JP2013036844A - Method for testing cable core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導ケーブルのケーブルコアの特性を全長に亘って試験する方法に関する。特に、ケーブルコアを冷却するために同コアを収納する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法に関する。 The present invention relates to a method for testing the characteristics of a cable core of a superconducting cable over its entire length. In particular, the present invention relates to a test method for a cable core that can downsize a container that houses the core for cooling the cable core.
電力供給路を構成する電力ケーブルとして、超電導ケーブルが開発されつつある。超電導ケーブルは、代表的には、超電導導体層を有するケーブルコアと、このケーブルコアを収納すると共に、液体窒素といった冷媒が満たされる断熱管とを備える。 Superconducting cables are being developed as power cables constituting power supply paths. A superconducting cable typically includes a cable core having a superconducting conductor layer, and a heat insulating tube that houses the cable core and is filled with a refrigerant such as liquid nitrogen.
OFケーブルやCVケーブルなどの常電導ケーブルでは、その電気的特性を調べるにあたり、工場出荷前、全長を対象とする全長試験(枠試験)が行われている。一方、超電導ケーブルでは、その電気的特性を調べるにあたり、超電導導体層を超電導状態にするために冷却する必要がある。従って、仮に、超電導ケーブルの全長試験を行う場合、細い断熱管内に冷媒を充填しなければならず時間がかかる上に、超電導ケーブルをドラムに巻回した状態で冷却すると、超電導ケーブルの曲げ径がドラムの巻胴の径に規制される。すると、断熱管内のケーブルコアに過大な機械的応力が作用して、当該コアを損傷する恐れがある(特許文献1の明細書0011)。そのため、超電導ケーブルでは、短いサンプルを利用した抜き取り試験が行われている。一方、特許文献1では、断熱管内に気体を充填して、常温下で、超電導ケーブルの全長試験を行うことを提案している。
For normal conducting cables such as OF cables and CV cables, a full length test (frame test) is performed on the full length before shipping to the factory to investigate the electrical characteristics. On the other hand, when examining the electrical characteristics of a superconducting cable, it is necessary to cool the superconducting conductor layer to bring it into a superconducting state. Therefore, if a full-length test of a superconducting cable is performed, it is necessary to fill a thin heat insulating tube with a refrigerant, and it takes time, and if the superconducting cable is cooled while being wound around a drum, the bending diameter of the superconducting cable is reduced. It is regulated by the diameter of the drum drum. Then, an excessive mechanical stress acts on the cable core in the heat insulating tube, and the core may be damaged (specification 0011 of Patent Document 1). Therefore, a superconducting cable is subjected to a sampling test using a short sample. On the other hand,
このように、特許文献1に提案される全長試験では、ケーブルコアが断熱管内に収納された状態の超電導ケーブルを対象としているが、超電導ケーブルの電気的特性は、実質的にケーブルコアの特性であることから、そのケーブルコアに対して、全長試験を行うことが望まれている。
As described above, in the full length test proposed in
しかし、従来、超電導ケーブル用のケーブルコアに対して、適切な全長試験方法が提案されていない。 However, conventionally, an appropriate full length test method has not been proposed for a cable core for a superconducting cable.
例えば、超電導ケーブルに利用されるケーブルコアは、長尺であることから、取り扱い易いように、ケーブルコアをドラムに巻き取っておき、この状態でドラムと共に冷却し、特性を調べることが考えられる。この場合、ドラムに巻き取ったケーブルコアを容器に収納し、この容器に冷媒を充填すればよく、例えば、断熱管内に冷媒を充填して循環冷却する場合に比較して、簡易な冷却設備で試験を実施できる。 For example, since a cable core used for a superconducting cable is long, it is conceivable that the cable core is wound around a drum so that it can be easily handled, and cooled in this state together with the drum to check the characteristics. In this case, the cable core wound around the drum may be housed in a container, and the container may be filled with a refrigerant. For example, compared with the case where the heat insulation pipe is filled with a refrigerant and circulated and cooled, a simple cooling facility is used. A test can be conducted.
