JP6802084B2 - Connection structure of superconducting cable and connection member for superconducting cable - Google Patents
Connection structure of superconducting cable and connection member for superconducting cable Download PDFInfo
- Publication number
- JP6802084B2 JP6802084B2 JP2017029357A JP2017029357A JP6802084B2 JP 6802084 B2 JP6802084 B2 JP 6802084B2 JP 2017029357 A JP2017029357 A JP 2017029357A JP 2017029357 A JP2017029357 A JP 2017029357A JP 6802084 B2 JP6802084 B2 JP 6802084B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- cable
- layer
- outer conductive
- insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 213
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 111
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 21
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 18
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 219
- 239000000463 material Substances 0.000 description 44
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 21
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 16
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 15
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)
Description
本発明は、超電導ケーブルの接続構造、及び超電導ケーブル用接続部材に関する。 The present invention relates to a superconducting cable connection structure and a superconducting cable connection member.
代表的な超電導ケーブルとして、特許文献1に示す低温絶縁型のものがある。この超電導ケーブルは、フォーマの外周に順に超電導導体層、電気絶縁層、外側超電導層を有するケーブルコアと、このケーブルコアを収納すると共に液体窒素などの冷媒が充填される断熱管とを備える。超電導導体層や外側超電導層には、超電導線材が利用される。 As a typical superconducting cable, there is a low temperature insulation type shown in Patent Document 1. This superconducting cable includes a cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer superconducting layer in this order on the outer periphery of the former, and a heat insulating tube that houses the cable core and is filled with a refrigerant such as liquid nitrogen. A superconducting wire is used for the superconducting conductor layer and the outer superconducting layer.
超電導ケーブルの端部には、常電導機器や別の超電導ケーブルが接続される。
特許文献1は、低温絶縁型の超電導ケーブル同士を接続する中間接続構造として、各ケーブルコアに備えるフォーマ同士を接続する丸棒状の中心部を備える中間接続部材を備えるものを開示する。中心部には、超電導導体層同士、外側超電導層同士を接続する接続用超電導線材が挿通配置される配置孔が設けられている。この中間接続構造は、フォーマ同士を中心部で接続し、次に超電導導体層同士を接続用超電導線材で接続し、超電導導体層の接続箇所から中間接続部材の各端部に亘って、これらを覆うように補強絶縁部を形成し、次に外側超電導層同士を接続用超電導線材で接続する工程を経て構築される。
A normal conducting device or another superconducting cable is connected to the end of the superconducting cable.
Patent Document 1 discloses, as an intermediate connection structure for connecting low-temperature insulated superconducting cables to each other, an intermediate connecting member including a round bar-shaped central portion for connecting formers provided in each cable core. In the central portion, an arrangement hole is provided in which superconducting wire members for connection for connecting the superconducting conductor layers and the outer superconducting layers are inserted and arranged. In this intermediate connection structure, the formers are connected to each other at the center, then the superconducting conductor layers are connected to each other with a connecting superconducting wire, and these are connected from the connection point of the superconducting conductor layer to each end of the intermediate connecting member. It is constructed through a process of forming a reinforcing insulating portion so as to cover it, and then connecting the outer superconducting layers to each other with a connecting superconducting wire.
特許文献2は、超電導ケーブル同士の接続や、超電導ケーブルと常電導機器との接続に利用される接続ユニットを開示する。上記接続ユニットは、接続する各超電導ケーブルに備える超電導導体層が差し込まれる複数の差込口を備える導電ブロックと、導電ブロックを収納し、冷媒が充填される冷媒容器と、冷媒容器の外周を覆う断熱容器とを備える。
超電導導体層と、外側超電導層などの外側導電層とを備える超電導ケーブル同士の接続構造や、上記超電導ケーブルと常電導機器との接続構造として、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定できる構造が望まれる。 As a connection structure between superconducting cables having a superconducting conductor layer and an outer conductive layer such as an outer superconducting layer, or a connection structure between the superconducting cable and a normal conductive device, a connection point between the superconducting conductor layer and an outer conductive layer A structure that can fix the relative position with and is desired.
この理由の一つとして、ケーブルコアの端部において、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所とが相対的に固定されておらず、両者が相対的に移動可能である場合、超電導導体層と外側導電層との間に設けられる電気絶縁層や、接続箇所に設けられる補強絶縁層において電気絶縁強度が局所的に低下する可能性があることが挙げられる。 One of the reasons for this is that at the end of the cable core, when the connection point of the superconducting conductor layer and the connection point of the outer conductive layer are not relatively fixed and both are relatively movable, superconductivity It can be mentioned that the electrical insulation strength may be locally reduced in the electrically insulating layer provided between the conductor layer and the outer conductive layer and the reinforcing insulating layer provided at the connection point.
ここで、超電導ケーブルの運転に際して、液体窒素などの冷媒を超電導ケーブルの一端側から他端側に向かって一方向に導入する場合がある。この場合、一端側から徐々に冷却されるため、一端側部分は、他端側部分を引っ張るように熱収縮する。ケーブルコアの端部において超電導導体層と外側導電層との相対位置が固定されていなければ、上述の熱収縮時に熱収縮量の差や、ケーブルコアの移動に伴う断熱管との間に生じる摩擦力などに起因して、超電導導体層の端部に設けられる接続箇所と外側導電層の端部に設けられる接続箇所とが相対的に動くことができる。電気絶縁層や補強絶縁層は、通常、絶縁紙を巻回して形成される。このような電気絶縁層では、その内外の導体に対する密着力が、CVケーブルに備える樹脂成形体の絶縁層に比較して弱く、ケーブル長さ方向の強度や剛性を十分に期待できない。そのため、上述の両接続箇所が相対的に動くと、電気絶縁層における端末処理がなされた箇所であって、異なる部材が組み合わされる箇所に、隙間や絶縁紙の重なりなどが生じ、この部分が電気絶縁強度の低下部分となる可能性がある。 Here, when operating the superconducting cable, a refrigerant such as liquid nitrogen may be introduced in one direction from one end side to the other end side of the superconducting cable. In this case, since the cooling is gradually performed from one end side, the one end side portion is heat-shrinked so as to pull the other end side portion. If the relative positions of the superconducting conductor layer and the outer conductive layer are not fixed at the end of the cable core, the difference in the amount of heat shrinkage during the above-mentioned heat shrinkage and the friction generated between the cable core and the heat insulating tube due to the movement of the cable core. Due to a force or the like, the connection portion provided at the end of the superconducting conductor layer and the connection portion provided at the end of the outer conductive layer can move relatively. The electrical insulating layer and the reinforcing insulating layer are usually formed by winding insulating paper. In such an electrically insulating layer, the adhesion to the inner and outer conductors is weaker than that of the insulating layer of the resin molded body provided in the CV cable, and the strength and rigidity in the cable length direction cannot be sufficiently expected. Therefore, when both of the above-mentioned connection points move relatively, a gap or an overlap of insulating paper occurs in a place where the terminal treatment is performed in the electrically insulating layer and different members are combined, and this part becomes electric. It may be a part where the insulation strength is reduced.
別の理由の一つとして、交換や改修などでの解体及び再構築する場合において、再構築後に応力を管理し難くなることが挙げられる。 One of the other reasons is that it becomes difficult to manage stress after reconstruction when dismantling and reconstructing for replacement or repair.
超電導ケーブルを一旦、冷却すると、昇温した際に、ケーブルコアの各部位には応力が残留する。上述の超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所とが相対移動可能な場合に、上記の残留応力がある状態で解体すると、ケーブルコアの部位間に相対的な変位が生じる可能性がある。この相対的な変位が生じたまま再接続し、再冷却すると、ケーブルコアの各部位における応力分布が解体前と変わる可能性があり、応力を管理し難くなる。 Once the superconducting cable is cooled, stress remains in each part of the cable core when the temperature rises. When the connection point of the superconducting conductor layer and the connection point of the outer conductive layer are relatively movable, disassembling with the above-mentioned residual stress may cause a relative displacement between the parts of the cable core. is there. If reconnecting and recooling with this relative displacement occurring, the stress distribution at each part of the cable core may change from that before dismantling, making stress management difficult.
上述の中間接続部材を備える接続構造では、中間接続部材を中間接続箱(断熱容器)に対して固定するものの、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所とは中間接続部材に直接固定されておらず、相対的に移動可能といえる。上述の接続ユニットを備える接続構造では、外側超電導層が編組材を介して接続ユニットに接続されており、超電導導体層と外側超電導層とが相対的に移動可能といえる。 In the connection structure including the above-mentioned intermediate connecting member, the intermediate connecting member is fixed to the intermediate connecting box (insulation container), but the connecting portion of the superconducting conductor layer and the connecting portion of the outer conductive layer are directly fixed to the intermediate connecting member. It can be said that it is relatively movable. In the connection structure including the above-mentioned connection unit, the outer superconducting layer is connected to the connecting unit via a braided material, and it can be said that the superconducting conductor layer and the outer superconducting layer are relatively movable.
そこで、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定できる超電導ケーブルの接続構造を提供することを目的の一つとする。また、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定できる超電導ケーブル用接続部材を提供することを別の目的の一つとする。 Therefore, one of the purposes of the present invention is to provide a connection structure of a superconducting cable capable of fixing the relative position between the connection portion of the superconducting conductor layer and the connection portion of the outer conductive layer. Another object of the present invention is to provide a connecting member for a superconducting cable capable of fixing the relative position between the connecting portion of the superconducting conductor layer and the connecting portion of the outer conductive layer.
本開示に係る超電導ケーブルの接続構造は、
超電導導体層と電気絶縁層と外側導電層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納し、冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルの端部に設けられる超電導ケーブルの接続構造であって、
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部に取り付けられる雄型部材と、
前記雄型部材が挿入されるケーブル側凹部と、前記超電導ケーブルの接続対象が挿入される相手側凹部とを備える雌型部材と、
前記超電導導体層の端部の外周に設けられる断熱部とを備え、
前記雄型部材は、
前記超電導導体層の端部が挿入される導体挿入部を備え、前記超電導導体層に電気的に接続される内側導電キャップ部と、
前記外側導電層の端部に電気的に接続される外側導電部と、
前記内側導電キャップ部と前記外側導電部とを電気的に絶縁した状態で接続し、前記電気絶縁層の外周に配置される端末側絶縁部とを備え、
前記雌型部材は、
前記ケーブル側凹部の一部が設けられ、前記内側導電キャップ部と電気的に接続される内側導体部と、
前記内側導体部に同軸に設けられ、前記外側導電部に電気的に接続される外側接続端部を備える外側導電接続筒部と、
前記内側導体部と前記外側導電接続筒部との間に介在されて両者を電気的に絶縁し、前記端末側絶縁部の外周に配置される外側絶縁端部を備える外側絶縁筒部とを備える。
The connection structure of the superconducting cable according to the present disclosure is
It is a connection structure of a superconducting cable provided at the end of a superconducting cable including a cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a heat insulating tube containing the cable core and filled with a refrigerant. hand,
A male member attached to the end of the cable core that has been stripped off,
A female member having a cable-side recess into which the male member is inserted and a mating recess into which the connection target of the superconducting cable is inserted.
It is provided with a heat insulating portion provided on the outer periphery of the end portion of the superconducting conductor layer.
The male member is
An inner conductive cap portion that includes a conductor insertion portion into which an end portion of the superconducting conductor layer is inserted and is electrically connected to the superconducting conductor layer,
An outer conductive portion that is electrically connected to the end of the outer conductive layer,
The inner conductive cap portion and the outer conductive portion are connected in an electrically insulated state, and a terminal-side insulating portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer is provided.
The female member is
An inner conductor portion provided with a part of the cable-side recess and electrically connected to the inner conductive cap portion,
An outer conductive connecting cylinder portion coaxially provided on the inner conductor portion and having an outer connecting end portion electrically connected to the outer conductive portion.
It is provided with an outer insulating cylinder portion that is interposed between the inner conductor portion and the outer conductive connecting cylinder portion to electrically insulate them, and has an outer insulating end portion arranged on the outer periphery of the terminal side insulating portion. ..
