JP2009171743A - 超電導層の端部構造、接続構造及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続部の導体抵抗が少なく冷却効果が良好で大電流通電用として好適な超電導層の接続構造を提供する。
【解決手段】超電導ケーブルの絶縁層３内に配設される超電導層２の接続構造であって、超電導ケーブルから引き出された絶縁層３が、冷媒容器１３に固定された固体絶縁体１１内の中心筒体２２に貫挿固定され、該中心筒体２２と絶縁層３の間には、冷媒が流通する隙間ｓｐが形成され、かつ、絶縁層３の先端から露出された超電導層２の接続端が、冷媒中で接続対象導体１６に導通接続される。このような端末接続構造は、特に、低電圧大容量の直流電送用として好適であるが、交流用としても適用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、超電導ケーブルの絶縁層内に配設される超電導層の接続端を冷媒中で接続対象導体に導通接続するための超電導層の端部構造、接続構造及び接続方法に関する。

超電導線材として、Bi-Sr-Ca-Cu-Oテープ線材に代表されるBi系超電導テープ線材が実用化されつつある。このようなBi系超電導テープ線材を用いた３心一括型の超電導ケーブルは、例えば図４に示すように構成される。即ち、常電導線材からなるフォーマ１を中心として、その外周に、Bi系超電導テープ線材からなる超電導導体層２、絶縁層３、Bi系超電導テープ線材からなる超電導シールド層４が形成され、これらでケーブルコア９が形成される。そして、３本のケーブルコア９が互いに撚り合わされて内管６と外管７とで形成される二重断熱管内に挿入され、内管６内に冷媒流通路５が形成される。また、外管７は防食層８によって覆われ、内管６と外管７の間は真空引きされて真空層とされる。

このような超電導ケーブル１０の超電導層（超電導導体層）２を常温側導体と接続する場合には、従来、例えば図５に示すような接続構造が採用されていた(例えば特許文献1，２参照)。即ち、超電導ケーブルから撚りを戻されたケーブルコア９の絶縁層３から超電導層２が段剥ぎ状態に露出され、その超電導層２が、接続部Ｊにおいて、常電導導体であるエポキシユニット１１の中心導体１２の一端と接続され、その中心導体１２の他端が、終端接続箱(図示省略)内に収納された冷媒槽１３内に導入され、圧縮スリーブ１４及び編組線１５を介して常温側導体（ブッシング）１６と冷媒中で接続され、その接続部が電界シールド２０で覆われる。尚、上記接続部Ｊは、終端接続箱に接続された補助接続箱内に設けた冷媒槽２１内の冷媒中に浸漬される。

接続部Ｊの構成を詳しく説明すると、段剥ぎされた超電導導体層２が、半田によって接続部材（接続スリーブ）１７の一端に接続される一方、その接続部材１７の他端が、導電性弾性部材からなるマルチバンドｍを介して、エポキシユニット１１の中心導体１２に嵌め込まれ、ロックナット１８によって固定される。これにより、超電導導体層２が、接続部材１７及びマルチバンドｍを介して、中心導体１２に接続される(例えば特許文献３参照)。そして、そのエポキシユニット１１を含めた接続部分の外周には補強絶縁紙１９が巻回される。このような状態にて、エポキシユニット１１のフランジ１１ａが、冷媒槽１３の縦壁に固定される。尚、図５では、３心一括型の超電導ケーブルにおける１心のみ図示している。
特開２００６−１９６６２８号公報 特開２００７−２８７１０号公報 特開２００５−１２９１５号公報

上述のような従来の端末接続構造では、導体抵抗が高いため、抵抗の低減化が求められていた。即ち、まず、超電導導体層２と接続部材１１とを導通接続している半田接続部分が、超電導導体層２に比して高抵抗であった。次いで、銅からなる接続部材１７自体が高抵抗であった。また、アルミ合金等で形成されるエポキシユニット１１の中心導体１２も高抵抗であった。さらに、接続部材１７と中心導体１２が、マルチバンドｍを介した多面的な弾性接触状態で導通接続されるため、その接続部分が高抵抗であった。このようなことから、従来の端末接続構造では、接続部Ｊの導体抵抗が高くなるため、抵抗低減化のための対策が求められていた。

