JP4967750B2 - 超電導ケーブルの接続構造および超電導ケーブルの接続方法 - Google Patents
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Description
図1(A)は、本発明の実施の形態1における第1の超電導ケーブルを示す断面図であり、(B)は、本発明の実施の形態1における第2の超電導ケーブルを示す断面図である。図2(A)は、本発明の実施の形態1における第1の超電導ケーブルのケーブルコアを示す断面図であり、(B)は、本発明の実施の形態1における第2の超電導ケーブルのケーブルコアを示す断面図である。図3は、本発明の実施の形態1における超電導ケーブルの接続構造を示す概略断面図である。図1〜図3を参照して、本発明の実施の形態1における超電導ケーブルの接続構造について説明する。
図6は、本発明の実施の形態2における超電導ケーブルの接続構造を示す断面図である。図6を参照して、本発明の実施の形態2における超電導ケーブルの接続構造について説明する。
図9は、本発明の実施の形態3における超電導ケーブルの接続構造を示す概略断面図である。図9を参照して、本発明の実施の形態3における超電導ケーブルの接続構造を説明する。
本発明例1における超電導ケーブルの接続構造は、図3に示す実施の形態1における超電導ケーブルの接続方法にしたがった。具体的には、まず、準備工程(S10)では、図1および図2に示す第1および第2の超電導ケーブル10,20を準備した。第1および第2の超電導ケーブル10,20におけるフォーマ101,201は、銅製で、銅の抵抗率が1.69μΩ・cmで、断面積が1.4cm2のもの、すなわち、単位長さ当たり1.2μΩ/cmの抵抗を持つ銅を用いた。また、第1の超電導ケーブル10における第1の超電導層103は、長さが3mで超電導層がYBCOの超電導線材を、第2の超電導ケーブル20における第1の超電導層203は、長さが3mのBi2223超電導線材を用いた。なお、YBCOの常伝導状態における単位長さ当たりの抵抗(57.0μΩ/cm)は、Bi2223の常伝導状態における単位長さ当たりの抵抗(8.1μΩ/cm)の約7倍である。
比較例1における超電導ケーブルの接続構造は、基本的には本発明例1における超電導ケーブルの接続構造と同様の構成を備えているが、第3接続工程(S30)を備えていない点においてのみ異なる。すなわち、比較例1における超電導ケーブルの接続構造は、図11に示すように、半田330を備えておらず、第1および第2の超電導ケーブル10,20の第1の超電導層103,203と、第1および第2の超電導ケーブル10,20のフォーマ101,201とを電気的に接続しなかった。なお、図11は、比較例1における超電導ケーブルの接続構造を示す断面図である。
本発明例1および比較例1における超電導線材の接続構造において、第2の超電導ケーブル20における第1の超電導層203から第1の超電導ケーブル10における第1の超電導層103に短絡電流を流したときに、第1および第2の超電導ケーブル10,20に流れるフォーマ101,201、第1の超電導層103,203に流れるそれぞれの電流を、電流計を用いて測定した。
本発明例1における超電導ケーブルの接続構造に流れた電流は、第2の超電導ケーブル20におけるフォーマ201には20.0kA、第2の超電導ケーブル20における第1の超電導層203には3.0kA、第1の超電導ケーブル10におけるフォーマ101には22.5kA、第1の超電導ケーブル10における第1の超電導層103には0.5kAであった。この結果から、本発明例1における超電導ケーブルの接続構造では、第1および第2の超電導ケーブル10,20の第1の超電導層103,203のうちの少なくともいずれか一方は、第1および第2の超電導ケーブル10,20のフォーマ101,201のうち少なくともいずれか一方と電気的に接続されているので、それぞれの抵抗に応じた電流を再配分できた。
Claims (12)
- フォーマと、前記フォーマの外周側に配置される第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層の外周側に配置される第1の超電導層と、前記第1の超電導層の外周側に配置される第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層の外周側に配置される第2の超電導層と、前記第2の超電導層の外周側に配置される第3の絶縁層と、前記第3の絶縁層の外周側に配置されるシールド導体層とを備える、第1および第2の超電導ケーブルの接続構造であって、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記フォーマおよび前記第1の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記フォーマおよび前記第1の超電導層とは、それぞれ互いに電気的に接続され、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層とは、常伝導状態における抵抗が異なっており、
前記第1および第2の超電導ケーブルの前記第1の超電導層のうちの少なくともいずれか一方は、前記第1および第2の超電導ケーブルの前記フォーマのうち少なくともいずれか一方と電気的に接続されている、超電導ケーブルの接続構造。 - 前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層の常伝導状態における抵抗は、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層の常伝導状態における抵抗の5倍以上である、請求項1に記載の超電導ケーブルの接続構造。
- 前記第1の超電導ケーブルにおける前記フォーマの端部と前記第2の超電導ケーブルにおける前記フォーマの端部とを対向させた状態で被覆することにより、前記第1の超電導ケーブルにおける前記フォーマと、前記第2の超電導ケーブルにおける前記フォーマとを電気的に接続する導電性のスリーブと、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層とを電気的に接続する導電性の線材とを備え、
前記スリーブと前記線材とは、電気的に接続されている、請求項1または2に記載の超電導ケーブルの接続構造。 - フォーマと、前記フォーマの外周側に配置される第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層の外周側に配置される第1の超電導層と、前記第1の超電導層の外周側に配置される第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層の外周側に配置される第2の超電導層と、前記第2の超電導層の外周側に配置される第3の絶縁層と、前記第3の絶縁層の外周側に配置されるシールド導体層とを備える、第1および第2の超電導ケーブルを準備する準備工程と、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記フォーマと、前記第2の超電導ケーブルにおける前記フォーマとを電気的に接続する第1接続工程と、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層とを電気的に接続する第2接続工程と、
