JPH02103814A - 超電導送電ケーブル - Google Patents

超電導送電ケーブル

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JPH02103814A
JPH02103814A JP63255408A JP25540888A JPH02103814A JP H02103814 A JPH02103814 A JP H02103814A JP 63255408 A JP63255408 A JP 63255408A JP 25540888 A JP25540888 A JP 25540888A JP H02103814 A JPH02103814 A JP H02103814A
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JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
tube
transmission cable
inner tube
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP63255408A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoji Tachikawa
恭治 太刀川
Shigechika Kosuge
小菅 茂義
Moriaki Ono
守章 小野
Makoto Kabasawa
樺沢 真事
Yukio Shinpo
幸雄 真保
Teruo Suzuki
輝男 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai University
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Tokai University
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by Tokai University, NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical Tokai University
Priority to JP63255408A priority Critical patent/JPH02103814A/ja
Publication of JPH02103814A publication Critical patent/JPH02103814A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は低損失超電導送電ケーブルに関するものであ
る。
〔従来の技術] 超電導材料は、既に高エネルギ粒子加速器、医療診断用
MRT−CTおよび物性研究装置などにおいて、超電導
マグネットの形で実用化されている。このような超電導
材料の応用分野は広く、今後、例えば、発電機、エネル
ギーの貯蔵や変換、リニアモーターカー、資源回収用磁
気分離装置、核融合炉、送電ケーブルおよび磁気シール
ド材等に対する超電導材t4の応用が期待されており、
更には、ジョセフソン効果を用いた超電導素子は、超高
速度コンピューター、赤外線検出器、低雑音の増幅器や
ミキサー等への応用が期待されている。
これらが本格的に実用化されたときの産業的および社会
的インパクトの大きさは計り知れないものがある。
これまでに開発された代表的な超電導材料としてはNb
−Ti合金があり、これば、現在9Kまでの磁界発生用
線材として、広く使用されている。NbTi合金のTc
 (超電導状態が存在する臨界温度)は、9にである。
このNb −Ti合金よりも格段に高いTcを有する超
電導材料として、化合物系の超電導材料が開発され、現
在、Nb3Sn (Tc : 18 K )およびV、
Ga(Tc : 15K)が線材化され、実用に供され
ている。更に、Nb、Geでは、23にのTcが得られ
ている。
このように、長年にわたって高Tcの超電導材料を得る
ための努力がなされてきたが、従来の合金系および化合
物系の超電導材料においては、現状ではTc23 Kが
大きな壁になっている。即ち、Tcが23に以下の超電
導材料の冷却には、高価な液体ヘリウムを必要とするた
め、これが超電導材料の広範な応用を阻害している。
このTcの壁を大幅に打破する材料として、1986年
に18Mチューリッヒ研究所のMuller氏等が、B
a−La−Cu−0系の複合酸化物で超電導の徴候が認
められたことを発表して以来、酸化物系超電導材料の用
途開発競争に拍車がかかった。即ち、1986年代の超
電導材料のTcは40に級であったが、翌年(1987
年)の初めには、早くも液体窒素の温度である77Kを
超えるTcを有するY −Ba−Cu −0糸篠合酸化
物超電導材料が開発され、そのTcは約93Kに達した
更に、その後も精力的に超電導材料の開発が続けられて
おり、最近、安定性等に問題はあるものの、室温で超電
導現象を示す超電導材料の開発も報告されている。
上述のように、液体窒素温度(77K)で使用可能な超
電導材料が発見されたことによって、超電導材料の前述
した応用分野への実用化の期待度が、−段と高められて
きた。
上述した超電導現象を利用した技術として、低損失電力
超電導送電ケーブルの開発が進められている。従来の超
電導送電ケーブルとして、まず、化学物系超電導材料、
例えば、Nb3Sn 、 NbTi等を使用した技術が
提案された。
これは、Cuをマトリクスとし、前記マトリクス中にN
bzSnを分散させた数10μの極細線を、数1000
本まとめて導体とし、これをケーブル化した超電導送電
ケーブルとして具体化されている。
しかしながら、Nb、SnのTcは18にであるので、
冷却用として高価な液体Heを使用せねばならずコスト
高となり、長距離送電用には不向きである。
次いで、Tcが高い酸化物系超電導材料を使用した超電
