JP2015176681A - 超電導ケーブルの接続構造、及び超電導ケーブルの接続構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工時における超電導導体層の劣化を抑制し易く、小さい施工スペースでも構築可能な超電導ケーブルの接続構造、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】フォーマと前記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを備えるケーブルコアと、前記超電導導体層と電気的に接続される導体接続部を備える接続対象とを含む超電導ケーブルの接続構造であって、前記接続対象の端部に圧縮接続される一端部を有する連結部材と、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とが挿通される貫通孔を有し、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを圧縮接続する連結スリーブとを備え、前記連結部材における前記接続対象の端部から突出する長さが前記連結スリーブの長さと同等以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、超電導ケーブル同士の接続などに利用される超電導ケーブルの接続構造及びその製造方法に関する。特に、施工時における超電導導体層の劣化を抑制でき、小さい施工スペースでも構築可能な超電導ケーブルの接続構造、及びその製造方法に関する。

超電導ケーブルは、小型でありながら、大容量の電力を低損失で送電可能なことから、省エネルギー技術として期待されている。超電導ケーブルは、フォーマの外周に超電導線材をスパイラル巻きして形成された超電導導体層を有するケーブルコアと、このコアを収納し、上記超電導導体層を超電導状態に維持する冷媒（例えば液体窒素）が充填される断熱管とを備える構成が代表的である。

超電導ケーブルを用いて電力線路を構築する場合、超電導ケーブル同士を接続する中間接続構造や、超電導ケーブルと常電導ケーブルとを接続する終端接続構造を構築する。これらの接続構造として、接続されるケーブルの端部間に銅といった常電導材料からなる棒状の接続導体（リード部）を介在させる形態がある。この形態は、接続導体の端部とフォーマの先端部とを銅といった常電導材料からなる筒状の接続スリーブによって圧縮接続し、この接続スリーブと、ケーブルコアに備える超電導導体層を構成する超電導線材とを半田などで接合して電気的に接続する（類似の技術を開示する文献として、特許文献１）。接続導体の端部とフォーマの先端部とを直接圧縮接続することもある（特許文献２の図２）。圧縮接続を行うことで、フォーマと接続導体とを強固に固定できる。超電導ケーブルの端部、及び接続導体や接続スリーブなどの接続用部材は、接続箱に収納する。

特許文献１，２に示す中間接続構造では、上記接続導体の外周にエポキシ樹脂からなる絶縁成形体（固体絶縁部材）を備えたユニットを利用し、絶縁成形体を接続箱に固定して接続処理部分の位置が実質的に動かないようにしている。

特開２００７−０２８７１０号公報 特開２００５−２１０８３４号公報

上述のように接続導体とフォーマとを直接突き合わせて圧縮接続する形態（以下、直接突合せ形態と呼ぶ）では、（１）圧縮前にケーブルコアに備える超電導導体層を構成する超電導線材に過度の曲げが加わるなどして、超電導線材を劣化させる恐れがある。

この形態では、圧縮前のフォーマの先端部の長さを、接続導体の端部に設けられたフォーマ挿入穴や接続スリーブ内にフォーマの先端部が嵌め込まれた状態において接続導体とフォーマとが直線状に配置されるように調整する。この長さ調整がなされたフォーマの先端部を上述のフォーマ挿入穴や接続スリーブに嵌め込むには、フォーマの先端部をフォーマ挿入穴や接続スリーブ内から離れた位置（断熱管側）にまで一時的に後退させる必要がある。この後退の際にケーブルコアに極端な曲げが加わるなどして、上記超電導線材が損傷する恐れがある。

詳しくは、例えば、接続導体の端部にフォーマの先端部を挿入して接続導体を圧縮する場合には、圧縮前のフォーマは、フォーマ挿入穴への挿入長さと、フォーマ挿入穴に嵌め込まれた状態で開口端から突出して配置される突出長さとを有する。そのため、圧縮前のフォーマの先端面をフォーマ挿入穴の開口端に配置した場合、フォーマの長さは、上記突出長さよりも挿入長さ分だけ長い。

例えば、接続導体の端部とフォーマの先端部とを突合せ、接続スリーブを用いて圧縮する場合には、圧縮前の接続導体の端部に接続スリーブの一端部を挿入して、接続導体に接続スリーブを片支持させた状態で、接続スリーブの他端部にフォーマの先端部を挿入する。この場合の圧縮前のフォーマは、接続スリーブの貫通孔とこの貫通孔の途中まで挿入された接続導体の端面とでつくられる穴への挿入長さと、上記穴に挿入された状態でこの穴（上記貫通孔）の開口端から突出して配置される突出長さとを有する。そのため、圧縮前のフォーマの先端面を上記穴（上記貫通孔）の開口端に配置した場合、フォーマの長さは、上記突出長さよりも挿入長さ分だけ長い。

このように挿入長さ分だけ長く調整されたフォーマの先端部を接続導体のフォーマ挿入穴や接続スリーブにつくられた穴といった凹み穴に嵌め込むには、上記挿入長さ分だけケーブルコアを断熱管側に戻す（後退させる）必要がある。この戻し処理時にケーブルコアに極端な曲げが加わって、上記超電導線材を劣化させる恐れがある。特に、上述の固定タイプの中間接続構造では、一方のケーブルコアのフォーマと接続導体との圧縮接続後に、接続導体と他方のケーブルコアのフォーマとを接続する場合、一方のケーブルコアに接続されることで接続導体の位置がある程度規制される。そのため、実質的に固定された位置にある接続導体に対して、他方のケーブルコアを配置する必要があり、上述の戻し処理を行わざるを得ない。

（２）上述の直接突合せ形態では、接続箱の大型化、施工スペースの大型化を招く恐れがある。
上述のように位置が固定された接続導体に対して、例えば、ケーブルコアの先端部のみを屈曲させて接続導体とケーブルコアとを突合せて圧縮しようとすると、ケーブルコアにその許容曲げ半径未満の曲げが加えられる恐れがある。そこで、上述の戻し処理時にケーブルコアの許容曲げ半径を満たす曲げができるように、断熱管から出すケーブルコアの長さ（以下、コアの引き出し長さと呼ぶことがある）を十分に長くすると、収納する接続箱の大型化を招く。接続箱に収納するまでの間も、ケーブルコアの許容曲げ半径を満たすようにケーブルコアを施工現場に置いておく必要があり、広い施工スペースが必要である。

（３）上述の直接突合せ接続する形態では、施工誤差を実質的に是正できない。
超電導ケーブル（ケーブルコア）や、上述の接続導体、接続導体と絶縁成形体とを備えるユニットなどは予め工場で作製する完成品であり、施工現場ではこれらの長さを実質的に変更できず、接続箇所の長さ調整を行えない。そのため、施工誤差が生じると、その大きさによっては、接続導体とフォーマとを十分に突合せられず、最悪の場合、接続箇所を構築できない恐れがある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、施工時における超電導導体層の劣化を抑制でき、小さい施工スペースでも構築可能な超電導ケーブルの接続構造を提供することにある。

