JP5465895B2 - ２本の超伝導ケーブルを接続する装置 - Google Patents

Description

本発明は、隣接した２本の超伝導ケーブルを接続する装置に関する。本発明は、特に高電圧に適用される。

超伝導ケーブルは、その周囲に巻きつけられた超伝導材料を有する、一般に円筒形状の中心支持体からなる。超伝導体の周囲には絶縁シースが配置される。中心支持体は、たとえば、銅ケーブルや銅管など、導電性の材料によって構成される。超伝導材料は、１層以上に中心支持体に巻きつけられたテープの形状であってもよい。

特許文献１は、超伝導ケーブルの一端を超伝導ではない従来のケーブルへ接続する終端装置を記載している。

２本の超伝導ケーブルを接続する装置は、特許文献２に記載されている。

該接続装置は、樹脂部分と中空管とからなる絶縁スペーサの中空管内に配置された２本の超伝導ケーブルの端部を接続する中心導電性接続部材を有する。

２本の超伝導ケーブルを接続する装置は、特許文献３に記載されている。

該接続装置は、２本の被覆をはがされたケーブルの端部を接続し、絶縁要素中に配置された中心導電性接続部材を備える。

隣接する超伝導ケーブルを接続する上記のような装置は、たとえば、超伝導ケーブルの内の１本を交換する場合に、ケーブルの一部を取り除くことなく、接続を分解し再び組み立てることが容易ではない。

欧州特許出願EP1841011 欧州特許出願EP1489693 欧州特許出願EP1489691

本発明は、ケーブル自体に作用することなく取り外すことのできる、２本の隣接する超伝導ケーブルを接続する装置を提供する。

上記課題を達成するために、本発明は、２本の隣接した超伝導ケーブルを接続するための超伝導ケーブル接続装置であって、おのおのの超伝導ケーブルは、少なくともほぼ円筒状の抵抗性の導電性中心導体、前記導電性中心導体の周囲に配置された、少なくとも一つの超伝導材料の層及び前記超伝導材料の層を取り囲む絶縁シースからなり、おのおのの超伝導ケーブルの端部は、前記導電性中心導体及び前記超伝導材料の層を露出するように被覆がはがされており、絶縁材料の外部カバーを備えており、超伝導ケーブルのおのおのの被覆をはがされた部分の周囲に結合する、それぞれ少なくとも一つの導電性スリーブ、及び前記導電性スリーブを収納し、前記導電性スリーブに接続された導電性管を備えた超伝導ケーブル接続装置を提供する。

絶縁材料の外部カバーを取り外した後に、導電性管を導電性スリーブから切り離して取り外し、それによって導電性管を導電性スリーブから分離し、超伝導ケーブル接続装置を分解することができる。

超伝導ケーブル接続装置は、現場で容易に組み立てることができる。

本発明によれば、比較的大きな電流を搬送する比較的大きな直径の中心支持体を有する２本のケーブルの間の接続を行うことも可能である。

好ましい実施形態において、前記導電性スリーブのおのおののが、円形の外形形状の端部によって延長されている。

前記円形の外形形状の端部が、導電性スリーブの直径よりも大きな最大外径を示し、放射状のショルダーを形成するのが好ましい。

前記導電性管が、前記導電性スリーブの端部のショルダーに隣接するのが有利である。

前記導電性スリーブが、超伝導材料の層と導電性スリーブの内壁との間に位置している空隙にはんだ材料を導くことができるようにする少なくとも一つの開口を含んでもよい。

前記導電性スリーブが、外側面に電気接触手段を含んでもよい。
前記電気接触手段が、金属接触ブレイドを保持する環状の溝から構成されるのが好ましい。

記導電性管が、前記導電性スリーブに機械的に接続されているのが有利である。
前記導電性管が、ネジによって前記導電性スリーブに接続されてもよい。
前記導電性スリーブ及び前記導電性管が、金属からなるのが好ましい。