本開示に係る超電導ケーブル用接続部材は、
超電導導体層と電気絶縁層と外側導電層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納し、冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルの端部に取り付けられて、前記超電導ケーブルの接続対象との接続に用いられる超電導ケーブル用接続部材であって、
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部において、前記超電導導体層の端部が挿入される導体挿入部を備え、前記超電導導体層に電気的に接続される内側導電キャップ部と、
前記外側導電層の端部に電気的に接続される外側導電部と、
前記内側導電キャップ部と前記外側導電部とを電気的に絶縁した状態で接続し、前記電気絶縁層の外周に配置される端末側絶縁部とを備える。
The connecting member for a superconducting cable according to the present disclosure is
A cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a heat insulating tube containing the cable core and being filled with a refrigerant are attached to the end of the superconducting cable to connect the superconducting cable. A connecting member for superconducting cables used to connect to a target.
An inner conductive cap portion that includes a conductor insertion portion into which the end portion of the superconducting conductor layer is inserted at the end portion of the cable core that has been stripped off and is electrically connected to the superconducting conductor layer.
An outer conductive portion that is electrically connected to the end of the outer conductive layer,
The inner conductive cap portion and the outer conductive portion are connected in an electrically insulated state, and a terminal-side insulating portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer is provided.
別の本開示に係る超電導ケーブル用接続部材は、
超電導導体層と電気絶縁層と外側導電層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納し、冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルと接続対象との間に介在されて、両者の接続に用いられる超電導ケーブル用接続部材であって、
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部が挿入されるケーブル側凹部と、前記超電導ケーブルの接続対象が挿入される相手側凹部とを備え、更に、
前記ケーブル側凹部の一部を構成し、前記超電導導体層の端部が挿入される導体凹部を備え、前記超電導導体層と電気的に接続される内側導体部と、
前記内側導体部に同軸に設けられ、前記外側導電層に電気的に接続される外側接続端部を備える外側導電接続筒部と、
前記内側導体部と前記外側導電接続筒部との間に介在されて両者を電気的に絶縁し、前記電気絶縁層の外周に配置される外側絶縁端部を備える外側絶縁筒部とを備える。
Another connection member for superconducting cables according to the present disclosure is
A cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a superconducting cable including a heat insulating tube containing the cable core and filled with a refrigerant are interposed between the connection target and both. A connecting member for superconducting cables used for connection.
It is provided with a cable-side recess into which the end of the cable core that has been stripped off is inserted, and a mating recess into which the connection target of the superconducting cable is inserted.
An inner conductor portion that forms a part of the cable-side recess, includes a conductor recess into which the end portion of the superconducting conductor layer is inserted, and is electrically connected to the superconducting conductor layer.
An outer conductive connecting cylinder portion coaxially provided on the inner conductor portion and having an outer connecting end portion electrically connected to the outer conductive layer.
It is provided with an outer insulating cylinder portion that is interposed between the inner conductor portion and the outer conductive connecting cylinder portion to electrically insulate them, and has an outer insulating end portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer.
上記の超電導ケーブルの接続構造は、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定できる。 In the above-mentioned connection structure of the superconducting cable, the relative position between the connection portion of the superconducting conductor layer and the connection portion of the outer conductive layer can be fixed.
上記の超電導ケーブル用接続部材は、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定できる。 The above-mentioned connecting member for a superconducting cable can fix the relative position between the connecting portion of the superconducting conductor layer and the connecting portion of the outer conductive layer.
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
(1)本発明の一態様に係る超電導ケーブルの接続構造は、
超電導導体層と電気絶縁層と外側導電層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納し、冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルの端部に設けられる超電導ケーブルの接続構造であって、
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部に取り付けられる雄型部材と、
前記雄型部材が挿入されるケーブル側凹部と、前記超電導ケーブルの接続対象が挿入される相手側凹部とを備える雌型部材と、
前記超電導導体層の端部の外周に設けられる断熱部とを備え、
前記雄型部材は、
前記超電導導体層の端部が挿入される導体挿入部を備え、前記超電導導体層に電気的に接続される内側導電キャップ部と、
前記外側導電層の端部に電気的に接続される外側導電部と、
前記内側導電キャップ部と前記外側導電部とを電気的に絶縁した状態で接続し、前記電気絶縁層の外周に配置される端末側絶縁部とを備え、
前記雌型部材は、
前記ケーブル側凹部の一部が設けられ、前記内側導電キャップ部と電気的に接続される内側導体部と、
前記内側導体部に同軸に設けられ、前記外側導電部に電気的に接続される外側接続端部を備える外側導電接続筒部と、
前記内側導体部と前記外側導電接続筒部との間に介在されて両者を電気的に絶縁し、前記端末側絶縁部の外周に配置される外側絶縁端部を備える外側絶縁筒部とを備える。
[Explanation of Embodiments of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
(1) The connection structure of the superconducting cable according to one aspect of the present invention is
It is a connection structure of a superconducting cable provided at the end of a superconducting cable including a cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a heat insulating tube containing the cable core and filled with a refrigerant. hand,
A male member attached to the end of the cable core that has been stripped off,
A female member having a cable-side recess into which the male member is inserted and a mating recess into which the connection target of the superconducting cable is inserted.
It is provided with a heat insulating portion provided on the outer periphery of the end portion of the superconducting conductor layer.
The male member is
An inner conductive cap portion that includes a conductor insertion portion into which an end portion of the superconducting conductor layer is inserted and is electrically connected to the superconducting conductor layer,
An outer conductive portion that is electrically connected to the end of the outer conductive layer,
The inner conductive cap portion and the outer conductive portion are connected in an electrically insulated state, and a terminal-side insulating portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer is provided.
The female member is
An inner conductor portion provided with a part of the cable-side recess and electrically connected to the inner conductive cap portion,
An outer conductive connecting cylinder portion coaxially provided on the inner conductor portion and having an outer connecting end portion electrically connected to the outer conductive portion.
It is provided with an outer insulating cylinder portion that is interposed between the inner conductor portion and the outer conductive connecting cylinder portion to electrically insulate them, and has an outer insulating end portion arranged on the outer periphery of the terminal side insulating portion. ..
上記雌型部材は、少なくとも一組のケーブル側凹部及び相手方凹部を備える。一組以上備えていれば、ケーブル側凹部の個数と相手方凹部の個数とが異なる場合、等しい場合のいずれでもよい。例えば、上記雌型部材が複数組のケーブル側凹部及び相手方凹部を備える場合、上記の超電導ケーブルの接続構造は、この組数に対応した雄型部材を備えることができる。
上記断熱部は、代表的には、外側絶縁筒部の外周に設けられる。また、上記断熱部は、雌型部材に一体に備える場合、雌型部材とは独立して備える場合のいずれでもよい。
The female member includes at least one set of cable-side recesses and mating recesses. As long as one or more sets are provided, the number of cable-side recesses and the number of mating recesses may be different or equal. For example, when the female member includes a plurality of sets of cable-side recesses and mating recesses, the connection structure of the superconducting cable may include male members corresponding to the number of sets.
The heat insulating portion is typically provided on the outer periphery of the outer insulating cylinder portion. Further, the heat insulating portion may be provided integrally with the female member or may be provided independently of the female member.
上記の超電導ケーブルの接続構造は、ケーブルコアに直接取り付けられる雄型部材と、この雄型部材とは独立した部材であり、雄型部材を電気的及び機械的に接続可能な雌型部材とを備える。
雄型部材は、内側導電キャップ部と端末側絶縁部と外側導電部とが同軸状に配置された部材であり、内側導電キャップ部の位置と外側導電部の位置とは端末側絶縁部によって規定されて実質的に変位しない。
雌型部材は、内側導体部と、外側絶縁筒部と、外側導電接続筒部とが同軸状に配置された部材であり、内側導体部の位置と外側導電接続筒部の位置とは、外側絶縁筒部によって規定されて実質的に変位しない。
雌型部材に雄型部材が差し込まれて、雄型部材と雌型部材との両部材が接続された状態では、両部材の相対位置が実質的に変動しない。
従って、雄型部材と雌型部材とが接続された状態では、ケーブルコアの端部に設けられる超電導導体層の接続箇所(直接には内側導電キャップ部との接続箇所)と外側導電層の接続箇所(直接には外側導電部との接続箇所)とは、端末側絶縁部によって相対位置が固定され、雌型部材がこの相対位置を実質的に変化させない。
The connection structure of the superconducting cable described above includes a male member directly attached to the cable core and a female member that is independent of the male member and can electrically and mechanically connect the male member. Be prepared.
The male member is a member in which the inner conductive cap portion, the terminal side insulating portion, and the outer conductive portion are arranged coaxially, and the position of the inner conductive cap portion and the position of the outer conductive portion are defined by the terminal side insulating portion. It is substantially not displaced.
The female member is a member in which the inner conductor portion, the outer insulating cylinder portion, and the outer conductive connection cylinder portion are arranged coaxially, and the position of the inner conductor portion and the position of the outer conductive connection cylinder portion are outside. It is defined by the insulation tube and does not substantially displace.
When the male member is inserted into the female member and both the male member and the female member are connected to each other, the relative positions of the two members do not substantially change.
Therefore, in the state where the male member and the female member are connected, the connection point of the superconducting conductor layer provided at the end of the cable core (directly the connection point with the inner conductive cap portion) and the connection of the outer conductive layer. The relative position of the portion (directly connected to the outer conductive portion) is fixed by the terminal-side insulating portion, and the female member does not substantially change this relative position.
上記の超電導ケーブルの接続構造は、特定の雄型部材によって、上述のようにケーブルコアの端部に設けられる超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定でき、特定の雌型部材によって、雄型部材による相対位置の固定状態を維持して機械的接続、電気的接続を行える。そのため、上記の超電導ケーブルの接続構造は、以下のように超電導導体層と外側導電層とに相対的な移動を生じ得るような応力が作用した場合でも、両者の相対的な移動を抑制できる。従って、上記の超電導ケーブルの接続構造は、上述のケーブルコアの電気絶縁強度の低下部分が局所的に生じることを効果的に防止でき、電気絶縁特性に対する信頼性を高められる。このような上記の超電導ケーブルの接続構造は、低電圧・大電流用途は勿論、高電圧用途にも利用できる。上記の相対的な移動は、ケーブルコア長、布設ルートの高低差や曲がり部の有無、その位置関係などが影響すると共に、超電導ケーブルの冷却過程(通常、一方の側から冷媒が導入される)や昇温時の温度変化などによって生じる。上記の超電導ケーブルの接続構造は、ケーブルコア同士の接続にあたり、上記相対的な移動が問題になる場合に好適に利用できる。 The connection structure of the superconducting cable described above can be specified by using a specific male member to fix the relative position between the connection point of the superconducting conductor layer provided at the end of the cable core and the connection point of the outer conductive layer as described above. With the female member of the above, mechanical connection and electrical connection can be performed while maintaining the fixed state of the relative position by the male member. Therefore, the above-mentioned connection structure of the superconducting cable can suppress the relative movement of the superconducting conductor layer and the outer conductive layer even when a stress that may cause a relative movement is applied as described below. Therefore, the above-mentioned connection structure of the superconducting cable can effectively prevent the above-mentioned portion of the cable core having a reduced electrical insulation strength from being locally generated, and can enhance the reliability of the electrical insulation characteristics. Such a connection structure of the superconducting cable can be used not only for low voltage and large current applications but also for high voltage applications. The above relative movement is affected by the cable core length, the height difference of the laying route, the presence or absence of bends, the positional relationship, etc., and the cooling process of the superconducting cable (usually, the refrigerant is introduced from one side). It is caused by temperature changes at the time of temperature rise. The above-mentioned connection structure of the superconducting cable can be suitably used when the above-mentioned relative movement becomes a problem in connecting the cable cores to each other.
