JP2019149343A - High-temperature superconductive cable, middle connection, and terminal connection - Google Patents

High-temperature superconductive cable, middle connection, and terminal connection Download PDF

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Abstract

To provide a high-temperature superconductive cable capable of detecting precisely generation of local and small-scale discharge on an electric insulation layer, caused by long-term deterioration of the electric insulation layer or the like.SOLUTION: In a high-temperature superconductive cable 1 including a cable core 2 having a high-temperature superconductive conductor layer 5, and electric insulation layers 6, 61 provided on the outer periphery of the high-temperature superconductive conductor layer 5, and an external flow path B through which a coolant flows along the outside of the cable core 2, the electric insulation layers 6, 61 are formed of an organic substance, and a collection material 30 for collecting molecules of combustible gas contained in the coolant 9 from inside the coolant 9 is arranged on the external flow path B.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高温超電導ケーブル、中間接続部及び終端接続部に関する。   The present invention relates to a high-temperature superconducting cable, an intermediate connection portion, and a termination connection portion.

大容量送電ケーブルは、一般に、ケーブルの内側の中心軸の近くに電流が流れる導体を有しており、その外側が電気絶縁層で被覆されている。そして、電気絶縁層が紙や高分子材料等で形成されることが多いため、電気絶縁層の外側には、それを保護するために金属製のシールド層が設けられることが多い。
そして、金属製のシールド層は、通常、接地されているため、内部の導体との間に高電圧（数十ｋＶ〜数百ｋＶ）が印加される状態になる。そのため、電気絶縁層は分厚く形成される。 A large-capacity power transmission cable generally has a conductor through which a current flows near the inner central axis of the cable, and the outer side thereof is covered with an electrically insulating layer. Since the electrical insulating layer is often formed of paper or a polymer material, a metal shield layer is often provided outside the electrical insulating layer to protect it.
Since the metal shield layer is normally grounded, a high voltage (several tens of kV to several hundreds of kV) is applied to the internal conductor. Therefore, the electrical insulating layer is formed thick.

そして、ケーブルの長期間の使用により電気絶縁層が劣化すると、印加される高電圧により電気絶縁層内で局所的かつ小規模な放電が発生し、放電が発生した電気絶縁層内の部分の周囲の電気絶縁層が破壊される。そして、このような小規模な放電が繰り返されるうちに爆発的な放電やケーブルの破壊現象（いわゆる地絡事故）が引き起こされる。
また、大容量ケーブルは、中間接続部（ジョイント部等ともいう。）で導体同士が接続されて延伸されるが、その中間接続部等でも上記と同様の地絡事故が発生することがある。 If the electrical insulation layer deteriorates due to long-term use of the cable, a high-voltage applied causes a local and small-scale discharge in the electrical insulation layer, and around the portion in the electrical insulation layer where the discharge occurred. The electrical insulation layer of the is destroyed. And while such a small-scale discharge is repeated, explosive discharge and a cable destruction phenomenon (so-called ground fault) are caused.
Moreover, although a conductor is connected and extended | stretched in an intermediate connection part (it is also called a joint part etc.), a large-capacity cable may generate | occur | produce the ground fault similar to the above also in the intermediate connection part.

特開２００１−５２５４２号公報JP 2001-52542 A 特開２００１−５２５４５号公報JP 2001-52545 A 国際公開第２０１３／１７９６９０号International Publication No. 2013/179690 特開２００５−１１６６９号公報JP 2005-11669 A 特開２００７−１４９３５９号公報JP 2007-149359 A

高温超電導導体層を備える高温超電導ケーブルも、上記の従来の大容量送電ケーブルと基本的に同じ構造を有しており、高温超電導導体層の外周に電気絶縁層が設けられて構成される（例えば特許文献１、２等参照）。
また、中間接続部では、導体同士が接続され、その周囲に電気絶縁層が設けられるようにしてケーブルが接続される（例えば特許文献３〜５等参照）。 The high-temperature superconducting cable including the high-temperature superconducting conductor layer has basically the same structure as the above-described conventional large-capacity transmission cable, and is configured by providing an electrical insulating layer on the outer periphery of the high-temperature superconducting conductor layer (for example, (See Patent Documents 1 and 2).
In the intermediate connection portion, the conductors are connected to each other, and the cable is connected so that an electrical insulating layer is provided around the conductors (see, for example, Patent Documents 3 to 5).

そのため、高温超電導ケーブルにおいても、電気絶縁層の経年劣化等の原因により電気絶縁層で局所的かつ小規模な放電が発生する可能性があり、上記のような地絡事故や火災等が発生する可能性がある。
そして、このような地絡事故等が起きる前に、地絡の前兆すなわち電気絶縁層で局所的かつ小規模な放電が生じていることを検知することができれば、高温超電導ケーブルを新しいものに交換するなどして、地絡事故等の発生を防止することが可能となる。 For this reason, even in high-temperature superconducting cables, local and small-scale discharges may occur in the electrical insulation layer due to factors such as deterioration over time of the electrical insulation layer, resulting in the above-mentioned ground faults and fires. there is a possibility.
If it is possible to detect a sign of a ground fault, that is, a local and small-scale discharge in the electrical insulation layer before such a ground fault occurs, replace the high-temperature superconducting cable with a new one. By doing so, it becomes possible to prevent the occurrence of a ground fault.

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、電気絶縁層の経年劣化等により電気絶縁層で局所的かつ小規模な放電が発生していることを的確に検知することが可能な高温超電導ケーブル、中間接続部及び終端接続部を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to accurately detect the occurrence of local and small-scale discharge in the electrical insulating layer due to aging of the electrical insulating layer or the like. An object of the present invention is to provide a high-temperature superconducting cable, an intermediate connection portion and a termination connection portion.

前記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
高温超電導導体層と、前記高温超電導導体層の外周に設けられた電気絶縁層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアの外側を冷媒が流れる外部流路とを備える高温超電導ケーブルにおいて、
前記電気絶縁層は、有機物で形成されており、
前記外部流路に、前記冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を前記冷媒中から捕集する捕集材が配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1
In a high-temperature superconducting cable comprising a high-temperature superconducting conductor layer, a cable core comprising an electrical insulating layer provided on the outer periphery of the high-temperature superconducting conductor layer, and an external channel through which a refrigerant flows outside the cable core,
The electrical insulating layer is made of an organic material,
A collecting material that collects molecules of the combustible gas contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed in the external flow path.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高温超電導ケーブルにおいて、
前記高温超電導導体層の内側を冷媒が流れる内部流路と、前記内部流路に配置された別の捕集材とを更に有し、
前記電気絶縁層で発生した可燃性ガスの分子が前記内部流路と前記外部流路の少なくとも一方を流れる冷媒に流出するように構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the high-temperature superconducting cable according to claim 1,
An internal channel through which the coolant flows inside the high-temperature superconducting conductor layer, and another collecting material disposed in the internal channel,
The flammable gas molecules generated in the electrical insulating layer are configured to flow out into a refrigerant flowing through at least one of the internal flow path and the external flow path.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記捕集材は、ニッケル、パラジウム、白金又はそれらの合金で形成された繊維凝集体を備えていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the high-temperature superconducting cable according to the first or second aspect, the trapping material includes a fiber aggregate formed of nickel, palladium, platinum, or an alloy thereof. It is characterized by that.

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブルにおいて、
前記高温超電導導体層の内側にフォーマを備え、
前記フォーマの中空部が前記内部流路とされており、
前記フォーマの表面が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 3,
A former is provided inside the high-temperature superconducting conductor layer,
The hollow portion of the former is the internal flow path,
The surface of the former is coated with a metal of gold, silver or copper.

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブルにおいて、
前記電気絶縁層の外側に断熱管を備え、
前記断熱管の内側に前記外部流路が設けられており、
前記断熱管の内壁が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 4,
A heat insulating tube is provided outside the electrical insulating layer,
The external flow path is provided inside the heat insulating pipe,
The inner wall of the heat insulation pipe is coated with a metal of gold, silver or copper.

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記電気絶縁層に有機油が含浸されていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrical insulating layer is impregnated with organic oil.

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブルにおいて、
前記高温超電導導体層を接続するための中間接続部においても、接続された前記高温超電導導体層の外周に前記電気絶縁層が設けられており、
前記捕集材は、前記中間接続部における前記冷媒の流れの下流側に配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 6,
Even in the intermediate connection portion for connecting the high-temperature superconducting conductor layer, the electrical insulating layer is provided on the outer periphery of the connected high-temperature superconducting conductor layer,
The said collection material is arrange | positioned in the downstream of the flow of the said refrigerant | coolant in the said intermediate connection part, It is characterized by the above-mentioned.

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記中間接続部における、前記冷媒と接触する部分が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the high-temperature superconducting cable according to the seventh aspect, a portion of the intermediate connection portion that comes into contact with the refrigerant is coated with a metal of gold, silver, or copper. It is characterized by.

請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記中間接続部における前記電気絶縁層に有機油が含浸されていることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the high-temperature superconducting cable according to claim 7 or claim 8, wherein the electrical insulating layer in the intermediate connection portion is impregnated with organic oil.

請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記捕集材は、前記高温超電導導体層と実系統側とを接続するための終端接続部における前記内部流路の出口の部分に配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 9, wherein the trapping material is for connecting the high-temperature superconducting conductor layer and the actual system side. It arrange | positions in the part of the exit of the said internal flow path in the termination | terminus connection part, It is characterized by the above-mentioned.

請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記捕集材は、前記高温超電導導体層と実系統側とを接続する終端接続部における、前記冷媒の外部への流出口の部分に配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 10, wherein the collecting material is a terminal connection that connects the high-temperature superconducting conductor layer and the actual system side. It is arrange | positioned in the part of the exit to the exterior of the said refrigerant | coolant in a part.

請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の高温超電導ケーブルにおいて、前記終端接続部における、前記冷媒と接触する部分が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする。   The invention described in claim 12 is the high-temperature superconducting cable according to claim 10 or 11, wherein a portion of the terminal connection portion that contacts the refrigerant is coated with a metal of gold, silver, or copper. It is characterized by being.

請求項１３に記載の発明は、
高温超電導導体層と、前記高温超電導導体層の外周に設けられた電気絶縁層と、前記高温超電導導体層の内側及び前記電気絶縁層の外側に冷媒が流れる流路を備える高温超電導ケーブルの前記高温超電導導体層を接続するための前記高温超電導ケーブルの中間接続部において、
接続された前記高温超電導導体層の外周に設けられた前記電気絶縁層が、有機物で形成されており、
前記冷媒の流れの下流側に、前記冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を前記冷媒中から捕集する捕集材が配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 13
The high temperature superconducting conductor layer, the electrical insulation layer provided on the outer periphery of the high temperature superconducting conductor layer, and the high temperature superconducting cable having a flow path through which a coolant flows inside the high temperature superconducting conductor layer and outside the electrical insulating layer. In the intermediate connection part of the high-temperature superconducting cable for connecting the superconducting conductor layer,
The electrical insulating layer provided on the outer periphery of the connected high-temperature superconducting conductor layer is formed of an organic material,
A collecting material for collecting molecules of the combustible gas contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed on the downstream side of the flow of the refrigerant.

