JP2016195484A - Terminal structure of superconducting cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導ケーブルの終端接続部等の端末構造体に関する。 The present invention relates to a terminal structure such as a terminal connection portion of a superconducting cable.
従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。 Conventionally, a superconducting cable using a superconducting wire that becomes a superconducting state at an extremely low temperature as a conductor is known. The superconducting cable is expected as a power cable capable of transmitting a large current with a low loss, and is being developed for practical use.
超電導ケーブルは、断熱管内に一心又は複数心のケーブルコアが収容された構造を有するものが知られている。一心のケーブルコアとしては、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する。また、ケーブルコアとしては、フォーマの外周に、超電導導体層と、電気絶縁層とを交互に同心円状に配置した複数の超電導導体層を同一心で有する同軸型のケーブルコアが知られている。 A superconducting cable having a structure in which a single-core or multiple-core cable core is accommodated in a heat insulating tube is known. The single-core cable core includes, for example, a former, a superconducting conductor layer, an electrical insulating layer, a cable shield layer, and a protective layer in order from the center. As a cable core, a coaxial cable core having a plurality of superconducting conductor layers arranged concentrically alternately on the outer periphery of the former and having a superconducting conductor layer and an electrical insulating layer arranged concentrically is known.
断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒(例えば液体窒素)が充填される内管(以下「断熱内管」)と、断熱内管の外周を覆う外管(以下「断熱外管」)を有する。断熱内管と断熱外管の間は、断熱のために真空状態とされる。 The heat insulation pipe includes an inner pipe (hereinafter referred to as “heat insulation inner pipe”) in which the cable core is accommodated and filled with a refrigerant (for example, liquid nitrogen), and an outer pipe (hereinafter referred to as “heat insulation outer pipe”) covering the outer periphery of the heat insulation inner pipe. Have Between the heat insulating inner tube and the heat insulating outer tube, a vacuum state is set for heat insulation.
超電導ケーブルの終端接続部等に適用される端末構造体においては、低温部となる低温容器に超電導ケーブルの端末部が収容され、超電導ケーブルの導体(例えば超電導導体層)が導体引出部を介して常温部に引き出される。低温容器は、超電導ケーブルの端末部を収容し運転時に液体窒素等の冷媒が充填される冷媒槽と、冷媒槽を収容し運転時に真空状態とされる真空槽とからなる二重構造を有する。 In a terminal structure applied to a terminal connection portion of a superconducting cable, the terminal portion of the superconducting cable is accommodated in a low temperature container serving as a low temperature portion, and a conductor (for example, a superconducting conductor layer) of the superconducting cable is passed through a conductor lead-out portion. It is pulled out to the room temperature part. The cryogenic container has a double structure composed of a refrigerant tank that accommodates the terminal portion of the superconducting cable and is filled with a refrigerant such as liquid nitrogen during operation, and a vacuum tank that accommodates the refrigerant tank and is in a vacuum state during operation.
具体的には、特許文献1及び特許文献2に示すように、従来の超電導ケーブルの端末構造体では、低温容器は、冷媒槽を収容する真空槽本体部に、真空槽本体部から上方に向けて垂設される筒状部を有する。冷媒槽には、水平に配置される超電導ケーブルの端末部が収容され、この端末部における導体(例えば超電導導体層)は、筒状部内に垂設された導体引出部の下端部に接続されている。導体引出棒は、筒状部上に配置される筒状の絶縁管(がい管)内を挿通し、絶縁管の上端部から外部に上方から引き出すように構成されている。
Specifically, as shown in
しかしながら、従来の端末構造体である特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、低温容器は、水平方向に延在する真空槽本体の他に、導体引出棒を囲む筒状部を、真空槽本体部から上方に向けて垂設した構造であるため、端末構造体を設置する際には、真空本体部の設置領域に加えて、上方に筒状部と絶縁管の設置領域を確保する必要がある。また、端末構造体自体が大型化すると、熱伝達経路となる導体引出棒が長くなり、冷媒槽への熱侵入が増加する恐れがある。
However, in the techniques described in
これにより、超電導ケーブルの端末構造体としては、低温容器をより小さくして端末構造体自体をよりコンパクトにすることが望まれている。 Thereby, as a terminal structure of a superconducting cable, it is desired to make the terminal structure itself more compact by making the cryogenic container smaller.
本発明の目的は、コンパクト化を図ることによって、設置スペースを小さくできるとともに、熱侵入を低減できる超電導ケーブルの端末構造体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a terminal structure of a superconducting cable that can reduce the installation space and reduce heat intrusion by reducing the size.
本発明に係る超電導ケーブルの端末構造体は、超電導導体層と、前記超電導導体層上に設けられる導体絶縁層とを備える超電導ケーブルと、
前記超電導ケーブルの端末部を冷却する冷媒が満たされる冷媒槽と、
前記導体絶縁層の外周に設けられ、前記冷媒槽内に配置される電界緩和部と、
前記超電導ケーブルの端末部で段剥ぎされることによって露出する前記超電導導体層の端部と電気的に接続されるリード部と、
前記冷媒槽を収容し、運転時に内部が真空状態とされる真空槽と、
を備え、
前記冷媒槽は、絶縁管で形成され、
前記真空槽は、前記冷媒槽の外周において、前記電界緩和部に対応する位置に、且つ、前記超電導ケーブルと同軸上に配置されるがい管を有する、構成を採る。
A terminal structure of a superconducting cable according to the present invention is a superconducting cable comprising a superconducting conductor layer and a conductor insulating layer provided on the superconducting conductor layer,
A refrigerant tank filled with a refrigerant that cools a terminal portion of the superconducting cable; and
An electric field relaxation portion provided on an outer periphery of the conductor insulating layer and disposed in the refrigerant tank;
A lead portion electrically connected to an end portion of the superconducting conductor layer exposed by being stepped off at a terminal portion of the superconducting cable;
Containing the refrigerant tank, and a vacuum tank whose inside is evacuated during operation;
With
The refrigerant tank is formed of an insulating tube,
The vacuum tank has a configuration in which an outer periphery of the refrigerant tank has a insulator pipe disposed at a position corresponding to the electric field relaxation portion and coaxially with the superconducting cable.