ところが、この場合、ケーブルコアを収納する容器は、ドラムも含めた容積を有する必要があり、大型になる。容器が大型であれば、当該容器に充填する冷媒量も多くなり、充填時間の長大化、ひいては試験時間の長大化を招く。更に、冷媒量の増加により、試験コストの増大も招く。従って、ドラムを含めて容器に収納する場合にも、できるだけ容器を小型にすることが望まれる。その他、ドラムに巻き付けられたケーブルコアは重量物であるため、できるだけ容器への収納を容易に行えることも望まれる。 However, in this case, the container for storing the cable core needs to have a volume including the drum, and becomes large. If the container is large, the amount of refrigerant filled in the container also increases, leading to an increase in filling time and, in turn, an increase in test time. Furthermore, an increase in the amount of refrigerant causes an increase in test costs. Accordingly, it is desirable to make the container as small as possible even when it is housed in the container including the drum. In addition, since the cable core wound around the drum is heavy, it is also desired that the cable core can be stored in the container as easily as possible.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、超電導ケーブルのケーブルコアを全長試験するのに際し、そのコアを収納する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a cable core test method capable of reducing the size of a container that accommodates a core for conducting a full length test of a cable core of a superconducting cable. It is to provide.
本発明のケーブルコアの試験方法は、次の工程を備える。
準備工程:試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコアがドラムに巻き付けられたものを準備する。
収納工程:試験対象を容器に収納する。
充填工程:容器に冷媒を充填する。
測定工程:冷媒により超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、コアに通電又は課電して当該コアの全長に亘るケーブル特性を測定する。
そして、収納工程は、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する。
The cable core testing method of the present invention includes the following steps.
Preparation step: As a test object, a cable core having a superconducting conductor layer wound around a drum is prepared.
Storage process: The test object is stored in a container.
Filling step: Filling the container with the refrigerant.
Measurement step: While maintaining the superconducting conductor layer by cooling it with a refrigerant, the core is energized or energized to measure the cable characteristics over the entire length of the core.
In the storing step, the test object is stored in the container so that the axis of the drum is parallel to the axis in the depth direction of the container.
この構成によれば、ケーブルコアがかなり長尺でドラムに巻き取った際に巻胴が長くなる場合でも、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する(以下、この収納形態を「縦置き収納」と呼ぶことがある)ことで、容器の底面のサイズをドラムの鍔部の直径に応じたサイズとすることができる。そのため、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と直交するように試験対象を容器に収納する(以下、この収納形態を「横置き収納」と呼ぶことがある)場合に比べて、容器のサイズを小型化することができる。また、縦置き収納にてドラムを容器に収納することで、横置き収納に比べてコアに作用する張力の不均一を少なくできる。 According to this configuration, even when the cable core is quite long and the winding drum becomes long when wound on the drum, the test object is placed in the container so that the axis of the drum is parallel to the axis in the depth direction of the container. By storing (hereinafter, this storage form may be referred to as “vertical storage”), the size of the bottom surface of the container can be made to correspond to the diameter of the flange portion of the drum. Therefore, compared with the case where the test object is stored in the container so that the drum axis is perpendicular to the axis in the depth direction of the container (hereinafter, this storage form may be referred to as “horizontal storage”). The size can be reduced. Further, by storing the drum in the container in the vertical storage, the uneven tension acting on the core can be reduced as compared with the horizontal storage.
本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記ドラムは、前記コアが巻回される巻胴と、巻胴の両端に設けられた鍔部とを備え、その少なくとも一方の鍔部は巻胴に対して着脱自在であり、前記収納工程は、前記一方の鍔部を外した状態で、試験対象を容器内に収納することが挙げられる。 As one form of the cable core test method of the present invention, the drum includes a winding drum around which the core is wound, and flanges provided at both ends of the winding drum, and at least one of the flanges is wound. It is detachable with respect to a trunk | drum, and the said accommodating process includes accommodating the test object in a container in the state which removed the said one collar part.
この構成によれば、ドラムを容器に収納する際、一方の鍔部を取り外すことで、ケーブルコアの端部の引き出しが容易になり、この端部に課電用や通電用のリード電極を容易に取り付けることができる。また、一方の鍔部を取り外すことで、試験対象の軽量化を図ることができる。 According to this configuration, when the drum is housed in the container, it is possible to easily pull out the end portion of the cable core by removing one of the flanges, and it is easy to provide a lead electrode for power application or energization at this end portion. Can be attached to. Moreover, the weight reduction of a test object can be achieved by removing one collar part.