請求項１４に記載の発明は、
高温超電導導体層と、前記高温超電導導体層の外周に設けられた電気絶縁層と、前記高温超電導導体層の内側を冷媒が流れる内部流路と、前記電気絶縁層の外側を冷媒が流れる外部流路とを備える高温超電導ケーブルの前記高温超電導導体層と実系統側とを接続するための前記高温超電導ケーブルの終端接続部において、
前記電気絶縁層は、有機物で形成されており、
前記内部流路の出口の部分と前記冷媒の外部への流出口の部分のいずれか一方又は両方に、前記冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を前記冷媒中から捕集する捕集材が配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 14
A high-temperature superconducting conductor layer, an electrical insulating layer provided on the outer periphery of the high-temperature superconducting conductor layer, an internal flow path through which the refrigerant flows inside the high-temperature superconducting conductor layer, and an external flow through which the refrigerant flows outside the electrical insulating layer In the terminal connection part of the high temperature superconducting cable for connecting the high temperature superconducting conductor layer and the actual system side of the high temperature superconducting cable comprising a path,
The electrical insulating layer is made of an organic material,
A collecting material for collecting the combustible gas molecules contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed at one or both of the outlet of the internal flow path and the outlet of the refrigerant to the outside. It is characterized by being.

本発明によれば、冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を冷媒中から捕集する捕集材を、有機物で形成された電気絶縁層の外側を冷媒が流れる外部流路等に配置した。そのため、捕集材で捕集された可燃性ガスの分子をガスクロマトグラフィー等で分析することで、捕集された可燃性ガスの分子の成分ごとの捕集量や可燃性ガスの分子の総量を検出することが可能となる。
そして、検出した可燃性ガスの分子の各成分の量や可燃性ガスの分子の総量が増加しているか否かを確認することで、電気絶縁層の経年劣化等により電気絶縁層で局所的かつ小規模な放電が発生していることを的確に検知することが可能となる。 According to the present invention, the collecting material for collecting the combustible gas molecules contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed in an external flow path or the like in which the refrigerant flows outside the electrical insulating layer formed of organic matter. Therefore, by analyzing the flammable gas molecules collected by the collection material with gas chromatography, etc., the amount of collected flammable gas molecules for each component and the total amount of flammable gas molecules Can be detected.
Then, by confirming whether the amount of each component of the detected combustible gas molecules or the total amount of the combustible gas molecules is increased, the electrical insulating layer locally and It is possible to accurately detect that a small-scale discharge has occurred.

本実施形態に係る高温超電導ケーブルのケーブル部の構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the cable part of the high temperature superconducting cable which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る高温超電導ケーブルの中間接続部の構成例及び捕集材の配置例を表す図である。It is a figure showing the structural example of the intermediate connection part of the high temperature superconducting cable which concerns on this embodiment, and the example of arrangement | positioning of a collection material. 本実施形態に係る高温超電導ケーブルの終端接続部の構成例及び捕集材の配置例を表す図である。It is a figure showing the structural example of the termination | terminus connection part of the high temperature superconducting cable which concerns on this embodiment, and the example of arrangement | positioning of a collection material. （Ａ）電気絶縁層内部に生じたボイド、及び（Ｂ）ボイドが成長してできた空洞を表す図である。(A) It is a figure showing the void which arose inside the electric insulation layer and (B) the void formed by the growth of a void.

以下、図面を参照して、本発明に係る高温超電導ケーブル、中間接続部及び終端接続部について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の各実施形態や図示例に限定するものではない。
また、例えば、高温超電導ケーブルで交流送電を行う場合、３本の高温超電導ケーブルコアを１つの断熱管に収容する場合があるが、そのそれぞれのケーブルコアについて以下で説明する構成を採用した高温超電導ケーブルを用いることができる。 Hereinafter, a high-temperature superconducting cable, an intermediate connection portion, and a termination connection portion according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples. .
In addition, for example, when AC power transmission is performed using a high-temperature superconducting cable, three high-temperature superconducting cable cores may be accommodated in one heat insulating tube, and each of the cable cores adopts the configuration described below. A cable can be used.

［高温超電導ケーブルのケーブル部の構成］
まず、高温超電導ケーブルのケーブル部の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る高温超電導ケーブルのケーブル部の構成を表す斜視図である。
高温超電導ケーブル１のケーブル部１ａは、主にケーブルコア２と断熱管３とで構成されている。そして、ケーブルコア２は、フォーマ４と、高温超電導導体層５と、電気絶縁層６と、シールド層７と、保護層８とを備えて構成されている。 [Configuration of cable section of high-temperature superconducting cable]
First, the configuration of the cable portion of the high-temperature superconducting cable will be described. FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of the cable portion of the high-temperature superconducting cable according to the present embodiment.
The cable part 1 a of the high temperature superconducting cable 1 is mainly composed of a cable core 2 and a heat insulating tube 3. The cable core 2 includes a former 4, a high-temperature superconducting conductor layer 5, an electrical insulating layer 6, a shield layer 7, and a protective layer 8.

フォーマ４は、金属製であり、ケーブルコア２の中心部分に設けられている。そして、本実施形態では、フォーマ４は、複数本の銅の丸線４１が束ねられて円筒状に形成されている。フォーマ４は、ケーブルコア２の形状を維持する機能を有するとともに、高温超電導導体層５に過大な電流が流れた場合にはバイパス経路として機能するようになっている。
また、円筒状のフォーマ４の中空部４ａは、冷媒（例えば液体窒素）が流れる内部流路Ａとされている。 The former 4 is made of metal and is provided at the center portion of the cable core 2. In the present embodiment, the former 4 is formed in a cylindrical shape by bundling a plurality of copper round wires 41. The former 4 has a function of maintaining the shape of the cable core 2 and functions as a bypass path when an excessive current flows through the high-temperature superconducting conductor layer 5.
The hollow portion 4a of the cylindrical former 4 serves as an internal flow path A through which a refrigerant (for example, liquid nitrogen) flows.

冷媒は、フォーマ４を冷却するとともに、その中空部４ａから銅の丸線４１の隙間を通り、後述する各高温超電導線材５１の間を浸透してそれらを冷却するようになっている。
また、各高温超電導線材５１の間を浸透した冷媒は、後述する電気絶縁層６の内面に接している。 The refrigerant cools the former 4, passes through the gap between the hollow portion 4 a from the copper round wire 41, penetrates between the high-temperature superconducting wires 51 described later, and cools them.
Further, the refrigerant that has permeated between the high-temperature superconducting wires 51 is in contact with the inner surface of the electrical insulating layer 6 described later.

フォーマ４の外周には、高温超電導導体層５が設けられている。本実施形態では、高温超電導導体層５は、複数条の高温超電導線材５１を並べるようにして構成されており、各高温超電導線材５１をフォーマ４に螺旋状に巻回させるようにして構成されている。なお、高温超電導導体層５は、１つの層で構成されていてもよく複数の層であってもよい。
高温超電導線材５１は、テープ状の線材である。例えば、高温超電導線材５１の超電導層を構成する超電導体としては、液体窒素温度（７７Ｋ）以上の臨界温度を有するイットリウム系超電導体（ＲＥＢＣＯ線材。化学式はＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y（ｙは酸素不定比量）で表される。）を用いることができる。 A high temperature superconducting conductor layer 5 is provided on the outer periphery of the former 4. In the present embodiment, the high-temperature superconducting conductor layer 5 is configured such that a plurality of high-temperature superconducting wires 51 are arranged, and each high-temperature superconducting wire 51 is wound around the former 4 in a spiral shape. Yes. The high temperature superconducting conductor layer 5 may be composed of one layer or a plurality of layers.
The high temperature superconducting wire 51 is a tape-like wire. For example, as a superconductor constituting the superconducting layer of the high-temperature superconducting wire 51, a yttrium superconductor (REBCO wire having a critical temperature equal to or higher than the liquid nitrogen temperature (77K). The chemical formula is YBa 2 Cu 3 O 7-y (y is The oxygen non-stoichiometric amount) can be used.

高温超電導導体層５の外周には、電気絶縁層６が設けられている。
本実施形態では、電気絶縁層６は、絶縁紙にポリプロピレンフィルムをラミネートした半合成紙やクラフト紙等の絶縁性紙類等（有機物）で形成されており、それらが高温超電導導体層５の上に分厚く巻回されて構成されている。なお、電気絶縁層６は、例えば樹脂等で形成されていてもよい。 An electrical insulating layer 6 is provided on the outer periphery of the high temperature superconducting conductor layer 5.
In this embodiment, the electrical insulating layer 6 is formed of insulating paper or the like (organic matter) such as semi-synthetic paper or kraft paper in which a polypropylene film is laminated on insulating paper, and these are formed on the high-temperature superconducting conductor layer 5. It is configured to be wound thickly. The electrical insulating layer 6 may be formed of, for example, a resin.

電気絶縁層６の外周には、シールド層７が設けられており、シールド層７は接地されている。また、本実施形態では、シールド層７は、主にＨＴＳシールド層７１と銅シールド層７２とで構成されている。
ＨＴＳ（high-temperature superconductor）シールド層７１は、高温超電導導体層５と同様に複数条の高温超電導線材を電気絶縁層６に螺旋状に巻回させるようにして構成されている。そして、高温超電導導体層５を電流が流れることによって形成される磁場の外部への漏れがこのＨＴＳシールド層７１によって完全に遮断されるようになっている。 A shield layer 7 is provided on the outer periphery of the electrical insulating layer 6, and the shield layer 7 is grounded. In the present embodiment, the shield layer 7 is mainly composed of an HTS shield layer 71 and a copper shield layer 72.
The high-temperature superconductor (HTS) shield layer 71 is configured so that a plurality of high-temperature superconducting wires are spirally wound around the electrical insulating layer 6 in the same manner as the high-temperature superconducting conductor layer 5. Then, leakage of the magnetic field formed by the current flowing through the high-temperature superconducting conductor layer 5 to the outside is completely blocked by the HTS shield layer 71.

また、銅シールド層７２は、例えば銅編組線からなるシールド層で構成されており、ケーブルコア２を外部からの衝撃から守るように機能する。
シールド層７の外周には、不織布等で形成された保護層８が設けられており、ケーブルコア２を保護するようになっている。 Moreover, the copper shield layer 72 is comprised by the shield layer which consists of copper braided wires, for example, and functions so that the cable core 2 may be protected from the impact from the outside.
A protective layer 8 formed of a nonwoven fabric or the like is provided on the outer periphery of the shield layer 7 so as to protect the cable core 2.

一方、断熱管３は、電気絶縁層６等を含むケーブルコア２の外側に設けられており、ケーブルコア２を収容する断熱内管１０と、断熱内管１０の外周を覆うように配設された断熱外管１１とを備えており、断熱内管１０と断熱外管１１の間が真空状態とされた二重管構造とされている。
そして、電気絶縁層６の外側で断熱管３の内側の部分（すなわちケーブルコア２の保護層８と断熱管３の断熱内管１０との間）に冷媒が流れる外部流路Ｂが設けられている。 On the other hand, the heat insulating tube 3 is provided outside the cable core 2 including the electrical insulating layer 6 and the like, and is disposed so as to cover the heat insulating inner tube 10 that houses the cable core 2 and the outer periphery of the heat insulating inner tube 10. The heat insulating outer tube 11 is provided, and a double tube structure in which the space between the heat insulating inner tube 10 and the heat insulating outer tube 11 is in a vacuum state is formed.
An external flow path B through which refrigerant flows is provided outside the electrical insulating layer 6 and inside the heat insulating tube 3 (that is, between the protective layer 8 of the cable core 2 and the heat insulating inner tube 10 of the heat insulating tube 3). Yes.