本発明によれば、コンパクト化を図ることによって、設置スペースを小さくできるとともに、熱侵入を低減できる超電導ケーブルの端末構造体が実現される。 According to the present invention, the terminal structure of a superconducting cable that can reduce installation space and reduce heat intrusion can be realized by downsizing.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体1を示す図である。説明の便宜上、超電導ケーブル10が導入される側を後端側(図1では右側)、反対側を先端側(図1では左側であり挿入方向側ともいう)として説明する。
FIG. 1 is a diagram showing a
図1に示すように、端末構造体1は、超電導ケーブル10の端末部と、接続電極部13と、電界緩和部15と、冷媒槽21及び真空槽22を有する低温容器20と、リード部30と、シールド通電部40と、支持脚部(支持部)28を有する。低温容器20(詳細には冷媒槽21)に超電導ケーブル10の端末部が所定の状態で水平方向に延在するように収容され、接続電極部13及びリード部30を介して超電導ケーブル10の導体電流が電力機器等の実系統側に引き出される。また、シールド通電部40を介して、超電導ケーブル10のケーブルシールド層114が接地される。本実施の形態の超電導ケーブル10は、複層の超電導導体層を有し、端末構造体1において、略水平方向に配置した超電導ケーブル10から超電導導体層毎に、水平方向で所定間隔を空けて、接続電極部13及びリード部30を介して導体電流を引き出される。
As shown in FIG. 1, the
図2は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体における超電導ケーブルの概略構成を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the superconducting cable in the terminal structure according to the embodiment of the present invention.
図1及び図2に示すように、超電導ケーブル10は、断熱管12内に、電気絶縁層(導体絶縁層)113(113−1、113−2、113−3)を介して超電導導体層112(112−1、112−2、112−3)を同心円状に複数備えるケーブルコア11が収容された超電導ケーブルである。超電導ケーブル10は、各超電導導体層で位相の異なる電流を流す多相超電導ケーブルとしてもよい。ここでは、超電導導体層を、中心から、U相、V相、W相の電流を流す導体として3層で同軸上に有する三相超電導ケーブルとしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ケーブルコア11は、例えば中心から順に、N2冷却管である中央冷却管111、第1超電導導体層112−1、第1電気絶縁層(導体絶縁層)113−1、第2超電導導体層112−2、第2電気絶縁層(導体絶縁層)113−2、第3超電導導体層112−3、第3電気絶縁層(導体絶縁層)113−3、ケーブルシールド層114、及び保護層115等を有する。
The
各超電導導体層112及びケーブルシールド層114は、例えば、下層の外面に螺旋状に巻き付けた多数本の超電導テープ(テープ状の超電導線材)により構成されるものとした。超電導導体層を構成する各超電導テープは、互いに重ならずに配置されている。
Each
超電導テープは、ここでは、REBayCu3Oz系(REは、Y、Nd、Sm、Eu、Gd及びHoから選択された1種以上の元素を示し、y≦2及びz=6.2〜7である。)の高温超電導薄膜を備える酸化物超電導材である。この超電導テープは、テープ状の金属基板上に成膜された中間層上に、テープ状の超電導薄膜である酸化物超電導層(以下、「超電導層」と称する)、安定化層が順に積層されることによって作製される。なお、超電導テープの金属基板としては、ニッケル(Ni)、ニッケル合金、ステンレス鋼又は銀(Ag)である。また、中間層は、例えば、金属基板上に、酸化アルミニウム(Al2O3)層、ガリウムドープ酸化亜鉛層(Gd2Zr2O7:GZO)、或いはイットリウム安定化ジルコニア(YSZ)等による第1層、Y2O3又はLaMnO3等の層である第2層、酸化マグネシウム(MgO)等から成る第3層、酸化ランタンマンガン(LaMnO3)等の層である第4層、酸化セリウム(CeO2)層である第5層を、順に積層することによって構成される。 Here, the superconducting tape is a REBa y Cu 3 O z system (RE represents one or more elements selected from Y, Nd, Sm, Eu, Gd, and Ho, and y ≦ 2 and z = 6.2. It is an oxide superconducting material provided with the high-temperature superconducting thin film. In this superconducting tape, an oxide superconducting layer (hereinafter referred to as “superconducting layer”), which is a tape-like superconducting thin film, and a stabilizing layer are laminated in this order on an intermediate layer formed on a tape-like metal substrate. It is produced by doing. The metal substrate of the superconducting tape is nickel (Ni), nickel alloy, stainless steel, or silver (Ag). In addition, the intermediate layer is formed of, for example, an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer, a gallium-doped zinc oxide layer (Gd 2 Zr 2 O 7 : GZO), or a yttrium-stabilized zirconia (YSZ) layer on a metal substrate. One layer, a second layer that is a layer such as Y 2 O 3 or LaMnO 3, a third layer that is composed of magnesium oxide (MgO), a fourth layer that is a layer such as lanthanum manganese oxide (LaMnO 3 ), cerium oxide ( The fifth layer, which is a CeO 2 ) layer, is laminated in order.
超電導層は、有機金属酸塩あるいは有機金属化合物を原料とし、真空プロセスを使用せずに、MOD法(Metal Organic Deposition Processes:有機酸塩堆積法)により中間層上に成膜される。MOD法は、金属基板上に中間層を設けた複合基板上の金属有機酸塩を加熱して熱分解することによって複合基板上に超電導層である薄膜を形成する。 The superconducting layer is made of an organic metal salt or an organic metal compound as a raw material, and is formed on the intermediate layer by a MOD method (Metal Organic Deposition Processes) without using a vacuum process. In the MOD method, a metal organic acid salt on a composite substrate provided with an intermediate layer on a metal substrate is heated and thermally decomposed to form a thin film as a superconducting layer on the composite substrate.
