JP3684557B2 - 超電導ケーブル及び運搬方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超電導ケーブルとその運搬方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超電導ケーブルは現在開発段階にあり、実線路向けに長尺ケーブルが製造され、運搬され、布設された実績はない。超電導ケーブルの絶縁構造と似た従来のケーブルではＯＦケーブルがある。このＯＦケーブルは導体上に絶縁テープ巻きによる絶縁層を形成した後、乾燥タンクにて真空引き及び加熱して脱気処理を行い、その後、ケーブルシース及び防食層を行い、ケーブルの片端から真空引きを行いながら他端から浸油し、圧力油槽を具えたドラムに巻取り、運搬されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、超電導ケーブルは絶縁層に含浸させる液体が極低温（77Ｋ）の液体窒素であるため、ＯＦケーブルの浸油方法と同様の方法で液体窒素をケーブル内に含浸させることは困難である。又ケーブル内に液体窒素を含浸させた状態でケーブルの運搬を行うには、ケーブル内の液体窒素が蒸発するため、液体窒素タンクあるいは冷凍機等が必要となり、運搬設備が大きくなるという問題がある。
さらに超電導ケーブルでは、液体窒素の温度を維持するために断熱層を設けるが、コンパクトで断熱性能の良い積層真空方式の断熱層を採用する際には、高い真空度が要求されるため、従来ケーブルにはない真空引き工程が必要となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
超電導ケーブルは運転前に初期冷却を行って、ケーブルの冷却、液体窒素の圧送を行う必要がある。本発明はケーブルの運搬前に工場内で超電導ケーブル内に窒素ガスを封入するとともに、真空層の真空引きを行い、窒素ガスが充填された状態でケーブルの運搬、布設を可能とした超電導ケーブルとその運搬方法を提供するものである。
【０００５】
そして、本発明の第１の特徴は、超電導ケーブルの端末部を段差構造とし、断熱層を形成する内外管の端部に真空引き用ポートを具えた断熱管封止金具を取付け、さらにケーブルコアを内包して上記断熱管封止金具とケーブルのフォーマとの間に排気ポートを具えた断熱管とケーブルコアを一体化する断熱管、ケーブルコア一体化金具を設けた超電導ケーブルにある。
【０００６】
又本発明の第２の特徴は、超電導ケーブルのドラムへの巻取り時に、その巻始め端及び巻終り端に、ケーブル端部へ前記断熱管封止金具及び前記断熱管とケーブルコアを一体化する金具を取付け超電導ケーブルがドラムに巻かれた状態で、断熱管封止金具の真空引き用ポートより断熱層の真空引きを行うとともに、断熱管ケーブルコア一体化金具の排気ポートにより、ケーブルコア部の真空引き及び窒素ガスの充填を行い、ドラムに取付けた窒素ガスタンクによりケーブルコア部に窒素ガスを加圧した状態で運搬を行う運搬方法にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の超電導ケーブルにおける端末部の具体例の説明図で、図１（イ）は斜視図、図１（ロ）は縦断面図である。又図２（イ）、（ロ）は上記端末部の構成手順を示す縦断面図である。
図面において、１は内部に冷媒通路を形成したケーブルのフォーマ、２は超電導導体、３は超電導ケーブルコア、４は内部に冷媒通路を形成した断熱管内管、５は断熱管外管、６はポリエチレン、塩化ビニル等のケーブル防食層である。
【０００８】
端末部の形成にあたっては、まずケーブルの端末を段剥ぎして図２（イ）に示すような段差構造とする。そして、図２（ロ）に示すように断熱管内管４と外管５の端部に断熱管封止金具11を溶接15，16により取付け、両者を接続して二重管を封止する。上記断熱管封止金具11には真空引き用のポート12，及び次工程で接続される断熱管とケーブルコアを一体化する断熱管、ケーブルコア一体化金具21との接続用のＯリング24取付溝14、接続ボルト23用のタップ13が設けられている。
【０００９】
次に上記断熱管封止金具11とケーブルのフォーマ１との間にはケーブルコア３を内包して断熱管ケーブルコア一体化金具21を取付けて両者を接続する。上記金具21の断熱管封止金具11への取付けはＯリング24で気密性を保持した状態でボルト23にて取付けられ、ケーブルのフォーマ１へは溶接25にて接続される。この際、ケーブルのフォーマ１は上記金具21を貫通した状態で取付けられる。又上記断熱管ケーブルコア一体化金具21には排気ポート22が設けられており、該ポート22より断熱管内管４の内部の真空引き及び窒素ガスの封入を実施する。
【００１０】
上述のように、断熱管封止金具11及び断熱管ケーブルコア一体化金具21をケーブルの両端に取付けた端末部を有する超電導ケーブルを用いることにより、ドラムに巻付けた状態で、断熱管の真空引き及びケーブルコアの脱気、窒素ガスの充填が可能となる。
なお、図３は上記金具を取付けた３心超電導ケーブルの端末部の斜視図である。
【００１１】
図５（イ）〜（ホ）は本発明の超電導ケーブルの製造からドラムへの巻付けまでの手順の説明図である。
図５（イ）に示すように、ケーブル製造ラインＡにより製造されたケーブルＢのドラムＤへの巻始め端に前記断熱管封止金具と断熱管ケーブル一体化金具よりなる金具類Ｃを取付け、図５（ロ）のようにドラムＤへの巻付けていく。次に図５（ハ）に示すようにケーブルＢの巻終り端にも前記金具類Ｃを取付ける。そして、図５（ニ）に示すように、金具類Ｃの断熱管、ケーブルコア一体化金具21に有する排気ポート22に窒素ガスタンクＥを接続し、ドラムＤに巻かれた状態で断熱管封止金具11の真空引きポート12より断熱層の真空引きを行うとともに、上記断熱管、ケーブルコア一体化金具21の巻始め端側の排気ポート22より脱気を行いながら、巻終り端側の排気ポート22より窒素ガスタンクＥより窒素ガスの充填を行う。断熱層の真空引き及び断熱管内管４内部への窒素ガスの充填が終了すると、図５（ホ）に示すようにドラムＤに取付けられている窒素ガスタンクＦに切替え、該窒素ガスタンクＦにより、ケーブルコア部に窒素ガスを加圧した状態で運搬する。封入された窒素ガスは、ケーブル布設後の初期冷却時に冷却され、運転時の冷媒である液体窒素に液化される。
【００１２】
なお、前記の作業において、ドラムの胴表面にテープヒータを巻いておくことにより、断熱層の真空引きを行う際に、テープヒータに通電することにより断熱管外管を加熱することができ、断熱層内の吸着ガスを活性化し、真空引きによる到達真空度を向上させる。いわゆるベーキング作業が期待できる。
【００１３】
同様に、ケーブルコア内の脱気を行う際にも、ケーブルコアを加熱することにより絶縁層内の吸着ガスを追い出すことが可能であり、これについては断熱管、ケーブルコア一体化金具を貫通しているフォーマより通電することにより実施できる。この作業は常温での作業であるため、超電導導体は常電導状態であり、ジュール熱によりケーブルコア温度を上昇させることが可能である。
【００１４】
又図４に示すように、断熱管、ケーブルコア一体化金具21にプーリングアイ31を溶接32等により取付けることにより、断熱層の真空を破ることなく封止した状態で、かつケーブルコアへの水分の侵入を防止した状態で、断熱管とケーブルコアを一体化した状態で保持して、ケーブルの布設が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超電導ケーブルをドラムに巻いた状態で、内外断熱管の間の真空引き及びケーブルコアの脱気、窒素ガスの充填を行うことが可能になり、さらにこの状態を維持して超電導ケーブルを運搬し、布設することも可能となる。
【００１６】
ドラムの胴表面にテープヒータを巻付けたドラムを使用し、該テープヒータに通電して断熱管外管を加熱することにより、真空引きによる到達真空度を向上させることができ、又断熱管、ケーブルコア一体化金具を貫通しているケーブルのフォーマに通電することにより、ケーブルコアの脱気の作業性が向上する。
さらに、断熱管、ケーブルコア一体化金具にプーリングアイを取付けておくことにより、断熱層の真空度を悪化させることなく、かつケーブルコアの水分吸収を防止し、断熱管とケーブルコアを一体化させて布設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超電導ケーブルにおける端末部の具体例の説明図で、図１（イ）は斜視図、図１（ロ）は縦断面図である。
【図２】（イ）及び（ロ）は図１の端末部の構成手順を示す縦断面図である。
【図３】３心超電導ケーブルの端末部の斜視図である。
【図４】断熱管、ケーブルコア一体化金具にプーリングアイを取付けた端末部の側面図である。
【図５】（イ）〜（ホ）は本発明の超電導ケーブルの製造からドラムへの巻付までの手順の説明図である。
【符号の説明】
１ フォーマ Ｆ ドラム取付け窒素ガスボンベ
２ 超電導導体
３ ケーブルコア
４ 断熱管内管
５ 断熱管外管
６ 防食層
11 断熱管封止金具
12 真空引き用ポート
21 断熱管、ケーブルコア一体化金具
22 排気用ポート
31 プーリングアイ
Ａ ケーブル製造ライン
Ｂ 超電導ケーブル
Ｃ 金具類
Ｄ ドラム
Ｅ 窒素ガスタンク