外部流路Ｂを流れる冷媒は、保護層８やシールド層７を浸透して電気絶縁層６の外面に接している。
そして、外部流路Ｂを流れる冷媒は、前述した内部流路Ａ（冷媒フォーマ４の中空部４ａ）を流れる冷媒と協働してケーブルコア２全体を冷却するようになっている。 The refrigerant flowing through the external flow path B penetrates the protective layer 8 and the shield layer 7 and is in contact with the outer surface of the electrical insulating layer 6.
And the refrigerant | coolant which flows through the external flow path B cooperates with the refrigerant | coolant which flows through the internal flow path A (hollow part 4a of the refrigerant | coolant former 4) mentioned above, and cools the cable core 2 whole.

断熱管３の断熱内管１０と断熱外管１１は、例えばステンレス製のコルゲート管（波付き管）で構成される。そして、断熱内管１０と断熱外管１１の間には、例えばアルミを蒸着したポリエステルフィルムの積層体等で構成された多層断熱層１２が介在されている。
そして、断熱外管１１の外周が、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等の外部被覆（防食層）１３で被覆されている。 The heat insulating inner tube 10 and the heat insulating outer tube 11 of the heat insulating tube 3 are made of, for example, a stainless corrugated tube (corrugated tube). And between the heat insulation inner tube | pipe 10 and the heat insulation outer tube | pipe 11, the multilayer heat insulation layer 12 comprised by the laminated body etc. of the polyester film which vapor-deposited aluminum is interposed, for example.
And the outer periphery of the heat insulation outer tube | pipe 11 is coat | covered with outer coating | cover (anticorrosion layer) 13, such as polyvinyl chloride and polyethylene.

なお、後述する高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂ等においても同様であるが、本実施形態に係る高温超電導ケーブル１のケーブル部１ａでは、上記のように、冷媒の内部流路Ａと電気絶縁層６との間に設けられているフォーマ４は銅の丸線４１が束ねられて形成されており、高温超電導導体層５は複数条の高温超電導線材５１を並べるようにして構成されている。
そのため、後述するように電気絶縁層６（後述する高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの電気絶縁層６１を含む。以下同じ。）で発生した可燃性ガスの分子が、電気絶縁層６の内面に接している冷媒に溶け出すと、冷媒によって運ばれて、内部流路Ａに流出する状態すなわち内部流路Ａの冷媒に含まれる状態になる。 The same applies to the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1, which will be described later. However, in the cable portion 1a of the high-temperature superconducting cable 1 according to the present embodiment, as described above, electrical insulation with the internal flow path A of the refrigerant is performed. The former 4 provided between the layers 6 is formed by bundling copper round wires 41, and the high-temperature superconducting conductor layer 5 is configured by arranging a plurality of high-temperature superconducting wires 51.
Therefore, as will be described later, the flammable gas molecules generated in the electrical insulation layer 6 (including the electrical connection layer 61 of the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1 described later) are the inner surfaces of the electrical insulation layer 6. When dissolved in the refrigerant in contact with the refrigerant, the refrigerant is carried by the refrigerant and flows out into the internal flow path A, that is, is included in the refrigerant in the internal flow path A.

また、本実施形態に係る高温超電導ケーブル１のケーブル部１ａでは、上記のように、電気絶縁層６と冷媒の外部流路Ｂとの間に設けられているシールド層７のＨＴＳシールド層７１は複数条の高温超電導線材を電気絶縁層６に螺旋状に巻回させるようにして構成されており、銅シールド層７２は銅編組線で構成されている。また、保護層８は不織布で形成されている。
そのため、後述するように電気絶縁層６で発生した可燃性ガスの分子が、電気絶縁層６の外面に接している冷媒に溶け出すと、冷媒によって運ばれて、外部流路Ｂに流出する状態すなわち外部流路Ｂの冷媒に含まれる状態になる。 Moreover, in the cable part 1a of the high-temperature superconducting cable 1 according to this embodiment, as described above, the HTS shield layer 71 of the shield layer 7 provided between the electrical insulating layer 6 and the external flow path B of the refrigerant is A plurality of high-temperature superconducting wires are spirally wound around the electrical insulating layer 6, and the copper shield layer 72 is composed of a copper braided wire. Moreover, the protective layer 8 is formed with the nonwoven fabric.
Therefore, as will be described later, when the combustible gas molecules generated in the electrical insulating layer 6 are dissolved in the refrigerant in contact with the outer surface of the electrical insulating layer 6, the state is carried by the refrigerant and flows out to the external flow path B. In other words, the external flow path B is included in the refrigerant.

このように、本実施形態では、後述するように電気絶縁層６で可燃性ガスが発生すると、可燃性ガスの分子が、電気絶縁層６の内面側で冷媒に溶け出しても、電気絶縁層６の外面側で冷媒に溶け出しても、高温超電導導体層５やフォーマ４等の構造物に邪魔されることなく、あるいはシールド層７や保護層８等の構造物に邪魔されることなく、冷媒によって内部流路Ａや外部流路Ｂに運ばれて、冷媒とともに内部流路Ａや外部流路Ｂに流出するようになっている。   Thus, in this embodiment, when flammable gas is generated in the electrical insulating layer 6 as will be described later, even if flammable gas molecules dissolve into the refrigerant on the inner surface side of the electrical insulating layer 6, the electrical insulating layer 6 even if it dissolves in the refrigerant on the outer surface side, without being obstructed by structures such as the high-temperature superconducting conductor layer 5 and the former 4, or without being obstructed by structures such as the shield layer 7 and the protective layer 8, The refrigerant is carried to the internal flow path A and the external flow path B, and flows out to the internal flow path A and the external flow path B together with the refrigerant.

［高温超電導ケーブルの中間接続部の構成］
次に、高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの構成例を表す図である。 [Configuration of intermediate connection of high-temperature superconducting cable]
Next, the configuration of the intermediate connection portion 1b of the high temperature superconducting cable 1 will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1 according to the present embodiment.

高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂは、例えば図２に示すように、断熱容器１５を備えて構成されている。
断熱容器１５は、円筒形状の内管１６と外管１７の二重壁面構造を有しており、内管１６と外管１７には、各円筒形状の一端部と他端部とをそれぞれ閉塞する側板１８、１９がそれぞれ溶接されている。そして、各側板１８、１９には、それぞれ中央部に円孔が形成されている。 The intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1 is configured to include a heat insulating container 15 as shown in FIG.
The heat insulating container 15 has a double wall structure of a cylindrical inner tube 16 and an outer tube 17, and the inner tube 16 and the outer tube 17 are respectively closed at one end and the other end of each cylindrical shape. Side plates 18 and 19 are welded to each other. Each side plate 18 and 19 has a circular hole in the center.

また、内管１６の側板１８の円孔の周囲の縁部にはケーブル部１ａの断熱内管１０が溶接される等して取り付けられており、外管１７の側板１９の円孔の周囲の縁部にはケーブル部１ａの断熱外管１１が溶接される等して取り付けられている。
そして、断熱容器１５の内管１６と外管１７の間の空間と、ケーブル部１ａの断熱内管１０と断熱外管１１の間の空間とが連通されており、ケーブル部１ａの断熱内管１０と断熱外管１１の間の空間と同様に、断熱容器１５の内管１６と外管１７の間の空間も真空引きされて真空状態になっている。 Further, a heat insulating inner tube 10 of the cable portion 1a is attached to an edge portion around the circular hole of the side plate 18 of the inner tube 16 by welding or the like, and the periphery of the circular hole of the side plate 19 of the outer tube 17 is attached. The heat insulating outer tube 11 of the cable portion 1a is attached to the edge portion by welding or the like.
And the space between the inner tube 16 and the outer tube 17 of the heat insulation container 15 and the space between the heat insulation inner tube 10 and the heat insulation outer tube 11 of the cable part 1a are connected, and the heat insulation inner tube of the cable part 1a. Similarly to the space between 10 and the heat insulating outer tube 11, the space between the inner tube 16 and the outer tube 17 of the heat insulating container 15 is evacuated and is in a vacuum state.

このようにして、中間接続部１ｂの断熱容器１５においても、断熱容器１５の内管１６の内側の断熱を図ることができるようになっている。
なお、ケーブル部１ａと同様に、中間接続部１ｂの断熱容器１５においても、内管１６と外管１７の間に多層断熱層を介在させる等の構造を設けてもよい。また、断熱容器１５の外周を外部被覆（防食層）で被覆するように構成することも可能である。 Thus, also in the heat insulation container 15 of the intermediate | middle connection part 1b, the heat insulation inside the inner tube | pipe 16 of the heat insulation container 15 can be aimed at.
Similarly to the cable portion 1a, the heat insulating container 15 of the intermediate connection portion 1b may be provided with a structure in which a multilayer heat insulating layer is interposed between the inner tube 16 and the outer tube 17. Moreover, it is also possible to comprise so that the outer periphery of the heat insulation container 15 may be coat | covered with an external coating (anticorrosion layer).

また、上記のように、断熱容器１５では、内管１６の側板１８の円孔の周囲の縁部にケーブル部１ａの断熱内管１０が取り付けられているため、内管１６の内部の領域がケーブル部１ａの外部流路Ｂと連通している。そのため、断熱容器１５の内管１６の内部の領域にケーブル部１ａの外部流路Ｂを流れてきた冷媒９が流れ込むため、断熱容器１５の内管１６の内部の領域も冷媒９で充填されており、冷媒９が流通している。
そのため、断熱容器１５の内管１６の内部の領域も、ケーブル部１ａの外部流路Ｂと同様に、高温超電導ケーブル１の外部流路Ｂを構成している。 Further, as described above, in the heat insulating container 15, since the heat insulating inner tube 10 of the cable portion 1 a is attached to the peripheral edge of the circular hole of the side plate 18 of the inner tube 16, the region inside the inner tube 16 is reduced. The cable portion 1a communicates with the external flow path B. Therefore, since the refrigerant 9 flowing through the external flow path B of the cable portion 1a flows into the area inside the inner pipe 16 of the heat insulating container 15, the area inside the inner pipe 16 of the heat insulating container 15 is also filled with the refrigerant 9. The refrigerant 9 is in circulation.
For this reason, the region inside the inner tube 16 of the heat insulating container 15 also constitutes the external flow path B of the high-temperature superconducting cable 1 in the same manner as the external flow path B of the cable portion 1a.