電気絶縁層113は、それぞれ下層の超電導導体層112の外周に、例えば、半合成絶縁紙を巻回して構成される。
The
保護層115は、例えば、ケーブルシールド層114の外周にクラフト紙等を巻回して構成される。
The
超電導ケーブル10の端末部においては、図1に示すように、ケーブルコア11に段剥ぎ加工が施され、先端側から順に各層が露出する。各超電導導体層112(112−1、112−2、112−3)には、各超電導導体層112(112−1、112−2、112−3)に電気的に接続される接続電極部13(13−1、13−2、13−3)が接続されている。ここでは、接続電極部13は、超電導導体層112の外周に配置される。ケーブルシールド層114の外周には、ケーブルシールド層114に電気的に接続されるシールド接続端子14が配置される。超電導導体層112(112−1、112−2、112−3)の外周に配置される電気絶縁層113(113−1、113−2、113−3)の外周には、ストレスコーン等の電界緩和部15(15−1、15−2、15−3)が配置される。具体的には、接続電極部13−1と接続電極部13−2との間に位置する電気絶縁層113−1の外周には、電界緩和部15−1が配置される。接続電極部13−2と絶続電極部13−3との間に位置する電気絶縁層113−2の外周には、電界緩和部15−2が配置される。接続電極部13−3とシールド接続端子14の間に位置する電気絶縁層113−3の外周には電界緩和部15−3が配置される。
At the terminal portion of the
断熱管12は、内側の断熱内管121と外側の断熱外管122とからなる二重管構造を有する。断熱内管121及び断熱外管122は、コルゲート状を有することが好ましい。断熱内管121及び断熱外管122は、例えば、ステンレス鋼(SUS)製のコルゲート管(波付き管)によりそれぞれ構成される。
The
断熱内管121は、ケーブルコア11を収容し、運転時には冷媒(例えば液体窒素)が充填される。これにより、超電導導体層112は、超電導状態に維持される。断熱内管121と断熱外管122の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。
The heat insulating
このように超電導ケーブル10は、フォーマの外周側に、超電導導体層と、波付き管である断熱内管と断熱外管とによる二重構造を採る断熱管とを順に有する構成となっている。
As described above, the
低温容器20は、内側の冷媒槽21と外側の真空槽22とからなる二重構造を有する。
The
冷媒槽21は、例えば中空円筒形状を有し、超電導ケーブル10の端末部を収容する。 冷媒槽21は、エポキシ樹脂や繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)等の絶縁材料により構成される絶縁管である。すなわち、超電導ケーブル10の端末部は、冷媒槽21である絶縁管に収容される。冷媒槽21は、リード部30を導入する内側の導体貫通部(「内側貫通部」という)214(214−1、214−2、214−3)及びシールド通電部40を導入するシールド内側貫通部216を有する。冷媒槽21は、例えば真空槽22内に配置された架台(図示略)に載置してもよい。
The
冷媒槽21には後端側から超電導ケーブル10の端末部が導入される。冷媒槽21の後端部の後端面212には、超電導ケーブル10の断熱内管121が接続される。また、冷媒槽21内には、断熱内管121内のケーブルコア11が挿入される。冷媒槽21には、運転時に冷媒循環装置(図示略)により冷媒が循環供給される。冷媒槽21に連通する断熱内管121の内部も冷媒で充填される。なお、本実施の形態では、断熱内管121は、その先端部に取り付けられる内部フランジ部74を介して、後端部(後端面212)に接続されている。この冷媒槽21の後端面212と超電導ケーブル10における断熱管12の断熱内管121との接続については、真空槽22の後端部(後端側管部)と超電導ケーブル10の断熱外管122との接続構造と共に、低温容器20と断熱管12の接続構造として詳細に後述する。
A terminal portion of the
冷媒槽21の内側貫通部214には、リード部30の導体中継部32(図3参照)が取り付けられている。導体中継部32は、内側貫通部214に、例えばエポキシ樹脂やFRP等の絶縁材料で構成される絶縁スペ−サーを介して気密的に取り付けられている。すなわち、絶縁スペーサー及び導体中継部32により冷媒槽21と真空槽22とが仕切られており、冷媒槽21は気密かつ水密に封止される。
A conductor relay portion 32 (see FIG. 3) of the
真空槽22は、例えば中空円筒形状を有し、冷媒槽21を収容する。真空槽22は、冷媒槽21を囲むように配置されている。真空槽22は、電界緩和部15(15−1、15−2、15−3)に対応する位置に、超電導ケーブル10と同軸上に配置されるがい管部23(23−1、23−2、23−3)と、外側の導体貫通部(「外側貫通部」という)224(224−1、224−2、224−3)とを有する。外側貫通部224は、がい管部23の軸方向先端側に接続される。
The
図3は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体1のがい管部23を含む要部構成を示す図である。なお、各がい管部23−1、23−2、23−3は、それぞれ同様に構成されるのでがい管部23として説明する。また、がい管部23−1、超電導導体層112−1、接続電極部13−1、電気絶縁層113−1及び電界緩和部15−1の関係と、がい管部23−2、超電導導体層112−2、接続電極部13−2、電気絶縁層113−2及び電界緩和部15−2の関係と、がい管部23−3、超電導導体層112−3、接続電極部13−3、電気絶縁層113−3及び電界緩和部15−3との関係はそれぞれ同様である。よって、以下では、がい管部23とともに、超電導導体層112、接続電極部13、電気絶縁層113及び電界緩和部15を用いて説明する。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a main part including the
がい管部23(23−1、23−2、23−3)は、例えば、ポリマーがい管または磁器がい管により構成される。ここでは、がい管部23をポリマーがい管で構成したものとして説明する。
The insulator tube portion 23 (23-1, 23-2, 23-3) is constituted by, for example, a polymer insulator tube or a porcelain insulator tube. Here, the description will be made assuming that the
図3に示すように、がい管部23は、絶縁筒232と、ポリマー被覆体234と、を有する。絶縁筒232は、機械的強度の高いFRP(繊維強化プラスチック)で構成され、冷媒槽21内の超電導ケーブル10に取り付けられる電界緩和部15の周囲に、電界緩和部15を囲む位置に配置される。ポリマー被覆体234は、電気絶縁性能に優れる材料、例えばシリコーンポリマー(シリコーンゴム)などの高分子材料で構成される。ポリマー被覆体234は、絶縁筒232の外周に設けられており、ポリマー被覆体234の外周面には、複数個の傘状の襞部が長手方向に離間して形成される。がい管部23の内部(絶縁筒232の内部)は中空となっている。
As shown in FIG. 3, the
がい管部23の内部は、運転時には真空引きされて真空状態となる。本実施の形態では、がい管部23は、絶縁管である冷媒槽21内のケーブルコア11(詳細には電気絶縁層113の外周)に設けられた電界緩和部15を囲む位置で、冷媒槽21の外側に配置されていることから、真空断熱部を大きく確保できる。これにより、リード部30を介して外部から冷媒槽21内へ侵入する熱侵入を低減することができる。