一方、超電導ケーブル１０の中間部では、例えば図６に示すように、常温側の端末接続部に設けた冷却ステーションＳ１から循環供給される冷媒の冷却可能区間Ｃ（送電容量や冷却装置の能力によって区間長は異なる）内においては、各超電導ケーブル１０は、３００〜５００ｍおきに、冷媒の流通が可能なノーマルジョイントＮで接続される。そして、冷却可能区間Ｃの終端における境界部Ｂの接続部では、冷却可能区間Ｃ内で流通する冷媒を、隣接する冷却ステーションＳ２の冷却可能区間Ｄ内で流通する冷媒と縁切り状態とした上で、超電導層の接続部を効率よく冷却できるような構成が求められる。しかし、従来、このような境界部Ｂに好適に適用できる超電導層の端部構造や接続構造及び接続方法は、提案されていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされ、接続部の導体抵抗が少なく冷却効果が良好で大電流通電用として好適な超電導層の端部構造、接続構造及び接続方法を提供することを目的とする。

本発明の超電導層の端部構造は、超電導ケーブルの絶縁層内に配設される超電導層の端部構造であって、
冷媒を収納する冷媒容器内に固定される固体絶縁体と、
超電導ケーブルから引き出された絶縁層を貫挿させるために、前記固体絶縁体内に設けられる中心筒体と、を備え、
前記中心筒体と絶縁層との間には、冷媒を流通させるための隙間が設定されることを特徴とする。

このような構成によれば、絶縁層を、冷媒容器に固定された固体絶縁体内の中心筒体内に貫挿させることによって、絶縁層を冷媒容器内で安定に支持することができる。このような状態で、絶縁層から露出させた超電導層の端部を接続対象導体に接続すれば、その接続作業が容易となり、かつ、接続された後の接続部の支持状態も安定する。また、中心筒体と絶縁層の間に、冷媒が流通する隙間が形成されているため、中心筒体に貫挿された絶縁層を介して超電導層が効率よく冷却されると共に、その絶縁層の先端から露出された超電導層の接続部が、冷媒中に浸漬されるため、高い冷却効果が得られる。そして、例えば、超電導層を常温側導体と接続する場合、従来のように、超電導層に接続した常電導導体を延長して冷媒槽内に導入するのではなく、超電導層そのものを冷媒槽内に延長して、接続対象導体に近接した位置で、接続対象導体に接続することができるので、接続部の導体抵抗を大幅に低減化することができる。

本発明の超電導層の接続構造は、前記超電導層の端部構造を備えた超電導層の接続構造であって、
前記中心筒体に貫挿された絶縁層から引き出された超電導層の接続端が、冷媒中で接続対象導体に導通接続されることを特徴とする。

このような構成によれば、絶縁層を、冷媒容器に固定された固体絶縁体内の中心筒体内に貫挿させることによって、絶縁層を冷媒容器内で安定に支持することができる。このような状態で、絶縁層から露出させた超電導層を接続対象導体に接続するので、その接続作業が容易となり、かつ、接続された後の接続部の支持状態も安定する。また、中心筒体と絶縁層の間に、冷媒が流通する隙間が形成されているため、中心筒体に貫挿された絶縁層を介して超電導層が効率よく冷却されると共に、その絶縁層の先端から露出された超電導層の接続部が、冷媒中に浸漬されるため、高い冷却効果が得られる。そして、例えば、超電導層を常温側導体と接続する端末接続構造では、従来、超電導層に接続した常電導導体を延長して冷媒槽内に導入していたが、その常電導導体が電気抵抗が高く高発熱体となるため、本発明では、このような常電導導体を介さず、超電導層そのものを冷媒槽内に延長して、接続対象導体に近接した位置で、接続対象導体に接続するので、導体抵抗を大幅に低減化することができる。従って、大電流の通電が可能となる。