なお、図２では、冷媒９は外部流路Ｂを図中左側から右側に流れるものとする。また、以下、外部流路Ｂ内での冷媒９の流れの上流側及び下流側にあわせて、断熱容器１５等における位置を上流側（図中左側）、下流側（図中右側）という場合がある。
また、ケーブル部１ａの内部流路Ａ（図２では図示省略。図１参照）を流れてきた冷媒９が断熱容器１５内で外部流路Ｂに流出したり、ケーブル部１ａの内部流路Ａや外部流路Ｂを流れてきた冷媒９が断熱容器１５内で混合されるように構成されている場合もある。 In FIG. 2, it is assumed that the refrigerant 9 flows through the external flow path B from the left side to the right side in the drawing. Further, hereinafter, the positions in the heat insulating container 15 and the like are referred to as the upstream side (left side in the figure) and the downstream side (right side in the figure) in accordance with the upstream side and the downstream side of the flow of the refrigerant 9 in the external flow path B. is there.
Further, the refrigerant 9 flowing through the internal flow path A (not shown in FIG. 2; see FIG. 1) of the cable portion 1a flows into the external flow path B in the heat insulating container 15, or the internal flow path A of the cable portion 1a. In some cases, the refrigerant 9 flowing through the external flow path B is mixed in the heat insulating container 15.

高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂでは、上流側及び下流側のケーブル部１ａの高温超電導導体層５同士が接続されるようになっている。
具体的には、例えば、断熱容器１５の内管１６内で、上流側及び下流側の各ケーブル部１ａのケーブルコア２の電気絶縁層６がそれぞれ段剥ぎされて高温超電導導体層５が露出しており、接続部５２で、上流側の１本の高温超電導線材５１と下流側の１本の高温超電導線材５１とを接続するようにして超電導層同士が半田付け等により接続されている。そして、接続された高温超電導導体層５の外周に、半合成紙やクラフト紙等の絶縁性紙類を巻回するなどして電気絶縁層６１が設けられている。 In the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1, the high-temperature superconducting conductor layers 5 of the upstream and downstream cable portions 1a are connected to each other.
Specifically, for example, in the inner tube 16 of the heat insulating container 15, the electrical insulating layer 6 of the cable core 2 of each of the upstream and downstream cable portions 1a is stripped to expose the high temperature superconducting conductor layer 5. In the connecting portion 52, the superconducting layers are connected by soldering or the like so as to connect one high temperature superconducting wire 51 on the upstream side and one high temperature superconducting wire 51 on the downstream side. An electrical insulating layer 61 is provided on the outer periphery of the connected high-temperature superconducting conductor layer 5 by, for example, winding insulating paper such as semi-synthetic paper or kraft paper.

なお、接続部５２では、上流側及び下流側の各ケーブル部１ａのフォーマ４同士も半田付け等で連結されている。
また、図２では図示を省略するが、電気絶縁層６１の周囲には、上流側及び下流側の各ケーブル部１ａのシールド層７（ＨＴＳシールド層７１や銅シールド層７２）等が延設され、それらも上流側と下流側とが互いに接続されるようになっている。 In the connection part 52, the formers 4 of the upstream and downstream cable parts 1a are also connected by soldering or the like.
Although not shown in FIG. 2, the shield layer 7 (the HTS shield layer 71 and the copper shield layer 72) of the upstream and downstream cable portions 1 a is extended around the electrical insulating layer 61. These are also configured such that the upstream side and the downstream side are connected to each other.

一方、高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの外部流路Ｂには、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子を冷媒９中から捕集する捕集材３０ａが配置されている。そして、本実施形態では、捕集材３０ａは、中間接続部１ｂの断熱容器１５の内管１６内における冷媒９の流れの下流側に配置されている。
そして、本実施形態では、中間接続部１ｂの捕集材３０ａは、ニッケル等の所定の金属等で形成された繊維凝集体で構成されている。捕集材３０ａの機能等については後で詳しく説明する。 On the other hand, in the external flow path B of the intermediate connection portion 1 b of the high-temperature superconducting cable 1, a collection material 30 a that collects flammable gas molecules contained in the refrigerant 9 from the refrigerant 9 is disposed. And in this embodiment, the collection material 30a is arrange | positioned in the downstream of the flow of the refrigerant | coolant 9 in the inner pipe | tube 16 of the heat insulation container 15 of the intermediate connection part 1b.
And in this embodiment, the collection material 30a of the intermediate | middle connection part 1b is comprised with the fiber aggregate formed with predetermined metals, such as nickel. The function and the like of the collection material 30a will be described in detail later.

また、断熱容器１５の下流側には、捕集材３０ａの取出口２０が設けられており、取出口２０から捕集材３０ａを取り出して交換することができるようになっている。
取出口２０の筒状構造の内部には、冷媒９が充填されており、高温超電導ケーブル１での送電時には冷媒９が加圧されているが、捕集材３０ａを取り出す際（例えば高温超電導ケーブル１や接続部分の定期点検時等）には冷媒９は常圧とされるため、取出口２０を開けても冷媒９が外部に流出することはない。 Further, an outlet 20 for the collecting material 30a is provided on the downstream side of the heat insulating container 15, and the collecting material 30a can be taken out from the outlet 20 and exchanged.
The inside of the cylindrical structure of the outlet 20 is filled with the refrigerant 9, and the refrigerant 9 is pressurized during power transmission through the high-temperature superconducting cable 1, but when the collection material 30a is taken out (for example, the high-temperature superconducting cable). 1 or during regular inspection of the connection portion), the refrigerant 9 is at normal pressure, so that even if the outlet 20 is opened, the refrigerant 9 does not flow out.

［高温超電導ケーブルの終端接続部の構成］
次に、高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃの構成について説明する。
高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃは、ケーブルコア２の高温超電導導体層５と実系統側とを接続するための接続部である。図３は、本実施形態に係る高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃの構成例を表す図である。 [Configuration of termination connection of high temperature superconducting cable]
Next, the structure of the termination | terminus connection part 1c of the high temperature superconducting cable 1 is demonstrated.
The terminal connection part 1c of the high temperature superconducting cable 1 is a connection part for connecting the high temperature superconducting conductor layer 5 of the cable core 2 and the actual system side. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the termination connection portion 1c of the high-temperature superconducting cable 1 according to the present embodiment.

高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃは、例えば図３に示すように、低温容器２１を備えて構成されている。
低温容器２１は、内管２２と外管２３の二重壁面構造を有しており、ケーブルコア２の端部を収容する収容部２１ａと、収容部２１ａに垂設された略円筒形状の引き出し部２１ｂ、２１ｃとを備えて構成されている。 The terminal connection part 1c of the high temperature superconducting cable 1 includes a low temperature container 21 as shown in FIG. 3, for example.
The cryogenic container 21 has a double wall surface structure of an inner tube 22 and an outer tube 23, a housing portion 21 a that houses the end of the cable core 2, and a substantially cylindrical drawer that is suspended from the housing portion 21 a. It is comprised including the parts 21b and 21c.

収容部２１ａの一端側の内管２２と外管２３には、それぞれ円孔が形成されている。そして、内管２２の円孔の周囲の縁部にはケーブル部１ａの断熱内管１０が溶接される等して取り付けられており、外管２３の円孔の周囲の縁部にはケーブル部１ａの断熱外管１１が溶接される等して取り付けられている。
そして、低温容器２１の内管２２と外管２３の間の空間と、ケーブル部１ａの断熱内管１０と断熱外管１１の間の空間とが連通されており、ケーブル部１ａの断熱内管１０と断熱外管１１の間の空間と同様に、低温容器２１の内管２２と外管２３の間の空間も真空引きされて真空状態になっている。 A circular hole is formed in each of the inner tube 22 and the outer tube 23 on one end side of the housing portion 21a. And the heat insulation inner pipe 10 of the cable part 1a is attached to the edge part around the circular hole of the inner pipe 22 by welding, etc. The heat insulating outer tube 11 of 1a is attached by welding or the like.
And the space between the inner tube 22 and the outer tube 23 of the cryogenic container 21 and the space between the heat insulation inner tube 10 and the heat insulation outer tube 11 of the cable part 1a are connected, and the heat insulation inner tube of the cable part 1a. Similarly to the space between 10 and the heat insulating outer tube 11, the space between the inner tube 22 and the outer tube 23 of the cryogenic container 21 is also evacuated and is in a vacuum state.

このようにして、終端接続部１ｃの低温容器２１においても、低温容器２１の内管２２の内側の断熱を図ることができるようになっている。
なお、ケーブル部１ａと同様に、終端接続部１ｃの低温容器２１においても、内管２２と外管２３の間に多層断熱層を介在させる等の構造を設けてもよい。また、低温容器２１の外周を外部被覆（防食層）で被覆するように構成することも可能である。 In this manner, the inner side of the inner tube 22 of the cryogenic vessel 21 can be insulated also in the cryogenic vessel 21 of the terminal connection portion 1c.
Similarly to the cable portion 1a, the low-temperature container 21 of the terminal connection portion 1c may be provided with a structure in which a multilayer heat insulating layer is interposed between the inner tube 22 and the outer tube 23. Moreover, it is also possible to comprise so that the outer periphery of the cryogenic container 21 may be coat | covered with an external coating (anticorrosion layer).

また、上記のように、低温容器２１では、内管２２の円孔の周囲の縁部にケーブル部１ａの断熱内管１０が溶接される等して取り付けられているため、内管２２の内部の領域がケーブル部１ａの外部流路Ｂと連通している。そのため、低温容器２１の内管２２の内部の領域にケーブル部１ａの外部流路Ｂを流れてきた冷媒９が流れ込むため、低温容器２１の収容部２１ａ内の領域も冷媒９で充填されており、冷媒９が流通している。
そのため、低温容器２１の収容部２１ａ内の領域も、ケーブル部１ａの外部流路Ｂと同様に、高温超電導ケーブル１の外部流路Ｂを構成している。 Further, as described above, in the cryogenic container 21, since the heat insulating inner tube 10 of the cable portion 1 a is attached to the edge around the circular hole of the inner tube 22, the inside of the inner tube 22. This area communicates with the external flow path B of the cable portion 1a. Therefore, since the refrigerant 9 that has flowed through the external flow path B of the cable portion 1a flows into the area inside the inner tube 22 of the cryogenic container 21, the area inside the accommodating portion 21a of the cryogenic container 21 is also filled with the refrigerant 9. The refrigerant 9 is in circulation.
Therefore, the region in the accommodating portion 21a of the low temperature container 21 also constitutes the external flow path B of the high temperature superconducting cable 1 in the same manner as the external flow path B of the cable portion 1a.

なお、以下、外部流路Ｂ内での冷媒９の流れの上流側及び下流側にあわせて、低温容器２１等における位置を上流側（図中左側）、下流側（図中右側や図中右上側）という場合がある。   In the following description, the positions of the cryogenic container 21 and the like are set to the upstream side (left side in the figure) and the downstream side (right side in the figure and upper right side in the figure) in accordance with the upstream side and downstream side of the flow of the refrigerant 9 in the external flow path B. Side)).