The inside of the
真空槽22の外側貫通部224には、リード部30の外部端子部34が取り付けられている。外部端子部34は、外側貫通部224に、例えばエポキシ樹脂やFRP等の絶縁材料で構成される絶縁スペ−サーを介して気密的に取り付けられている。すなわち、絶縁スペーサー及び外部端子部34により真空槽22は気密かつ水密に封止される。
An
真空槽22の内部には、外側貫通部224の下方に内側貫通部214が位置し、シールド外側貫通部226の下方にシールド内側貫通部216が位置する(図1参照)ように位置決めされた状態で、冷媒槽21が配置される。真空槽22の後端面222(図1参照)には、超電導ケーブル10の断熱外管122が接続される。本実施の形態では、断熱外管122は、その先端部に取り付けられる外部フランジ部84(図1参照)を介して真空槽22の後端面222に接続されている。
The
冷媒槽21の内側貫通部214及びシールド内側貫通部216が真空槽22に収容されるので、熱伝達経路となる接続電極部13、リード部30及びシールド通電部40は真空槽22の内部まで導入される。これにより、熱侵入を低減するための熱伝達経路長を確保しやすくなるので、接続電極と外部端子部の長さを最小限にすることができ、端末構造体1の小型化を図ることができる。
Since the
真空槽22は、運転時に真空ポンプ(図示略)により真空引きされ、真空状態に保持される。真空槽22に連通する断熱内管121と断熱外管122の間の空間が真空状態に保持される。
The
リード部30は、超電導ケーブル10、具体的には、端末構造体1から実系統に電流を引き出すための導体である。リード部30は、超電導ケーブル10の超電導導体層112に接続される接続電極部13に接続されるものであり、内部中間導体31、導体中継部32、外部中間導体33、外部端子部34を有する。
The
なお、本実施の形態では、内部中間導体31及び外部中間導体33を、例えば、平編銅線等のフレキシブル導体等の可撓性を有するように構成し、内部中間導体31及び外部中間導体33が、冷却時における冷媒槽21の熱収縮を吸収する収縮吸収部として機能する。
In the present embodiment, the inner
外部端子部34及び導体中継部32は、例えば、導電性を有する材料、例えば、銅で構成される。外部端子部34は、真空槽22を気密に貫通して真空槽22に固定される。外部端子部34の一端34aは、外部に引き出され、真空槽22の外部に露出している。また、外部端子部34の他端34bは真空槽22の内部で導体中継部32に、外部中間導体33を介して電気的に接続される。導体中継部32は、冷媒槽21を気密に貫通して冷媒槽21に固定される。導体中継部32は、冷媒槽21の外部に位置する一端32aで外部中間導体33に接続され、冷媒槽21内の他端32bで、内部中間導体31を介して、接続電極部13に接続される。内部中間導体31は、外部中間導体33と同様に可撓性を有するので、冷却時における冷媒槽21の熱収縮(特に水平方向の熱収縮)を容易に吸収できる。
The
図4及び図5は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体の接続電極部13の要部構成を示す斜視図である。
4 and 5 are perspective views showing the main configuration of the
図4及び図5に示す接続電極部13は、冷媒槽21中の超電導導体層112(具体的には超電導テープ1120)の端末に電気的に接続される。
4 and 5 is electrically connected to the terminal of the superconducting conductor layer 112 (specifically, the superconducting tape 1120) in the
接続電極部13は、常温側の機器と接続するための常電導導体であるリード部30に電気的に接続される。接続電極部13は、超電導ケーブル10の超電導導体層112と、外部端子部34とを接続する。
The
接続電極部13は、銅等の導電部材により形成されており、円環板状の電極本体132を有する。電極本体132には、接続片部134が突設されており、この接続片部134に内部中間導体31(図3参照)が接続されている。
The
電極本体132を貫通する中央の開口には、冷媒槽21内の超電導ケーブル10が挿通されている。電極本体132には、段剥ぎされて外周側で露出する超電導導体層112を構成する複数の超電導テープ(テープ状の超電導線材)1120が接続されている。なお、電極本体132に接続される超電導テープ1120は、ケーブルコア11において、電極本体132を挿通させることが可能な超電導導体層のうち最も外周側に位置する超電導導体層112を構成する複数の超電導テープ1120であることが好ましい。
The
ここでは、ケーブルコア11において、最も外側に位置する超電導導体層112を構成する複数の超電導テープ1120の端部11201以外の部分、つまり最も外側に位置する超電導導体層112より中心側に位置する部位を、電極本体132の開口に挿入されている。そして、最も外側に位置する超電導導体層112を構成する複数の超電導テープ1120の端部11201は、電極本体132の開口を通過せずに、電極本体132において開口する表裏面のうち挿通方向逆側の面(後端側の面)132aで、半田を介して電気的に接続している。ここでは各超電導テープ1120を、電極本体132(後端側の面132a)に、周方向に等間隔を空けて接続されている。
Here, in the
また、電極本体132に対して複数の超電導テープ1120は、互い同士や他の部材に接触しないように、それぞれ撓ませた状態で接続されている。これにより冷却時において超電導テープ1120自体が収縮(特に水平方向の熱収縮)しても容易に吸収して電極本体132自体、ひいては、内部中間導体31、内部中間導体31も含む他のリード部自体に負荷がかかることがない。また、超電導テープ1120は、電極本体132を挿通するケーブルコア11の延在方向に配置されている状態から立ち上げて、電極本体132の後端側の面132aに接続している。これにより、可撓性を有する超電導テープ1120は、ケーブルコア11の延在方向に沿った元の位置に戻ろうとするので、戻る方向に位置する後端側の面132aに対して密着した状態で接触する。これにより、超電導テープ1120と電極本体132とを半田を介してより確実に安定して電気的に接続できる。
Further, the plurality of
図1に示すシールド通電部40は、超電導ケーブル10のケーブルシールド層114を接地するための導体である。シールド通電部40は、例えば、銅製の棒材からなるシールド引出棒を有する等、公知の構成を適用することができる。ここでは、シールド通電部40は、リード部30と同様に構成され、超電導ケーブル10のシールド層114に接続されるシールド接続端子14に接続されるものであり、内部中間導体31と同様に構成される内部中間導体(図示省略)、導体中継部32と同様に構成されるシールド中継部42、外部中間導体33と同様に構成される外部中間導体(図示省略)、外部端子部34と同様に構成されるシールド外部端子部(図示省略)を有する。シールド通電部40では、シールド外部端子部は、真空槽22におけるシールド外側貫通部226を気密に貫通して外部に引き出されるように固定される。シールド外部端子部は、内部中間導体を介して、真空槽22の内部で、シールド中継部42の一端に電気的に接続される。シールド中継部42は、冷媒槽21を気密に貫通して冷媒槽21に固定される。具体的には、シールド中継部42は、シールド内側貫通部216に、冷媒槽21を貫通して、且つ、気密的に固定されている。シールド中継部42は、シールド接続端子14に接続される。シールド通電部40は、シールド接続端子14を介して超電導ケーブル10のケーブルシールド層114と電気的に接続する。シールド通電部40における内部中間導体、外部中間導体は、例えば平編銅線等のフレキシブル導体(図示略)により構成される。これにより、超電導ケーブル10の熱伸縮によりシールド接続端子14の位置が水平方向に(図1の左右方向)に移動しても、容易に追従することができるので、真空槽22のシールド外側貫通部226等の損傷を防止できる。本実施の形態では、シールド中継部42において冷媒槽21内に配置される部位をフレキシブル導体で構成して、このフレキシブル導体を介してシールド接続端子14に接続している。