本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記容器は蓋部を備え、前記収納工程は、前記蓋部に取り付けられた試験対象を前記容器内に収納することが挙げられる。 As one form of the test method of the cable core of the present invention, the container includes a lid portion, and the storing step includes storing a test object attached to the lid portion in the container.
容器に蓋部を設けることで、試験時における冷媒及び試験対象を容器の外部空間に対して断熱し易い。また、蓋部に試験対象を取り付けることで、試験対象の容器内への収納と、蓋部での容器の封止とを同時に行うことができ、ケーブルコアの試験作業性に優れる。 By providing the container with the lid, it is easy to insulate the refrigerant and the test object during the test from the external space of the container. Further, by attaching the test object to the lid part, it is possible to simultaneously store the test object in the container and seal the container with the lid part, and the test workability of the cable core is excellent.
容器に蓋部を設けた本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記試験対象は、前記蓋部に吊り下げられており、前記試験対象を前記容器内に収納した際、ドラムが容器の底面と非接触であることが挙げられる。 As one form of the test method of the cable core of the present invention in which a lid is provided on a container, the test object is suspended from the lid, and when the test object is stored in the container, the drum is a container. It is mentioned that it is non-contact with the bottom face.
試験対象を蓋部から吊り下げることで、ドラムを容器の底面と非接触に保持することが容易にできる。それに伴い、ドラムの全周を冷媒で囲み、容器と非接触にすることで、容器とドラムが接触する場合に比べて熱侵入を抑制することができる。 By hanging the test object from the lid, it is possible to easily hold the drum in non-contact with the bottom surface of the container. Accordingly, by enclosing the entire periphery of the drum with a refrigerant and making it non-contact with the container, heat intrusion can be suppressed as compared with the case where the container and the drum are in contact with each other.
本発明のケーブルコアの試験方法によれば、ドラムを縦置き収納することで、容器を小型化することができる。 According to the cable core testing method of the present invention, the container can be miniaturized by vertically storing the drum.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図において同一符号は、同一名称物を示す。まず、試験対象である超電導ケーブル用ケーブルコア、このケーブルコアを巻き取るドラム、試験対象を収納する冷却容器を説明し、次に、上記ケーブルコアの試験方法を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, the same reference numeral indicates the same name object. First, a cable core for a superconducting cable to be tested, a drum for winding the cable core, and a cooling container for housing the test object will be described, and then a test method for the cable core will be described.
[ケーブルコア]
図3を参照してケーブルコアを説明する。ケーブルコア100は、例えば、中心から順にフォーマ101、超電導導体層102、電気絶縁層103、外側超電導層104、保護層105を具える。
[Cable core]
The cable core will be described with reference to FIG. The
フォーマ101は、超電導導体層102の支持部材であり、ケーブルコア100の抗張力材としても機能する。また、フォーマ101は、短絡や地絡などの事故時に事故電流を分流する通電路に利用される。通電路に利用する場合、フォーマ101は、銅やアルミニウム、その合金などの常電導材料からなる中実体や中空体(管体)が好適に利用できる。より具体的には、例えば、ポリビニルホルマール(PVF)やエナメルなどの絶縁被覆を具える銅線を複数本撚り合わせた撚り線材が挙げられる。フォーマ101の外周にクラフト紙やPPLP(住友電気工業株式会社 登録商標)といった絶縁テープ材を巻回してクッション層を設けることができる。
The former 101 is a support member for the