高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃでは、ケーブルコア２のシールド層７を接地したり、ケーブルコア２から電流を実系統側に引き出すようになっている。
具体的には、低温容器２１の収容部２１ａに上流側から引き込まれたケーブルコア２は、外側の保護層８が剥ぎ取られ、露出したシールド層７（ＨＴＳシールド層７１、銅シールド層７２）が、引き出し部２１ｂから垂下されたシールド用電流リード２４と接続される。引き出し部２１ｂは上端側と下端側がそれぞれシールされている。
そして、シールド用電流リード２４がケーブルコア２のシールド層７と接続されてシールド層７が接地されるとともに、シールド層７内を流れる電流がシールド用電流リード２４により外部に引き出されるようになっている。 In the terminal connection portion 1c of the high-temperature superconducting cable 1, the shield layer 7 of the cable core 2 is grounded, and current is drawn from the cable core 2 to the actual system side.
Specifically, the cable core 2 drawn into the accommodating portion 21a of the cryogenic container 21 from the upstream side has the outer protective layer 8 peeled off and exposed shield layer 7 (HTS shield layer 71, copper shield layer 72). Is connected to the shield current lead 24 suspended from the lead portion 21b. The drawer portion 21b is sealed at the upper end side and the lower end side.
The shield current lead 24 is connected to the shield layer 7 of the cable core 2 so that the shield layer 7 is grounded, and the current flowing in the shield layer 7 is drawn to the outside by the shield current lead 24. Yes.

また、ケーブルコア２は、シールド用電流リード２４との接続箇所（又はその下流側）でシールド層７が切断され、その下流側では電気絶縁層６が露出する。そして、引き出し部２１ｃの下方で電気絶縁層６の一部が剥ぎ取られ、露出した高温超電導導体層５が、引き出し部２１ｃから垂下された導体用電流リード２５と接続される。
そして、導体用電流リード２５により高温超電導導体層５の超電導層を流れてきた電流が実系統側に引き出されるようになっている。 Further, in the cable core 2, the shield layer 7 is cut at a connection point (or the downstream side) with the shield current lead 24, and the electrical insulating layer 6 is exposed on the downstream side. Then, a part of the electrical insulating layer 6 is peeled off under the lead portion 21c, and the exposed high-temperature superconducting conductor layer 5 is connected to the conductor current lead 25 suspended from the lead portion 21c.
The current flowing through the superconducting layer of the high-temperature superconducting conductor layer 5 is drawn out to the actual system side by the conductor current lead 25.

ケーブルコア２は、導体用電流リード２５との接続箇所の下流側で電気絶縁層６や高温超電導導体層５、フォーマ４（図３では図示省略）等が切断されている。
そして、その切断部分が、ケーブルコア２の内部流路Ａ（フォーマ４の中空部４ａ）の出口Ａ１になっており、内部流路Ａを流れてきた冷媒９は出口Ａ１から流出すると、収容部２１ａ内の冷媒９と合流するようになっている。
また、低温容器２１の収容部２１ａ内（すなわち外部流路Ｂ）を流れてきた冷媒９や内部流路Ａの出口Ａ１から流出した冷媒９は、低温容器２１の引き出し部２１ｃを上昇していき、引き出し部２１ｃに設けられた流出口２６を通って外部に流出するようになっている。 In the cable core 2, the electrical insulating layer 6, the high-temperature superconducting conductor layer 5, the former 4 (not shown in FIG. 3), and the like are cut at the downstream side of the connection portion with the conductor current lead 25.
And the cut | disconnected part becomes the exit A1 of the internal flow path A (hollow part 4a of the former 4) of the cable core 2, and if the refrigerant | coolant 9 which flowed through the internal flow path A flows out from the exit A1, the accommodating part The refrigerant 9 in 21a merges.
In addition, the refrigerant 9 that has flowed in the accommodating portion 21a of the low-temperature container 21 (that is, the external flow path B) and the refrigerant 9 that has flowed out from the outlet A1 of the internal flow path A rises in the drawer portion 21c of the low-temperature container 21. The liquid flows out to the outside through the outflow port 26 provided in the drawer portion 21c.

一方、高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃでは、収容部２１ａ内のケーブルコア２の内部流路Ａの出口Ａ１の部分に、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子を冷媒９中から捕集する捕集材３０ｂが配置されている。また、高温超電導ケーブル１の内部流路Ａや外部流路Ｂを流れてきた冷媒９の流出口２６の部分にも捕集材３０ｃが配置されている。
そして、本実施形態では、終端接続部１ｃの捕集材３０ｂ、３０ｃは、茶こし状あるいはかご状の網にニッケル等の所定の金属等で形成された繊維凝集体が充填されて構成されている。そして、捕集材３０ｂはケーブルコア２の内部流路Ａの出口Ａ１の部分で出口Ａ１を覆うように配置されており、捕集材３０ｃは引き出し部２１ｃの冷媒９の流出口２６の部分で流出口２６に嵌め込まれるようにして配置されている。なお、捕集材３０ｂ、３０ｃの機能等については後で詳しく説明する。 On the other hand, in the terminal connection part 1c of the high-temperature superconducting cable 1, the combustible gas molecules contained in the refrigerant 9 are collected from the refrigerant 9 at the outlet A1 of the internal flow path A of the cable core 2 in the accommodating part 21a. A collecting material 30b is disposed. Further, a collecting material 30c is also disposed at the outlet 26 of the refrigerant 9 that has flowed through the internal flow path A and the external flow path B of the high-temperature superconducting cable 1.
And in this embodiment, the collection materials 30b and 30c of the termination | terminus connection part 1c are filled with the fiber aggregate formed with predetermined metals, such as nickel, in the tea strainer-like or basket-like net | network. . And the collection material 30b is arrange | positioned so that outlet A1 may be covered by the part of exit A1 of the internal flow path A of the cable core 2, and the collection material 30c is the part of the outflow port 26 of the refrigerant | coolant 9 of the drawer | drawing-out part 21c. It arrange | positions so that it may fit in the outflow port 26. FIG. The functions of the collection materials 30b and 30c will be described in detail later.

また、低温容器２１の引き出し部２１ｃの上部には、捕集材３０ｂ、３０ｃの取出口２７が設けられており、取出口２７から捕集材３０ｂ、３０ｃを取り出して交換することができるようになっている。
なお、取出口２７を引き出し部２１ｃ内部の液面より高い位置に設ければ、取出口２７を開放した際に冷媒９が流出しないため好ましい。また、この場合も、高温超電導ケーブル１での送電時には冷媒９が加圧されているが、捕集材３０ｂ、３０ｃを取り出す際（例えば高温超電導ケーブル１や接続部分の定期点検時等）には冷媒９は常圧とされるため、取出口２７を開けても冷媒９が外部に流出することはない。 Further, an outlet 27 for the collecting materials 30b and 30c is provided on the upper portion of the drawer portion 21c of the cryogenic container 21, so that the collecting materials 30b and 30c can be taken out from the outlet 27 and exchanged. It has become.
Note that it is preferable to provide the outlet 27 at a position higher than the liquid level inside the drawer portion 21c because the refrigerant 9 does not flow out when the outlet 27 is opened. Also in this case, the refrigerant 9 is pressurized during power transmission through the high-temperature superconducting cable 1, but when the collecting materials 30b and 30c are taken out (for example, during the periodic inspection of the high-temperature superconducting cable 1 and the connection portion). Since the refrigerant 9 is at normal pressure, the refrigerant 9 does not flow out to the outside even if the outlet 27 is opened.

［作用］
前述した大容量送電ケーブルと同様に、高温超電導ケーブル１においても、フォーマ４や高温超電導導体層５に高電圧が印加されており、シールド層７は接地されている。
そのため、それらの間に介在する電気絶縁層６（高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの電気絶縁層６１を含む。以下同じ。）には高電圧（数十ｋＶ〜数百ｋＶ）が印加された状態になっている。 [Action]
Similar to the large-capacity transmission cable described above, also in the high-temperature superconducting cable 1, a high voltage is applied to the former 4 and the high-temperature superconducting conductor layer 5, and the shield layer 7 is grounded.
Therefore, a high voltage (several tens to several hundreds kV) is applied to the electrical insulation layer 6 (including the electrical insulation layer 61 of the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1; the same applies hereinafter) interposed therebetween. It is in the state.

また、高温超電導ケーブル１の長期間の使用による電気絶縁層６に経年劣化が生じるなどすると、図４（Ａ）に示すように、電気絶縁層６内部にボイド（void）Ｖが生じる場合がある。
そして、ボイドＶが生じているところに上記のように高電圧がかかると、ボイドＶの内部で絶縁性能が低下して小規模な放電が発生する場合がある。そして、そのような放電が繰り返し発生すると、その際に生じるエネルギーがボイドＶの周囲を侵食してボイドＶが成長し、図４（Ｂ）に示すような電気絶縁層６に小さな空洞Ｃ（クラック等である場合を含む。）ができる。
そして、さらに放電を繰り返して空洞Ｃがさらに大きく成長する等して、最終的に電気絶縁層６が破壊されてフォーマ４や高温超電導導体層５とシールド層７との間で高電圧の放電が生じることで爆発的な放電やケーブルの破壊現象（いわゆる地絡事故）が引き起こされる。 Further, when the aging degradation occurs in the electrical insulating layer 6 due to long-term use of the high-temperature superconducting cable 1, a void V may be generated in the electrical insulating layer 6 as shown in FIG. .
If a high voltage is applied to the place where the void V is generated as described above, the insulating performance may be reduced inside the void V and a small-scale discharge may occur. When such a discharge is repeatedly generated, the energy generated at that time erodes the periphery of the void V, and the void V grows, and a small cavity C (crack is formed in the electrical insulating layer 6 as shown in FIG. 4B. Etc.).
Then, the discharge is further repeated and the cavity C grows larger, and the electrical insulation layer 6 is finally destroyed, and a high voltage discharge is generated between the former 4 and the high-temperature superconducting conductor layer 5 and the shield layer 7. As a result, explosive discharge and cable destruction (so-called ground fault) are caused.

一方、前述したように電気絶縁層６は絶縁性紙類等の有機物（セルロース等）で形成されている。そのため、上記のように放電が生じるとボイドＶやその周囲の有機物に作用して、水素（Ｈ２）やメタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等の可燃性ガスが発生する。
これらの可燃性ガスは一般に高エネルギーの構造を有しており、自然に発生する確率は極めて低く、これは最終的な地絡事故に至る前に繰り返し発生する小さな放電によって、絶縁油が分解されて生成されたものであると考えられる。したがって、その存在は放電現象の発生を示唆する可能性がある。 On the other hand, as described above, the electrical insulating layer 6 is formed of an organic material (cellulose or the like) such as insulating paper. Therefore, when discharge occurs as described above, it acts on the void V and surrounding organic matter, and hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), ethylene (C 2 H 4 ), A combustible gas such as acetylene (C 2 H 2 ) or carbon monoxide (CO) is generated.
These flammable gases generally have a high energy structure and are very unlikely to occur naturally, because the insulating oil is decomposed by small discharges that occur repeatedly before the final ground fault. It is thought that it was generated. Therefore, its presence may suggest the occurrence of a discharge phenomenon.