また、上記の超電導ケーブルの接続構造は、雄型部材を取り付けた超電導ケーブルと雌型部材との接続と、接続対象と雌型部材との接続とを独立して取り扱える。ここで、上述の中間接続部材を備える接続構造、及び上述の接続ユニットを備える接続構造では、交換や改修などで解体する場合、超電導導体層の接続箇所の応力及び外側導電層の接続箇所の応力がそれぞれ開放される。また、上述の中間接続部材を用いた従来の中間接続構造について、交換や改修などで解体する場合、接続していた両超電導ケーブルが開放される。この開放によって、上述のようにケーブルコアの各部位間に相対的な変位が生じ、この相対的な変位に起因してケーブルコアの各部位の応力分布が変化するなどして、再冷却後、応力の管理が行い難くなる恐れがある。これに対して、上記の超電導ケーブルの接続構造では、上記解体の際に雌型部材から雄型部材を取り外しても、超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定したままとできる。上記の超電導ケーブルの接続構造を中間接続構造とし、一方の超電導ケーブルのケーブルコアを交換などする場合には、他方の超電導ケーブルのケーブルコアについては雄型部材を介して雌型部材に接続させたままとすることができる。そのため、再冷却後、上記他方の超電導ケーブルのケーブルコアにおける各部位の応力の管理を容易に行える。 Further, in the above-mentioned superconducting cable connection structure, the connection between the superconducting cable to which the male member is attached and the female member and the connection between the connection target and the female member can be handled independently. Here, in the connection structure including the above-mentioned intermediate connecting member and the above-mentioned connection structure including the connection unit, when disassembling by replacement or repair, the stress at the connection point of the superconducting conductor layer and the stress at the connection point of the outer conductive layer Are released respectively. Further, when the conventional intermediate connection structure using the above-mentioned intermediate connection member is disassembled by replacement or repair, both superconducting cables connected to each other are released. Due to this opening, relative displacement occurs between each part of the cable core as described above, and the stress distribution of each part of the cable core changes due to this relative displacement, and after recooling, It may be difficult to manage the stress. On the other hand, in the connection structure of the superconducting cable, even if the male member is removed from the female member at the time of disassembly, the relative position between the connection portion of the superconducting conductor layer and the connection portion of the outer conductive layer is fixed. You can leave it as it is. When the connection structure of the above superconducting cable is an intermediate connection structure and the cable core of one superconducting cable is replaced, the cable core of the other superconducting cable is connected to the female member via the male member. Can be left alone. Therefore, after recooling, the stress of each part in the cable core of the other superconducting cable can be easily managed.
更に、上述の中間接続部材を用いた従来の中間接続構造では、一方の超電導ケーブルのみを交換する場合であっても他方の超電導ケーブルの接続処理を再度行う必要がある。上述の接続ユニットを備える中間接続構造では、例えば一方の超電導ケーブルのみを交換する場合に他方の超電導ケーブルを接続ユニットに接続したままとすることができるものの、上述のように超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定する構造ではない。これに対して、上記の超電導ケーブルの接続構造は、上述のように超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置を固定できる上に、例えば中間接続構造とする場合に、一方の超電導ケーブルのみを交換や改修などする際に他方の超電導ケーブルを雌型部材に接続したままとしたり、雌型部材を交換する場合に各超電導ケーブルのケーブルコアに取り付けられた雄型部材を接続したままとしたりすることができる。上記の超電導ケーブルの接続構造は、雌型部材に雄型部材を差し込むことで、両部材を接続できるという簡単な構成であって施工性に優れ、新規構築も、上述のような再構築も容易により短時間で行える。 Further, in the conventional intermediate connection structure using the above-mentioned intermediate connection member, it is necessary to reconnect the other superconducting cable even when only one superconducting cable is replaced. In the intermediate connection structure including the above-mentioned connection unit, for example, when only one superconducting cable is replaced, the other superconducting cable can be left connected to the connection unit, but the connection point of the superconducting conductor layer as described above. It is not a structure that fixes the relative position between the outer conductive layer and the connection point. On the other hand, the connection structure of the superconducting cable described above can fix the relative position between the connection portion of the superconducting conductor layer and the connection portion of the outer conductive layer as described above, and when the connection structure is, for example, an intermediate connection structure. When replacing or repairing only one superconducting cable, the other superconducting cable remains connected to the female member, or when replacing the female member, the male member attached to the cable core of each superconducting cable is used. You can leave it connected. The connection structure of the superconducting cable described above has a simple structure in which both members can be connected by inserting the male member into the female member, and has excellent workability. It is easy to newly construct or reconstruct as described above. Can be done in a shorter time.
加えて、上記の超電導ケーブルの接続構造は、雌型部材に雄型部材を差し込む構成であるため、上述の中間接続部材の各端部に補強絶縁部を形成する場合に比較して、例えば電気絶縁部分におけるケーブル長手方向の長さを短くでき、この点で小型化にも寄与する。 In addition, since the connection structure of the superconducting cable described above has a structure in which a male member is inserted into a female member, for example, electricity is compared with the case where a reinforcing insulating portion is formed at each end of the intermediate connecting member described above. The length of the insulated portion in the longitudinal direction of the cable can be shortened, which also contributes to miniaturization.
(2)上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、前記雄型部材の内側導電キャップ部と、前記雌型部材の内側導体部及び前記外側導電接続筒部とは、前記冷媒が流入される冷媒孔を備え、
前記外側導電接続筒部の冷媒孔から、前記雄型部材の端末側絶縁部と前記雌型部材の外側絶縁筒部との間の空間及び前記内側導電キャップ部と前記内側導体部のケーブル側凹部を形成する内壁との間の空間を経て、前記内側導電キャップ部の冷媒孔及び前記内側導体部の冷媒孔に連続する冷媒流路を備える形態が挙げられる。
(2) As an example of the connection structure of the superconducting cable, the inner conductive cap portion of the male member, the inner conductor portion of the female member, and the outer conductive connection cylinder portion are the refrigerant into which the refrigerant flows. With holes
From the refrigerant hole of the outer conductive connection cylinder portion, the space between the terminal side insulating portion of the male member and the outer insulating cylinder portion of the female member, and the cable side recess of the inner conductive cap portion and the inner conductor portion. There is a form in which a refrigerant flow path continuous with the refrigerant hole of the inner conductive cap portion and the refrigerant hole of the inner conductor portion is provided through the space between the inner wall and the inner wall.
上記形態は、冷媒が雄型部材及び雌型部材の内部を流通できる。そのため、雄型部材や雌型部材の構成材料の少なくとも一部に常電導材料を含む場合に、この常電導部分を流通する冷媒によって冷却できる。常電導部分は、特に交流通電時、とりわけ大電流の通電時に温度上昇し得るものの、冷媒によって直接冷却されるため、常電導部分及び隣接する超電導導体層の温度上昇を抑制できる。従って、上記形態は、超電導状態を安定して維持できる。また、上記形態は、雄型部材や雌型部材の構成材料に、加工性や成形性などに優れるものが多い常電導材料を含むことができる。従って、上記形態は、雄型部材とケーブルコアとを接続し易い上に、雄型部材や雌型部材の製造性にも優れる。 In the above embodiment, the refrigerant can flow inside the male member and the female member. Therefore, when the normal conductive material is contained in at least a part of the constituent materials of the male member and the female member, it can be cooled by the refrigerant flowing through the normal conductive portion. Although the temperature of the normal conducting portion can rise especially when an alternating current is applied, especially when a large current is applied, the temperature of the normal conducting portion and the adjacent superconducting conductor layer can be suppressed because it is directly cooled by the refrigerant. Therefore, the above-mentioned form can stably maintain the superconducting state. Further, the above-mentioned form can include a normal conductive material in which many of the constituent materials of the male mold member and the female mold member are excellent in processability and moldability. Therefore, in the above form, the male member and the cable core can be easily connected, and the male member and the female member are also excellent in manufacturability.
(3)上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、前記雄型部材の内側導電キャップ部と前記雌型部材の内側導体部との組、及び前記雄型部材の外側導電部と前記雌型部材の外側導電接続筒部との組の少なくとも一方の組に、前記雌型部材に対して前記雄型部材を着脱自在とする機械的接続部を備える形態が挙げられる。 (3) As an example of the connection structure of the superconducting cable, the pair of the inner conductive cap portion of the male member and the inner conductor portion of the female member, and the outer conductive portion of the male member and the female member. At least one set of the pair with the outer conductive connecting tube portion of the above includes a form in which the male member is detachably attached to the female member.
上記形態は、半田接続のように機械的接続と電気的接続とが一体になった着脱不可能な場合とは異なり、着脱自在な構成であるため、新規構築や再構築を容易に行える。 Unlike the case where the mechanical connection and the electrical connection are integrated and cannot be attached and detached as in the case of the solder connection, the above form has a detachable configuration, so that new construction and reconstruction can be easily performed.
(4)上記の機械的接続部を備える(3)の超電導ケーブルの接続構造の一例として、前記機械的接続部とは独立した電気的接続部を備える形態が挙げられる。 (4) As an example of the connection structure of the superconducting cable having the above-mentioned mechanical connection portion (3), there is a form in which an electrical connection portion independent of the mechanical connection portion is provided.
上記形態は、機械的接続と電気的接続とを分離して行える上に、各部に適した構造を種々採用でき、利用し易い。 In the above form, the mechanical connection and the electrical connection can be separated, and various structures suitable for each part can be adopted, which is easy to use.
(5)本発明の一態様に係る超電導ケーブル用接続部材は、
超電導導体層と電気絶縁層と外側導電層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納し、冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルの端部に取り付けられて、前記超電導ケーブルの接続対象との接続に用いられる超電導ケーブル用接続部材であって、
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部において、前記超電導導体層の端部が挿入される導体挿入部を備え、前記超電導導体層に電気的に接続される内側導電キャップ部と、
前記外側導電層の端部に電気的に接続される外側導電部と、
前記内側導電キャップ部と前記外側導電部とを電気的に絶縁した状態で接続し、前記電気絶縁層の外周に配置される端末側絶縁部とを備える。
(5) The connecting member for a superconducting cable according to one aspect of the present invention is
A cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a heat insulating tube containing the cable core and being filled with a refrigerant are attached to the end of the superconducting cable to connect the superconducting cable. A connecting member for superconducting cables used to connect to a target.
An inner conductive cap portion that includes a conductor insertion portion into which the end portion of the superconducting conductor layer is inserted at the end portion of the cable core that has been stripped off and is electrically connected to the superconducting conductor layer.
An outer conductive portion that is electrically connected to the end of the outer conductive layer,
The inner conductive cap portion and the outer conductive portion are connected in an electrically insulated state, and a terminal-side insulating portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer is provided.
上記の超電導ケーブル用接続部材は、代表的には、上記の本発明の一態様に係る超電導ケーブルの接続構造に備える雄型部材に相当し、雄型部材と同様な作用効果を奏する。特に、上記の超電導ケーブル用接続部材は、内側導電キャップ部に接続される超電導導体層の端部と外側導電層に接続される外側導電部の端部との相対位置を固定できる。 The above-mentioned connecting member for a superconducting cable typically corresponds to a male-shaped member provided in the connecting structure of the superconducting cable according to one aspect of the present invention, and has the same function and effect as the male-shaped member. In particular, the above-mentioned superconducting cable connecting member can fix the relative position between the end of the superconducting conductor layer connected to the inner conductive cap portion and the end of the outer conductive portion connected to the outer conductive layer.
(6)本発明の一態様に係る超電導ケーブル用接続部材は、
超電導導体層と電気絶縁層と外側導電層とを備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納し、冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルと接続対象との間に介在されて、両者の接続に用いられる超電導ケーブル用接続部材であって、
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部が挿入されるケーブル側凹部と、前記超電導ケーブルの接続対象が挿入される相手側凹部とを備え、更に、
前記ケーブル側凹部の一部を構成し、前記超電導導体層の端部が挿入される導体凹部を備え、前記超電導導体層と電気的に接続される内側導体部と、
前記内側導体部に同軸に設けられ、前記外側導電層に電気的に接続される外側接続端部を備える外側導電接続筒部と、
前記内側導体部と前記外側導電接続筒部との間に介在されて両者を電気的に絶縁し、前記電気絶縁層の外周に配置される外側絶縁端部を備える外側絶縁筒部とを備える。
この超電導ケーブル用接続部材は、少なくとも一組のケーブル側凹部及び相手方凹部を備える。一組以上備えていれば、ケーブル側凹部の個数と相手方凹部の個数が異なる場合、等しい場合のいずれでもよい。例えば、この超電導ケーブル用接続部材が複数組のケーブル側凹部及び相手方凹部を備える場合、この組数に対応した超電導ケーブルのケーブルコアを接続可能である。
(6) The connecting member for a superconducting cable according to one aspect of the present invention is
A cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a superconducting cable including a heat insulating tube containing the cable core and filled with a refrigerant are interposed between the connection target and both. A connecting member for superconducting cables used for connection.
It is provided with a cable-side recess into which the end of the cable core that has been stripped off is inserted, and a mating recess into which the connection target of the superconducting cable is inserted.
An inner conductor portion that forms a part of the cable-side recess, includes a conductor recess into which the end portion of the superconducting conductor layer is inserted, and is electrically connected to the superconducting conductor layer.
An outer conductive connecting cylinder portion coaxially provided on the inner conductor portion and having an outer connecting end portion electrically connected to the outer conductive layer.
It is provided with an outer insulating cylinder portion that is interposed between the inner conductor portion and the outer conductive connecting cylinder portion to electrically insulate them, and has an outer insulating end portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer.