超電導導体層102及び外側超電導層104は、超電導線材を螺旋状に巻回した線材層を単層又は多層に具える形態が挙げられる。超電導線材は、酸化物超電導相を具える線材、具体的には、REBa2Cu3Ox(RE123:REは希土類元素)、例えばYBCO,HoBCO,GdBCOといった希土類系酸化物超電導相を具える薄膜線材や、Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi2223)といったBi系酸化物超電導相を具え、Agやその合金を金属マトリクスとする高温超電導線材がある。多層構造の場合、各線材層の層間にクラフト紙などの絶縁紙を巻回した層間絶縁層を形成することができる。超電導導体層102の直上にカーボン紙などを巻回して内側半導電層を設けることができる。
Examples of the
外側超電導層104は、例えば、交流送電の場合、磁気シールド、直流送電の場合、帰路導体や中性線として利用することができる。超電導導体層102及び外側超電導層104を構成する超電導線材の数や線材層の数は、所望の電力供給容量に応じて設計される。
The
電気絶縁層103は、超電導導体層102(或いは内側半導電層)の上に、クラフト紙やPPLP(登録商標)といった半合成絶縁紙などの絶縁テープ材を巻回することで形成することができる。電気絶縁層103の直上に、カーボン紙などを巻回して外側半導電層を設けることができる。
The electrical
外側超電導層104の外周に、上述した事故電流の誘導電流の通電路に利用する常電導シールド層を設けることができる。常電導シールド層は、例えば、銅といった常電導材料からなる金属テープ材を巻回して形成することができる。
A normal conducting shield layer can be provided on the outer periphery of the
外側超電導層104(或いは常電導シールド層)の外周に、クラフト紙やPPLP(登録商標)といった半合成絶縁紙などの絶縁テープ材を巻回して、外側超電導層104を機械的に保護するための保護層105を設けることができる。
In order to mechanically protect the
上述のケーブルコア100は、超電導ケーブルの構成部材に利用される。超電導ケーブルは、1条又は複数条(代表的には3条)のコア100を一つの断熱管(図示せず)に収納して製造する。断熱管は、内管と外管との二重管からなり、内管と外管との間が真空引きされた真空断熱構造のものが代表的である。超電導ケーブルは、断熱管内に冷媒(例えば、液体窒素や液体ヘリウムといった液体冷媒)が充填され、この冷媒により超電導導体層102や外側超電導層104を冷却して超電導状態として、電力供給路に利用される。
The above-described
全長試験にあたり、ケーブルコア100の各端部にはそれぞれ、図1に示すように接続部200を介してリード電極210が取り付けられる。リード電極210及び接続部200は、通電又は課電が可能なように、銅や銅合金といった適宜な導電性材料からなる適宜な形状、長さのものを利用できる。
In the full length test, a
[ドラム]
図1,図2を参照して、ケーブルコア100を巻き取るドラム10を説明する。ドラム10は、横断面が円状の外周輪郭を有する巻胴11と、巻胴11の両端部の各周縁からそれぞれ、巻胴11の外方に突出する円環状の鍔部12A(図2),12Bとを具える。
[drum]
The
ドラム10は、冷媒に浸漬されることから、その構成材料には、冷媒に対する耐性があり、コア100を巻回可能な強度を有する材料、例えば、高炭素鋼やステンレス鋼といった高強度な金属材料が挙げられる。金属材料は、一般に、冷却されると収縮し、上記鉄系合金は、銅や銅合金よりも線膨張率が小さく、同時に冷却した場合、熱収縮量が銅や銅合金よりも小さくなる虞がある。従って、ドラム10(特に巻胴11)が上述の鉄系合金で構成されている場合、例えばドラムがコアよりも先に冷却されるように試験対象の冷却を行うことで、巻胴11とケーブルコア100とが熱収縮したときに、コア100が損傷することを防止できる。
Since the
或いは、少なくとも巻胴11が、ケーブルコア100の構成部材のうち、コア100に作用する張力を分担する主要部材、つまり抗張力材の構成材料よりも熱収縮率が大きい材料から構成されていることが好ましい。この抗張力材としては、例えば、上述のように銅や銅合金といった常電導の金属材料からなるフォーマ101が挙げられる。従って、ドラム10の巻胴11は、代表的には、フォーマ101の構成材料である銅や銅合金よりも熱収縮率が十分に大きい材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金から構成されるものが挙げられる。
Alternatively, at least the winding
アルミニウムやマグネシウム、及びその合金は、熱収縮率がフォーマ101の構成材料(銅など)よりも大きい他、(1)軽量であり、試験対象の軽量化を図ることができる、(2)非磁性体であるため、例えば、通電電流値が大きな試験を行う場合でもケーブルコアがつくる磁場を乱し難い、といった利点がある。その他、アルミニウムやその合金は、耐食性に優れ、マグネシウムやその合金は、構造用金属の中で比強度・比剛性が最も高く、高強度なドラムとすることができる。 Aluminum, magnesium, and their alloys have a higher thermal shrinkage than the constituent materials of former 101 (copper, etc.), and (1) are lightweight and can reduce the weight of the test object. (2) Non-magnetic Since the body is a body, for example, there is an advantage that even when a test with a large energization current value is performed, it is difficult to disturb the magnetic field generated by the cable core. In addition, aluminum and its alloys have excellent corrosion resistance, and magnesium and its alloys have the highest specific strength and specific rigidity among structural metals, and can be used as a high-strength drum.