そして、同じことが本実施形態に係る高温超電導ケーブル１の電気絶縁層６でも生じ得る。小さな放電で、可燃性ガスがボイドＶや空洞Ｃ内で発生する。そして、図４（Ｂ）に示したように空洞Ｃが電気絶縁層６内で成長して、空洞Ｃが内部流路Ａや外部流路Ｂに達すると、空洞Ｃ内の可燃性ガスの分子が冷媒９に溶け出し、冷媒９によって運ばれて内部流路Ａや外部流路Ｂを流れるようになる。
また、その後も、電気絶縁層６の空洞Ｃで小さな放電が生じるごとに、発生した可燃性ガスの分子が冷媒９に溶け出して内部流路Ａや外部流路Ｂを流れる。
このようにして、小さな放電で発生した可燃性ガスの分子が、内部流路Ａや外部流路Ｂの冷媒９に含まれるようになる。 The same can occur in the electrical insulating layer 6 of the high-temperature superconducting cable 1 according to this embodiment. A flammable gas is generated in the void V and the cavity C by a small discharge. Then, as shown in FIG. 4B, when the cavity C grows in the electrical insulating layer 6 and the cavity C reaches the internal flow path A or the external flow path B, the flammable gas molecules in the cavity C Melts into the refrigerant 9 and is carried by the refrigerant 9 to flow through the internal flow path A and the external flow path B.
After that, every time a small discharge is generated in the cavity C of the electrical insulating layer 6, the generated combustible gas molecules dissolve into the refrigerant 9 and flow through the internal flow path A and the external flow path B.
In this way, the combustible gas molecules generated by the small discharge are included in the refrigerant 9 in the internal flow path A and the external flow path B.

そして、外部流路Ｂの冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子は、前述したように高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの外部流路Ｂに配置されている捕集材３０ａ（図２参照）や、高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃの冷媒９の流出口２６の部分に配置されている捕集材３０ｃ（図３参照）で捕集される。
また、内部流路Ａの冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子は、高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃの内部流路Ａの出口Ａ１の部分に配置されている捕集材３０ｂ（図３参照）で捕集される。
なお、前述したように、高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂで、ケーブル部１ａの内部流路Ａを流れてきた冷媒９が断熱容器１５内で外部流路Ｂに流出するように構成されているような場合には、中間接続部１ｂの外部流路Ｂに配置されている捕集材３０ａで内部流路Ａの冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子が捕集される場合があり得る。 The molecules of the combustible gas contained in the refrigerant 9 in the external flow path B are collected in the collecting material 30a (see FIG. 2) disposed in the external flow path B of the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1 as described above. ) Or the collecting material 30c (see FIG. 3) arranged at the outlet 26 portion of the refrigerant 9 of the terminal connection portion 1c of the high-temperature superconducting cable 1.
Further, the flammable gas molecules contained in the refrigerant 9 in the internal flow path A are collected at the outlet A1 of the internal flow path A of the terminal connection portion 1c of the high temperature superconducting cable 1 (FIG. 3). ).
In addition, as described above, the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1 is configured such that the refrigerant 9 that has flowed through the internal flow path A of the cable portion 1a flows out into the external flow path B in the heat insulating container 15. In such a case, there is a possibility that the combustible gas molecules contained in the refrigerant 9 in the internal flow path A are collected by the collection material 30a disposed in the external flow path B of the intermediate connection portion 1b. .

そして、捕集材３０（なお捕集材３０ａ、３０ｂ、３０ｃをまとめて言う場合、捕集材３０という。）を取り出し、捕集材３０で捕集された可燃性ガスの分子をガスクロマトグラフィーにかけることで、捕集された可燃性ガスの分子の成分ごとの捕集量や可燃性ガスの分子の総量を検出することができる。
なお、捕集材３０で捕集された可燃性ガスの分子をそれぞれ分離して高感度に検出することができるものであれば、必ずしもガスクロマトグラフィーに限定されない。 Then, the collection material 30 (when the collection materials 30a, 30b, and 30c are collectively referred to as the collection material 30) is taken out, and the combustible gas molecules collected by the collection material 30 are gas chromatographed. By applying the above, it is possible to detect the amount of collected combustible gas molecules for each component and the total amount of combustible gas molecules.
In addition, if it can isolate | separate each molecule | numerator of the combustible gas collected with the collection material 30 and can detect with high sensitivity, it will not necessarily be limited to gas chromatography.

そして、上記のように、高温超電導ケーブル１の電気絶縁層６で小さな放電が生じると、アセチレン等の、通常は検出されない成分が検出されたり、検出される可燃性ガスの分子の総量が増加したりする。
そのため、上記のようにして検出した可燃性ガスの分子の各成分の量や可燃性ガスの分子の総量が増加しているか否かを確認することで、電気絶縁層６の経年劣化等により電気絶縁層６で小さな放電が発生しているか否かを検知することが可能となる。 As described above, when a small discharge occurs in the electrical insulating layer 6 of the high-temperature superconducting cable 1, components that are not normally detected such as acetylene are detected, or the total amount of molecules of the combustible gas that is detected increases. Or
Therefore, by confirming whether the amount of each component of the combustible gas molecules detected as described above or the total amount of the combustible gas molecules is increased, the electrical insulation layer 6 can be It is possible to detect whether or not a small discharge is generated in the insulating layer 6.

そして、例えば、検出されたそれらの量が、設定された基準値を上回っていた場合、高温超電導ケーブル１を交換する等の対策を取ることが可能となる。
また、高温超電導ケーブル１の複数の中間接続部１ｂにそれぞれ外部流路Ｂに捕集材３０ａを配置し、各捕集材３０ａを別々にガスクロマトグラフィー等で分析することで、小さな放電が繰り返し生じている位置（ボイドＶや空洞Ｃが生じている位置）を特定できる可能性がある。すなわち、可燃性ガスの分子は、放電が生じて可燃性ガスが発生している位置の、冷媒９の流れのすぐ下流側の中間接続部１ｂの捕集材３０ａで捕集される。放電が中間接続部１ｂの電気絶縁層６１で生じている場合は、可燃性ガスの分子は当該中間接続部１ｂの捕集材３０ａに捕集される。 For example, when the detected amounts exceed the set reference value, it is possible to take measures such as replacing the high-temperature superconducting cable 1.
In addition, a small discharge is repeatedly generated by disposing a collection material 30a in each of the plurality of intermediate connection portions 1b of the high-temperature superconducting cable 1 in the external flow path B and separately analyzing each collection material 30a by gas chromatography or the like. There is a possibility that the position where the void V or the cavity C is generated can be identified. That is, the molecules of the combustible gas are collected by the collecting material 30a of the intermediate connecting portion 1b immediately downstream of the flow of the refrigerant 9 at the position where the combustible gas is generated due to the discharge. When the discharge is generated in the electrical insulating layer 61 of the intermediate connection portion 1b, the flammable gas molecules are collected by the collection material 30a of the intermediate connection portion 1b.

そのため、上記のように高温超電導ケーブル１全体を交換するのではなく、検出した可燃性ガスの分子の各成分の量や可燃性ガスの分子の総量が基準値を上回った捕集材３０ａが配置されていた中間接続部１ｂとその上流側の中間接続部１ｂとの間のケーブル部１ａのみを交換する等の対策を取ることが可能となる。
あるいは、その捕集材３０ａが配置されていた中間接続部１ｂの電気絶縁層６１を巻き直す等の対策を取ることも可能となる。 Therefore, instead of replacing the entire high-temperature superconducting cable 1 as described above, the collection material 30a in which the amount of each component of the detected combustible gas molecules and the total amount of the combustible gas molecules exceeds the reference value is disposed. It is possible to take measures such as exchanging only the cable portion 1a between the intermediate connection portion 1b and the upstream intermediate connection portion 1b.
Alternatively, it is possible to take measures such as rewinding the electrical insulating layer 61 of the intermediate connection portion 1b where the collecting material 30a is disposed.

高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂの電気絶縁層６１（図２参照）は基本的に現場で形成されるため、工場で機械巻きされるケーブル部１ａの電気絶縁層６よりもボイドＶが発生しやすい。
そのため、例えば、中間接続部１ｂの外部流路Ｂに配置されていた捕集材３０ａから検出された可燃性ガスの分子の各成分の量や可燃性ガスの分子の総量が基準値を上回った場合、まず、その中間接続部１ｂの電気絶縁層６１を点検し、そこでボイドＶや空洞Ｃが見つかった場合には、高温超電導ケーブル１の全体のケーブル部１ａの一部を交換しなくても中間接続部１ｂの対処だけでよくなり、地絡事故の発生回避の対応を簡単にかつ低コストで行うことが可能となる。 Since the electrical insulation layer 61 (see FIG. 2) of the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1 is basically formed in the field, a void V is generated more than the electrical insulation layer 6 of the cable portion 1a that is mechanically wound in a factory. It's easy to do.
Therefore, for example, the amount of each component of the combustible gas molecules detected from the collection material 30a arranged in the external flow path B of the intermediate connection portion 1b and the total amount of the combustible gas molecules exceeded the reference value. In this case, first, the electrical insulating layer 61 of the intermediate connection portion 1b is inspected, and if the void V or the cavity C is found there, it is not necessary to replace a part of the entire cable portion 1a of the high-temperature superconducting cable 1. It is only necessary to deal with the intermediate connection portion 1b, and it is possible to easily deal with the avoidance of the occurrence of a ground fault at a low cost.

捕集材３０は、上記のように冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子を冷媒９中から捕集するためのものであるため、可燃性ガスの分子すなわち前述した水素やメタン、エタン、エチレン、アセチレン、一酸化炭素等の分子に対する吸着性が高い材料で形成されていることが望ましい。そのため、捕集材３０は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）あるいはそれらの合金で形成されていることが望ましい。
そして、上記のように、捕集材３０を繊維凝集体として（すなわちいわばスチールウール状に）構成すれば（網に充填させる場合も同様）、冷媒９はその流れを邪魔することなく通過させつつ、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子を的確に吸着させて捕集することが可能となる。 Since the collection material 30 is for collecting the flammable gas molecules contained in the refrigerant 9 from the refrigerant 9 as described above, the flammable gas molecules, that is, the hydrogen, methane, ethane, and ethylene described above. , Acetylene, carbon monoxide, and other materials that are highly adsorbable to molecules are desirable. Therefore, it is desirable that the collection material 30 is made of, for example, nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), or an alloy thereof.
Then, as described above, if the collecting material 30 is configured as a fiber aggregate (that is, in the form of steel wool) (the same applies to the case of filling the net), the refrigerant 9 is allowed to pass through without disturbing the flow. In addition, it is possible to accurately adsorb and collect the combustible gas molecules contained in the refrigerant 9.

また、捕集材３０を繊維凝集体として形成すれば、単位体積あたりの表面積が大きくなり、可燃性ガスの分子を効率的に吸着して捕集することが可能となる。
捕集材３０の金属表面に一旦吸着した分子は確率的に再脱離してしまうが、捕集材３０は冷媒９により極低温に冷却されているため、捕集材３０に吸着した分子が再脱離してしまう確率は非常に小さい。 Moreover, if the collection material 30 is formed as a fiber aggregate, the surface area per unit volume is increased, and it becomes possible to efficiently adsorb and collect the combustible gas molecules.
Although the molecules once adsorbed on the metal surface of the trapping material 30 are stochastically re-desorbed, the trapping material 30 is cooled to a cryogenic temperature by the refrigerant 9, so that the molecules adsorbed on the trapping material 30 are regenerated. The probability of detaching is very small.