The
図1に示す支持脚部28は、真空槽22(詳細にはがい管部23)を他の機器、ここでは、設置面から離間して支持する。ここでは、支持脚部28は、真空槽22の前端側及び後端側の下面から下方に突出して設けられ、真空槽22を、超電導ケーブル10の軸方向に沿って、水平方向に延在するように支持している。
The
支持脚部28において先端側の脚部28−1には、真空槽22の先端側で高電圧が印可されるため、その外面には複数の襞部を有する電界緩和部(碍子)282が設けられている。
Since a high voltage is applied to the leg portion 28-1 on the distal end side of the
図6は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体1において低温容器20と超電導ケーブル10の断熱管12との接続部分を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a connection portion between the
図6に示すように、超電導ケーブル10における低温容器20の後端部では、断熱内管121は、真空槽22の後端面222を貫通し、少なくとも冷媒槽21の後端面212近傍まで引き込まれている。
As shown in FIG. 6, at the rear end portion of the
内部フランジ部74は、中央の開口を、冷媒槽21の後端面212の開口212aに対応させた状態で、開口212aの縁部に当接されている。内部フランジ部74は、冷媒槽21の後端面212と断熱内管121とを密閉性を損なうことなく、真空槽22内で、冷媒槽21に気密的に接続している。
The
内部フランジ部74は、冷媒槽21の後端面212と真空槽22の後端面222との間で、断熱内管121の端部に連続して設けられている。内部フランジ部74の内部には、ケーブルコア11が挿通されている。
The
内部フランジ部74は、ケーブルコア11の外周を囲むように配置されている。内部フランジ部74は、一端部側の円環状の面(内部フランジ部74の一端部)が冷媒槽21の後端面212に当接し、他端部側に形成された内部筒部76の他端部(後端部)が断熱内管121の一端部(先端部)に接続されている。内部フランジ部74は、内部筒部76に断熱内管121に気密的に接合(溶接)されることにより、断熱内管121に対して、負荷を与えること無く、断熱内管121に対して、外周側に突出するように固定されている。内部フランジ部74では、一端部側の円環状の面(内部フランジ部74の一端部)が、冷媒槽21の後端面212に押し付けられ、内部フランジ部74は、後端面212と内部保持部材50とで挟持されることにより固定されている。
The
内部保持部材50は、内部フランジ部74に係合する係合部を有する保持部本体52と、保持部本体52を冷媒槽21の後端面212に止着して固定する止着部54とを有する。
The internal holding
図7は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体1における内部保持部材50の要部構成を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a main part of the internal holding
保持部本体52は、ここでは、内部フランジ部74に対して、後端側から係合可能なリング状をなしている。なお、保持部本体52を、内部フランジ部74の後端面側に配置する場合には、内部フランジ部74と断熱内管121とを接合部90を介して接続する前に両部材の間に介在させておく。また、保持部本体52を、軸心を通る面で複数に分割した分割体により構成したものでもよい。この場合、内部フランジ部74と断熱内管121とを組み付けた後で、分割体を内部フランジ部74の後端面側に配置できる。
Here, the holding portion
止着部54は、例えば、ボルトであり、保持部本体52の外周縁部で厚み方向に後端側から挿入され、後端側の面で頭部が掛止し、先端側の面から突出する軸部を冷媒槽21の後端面212に螺合する。この止着部54により、保持部本体52は、外周縁側で冷媒槽21の後端面212に止着される(図6参照)。これにより、止着部(ボルト)54を締めることにより保持部本体52が後端面212側に変位し、保持部本体52の先端側の面52aで係合する内部フランジ部74が全周に亘って均等に後端面212に押圧される(図1及び図6参照)。すなわち、保持部本体52は、後端面212とともに内部フランジ部74を挟持した状態で保持する。また、内部フランジ部74と後端面212との間には、ガスケット(Oリング)等の気密部材18が設けられ、内部フランジ部74は、気密部材18を挟み後端面212に、一層気密的に固定される。
The
このように、保持部本体52にボルト等の止着部54をねじ込むことにより内部フランジ部74を冷媒槽21に固定する場合、ねじ込む際の荷重は、保持部本体52にかかる。よって、内部フランジ部74にねじ込む際の荷重(螺合方向(捻れ方向)の荷重)がかかることがなく、内部フランジ部74を、超電導ケーブル10の軸方向に沿って、後端面212側に略平行移動させることができる。これにより、内部保持部材50は、内部フランジ部74の内部フランジ部74(具体的には、内部フランジ部74の一端面)を後端面212に押し付けて挟持した状態で保持できる。よって、内部保持部材50は、他端部側が断熱内管121に接続された内部フランジ部74の一端部(内部フランジ部74)を、内部フランジ部74を変形させることなく、つまり、断熱内管121に負荷をかけることなく、好適に冷媒槽21に固定することができる。
As described above, when the
図6に示すように、真空槽22の後端面222と断熱外管122は、外部フランジ部84を介して接続されている。
As shown in FIG. 6, the
外部フランジ部84は、断熱外管122の先端側で接続(ここでは、断熱外管122の先端部に接続)接続されており、断熱外管122とともに内部には、ケーブルコア11及び断熱内管121が挿通されている。
The
外部フランジ部84は、内部フランジ部74と同様に構成されており、ここでは、円環板状部を有し、ケーブルコア11の外周を囲むように配置されている。外部フランジ部84は、一端部側の円環状の面(内部フランジ部74の一端部)が真空槽22の後端面222に当接し、他端部(後端部)側に形成された外部筒部82で断熱外管122の一端部(先端部)に連続して形成されている。ここでは、外部フランジ部84において、外部筒部82の内周面で断熱外管122が溶接等によりなる接合部90を介して気密的に接合されている。なお、外部筒部82の外周面で接合部90介して断熱外管122に気密的に接合されてもよい。外部フランジ部84の外径(円環板状部分の外径)は、真空槽22の後端面222の開口222aよりも大きく、外部フランジ部84の外周縁の先端側の面は、開口222aの縁部に対向する位置に位置される。外部フランジ部84(具体的には外部フランジ部84の外周縁の先端側の面)は、外部保持部材60により、真空槽22の後端面222に押し付けられ、後端面222とで挟持されることにより保持されている。
