JP2523630B2 - 超電導ケ−ブル - Google Patents

超電導ケ−ブル

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JP2523630B2 JP62113195A JP11319587A JP2523630B2 JP 2523630 B2 JP2523630 B2 JP 2523630B2 JP 62113195 A JP62113195 A JP 62113195A JP 11319587 A JP11319587 A JP 11319587A JP 2523630 B2 JP2523630 B2 JP 2523630B2
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道雄 高岡
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隆一 置鮎
昭太郎 吉田
正一 長谷川
宏 山之内
繁嘉寿 横山
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は電力の輸送等に使用される超電導ケーブルに
係わり、超電導体として酸化物系超電導材料を用いたも
のに関する。
「従来の技術およびその問題点」 近来、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度
(Tc)が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。また、こうした酸化
物系超電導体を用いて、例えば送電線等の超電導線材、
超電導マグネット、ジョセフソン素子など多方面に応用
するための研究もなされている。
この発明は、電力輸送などに利用されるケーブルに、
酸化物系超電導体を適用させた高性能な超電導ケーブル
の提供を目的としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、長尺の超電導ケーブルが、冷媒流路を中
心としてその周回りに、酸化物超電導体を良導電性金属
からなる被覆層で被覆してなる1つ以上の超電導セグメ
ント導体と、良導電性金属からなる1つ以上の常電導セ
グメント導体とを分割配置してなり、前記超電導セグメ
ント導体とこの超電導セグメント導体に隣接する常電導
セグメント導体あるいは他の超電導セグメント導体が相
互に密着されたものである。
「作用」 この超電導ケーブルを、酸化物系超電導体の臨界温度
以下に冷却することにより、超電導セグメント導体に損
失なく電流を流すことができる。また、この超電導セグ
メント導体に接触して配置された常電導セグメント導体
は超電導セグメント導体の安定化材として作用する。
「実施例」 第1図はこの発明の一実施例を示す図であって、符号
1は超電導ケーブルである。この超電導ケーブル1は、
断面扇形環状体の2つの超電導セグメント導体2、2
と、断面扇形環状体の2つの常電導セグメント導体3、
3とを交互に組み合わせ、全体として円筒状に形成され
たものである。この超電導セグメント導体2は、第2図
に示す超電導線4を多数本撚り合わせ成形圧縮して構成
されている。上記超電導線4は、線状の超電導導体5と
その外周に設けられた銅からなる被覆層6とから構成さ
れている。超電導導体5の構成材料としては、A−B−
Cu−O系(ただし、AはY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,Gd,Tb,S
m,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc等のIIIa族金属元素を示し、B
はBa,Sr,Mg,Ca,Ra,Be等のアルカリ土類金属元素を示
す)あるいはBaPbBiO3、SrTiO3、BaTiO3、(Sr,Ba)TiO
3、(Ca,Sr)TiO3等のA−B−O3型などの酸化物系超電
導材料が使用される。
上記常電導セグメント導体3は、多数本の銅線7を断
面が扇形環状体となるように撚り合わせ成形圧縮したも
のである。
また、この超電導ケーブル1の中心には、軸線に沿っ
て冷媒流路8が形成されており、超電導セグメント導体
2内の超電導導体5・・・を臨界温度以下に冷却するた
めの液体窒素などの冷媒を流せるようになっている。
この超電導ケーブル1は、冷媒流路8内に液体窒素な
どの冷媒を流し、超電導セグメント導体2、2の超電導
導体5・・・を臨界温度以下に冷却することによって、
この超電導導体5・・・に損失なく電流を流すことがで
きる。また万一、ケーブルの温度が上記臨界温度以上と
なり、超電導導体5・・・に電気抵抗が生じた場合に
は、超電導導体5・・・外周の被覆層6・・・および超
電導セグメント導体2に接触している常電導セグメント
導体3に電流が流れ、超電導状態が破れたときの超電導
ケーブルの破損を防ぐ安定化材として作用する。
この超電導ケーブル1は次のように製造される。ま
ず、銅のパイプ内に酸化物系超電導材料の粉末あるいは
その原料粉末を充填し、次いでこれを線材状に延伸加工
し、さらに熱処理を施して超電導線4を作成する。次い
で、多数本の超電導線4・・・を束ね、これらを撚り合
わせ、かつ断面が扇形環状体となるように加圧成形を施
して超電導セグメント導体2を作成する。一方、常電導
セグメント導体3は、多数本の銅線7・・・を束ね、こ
れらを撚り合わせ、かつ断面が扇形環状体となるように
加圧成形を施して作成する。次に、2つの超電導セグメ
ント導体2と2つの常電導セグメント導体3を交互に組
み合わせ、全体として円筒状に形成する。これら各セグ
メント導体2、3を接合させるには、ろう付接合や溶接
などの接合手段により各セグメント導体2、3の接触部
分を接合する方法や、この円筒体の外周に銅、アルミニ
ウム、ステンレス等のスリーブを嵌着する一方、円筒体
中央の貫通孔にパイプを挿入することによって各セグメ
ント導体2、3を一定位置に固定する方法などにより行
われる。以上の操作により2つの超電導セグメント導体
2と2つの常電導セグメント導体3からなる超電導ケー
ブル1が作成される。
この超電導ケーブル1は、酸化物系超電導体を備えた
2つの超電導セグメント導体2と2つの常電導セグメン
ト導体3を交互に組み合わせて構成され、酸化物系超電
導体の臨界温度以下に超電導ケーブル1を冷却すること