そのため、捕集材３０が冷媒９の流れにさらされていても捕集材３０に一旦吸着された分子は容易には再脱離しないため、小さな放電で可燃性ガスが微量発生しても、捕集材３０でそれらを的確に捕集することが可能となる。
さらに、たとえ１回の小さな放電で発生する可燃性ガスの量が少なくても、大規模放電の前兆として小規模な放電が何度も繰り返されれば、捕集材３０が可燃性ガスの分子を的確に吸着して蓄積するため、捕集材３０で捕集された可燃性ガスの分子をガスクロマトグラフィー等で分析することで、捕集された可燃性ガスの分子の成分ごとの捕集量や可燃性ガスの分子の総量に基づいて電気絶縁層６、６１で小さな放電が発生しているか否かを的確に検知することが可能となる。 Therefore, even if the trapping material 30 is exposed to the flow of the refrigerant 9, the molecules once adsorbed on the trapping material 30 do not easily re-desorb, so even if a small amount of flammable gas is generated with a small discharge, It becomes possible to collect them accurately by the collection material 30.
Furthermore, even if the amount of combustible gas generated by a single small discharge is small, if the small-scale discharge is repeated many times as a precursor to a large-scale discharge, the trapping material 30 causes the combustible gas molecules to be removed. In order to accurately adsorb and accumulate, the amount of the collected combustible gas molecules collected by analyzing the combustible gas molecules collected by the collection material 30 using gas chromatography or the like. It is possible to accurately detect whether or not a small discharge is generated in the electrical insulating layers 6 and 61 based on the total amount of molecules of the flammable gas.

なお、金属製の繊維凝集体は、必ずしも電流に強くない。そのため、例えば、捕集材３０に電流が流れないようにするために、例えば、捕集材３０とシールド層７との間に絶縁構造を設けることが好ましい。
本実施形態では、高温超電導ケーブル１のケーブル部１ａでは、シールド層７の外周に不織布等で形成された保護層８が設けられているため絶縁が図られている。また、高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂにおいて、接続された高温超電導導体層５の外周に巻回された電気絶縁層６１の周囲で上流側及び下流側の各ケーブル部１ａのシールド層７を接続する際に、それらを外側から保護層８で被覆するように構成すれば、捕集材３０とシールド層７との絶縁を図ることができる。 Metal fiber aggregates are not necessarily strong against current. Therefore, for example, in order to prevent current from flowing through the collection material 30, it is preferable to provide an insulating structure between the collection material 30 and the shield layer 7, for example.
In the present embodiment, the cable portion 1a of the high-temperature superconducting cable 1 is insulated because the protective layer 8 formed of a nonwoven fabric or the like is provided on the outer periphery of the shield layer 7. Further, in the intermediate connection portion 1b of the high-temperature superconducting cable 1, the shield layers 7 of the upstream and downstream cable portions 1a around the electrical insulating layer 61 wound around the outer periphery of the connected high-temperature superconducting conductor layer 5 are provided. When connecting, if it comprises so that they may be coat | covered with the protective layer 8 from the outside, insulation with the collection material 30 and the shield layer 7 can be aimed at.

［効果］
以上のように、本実施形態に係る高温超電導ケーブル１、中間接続部１ｂ及び終端接続部１ｃによれば、有機物で形成された電気絶縁層６、６１の外側を冷媒９が流れる外部流路Ｂ等に、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子を冷媒９中から捕集する捕集材３０を配置するように構成した。 [effect]
As described above, according to the high-temperature superconducting cable 1, the intermediate connection portion 1b, and the termination connection portion 1c according to the present embodiment, the external flow path B through which the refrigerant 9 flows outside the electrical insulating layers 6 and 61 formed of organic matter. For example, the collection material 30 for collecting the combustible gas molecules contained in the refrigerant 9 from the refrigerant 9 is arranged.

そのため、捕集材３０で捕集された可燃性ガスの分子をガスクロマトグラフィー等で分析することで、捕集された可燃性ガスの分子の成分ごとの捕集量や可燃性ガスの分子の総量を検出することが可能となり、検出した可燃性ガスの分子の各成分の量や可燃性ガスの分子の総量が増加しているか否かを確認することで、電気絶縁層６、６１の経年劣化等により電気絶縁層６、６１で小さな放電が発生していることを的確に検知することが可能となる。
そして、電気絶縁層６、６１で小さな放電が発生していることが検知された場合には、高温超電導ケーブル１を交換したり電気絶縁層６１を巻き直したりする等の対策を取ることが可能となる。 Therefore, by analyzing the flammable gas molecules collected by the collection material 30 by gas chromatography or the like, the amount of collected flammable gas molecules for each component or the flammable gas molecules It is possible to detect the total amount, and by confirming whether the amount of each component of the detected combustible gas molecule or the total amount of the combustible gas molecule is increased, the aging of the electrical insulating layers 6 and 61 It is possible to accurately detect that a small discharge is generated in the electrical insulating layers 6 and 61 due to deterioration or the like.
When it is detected that a small discharge has occurred in the electrical insulating layers 6 and 61, it is possible to take measures such as replacing the high-temperature superconducting cable 1 or rewinding the electrical insulating layer 61. It becomes.

［捕集材で可燃性ガスの分子をより的確に捕集するための構成等について］
冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子が捕集材３０以外の構造物に吸着すると、その分、捕集材３０で捕集される可燃性ガスの分子の量が減ってしまう。
そのため、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子が、できるだけ捕集材３０以外の構造物に吸着しないように構成すれば、捕集材３０で捕集される可燃性ガスの分子の量を増やすことが可能となり、捕集材３０で可燃性ガスの分子をより的確に捕集することが可能となる。 [Configuration for collecting flammable gas molecules more accurately with a collector]
When the molecules of the combustible gas contained in the refrigerant 9 are adsorbed on the structure other than the trapping material 30, the amount of the combustible gas molecules collected by the trapping material 30 is reduced accordingly.
Therefore, if the combustible gas molecules contained in the refrigerant 9 are configured so as not to be adsorbed by structures other than the collecting material 30 as much as possible, the amount of the combustible gas molecules collected by the collecting material 30 is increased. This makes it possible to collect the combustible gas molecules more accurately by the collection material 30.

そこで、例えば、高温超電導ケーブル１のケーブル部１ａで冷媒９の内部流路Ａを形成するフォーマ４（図１参照）の表面や、冷媒９の外部流路Ｂを形成する断熱管３（断熱内管１０）の内壁を、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）のいずれかの金属でコーティングするように構成することが可能である。コーティングは、例えば電解メッキ法等で実施することができる。
また、高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂで冷媒９と接触する部分、すなわち断熱容器１５の内管１６や側板１８の内壁等や、高温超電導ケーブル１の終端接続部１ｃで冷媒９と接触する部分、すなわち低温容器２１の内管２２の内壁等を、金や銀、銅でコーティングするように構成することも可能である。 Therefore, for example, the surface of the former 4 (see FIG. 1) that forms the internal flow path A of the refrigerant 9 in the cable portion 1a of the high-temperature superconducting cable 1 and the heat insulating pipe 3 (the heat insulating inner wall that forms the external flow path B of the refrigerant 9). The inner wall of the tube 10) can be configured to be coated with any one of gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu). The coating can be performed by, for example, an electrolytic plating method.
Further, the portion that contacts the refrigerant 9 at the intermediate connection portion 1 b of the high temperature superconducting cable 1, that is, the inner wall 16 of the heat insulating container 15, the inner wall of the side plate 18, etc., or the terminal connection portion 1 c of the high temperature superconducting cable 1 contacts the refrigerant 9. The portion, that is, the inner wall of the inner tube 22 of the cryogenic vessel 21 may be coated with gold, silver, or copper.

上記の各部分を金や銀、銅の金属でコーティングすることで、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子が上記の各部分に吸着しないようにすることが可能となる。そのため、冷媒９に含まれる可燃性ガスの分子がそれらの各部分で吸着されずに捕集材３０に到達するようになるため、捕集材３０で捕集される可燃性ガスの分子の量を増やすことが可能となり、捕集材３０で可燃性ガスの分子をより的確に捕集することが可能となる。
なお、本実施形態のようにフォーマ４が銅の丸線４１で形成されている場合には、改めてフォーマ４を金や銀でコーティングする必要はないが、フォーマ４を構成するために、銅線以外に例えばステンレス線材等が用いられている場合には、そのステンレス材線等を銅メッキする等してコーティングすることが好ましい。 By coating each of the above parts with a metal such as gold, silver, or copper, it becomes possible to prevent the combustible gas molecules contained in the refrigerant 9 from being adsorbed on each of the above parts. Therefore, since the molecules of the combustible gas contained in the refrigerant 9 reach the collecting material 30 without being adsorbed at each portion thereof, the amount of the molecules of the combustible gas collected by the collecting material 30 Thus, it becomes possible to collect the combustible gas molecules more accurately by the collection material 30.
When the former 4 is formed of a copper round wire 41 as in the present embodiment, it is not necessary to coat the former 4 with gold or silver again. In addition, for example, when a stainless steel wire or the like is used, the stainless steel wire or the like is preferably coated by copper plating or the like.

一方、本実施形態では、電気絶縁層６、６１が半合成紙やクラフト紙等を巻回させて形成されている場合について説明した。本発明はこれでも十分に効果があるが、電気絶縁層６、６１に有機油を含浸させるように構成すれば、電気絶縁層６、６１で小さな放電が発生した際に、電気絶縁層６、６１をクラフト紙等のみで形成した場合に比べて放電でより確実に可燃性ガスを発生させることが可能となり、１回の放電による可燃性ガスの発生量をより多くすることが可能となる。
そのため、電気絶縁層６、６１で小さな放電が発生した際に捕集材３０でより的確に可燃性ガスの分子が捕集されるようになり、電気絶縁層６、６１で小さな放電が発生しているか否かを検知する感度を的確に向上させることが可能となる。 On the other hand, in the present embodiment, the case where the electrical insulating layers 6 and 61 are formed by winding semi-synthetic paper, kraft paper, or the like has been described. Although the present invention is still sufficiently effective, when the electric insulating layers 6 and 61 are soaked with organic oil, when the electric insulating layers 6 and 61 generate a small discharge, the electric insulating layers 6 and 61 Compared with the case where 61 is formed only from kraft paper or the like, it is possible to generate the combustible gas more reliably by the discharge, and it is possible to increase the generation amount of the combustible gas by one discharge.
Therefore, when a small discharge is generated in the electrical insulating layers 6 and 61, the combustible gas molecules are more accurately collected by the collection material 30, and a small discharge is generated in the electrical insulating layers 6 and 61. It is possible to accurately improve the sensitivity for detecting whether or not the image is detected.

なお、前述したように、高温超電導ケーブル１のケーブル部１ａの電気絶縁層６では地絡事故は発生せず（あるいは発生する確率が非常に低く）、ボイドＶが生じやすい中間接続部１ｂの電気絶縁層６１で地絡事故が発生する確率の方が高いような場合には、ケーブル部１ａの電気絶縁層６には有機油を含浸させず、中間接続部１ｂの電気絶縁層６１のみに有機油を含浸させるように構成することも可能である。   As described above, the ground insulation accident does not occur in the electrical insulation layer 6 of the cable portion 1a of the high-temperature superconducting cable 1 (or the probability of occurrence thereof is very low), and the electrical connection of the intermediate connection portion 1b where void V is likely to occur. When the probability of a ground fault occurring in the insulating layer 61 is higher, the electric insulating layer 6 of the cable portion 1a is not impregnated with organic oil, and only the electric insulating layer 61 of the intermediate connecting portion 1b is organic. It can also be configured to be impregnated with oil.