巻胴11と鍔部12A,12Bとは、代表的には、同じ材質とする。後述するように一方の鍔部12Aが着脱可能な形態では、この鍔部12Aは、巻胴11と異なる材質でもよい。
The winding
巻胴11は、上述のように横断面が円状の外周輪郭を有する。具体的には、円筒部材で巻胴を構成する場合や、断面が扇状の複数の円弧片を円周上に配列した構成や、複数の棒材を円周上に配列する構成が挙げられる。巻胴11が円筒部材の場合、その外周面にケーブルコア100がつくるターンを整列する整列溝や整列用仕切りを具える形態とすると、コア100を巻き取り易い。巻胴11は、中空の円筒部材とすることで、軽量である上に、冷却容器1に収納した後、巻胴11の内周空間に冷媒を充填可能なため、コア100を効率よく冷却できる。この点は、複数の円弧片や棒材で巻胴11を構成した場合も同様である。また、複数の棒材で巻胴11を構成した場合、この棒材をコアの冷却前に径方向中心側に付け替えたり、棒材を鍔部に対してスライドさせる移動機構を設け、その棒材を径方向中心側に移動可能に構成することで、コア100の縮径に応じて巻胴11自体も縮径させることができる。巻胴11の外径(=鍔部12A,12Bの内径+巻胴11の厚さ×2)は、コア100の許容曲げ半径に応じて選択するとよい。さらに、巻胴11の軸方向の長さは、コア100の長さに応じて選択するとよい。
As described above, the winding
鍔部12A,12Bはいずれも、上述のように円環体が代表的である。鍔部12A,12Bの外径は、ケーブルコア100がつくるターンの外径よりも大きいと、当該ターンの端面を鍔部12A,12Bによって保持でき、巻き崩れを防止し易い。
As described above, the
鍔部12A,12Bの少なくとも一方を、複数の円弧片を組み合わせて円環状に配置される形態、或いは円環体の一部に切欠を具える形態とすることができる。前者の場合、巻胴11の周方向の一部に鍔部が設けられていない形態とすることができる。この鍔部が存在しない間隙部分や上述の切欠部分から、ケーブルコア100の端部やリード電極210を引き出すことができる。
At least one of the
鍔部12A,12Bは、巻胴11に一体に保持された形態が代表的である。その他、図1,図2(C)などに示すように、一方の鍔部12Aが巻胴11に対して着脱可能な形態とすることができる。この巻胴11と鍔部との着脱は、巻胴11の一端を鍔部12Aに対してネジ止めなどで容易に行える。より具体的には、巻胴11が円筒部材や円弧片で構成される場合、これら部材の端部を鍔部12Aの内周面に位置合わせし、両者を貫通するようにボルトを付け外ししたり、巻胴11が棒材で構成される場合、その棒材の先端部に形成した雄ねじを鍔部12Aに形成した雌ねじに嵌め外しすることで、巻胴11と鍔部12Aとの着脱を行うことが挙げられる。このように巻胴11と鍔部とが着脱式の場合、一方の鍔部12Aを取り外した状態で試験対象を冷却容器1に収納することができる。一方の鍔部12Aが無いことで、リード電極210が鍔部12Aに接触することが無く、鍔部12Aとの接触を回避するために、リード電極210を長くして迂回する必要がない。
The
一方の鍔部12Aを取り外した場合、鍔部12A,12Bによる挟持状態が解放されて、ケーブルコア100が巻き崩れる恐れがある。その対策として、例えば、図2(C)に示すように、巻胴11に巻回されたコア100の外周に、巻き崩れを防止する形状保持部材13を他方の鍔部12Bに取り付けることができる。形状保持部材13は、例えば、複数の棒状体や帯状体、円弧片などの分割部材とし、巻回されたコア100の外周を囲むようにこれら分割部材を円環状に、分割部材間に適宜間隔をあけて配置する形態が挙げられる。他方の鍔部12Bには、形状保持部材13の取付部を設けておく。例えば、鍔部12Bに上記分割部材が挿入される穴又は溝を設けておき、分割部材には、上記穴や溝に挿入したときに当たり止めとなるフランジ部を設けておき、このフランジ部と鍔部12Bとをボルトなどで固定することが挙げられる。形状保持部材13も冷媒に浸漬されることから、その構成材料には、冷媒温度での耐性に優れる材質、例えば、ステンレス鋼などの高強度材料が挙げられる。また、形状保持部材13は、コア100における冷却前の外径よりも外方に配置し、当該形状保持部材13が熱収縮したときにコア100を押圧することが無いように、その位置を調整する。
When one of the
ドラム10に対してケーブルコア100を単層巻きすることが代表的であるが、多層巻きとすることができる。多層巻きとする場合、ドラム10には、上述の形状保持部材13に代えて、2層目以降の巻胴となる巻胴部材(図示せず)を少なくとも鍔部12Bに取り付ける。この巻胴部材は、上述した形状保持部材13のように複数の分割部材で構成すると、取り付けが容易である。この巻胴部材は、例えば、巻回された下層のコア100の外周を囲むように円環状に、かつ当該下層のコア100における冷却前の外径よりも外方に配置することが挙げられる。本発明では、この巻胴部材も、上述の巻胴11と同様の材質で構成することで、2層目以降のコア100の損傷を防止する。