本発明の別の目的は、施工時に超電導導体層の劣化を抑制し易く、施工スペースを低減可能な超電導ケーブルの接続構造の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る超電導ケーブルの接続構造は、フォーマと前記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを備えるケーブルコアと、前記超電導導体層と電気的に接続される導体接続部を備える接続対象とを含む超電導ケーブルの接続構造であって、前記接続対象の端部に圧縮接続される一端部を有する連結部材と、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とが挿通される貫通孔を有し、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを圧縮接続する連結スリーブとを備え、前記連結部材における前記接続対象の端部から突出する長さが前記連結スリーブの長さと同等以上である。

本発明の一態様に係る超電導ケーブルの接続構造の製造方法は、以下の段剥ぎ工程と、連結部材準備工程と、連結部材圧縮工程と、突合せ工程と、スリーブ圧縮工程とを備える。
（段剥ぎ工程）超電導ケーブルに備えるケーブルコアの端部を段剥ぎして、フォーマと、前記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを露出する工程。
（連結部材準備工程）所定の長さの連結部材を準備する工程。
（連結部材圧縮工程）接続対象の端部に前記連結部材の一端部を圧縮接続する工程。
（突合せ工程）前記連結部材が挿通配置された連結スリーブから前記連結部材の他端面が露出した状態で前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを突合わせる工程。
（スリーブ圧縮工程）前記連結スリーブを前記フォーマ側に移動して突合せ部分を前記連結スリーブによって覆ってから圧縮して、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを前記連結スリーブによって圧縮接続する工程。

上記の超電導ケーブルの接続構造は、施工時における超電導導体層の劣化を抑制でき、小さい施工スペースでも構築できる。上記の超電導ケーブルの接続構造の製造方法は、施工時に超電導導体層の劣化を抑制し易く、施工スペースを低減できる。

実施形態１の超電導ケーブルの接続構造（中間接続構造）において、連結部材及び連結スリーブを備える箇所の近傍を拡大して示す概略構成図である。 実施形態１の超電導ケーブルの接続構造の製造方法を説明する工程説明図である。 実施形態１の超電導ケーブルの接続構造（中間接続構造）の概略構成図である。 超電導ケーブルの一例を示す概略斜視図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１） 実施形態に係る超電導ケーブルの接続構造は、フォーマと上記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを備えるケーブルコアと、上記超電導導体層と電気的に接続される導体接続部を備える接続対象とを含んでおり、上記接続対象の端部に圧縮接続される一端部を有する連結部材と、上記フォーマの先端部と上記連結部材の他端部とが挿通される貫通孔を有し、上記フォーマの先端部と上記連結部材の他端部とを圧縮接続する連結スリーブとを備え、上記連結部材における上記接続対象の端部から突出する長さが上記連結スリーブの長さと同等以上である。

上記接続構造は、超電導ケーブル同士を接続する中間接続構造、又は超電導ケーブルと常電導ケーブルとを接続する終端接続構造である。上記接続対象とは、上記中間接続構造の場合には、接続される両超電導ケーブルのケーブルコア間に介在されて、ケーブルコア同士の接続に利用される部材（例えば、上述の接続導体やユニットなど）、その他ケーブルコア自体が挙げられる。上記終端接続構造の場合には、上記接続対象とは、接続される超電導ケーブルのケーブルコアと常電導ケーブルとの間に介在されて、両者の接続に利用される部材（例えば、リード導体など）が挙げられる。上記導体接続部は、超電導材料を含む部材（例えば、後述の接続用超電導線材）、及び常電導材料から構成される部材の少なくとも一方を含み、導体として機能する。

実施形態の超電導ケーブルの接続構造は、接続対象とケーブルコアのフォーマとが直接接続されておらず、連結部材及び連結スリーブを介して接続されている。特に連結部材における接続対象の端部から突出する長さ（以下、突出長さと呼ぶことがある）が連結スリーブの長さと同等又は連結スリーブよりも長いため、接続対象と連結部材とを圧縮した後、この連結部材に連結スリーブを支持させた場合、連結部材の端面を連結スリーブから露出できる。即ち、フォーマを差し入れる必要があるような凹み穴ができない。従って、連結部材の端面と圧縮前のフォーマとを容易に突合わせられて圧縮接続できる。また、連結部材は、接続対象とは独立した部材であるため、施工状態に基づいて必要な長さに容易に調整可能である。このような実施形態の超電導ケーブルの接続構造は、以下の効果を奏する。

（Ａ） 施工時に上述の接続導体のフォーマ挿入穴や接続スリーブにつくられる穴にフォーマの先端部を嵌め込むための戻し処理を行わないため、戻し処理に起因する超電導導体層の劣化を抑制でき、健全な超電導導体層を備えることができる。
（Ｂ） 戻し処理が不要なため、コアの引き出し長さが比較的短く設計されており、接続箱を含む接続箇所が小型（小径）である。
（Ｃ） コアの引き出し長さが比較的短く設計されているため、施工時に断熱管の端部から出されたケーブルコアの配置スペースが小さくてよく、小さい施工スペースで構築できる。
（Ｄ） 施工時に接続箇所の長さを微調整できるため、施工誤差を是正でき、構築し易い。

（２） 実施形態に係る超電導ケーブルの接続構造の一例として、上記接続対象がその一端部に上記連結部材の一端部を圧縮接続する連結側圧縮部を備え、その他端部に別のケーブルコアに備えるフォーマの先端部を圧縮するフォーマ側圧縮部を備える形態が挙げられる。

上記形態は、超電導ケーブルのケーブルコア同士を接続する超電導ケーブルの中間接続構造である。上記形態は、一方のケーブルコアと接続対象との接続後に他方のケーブルコアを接続する場合に、接続対象の位置がある程度規制されていても上述の戻し処理を行うことなく構築できる。また、上記形態は、一方のケーブルコアと接続対象との接続後に施工誤差が生じていても、他方のケーブルコアと接続対象との接続に連結部材及び連結スリーブを用いると共に、この連結部材の長さを調整することで上記施工誤差を是正でき、精度よく構築できる。

（３） 実施形態に係る超電導ケーブルの接続構造の一例として、上記導体接続部が上記超電導導体層を構成する超電導線材に接合される接続用超電導線材を備える形態が挙げられる。

上記形態は、導体接続部が超電導材料（接続用超電導線材）を含むため、導体接続部が銅などの常電導材料のみで構成される場合に比較して、接続抵抗を低減でき、低損失である。

（４） 実施形態に係る超電導ケーブルの接続構造の一例として、上記連結部材における上記連結スリーブ及び上記接続対象に圧縮接続されていない中間部の外周に上記連結スリーブの外周面と面一に設けられる形状補正部を備え、上記形状補正部は、上記超電導導体層を構成する超電導線材に接合されて上記連結スリーブの外周から上記接続対象に渡される接続用超電導線材を支持する形態が挙げられる。

上記形態は、上記（３）の形態と同様に接続用超電導線材を備えるため、接続抵抗を低減でき、低損失である。特に上記形態は、連結部材の突出長さが連結スリーブよりも長く、連結部材における連結スリーブに覆われない露出箇所と連結スリーブとの間に段差が生じるものの形状補正部を備えており、形状補正部が接続用超電導線材を支持する。従って、上記形態は、接続用超電導線材がケーブルコアと接続対象との間に安定して配置されて施工時に損傷し難く、健全な接続用超電導線材を備えることができる。