This superconducting cable connecting member includes at least one set of cable-side recesses and mating recesses. As long as one or more sets are provided, the number of cable-side recesses and the number of mating recesses may be different or equal. For example, when the connecting member for a superconducting cable includes a plurality of sets of cable-side recesses and mating recesses, the cable cores of the superconducting cables corresponding to the number of sets can be connected.
上記の超電導ケーブル用接続部材は、上述の雄型部材に相当する(5)の超電導ケーブル用接続部材と組み合わせて利用することが好ましい。この場合、(6)の超電導ケーブル用接続部材は、上記の本発明の一態様に係る超電導ケーブルの接続構造に備える雌型部材に相当し、雌型部材と同様な作用効果を奏する。代表的には、上記の超電導ケーブル用接続部材は、上述の(5)の超電導ケーブル用接続部材による超電導導体層の接続箇所と外側導電層の接続箇所との相対位置の固定状態を維持して、機械的接続、電気的接続を行える。 The superconducting cable connecting member is preferably used in combination with the superconducting cable connecting member of (5) corresponding to the male member described above. In this case, the connection member for the superconducting cable (6) corresponds to the female member provided in the connection structure of the superconducting cable according to the above aspect of the present invention, and has the same effect as the female member. Typically, the above-mentioned superconducting cable connecting member maintains a fixed state of a relative position between the connecting portion of the superconducting conductor layer and the connecting portion of the outer conductive layer by the above-mentioned (5) superconducting cable connecting member. , Mechanical connection, electrical connection.
(7)上記(6)の超電導ケーブル用接続部材の一例として、前記外側導電接続筒部の外周に設けられる断熱部を備える形態が挙げられる。 (7) As an example of the connection member for a superconducting cable according to (6) above, there is a form in which a heat insulating portion provided on the outer periphery of the outer conductive connection cylinder portion is provided.
上記形態は、断熱部を一体に備えるため、この超電導ケーブル用接続部材の外周に別途断熱部材を構築することなく、この超電導ケーブル用接続部材の内側に配置される超電導導体層などを冷却する冷媒を所定の温度に維持できる。また、上記形態の超電導ケーブル用接続部材を用いて超電導ケーブルの接続構造を再構築する際に、断熱部を実質的に再構築する必要が無い、又は軽い真空引きなどの簡単な操作程度とすることができて施工性に優れる。 In the above embodiment, since the heat insulating portion is integrally provided, the refrigerant that cools the superconducting conductor layer and the like arranged inside the superconducting cable connecting member without separately constructing a heat insulating member on the outer periphery of the superconducting cable connecting member. Can be maintained at a predetermined temperature. Further, when reconstructing the connection structure of the superconducting cable using the superconducting cable connecting member of the above-described form, it is not necessary to substantially reconstruct the heat insulating portion, or a simple operation such as light evacuation is performed. It can be done and has excellent workability.
[本発明の実施形態の詳細]
以下に図面を参照して、本発明の実施形態の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を意味する。
[Details of Embodiments of the present invention]
Specific examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals mean the same names.
[実施形態1]
(全体構成)
図1〜図3を参照して、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1を説明する。
実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、超電導ケーブルと接続対象とを接続する際に超電導ケーブルの端部に設けられる。この例の超電導ケーブルの接続構造1は、図4に示す低温絶縁型の超電導ケーブル100,100同士を接続する中間接続構造である。実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、接続される二つの超電導ケーブル100,100とは独立した、以下の二種の超電導ケーブル用接続部材を備えることを特徴の一つとする。一方の超電導ケーブル用接続部材は、接続される超電導ケーブル100,100にそれぞれ備えるケーブルコア110A,110Bの端部に取り付けられる雄型部材2A,2Bである。他方の超電導ケーブル用接続部材は、一方のケーブルコア110Aの雄型部材2Aが挿入されるケーブル側凹部31と、接続対象である他方のケーブルコア110Bの雄型部材2Bが挿入される相手側凹部30とを備える雌型部材3である。この例の雌型部材3は、ケーブル側凹部31及び相手側凹部30の組を一組備える。雄型部材2A,2Bと雌型部材3との接続によって、ケーブルコア110A,110Bと雌型部材3との間を電気的及び機械的に接続することができる。
[Embodiment 1]
(overall structure)
The connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment is provided at the end of the superconducting cable when connecting the superconducting cable and the connection target. The connection structure 1 of the superconducting cable of this example is an intermediate connection structure for connecting the low-temperature insulation
以下、図4を参照して、まず超電導ケーブル100を説明し、次に雄型部材2,雌型部材3の詳細な構成、接続状態などを順に説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the
(超電導ケーブル)
超電導ケーブル100は、超電導導体層112と電気絶縁層113と外側導電層114とを備えるケーブルコア110と、ケーブルコア110を収納し、冷媒130が充填される断熱管120とを備える。超電導ケーブル100は、超電導導体層112及び電気絶縁層113の双方が冷媒130に冷却される低温絶縁型ケーブルである。冷媒130は、液体窒素などの液体冷媒が代表的である。
(Superconducting cable)
The
この例のケーブルコア110は、中心から順にフォーマ111、超電導導体層112、電気絶縁層113、外側導電層114、保護層115を同軸状に備える。また、この例の超電導ケーブル100は、1本のケーブルコア110が一つの断熱管120に収納された単心ケーブルである。例えば、このような単心ケーブルを3本布設して、各単心ケーブルを各相の送電に利用する三相交流送電路、例えば低圧送電路などを構築することができる。超電導ケーブル100は公知の構成を利用できる。
以下に、ケーブルコア110の一例を説明する。
The
An example of the
・ケーブルコア
・・フォーマ
フォーマ111は、超電導導体層112を支持する機能を有する。この例のフォーマ111は中実体である。中実体は、絶縁被覆を備える被覆金属線を撚り合わせた撚線などが挙げられる。その他のフォーマ111として、金属パイプなどの中空体であり、その内部空間を冷媒130の流路に利用するものが挙げられる。
The cable core former former 111 has a function of supporting the
・・超電導導体層
超電導導体層112は、フォーマ111の外周に超電導線材をヘリカル巻きして形成された少なくとも1層の線材層を備える。超電導線材は、例えば酸化物超電導体を備えるテープ状線材が挙げられる。具体的には、Bi2223などのビスマス酸化物系銀シース線材やRE123などの希土類酸化物系薄膜線材などが挙げられる。線材層の積層数は適宜選択できる。フォーマ111と超電導導体層112との間にクッション層(図示せず)などを設けることができる。
-. Superconducting conductor layer The
・・電気絶縁層
電気絶縁層113は、超電導導体層112とその外部との電気的絶縁を確保する。電気絶縁層113は、代表的には、絶縁材からなるテープを超電導導体層112の外周に巻回して積層することで形成される。絶縁材は、例えば、クラフト紙やPPLP(登録商標;Polypropylene Laminated Paper)といった半合成紙などの絶縁紙が挙げられる。
-Electrical insulation layer The
・・外側導電層
外側導電層114は、電気絶縁層113の外周に設けられ、導電材料から構成される層であり、電界遮蔽や接地に利用され、構成材料によっては電磁遮蔽機能なども有する。例えば、外側導電層114を超電導線材から構成される外側超電導層とする場合、電界遮蔽や接地の機能に加えて、超電導ケーブル100を交流送電路に利用する場合には、外側導電層114を電磁遮蔽層に利用でき、直流送電路に利用する場合には、超電導導体層112を往路導体、外側導電層114を帰路導体などにも利用できる。外側導電層114は、常電導材料からなる層と、超電導材料からなる層との双方を備えることもできる。特に、外側導電層114を、超電導線材や常電導材料からなる線材を配した電流路とする場合、上記線材の巻付ピッチは、巻付径に対して長くすることが一般的である。巻付けピッチを長くすることは、外側導電層114に生じる冷却時応力に基づく相対的な挙動の一因となる。この相対的な挙動を抑制するためには、超電導導体層112の端部と外側導電層114の端部とを、絶縁材を介して固定する必要がある。実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1では、雄型部材2A,2B及び雌型部材3を備えることで、上記相対的な挙動を抑制する。
-Outer conductive layer The outer
・・保護層
保護層115は、ケーブルコア110の最外周に配置され、その内側に配置された部材(特に超電導導体層112)の機械的保護、外側導電層114と断熱管120との間の電気的絶縁の確保などを目的として設けられる。保護層115は、代表的には、上述の絶縁紙を外側導電層114の外周に巻回して積層することで形成される。
Protective layer The
・断熱管
断熱管120は、内管121と外管122とを有する真空断熱管である。内管121の内部空間は、ケーブルコア110の収納空間であると共に、超電導導体層112や、外側超電導層を備える場合には、所定の電流条件において外側超電導層も超電導状態を維持するための冷媒130が過冷却状態で流通される流路に利用される。内管121及び外管122は、ステンレス鋼などの金属製のコルゲート管などが挙げられる。この例に示す断熱管120は、内管121と外管122との間にスーパーインシュレーション(商品名)などの断熱材(図示せず)を備えており、より高い断熱性を有する。断熱管120の外管122の外側には、ビニルやポリエチレンなどの防食材から構成される防食層124を備える。
Insulation pipe The
(超電導ケーブルの接続構造)
・雄型部材
雄型部材2は、超電導ケーブル100の端部に取り付けられて、超電導ケーブル100の接続対象(この例では別の超電導ケーブル100)との接続に用いられる。雄型部材2は、図2に示すように有底筒状の部材であって、一端側(図2では左側)に向かって段差が高くなる段差形状である。詳しくは、雄型部材2は、超電導導体層112に電気的に接続される内側導電キャップ部22と、外側導電層114の端部に電気的に接続される外側導電部24と、内側導電キャップ部22と外側導電部24とを電気的に絶縁した状態で接続する端末側絶縁部23とを備える。内側導電キャップ部22は、段剥ぎされたケーブルコア110の端部において、超電導導体層112が挿入される導体挿入部222を備える。この例の内側導電キャップ部22は、接続対象との間に介在される接続部材の凹部(ここでは雌型部材3のケーブル側凹部31の一部である導体凹部322)に挿入する突端部220を備える。この例の内側導電キャップ部22と外側導電部24とは、端末側絶縁部23によって同軸状に一体に保持されて、これら三つの部材を一体物として取り扱える。従って、雄型部材2は、段剥ぎされたケーブルコア110の端部に被せることで、容易に配置できる。