The
[冷却容器]
冷却容器1は、一方が開口した箱状体である本体部2と、本体部2の開口部を塞ぐ蓋部3とを具える(図1,図2(D))。
[Cooling vessel]
The cooling
本体部2は、真空層2aを具える真空断熱構造であり、開口部側に蓋部3を取り付ける取付部21を具える。本体部2は、例えば、ステンレス鋼といった、冷媒温度(例えば、液体窒素の場合:77K程度)に対する耐性に優れ、ドラム10に巻き取られたケーブルコア100といった大重量の試験対象の自重を保持可能な高強度な材料を好適に利用することができる。また、本体部2は、試験対象を十分に収納可能な容積を有するようにする。
The
蓋部3は、冷却容器1内の冷媒(ここでは、液体冷媒2L(図1)及び液体冷媒2Lの上方に形成される気相)を封止するための部材である。蓋部3も真空断熱構造とすることができるが、リード電極210を引き出す場合、複雑な構成となる。従って、蓋部3は、中実体(例えば、ステンレス鋼からなる板材)とし、リード電極210を引き出す貫通孔を具える形態が挙げられる。中実体であっても、蓋部3に適宜な冷却機構を取り付けることで、蓋部3からの侵入熱による液体冷媒2Lの過度な気化を防止できて好ましい。
The lid 3 is a member for sealing the refrigerant in the cooling container 1 (here, the liquid refrigerant 2L (FIG. 1) and the gas phase formed above the liquid refrigerant 2L). The lid 3 can also have a vacuum heat insulating structure, but when the
[試験方法]
上述のケーブルコア100に対して、全長に亘って電気的特性を調べる試験を行う手順を説明する。まず、図2(A)に示すようにコア100をドラム10に巻き取っておく。このとき、ドラム10は、その軸が水平面に対して平行するように配置し、適宜な回転機構(図示せず)によって回転させながらコア100を巻き取ると、巻き取り時、コア100の各ターンに加わる自重が均一的になって好ましい。製造されたコア100を順次、ドラム10によって巻き取るようにしてもよい。多層巻きとする場合には、各層ごとに上述の巻胴部材を取り付ける。
[Test method]
A procedure for conducting a test for examining the electrical characteristics over the entire length of the
ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を冷却容器1に収納する。このとき、ドラム10の軸が冷却容器1の深さ方向の軸に対して平行となるように収納する(縦置き収納)。換言すれば、冷却容器1の底面が平面の場合、その平面と巻胴11の軸が直交するように試験対象を冷却容器1に収納する。これに対し、横置き収納では、巻胴11に巻回されたコア100がつくる各ターンにおいて、鉛直方向上方に位置する部分と鉛直方向下方に位置する部分とでは、張力の作用状態が異なる。具体的には、上述の鉛直方向上方に位置する部分は、相対的に張力が作用し易く、上述の鉛直方向下方に位置する部分は相対的に張力が作用し難い。そのため、コア100の長手方向における張力がアンバランスになり、コア100の全長の特性を測定するにあたり、コア100を均一な状態にし難い。一方、縦置き収納であれば、上述したコア100に作用する張力のアンバランスが生じ難く、均一的な状態のコア100に対して特性試験を行うことができる。
The
試験対象を冷却容器1に収納する際、図2(C)に示すように、一方(冷却容器1の開口側)の鍔部12Aを取り外してもよい。また、鍔部12Aの取り外しによるケーブルコア100の巻き崩れを防止するために形状保持部材13をコア100の外周に配置して、他方の鍔部12Bに固定してもよい。
When the test object is stored in the
ケーブルコア100の各端部にリード電極210を取り付ける。このとき、鍔部12Aを取り外していたり、或いは形状保持部材13が複数の分割部材からなる形態であったり、鍔部12Aが存在するものの鍔部が切欠を具えた形態であったりすると、分割部材の隙間や切欠などからコア100の端部を引き出し易い。また、この場合、コア100の各端部にリード電極210を取り付け易く、作業性に優れる。冷却容器1の本体部2に試験対象を収納した状態で、リード電極210を取り付けることもできる。
A