また、電気絶縁層６、６１に有機油を含浸させると、有機油が冷媒９に溶け出してしまう可能性が考えられるが、冷媒９が極低温であるため有機油は冷媒９には溶け出さない。あるいは、有機油が冷媒９に溶け出したとしてもその量は極微量である。
そして、仮に有機油が捕集材３０で捕集されたとしても、ガスクロマトグラフィー等の分析方法では上記の可燃性ガスの分子とは分離されて検出されるため、可燃性ガスの分子の検出の妨げになることはない。 In addition, when the electrical insulating layers 6 and 61 are impregnated with organic oil, the organic oil may be dissolved in the refrigerant 9. However, since the refrigerant 9 is at a very low temperature, the organic oil is not dissolved in the refrigerant 9. Absent. Alternatively, even if the organic oil is dissolved in the refrigerant 9, the amount is extremely small.
Even if the organic oil is collected by the collection material 30, it is detected separately from the above-described combustible gas molecules by an analysis method such as gas chromatography. There is no hindrance.

なお、本発明が上記の実施形態等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the like, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記の実施形態では、捕集材３０を高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂと終端接続部１ｃの両方に配置する場合について説明したが（中間接続部１ｂにおける捕集材３０ａと終端接続部１ｃにおける捕集材３０ｂ、３０ｃ）、それらを全て配置する必要はなく、捕集材３０は適宜の位置に配置される。
また、図２や図３では、捕集材３０を高温超電導ケーブル１の中間接続部１ｂや終端接続部１ｃに配置する場合について説明したが、ケーブル部１ａ（例えばその外部流路Ｂ）に設けるように構成することも可能である。そして、その場合、ケーブル部１ａの断熱管３（図１参照）等に捕集材３０の取出口が設けられる。 For example, in the above-described embodiment, the case where the collection material 30 is disposed in both the intermediate connection portion 1b and the termination connection portion 1c of the high-temperature superconducting cable 1 has been described (the collection material 30a and the termination connection in the intermediate connection portion 1b). It is not necessary to arrange all of the collecting materials 30b and 30c) in the part 1c, and the collecting material 30 is arranged at an appropriate position.
2 and 3, the case where the collection material 30 is disposed in the intermediate connection portion 1b and the termination connection portion 1c of the high-temperature superconducting cable 1 has been described. However, the collection member 30 is provided in the cable portion 1a (for example, the external flow path B). It is also possible to configure as described above. And in that case, the outlet of the collection material 30 is provided in the heat insulation pipe | tube 3 (refer FIG. 1) of the cable part 1a.

１ 高温超電導ケーブル
１ｂ 中間接続部
１ｃ 終端接続部
２ ケーブルコア
３ 断熱管
４ フォーマ
４ａ 中空部
５ 高温超電導導体層
６、６１ 電気絶縁層
９ 冷媒
１６ 内管（冷媒と接触する部分）
１８ 側板（冷媒と接触する部分）
２２ 内管（冷媒と接触する部分）
２６ 流出口
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 捕集材
Ａ 内部流路（内部流路、流路）
Ａ１ 出口
Ｂ 外部流路（外部流路、流路） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High temperature superconducting cable 1b Middle connection part 1c Termination connection part 2 Cable core 3 Heat insulation pipe 4 Former 4a Hollow part 5 High temperature superconducting conductor layers 6 and 61 Electrical insulation layer 9 Refrigerant 16 Inner pipe | tube (part which contacts a refrigerant | coolant)
18 Side plate (part in contact with refrigerant)
22 Inner pipe (part in contact with refrigerant)
26 Outflow port 30, 30a, 30b, 30c Collection material A Internal flow path (internal flow path, flow path)
A1 Outlet B External channel (external channel, channel)

Claims (14)

高温超電導導体層と、前記高温超電導導体層の外周に設けられた電気絶縁層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアの外側を冷媒が流れる外部流路とを備える高温超電導ケーブルにおいて、
前記電気絶縁層は、有機物で形成されており、
前記外部流路に、前記冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を前記冷媒中から捕集する捕集材が配置されていることを特徴とする高温超電導ケーブル。 In a high-temperature superconducting cable comprising a high-temperature superconducting conductor layer, a cable core comprising an electrical insulating layer provided on the outer periphery of the high-temperature superconducting conductor layer, and an external channel through which a refrigerant flows outside the cable core,
The electrical insulating layer is made of an organic material,
A high-temperature superconducting cable, wherein a collecting material for collecting the combustible gas molecules contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed in the external channel. 前記高温超電導導体層の内側を冷媒が流れる内部流路と、前記内部流路に配置された別の捕集材とを更に有し、
前記電気絶縁層で発生した可燃性ガスの分子が前記内部流路と前記外部流路の少なくとも一方を流れる冷媒に流出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高温超電導ケーブル。 An internal channel through which the coolant flows inside the high-temperature superconducting conductor layer, and another collecting material disposed in the internal channel,
2. The high-temperature superconductivity according to claim 1, wherein molecules of combustible gas generated in the electrical insulating layer flow out to a refrigerant flowing through at least one of the internal flow path and the external flow path. cable. 前記捕集材は、ニッケル、パラジウム、白金又はそれらの合金で形成された繊維凝集体を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高温超電導ケーブル。   3. The high-temperature superconducting cable according to claim 1, wherein the collecting material includes a fiber aggregate formed of nickel, palladium, platinum, or an alloy thereof. 前記高温超電導導体層の内側にフォーマを備え、
前記フォーマの中空部が前記内部流路とされており、
前記フォーマの表面が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブル。 A former is provided inside the high-temperature superconducting conductor layer,
The hollow portion of the former is the internal flow path,
4. The high-temperature superconducting cable according to claim 1, wherein a surface of the former is coated with a metal of gold, silver, or copper. 5. 前記電気絶縁層の外側に断熱管を備え、
前記断熱管の内側に前記外部流路が設けられており、
前記断熱管の内壁が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブル。 A heat insulating tube is provided outside the electrical insulating layer,
The external flow path is provided inside the heat insulating pipe,
The high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner wall of the heat insulating tube is coated with a metal of gold, silver, or copper. 前記電気絶縁層に有機油が含浸されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブル。   The high-temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 5, wherein the electric insulating layer is impregnated with an organic oil. 前記高温超電導導体層を接続するための中間接続部においても、接続された前記高温超電導導体層の外周に前記電気絶縁層が設けられており、
前記捕集材は、前記中間接続部における前記冷媒の流れの下流側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブル。 Even in the intermediate connection portion for connecting the high-temperature superconducting conductor layer, the electrical insulating layer is provided on the outer periphery of the connected high-temperature superconducting conductor layer,
The high temperature superconducting cable according to any one of claims 1 to 6, wherein the collecting material is disposed on the downstream side of the refrigerant flow in the intermediate connection portion. 前記中間接続部における、前記冷媒と接触する部分が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする請求項７に記載の高温超電導ケーブル。   8. The high-temperature superconducting cable according to claim 7, wherein a portion of the intermediate connection portion that comes into contact with the refrigerant is coated with a metal of gold, silver, or copper. 前記中間接続部における前記電気絶縁層に有機油が含浸されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の高温超電導ケーブル。   The high-temperature superconducting cable according to claim 7 or 8, wherein the electrical insulating layer in the intermediate connection portion is impregnated with organic oil. 前記捕集材は、前記高温超電導導体層と実系統側とを接続するための終端接続部における前記内部流路の出口の部分に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブル。   The said collection material is arrange | positioned in the part of the exit of the said internal flow path in the termination | terminus connection part for connecting the said high temperature superconducting conductor layer and the real system | strain side. The high-temperature superconducting cable according to any one of the above. 前記捕集材は、前記高温超電導導体層と実系統側とを接続する終端接続部における、前記冷媒の外部への流出口の部分に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の高温超電導ケーブル。   The said collection material is arrange | positioned in the part of the outflow port to the exterior of the said refrigerant | coolant in the termination | terminus connection part which connects the said high-temperature superconducting conductor layer and the real system | strain side. The high temperature superconducting cable according to any one of 10. 前記終端接続部における、前記冷媒と接触する部分が、金、銀又は銅のいずれかの金属でコーティングされていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の高温超電導ケーブル。   12. The high-temperature superconducting cable according to claim 10, wherein a portion of the terminal connection portion that comes into contact with the coolant is coated with a metal of gold, silver, or copper. 高温超電導導体層と、前記高温超電導導体層の外周に設けられた電気絶縁層と、前記高温超電導導体層の内側及び前記電気絶縁層の外側に冷媒が流れる流路を備える高温超電導ケーブルの前記高温超電導導体層を接続するための前記高温超電導ケーブルの中間接続部において、
接続された前記高温超電導導体層の外周に設けられた前記電気絶縁層が、有機物で形成されており、
前記冷媒の流れの下流側に、前記冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を前記冷媒中から捕集する捕集材が配置されていることを特徴とする中間接続部。 The high temperature superconducting conductor layer, the electrical insulation layer provided on the outer periphery of the high temperature superconducting conductor layer, and the high temperature superconducting cable having a flow path through which a coolant flows inside the high temperature superconducting conductor layer and outside the electrical insulating layer. In the intermediate connection part of the high-temperature superconducting cable for connecting the superconducting conductor layer,
The electrical insulating layer provided on the outer periphery of the connected high-temperature superconducting conductor layer is formed of an organic material,
An intermediate connecting portion, wherein a collection material for collecting molecules of combustible gas contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed downstream of the flow of the refrigerant. 高温超電導導体層と、前記高温超電導導体層の外周に設けられた電気絶縁層と、前記高温超電導導体層の内側を冷媒が流れる内部流路と、前記電気絶縁層の外側を冷媒が流れる外部流路とを備える高温超電導ケーブルの前記高温超電導導体層と実系統側とを接続するための前記高温超電導ケーブルの終端接続部において、
前記電気絶縁層は、有機物で形成されており、
前記内部流路の出口の部分と前記冷媒の外部への流出口の部分のいずれか一方又は両方に、前記冷媒に含まれる可燃性ガスの分子を前記冷媒中から捕集する捕集材が配置されていることを特徴とする終端接続部。 A high-temperature superconducting conductor layer, an electrical insulating layer provided on the outer periphery of the high-temperature superconducting conductor layer, an internal flow path through which the refrigerant flows inside the high-temperature superconducting conductor layer, and an external flow through which the refrigerant flows outside the electrical insulating layer In the terminal connection part of the high temperature superconducting cable for connecting the high temperature superconducting conductor layer and the actual system side of the high temperature superconducting cable comprising a path,
The electrical insulating layer is made of an organic material,
A collecting material for collecting the combustible gas molecules contained in the refrigerant from the refrigerant is disposed at one or both of the outlet of the internal flow path and the outlet of the refrigerant to the outside. The terminal connection part characterized by being made.
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