(Connecting structure of superconducting cable)
-Male member The
・・内側導電キャップ部
内側導電キャップ部22は、図2に示すように、有底筒状(代表的には有底円筒状)であり、一端側(図2では左側)に開口部を有する止まり穴が設けられている。この止まり穴を超電導導体層112の端部が挿入される導体挿入部222とする。導体挿入部222の内周形状、大きさは、超電導導体層112の端部に対応した形状、大きさであって、超電導導体層112の端部が挿入可能な大きさとする。
.. Inner conductive cap portion As shown in FIG. 2, the inner
内側導電キャップ部22の他端側には、雌型部材3に設けられたケーブル側凹部31の一部を構成する導体凹部322に挿入される突端部220を備える。この例の突端部220は、一端側に導体挿入部222の一部、他端側(図2では右側、先端側)に超電導導体層112の端部から露出されるフォーマ111の端部を固定するフォーマ固定部を一体に備える。
On the other end side of the inner
その他、この例の内側導電キャップ部22は、冷媒130が流入される冷媒孔223を備える。冷媒孔223の詳細は、後述の冷媒流路の項で説明する。
In addition, the inner
〔接続状態〕
内側導電キャップ部22と超電導導体層112とは、例えば半田などの接合材を利用することで接続できる。この場合、内側導電キャップ部22の外周から導体挿入部222を形成する内壁面に至る接合材の導入孔(図示せず)を設けると、上記内壁面と超電導導体層112の端部との間に接合材を均一的にかつ容易に配置できる。内側導電キャップ部22とフォーマ111とは、例えばフォーマ111の端部を挿入する挿入孔を導体挿入部222に連続して備えておき、フォーマ111の端部をこの挿入孔に挿入した状態で圧縮することで接続できる(図2の実線は圧縮後の状態、二点鎖線は圧縮前の状態を例示する)。内側導電キャップ部22にフォーマ111が圧縮接続され、超電導導体層112が上記接合材によって接合されることで、所定の接続強度が得られる。
〔Connection Status〕
The inner
内側導電キャップ部22の導体挿入部222を形成する内壁面と超電導導体層112とが上述の接合材などを介して接合されることで、内側導電キャップ部22と超電導導体層112とが電気的に接続される。内側導電キャップ部22の一部(ここでは突端部220)が雌型部材3の導体凹部322に挿入され、導体凹部322を形成する内壁面に設けられた電気的接続部320(後述)に接触することで、内側導電キャップ部22と雌型部材3の内側導体部32とが電気的に接続される。このようにケーブルコア110Aの端部に接続された雄型部材2Aを介して、ケーブルコア110Aの超電導導体層112と雌型部材3の内側導体部32との間が電気的に接続される。
The inner wall surface forming the
〔構成材料〕
内側導電キャップ部22の構成材料は、例えば、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金といった常電導材料が挙げられる。これらの金属は、導電性に優れる上に、加工性や成形性にも優れて、上述の圧縮なども可能であり、利用し易い。上記構成材料の一部に超電導材料を含むことができる。
[Constituent material]
Examples of the constituent material of the inner
・・外側導電部
外側導電部24は、筒状(代表的には円筒状)であり、外側導電層114が挿入される。外側導電部24の内周形状、大きさは、外側導電層114の端部に対応した形状、大きさであって、外側導電層114の端部が挿入可能な大きさとする。
-Outer conductive portion The outer
外側導電部24と外側導電層114との接続には、上述の内側導電キャップ部22と超電導導体層112との接合と同様に、半田などの接合材を利用することができる。外側導電部24の内外に貫通する導入孔を設け、この導入孔から外側導電部24内に接合材を供給することもできる。
For the connection between the outer
〔接続状態〕
外側導電部24の内周面と外側導電層114とが上述の接合材などを介して接合されることで、外側導電部24と外側導電層114とが電気的に接続される。外側導電部24が雌型部材3のケーブル側凹部31に挿入され、外側導電接続筒部34における外側接続端部344の内周面に設けられた電気的接続部340(後述)に接触することで、外側導電部24と外側導電接続筒部34とが電気的に接続される。このようにケーブルコア110Aの端部に接続された雄型部材2Aを介して、ケーブルコア110Aの外側導電層114と雌型部材3の外側導電接続筒部34との間が電気的に接続される。
〔Connection Status〕
The inner peripheral surface of the outer
〔構成材料〕
外側導電部24の構成材料は、例えば、内側導電キャップ部22の構成材料の項で説明した常電導材料が挙げられる。外側導電層114が超電導材料を含む場合、外側導電部24の構成材料の一部に超電導材料を含むことができる。
[Constituent material]
Examples of the constituent material of the outer
・・端末側絶縁部
端末側絶縁部23は、有底筒状(代表的には円筒状)であり、その底部の中央に内側導電キャップ部22が接続され、開口側に外側導電部24が接続される。そして、端末側絶縁部23は、ケーブルコア110の長手方向に、端末側絶縁部23、内側導電キャップ部22と外側導電部24とを電気的に絶縁した状態で一体に保持する。この端末側絶縁部23は、内側導電キャップ部22と外側導電部24とが端末側絶縁部23の軸方向に所定の絶縁距離となるように配置された状態を維持して、両者の位置決め部材としても機能する。また、端末側絶縁部23は、段剥ぎされたケーブルコア110の端部に雄型部材2を取り付けた際、露出される電気絶縁層113の外周を囲むように配置される(図3の左図)。
・ ・ Terminal-side insulating portion The terminal-
このような端末側絶縁部23は、内側導電キャップ部22に接続される超電導導体層112の露出箇所と、外側導電部24に接続される外側導電層114の露出箇所との間の電気絶縁距離を、ケーブルコア110の長手方向に沿って確保する部材として機能する。所定の電気絶縁距離となるように、端末側絶縁部23の大きさ(長さ、直径など)を調整する。端末側絶縁部23の厚さは、所定の絶縁特性を満たし、ケーブル側凹部31に挿入可能な範囲かつ必要とされる機械的強度を満たす範囲で適宜選択できる。
In such a terminal-
この例の端末側絶縁部23は、ケーブルコア110の端部に雄型部材2を取り付けた際、図3の左図に示すように端末側絶縁部23と電気絶縁層113との間に所定の隙間が設けられる形状、大きさを有する。この隙間には、電気絶縁層113に含浸された冷媒130が電気絶縁層113を介して充填される(図1)。端末側絶縁部23の内外に貫通する貫通孔(図示せず)を設けて、この貫通孔から上記隙間に冷媒130が導入される構成とすることができる。複数の貫通孔を設けると、端末側絶縁部23の内外に冷媒130を流通でき、後述するように中間接続構造の内部に冷媒130を流通させる場合でも、局所的な流通圧力差が生じ難く、良好に流通できる。冷媒130の流通には、循環供給システム(図示せず)を併設しておき、所定の温度に冷却された冷媒130が超電導ケーブル100や接続構造1に導入されるように構成するとよい。その他、上記隙間が設けられる構成では、端末側絶縁部23にケーブルコア110を容易に挿入でき、作業性にも優れる。端末側絶縁部23と電気絶縁層113との間にスペーサ(図示せず)を設けると、上記隙間をより確実に維持できる。上記スペーサを両者の位置決めに利用できる場合がある。
When the
又は、ケーブルコア110の端部に雄型部材2を取り付けた際、端末側絶縁部23の内周面の少なくとも一部と電気絶縁層113とが接触する形状や大きさである端末側絶縁部23とすることもできる。
Alternatively, when the
〔構成材料〕
端末側絶縁部23は、上述のように冷媒130に接触するため、その構成材料は、冷媒温度でも使用可能な電気絶縁材料が挙げられる。例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの各種の樹脂が挙げられる。上記構成材料をエポキシ樹脂などの樹脂成分とガラス繊維などの強化成分とを含む繊維強化プラスチック(FRP)などとすると強度にも優れる。上述の樹脂を含む場合、端末側絶縁部23の成形時に内側導電キャップ部22と外側導電部24との少なくとも一方を一体成型することができる。その他、接着剤を用いたり、機械的に係合可能な構成としたりするなどによって、内側導電キャップ部22及び外側導電部24と端末側絶縁部23とを備える雄型部材2を容易に製造できる。
[Constituent material]
Since the terminal-
・雌型部材
雌型部材3は、超電導ケーブル100と接続対象(ここでは別の超電導ケーブル100)との間に介在されて、両者の接続に用いられるものであり、段剥ぎされたケーブルコア110Aの端部が挿入されるケーブル側凹部31と、上記接続対象が挿入される相手側凹部30(図1)とを備える。この例の雌型部材3は、ケーブルコア110Aの端部が直接挿入されるのではなく、この端部に取り付けられた雄型部材2Aがケーブル側凹部31に挿入される。相手側凹部30も同様であり、別の超電導ケーブル100に備えるケーブルコア110Bの端部に取り付けられた雄型部材2Bが挿入される。
-Female member The
この例の雌型部材3は、図1に示すように筒状部材(代表的には円筒状)であり、その軸を対称軸として、線対称な形状である。また、この例の雌型部材3に設けられる貫通孔はその全長に亘って一様な大きさ(直径)ではなく、その軸方向の中心部分が最も小さく(小径であり)、開口部側に向かうにつれて段階的に大きい(大径である)という階段状の孔である(図3の右図も参照)。これらの孔を形成する内面にはそれぞれ、ケーブルコア110を構成する異なる部材が接続される。
As shown in FIG. 1, the
詳しくは、雌型部材3は、ケーブル側凹部31の一部を構成し、超電導導体層112の端部(この例では直接的には雄型部材2Aの内側導電キャップ部22)が挿入される導体凹部322を備え、超電導導体層112(同)と電気的に接続される内側導体部32と、外側導電層114(この例では直接的には雄型部材2Aの外側導電部24)に電気的に接続される外側導電接続筒部34と、内側導体部32と外側導電接続筒部34との間に介在されて両者を電気的に絶縁する外側絶縁筒部33とを備える。この例の雌型部材3は、更に外側導電接続筒部34の外周に設けられる断熱部36を一体に備える。この例の雌型部材3は、内周側から順に、内側導体部32、外側絶縁筒部33、外側導電接続筒部34、断熱部36が同軸に設けられた一体物であり、取り扱い易い。雌型部材3のケーブル側凹部31、相手側凹部30にはそれぞれ、ケーブルコア110Aの端部に取り付けられた雄型部材2A,ケーブルコア110Bの端部に取り付けられた雄型部材2Bを容易に差し込める。一方を差し込んだ状態で、他方の着脱を行うこともできる。
Specifically, the
・・内側導体部
内側導体部32は、棒状体の各端面に開口部を有する導体凹部322,322がそれぞれ設けられている。各導体凹部322,322には、雄型部材2の内側導電キャップ部22(特に突端部220)が挿入されるため、各導体凹部322,322の内周形状、大きさは、突端部220に対応した形状、大きさで、突端部220が挿入可能な大きさとする。この例では各導体凹部322,322を形成する内壁面に電気的接続部320が設けられた状態で、突端部220における端末側絶縁部23に近い側の領域の一部が挿入可能なように導体凹部322の形状、大きさを調整している。導体凹部322に内側導電キャップ部22が挿入されると、上述のように、電気的接続部320を介して、内側導体部32と内側導電キャップ部22とが電気的に接続される。
.. Inner conductor portion The
その他、この例の内側導体部32は、各導体凹部322,322を形成する内底面に連通する貫通孔を備え、この貫通孔を冷媒130が流入される冷媒孔323とする。冷媒孔323の詳細は、後述の冷媒流路の項で説明する。
In addition, the
〔構成材料〕
内側導体部32の構成材料は、内側導電キャップ部22の構成材料の項で説明した常電導材料が挙げられる。上記構成材料の一部に超電導材料を含むことができる。
[Constituent material]
Examples of the constituent material of the
・・外側導電接続筒部
外側導電接続筒部34は、その長手方向の中央部分に外側絶縁筒部33を一体に保持し、この外側絶縁筒部33を介して内側導体部32に一体化される。外側導電接続筒部34における外側絶縁筒部33を覆っておらず露出される各端部には、雄型部材2の外側導電部24が挿入されて接続される。この端部を外側導電部24が電気的に接続される外側接続端部344とする。外側接続端部344の内周形状、大きさは、外側導電部24に対応した形状、大きさであって、外側接続端部344の内周面に電気的接続部340が設けられた状態で外側導電部24が挿入可能な大きさとする。外側導電接続筒部34に外側導電部24が挿入されると、上述のように、電気的接続部340を介して、外側導電接続筒部34と外側導電部24とが電気的に接続される。
.. Outer conductive connection cylinder portion The outer conductive
その他、この例の外側導電接続筒部34は、冷媒130が流入される冷媒孔343を備える。冷媒孔343の詳細は、後述の冷媒流路の項で説明する。
In addition, the outer conductive
〔構成材料〕
外側導電接続筒部34の構成材料は、内側導電キャップ部22の構成材料の項で説明した常電導材料が挙げられる。上記構成材料の一部に超電導材料を含むことができる。
[Constituent material]
Examples of the constituent material of the outer conductive connecting
・・外側絶縁筒部