上記リード電極210を具える試験対象(ドラム10に巻き取られたケーブルコア100)を冷却容器1の本体部2内に収納する。図2(D)に示すように、縦置き収納とすることで、冷却容器1の本体部2は、その底部の直径が他方の鍔部12Bの直径よりも若干大きい程度の大きさを有していればよく、冷却容器の設置面積を小さくできる。
A test object including the lead electrode 210 (the
試験対象を本体部2に収納するには、例えば、図2(D)に示すように蓋部3に試験対象を吊り下げた状態で固定し、この蓋部3を本体部2に載置するように移動させることが挙げられる。蓋部3からの試験対象の吊り下げは、蓋部の裏面(本体部2の内部に対向する面)と巻胴11又は鍔部12Bの適宜な箇所をワイヤや支持棒(図示略)などで支持して行えばよい。この場合、蓋部3には、リード電極210などを固定しておくとよい。蓋部3においてリード電極210の挿通箇所は例えばハーメチックシールを行う。試験対象は、蓋部3に吊り下げられた状態のまま本体部2の内部に収納し、さらに蓋部3を下げることで、本体部2の開口縁に蓋部3を載置する。そして、蓋部3を本体部2に固定する(図1)。
To store the test object in the
冷却容器1の適宜な供給口(図示せず)から液体冷媒2L(例えば液体窒素)を本体部2内に充填する。この液体冷媒2Lによりケーブルコア100を冷却して、超電導導体層102(図3)などの超電導層を超電導状態にする。この状態で、リード電極210に、所望の通電用又は課電用の電源300を取り付けて、所望の電気的特性(通電性能、絶縁性能など)を調べる。
Liquid refrigerant 2L (for example, liquid nitrogen) is filled into the
[効果]
(1)ドラム10に巻き取ったケーブルコア100を冷却容器1内に縦置き収納することで、冷却容器1の底面のサイズをドラムの鍔部12A,12Bの直径に応じたサイズとすることができる。そのため、横置き収納の場合に比べて、冷媒容器1のサイズ、特に設置面積を小型化することができる。
[effect]
(1) By vertically storing the
(2)縦置き収納にてドラム10を冷却容器1に収納することで、横置き収納に比べてコア100に作用する張力の不均一を少なくできる。
(2) By storing the
(3)ドラム10を冷却容器に収納する際、一方の鍔部12Aを取り外すことで、ケーブルコア100の端部の引き出しが容易になり、この端部に課電用や通電用のリード電極を容易に取り付けることができる。また、一方の鍔部12Aを取り外すことで、試験対象の軽量化を図ることができる。
(3) When the
(4)試験対象を蓋部3に吊り下げることで、試験対象の冷却容器1への収納と蓋部3による本体部2の開口部の閉鎖をほぼ同時に行うことができる。
(4) By suspending the test object from the lid part 3, it is possible to store the test object in the
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、図1では、本体部2に収納された試験対象の鍔部12Bが本体部2の底面に接触しているが、蓋部3から試験対象を吊り下げる吊り材の長さを調整すること等で、この鍔部12Bが本体部2の底面から離れて非接触となるようにしても良い。それにより、本体部から鍔部12Bを介した熱伝導による熱侵入を抑制できる。その他、上記の実施形態では、試験対象を冷却容器に収納した後に冷媒を冷却容器に充填したが、この収納工程と充填工程の順序を逆にし、冷却容器内に冷媒を充填した後、その容器内に試験対象を収納して、冷媒に試験対象を浸漬させても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, in FIG. 1, the
本発明ケーブルコアの試験方法は、ケーブルコアの出荷試験、超電導ケーブルの製造途中における中間試験、その他、任意のときにケーブルコアの全長の特性を調べる際に好適に利用することができる。 The test method of the cable core of the present invention can be suitably used when examining the characteristics of the total length of the cable core at any time, such as a shipping test of the cable core, an intermediate test during the production of the superconducting cable, and the like.
1 冷却容器 2 本体部 2a 真空層 2L 液体冷媒 21 取付部 3 蓋部
10 ドラム 11 巻胴 12A,12B 鍔部 13 形状保持部材