本発明の好ましい実施形態を示すに過ぎない図面を使用して以下において本発明を説明する。

第１の超伝導ケーブルの端部を示す図である。 本発明による接続装置を取り付ける第１のステップを示す図である。 図２より大きな縮尺の図である。 本発明による接続装置を備えた２本の超伝導ケーブルの断面図である。 本発明による最終的な接続の断面図である。

図１に示す超伝導ケーブルの端部は、導電性の抵抗を有する、実質的に円筒形状の中心支持体１からなる。例として、中心支持体は、銅線のケーブルまたは、たとえば、銅や銀メッキした銅からなる、低抵抗の金属管であってよい。超伝導材料の２つの重なり合った層２及び３が中心支持体１を取り囲む。電気絶縁シース４が、超伝導層３を取り囲む。

超伝導層２及び３は、中心支持体１の周囲にそれぞれ巻きつけられた超伝導材料からなるテープまたはワイヤによって形成されてもよい。一般的に超伝導ケーブルは、一つだけの超伝導層２又は３を有することはない。超伝導ワイヤまたは超伝導テープは、たとえば、Ｂｉ_２Ｓｒ_２Ｃａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｘ（ＢＳＣＣＯ）タイプやＹＢａＣｕＯタイプであってもよい。

超伝導ケーブルの端部は、階段状に被覆をはがされており、ケーブルからその端部まで、可変の長さで、第１の超伝導層３、第２の超伝導層２及び中心支持体１を連続的に示している。

電気絶縁シースの端部は、その端部４Ａで円錐状となるように形づくられており、絶縁シースの外径から超伝導層３の外径よりわずかに大きい外径に至る面取り区間を形成している。

導電性スリーブ５は、図２、詳細には、図３に明らかなように、超伝導ケーブルの被覆をはがされた部分の周囲に結合される。

導電性スリーブ５は、特許文献１に記載されたタイプのものである。

金属スリーブ５は、被覆がはがされた中心導体１及び被覆がはがされた超伝導層２及び３を覆う。金属スリーブ５は、第１の部分５Ａ及び第２の部分５Ｂを含む。金属スリーブの第１の部分５Ａが、単に相互結合または圧着により、中心支持体１に固定することができるように、第１の部分５Ａは、中心支持体１の直径よりもほんのわずかに大きい内径を有する中空円筒状である。たとえば、金属スリーブは銅であってもよく、中心支持体も銅製であれば、金属スリーブは、良好な銅・銅の電気接続を提供する。金属スリーブの第２の部分５Ｂは、超伝導層２及び３の被覆がはがされた部分を完全に覆うように、実質的に、超伝導層２及び３の被覆がはがされた部分の長さ以上の長さの中空円筒の形状である。金属スリーブの第２の部分５Ｂの内壁と超伝導層２及び３との間に間隙が残るように、金属スリーブの第２の部分５Ｂの内径は、（超伝導層２の直径よりも大きな直径を有する）超伝導層３の直径よりも大きい。第２の部分５Ｂには開口部がある。開口部の寸法は、金属スリーブの第２の部分５Ｂの内壁と超伝導層２及び３との間に位置するように、はんだ材料の粉末を注入するか、または、溶融したはんだ合金を直接型に入れるのに十分な大きさである。たとえば、開口部の形状は横長であってもよい。

はんだ材料は、金属スリーブの第２の部分５Ｂと超伝導層２及び３との間の間隙を少なくとも部分的に埋める。この材料は導電性を有し、比較的低い、たとえば約１００℃よりも低い融点を有するのが有利である。たとえば、該材料は、錫・ビスマス・鉛（Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ）の組成の合金であってもよい。このような材料は、超伝導層を高すぎる温度まで加熱することによって超伝導層を破壊するのを防止し、他方、超伝導層と金属スリーブ５との間の良好な電気的接続を提供する。