外側絶縁筒部33は、その長手方向の中央部分に内側導体部32を一体に保持する。外側絶縁筒部33において、内側導体部32を覆わず、内側導体部32の端部から開口部に至り、内側に向かって露出される各端部を、雄型部材2の端末側絶縁部23の外周(ここではケーブルコア110の電気絶縁層113の外周でもある)に配置される外側絶縁端部333とする。内側導体部32と外側導電接続筒部34との間に、外側絶縁筒部33の中央部分が介在される。内側導体部32の端部近傍と外側導電接続筒部34の外側接続端部344との間に、外側絶縁端部333が介在される。外側絶縁筒部33の中央部分の厚さ、外側接続端部344の長さに応じて、内側導体部32と外側導電接続筒部34とを電気的に絶縁する。外側絶縁筒部33は、外側導電接続筒部34の軸方向の中心近くに内側導体部32に位置するように両者を維持して、内側導体部32と外側導電接続筒部34との位置決め部材としても機能する。
The outer insulating
このような外側絶縁筒部33(特に外側接続端部344)は、超電導導体層112の露出箇所が接続される雄型部材2の内側導電キャップ部22と、外側導電層114の露出箇所が接続される外側導電部24との間の電気絶縁距離を、ケーブルコア110の長手方向に沿って確保する部材として機能する。所定の電気絶縁距離となるように、外側絶縁筒部33の大きさ(長さ、直径、中央部分の厚さなど)、外側絶縁端部333の露出長さなどを調整する。外側絶縁端部333の厚さは、所定の絶縁特性を満たし、雄型部材2が挿入可能な範囲で適宜選択できる。
In such an outer insulating cylinder portion 33 (particularly, the outer connecting end portion 344), the inner
この例の外側絶縁筒部33は、雄型部材2を雌型部材3に差し込んだ際、外側絶縁端部333と、雄型部材2の端末側絶縁部23との間に所定の隙間が設けられる形状、大きさを有する。この隙間には冷媒130が充填され、上記隙間は、後述するように冷媒流路に利用される。上記隙間が設けられる構成では、外側絶縁筒部33に雄型部材2を容易に挿入でき、作業性にも優れる。外側絶縁端部333と端末側絶縁部23との間にスペーサ(図示せず)を設けると、上記隙間をより確実に維持できる。上記スペーサを両者の位置決めに利用できる場合がある。
In the outer insulating
又は、外側絶縁筒部33の内周面の少なくとも一部と端末側絶縁部23とが接触する形状、大きさである外側絶縁筒部33とすることもできる。
Alternatively, the outer insulating
〔構成材料〕
外側絶縁筒部33は、上述のように冷媒130に接触することから、その構成材料は、端末側絶縁部23の構成材料の項で説明した電気絶縁材料が挙げられる。端末側絶縁部23と同様に、上述の樹脂を含む場合、外側絶縁筒部33の成形時に内側導体部32と外側導電接続筒部34との少なくとも一方を一体成型することができる。その他、接着剤を用いたり、機械的に係合可能な構成としたりするなどによって、内側導体部32及び外側導電接続筒部34と外側絶縁筒部33とを備える雌型部材3を容易に製造できる。
[Constituent material]
Since the outer insulating
・・断熱部
断熱部36は、超電導導体層112の端部を冷却する冷媒130が充填される箇所(ここでは後述の冷媒流路)の外周に設けられて、冷媒130に外部からの侵入熱が及ぶことを抑制する。ここで、雌型部材3のケーブル側凹部31には、ケーブルコア110Aの超電導導体層112、外側導電層114の一例である外側超電導層が挿入配置されるため、これらを冷却する冷媒130が充填される。断熱部36によって、冷媒130の温度上昇を抑制して、所定の低温を維持し易くすることができる。
Insulation unit The
断熱部36は、真空断熱容器とすると断熱性に優れて好ましい。真空断熱容器は、例えば、ステンレス鋼などの金属製の筒状容器が挙げられる。真空断熱容器の真空度を超電導ケーブル100の断熱管120と同程度としたり、真空断熱容器内に上述の断熱材(図示せず)を備えたりすると、断熱性により優れる。
The
断熱部36に超電導ケーブル100の断熱管120との接続部(図示せず)を備えて、ボルトなどの締結部材を用いた接続や溶接などが可能な構成とすると、施工性に優れる。その他、断熱部36の長さを外側導電接続筒部34よりも長くすることができる。この場合、断熱部36と断熱管120とを断熱管120の径方向に重複させられて、断熱性を高められる。図1に示すように断熱部36の長さと外側導電接続筒部34の長さとを同等にすることができる。
If the
・・絶縁部材
断熱部36が上述のように金属材料で構成される場合、断熱部36と外側導電接続筒部34とを電気的に絶縁する介在絶縁部35を備えることができる。この例の介在絶縁部35は、断熱部36の全長に及ぶ長さの筒状体である。介在絶縁部35の構成材料は、例えば端末側絶縁部23の構成材料の項で説明した電気絶縁材料が挙げられる。
When the
・冷媒流路
雄型部材2には、ケーブルコア110の超電導導体層112や、外側導電層114の一例である外側超電導層が接続され得るため、これらを冷媒130によって冷却して、超電導状態に維持する必要がある。一方、雄型部材2は、代表的には常電導材料で構成される内側導電キャップ部22及び外側導電部24を備える。雌型部材3は、この内側導電キャップ部22及び外側導電部24が接続され、代表的には常電導材料で構成される内側導体部32及び外側導電接続筒部34を備える。これらの常電導材料で構成される部材は、交流通電時などに発熱し、冷媒130を加熱し得る。従って、雄型部材2の内外、雌型部材3内に冷媒130が流通可能な空間を有することが好ましい。この例の雄型部材2は、上述のように内側導電キャップ部22に冷媒孔223を備えると共に、端末側絶縁部23とケーブルコア110の電気絶縁層113との間に空間が形成される構成である。この例の雌型部材3は、内側導体部32に冷媒孔323を、外側導電接続筒部34の外側接続端部344に冷媒孔343を備える。また、雄型部材2を雌型部材3に差し込んだ際、端末側絶縁部23と外側絶縁筒部33との間に空間が形成されるように、両部材2,3が構成されている。
-Since the
その結果、図1の黒色矢印で示すように、一方の超電導ケーブル100の断熱管120(図1では図示せず)内からの冷媒130は、一方の雄型部材2Aの外側導電接続筒部34に設けられた冷媒孔343から、雄型部材2Aの端末側絶縁部23と雌型部材3の外側絶縁筒部33との間の空間及び内側導電キャップ部22と内側導体部32の導体凹部322を形成する内壁との間の空間を経て、内側導電キャップ部22の冷媒孔223及び内側導体部32の冷媒孔323に連続する冷媒流路を形成する。この例の冷媒流路は、更に、内側導体部32の冷媒孔323を経て、他方の雄型部材2Bに備える内側導電キャップ部22の冷媒孔223、この内側導電キャップ部22と雌型部材3の導体凹部322(図1の右側)との間、雄型部材2Bの端末側絶縁部23と雌型部材3の外側絶縁筒部33との間、外側導電接続筒部34の冷媒孔343(同)を順に経て、他方の超電導ケーブル100の断熱管120内に連続する。この冷媒流路では、冷媒130が一方の超電導ケーブル側から他方の超電導ケーブル側に一方向に流通する。
As a result, as shown by the black arrow in FIG. 1, the refrigerant 130 from the inside of the heat insulating tube 120 (not shown in FIG. 1) of one of the
冷媒孔223,323,343の形状、大きさ、個数などは適宜選択できる。図1では、冷媒孔223,343が縦断面L字状である場合を例示するが、各部材の端面と周面とを繋ぐ斜めの孔などとすることもできる。L字状の冷媒孔は、その開口部を各部材の端面と周面とに設けるため加工し易い上に、電気的接続部320,340を迂回する位置に開口部を設け易い。図1に示す冷媒孔223の各開口部(内側導電キャップ部22の周面側の開口部及び端面側の開口部)は、電気的接続部320と実質的に干渉しない位置に設けられている。
The shape, size, number, and the like of the
各部材に備える一つあたりの冷媒孔の断面積を大きくしたり、小さい場合でも個数を多くしたりすれば、流通抵抗を小さくでき、冷媒130を流通させ易いため、冷媒130の温度上昇も抑制し易い。複数の小さい冷媒孔を備える場合、大きな冷媒孔を一つ備える場合に比較して、各部材の強度を高め易い。 By increasing the cross-sectional area of each refrigerant hole provided in each member, or by increasing the number of refrigerant holes even if they are small, the flow resistance can be reduced and the refrigerant 130 can be easily distributed, so that the temperature rise of the refrigerant 130 can be suppressed. Easy to do. When a plurality of small refrigerant holes are provided, the strength of each member can be easily increased as compared with the case where one large refrigerant hole is provided.
なお、接続する超電導ケーブル100,100間で冷媒130を流通させない場合、例えば、雌型部材3の冷媒孔323を省略したり、更に内側導電キャップ部22の冷媒孔223も省略したりすることができる。フォーマ111が中空体であり、この内部空間も冷媒流路に利用する場合には、雄型部材2内の冷媒空間と両部材2,3間の冷媒空間とを区画して、独立した空間とすることができる。この場合、雄型部材2内の冷媒空間は、内側導電キャップ部22でフォーマ111の開口部を封止すれば、両部材2,3間の冷媒空間とは区画した空間にできる。又は、上述のように端末側絶縁部23に貫通孔を設けて、両冷媒空間を連通した空間とする形態とすることができる。
When the refrigerant 130 is not circulated between the connected
・雄型部材と雌型部材との接続状態
雄型部材2は、雌型部材3に対して、容易に着脱可能な構成とすることが好ましい。この場合、例えば、雌型部材3に差し込まれた雄型部材2を抜き取って、両部材2,3の接続箇所などを点検後、再度、雌型部材3に雄型部材2を接続すれば、超電導ケーブルの接続構造1を容易に再構築できる。例えば、雌型部材3のケーブル側凹部31に差し込まれた一方の雄型部材2Aをそのまま接続した状態で、相手側凹部30から他方の雄型部材2Bを抜き取ってケーブルコア110Bを除去し、新しい超電導ケーブル100のケーブルコア110に取り付けられた雄型部材2を雌型部材3の相手側凹部30に差し込む。このとき、雌型部材3に接続されるケーブルコア110Aに対して、特段の処理は不要であり、超電導ケーブルの交換や改修などを容易に行える上に、超電導ケーブルの接続構造1を容易に再構築できる。また、雌型部材3を再利用して、新しい超電導ケーブル100,100同士を接続することも容易に行える。
-Connection state between the male member and the female member It is preferable that the
雌型部材3に対して雄型部材2を着脱自在とする構成として、例えば、機械的接続部と電気的接続部とを独立した構成とすることが挙げられる。この場合、代表的には、機械的接続部と電気的接続部とにおける接続構造の長手方向の位置が異なる。
As a configuration in which the
機械的接続部として、例えば、図3に示すように内側導電キャップ部22と内側導体部32とが互いに係合する係合部(ここではキー部221、キー溝321)、外側導電部24と外側導電接続筒部34とが互いに係合する係合部(ここではフランジ部241、嵌合凹部341)が挙げられる。各組における一方の係合部は、突起や突条、ばね片など、他方の嵌合部は突起や突条、ばね片が嵌め込まれる溝や孔、凹みなどであって、回転したり圧入したりするなどして、係合状態が維持可能なロック構造を構築できるものが挙げられる。具体例として、内側導電キャップ部22に突起を設け、内側導体部32にその軸方向に延び、かつその周方向にも延びるL字状の溝を設け、上記突起をキー部221、L字状の溝をキー溝321とする構成などが挙げられる。キー部221をキー溝321における上記の軸方向の溝に嵌め、上記の軸方向の溝の終端で雌型部材3を回転させ、キー部221を上記の周方向の溝に移行することで、雄型部材2と雌型部材と3を機械的に連結することができる。公知のロック構造を利用できる。雄型部材2の内側導電キャップ部22と雌型部材3の内側導体部32との組、及び雄型部材2の外側導電部24と雌型部材3の外側導電接続筒部34との組の双方の組が上記着脱自在とする機械的接続部を備えると、雄型部材2と雌型部材3との間の相対位置を固定できる上に、冷媒130の導入時の熱収縮などに起因する両組の相対位置のずれをより確実に低減し易い。
As the mechanical connecting portion, for example, as shown in FIG. 3, the engaging portion (here, the
別の機械的接続部として、フランジ結合を行う構成が挙げられる。詳しくは、外側導電部24にその周縁から径方向外方に延設されるフランジ部241又は複数のフランジ片(図示せず)を備え、外側導電接続筒部34にフランジ部241などが嵌め込まれる嵌合凹部341を備え、両者をボルトなどの締結部材で固定する。図3では、嵌合凹部341に嵌め込まれたフランジ部241のケーブルコア側の面を押える環状の押え板材342を備える場合を例示する。例えば、外側導電部24と外側導電接続筒部34との組に上記フランジ結合を行う機械的接続部を備える場合、内側導電キャップ部22と内側導体部32との組に機械的接続部を備えていなくても、雄型部材2と雌型部材3との間の相対位置を固定できる。
Another mechanical connection includes a flange coupling configuration. Specifically, the outer
上述の双方の組が機械的接続部を有する場合に各組に備える機械的接続部は同じ構成とする他、異なる構成とすることができる。上記フランジ結合の場合で説明したように、いずれか一方の組が機械的接続部を有し、他方の組が機械的接続部を有しないこともできる。 When both sets described above have a mechanical connection portion, the mechanical connection portions provided in each set may have the same configuration or different configurations. As described in the case of the flange coupling, one set may have a mechanical connection and the other set may not have a mechanical connection.