100 ケーブルコア 101 フォーマ 102 超電導導体層 103 電気絶縁層
104 外側超電導層 105 保護層
200 接続部 210 リード電極 300 電源
1 Cooling
10
100
104 Outer
200
Claims (4)
前記試験対象を容器に収納する収納工程と、
前記容器に冷媒を充填する充填工程と、
前記冷媒により前記超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、前記コアに通電又は課電して当該コアの全長に亘るケーブル特性を測定する測定工程とを備え、
前記収納工程は、前記ドラムの軸が前記容器の深さ方向の軸と平行になるように前記試験対象を前記容器に収納することを特徴とするケーブルコアの試験方法。 As a test object, a preparation step of preparing a cable core having a superconducting conductor layer wound around a drum,
A storing step of storing the test object in a container;
A filling step of filling the container with a refrigerant;
Measuring the cable characteristics over the entire length of the core by energizing or applying power to the core while cooling the superconducting conductor layer with the refrigerant and maintaining the superconducting state.
The method for testing a cable core, wherein the storing step stores the test object in the container so that an axis of the drum is parallel to an axis in a depth direction of the container.
前記収納工程は、前記一方の鍔部を外した状態で、試験対象を容器内に収納することを特徴とする請求項1に記載のケーブルコアの試験方法。 The drum includes a winding drum around which the core is wound, and flanges provided at both ends of the winding drum, and at least one of the flanges is detachable from the winding drum,
2. The cable core testing method according to claim 1, wherein in the storing step, the test object is stored in a container with the one flange part removed.
前記収納工程は、前記蓋部に取り付けられた試験対象を前記容器内に収納することを特徴とする請求項1又は2に記載のケーブルコアの試験方法。 The container includes a lid;
3. The cable core testing method according to claim 1, wherein the storing step stores the test object attached to the lid in the container. 4.
前記試験対象を前記容器内に収納した際、ドラムが容器の底面と非接触であることを特徴とする請求項3に記載のケーブルコアの試験方法。 The test object is suspended from the lid,
The test method for a cable core according to claim 3, wherein when the test object is stored in the container, the drum is not in contact with the bottom surface of the container.
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Citations (5)
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2011
- 2011-08-08 JP JP2011172828A patent/JP2013036844A/en active Pending
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