前記固体絶縁体は、エポキシ樹脂であってもよい。エポキシ樹脂は、成形・加工性が良好で絶縁特性が優れており極低温状態での使用が可能であるため、好適に適用することができる。また、前記中心筒体は、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金の何れかで形成されてもよい。銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等は、例えばパイプ状のものを用い、その中空部に絶縁層を貫挿させることができる。そして、その両側又は片側を金属製の連結金具を介して超電導層と接続すれば、機械的な接合強度と安定した電界とを確保できる接続部の形成が可能となる。さらに、前記中心筒体は、固形電気絶縁物で形成されてもよい。固形電気絶縁物で中心筒体を形成すれば、高電圧部位（Emax）の径をコンパクト化することができるため、接続構造のコンパクト化を図ることができる。

前記中心筒体は、金属製の連結金具を介して、前記超電導層に接続されるようにしてもよい。このようにすれば、超電導層と中心筒体とが同電位になるため、この間における冷媒中での放電が発生しにくくなる。また、超電導層を中心筒体内に安定に支持させることができる。そして、連結金具と中心筒体の接続に、例えば銀テープ、半田、錫メッキ軟銅線等を使用すれば、電界緩和効果を付加することができ、かつ、その連結金具によって、冷却・昇温時に接続部に発生する応力を吸収するための機械的な補強効果を付加することができる。尚、中心筒体の両端を、連結金具を介して、超電導層に接続するのが好ましい。即ち、中心筒体の一端は、超電導層の接続端近傍の露出部分に連結金具を介して接続し、他端は、対応する部位の絶縁層を剥いで超電導層を部分的に露出させ、その露出部分に連結金具を介して接続する。このように、中心筒体の両端を連結金具を介して超電導層に接続することにより、所定の隙間を有する冷媒流通路を安定な状態で形成することができる。

前記連結金具は、半割れのリング状に形成されるようにしてもよい。このようにすれば、現地での組付・解体時の作業性が良好となる。また、前記接続対象導体が、常温側導体であってもよい。このようにすれば、超電導層と常温側導体との半田接続部を、従来の端末接続構造のように熱抵抗の大きい補強絶縁紙の内部に配置することなく、直接冷媒に浸漬させて効果的に冷却できるため、超電導層と常温側導体とを低い導体抵抗で接続でき、大電流通電用への適用が可能な終端接続構造にすることができる。そして、前記超電導層と接続対象導体の接続部が、電界シールドで覆われるようにしてもよい。このようにすれば、超電導層と常温側導体の接続部を冷媒中に浸漬させた状態で電位の安定化を図ることができる。さらに、前記接続対象導体が、超電導ケーブルにおける冷却可能区間の境界部に配設される超電導層であってもよい。このようにすれば、超電導ケーブルの冷却可能区間の境界部を、低い導体抵抗で接続することができ、大電流通電用への適用が可能になる。

前記接続対象導体が超電導ケーブルの超電導層であり、互いに接続される前記超電導層から引き出されたフォーマ同士が、仕切り壁付き接続スリーブを介して接続され、該フォーマ接続部で、前記中心筒体と絶縁層の間の隙間を流通する冷媒が塞き止められるようにしてもよい。このように、仕切り壁付き接続スリーブを介して、フォーマ同士を接続すれば、中心筒体と絶縁層の間の隙間に流通する冷媒を塞き止めることができるように接続部を構成することができる。従って、冷却可能区間の境界部における超電導層同士の接続部への適用が可能な中間接続構造にすることができる。