なお、上記機械的接続部に代えて、雌型部材3に真空断熱容器からなる断熱部36が固定されている場合、断熱部36を介して、雄型部材2と雌型部材3との間の相対位置を間接的に固定することができる。具体的な構成として、超電導ケーブル100の端部に設けられる接続用の断熱部材(図示せず)と雄型部材2とが固定され、断熱部36及び断熱部材に設けられたフランジ間を固定することが挙げられる。
When the
着脱可能な電気的接続部として、この例では、上述のように内側導体部32の導体凹部322の内周面に複数のばね状接触子が環状に配置された接触部材から構成される電気的接続部320を備える。この接触部材は、マルチコンタクト、コンタクトバンド、マルチバンドなどと呼ばれ、コネクタ部材として利用されるものが挙げられる。外側導電接続筒部34の外側接続端部344の内周面には、上記接触部材から構成される電気的接続部340を備える。上記接触部材から構成される電気的接続部320,340を備えることで、接触部材の弾性を利用して、容易に着脱できる。
As the detachable electrical connection portion, in this example, as described above, the electrical connection is composed of a contact member in which a plurality of spring-like contacts are annularly arranged on the inner peripheral surface of the
なお、着脱可能であれば、機械的接続部と電気的接続部とが一体の部材であるものを利用できる。この場合、機械的接続部と電気的接続部とにおける接続構造の長手方向の位置が等しくなる。 If it is removable, it is possible to use a member in which the mechanical connection portion and the electrical connection portion are integrated. In this case, the positions of the connection structures in the longitudinal direction at the mechanical connection and the electrical connection are equal.
(超電導ケーブルの接続構造の製造方法)
実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、例えば、以下の各工程を備える製造方法によって構築できる。以下、各工程の概略を述べる。
(Manufacturing method of superconducting cable connection structure)
The connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment can be constructed by, for example, a manufacturing method including the following steps. The outline of each process will be described below.
・ケーブルコアの端末処理工程
超電導ケーブル100の端部において、断熱管120から所定の長さのケーブルコア110を出して段剥ぎして、図2の左図に示すように、フォーマ111、超電導導体層112、電気絶縁層113、外側導電層114などを順に露出する。断熱管120は、例えば、その端部を封止部材などで封止して真空断熱層を形成しておくと、雌型部材3の断熱部36との接続を容易に行えて施工性に優れる上に、断熱性能に対する信頼性にも優れる。
-Terminal processing step of cable core At the end of the
・雄型部材の取付工程
図2に示すように、段剥ぎしたケーブルコア110の端部に、雄型部材2を取り付ける。上述のように適宜半田などの接合材を用いたり、圧縮接続を行ったりすることで、雄型部材2とケーブルコア110とを強固に接続できる。上述の端末処理工程及びこの取付工程は、布設現場は勿論、工場でも行える。工場で行う場合、雄型部材2付きケーブルコア110を備える超電導ケーブル100を布設現場に搬送すればよい。
-Attachment process of the male member As shown in FIG. 2, the
・雄型部材と雌型部材との接続工程
図3に示すように、ケーブルコア110Aの端部に取り付けられた雄型部材2Aを雌型部材3のケーブル側凹部31に差し込む。ケーブルコア110Bの端部に取り付けられた雄型部材2Bを相手側凹部30に差し込む。この例では、着脱自在な機械的接続部(キー部221及びキー溝321、フランジ部241及び嵌合凹部341)及び電気的接続部320,340を備えるため、この挿入作業を容易に行える。この差込よって、内側導電キャップ部22と内側導体部32同士、外側導電部24と外側導電接続筒部34同士をそれぞれ電気的に接続できる。また、機械的接続部によって機械的に接続できる。
上述の工程によって、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1を備える新規の超電導ケーブルの中間接続構造を構築できる。
-Connection process between the male member and the female member As shown in FIG. 3, the
By the above-mentioned steps, an intermediate connection structure of a new superconducting cable including the connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment can be constructed.
・点検時
構築した中間接続構造の内部を点検などする場合には、雌型部材3から雄型部材2A,2Bを抜き取って両部材2,3の接続箇所などを点検する。点検後、再度、雌型部材3に雄型部材2A,2Bを差し込む。こうすることで、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1を備える超電導ケーブルの中間接続構造を再構築できる。
-During inspection When inspecting the inside of the constructed intermediate connection structure, remove the
・交換時
例えば、一方のケーブルコア110Aを備える超電導ケーブル100をそのまま利用し、他方のケーブルコア110Bを備える超電導ケーブル100を新しい超電導ケーブル100に交換する場合、雌型部材3の相手側凹部30から雄型部材2Bを抜き取って、古いケーブルコア110Bを備える超電導ケーブル100を除去する。新しい超電導ケーブル100のケーブルコア110の端部に新しい雄型部材2を取り付け、この雄型部材2を雌型部材3の相手側凹部30に差し込む。このように実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1を備える超電導ケーブルの中間接続構造は、ケーブル交換や改修も容易に行える。
-At the time of replacement For example, when the
(効果)
実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、特定の雄型部材2によって、超電導ケーブル100に備えるケーブルコア110の端部に設けられる超電導導体層112の接続箇所と外側導電層114の接続箇所との相対位置を固定でき、特定の雌型部材3によって、雄型部材2による相対位置の固定状態を維持して、機械的接続、電気的接続を行える。従って、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、超電導導体層112と外側導電層114との相対的な移動を防止でき、この相対移動に起因して、ケーブルコア110の電気絶縁層113に電気絶縁強度の低下部分が局所的に生じることを効果的に防止して、電気絶縁特性に対する信頼性を高められる。
(effect)
The connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment includes a connection portion of the
詳しくは、雄型部材2は、超電導導体層112が接続される内側導電キャップ部22の位置と、外側導電層114が接続される外側導電部24の位置とを端末側絶縁部23によって規定する。この雄型部材2が雌型部材3に接続されることで、超電導導体層112の接続箇所の位置と外側導電層114の接続箇所の位置とが端末側絶縁部23及び外側絶縁筒部33によって固定されて、上記相対位置が固定される。
Specifically, in the
また、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、雌型部材3に接続される超電導ケーブル100及び接続対象(この例では別の超電導ケーブル100)のうち、一方を雌型部材3に接続したままで他方を雌型部材3から取り外せる。そのため、雌型部材3に接続されたままの別の超電導ケーブル100のケーブルコア110は、各部位間の相対的な変位が実質的に生じず、再冷却した場合にも各部位の応力を管理し易い。また、一方を雌型部材3に接続したままで他方の取外しが行える点は、コストの低減、接続構造の品質の向上にもつながる。
Further, in the superconducting cable connection structure 1 of the first embodiment, one of the
更に、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、雌型部材3に雄型部材2を差し込む構成であるため、上述の中間接続部材の各端部に補強絶縁部を形成する場合に比較して、電気絶縁部分におけるケーブル長手方向の長さを短くできる。又は、上記電気絶縁部分の長さを短くせず、ケーブル全長を一定としたままで絶縁距離をより長くする場合には、電気絶縁性能を高めることができる。
Further, since the connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment has a configuration in which the
加えて、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、雌型部材3に雄型部材2を差し込むことで、新規構築を容易に行える上に、再構築も容易に行え、点検や改修などの作業性にも優れる。
In addition, the connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment can be easily newly constructed by inserting the
その他、実施形態1の超電導ケーブルの接続構造1は、以下の効果も期待できる。
(A)雌型部材3が断熱部36を一体に備えており、断熱部36の内側に位置する部材内で流通する冷媒130の温度上昇を抑制できる上に、断熱部36を別途構築する必要が無く、施工性に優れる。
(B)雄型部材2及び雌型部材3内に冷媒130が流通する冷媒流路を備え、雌型部材3が冷媒流路の接続部材としても機能する。そのため、雄型部材2及び雌型部材3の導電部分が常電導材料で構成される場合でも、常電導部分を冷媒130によって直接冷却でき、冷媒130の温度上昇を抑制できる。従って、超電導導体層112などの超電導状態を良好に維持できる。
(C)雄型部材2及び雌型部材3が機械的接続部(キー部221及びキー溝321など)と、電気的接続部320,340とを備えることで、雌型部材3に対して雄型部材2の着脱を容易に行えて施工性に優れる。
(D)雌型部材3の再利用によって、新しい部材を利用する場合に比較して、コストの低減を期待できる。
In addition, the connection structure 1 of the superconducting cable of the first embodiment can be expected to have the following effects.
(A) The
(B) The
(C) The
(D) By reusing the
[実施形態2]
実施形態1で説明した実施形態の超電導ケーブル用接続部材(雄型部材2、雌型部材3)は、超電導ケーブルと常温環境で利用される常電導機器(図示せず)との接続に利用できる。実施形態2の超電導ケーブルの接続構造は、超電導ケーブルの端末構造を構築するものであり、上述のケーブルコア110の端部に取り付けられた雄型部材2と、雄型部材2がケーブル側凹部31に挿入配置されると共に、接続対象である常電導機器の常電導導体が相手側凹部30に挿入配置される雌型部材3とを備える。基本的構成及びその効果は、実施形態1を参照するとよい。
常電導機器は、保護機器や遮断器などで構成される変電設備、地中ケーブルや架空送電線などの常電導ケーブルなどが挙げられる。
[Embodiment 2]
The superconducting cable connecting member (
Examples of the normal conducting equipment include substation equipment composed of protective equipment and circuit breakers, and normal conducting cables such as underground cables and overhead transmission lines.
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、以下の変更が可能である。
(1)断熱部を雌型部材とは独立して備えることができる。
例えば、雌型部材の長手方向に二分割された分割断熱部とし、両分割断熱部を接続することで、雌型部材の全長を覆う構成とすることが挙げられる。この場合、雄型部材と雌型部材との接続前、一方の分割断熱部を超電導ケーブル側に逃がしておき、他方の分割断熱部を接続対象側に逃がしておき、雄型部材と雌型部材との接続後、両分割断熱部を接続することが挙げられる。
各分割断熱部は、真空断熱構造とすると、断熱性を高められる。両分割断熱部の接続箇所を重複させると、断熱性を更に高められる。
この形態では、雌型部材の外側導電接続筒部と断熱部との間に介在絶縁部を設ける場合、絶縁紙の巻回層などとすることができる。
この構成は、実施形態1,2は勿論、以下の(2)〜(5)にも適用できる。
(2)雄型部材2の構成要素(内側導電キャップ部22、端末側絶縁部23、外側導電部24)が一体物ではなく、施工時に順次組み付けられる形態とすることができる。
この形態では、例えば、内側導電キャップ部22と超電導導体層112とを半田などの接合材で接続する場合に端末側絶縁部23が熱影響を実質的に受けない。この形態は、各要素をねじ結合などする構成が挙げられる。その他、上述の三つの構成要素のうち、隣り合う二つの構成要素(内側導電キャップ部22と端末側絶縁部23との組、端末側絶縁部23と外側導電部24との組)が一体化され、残る一つの構成要素がねじ結合される形態などとすることもできる。こうすることで、施工時の部品を小さくでき、搬送などし易い。
(3)多心一括型の超電導ケーブルに適用できる。
この場合、例えば、各ケーブルコアに取り付けられる雄型部材と、各雄型部材が挿入される複数のケーブル側凹部を備える雌型部材とを備える接続構造とすることが挙げられる。雌型部材のケーブル側凹部の個数は、雄型部材の個数以上であればよい。
又は、雌型部材は、例えば、内側導体部、外側絶縁筒部、外側導電接続筒部を一つのユニットとし、ケーブルコア数以上の複数のユニットと、複数のユニットの外周に一括して設けられる一括断熱部と、ユニット間に介在される絶縁材及びユニットと一括断熱部との間に介在される絶縁材とを備えるものとすることができる。
(4)直流送電用の超電導ケーブルに適用できる。
(5)複数の超電導導体層を同軸に備える同軸超電導ケーブルに適用できる。
この場合、雄型部材は、第一外側導電部、第一端末側絶縁部、第二外側導電部、第二端末側絶縁部、…というように、外側導電部と端末側絶縁部とが交互に多層に設けられると共に、内側導電キャップ部からみて、順次段が下がる段差形状となるように、複数の外側導電部及び複数の端末側絶縁部を備えることが挙げられる。
雌型部材は、複数の外側導電部及び複数の端末側絶縁部がつくる段差形状に対応した複数の外側導電接続筒部及び複数の外側絶縁筒部を備え、各外側導電接続筒部の端部が階段状に並べられることが挙げられる。
The present invention is not limited to these examples, and is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
For example, the following changes can be made.
(1) The heat insulating portion can be provided independently of the female member.