Claims (4)

1. 超電導ケーブルコアの外側に冷媒流路を構成する内管とさらにその外側に外管を設け、上記内管と外管の間を真空状態に保持して断熱層を形成した超電導ケーブルにおいて、
   上記超電導ケーブルの端末部を、外管から内管およびケーブルコアが順次長手方向に露出される段差構造として、上記断熱層を形成する内外管の端部に真空引き用ポートを具えた断熱管封止金具を取付け、
   さらにケーブルコアを内包して上記断熱管封止金具とケーブルのフォーマとの間に排気ポートを具え、断熱管封止金具と接続することにより断熱管とケーブルコアとを一体化する断熱管、ケーブルコア一体化金具を設けたことを特徴とする超電導ケーブル。
2. ケーブルコアのフォーマが前記断熱管、ケーブルコア一体化金具を貫通していることを特徴とする請求項１記載の超電導ケーブル。
3. 前記断熱管、ケーブルコア一体化金具にプーリングアイを取付けたことを特徴とする請求項１記載の超電導ケーブル。
4. 請求項１に記載の超電導ケーブルのドラムへの巻取り時に、その巻始め端及び巻終り端に、ケーブル端部へ前記断熱管封止金具及び前記断熱管とケーブルコアを一体化する断熱管、ケーブルコア一体化金具を取付け、超電導ケーブルがドラムに巻かれた状態で、断熱管封止金具の真空引き用ポートより断熱層の真空引きを行うとともに、断熱管ケーブルコア一体化金具の排気ポートによりケーブルコア部の真空引き及び窒素ガスの充填を行い、ドラムに取付けた窒素ガスタンクによりケーブルコア部に窒素ガスを加圧した状態で運搬を行うことを特徴とする超電導ケーブルの運搬方法。

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