前記連結金具が、中心筒体の両側に設けられ、一方の連結金具には、前記中心筒体と絶縁層の間の隙間に形成される冷媒流路を外部に連通させるための開口が設けられ、他方の連結金具には前記開口が設けられていないようにしてもよい。このようにすれば、一方の連結金具の開口を介して、外部から中心筒体と絶縁層の間の隙間に冷媒を導入することができるため、絶縁層を介して超電導層を効果的に冷却することができる。また、他方の連結金具によって、中心筒体と絶縁層の間の隙間が外部と閉塞されるため、冷媒の循環系統が異なる冷却可能区間の境界部における超電導層同士の接続部への適用が可能となる。

前記連結金具が、中心筒体の両側に設けられ、双方の連結金具には、前記中心筒体と絶縁層の間の隙間に形成される冷媒流路を外部に連通させるための開口が設けられていてもよい。中心筒体の両側が浸漬される冷媒の循環系統が同一である場合、中心筒体と絶縁層の間の隙間に形成される冷媒流路の両側が外部の冷媒に連通するため、冷媒流路内で冷媒が流通しやすくなるため、絶縁層を介した超電導層の冷却効果が向上する。

前記超電導層同士の接続部では、超電導層間に超電導線材が縦添えされるようにしてもよい。このようにすれば、縦添えされた超電導線材によって、接続部の導体抵抗を低減することができるため、その直上の電気絶縁層の厚さを薄くして熱抵抗の低減化を図ることができる。これにより、電気絶縁槽の外側を流通する冷媒による超電導層同士の接続部の冷却効果が向上する。

本発明の超電導層の接続方法は、超電導ケーブルの超電導層を冷媒容器内で固体絶縁体を介して接続対象導体と導通接続する超電導層の接続方法であって、
超電導ケーブルから引き出した絶縁層を、固体絶縁体内の中心筒体に貫挿固定し、前記固体絶縁体を、冷媒容器に固定した後、前記絶縁層の先端から露出させた超電導層の接続端を、接続対象導体に導通接続することを特徴とする。

このような方法によれば、絶縁層を貫挿固定した固体絶縁体を冷媒容器内に固定した後で、その絶縁層の先端から露出させた超電導層の接続端を、接続対象導体に接続するので、安定した状態で接続作業を行うことができる。また、接続作業後に、別途、接続部を冷媒容器内に固定する必要がなくなる。

本発明の超電導層の端部構造は、絶縁層を、冷媒容器に固定された固体絶縁体内の中心筒体に貫挿するので、容器内で安定に支持されるため、その絶縁層から露出させた超電導層の接続対象導体への接続作業が容易となり、かつ、接続された後の接続部の支持状態も安定する。また、中心筒体と絶縁層の間に、冷媒が流通する隙間が形成されているため、中心筒体に貫挿された絶縁層を介して超電導層が効率よく冷却されると共に、その絶縁層の先端から露出された超電導層の接続部が、冷媒中に浸漬されるため、高い冷却効果が得られる。そして、超電導層を冷媒槽内に延長して、接続対象導体に近接した位置で、接続対象導体に接続することができるので、接続部の導体抵抗を大幅に低減化することができる。

本発明の超電導層の接続構造は、絶縁層を、冷媒容器に固定された固体絶縁体内の中心筒体に貫挿するので、容器内で安定に支持されるため、その絶縁層から露出させた超電導層の接続対象導体への接続作業が容易となり、かつ、接続された後の接続部の支持状態も安定する。また、中心筒体に貫挿された絶縁層を介して超電導層が効率よく冷却されると共に、その絶縁層の先端から露出された超電導層の接続部が、冷媒中に浸漬されるため、高い冷却効果が得られる。そして、超電導層を冷媒槽内に延長して、接続対象導体に近接した位置で、接続対象導体に接続するので、導体抵抗を大幅に低減化することができる。従って、大電流の通電が可能となる。