For example, it is possible to form a split heat insulating portion divided into two in the longitudinal direction of the female mold member and to cover the entire length of the female mold member by connecting both split heat insulating portions. In this case, before connecting the male member and the female member, one of the split heat insulating portions is released to the superconducting cable side, and the other divided heat insulating portion is released to the connection target side, so that the male member and the female member are released. After the connection with, it is possible to connect both divided heat insulating parts.
If each divided heat insulating portion has a vacuum heat insulating structure, the heat insulating property can be enhanced. If the connection points of the two split heat insulating parts are overlapped, the heat insulating property can be further improved.
In this form, when an intervening insulating portion is provided between the outer conductive connecting cylinder portion of the female member and the heat insulating portion, it can be a wound layer of insulating paper or the like.
This configuration can be applied not only to the first and second embodiments but also to the following (2) to (5).
(2) The components (inner
In this embodiment, for example, when the inner
(3) Applicable to multi-core batch type superconducting cables.
In this case, for example, a connection structure including a male member attached to each cable core and a female member having a plurality of cable-side recesses into which each male member is inserted can be mentioned. The number of cable-side recesses of the female member may be equal to or greater than the number of male members.
Alternatively, the female member is provided, for example, with the inner conductor portion, the outer insulating cylinder portion, and the outer conductive connecting cylinder portion as one unit, a plurality of units having a number of cable cores or more, and the outer periphery of the plurality of units. It is possible to include a collective heat insulating portion, an insulating material interposed between the units, and an insulating material interposed between the unit and the collective heat insulating portion.
(4) Applicable to superconducting cables for DC power transmission.
(5) It can be applied to a coaxial superconducting cable having a plurality of superconducting conductor layers coaxially.
In this case, in the male member, the outer conductive portion and the terminal side insulating portion alternate, such as the first outer conductive portion, the first terminal side insulating portion, the second outer conductive portion, the second terminal side insulating portion, and so on. In addition to being provided in multiple layers, a plurality of outer conductive portions and a plurality of terminal-side insulating portions may be provided so as to form a stepped shape in which the steps are sequentially lowered when viewed from the inner conductive cap portion.
The female member includes a plurality of outer conductive connecting cylinders and a plurality of outer insulating cylinders corresponding to a step shape formed by a plurality of outer conductive portions and a plurality of terminal-side insulating portions, and an end portion of each outer conductive connecting cylinder. Can be mentioned in a staircase pattern.
1 超電導ケーブルの接続構造
2,2A,2B 雄型部材(超電導ケーブル用接続部材)
22 内側導電キャップ部 220 突端部 222 導体挿入部 223 冷媒孔
221 キー部
23 端末側絶縁部
24 外側導電部 241 フランジ部
3 雌型部材(超電導ケーブル用接続部材)
31 ケーブル側凹部 30 相手側凹部
32 内側導体部 322 導体凹部 323 冷媒孔
320 電気的接続部 321 キー溝
33 外側絶縁筒部 333 外側絶縁端部
34 外側導電接続筒部 344 外側接続端部 343 冷媒孔
340 電気的接続部 341 嵌合凹部 342 押え板材
35 介在絶縁部
36 断熱部
100 超電導ケーブル 110,110A,110B ケーブルコア
111 フォーマ 112 超電導導体層 113 電気絶縁層
114 外側導電層 115 保護層
120 断熱管 121 内管 122 外管 124 防食層 130 冷媒
1 Superconducting
22 Inner
31
340
Claims (7)
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部に取り付けられる雄型部材と、
前記雄型部材が挿入されるケーブル側凹部と、前記超電導ケーブルの接続対象が挿入される相手側凹部とを備える雌型部材と、
前記超電導導体層の端部の外周に設けられる断熱部とを備え、
前記雄型部材は、
前記超電導導体層の端部が挿入される導体挿入部を備え、前記超電導導体層に電気的に接続される内側導電キャップ部と、
前記外側導電層の端部に電気的に接続される外側導電部と、
前記内側導電キャップ部と前記外側導電部とを電気的に絶縁した状態で接続し、前記電気絶縁層の外周に配置される端末側絶縁部とを備え、
前記雌型部材は、
前記ケーブル側凹部の一部が設けられ、前記内側導電キャップ部と電気的に接続される内側導体部と、
前記内側導体部に同軸に設けられ、前記外側導電部に電気的に接続される外側接続端部を備える外側導電接続筒部と、
前記内側導体部と前記外側導電接続筒部との間に介在されて両者を電気的に絶縁し、前記端末側絶縁部の外周に配置される外側絶縁端部を備える外側絶縁筒部とを備える超電導ケーブルの接続構造。 It is a connection structure of a superconducting cable provided at the end of a superconducting cable including a cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a heat insulating tube containing the cable core and filled with a refrigerant. hand,
A male member attached to the end of the cable core that has been stripped off,
A female member having a cable-side recess into which the male member is inserted and a mating recess into which the connection target of the superconducting cable is inserted.
It is provided with a heat insulating portion provided on the outer periphery of the end portion of the superconducting conductor layer.
The male member is
An inner conductive cap portion that includes a conductor insertion portion into which an end portion of the superconducting conductor layer is inserted and is electrically connected to the superconducting conductor layer,
An outer conductive portion that is electrically connected to the end of the outer conductive layer,
The inner conductive cap portion and the outer conductive portion are connected in an electrically insulated state, and a terminal-side insulating portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer is provided.
The female member is
An inner conductor portion provided with a part of the cable-side recess and electrically connected to the inner conductive cap portion,
An outer conductive connecting cylinder portion coaxially provided on the inner conductor portion and having an outer connecting end portion electrically connected to the outer conductive portion.
It is provided with an outer insulating cylinder portion that is interposed between the inner conductor portion and the outer conductive connecting cylinder portion to electrically insulate them, and has an outer insulating end portion arranged on the outer periphery of the terminal side insulating portion. Superconducting cable connection structure.
前記外側導電接続筒部の冷媒孔から、前記雄型部材の端末側絶縁部と前記雌型部材の外側絶縁筒部との間の空間及び前記内側導電キャップ部と前記内側導体部のケーブル側凹部を形成する内壁との間の空間を経て、前記内側導電キャップ部の冷媒孔及び前記内側導体部の冷媒孔に連続する冷媒流路を備える請求項1に記載の超電導ケーブルの接続構造。 The inner conductive cap portion of the male member, the inner conductor portion of the female member, and the outer conductive connecting cylinder portion are provided with refrigerant holes into which the refrigerant flows.
From the refrigerant hole of the outer conductive connection cylinder portion, the space between the terminal side insulating portion of the male member and the outer insulating cylinder portion of the female member, and the cable side recess of the inner conductive cap portion and the inner conductor portion. The connection structure for a superconducting cable according to claim 1, further comprising a refrigerant flow path that is continuous with a refrigerant hole of the inner conductive cap portion and a refrigerant hole of the inner conductor portion through a space between the inner wall and the inner wall.
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部において、前記超電導導体層の端部が挿入される導体挿入部を備え、前記超電導導体層に電気的に接続される内側導電キャップ部と、
前記外側導電層の端部に電気的に接続される外側導電部と、
前記内側導電キャップ部と前記外側導電部とを電気的に絶縁した状態で接続し、前記電気絶縁層の外周に配置される端末側絶縁部とを備える超電導ケーブル用接続部材。 A cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a heat insulating tube containing the cable core and being filled with a refrigerant are attached to the end of the superconducting cable to connect the superconducting cable. A connecting member for superconducting cables used to connect to a target.
An inner conductive cap portion that includes a conductor insertion portion into which the end portion of the superconducting conductor layer is inserted at the end portion of the cable core that has been stripped off and is electrically connected to the superconducting conductor layer.
An outer conductive portion that is electrically connected to the end of the outer conductive layer,
A connecting member for a superconducting cable, which connects the inner conductive cap portion and the outer conductive portion in an electrically insulated state, and includes a terminal-side insulating portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer.
段剥ぎされた前記ケーブルコアの端部が挿入されるケーブル側凹部と、前記超電導ケーブルの接続対象が挿入される相手側凹部とを備え、更に、
前記ケーブル側凹部の一部を構成し、前記超電導導体層の端部が挿入される導体凹部を備え、前記超電導導体層と電気的に接続される内側導体部と、
前記内側導体部に同軸に設けられ、前記外側導電層に電気的に接続される外側接続端部を備える外側導電接続筒部と、
前記内側導体部と前記外側導電接続筒部との間に介在されて両者を電気的に絶縁し、前記電気絶縁層の外周に配置される外側絶縁端部を備える外側絶縁筒部とを備える超電導ケーブル用接続部材。 A cable core having a superconducting conductor layer, an electrically insulating layer, and an outer conductive layer, and a superconducting cable including a heat insulating tube containing the cable core and filled with a refrigerant are interposed between the connection target and both. A connecting member for superconducting cables used for connection.
It is provided with a cable-side recess into which the end of the cable core that has been stripped off is inserted, and a mating recess into which the connection target of the superconducting cable is inserted.
An inner conductor portion that forms a part of the cable-side recess, includes a conductor recess into which the end portion of the superconducting conductor layer is inserted, and is electrically connected to the superconducting conductor layer.
An outer conductive connecting cylinder portion coaxially provided on the inner conductor portion and having an outer connecting end portion electrically connected to the outer conductive layer.
Superconducting with an outer insulating cylinder portion that is interposed between the inner conductor portion and the outer conductive connecting cylinder portion to electrically insulate them and has an outer insulating end portion arranged on the outer periphery of the electrically insulating layer. Cable connection member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017029357A JP6802084B2 (en) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Connection structure of superconducting cable and connection member for superconducting cable |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017029357A JP6802084B2 (en) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Connection structure of superconducting cable and connection member for superconducting cable |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018137070A JP2018137070A (en) | 2018-08-30 |
JP6802084B2 true JP6802084B2 (en) | 2020-12-16 |
Family
ID=63366069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017029357A Expired - Fee Related JP6802084B2 (en) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Connection structure of superconducting cable and connection member for superconducting cable |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6802084B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113363891B (en) * | 2021-06-07 | 2022-08-30 | 深圳市深电电力设备发展有限公司 | Manufacturing method of cable first-aid repair quick connector |
EP4439894A1 (en) * | 2023-03-31 | 2024-10-02 | Supernode Limited | A cryostat joint assembly |
CN118073017B (en) * | 2024-04-25 | 2024-07-09 | 四川九洲线缆有限责任公司 | High-power liquid cooling cable |
-
2017
- 2017-02-20 JP JP2017029357A patent/JP6802084B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018137070A (en) | 2018-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1732190B1 (en) | Terminal structure of multiphase superconducting cable | |
CN101546872B (en) | Device for connecting two superconducting cables | |
JP6802084B2 (en) | Connection structure of superconducting cable and connection member for superconducting cable | |
US9306382B2 (en) | Joints for high voltage cables insulated with impregnated paper or paper-polypropylene laminate (PPL) | |
EP1818944A1 (en) | Power cable line | |
US20020084094A1 (en) | High voltage cable termination | |
CA2468216C (en) | Phase split structure of multiphase superconducting cable | |
JP2005251570A (en) | Intermediate connection part of superconducting cable | |
KR101823814B1 (en) | Joint part for superconducting cable and joint structure for superconducting cable | |
US7439448B2 (en) | Phase split structure of multiphase superconducting cable | |
JP2013059211A (en) | Terminal structure of superconductive cable | |
JP5003942B2 (en) | Superconducting cable and superconducting cable connection | |
CN205070381U (en) | Insulating terminal subassembly | |
JP2019193515A (en) | Cable connection part | |
WO2021165744A1 (en) | Devices and methods for electrical cable splices | |
JP5067725B2 (en) | Superconducting cable terminal connection structure | |
JP2010020968A (en) | Connecting method of former for superconductive cable, and connection structure of former for superconductive cable | |
CN221595984U (en) | Sealed lead structure and submersible motor | |
EP3934039A1 (en) | Conductor connector and cable joint system | |
JP5348511B2 (en) | Superconducting cable and superconducting cable connection | |
US1652893A (en) | High-potential cable joint and method of installation | |
SE2350308A1 (en) | A dc power transmission arrangement, a method of forming a dc power transmission arrangement and a method of reconfiguring a dc power transmission arrangement | |
JP5704683B2 (en) | Power cable connection | |
JP2007258192A (en) | Intermediate connection part of superconductive cable | |
GB369772A (en) | Improvements in and relating to electrical cable installations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201105 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201126 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6802084 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |