の使用時に、極低温流体は導電性手段を前記動作温度まで冷却すること
    を特徴とする終端。
  3. 【請求項３】 請求１または２項記載の終端であって、導電性手段は超伝導性を持ち、終端の
    使用時に、導電性手段は前記極低温流体により超伝導温度まで冷却されることを
    特徴とする終端。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の終端であって、導電性手段は、高温超伝導手段を備えることを
    特徴とする終端。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の終端であって、高温超伝導手段は、銀を被覆されたＢＳＣＣＯ
    線またはテープを備えることを特徴とする終端。
  6. 【請求項６】 上記請求項のいずれか１つに記載の終端であって、電力ケーブル（２）は、ケ
    ーブルの使用時に、周囲の電気絶縁部（７）内に含まれている半径方向電界を生
    ずる電気絶縁部により導電性手段が囲まれている部分である主要部と、電力ケー
    ブルの前記一端部から隔てられて、ケーブルの使用時に、半径方向電界をほぼ軸
    線方向電界に変換するケーブル終端器（８）と、このケーブル終端器（８）から
    電力ケーブルの前記一端まで延長する端部とを備えることを特徴とする終端。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の終端であって、前記連結手段は、高電位金属コロナ遮蔽（４）
    を有し、このコロナ遮蔽に導体リード（３）と導電性手段が、たとえばはんだ付
    けにより、電気的に接続されることを特徴とする終端。
  8. 【請求項８】 請求項６または７記載の終端であって、前記電気絶縁部（７）は、導電性手段
    に電気的に接続されている半導電性物質の内部層と、制御される電位、たとえば
    接地電位にその長さに沿って接続されている半導電性の外部層と、前記半導電性
    の内部層と外部層との間の電気絶縁中間層とを備えることを特徴とする終端。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の終端であって、半導電性の前記内部層と電気絶縁物質の前記中
    間層は、ケーブルの前記端部に沿って導電性手段を囲むが、半導電性の前記外部
    層は、前記端部に沿って延長しないことを特徴とする終端。
  10. 【請求項１０】 請求項８または９記載の終端であって、半導電性物質の抵抗率は、１ないし１
    ０５オーム・ｃｍ，好ましくは１０ないし５００オーム・ｃｍ，最も好ましくは
    １０ないし１００オーム・ｃｍであることを特徴とする終端。
  11. 【請求項１１】 請求項８、９または１０記載の終端であって、中間層は、重合物質を含むこと
    を特徴とする終端。
  12. 【請求項１２】 請求項８ないし１１のいずれか１つに記載の終端であって、半導電性層または
    各半導電性層は、高導電性粒子、たとえば、カーボンブラックまたは金属粒子が
    混入されている重合物質で形成されていることを特徴とする終端。
  13. 【請求項１３】 請求項１１または１２記載の終端であって、前記重合物質は、低密度ポリエチ
    レン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）
    、交差結合された物質、たとえば、交差結合されたポリエチレン（ＸＬＰＥ）、
    またはエチレン・プロピレン・ゴム（ＥＰＲ）、またはシリコンゴムなどのゴム
    絶縁体を含むことを特徴とする終端。
  14. 【請求項１４】 請求項６ないし１３のいずれか１つに記載の終端であって、軸線方向に配置さ
    れている環状絶縁要素（９）、たとえば、磁器、ガラス、重合物質、またはゴム
    のストリングがケーブルの前記端部を囲んで、ケーブル終端器（８）と連結手段
    （４）との間で延長していることを特徴とする終端。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の終端であって、ケーブルの前記端部に沿って、周囲の環状絶
    縁要素（９）の半径方向内側に熱絶縁部（１２）が設けられていることを特徴と
    する終端。
  16. 【請求項１６】 請求項６ないし１５のいずれか１つに記載の終端であって、前記電気絶縁部は
    高電圧、１０ｋＶを超えることが適当であり、とくに３６ｋＶを超え、好ましく
    は、４００ｋＶ〜８００ｋＶまたはそれより高いなどの、非常に高い送電電圧ま
    での７２．５ｋＶより高い電圧のために設計されていることを特徴とする終端。
  17. 【請求項１７】 請求項６ないし１６のいずれか１つに記載の終端であって、前記電気絶縁部は
    、０．５ＭＶＡ、好ましくは３０ＭＶＡを超えて１０００ＭＶＡまでの電力範囲
    のために設計されていることを特徴とする終端。
  18. 【請求項１８】 先行する請求項のいずれか１つに記載の終端であって、第２のチューブ手段（
    １０）は連結手段（４）における終端からまっすぐに離れて導かれることを特徴
    とする終端。
  19. 【請求項１９】 請求項１４若しくは１５、又は、請求項１４若しくは１５に従属しているとき
    の請求項１６若しくは１７記載の終端であって、第２のチューブ手段（１０）は
    、終端から離れるように導かれる（１１において）前に、連結手段（４）から後
    方に、かつ環状絶縁要素（９）のストリングの内側に延長していることを特徴と
    する終端。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の終端であって、第２のチューブ手段（１０）は、第１のチュ
    ーブ手段（５）の周囲に巻かれていることを特徴とする終端。
  21. 【請求項２１】 請求項１９または２０記載の終端であって、熱絶縁部（１２）が、第２のチュ
    ーブ手段（１０）と環状絶縁要素（９）の周囲のストリングとの間に配置されて
    いることを特徴とする終端。
  22. 【請求項２２】 請求項１８ないし２０のいずれか１つに記載の終端であって、第２のチューブ
    手段（１０）は、終端から離れて導かれた後で熱絶縁部（２１）により囲まれて
    いることを特徴とする終端。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の終端であって、第２のチューブ手段（１０）は、終端から離
    れて導かれた後で環状絶縁要素（２２）のストリングにより囲まれていることを
    特徴とする終端。
  24. 【請求項２４】 請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の終端であって、第１のチューブ手
    段と第２のチューブ手段は、電力ケーブル（２）の中心冷媒導管部材（３４）の
    冷媒供給および戻しダクト（３１、３２）を有し、その周囲にテープ形または電
    線形の導電性手段がらせん状に巻かれていることを特徴とする終端。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の終端であって、中心冷媒導管部材は、内部で分割されて前記
    第１のチューブ手段と前記第２のチューブ手段を構成し、第１のチューブ手段と
    第２のチューブ手段は、第１のチューブ手段の前記一端において互いに通じてい
    ることを特徴とする終端。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の終端であって、中心冷媒導管部材の内部分割は、直径区画壁
    により行われることを特徴とする終端。
  27. 【請求項２７】 請求項２５記載の終端であって、導管部材と内部区画壁との少なくとも一方は
    らせん状によじられていることを特徴とする終端。
  28. 【請求項２８】 請求項２４記載の終端であって、中心冷媒導管部材は、１本の管（３４）とし
    て形成され、連結手段における戻り曲り部（３３）が前記第１のチューブ手段お
    よび前記第２のチューブ手段（３１、３２）を連結し、前記第１のチューブ手段
    および前記第２のチューブ手段は極低温流体を電力ケーブル（２）の内部で逆向
    きに運ぶことを意図されていることを特徴とする終端。
  29. 【請求項２９】 先行する請求項のいずれか１つに記載の終端が設けられている電力ケーブル。
  30. 【請求項３０】 請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の終端を有する高電圧電気装置。
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