本発明の超電導層の接続方法は、絶縁層を貫挿させた固体絶縁体を冷媒容器内に固定した状態で、絶縁層から露出された超電導層を接続対象導体に接続するので、その接続作業が容易になる。また、接続作業後に、別途、接続部を冷媒容器内に固定する必要がなくなる。

以下に、本発明の実施の形態に係る超電導層の接続構造について図面を参照しつつ詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図１は、超電導層の終端接続構造の要部断面を示す。図示のように、この端末接続構造は、超電導ケーブルから引き出された絶縁層３が、終端接続箱(図示省略)内の冷媒容器１３に固定されたエポキシユニット（本発明の固体絶縁体）１１に内装されている中空状のアルミ合金パイプ等からなる中心筒体２２に貫挿固定され、該中心筒体２２と絶縁層３の間には、冷媒が流通する隙間ｓpが形成される。そして、該中心筒体２２の一端から突出した絶縁層３がペンシル状に段剥ぎされ、その先端から露出された超電導層（超電導導体層）２の接続端が、冷媒容器１３内の冷媒１３ａに浸漬された状態にて接続対象導体である常温側のブッシング１６に電気的に接続される。即ち、超電導層２の接続端が、例えば圧縮タイプのＣｕスリーブ２３の一端に半田接続され、該スリーブ２３の他端が、半田接続により編組線２４を介してブッシング１６内の常温側導体に接続される。そして、その接続部Ｊ１が電界シールド２０で覆われる。

その露出された超電導層２は、半割れのリング状等に形成された連結金具２５を介して、中心筒体２２の一端（図示左側）に接続される。具体的には、連結金具２５の一端と超電導層２は、例えば銀テープと半田ｓで接続し、その上から軟銅線ｃを巻回して補強した構成とし、その外形が突起状とならないように表面をなだらかに形成して電界集中を回避できるようにする。一方、連結金具２５の他端と中心筒体２２の一端との接合は、例えば螺子結合により接合する。即ち、中心筒体２２に形成した雄ねじに、連結金具２５の他端に形成した雌ねじを螺合させ、雄ねじに螺合させてあるロックナット１８によって締結状態をロックする。これにより、フォーマ１と超電導層２の露出部分が、中心筒体２２の一端に安定な状態で固定される。そして、超電導層２の露出部分と連結金具２５及びエポキシユニット１１の外周には、補強絶縁紙１９Ａが巻回され、その補強絶縁紙１９Ａは、超電導層２の先端側に向けて傾斜したテーパー状に形成される。また、連結金具２５には、中心筒体２２と絶縁層３の間に形成される隙間ｓpに冷媒１３ａを導入するための開口ｕが形成され、中心筒体２２内に貫挿された絶縁層３を介して超電導層２を効果的に冷却できるようにしている。

一方、中心筒体２２の他端では、絶縁層３から超電導層２が部分的に露出され、その露出部分２ａの両側の絶縁層３は、対向し合うテーパー状に段剥ぎされてペンシル状に形成される。そして、その露出部分２ａが、他方の連結金具２５を介して、中心筒体２２の他端に接続される。その接続構造は、中心筒体２２の一端側と同様に、連結金具２５によって接続される。即ち、連結金具２５と超電導層２は、例えば銀テープと半田ｓで接続し、その上から軟銅線ｃを巻回して補強した構成とし、その外形が突起状とならないように表面をなだらかに形成して電界集中を回避できるようにする。そして、この連結金具２５を含めた段剥ぎされた部分の絶縁層３の外周には補強絶縁紙１９Ｂが巻回され、その端部は、傾斜したテーパー状に形成される。その補強絶縁紙１９Ｂは、補助接続箱(図示省略)に設けた冷媒槽２１の冷媒２１ａ中に浸漬される。従って、一方の冷媒槽１３と他方の冷媒槽２１とが連通している場合には、この他方の連結金具２５にも、中心筒体２２と絶縁層３の間に形成された隙間ｓpに連通する開口(図示省略)を形成すれば、補強絶縁紙１９Ａ，１９Ｂを介して冷媒１３ａ，２１ａが隙間ｓpに導入されるため、超電導層２に対して高い冷却効率を得ることができる。一方の冷媒槽１３の冷媒１３ａと他方の冷媒槽２１の冷媒２１ａの循環系統が異なる場合には、片方（何れか一方）の連結金具２５には、開口ｕを設けることなく、中心筒体２２と絶縁層３の間に形成される隙間ｓpの片方の端部を閉塞しておけばよい。このような構成としても、中心筒体２２と絶縁層３の間の隙間ｓpには、補強絶縁紙１９Ａ（又は１９Ｂ）を介して冷媒１３ａ（又は２１ａ）を導入させることができるため、超電導層２の冷却は可能となる。

図２は、エポキシユニット１１の半断面図で、このエポキシユニット１１は、左右対称のテーパー状の円筒状に形成され、図示のように、その中心部には、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等からなるパイプ状の中心筒体２２を貫挿状態に一体化させている。この中心筒体２２の両端は、段違い状に削り出されて、連結金具２５を螺合させるための雄ねじ２２ａが形成されている。また、エポキシユニット１１の中心部には、リング状のフランジ１１ａが立設され、例えば図１に示すように、このフランジ１１ａを、ボルト付きの締結部材２６を介して、冷媒槽１３の縦壁等に固定することによって、ブッシング１６と接続される超電導層２と絶縁層３を安定な状態で固定支持することができる。尚、その中心筒体２２の素材として、例えばＦＲＰ等の電気絶縁物を用いることもできる。この場合にも、ＦＲＰ製のパイプ材を、エポキシユニット１１内に貫挿させた状態として一体化すればよい。

以上のようなエポキシユニット１１を用いた超電導層の端末接続構造では、絶縁層３が、冷媒槽１３に固定されたエポキシユニット１１の中心筒体２２に貫挿固定されるため、槽内で安定に支持される。このような状態で、絶縁層３から露出させた超電導層２をブッシング１６に接続するので、その接続作業が容易となり、かつ、接続された後の接続部の支持状態も安定する。また、中心筒体２２と絶縁層３の間に、冷媒が流通する隙間ｓpが形成されているため、その隙間ｓpに、連結金具２５の開口ｕを介して冷媒１３ａが導入され、中心筒体２２に貫挿された絶縁層３を介して超電導層２が効率よく冷却される。そして、絶縁層３の先端から露出された超電導層２の接続部が、冷媒１３ａ中に浸漬されるため、高い冷却効果が得られる。さらに、本発明では、従来のように高発熱体となる常電導導体を介さず、超電導層２そのものを冷媒槽１３内に延長して、ブッシング１６に近接した位置で接続するので、導体抵抗を大幅に低減化することができる。従って、直流又は交流の大電流の通電が可能となる。尚、中心筒体２２の素材としてＦＲＰ等の電気絶縁物を用いた場合には、高電圧部位（Emax）の径をコンパクト化することができるため、接続構造のコンパクト化を図ることができる。