金属スリーブの長さは、超伝導層２及び３の被覆がはがされた部分、中心支持体１の被覆がはがされた部分及び絶縁シース４の端部を完全に覆う長さである。

金属スリーブの第２の部分５Ｂは、金属スリーブの外径よりも大きな最大外径を示し、放射状のショルダー５Ｅを形成する端部５Ｄによって延長されている。

金属スリーブ５は、その第２の部分５Ｂの外壁に電気接触手段を含む。電気接触手段は、金属スリーブの第２の部分５Ｂの外壁に加工された溝５Ｆから構成される。これらの溝は、金属接触ブレイドまたは環状形状を受けるように設計されている。

本発明は、隣接した２本の超伝導ケーブルＣ、Ｃ’を接続する装置を提供する。図４に示すように、それぞれの金属スリーブ５、５’が、上述のように、おのおのの超伝導ケーブルの、被覆をはがされた端部の周囲に固定される。

接続を行うために、金属接触ブレイドが、金属スリーブの対応する溝に入れられると、金属スリーブ５、５’を収納し、金属スリーブ５、５’に接続される金属導電性管６が、各金属スリーブの端部５Ｄ、５’Ｄのショルダー５Ｆ、５’ Ｆに隣接するように配置される。金属導電性管の内径は、金属スリーブの第２の部分の外径よりもわずかに大きく、外径は、各金属スリーブの円形の端部の最大外径にほぼ等しい。金属導電性管６は、たとえば、図示しない固定ネジによって、金属スリーブ５、５’に機械的に接続される。

該接続は、絶縁材料からなる外部カバー７によって絶縁される。絶縁材料は、紙テープを巻いたものであってもよい。外部シースは、端部において面取りされた形状４Ａを備え、金属スリーブの端部５Ｄ、５’Ｄは円形の形状であるので、電気絶縁破壊を生じる可能性のある空隙を残さないようにカバーすることができる。たとえば、カーボンブラック紙からなる、半導性層を、金属接続と外部カバー７との間に配置してもよい。

Claims (7)

1. ２本の隣接した超伝導ケーブルを接続するための超伝導ケーブル接続装置であって、おのおのの超伝導ケーブルは、少なくともほぼ円筒状の抵抗性の導電性中心導体（１）、前記導電性中心導体の周囲に配置された、少なくとも一つの超伝導材料の層（２、３）及び前記超伝導材料の層を取り囲む絶縁シース（４）からなり、おのおのの超伝導ケーブルの端部は、前記導電性中心導体及び前記超伝導材料の層を露出するように被覆がはがされており、
   絶縁材料の外部カバー（７）を備えており、超伝導ケーブルのおのおのの被覆をはがされた部分の周囲に結合する、二つの別々の導電性スリーブ（５、５’）、及び前記導電性スリーブを収納し、前記導電性スリーブに接続された単一の導電性管（６）を備え、
   前記導電性スリーブ（５）のおのおのが、前記導電性スリーブの直径よりも大きな最大外径を示し、放射状のショルダー（５Ｅ）を形成する、円形の外形形状の端部（５Ｄ）によって延長されており、
   前記導電性管（６）が、前記導電性スリーブの前記端部の前記ショルダーに隣接する、超伝導ケーブル接続装置。
2. 前記導電性スリーブ（５）が、超伝導材料の層（２、３）と導電性スリーブ（５）の内壁との間に位置している空隙にはんだ材料を導くことができるようにする少なくとも一つの開口（５Ｃ）を含む、請求項１に記載の超伝導ケーブル接続装置。
3. 前記導電性スリーブ（５）が、外側面に電気接触手段を含む、請求項１または２に記載の超伝導ケーブル接続装置。
4. 前記電気接触手段が、金属接触ブレイドを保持する環状の溝（５Ｆ）から構成される、請求項３に記載の超伝導ケーブル接続装置。
5. 前記導電性管（６）が、前記導電性スリーブに機械的に接続されている、請求項１から４のいずれかに記載の超伝導ケーブル接続装置。
6. 前記導電性管（６）が、ネジによって前記導電性スリーブに接続されている、請求項５に記載の超伝導ケーブル接続装置。
7. 前記導電性スリーブ（５）及び前記導電性管（６）が、金属からなる、請求項１から６のいずれかに記載の超伝導ケーブル接続装置。
   

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