The
外部保持部材60は、外部フランジ部84に、外部フランジ部84の他端部側(後端面側)から係合する係合部を有する保持部本体62と、保持部本体62を真空槽22の後端面222に止着して固定する止着部64とを有する。
The
外部保持部材60は、例えば、内部保持部材50と比較して外径及び内径の寸法が異なり、内部保持部材50と同様にリング状に形成される。
For example, the outer holding
すなわち、保持部本体62は、外部フランジ部84に対して、後端側から係合可能なリング状をなしている。
That is, the holding portion
止着部64は、例えばボルトであり、保持部本体62の外周縁部で、厚み方向に後端側から挿入され、後端側の面で頭部が掛止し、先端側の面から突出する軸部が、真空槽22の後端面212に螺合する。この止着部64により、保持部本体62は、外周縁側で真空槽22の後端面222における開口222aの縁部に止着される。すなわち、止着部(ボルト)64を締めることにより保持部本体62が後端面222側に変位し、これに係合する外部フランジ部84が全周に亘って均等に後端面212に押圧される。外部フランジ部84と後端面222との間には、ガスケット(Oリング)等の気密部材18が設けられ、外部フランジ部84は、気密部材18を挟み後端面222に気密的に固定される。
The
このように、保持部本体62にボルト等の止着部64をねじ込むことにより外部フランジ部84を真空槽22に固定する場合、ねじ込む際の荷重は、保持部本体62にかかる。よって、外部フランジ部84にねじ込む際の荷重(螺合方向(捻れ方向)の荷重)がかかることがなく、外部フランジ部84の外部フランジ部84を、超電導ケーブル10の軸方向に沿って、後端面222側に略平行移動させることができる。これにより、外部フランジ部84の外部フランジ部84(具体的には、外部フランジ部84の一端面)を後端面222に押し付けて保持できる。よって、外部保持部材60は、他端部側が断熱外管122に接続された外部フランジ部84を、外部フランジ部84を変形させることなく、好適に真空槽22に固定することができる。
As described above, when the
端末構造体1では、冷却時における冷媒槽21の収縮、超電導ケーブル10のケーブルコア11における各層の収縮を吸収するために、平編銅線等のフレキシブル導体で構成する内部中間導体31及び外部中間導体33、或いは、超電導テープ1120を撓ませて接続電極部13に接続するようにしている。これにより、冷却時において冷媒槽21、超電導ケーブル10が熱収縮しても、リード部30等が損傷することを防止できる。
In the
なお、図4に示す接続電極部13において、超電導テープ1120が接続される電極本体13の挿入方向逆側(後端側)の面132aに超電導テープ1120を押さえる押え部を設けた構成としてもよい。
In addition, in the
図8は、接続電極部の変形例1を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a first modification of the connection electrode portion.
図8に示す接続電極部13Aは、図4、図5に示す接続電極部13の構成において、超電導テープ1120が接続された電極本体132の挿入方向逆側(後端側)の面132aに、面132aを覆うように、押え部136を取り付けている。
The
押え部136は、電極本体132を軸方向で見た形状と同様の外形を有する円環板状をなしている。押え部136は、絶縁材料でも導電材料でもいずれの材料により形成されてもよい。電極本体132の後端側の面132aと、押え部136とを超電導テープ1120とともに半田を挟む等して密着させた構成にすることが好ましい。このような接続電極部13Aの構成によれば、周方向で等間隔に接続される複数の超電導テープ1120とより確実に電気的に接続できる。
The holding
また、図9に示す変形例2としての接続電極部13Bのように、超電導電流リード137を介して、超電導ケーブル10の超電導導体層112(具体的には超電導テープ1120)と接続するようにしてもよい。
Further, like the
接続電極部13Bは、銅等の導電部材により形成された円環板状の電極本体132Bを有し、電極本体132Bの外周の一部には、内部中間導体31(図3参照)が接続される接続片部134が半径方向に突設されている。
The
電極本体132Bにおける後端側の面132Baには、複数の超電導テープ1120が、超電導テープ(酸化物超電導線材)にて形成された超電導電流リード137を介してそれぞれ接続されている。なお、超電導電流リード137における超電導テープは、超電導テープ1120と同様の超電導テープにより構成してもよい。すなわち、超電導電流リード137の超電導テープは、複合基板(超電導テープ1120の複合基板と同様)上にTFA−MOD法により形成された超電導薄膜を有する。この超電導薄膜中には、Y、Zr、Sn、Ti、Ceのうち少なくとも1つを含む50nm以下の酸化物粒子が磁束ピンニング点として分散している。このとき、超電導テープ1120は、超電導電流リード137に、超電導層側の面で半田接続されることが望ましい。
A plurality of
端末構造体1において、接続電極部13に替えて接続電極部13Bを用いた構造によれば、超電導ケーブル10の各超電導導体層112を構成する超電導テープ1120は、熱を伝達しにくい超電導電流リード137を介して、接続電極部13Bに電気的に接続される。これにより、外部から冷媒槽21内へ熱が伝達される際に、超電導電流リードを通ることとなるので、接続電極部13と比較して、一層、熱侵入しにくい。
In the
また、図10に示す変形例3としての接続電極部13Cのように、超電導テープとは異なる常電導線(常電導テープ138)を介して、超電導ケーブル10の超電導導体層112(具体的には超電導テープ1120)と接続するようにしてもよい。
Further, like the
図10に示す接続電極部13Cは、銅等の導電部材により形成された円環板状の電極本体132Cを有し、電極本体132Cの外周の一部には、内部中間導体31(図3参照)が接続される接続片部134が半径方向に突設されている。
A
電極本体132Cにおける後端側の面132Caには、超電導ケーブル10の超電導導体層112を各層で構成する複数の超電導テープ1120が、それぞれ常導電テープ(常導電線)138を介して電気的に接続されている。ここでは、常導電テープ138は、常導電性を有する線材であればどのような線材でもよく、例えば、銅テープが用いられる。なお、銅テープ138等の常電導テープ138を介して超電導テープ1120と接続電極部13Cとを電気的に接続(例えば半田接続)する際に、銅テープ(常導電テープ138)と接続電極部13Cとの接続に使用する半田と、銅テープ(常導電テープ138)と超電導テープ1120との接続に使用する半田とを、融点の異なる半田を用いるようにしてもよい。さらに常電導線を介することによって超電導テープ1120を撓ませて接続電極部13Cに接続できるため、冷却時における冷媒槽21の収縮を吸収できる。また、図9に示す接続電極部13Bにおいて、超電導電流リード137と、超電導テープ1120との間に、図10で示す常導電テープ138を介在させてもよい。この構成の場合、超電導電流リード137と、超電導テープ1120と、常導電テープ138とはそれぞれ半田により電気的に接続される。なお、この構成においても、超電導テープ1120は、接続対象としての常電導テープ138に対して、超電導テープ1120の超電導層側の面で半田接続されることが望ましい。