〔実施の形態２〕
図３は、超電導ケーブル同士の境界部における中間接続構造の要部断面を示す。図示のように、この接続構造では、互いに連結される一方の冷媒容器３１と他方の冷媒容器３２は、それぞれ異なる循環系統(図示省略)から冷媒３１ａ，３２ａの循環供給を受けるため、双方の冷媒容器３１，３２は仕切り壁３３によって分離されている。その仕切り壁３３に、エポキシユニット１１が固定され、その中心筒体２２内には、他方の冷媒容器３２内から絶縁層３が貫挿され、一方の冷媒容器３１内で、超電導層２，２同士が接続される。中心筒体２２と絶縁層３の間には、冷媒が流通する隙間ｓpが形成される構成は、前実施の形態と同じである。その超電導層２，２同士の接続部Ｊ２では、素線間での冷媒の流通を阻止する仕切り壁付き接続スリーブ３４を介して、フォーマ１，１同士が接続され、超電導層２，２同士は、その接続スリーブ３４を跨いで半田接続により縦添え状に配設される超電導線材３５によって導通接続される。そして、超電導層２上の超電導線材３５が、半割れリング状の一方の連結金具２５を介して、中心筒体２２の一端（図示左側）に導通接続される。この連結金具２５の中心筒体２２に対する接続構造は、前実施の形態と同じであり、この連結金具２５には、中心筒体２２と絶縁層３の間に形成される冷媒流通路となる隙間ｓpに対応する開口ｕが形成されている。また、エポキシユニット１１及び超電導層２，２同士の接続部Ｊ２の外側には、補強絶縁紙１９Ｃが巻回されるが、超電導層２，２同士を接続している接続スリーブ３４の外側に巻回される補強絶縁紙１９ｅの厚さは、必要最小限の電気絶縁性能を確保できる程度に薄く形成するのが好ましい。一方、中心筒体２２の他端では、絶縁層３から超電導層２が部分的に露出され、その露出部分２ａの両側の絶縁層３は、対向し合うテーパー状に段剥ぎされてペンシル状に形成され、前実施の形態と同様の構成で、超電導層２の露出部分２ａが、他方の連結金具２５を介して、中心筒体２２の他端に接続される。その他方の連結金具２５には、中心筒体２２と絶縁層３の間の冷媒流通路となる隙間ｓｐに対応する開口は形成されておらず、冷媒流通路は閉塞される。この他方の連結金具２５とエポキシユニット１１の外側には、前実施の形態と同様に、補強絶縁紙１９Ｄが巻回される。

以上のように構成される超電導層同士の接続構造では、絶縁層３が、冷媒容器３１，３２の仕切り壁３３に固定されたエポキシユニット１１の中心筒体２２に貫挿されるため、容器内で安定に支持される。このような状態で、絶縁層３から露出させた超電導層２を接続対象となる超電導層２に接続するので、その接続作業が容易となり、かつ、接続された後の接続部の支持状態も安定する。また、中心筒体２２と絶縁層３の間に、冷媒が流通する隙間ｓpが形成されているため、その隙間ｓpに、一方の連結金具２５の開口ｕを介して冷媒３１ａが導入され、中心筒体２２に貫挿された絶縁層３を介して超電導層２が効率よく冷却される。そして、絶縁層３の先端から露出された超電導層２，２同士を超電導線材３５を介して接続しているので、導体抵抗を大幅に低減化することができ、かつ、その超電導層２，２同士の接続部が、比較的に薄く形成された補強絶縁紙１９ｅを介して冷媒１３ａ中に浸漬されるため、高い冷却効果が得られる。従って、直流又は交流の大電流の通電が可能となる。この境界部では、一方の冷媒槽３１と他方の冷媒槽３２とが連通されておらず、他方の連結金具２５によって、中心筒体２２と絶縁層３の間の隙間ｓpが閉塞されているため、循環系統の異なる２つの冷媒３１ａと３２ａを混合させることなく、完全に分離することができる。この他方の連結金具２５に開口を形成してもよく、その場合には、一方の連結金具２５で、中心筒体２２と絶縁層３の間の隙間ｓｐを閉塞すればよい。尚、本発明は、実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて改良、変更等は自由である。

本発明の超電導層の接続構造は、接続部の導体抵抗が少なく冷却効果が良好で大容量低抵抗であるため、直流又は交流の大電流通電用に好適に適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る超電導ケーブルの端末接続構造を示す構成説明図である。 同エポキシユニットの半断面図である。 本発明の実施の形態２に係る超電導ケーブルの中間接続構造を示す構成説明図である。 超電導ケーブルの断面図である。 従来の超電導ケーブルの端末接続構造の構成説明図である。 超電導ケーブルの接続部のレイアウト図である。

符号の説明

１ フォーマ ２ 超電導層（超電導導体層） ２ａ 露出部分 ３ 絶縁層
４ 超電導シールド層 ５ 冷媒流通路 ６ 内管 ７ 外管 ８ 防食層
９ ケーブルコア １０ 超電導ケーブル １１ エポキシユニット
１１ａ フランジ １２ 中心導体 １３ 冷媒槽 １３ａ 冷媒
１４ 圧縮スリーブ １５ 編組線 １６ ブッシング １７ 接続部材
１８ ロットナット
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９ｅ 補強絶縁紙
２０ 電界シールド ２１ 冷媒槽 ２１ａ 冷媒 ２２ 中心筒体
２２ａ 雄ねじ ２３ Ｃｕスリーブ ２４ 編組線 ２５ 連結金具
２６ 締結部材 ３１，３２ 冷媒容器 ３１ａ，３２ａ 冷媒
３３ 仕切り壁 ３４ 仕切り壁付き接続スリーブ ３５ 超電導線材
Ｊ，Ｊ１，Ｊ２ 接続部 ｍ マルチバンド Ｓ１，Ｓ２ 冷却ステーション
Ｂ 境界部 Ｎ ノーマルジョイント Ｃ，Ｄ 冷却可能区間 ｓｐ 隙間
ｕ 開口，ｓ 半田 ｃ 軟銅線

Claims (8)

1. 超電導ケーブルの絶縁層内に配設される超電導層の端部構造であって、
   冷媒を収納する冷媒容器内に固定される固体絶縁体と、
   超電導ケーブルから引き出された絶縁層を貫挿させるために、前記固体絶縁体内に設けられる中心筒体と、を備え、
   前記中心筒体と絶縁層との間には、冷媒を流通させるための隙間が設定されることを特徴とする超電導層の端部構造。
2. 請求項１に記載の超電導層の端部構造を備えた超電導層の接続構造であって、
   前記中心筒体に貫挿された絶縁層から引き出された超電導層の接続端が、冷媒中で接続対象導体に導通接続されることを特徴とする超電導層の接続構造。
3. 前記中心筒体は、金属製の連結金具を介して、前記超電導層に接続されることを特徴とする請求項２に記載の超電導層の接続構造。
4. 前記接続対象導体が超電導ケーブルの超電導層であり、互いに接続される超電導層から引き出されたフォーマ同士が、仕切り壁付き接続スリーブを介して接続され、該フォーマ接続部で、前記中心筒体と絶縁層の間の隙間を流通する冷媒が塞き止められることを特徴とする請求項２又は３に記載の超電導層の接続構造。
5. 前記連結金具が、中心筒体の両側に設けられ、一方の連結金具には、前記中心筒体と絶縁層の間の隙間に形成される冷媒流路を外部に連通させるための開口が設けられ、他方の連結金具には前記開口が設けられていないことを特徴とする請求項３又は４に記載の超電導層の接続構造。
6. 前記連結金具が、中心筒体の両側に設けられ、双方の連結金具には、前記中心筒体と絶縁層の間の隙間に形成される冷媒流路を外部に連通させるための開口が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の超電導層の接続構造。
7. 前記超電導層同士の接続部では、超電導層間に超電導線材が縦添えされることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載に超電導層の接続構造。
8. 超電導ケーブルの超電導層を冷媒容器内で固体絶縁体を介して接続対象導体と導通接続する超電導層の接続方法であって、
   超電導ケーブルから引き出した絶縁層を、固体絶縁体内の中心筒体に貫挿固定し、前記固体絶縁体を、冷媒容器に固定した後、前記絶縁層の先端から露出させた超電導層の接続端を、接続対象導体に導通接続することを特徴とする超電導層の接続方法。

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