（５） 実施形態に係る超電導ケーブルの接続構造の一例として、上記接続対象は、上記連結部材の一端部を圧縮接続する連結側圧縮部を有する本体部と、上記本体部の外周に設けられ、接続箱に上記本体部を固定する取付部が一体に形成された絶縁成形体とを備える形態が挙げられる。

上記形態は、取付部によって本体部が接続箱に固定されるタイプ、いわば上述の固定タイプである。上記形態は、超電導導体層や導体接続部を含む接続処理部が接続箱に固定されることで、（１）運用前に冷媒を導入する初期冷却時等におけるケーブルコアの挙動（主として収縮動作）を抑制して、この挙動に起因する超電導線材（接続用を含む）の損傷を防止できる、（２）運用時の波乗り現象を抑制でき、絶縁紙を巻回してなる電気絶縁層などにおいて波乗り現象に起因する紙ずれ防止効果が得られる。そのため、上記形態は、長期の使用に亘り、接続箇所を含むシステム全体の安定性、信頼性を高められる。

（６） 実施形態に係る超電導ケーブルの接続構造の製造方法は、以下の段剥ぎ工程と、連結部材準備工程と、連結部材圧縮工程と、突合せ工程と、スリーブ圧縮工程とを備える。
（段剥ぎ工程）超電導ケーブルに備えるケーブルコアの端部を段剥ぎして、フォーマと、上記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを露出する工程。
（連結部材準備工程）所定の長さの連結部材を準備する工程。
（連結部材圧縮工程）接続対象の端部に上記連結部材の一端部を圧縮接続する工程。
（突合せ工程）上記連結部材が挿通配置された連結スリーブから上記連結部材の他端面が露出した状態で上記フォーマの先端部と上記連結部材の他端部とを突合わせる工程。
（スリーブ圧縮工程）上記連結スリーブを上記フォーマ側に移動して突合せ部分を上記連結スリーブによって覆ってから圧縮して、上記フォーマの先端部と上記連結部材の他端部とを上記連結スリーブによって圧縮接続する工程。

実施形態の超電導ケーブルの接続構造の製造方法は、接続対象とケーブルコアのフォーマとを直接接続せず、連結部材及び連結スリーブを介して接続する。特に接続対象と連結部材とを圧縮した後、この連結部材に連結スリーブを支持させると共に、連結部材の端面を連結スリーブから露出させるため、連結部材の端面と圧縮前のフォーマとを容易に突合わせられる。また、連結部材と圧縮前のフォーマとが十分に突合わせられているため、連結スリーブを容易にフォーマ側に移動して、所定の位置で圧縮接続できる。更に、連結部材は、接続対象とは独立した部材であるため、施工状態に基づいて必要な長さに容易に調整可能である。このような実施形態の超電導ケーブルの接続構造の製造方法は、以下の効果を奏する。

（ａ） 上述の接続導体のフォーマ挿入穴や接続スリーブにつくられる穴にフォーマの先端部を嵌め込むための戻し処理を行わないため、戻し処理に起因する超電導導体層の劣化を抑制できる。
（ｂ） 戻し処理が不要なため、コアの引き出し長さを比較的短く設計でき、接続箱を含む接続箇所を小型（小径）にできる。
（ｃ） コアの引き出し長さを比較的短く設計できるため、断熱管の端部から出されたケーブルコアの配置スペースが小さくてよく、施工スペースを低減できる。
（ｄ） 連結部材の長さ調整によって接続箇所の施工誤差を是正でき、施工作業性に優れる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下に図面を参照して、本発明の実施形態の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を意味する。

［実施形態１］
実施形態１の超電導ケーブルの接続構造は、超電導ケーブル同士を接続する中間接続構造１０である。実施形態１の中間接続構造１０は、図３に示すように、接続される一方の超電導ケーブルに備えるケーブルコア１１０ａと、他方の超電導ケーブルに備えるケーブルコア１１０ｂと、両コア１１０ａ、１１０ｂ間に介在されて、両コア１１０ａ、１１０ｂの接続に利用されるユニット２００（接続対象の一例）とを備える。この中間接続構造１０は、図１に示すように、一方のコア１１０ａとユニット２００との間に介在部材（連結部材１２及び連結スリーブ１４）を備え、一方のコア１１０ａとユニット２００とが上記介在部材を介して接続されている点を特徴の一つとする。以下、図４を参照して超電導ケーブル１００をまず説明し、次に中間接続構造１０の詳細な構成を説明し、最後に中間接続構造１０の製造方法を説明する。

・超電導ケーブル
超電導ケーブル１００は、フォーマ１１１とフォーマ１１１の外周に設けられた超電導導体層１１２とを有するケーブルコア１１０と、コア１１０を収納する断熱管１２０とを備える。ここではコア１１０は、中心から順にフォーマ１１１、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３、外側超電導層１１４、外側絶縁層１１５、常電導層１１６、保護層１１７を同軸状に配置した構造である。ここではケーブル１００は、１本のコア１１０が一つの断熱管１２０に収納された単心ケーブルである。また、このケーブル１００は、超電導層（超電導導体層１１２、外側超電導層１１４）と共に絶縁層１１３、１１５が断熱管１２０に収納されて、双方が冷媒によって冷却される低温絶縁型のケーブルである。

・・ケーブルコア
・・・フォーマ
フォーマ１１１は、超電導導体層１１２を支持すると共に、ここでは接続対象に圧縮接続される部材である。そのため、フォーマ１１１の少なくとも先端部は、塑性変形性（圧縮性）に優れる材料から構成された中実体、特に複数の金属の素線を撚り合わせた撚り線や、複数の撚り線を更に撚り合わせた撚り合せ体が好ましい。更には、フォーマ１１１の全体を上述の撚り線や撚り合せ体とすると、圧縮性に優れる上に、可撓性にも優れるケーブルコア１１０とすることができて好ましい。上記金属は、銅やその合金、アルミニウムやその合金が、圧縮し易い、柔らかく曲げ易い、導電性に優れる（常電導材料である）、という点から好ましい。常電導材料を主体とするフォーマ１１１は、例えば、事故電流の流路に利用できる。ここでは、フォーマ１１１は、銅線の撚り線又は撚り合せ体で形成されている。交流送電用途では、各素線は、例えば金属線の外周にエナメルなどの絶縁被覆を有する被覆銅線などとすると、交流損失を低減できる。

・・・超電導導体層
超電導導体層１１２は、フォーマ１１１の外周に複数の超電導線材をスパイラル巻きすることで形成されている。超電導線材には、例えばＢｉ系銀シース線材やＲＥ１２３系薄膜線材などのテープ状線材が利用できる。ここでは超電導導体層１１２は、４層の線材層を積層した形態を示すが、線材層数は適宜変更できる。例えば、線材層を１層としてもよい。線材層間には絶縁紙などを巻回した層間絶縁層（図示せず）を設けることができる。

・・・絶縁層
電気絶縁層１１３は、超電導導体層１１２とその外側に配置された外側超電導層１１４との間に介在し、両者の電気的絶縁を確保する。電気絶縁層１３は絶縁紙を超電導導体層１１２の外周にスパイラル巻きすることで形成されている。絶縁紙には、例えば、クラフト紙やＰＰＬＰ（登録商標；Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｐａｐｅｒ）といった半合成紙などが利用できる。電気絶縁層１１３の内側に内部半導電層（図示せず）、外側に外部半導電層（図示せず）を設けることができる。

・・・外側超電導層
図４に示すケーブルコア１１０は、電気絶縁層１１３の外周に複数の超電導線材をスパイラル巻きした外側超電導層１１４を備える。外側超電導層１１４に備える線材層の数も、適宜変更できる（図４では２層）。直流送電用途（バイポール送電）では超電導導体層１１２を正極導体、外側超電導層１１４を負極導体に利用できる。交流送電用途では外側超電導層１１４を磁気遮蔽層に利用できる。

・・・外側絶縁層
外側絶縁層１１５は、外側超電導層１１４とその外側に配置された常電導層１１６との間に介在し、両者の電気的絶縁を確保する。外側絶縁層１１５は、上述の絶縁紙を外側超電導層１１４の外周にスパイラル巻きすることで形成されている。

・・・常電導層
図４に示すケーブルコア１１０は、超電導層（超電導導体層１１２、外側超電導層１１４）に加えて常電導層１１６を備える。常電導層１１６は、外側絶縁層１１５の外周に常電導導体を巻回することで形成されている。常電導導体は、銅やその合金、アルミニウムやその合金などの常電導材料から構成される線材や編組材などが利用できる。ここでは常電導層１１６は、接地層として利用する。その他、常電導層１１６は、直流送電用途（バイポール送電）では中性線として利用でき、交流送電用途では事故電流の流路に利用できる。

・・・保護層
保護層１１７は、ケーブルコア１１０の最外周に配置され、その内側に配置された外側超電導層１１４を機械的に保護すると共に、導電層（特に常電導層１１６、外側超電導層１１４）と断熱管１２０との間の電気的絶縁を確保する。保護層１１７は、上述の絶縁紙を外側超電導層１１４の外周にスパイラル巻きすることで形成されている。

・・断熱管
断熱管１２０は、内管１２１と外管１２２とを有する二重構造管であり、内管１２１と外管１２２との間の空間が真空引きされ、この空間に真空断熱層が形成された真空断熱管である。内管１２１及び外管１２２は、コルゲート管やベローズ管とすると可撓性に優れ、フラット管とすると表面積が小さく、断熱性に優れ、冷媒の圧力損失も小さくできる。内管１２１及び外管１２２の構成材料は、液体窒素などの冷媒温度で利用可能であり、高強度であるステンレス鋼などの金属が挙げられる。図４に示す断熱管１２０は、真空断熱層にスーパーインシュレーション（商品名）などの断熱材１２３を配置しており、より高い断熱性を有する。内管１２１の内部空間は、ケーブルコア１１０の収納空間であると共に、超電導層の超電導状態を維持するための冷媒（例えば、液体窒素など）が流通される冷媒路である。断熱管１２０の外管１２２の外側には、ビニルやポリエチレンなどの防食材から構成される防食層１２４を備える。

・超電導ケーブルの接続構造
上述の単心超電導ケーブル１００同士を接続する場合、例えば、接続する両ケーブルの断熱管１２０の端部からケーブルコア１１０の端部を出して接続処理を行い、接続処理部を中間接続箱（図示せず）に収納した中間接続構造を構築する。以下、主として図１、図３を参照して、実施形態１の中間接続構造１０を説明する。図３に示す中間接続構造１０は、一方の超電導ケーブルの断熱管（図示せず）から出したケーブルコア１１０ａの端部と、他方の超電導ケーブルの断熱管（図示せず）から出したケーブルコア１１０ｂの端部と、両コア１１０ａ、１１０ｂ間に介在される１つのユニット２００と、一方のコア１１０ａとユニット２００との間に介在される連結部材１２及び連結スリーブ１４とを備える。

接続される両ケーブルコア１１０ａ、１１０ｂの端部は段剥ぎされている。一方のコア１１０ａでは、フォーマ１１１ａ、超電導導体層１１２ａ、電気絶縁層１１３ａ、…が順に露出され、他方（図３では左側）のコア１１０ｂでは、フォーマ１１１ｂ、超電導導体層１１２ｂ、電気絶縁層１１３ｂ、…が順に露出されている。ここでは、他方のコア１１０ｂのフォーマ１１１ｂは、ユニット２００に備える本体部２１０に直接圧縮接続されている。一方のコア１１０ａのフォーマ１１１ａは、連結スリーブ１４によって連結部材１２に圧縮接続され、この連結部材１２が本体部２１０に直接圧縮接続されている。この結果、本体部２１０に両コア１１０ａ、１１０ｂが機械的に接続される。以下、ユニット２００、介在部材である連結部材１２及び連結スリーブ１４、両コア１１０ａ、１１０ｂの電気的な接続の構成をより詳細に説明する。

・・ユニット
ユニット２００は、棒状の本体部２１０と、本体部２１０の外周に設けられる絶縁成形体２１８とを備える。本体部２１０は、その両端部に圧縮部２１２を備える。より具体的には、本体部２１０の一端部に、連結部材１２の一端部を圧縮接続する連結側圧縮部２１２ａを備え、本体部２１０の他端部に、他方のケーブルコア１１０ｂに備えるフォーマ１１１ｂの先端部を圧縮接続するフォーマ側圧縮部２１２ｂを備える。圧縮前の本体部２１０の一端部には、連結部材１２の一端部を挿入可能な挿入穴を有し、同他端部には、フォーマ１１１ｂの先端部を挿入可能な挿入穴を有する。圧縮接続を行うことから、本体部２１０の少なくとも両端部の構成材料は、塑性変形性（圧縮性）に優れる材料、例えば、銅やその合金、アルミニウムやその合金などの金属が好ましい。

本体部２１０は、ここでは両ケーブルコア１１０ａ、１１０ｂの電気的な接続にも利用することから、その構成材料は常電導材料が好ましい。常電導材料は、例えば、銅やその合金、アルミニウムやその合金などが挙げられる。圧縮性及び導電性を考慮すると、本体部２１０は、銅などの常電導材料によって一体成形された中実体（但し、圧縮前には両端部に上述の挿入穴を有する）を好適に利用できる。

絶縁成形体２１８は、エポキシ樹脂や繊維強化樹脂などの絶縁材料から構成される成形部材であり、ここでは導電性を有する本体部２１０と金属製の中間接続箱との間の電気絶縁性を確保する。図３に示す絶縁成形体２１８は、その長手方向の中央部から各端部に向かってそれぞれ先細ったテーパ形状としている。こうすることで、絶縁材料からなる成形部材の表面と後述の補強絶縁層３０との境界面における沿面長さを長くでき、電気絶縁強度を向上できる。また、図３に示す絶縁成形体２１８は、その長手方向の中央部に、その径方向の外方に突出する取付部２１８ｆを有する。取付部２１８ｆは、中間接続箱に本体部２１０を固定するために利用する。取付部２１８ｆは、絶縁成形体２１８の周方向の全周に亘って存在する環状体としてもよいし、上記周方向に不連続に設けられる少なくとも一つの突出片としてもよい。絶縁成形体２１８は、上述のように樹脂などを主体とすることで任意の形状を容易に成形でき、図３に示すような取付部２１８ｆが一体に形成されたものでも容易に成形できる。中間接続箱には、取付部２１８ｆを固定可能な固定部を設けておく。ボルトなどを用いて取付部２１８ｆと固定部とを接続することで、ユニット２００を中間接続箱に固定でき、ひいてはユニット２００とケーブルコア１１０ａ，１１０ｂとの接続処理部も中間接続箱に固定できる。

・・介在部材
連結部材１２は、図１に示すようにユニット２００の本体部２１０とフォーマ１１１ａとの間に介在されて、両者間の接続を維持する。連結部材１２の一端部は、本体部２１０の連結側圧縮部２１２ａに圧縮接続され、同他端部は、連結スリーブ１４に圧縮接続される。連結部材１２は、その両端部が圧縮接続されることから、上述の金属といった塑性変形性に優れる材料から構成された中実体、特にフォーマの項で述べた撚り線や撚り合せ体が好適である。フォーマ１１１ａと同じ撚り線や撚り合せ体を連結部材１２に利用してもよい。

連結スリーブ１４は、貫通孔１４ｈを有する筒体であり、一端側領域（図１では右側領域）にフォーマ１１１ａの先端部が挿入され、他端側領域（図１では左側領域）に連結部材１２の他端部が挿入され、突合わされたフォーマ１１１ａと連結部材１２とを圧縮接続する。連結スリーブ１４も、上述の金属といった塑性変形性に優れる材料から構成されたものが好適である。

ここでは連結部材１２及び連結スリーブ１４は、両ケーブルコア１１０ａ、１１０ｂ(図３)の電気的な接続にも利用するため、その構成材料は、上述の銅などの導電性材料が好ましい。高い導電性が求められない場合には、上記構成材料には鋼やステンレス鋼といった高強度材を利用できる。なお、連結部材１２及び連結スリーブ１４は、超電導線材１１２ｗの近傍に配置されることから非磁性材が好ましい。

連結部材１２は、その一端部がユニット２００の本体部２１０に圧縮接続された状態において、本体部２１０の一端部（連結側圧縮部２１２ａの開口端）から突出する長さ（突出長さ）が連結スリーブ１４の長さと同等以上であることを特徴の一つとする。連結部材１２の突出長さＬ１２は、連結スリーブ１４の長さＬ１４と実質的に等しい、又は連結スリーブ１４よりも長い。図１では、Ｌ１２＞Ｌ１４の場合を示す。連結部材１２の突出長さＬ１２は、圧縮前の連結部材１２の長さに依存する。圧縮前の連結部材１２の長さが、ユニット２００の本体部２１０の挿入穴に挿入した状態で連結部材１２の外周に連結スリーブ１４を貫通配置したときに、連結部材１２の端面が連結スリーブ１４の開口端と面一になる長さであれば、圧縮後の突出長さＬ１２は、連結スリーブ１４の長さＬ１４と実質的に等しくなる。圧縮前の連結部材１２の長さが、上述の連結部材１２の端面が連結スリーブ１４の開口端から突出する長さを有していれば、圧縮後の突出長さＬ１２は、連結スリーブ１４よりも長くなる。なお、ここでは長さとは、連結部材１２や連結スリーブ１４の軸方向に沿った長さとする。

連結部材１２は、ユニット２００とは独立した部材であるため、圧縮前の長さを容易に変更可能であり、施工現場でも簡単に長さを変えられる。従って、ケーブルコア１１０ａとユニット２００の本体部２１０とを連結部材１２を介して接続するにあたり施工誤差が生じている場合でも、連結部材１２となる素材を長めに用意しておき、上記施工誤差に応じて素材を適宜切断して連結部材１２の長さを調整できる。長さ調整した連結部材１２を用意することで、圧縮前に本体部２１０、連結部材１２、フォーマ１１１ａを容易に突合せられる。

連結部材１２の圧縮前の横断面形状は、代表的には円形状が挙げられる。つまり、連結部材１２（圧縮前）は、代表的には丸棒状体が利用できる。連結部材１２の圧縮前外径は、フォーマ１１１ａの外径と等しくすると、良好に圧縮接続できて好ましい。連結スリーブ１４の圧縮前の横断面形状は、代表的には円環状が挙げられる。つまり、連結スリーブ１４（圧縮前）は、代表的には円筒体が利用できる。連結スリーブ１４の圧縮前内径は、フォーマ１１１ａ及び連結部材１２を挿通可能な大きさとし、圧縮後、フォーマ１１１ａ及び連結部材１２を十分に接触可能な大きさとするとよい。

連結スリーブ１４は、公知のものを利用できる。連結スリーブ１４の長さは、フォーマ１１１ａと連結部材１２との圧縮接続が可能であればよく、適宜選択することができる。

・・電気的な接続の構成
図１に示す中間接続構造１０では、ユニット２００の本体部２１０の構成材料を銅などの常電導材料とし、ケーブルコア１１０ａに備える超電導導体層１１２ａを構成する超電導線材１１２ｗと本体部２１０とは、接続用超電導線材１６を介して電気的に接続されている。超電導線材１１２ｗと接続用超電導線材１６の一端部、接続用超電導線材１６の他端部と本体部２１０とはそれぞれ、ハンダやろうなどの接合材２１５で接合されている。即ち、ここではユニット２００に備えられる超電導導体層１１２ａに電気的に接続される導体接続部は、接続用超電導線材１６と、常電導材料から構成される本体部２１０及び接合材２１５とを含む。導体接続部が接続用超電導線材１６を含むことで、接続抵抗を低減でき、低損失な中間接続構造１０とすることができる。なお、ここでは他方のケーブルコア１１０ｂに備える超電導導体層１１２ｂと本体部２１０との接続にも、一方のコア１１０ａと同様に、接続用超電導線材１６及び接合材２１５を用いている（図３）。この結果、両コア１１０ａ、１１０ｂは本体部２１０を介して電気的に接続される。

接続用超電導線材１６は、超電導導体層１１２ａを構成する超電導線材１１２ｗと同様のものが利用できる。超電導導体層１１２ａの線材層の数に応じて接続用超電導線材１６を積層してハンダやろうなどで接合して一体化した積層線材としたり、更に複数の積層線材を並列してテープ材などで一体化したすだれ状線材としたりすると、連結部材１２などの外周にすだれ状線材を巻き付けることで、複数の接続用超電導線材１６を一度に配置できる。また、積層線材やすだれ状線材を利用すると、超電導線材１１２ｗと接続用超電導線材１６との接合工程を低減でき、作業性に優れる。接続用超電導線材１６と本体部２１０との接合部分は、接合材２１５によって本体部２１０（連結側圧縮部２１２ａ）に固定することで、接合部分を本体部２１０によって安定して支持できる。

図１に示す中間接続構造１０では、連結部材１２において連結スリーブ１４及びユニット２００の本体部２１０に圧縮接続されておらず、連結スリーブ１４から露出された中間部の外周に形状補正部２０を備える。連結部材１２の突出長さが上述のように連結スリーブ１４よりも長いことで、連結部材１２が連結スリーブ１４に覆われずに露出された箇所ができ、この露出箇所と連結スリーブ１４との間に段差が生じる。形状補正部２０は、この段差を是正するために設けられており、連結スリーブ１４の外周面と実質的に面一である。このような形状補正部２０は、連結スリーブ１４の外周から本体部２１０に渡される接続用超電導線材１６を安定して支持できる。そのため、施工時に接続用超電導線材１６が損傷することを抑制し易い。形状補正部２０は、例えば、銅や銅合金、銀や銀合金などの金属（好ましくは常電導導体）からなるテープ材を巻回して半田付けなどして、所定の形状に形成されている。

・超電導ケーブルの接続構造の製造方法
上述のユニット２００、連結部材１２及び連結スリーブ１４を備える実施形態１の超電導ケーブルの中間接続構造１０は、例えば、以下の実施形態１の超電導ケーブルの中間接続構造の製造方法によって構築できる。実施形態１の製造方法は、段剥ぎ工程と、連結部材準備工程と、連結部材圧縮工程と、突合せ工程と、スリーブ圧縮工程とを備える。以下、主として図２，図３を参照して工程ごとに詳しく説明する。

・・段剥ぎ工程
超電導ケーブルの端部において断熱管から所定の長さのケーブルコア１１０ａ，１１０ｂを出し、両コア１１０の端部をそれぞれ段剥ぎして、フォーマ１１１、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３…を順に露出する（図３）。超電導導体層１１２を構成する各線材層を階段状に露出させることで、各線材層を構成する超電導線材１１２ｗと接続用超電導線材１６とを接続し易い。

まず、他方のケーブルコア１１０ｂに備えるフォーマ１１１ｂの先端部をユニット２００に備える本体部２１０の他端部の挿入穴に挿入して、フォーマ１１１ｂと本体部２１０の他端部とを圧縮接続して、コア１１０ｂとユニット２００とを接続する。この工程によって、ユニット２００の位置がある程度規制される。

・・連結部材準備工程
所定の長さの連結部材１２を準備する（図２の上段）。上述のユニット２００の位置に、一方のケーブルコア１１０ａを過度に曲げることなく配置できるように、撚り線などの素材を適宜切断して、連結部材１２の長さ調整を行う。具体的には、後述するように連結部材１２の一端部をユニット２００の本体部２１０の挿入穴に挿入し、連結部材１２において上記挿入穴の開口端から突出する部分に連結スリーブ１４を挿通配置した状態で、連結部材１２の端面が連結スリーブ１４から露出される長さにする。上述の他方のケーブルコア１１０ｂとユニット２００との接続によって施工誤差が生じている場合には、この施工誤差を是正するように連結部材１２の長さ調整を行うとよい。

・・連結部材圧縮工程
用意した連結部材１２の一端部をユニット２００に備える本体部２１０の一端部の挿入穴に挿入して、連結部材１２の一端部と本体部２１０の一端部（圧縮部２１２）とを圧縮接続して、連結部材１２とユニット２００とを接続する（図２の中上段）。連結スリーブ１４が圧縮接続時に邪魔にならなければ、予め連結部材１２に連結スリーブ１４を挿通配置しておき、連結スリーブ１４を保持した状態で連結部材１２と本体部２１０とを圧縮接続してもよい。

・・突合せ工程
連結部材１２に連結スリーブ１４を挿通配置し、圧縮接続時に邪魔にならないように、連結部材１２におけるユニット２００の本体部２１０との接続側（図２では左側）に連結スリーブ１４を寄せて、連結部材１２の他端面を連結スリーブ１４から露出させる（図２の中上段）。上述のように圧縮前の連結部材１２は、本体部２１０の挿入穴の開口端から突出する部分の長さが連結スリーブ１４と同等以上であり十分に長いことから、上述の寄せ作業によって連結部材１２の端面を連結スリーブ１４から露出させられる。そのため、連結部材１２の端面が連結スリーブ１４の開口端よりも内側に配置されて、凹み穴とならない。図２では、連結部材１２の端面と連結スリーブ１４の端部（開口端）とが面一の状態を示すが、連結スリーブ１４の端部（開口端）から連結部材１２の端部が突出していることがある。つまり、連結部材１２の突出長さは、ゼロ又はゼロ超をとり得る。

連結部材１２に挿通配置された連結スリーブ１４から連結部材１２の他端面が露出した状態で、一方のケーブルコア１１０ａのフォーマ１１１の先端部と連結部材１２の他端部とを突合わせる（図２の中段）。連結スリーブ１４から連結部材１２の端面が露出しているため、フォーマ１１１を挿入穴に差し入れるように曲げる必要が無く、容易に突合せられる。

・・スリーブ圧縮工程
フォーマ１１１と連結部材１２とを突合わせた状態で、連結スリーブ１４をフォーマ１１１側に移動して突合せ部分を連結スリーブ１４によって覆ったら、連結スリーブ１４を圧縮する（図２の中下段）。フォーマ１１１の端面と連結部材１２の端面とを接触させることで、実質的に一様な外径を有する丸棒体が形成され、連結スリーブ１４をユニット２００側に容易にスライドできる。図２の中下段に示すように、連結スリーブ１４の長さ方向の中心が突合せ部分となるように連結スリーブ１４を配置すると、フォーマ１１１における連結スリーブ１４との接続長さと連結部材１２における連結スリーブ１４との接続長さとが実質的に等しくなって好ましい。この工程によって、フォーマ１１１の先端部と連結部材１２の他端部とが連結スリーブ１４によって圧縮接続され（図２の下段）、ケーブルコア１１０ａとユニット２００とが圧縮接続された接続構造を構築できる。即ち、一方のコア１１０ａと他方のケーブルコア１１０ｂ（図３）とがユニット２００の本体部２１０を介して圧縮接続された接続構造を構築できる。

・・その他の工程
接続用超電導線材１６を超電導導体層１１２からユニット２００の本体部２１０まで渡して、超電導線材１１２ｗと接続用超電導線材１６、本体部２１０と接続用超電導線材１６をそれぞれ、ハンダなどの接合材２１５（図１）を利用して接続する。この工程によって、ケーブルコア１１０ａのフォーマ１１１とユニット２００の本体部２１０とが電気的に接続され、導体接続部を構築できる（図１、図３）。他方のケーブルコア１１０ｂの超電導導体層１１２ｂとユニット２００の本体部２１０との接続にも、接続用超電導線材１６及び接合材２１５を利用する（図３）。この工程によって、一方のコア１１０ａと他方のコア１１０ｂとがユニット２００の本体部２１０を介して電気的に接続された接続構造、即ち、導体接続部を有する実施形態１の中間接続構造１０を構築できる。他方のコア１１０ｂと本体部２１０との接合は、任意の時期に行えるが、一方のコア１１０ａにおける接合作業時に同時に行うと、接合材２１５を用いる工程を少なくでき、施工作業性に優れる。

ここでは、接続用超電導線材１６をケーブルコア１１０側からユニット２００側に渡す前に、上述の形状補正部２０（図１、図３）を形成する。また、ここではフォーマ１１１において圧縮された連結スリーブ１４との間の段差を是正するために、別途、形状補正部２２（図１、図３）を形成している。形状補正部２２も、形状補正部２０と同様に銅テープ材などを巻回して、連結スリーブ１４の外周面と実質的に面一に設けられている。形状補正部２０、２２を形成することで、接続用超電導線材１６をコア１１０ａ側からユニット２００側に亘って配置するにあたり、形状補正部２０、２２によって線材１６を支持できて、後述する補強絶縁層３０などを安定して形成できる。

導体接続部を構築した後、導体接続部、ケーブルコア１１０から露出された電気絶縁層１１３の外周を覆うように絶縁紙などを巻回して補強絶縁層３０を形成する（図１、図３）。補強絶縁層３０の外周に、両コアの外側超電導層１１４（図４）を構成する超電導線材同士を外側接続用部材３２によって適宜接続し（図１、図３）、その外周に上記絶縁紙などを巻回して外側補強絶縁層３４を形成する（図３）。更に、一方のケーブルコア１１０ａの外側補強絶縁層３４からフランジ部２１８ｆを経て、他方のケーブルコア１１０ｂの外側補強絶縁層３４に亘って、その外周に接続用接地層３６を形成する。接続用接地層３６は、上述の常電導材料から構成される線材や編組材などが利用できる。接続用接地層３６には接地線（図示せず）を接続して、接地電位にする。一方のコア１１０ａの端部から、連結部材１２及び連結スリーブ１４を用いた接続部分を含み、ユニット２００を経て他方のコア１１０ｂの端部に至る接続処理部の外周を覆うように中間接続箱を形成して、接続処理部を中間接続箱に収納する。この例では、ユニット２００の取付部２１８ｆを中間接続箱の固定部にボルト（図示せず）などで固定することで、中間接続箱内における接続処理部の位置を固定できる。この固定によって、運用前や運用時に接続処理部が中間接続箱内で動くことによる超電導線材の損傷や紙ずれなどを抑制でき、安定性、信頼性の高い中間接続構造１０とすることができる。

・実施形態１の効果
以上説明した実施形態１の超電導ケーブルの接続構造及びその製造方法は、次の効果を奏する。

（ａ） ケーブルコア１１０のフォーマ１１１と連結部材１２とを連結スリーブ１４によって圧縮接続するにあたり、圧縮前、連結スリーブ１４の貫通孔１４ｈにフォーマ１１１を差し入れる必要がない。即ち、圧縮接続を行う対象の挿入穴（凹み穴）にフォーマ１１１を挿入するために断熱管１２０側にコア１１０を戻す処理を行う場合と異なり、実施形態１の製造方法では、施工時にコア１１０を過度に曲げることが無く、施工時の超電導導体層１１２の劣化を抑制できる。施工時に超電導導体層１１２の劣化が抑制されるため、実施形態１の中間接続構造１０は、健全な超電導導体層１１２を備えられる。

（ｂ） 上述の戻し処理が不要であることから、戻し処理時にケーブルコア１１０の許容曲げ半径を確保するためにコアの引き出し長さを長くする必要が無く、比較的短く設計できる。その結果、実施形態１の製造方法は、接続箱を含む接続箇所を小型（小径）にできる。従って、実施形態１の中間接続構造１０は、小型である。

（ｃ） コアの引き出し長さを短くできることから、実施形態１の製造方法は、断熱管の端部から出されたケーブルコア１１０の配置スペースを小さくでき、施工スペースを低減できる。従って、実施形態１の中間接続構造１０は、小さい施工スペースで構築できる。

（ｄ） 実施形態１の製造方法は、連結部材１２の長さ調整によって、接続箇所の施工誤差を是正でき、施工作業性に優れる。ここでは、他方のケーブルコア１１０ｂとユニット２００とを接続したときに施工誤差が生じていても、上記施工誤差に応じて連結部材１２の長さを調整すれば、一方のケーブルコア１１０ａとユニット２００とを問題なく接続できる。従って、実施形態１の中間接続構造１０は、施工誤差を是正でき、構築し易い。

［実施形態２］
実施形態１では、両ケーブルコア１１０の超電導導体層１１２を、接続用超電導線材１６と常電導材料から構成される本体部２１０とで電気的に接続する場合を説明した。その他、両コア１１０の超電導導体層１１２を、本体部２１０を介すことなく、接続用超電導線材によって接合する形態とすることができる。この形態では、両コア１１０間に亘るように長い接続用超電導線材を用意して、ユニットに保持させるとよい。例えば、ユニットとして、接続用超電導線材を支持する挿通孔を備えるものを用意し、この挿通孔に接続用超電導線材を挿通配置させるとよい。超電導線材同士の接合には、ハンダやろうなどの接合材を利用するとよい。この形態では、導体接続部は、接合材を除いて、実質的に常電導材料を含まず、超電導材料を主体とすることから、接続抵抗を低減できる。また、この形態では、ユニットの本体部の構成材料には、銅などの常電導材料ではなく、鋼やステンレス鋼などの高強度材（非磁性材が好ましい）を利用できる。ユニットの本体部が高強度材から構成されることで、ケーブルコア１１０をより強固に固定できる。

外側超電導層１１４同士を接続する外側接続用部材３２も、接続用超電導線材を利用できる。この場合、ユニットは、超電導導体層１１２の超電導線材１１２ｗに接続される接続用超電導線材を支持する内側挿通孔と、外側超電導層１１４の超電導線材に接続される接続用超電導線材を支持する外側挿通孔（図３参照）とを備えるものを利用するとよい。

［実施形態３］
実施形態１では、導体接続部に接続用超電導線材１６を含む形態を説明した。その他、導体接続部に接続用超電導線材１６を含まない形態とすることができる。この形態では、連結部材１２及び連結スリーブ１４の構成材料を本体部２１０と同様に常電導材料とし、連結スリーブ１４に超電導導体層１１２ａを構成する超電導線材１１２ｗをハンダなどの接合材２１５によって接合する。この場合、超電導導体層１１２ａの超電導線材１１２ｗを巻き戻しておき、フォーマ１１１ａと連結部材１２とを接続スリーブ１４にて圧縮接続後、巻き戻しておいた超電導線材１１２ｗを連結スリーブ１４側に戻して、連結スリーブ１４に接合するとよい。この形態では、超電導導体層１１２ａに電気的に接続される導体接続部は、連結部材１２、連結スリーブ１４、本体部２１０及び接合材２１５を含み、実質的に常電導材料から構成される。そのため、この形態は、導体接続部を構成する上述の各部材を容易に、かつ短時間の施工で製造できる上に、低コストに製造できる。

［実施形態４］
実施形態１では、ケーブルコア１１０として、超電導導体層１１２と、外側超電導層１１４（図４）とを備える場合を説明したが、外側超電導層１１４を備えていない形態とすることができる。この形態は、高価な超電導線材の使用量を低減でき、低コストにできる。この形態は、モノポール送電用途や、交流送電用途にも利用できる。

［実施形態５］
実施形態１では、同一の断熱管１２０に１本のケーブルコア１１０を収納した場合を説明したが、一つの断熱管１２０に備えるコア１１０の数は適宜変更できる。例えば、一つの断熱管１２０に複数のコア１１０を備える多心ケーブルとすることができる。各コア１１０には、実施形態１で説明した超電導導体層１１２と外側超電導層１１４とを備える形態の他、実施形態４に説明した超電導導体層１１２のみを備える形態とすることができる。