A plurality of
また、端末構造体1において、接続電極部13に替えて、図11に示す変形例4の接続電極部13Dを用いても良い。
Further, in the
図11に示す接続電極部13Dは、銅等の導電部材により形成された円環板状の電極本体132Dを有し、電極本体132Dの外周の一部には、内部中間導体31(図3参照)が接続される接続片部134が半径方向に突設されている。
A
また、電極本体132D内には、銅等の導電部材により形成され、且つ、中央の開口に超電導ケーブル10が挿通される円環板部139が配置されている。電極本体132Dと、円環板部139は、超電導電流リード137を介して接続されている。円環板部139には、開口方向に位置する表裏面のうち一方の面(後端側の面)139aに、超電導導体層112を各層毎に構成する複数の超電導テープ1120が、半田を介して電気的に接続されている。この構成における超電導テープ1120は、接続対象としての円環板部139に対して、超電導層側の面で半田接続されることが望ましい。
In addition, an
この構成により、複数の超電導テープ1120が接続された円環板部139と、電極本体132とは、熱伝導しにくい超電導電流リード137を介して電気的に接続されているので、超電導テープ1120が配置される冷媒槽21への熱侵入を防止できる。
With this configuration, the
本実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体1によれば、超電導導体層112と、超電導導体層112上に設けられる導体絶縁層(電気絶縁層)113とを備える超電導ケーブル10と、超電導ケーブル10の端末部を冷却する冷媒が満たされる冷媒槽21と、導体絶縁層113の外周に設けられ、冷媒槽21内に配置される電界緩和部15と、超電導ケーブル10の端末部で段剥ぎされることによって露出する超電導導体層112の端部と電気的に接続されるリード部30と、冷媒槽21を収容し、運転時に内部が真空状態とされる真空槽と、を備える。
According to the
冷媒槽21は、絶縁管で形成され、真空槽22は、冷媒槽21の外周において、電界緩和部15に対応する位置に、且つ、超電導ケーブル10と同軸上に配置されるがい管(がい管部23)を有する。真空槽22は、がい管(がい管部23)の軸方向先端側に接続される導体貫通部(外側貫通部224)を備えてもよい。導体貫通部(外側貫通部224)には、リード部30が気密に貫通して、リード部の端部(外部端子部34の一端部34a)が真空槽22の外部に露出されていてもよい。また、がい管を有する真空槽22を地面から離間して水平に支持する支持脚部(支持部)28を備えてもよい。この支持脚部28は、電界緩和部(碍子)282を備えると好適である。この電界緩和部282によって、真空槽22の先端側で印可される高電圧を緩和できる。また、がい管部23は、ポリマーがい管または磁器がい管からなるようにしてもよい。また、超電導ケーブル10は、超電導導体層112−3の内側に、導体絶縁層113−3と同様に構成された他の導体絶縁層113−2、超電導導体層112−3と同様に構成された他の超電導導体層112−2を順に同心円状に有してもよい。この場合、超電導ケーブル10の端末部では、他の導体絶縁層113−2の外周には、他の電界緩和部15−2が設けられ、他の超電導導体層112−2の端部には、他のリード部30−2が電気的に接続される。加えて、真空槽22において、他のがい管(例えば、がい管部23−3に対するがい管部23−2)が、冷媒槽21の外周に、他の電界緩和部(例えば、電界緩和部15−3に対するがい管部15−2)に対応する位置に、超電導ケーブル10と同軸上に配置される。また、真空槽22は、他のがい管(例えば、がい管部23−2)の軸方向先端(超電導ケーブル10の端末部における先端側の端部)側に接続される、他の導体貫通部(例えば、外側貫通部224−3と同様に構成された外側貫通部224−2)を備えてもよい。他の導体貫通部(外側貫通部224−2)には、他のリード部30が気密に貫通して配置される。加えて、他のリード部30の端部が真空槽22の外部に露出される。導体貫通部224−3の先端(超電導ケーブル10の端末部における先端側の端部)に、他のがい管部23−2が気密に接続されている。
ここでは、超電導ケーブル10の延在方向に沿って配置される冷媒槽21内には、ケーブルコア11が、後端側から先端側に向かって、導体絶縁層(電気絶縁層)113−3、超電導導体層112−3、導体絶縁層(電気絶縁層)113−2、超電導導体層112−2、導体絶縁層(電気絶縁層)113−1、超電導導体層112−1が、段剥ぎされて直線状に並んで配置されている。導体絶縁層(電気絶縁層)113−3、超電導導体層112−3により、最外層の超電導導体層112−3を引き出すための絶縁部分、通電部分を形成する。また、続いて、導体絶縁層(電気絶縁層)113−2、超電導導体層112−2により、最外層より一層下層の超電導導体層112−2を引き出すための絶縁部分、通電部分を形成する。さらに、続いて、導体絶縁層(電気絶縁層)113−1、超電導導体層112−1により、超電導導体層112−2より下層、ここでは最内側層の超電導導体層112−1を引き出すための絶縁部分、通電部分を形成している。
Here, in the
すなわち、端末構造体1では、所定の超電導導体層112を覆う導体絶縁層(電気絶縁層)113に電界緩和部15を設け、ストレスコーンに対応する位置、つまり、電界緩和部15の周囲を囲む位置に絶縁管を配置して絶縁部分を構成する。次いで、この絶縁部分に超電導ケーブル10の延在方向で直線的に連続して、導体絶縁層(電気絶縁層)113が覆う所定の超電導導体層に接続電極部13を接続することにより通電部分を構成している。一つの超電導導体層で必要な絶縁部分と通電部分とを、従来と異なり、直交して配置せずに、超電導ケーブル10の軸方向に沿って並べて(ここでは略水平)配置している。このように複数の超電導導体層112―3、112−2、112−3を直線上に並べた状態で、それぞれの超電導導体層112―3、112−2、112−3を流れる電流を、接続電極部13、リード部30を介して、端末構造体1の外部に引き出している。
That is, in the
よって、従来と異なり、上方に筒状部と絶縁管の設置領域を確保する必要がなく、低温容器をより小さくして端末構造体自体のコンパクト化を図ることができ、設置スペースを小さくできるとともに、熱侵入を低減できる。
また、端末構造体1では、超電導ケーブル10からの導体(超電導導体層を流れる電流)の引き出しは、水平方向に延在する中空の低温容器20の上方から引き出す構成しているが、接続電極部13では、超電導テープ1120が接続される円環状の電極本体132の外周に形成される接続片部134の位置、数によって、導体の引出方向を自由に変更できる。例えば、低温容器20の外周面において、超電導テープの導体を、水平方向に引き出したり、下方に引き出したり、斜め方向に引き出すことも可能である。その場合、リード部30が貫通する導体中継部32、外部端子部34の位置も適宜変更した構成にすることは勿論である。
Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to secure an installation area for the cylindrical portion and the insulating tube above, the cryogenic container can be made smaller, the terminal structure itself can be made compact, and the installation space can be reduced. , Heat penetration can be reduced.