により、超電導セグメント導体2、2に損失なく電力を
流すことができるので、ケーブルの大容量化および電力
の輸送ロスを減少させることができ、ケーブルの電力輸
送能力を大巾に向上させることができる。また、超電導
セグメント導体2、2と常電導セグメント導体3、3を
接触させたので、超電導セグメント導体2、2の超電導
状態が破れたときに常電導セグメント導体3、3側に電
流を流すことができ、電気抵抗の増大による超電導セグ
メント導体2、2の破壊を防ぐことができる。
また、この超電導ケーブル1は、軸線に沿って冷媒流
路8を設け、この中に液体窒素などの冷媒を流して超電
導セグメント導体2、2を冷却するように構成したの
で、超電導セグメント導体2、2の冷却手段を簡略化で
き、冷却効率を向上させることができる。
また、超電導導体5としてY−Ba−Cu−O系などのA
−B−Cu−O系超電導材料を用いる場合、このA−B−
Cu−O系の超電導体は極めて高い臨界温度(90〜95K)
を示し、比較的安価で取り扱い易い液体窒素を用いた冷
却条件で超電導状態とすることができるので、冷却設備
を簡略化できる。
また、この超電導ケーブル1は、同一の断面形状の超
電導セグメント導体2、2と常電導セグメント導体3、
3を組み合わせた構成なので、複数の常電導セグメント
導体を接合して作成される既存の分割ケーブルの製造設
備を適用することができ、容易に製造できる。
第3図はこの発明の他の実施例を示す図である。この
図において第1図および第2図に示す構成要素と同一の
要素には同一の符号を付しその説明を省略する。第1図
に示す超電導ケーブル1は、多数本の超電導線4・・・
を束ね、断面が扇形環状体となるように撚り合わせ成形
圧縮した超電導セグメント導体2を用いた構成であった
が、この例の超電導ケーブル9は、断面が扇形環状体に
形成された1つの超電導導体5の外面に銅製の被覆層6
を設けた超電導セグメント導体2aを用いた構成になって
いる。また、この例の超電導ケーブル9は、断面が扇形
環状体の銅の一体物からなる常電導セグメント導体3aを
用いて構成されている。
この超電導ケーブル9は、先の実施例による超電導ケ
ーブル1と同様に、冷媒流路8内に液体窒素などの冷媒
を流して冷却することによって超電導導体5に損失なく
電力を流すことができ、また超電導セグメント導体2a,2
aの被覆層6、6および常電導セグメント導体3a,3aは超
電導導体5の安定化材として作用する。
この超電導ケーブル9は、先の実施例による超電導ケ
ーブル1と同様の効果が得られる他、1つの超電導導体
5に被覆層6を設けた超電導セグメント導体2aおよび銅
の一体物からなる常電導セグメント導体3aを用いて構成
したので、超電導セグメント導体2aおよび常電導セグメ
ント導体3aの製造工程を簡略化できる。
なお、上述の各実施例とも被覆層6および常電導セグ
メント導体3の材料として銅を用いたが、これに限定さ
れず、アルミニウムや銅合金などの良導電体を用いても
良い。
また、各実施例とも、2つの超電導セグメント導体2
と2つの常電導セグメント導体3とを用い、これらを組
み合わせて円筒状に形成する構成であったが、各々のセ
グメント導体の数は2つに限定されることなく3つ以上
でも良い。また、超電導ケーブルの形状は、円筒状に限
定されることなく他の形状でも良い。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明の超電導ケーブルは、
酸化物系超電導体からなる少なくとも1つの超電導セグ
メント導体と常電導体からなる少なくとも1つの常電導
セグメント導体を具備し、超電導セグメント導体と常電
導セグメント導体を接触させて構成し、超電導セグメン
ト導体を酸化物系超電導体の臨界温度以下に冷却するこ
とによって超電導セグメント導体に損失なく電流を流す
ことができるので、ケーブルの大容量化および電力の輸
送ロスを減少させることができ、電力輸送能力を大巾に
向上させることできる。また超電導セグメント導体と常
電導セグメント導体を接触させたので、超電導セグメン
ト導体の超電導状態が破れたときに、常電導セグメント
導体側に電流を流すことができ、電気抵抗の増加による
超電導セグメント導体の破壊を防ぐことができる。
また、この発明による超電導ケーブルは、超電導セグ
メント導体と常電導セグメント導体とを組み合わせた構
成なので、複数の常電導セグメント導体を接合して作成
される既存の分割ケーブルの製造設備を適用することが
可能であり、容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す超電導ケーブルの横
断面図、第2図は第1図の超電導線に使用される超電導
線の拡大斜視図、第3図はこの発明の他の実施例を示す
超電導ケーブルの横断面図である。 1、9……超電導ケーブル、2、2a……超電導セグメン
ト導体、3……常電導セグメント導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 置鮎 隆一 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 長谷川 正一 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 山之内 宏 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 横山 繁嘉寿 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−198009(JP,A) 特開 昭50−49677(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長尺の超電導ケーブルが、冷媒流路を中心
    としてその周回りに、酸化物超電導体を良導電性金属か
    らなる被覆層で被覆してなる1つ以上の超電導セグメン
    ト導体と、良導電性金属からなる1つ以上の常電導セグ
    メント導体とを分割配置してなり、前記超電導セグメン
    ト導体とこの超電導セグメント導体に隣接する常電導セ
    グメント導体あるいは他の超電導セグメント導体が相互
    に密着されたことを特徴とする超電導ケーブル。
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