［実施形態６］
実施形態１では、ユニット２００を備える場合を説明した。その他、ユニット２００を備えていない形態とすることができる。この形態では、接続するケーブルコア１１０ａ、１１０ｂのフォーマ１１１ａ、１１１ｂ間に連結部材１２が介在され、連結スリーブ１４と別の接続スリーブとの二つのスリーブを用いて接続される。この形態は、上述の実施形態１の製造方法と同様な工程によって構築できる。概略を述べると、所定の長さの連結部材１２を用意して、他方のコア１１０ｂと連結部材１２とを突合せて、別の接続スリーブで接続する。この連結部材１２に、その端面が連結スリーブ１４の端部から露出されるように連結スリーブ１４を挿通配置させ、この状態で連結部材１２の端面に一方のコア１１０ａを突合せる。この突合せ状態で連結スリーブ１４をコア１１０ａ側にスライドして圧縮し、連結部材１２と一方のフォーマ１１１ａとを圧縮接続する。

ここで、フォーマ１１１ａ、１１１ｂ同士を一つの接続スリーブで直接圧縮接続する場合には、圧縮前にフォーマ１１１ａ、１１１ｂの双方を接続スリーブに挿入する必要がある。そこで、少なくとも一方のコアを接続スリーブに差し入れるために上記コアを断熱管側に戻さざるを得ない。これに対し、上述のように連結部材１２及び連結スリーブ１４を用いる実施形態６の中間接続構造は、上述の戻し処理が不要であり、戻し処理に起因する超電導層の損傷を抑制できて、健全な超電導層を備えられる。このような実施形態６の中間接続構造は、固定タイプではなく、中間接続箱に接続処理部を固定しないノーマルジョイントタイプに好適に利用できる。上述の連結部材及び連結スリーブを利用することで、接続処理部の長さ調整を行えるノーマルジョイントタイプを構築することができる。

［実施形態７］
実施形態１では、超電導ケーブルの中間接続構造１０を説明したが、連結部材１２及び連結スリーブ１４を備える超電導ケーブルの終端接続構造（図示せず）とすることができる。超電導ケーブルの終端接続構造では、代表的には、常温環境に配置される常電導ケーブルと、低温環境で使用される超電導ケーブルとの間に銅などの常電導材料から構成されるリード導体を介在させて、超電導ケーブルのケーブルコアとリード導体とを接続する。接続対象であるリード導体の端部には、連結部材の一端部を圧縮可能なように挿入穴を備えておく。このリード導体と連結部材の一端部とを圧縮接続し、この連結部材の他端部とケーブルコアに備えるフォーマの先端部とを連結スリーブで接続することで、連結部材及び連結スリーブを備える超電導ケーブルの終端接続構造を構築することができる。

連結部材１２及び連結スリーブ１４を利用することで、実施形態７の超電導ケーブルの終端接続構造は、実施形態１の中間接続構造１０と同様に、ケーブルコアの戻し処理が不要であり、戻し処理に伴う超電導線材の損傷の防止、接続箇所の大型化の抑制、施工スペースの低減、接続箇所の長さ調整の容易性、といった効果を奏することができる。

なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。連結部材及び連結スリーブを備える超電導ケーブルの接続構造は、例えば、超電導導体層を備える導体部が断熱管に収納され、電気絶縁層が断熱管の外周に形成されて冷媒によって冷却されない常温絶縁型の超電導ケーブルの接続構造にも適用できる。

本発明の超電導ケーブルの接続構造は、超電導ケーブルのケーブルコア同士を接続する超電導ケーブルの中間接続構造、超電導ケーブルと常電導ケーブルとを接続する超電導ケーブルの端末接続構造に利用できる。本発明の超電導ケーブルの接続構造の製造方法は、上記超電導ケーブルの中間接続構造や上記超電導ケーブルの端末接続構造の構築に利用できる。

１０ 超電導ケーブルの中間接続構造
１２ 連結部材 １４ 連結スリーブ １４ｈ 貫通孔 １６ 接続用超電導線材
２０、２２ 形状補正部 ３０ 補強絶縁層 ３２ 外側接続用部材
３４ 外側補強絶縁層 ３６ 接続用接地層
１００ 超電導ケーブル １１０、１１０ａ、１１０ｂ ケーブルコア
１１１、１１１ａ、１１１ｂ フォーマ
１１２、１１２ａ、１１２ｂ 超電導導体層 １１２ｗ 超電導線材
１１３、１１３ａ、１１３ｂ 電気絶縁層
１１４ 外側超電導層 １１５ 外側絶縁層 １１６ 常電導層 １１７ 保護層
１２０ 断熱管 １２１ 内管 １２２ 外管 １２３ 断熱材 １２４ 防食層
２００ ユニット（接続対象）
２１０ 本体部 ２１２ 圧縮部 ２１２ａ 連結側圧縮部
２１２ｂ フォーマ側圧縮部 ２１５ 接合材 ２１８ 絶縁成形体
２１８ｆ 取付部

Claims (6)

1. フォーマと前記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを備えるケーブルコアと、前記超電導導体層と電気的に接続される導体接続部を備える接続対象とを含む超電導ケーブルの接続構造であって、
   前記接続対象の端部に圧縮接続される一端部を有する連結部材と、
   前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とが挿通される貫通孔を有し、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを圧縮接続する連結スリーブとを備え、
   前記連結部材における前記接続対象の端部から突出する長さが前記連結スリーブの長さと同等以上である超電導ケーブルの接続構造。
2. 前記接続対象は、その一端部に前記連結部材の一端部を圧縮接続する連結側圧縮部を備え、その他端部に別のケーブルコアに備えるフォーマの先端部を圧縮するフォーマ側圧縮部を備える請求項１に記載の超電導ケーブルの接続構造。
3. 前記導体接続部は、前記超電導導体層を構成する超電導線材に接合される接続用超電導線材を備える請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブルの接続構造。
4. 前記連結部材における前記連結スリーブ及び前記接続対象に圧縮接続されていない中間部の外周に前記連結スリーブの外周面と面一に設けられる形状補正部を備え、
   前記形状補正部は、前記超電導導体層を構成する超電導線材に接合されて前記連結スリーブの外周から前記接続対象に渡される接続用超電導線材を支持する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
5. 前記接続対象は、前記連結部材の一端部を圧縮接続する連結側圧縮部を有する本体部と、前記本体部の外周に設けられ、接続箱に前記本体部を固定する取付部が一体に形成された絶縁成形体とを備える請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
6. 超電導ケーブルに備えるケーブルコアの端部を段剥ぎして、フォーマと、前記フォーマの外周に設けられる超電導導体層とを露出する工程と、
   所定の長さの連結部材を準備する工程と、
   接続対象の端部に前記連結部材の一端部を圧縮接続する工程と、
   前記連結部材が挿通配置された連結スリーブから前記連結部材の他端面が露出した状態で前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを突合わせる工程と、
   前記連結スリーブを前記フォーマ側に移動して突合せ部分を前記連結スリーブによって覆ってから圧縮して、前記フォーマの先端部と前記連結部材の他端部とを前記連結スリーブによって圧縮接続する工程とを備える超電導ケーブルの接続構造の製造方法。

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