In the
また、本実施の形態の端末構造体1においては、複数層の超電導導体層を有する超電導ケーブル10、特に三相超電導ケーブルとしたが、これに限らず、一層、一相の超電導ケーブル10を用いた構成としてもよい。
また、超電導ケーブル10は、一層の超電導導体層を有する単心型のケーブルコア11が3本撚り合わせた状態で断熱管12内に収容される三心一括型の三相超電導ケーブルであってもよい。その場合、超電導ケーブルの端末では、一相毎のケーブルコア11のそれぞれで、本実施の形態の端末構造体を形成するようにする。すなわち、それぞれのケーブルコア11を低温容器20内に配置して、端末構造体1をそれぞれのケーブルコア毎に形成する。この構成であっても、従来の超電導ケーブルの終端接続部としての端末構造体では、ケーブルコアの端末を配置する冷媒槽21と真空槽22との2重管構造の低温容器20において、上方に突出する筒状部を設け、この筒状部内に導体引き出し棒を挿通させるとともに、筒状部上方に套管を設けた構成にする必要が無い。よって、本実施の形態と同様に、従来構成と比較して、コンパクト化を図ることによって、設置スペースを小さくできるとともに、熱侵入を低減した超電導ケーブルの端末構造体を実現できる。
In the
The
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 端末構造体
10 超電導ケーブル
11 ケーブルコア
12 断熱管
13、13A、13B、13C、13D 接続電極部
14 シールド接続端子
15 電界緩和部
18 気密部材
20 低温容器
21 冷媒槽
22 真空槽
23、23−1、23−2、23−3 がい管部
28 支持脚部
30 リード部
31 内部中間導体
32 導体中継部
33 外部中間導体
34 外部端子部
34a 外部端子部の一端部(リード部の端部)
40 シールド通電部
42 シールド中継部
50 内部保持部材
52、62 保持部本体
54、64 止着部
60 外部保持部材
74 内部フランジ部
76 内部筒部
82 外部筒部
84 外部フランジ部
111 中央冷却管
112、112−1、112−2、112−3 超電導導体層
113、113−1、113−2、113−3 電気絶縁層
114 ケーブルシールド層
115 保護層
121 断熱内管
122 断熱外管
132、132B、132C、132D 電極本体
132a、132Ba、132Ca 後端側の面
134 接続片部
136 押え部
137 超電導電流リード
138 常電導テープ(常電導線)
139 円環板部
212、222 後端面(端面)
222a 開口
232 絶縁筒
234 ポリマー被覆体
282 電界緩和部(碍子)
1120 超電導テープ
11201 端部
DESCRIPTION OF
40
139
1120
Claims (7)
前記超電導ケーブルの端末部を冷却する冷媒が満たされる冷媒槽と、
前記導体絶縁層の外周に設けられ、前記冷媒槽内に配置される電界緩和部と、
前記超電導ケーブルの端末部で段剥ぎされることによって露出する前記超電導導体層の端部と電気的に接続されるリード部と、
前記冷媒槽を収容し、運転時に内部が真空状態とされる真空槽と、
を備え、
前記冷媒槽は、絶縁管で形成され、
前記真空槽は、前記冷媒槽の外周において、前記電界緩和部に対応する位置に、且つ、前記超電導ケーブルと同軸上に配置されるがい管を有する、
超電導ケーブルの端末構造体。 A superconducting cable comprising a superconducting conductor layer and a conductor insulating layer provided on the superconducting conductor layer;
A refrigerant tank filled with a refrigerant that cools a terminal portion of the superconducting cable; and
An electric field relaxation portion provided on an outer periphery of the conductor insulating layer and disposed in the refrigerant tank;
A lead portion electrically connected to an end portion of the superconducting conductor layer exposed by being stepped off at a terminal portion of the superconducting cable;
Containing the refrigerant tank, and a vacuum tank whose inside is evacuated during operation;
With
The refrigerant tank is formed of an insulating tube,
The vacuum chamber has a pipe that is disposed coaxially with the superconducting cable at a position corresponding to the electric field relaxation portion on the outer periphery of the refrigerant tank.
Superconducting cable terminal structure.
前記導体貫通部には、前記リード部が気密に貫通して配置され、
前記リード部の端部が前記真空槽の外部に露出されている、
請求項1記載の超電導ケーブルの端末構造体。 The vacuum chamber includes a conductor penetrating portion connected to the distal end side in the axial direction of the insulator tube,
In the conductor penetrating portion, the lead portion is arranged in an airtight manner,
The end of the lead part is exposed to the outside of the vacuum chamber,
The superconducting cable terminal structure according to claim 1.
請求項1または2記載の超電導ケーブルの端末構造体。 A support portion for horizontally supporting the vacuum chamber away from the ground;
The terminal structure of the superconducting cable according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の超電導ケーブルの端末構造体。 The support portion includes a lever;
The terminal structure of the superconducting cable according to claim 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載の超電導ケーブルの端末構造体。 The insulator tube comprises a hollow polymer insulator tube or a hollow porcelain insulator tube.
The terminal structure of the superconducting cable according to any one of claims 1 to 4.
前記超電導ケーブルの端末部では、
前記他の導体絶縁層の外周には、他の電界緩和部が設けられ、
前記他の超電導導体層の端部には、他のリード部が電気的に接続され、
前記冷媒槽の外周には、前記他の電界緩和部に対応する位置に、前記超電導ケーブルと同軸上に他のがい管が配置され、
前記真空槽は、前記がい管と前記他のがい管とを有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の超電導ケーブルの端末構造体。 The superconducting cable has concentric circles in order of other conductor insulation layers and other superconducting conductor layers inside the superconducting conductor layer,
In the terminal part of the superconducting cable,
On the outer periphery of the other conductor insulating layer, another electric field relaxation portion is provided,
The other lead portion is electrically connected to the end of the other superconducting conductor layer,
On the outer periphery of the refrigerant tank, another insulator pipe is arranged coaxially with the superconducting cable at a position corresponding to the other electric field relaxation portion,
The vacuum chamber has the insulator tube and the other insulator tube.
The terminal structure of the superconducting cable according to any one of claims 1 to 5.
前記他の導体貫通部には、前記他のリード部が気密に貫通して配置され、
前記他のリード部の端部が前記真空槽の外部に露出され、
前記導体貫通部の軸方向先端側に、前記他のがい管が気密に接続されている、
請求項6記載の超電導ケーブルの端末構造体。 The vacuum chamber includes another conductor penetrating portion connected to the axial front end side of the other insulating tube,
In the other conductor penetrating portion, the other lead portion is arranged so as to penetrate airtightly,
An end of the other lead portion is exposed to the outside of the vacuum chamber,
The other insulator tube is airtightly connected to the tip end side in the axial direction of the conductor penetration portion.
The terminal structure of the superconducting cable according to claim 6.
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