前記第1および第2の超電導ケーブルの前記第1の超電導層のうちの少なくともいずれか一方と、前記第1および第2の超電導ケーブルの前記フォーマのうち少なくともいずれか一方とを電気的に接続する第3接続工程とを備え、
前記準備工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層の常伝導状態における抵抗と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層の常伝導状態における抵抗とが異なる、前記第1および第2の超電導ケーブルを準備する、超電導ケーブルの接続方法。 - 前記準備工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層の常伝導状態における抵抗が、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層の常伝導状態における抵抗の5倍以上である前記第1の超電導ケーブルを準備する、請求項4に記載の超電導ケーブルの接続方法。
- 前記第1接続工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記フォーマの端部と前記第2の超電導ケーブルにおける前記フォーマの端部とを対向させた状態で被覆することにより、前記第1の超電導ケーブルにおける前記フォーマと、前記第2の超電導ケーブルにおける前記フォーマとを電気的に接続する導電性のスリーブを形成し、
前記第2接続工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第1の超電導層とを電気的に接続する導電性の線材を形成し、
前記第3接続工程では、前記スリーブと、前記線材とを電気的に接続する、請求項4または5に記載の超電導ケーブルの接続方法。 - フォーマと、前記フォーマの外周側に配置される第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層の外周側に配置される第1の超電導層と、前記第1の超電導層の外周側に配置される第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層の外周側に配置される第2の超電導層と、前記第2の超電導層の外周側に配置される第3の絶縁層と、前記第3の絶縁層の外周側に配置されるシールド導体層とを備える、第1および第2の超電導ケーブルの接続構造であって、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層および前記シールド導体層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層および前記シールド導体層とは、それぞれ互いに電気的に接続され、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層とは、常伝導状態における抵抗が異なっており、
前記第1および第2の超電導ケーブルの少なくともいずれか一方において、前記第2の超電導層と前記シールド導体層とが電気的に接続されている、超電導ケーブルの接続構造。 - 前記第1の超電導ケーブルにおける第2の超電導層の常伝導状態における抵抗は、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層の常伝導状態における抵抗の5倍以上である、請求項7に記載の超電導ケーブルの接続構造。
- 前記第1および第2の超電導ケーブルの少なくともいずれか一方において、前記第2の超電導層と前記シールド導体層とを電気的に接続する導電性の接続部材と、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層とを電気的に接続する導電性の第1の線材と、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記シールド導体層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記シールド導体層とを電気的に接続する導電性の第2の線材とを備える、請求項7または8に記載の超電導ケーブルの接続構造。 - フォーマと、前記フォーマの外周側に配置される第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層の外周側に配置される第1の超電導層と、前記第1の超電導層の外周側に配置される第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層の外周側に配置される第2の超電導層と、前記第2の超電導層の外周側に配置される第3の絶縁層と、前記第3の絶縁層の外周側に配置されるシールド導体層とを備える、第1および第2の超電導ケーブルを準備する準備工程と、
前記第1および第2の超電導ケーブルの少なくともいずれか一方において、前記第2の超電導層と前記シールド導体層とを電気的に接続するシールド側第1接続工程と、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層とを電気的に接続するシールド側第2接続工程と、
前記第1の超電導ケーブルにおける前記シールド導体層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記シールド導体層とを電気的に接続するシールド側第3接続工程とを備え、
前記準備工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層の常伝導状態における抵抗と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層の常伝導状態における抵抗とが異なる、前記第1および第2の超電導ケーブルを準備する、超電導ケーブルの接続方法。 - 前記準備工程では、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層の常伝導状態における抵抗が、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層の常伝導状態における抵抗の5倍以上である前記第1の超電導ケーブルを準備する、請求項10に記載の超電導ケーブルの接続方法。
- 前記シールド側第1接続工程では、前記第1および第2の超電導ケーブルの少なくとも一方において前記第2の超電導層と、前記シールド導体層とを電気的に接続する接続部材を形成し、
前記シールド側第2接続工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記第2の超電導層とを電気的に接続する導電性の第1の線材を形成し、
前記シールド側第3接続工程では、前記第1の超電導ケーブルにおける前記シールド導体層と、前記第2の超電導ケーブルにおける前記シールド導体層とを電気的に接続する導電性の第2の線材を形成する、請求項10または11に記載の超電導ケーブルの接続方法。
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