導送電ケーブルが提案された。
提案1: 金属管外面に、ベーステープの表面に酸化物超電導皮膜
が形成された超電導テープを巻き付けてなる超電導線材
をケーブル化してなる超電導送電ケーブル。
提案2: 銀製のシース中に酸化物系超電導粉末を充填し、次いで
、上記粉末が充填されたシースを線引加工し、次いで、
得られた線材に対して熱処理を施すことからなる超電導
線材をケーブル化してなる超電導送電ケーブル。
上記提案1および2は、冷却用として液体窒素を使用す
ることができるという利点がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述の提案1に記載した超電導送電ケー
ブルは、皮膜が可撓性に欠け、長尺材製造が困難である
等の問題がある。
一方、提案2に記載した超電導送電ケーブルは、素線の
場合曲げ強度が小さく、また、外側に金属を付けた場合
冷却効率が小さく、さらに、銀は高価でコスト高である
等の問題がある。
従って、この発明の目的は、冷却温度が高く、可撓性に
優れ、長尺化が可能であり、しかも、強度に優れ、コス
ト面においても有利な、超電導送電ケーブルを提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕 この発明は、外管と、前記外管の内部に収納された3本
の内管とからなり、前記内管はCuまたはMからなる基
材と、前記基材の外表面に形成されたNiめっき層と、
前記Niめっき層の表面に形成された酸化物系超電導皮
膜と、前記超電導皮膜の表面に形成された絶縁層とから
なり、前記内管内および前記内管と外管との間の空間に
液体窒素を循環させることに特徴を有するものである。
次にこの発明を図面を参照しながら説明する。
第1図はこの発明の超電導送電ケーブルの一実施態様を
示す断面図、第2図は内管の詳細断面図である。
第1図および第2図に示すように、この発明の超電導送
電ケーブルは、鋼製の外管1と、外管1の内部に収納さ
れた3本の内管2とからなっている。
外管1の外面には断熱層4が形成されている。
内管2は基材としてのCuからなる金属管5と、金属管
5の外表面に形成されたNiめっき層6と、Niめっき
層6の表面に形成された酸化物系超電導皮膜7と、超電
導皮膜7の表面に形成された電気絶縁材の層(以下絶縁
層と称す)8とからなっている。
超電導皮膜7は、旧めっき層6の表面にプラズマ溶射法
によって形成されている。超電導皮膜7をプラズマ溶射
法により形成させるのは次の理由による。
■ 最終形状材料に対して、直接皮膜が形成できる。
■ 短時間で厚膜が形成できる。
■ 厚膜によって電流容量が大となる。
超電導皮膜7に使用される超電導材料としては、Tcが
77に以上の酸化物系超電導材料を使用するべきである
。その理由は、本発明が冷媒として後述する液体窒素(
N2)を使用するからである。
また、金属管5の外表面にNiめっき層6を形成したこ
とによって、熱処理を施したときに生ずる、Cu金属管
5と超電導皮膜7との反応が、Niによって防止され、
超電導物質中の酸素分が、金属管5のCu中に奪われる
ことはなく、超電導皮膜が劣化することはない。
3本の内管2は、3相交流用として容管が1相に対応す
る。
内管2の内側および内管2と外管1との間の空間に液体
窒素(N2) 3を冷媒として循環させ、内管2を冷却
する。
金属管5としてはCu金属管に代わって、Cu金属管と
同様に、良電導金属であるM金属管を使用することがで
きる。
[実施例〕 次に、この発明を実施例により説明する。
この発明の超電導送電ケーブルを調製した。材料、寸法
および調製法は以下に示す通りである。
外管。
外管径:220(外径)x200(内径)(mlll)
外管材質:鋼(JIS、SUS 304)。
断熱層:パーライト粒、厚さ50nnn。
内管、 内管径:80(外径) x60(内径)(sL内管材質
:Cu Niめっき層:ニッケルめっき100μm。
超電導皮膜。
超電導物質: B15rCaCuzOx +粒径:44
〜105− 溶射法:低圧プラズマ法。
入熱: 30kW 被覆厚:2001!m 絶縁層: H,D、P、E(高密度ポリエチレン)厚さ
0.2mm。
次いで、調製した超電導送電ケーブルの内管内および外
管内(内管外)に液体窒素を循環させて内管を冷却した
そして、この超電導ケーブルに電流を流し、電圧降下を
測定したところ、1μV/mの電圧降下を生ずる電流(
限界型りは7200 Aであった。
この結果、本発明は、十分送電ケーブルとして使用でき
ることがわかった。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に述べる有用な効果を奏する。
■ 超電導皮膜が厚膜であるので電流容量が大であり、
6000A級のグレードの送電ケーブルとして使用する
ことができる。
■ 鋼製の外管内に内管を収納した構造のため可撓性お
よび強度に優れ、長尺化が可能である。
■ 液体窒素による冷却効率が良くしかも液体Heに比
して安価な液体窒素はコスト面で有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の超電導送電ケーブルの一実施態様を
示す断面図、第2図は内管の詳細断面図である。図面に
おいて、 1・・・外管、      2・・・内管、3・・・液
体窒素、    4・・・断熱層、5・・・金属管、 
    6・・・Niめっき層、7・・・超電導皮膜、
   8・・・絶縁層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 外管と、前記外管の内部に収納された3本の内管と
    からなり、前記内管は基材と、前記基材の外表面に形成
    されたNiめっき層と、前記Niめっき層の表面に形成
    された酸化物系超電導皮膜と、前記超電導皮膜の表面に
    形成された絶縁層とからなり、前記内管内および前記内
    管と外管との間の空間に液体窒素を循環させることを特
    徴とする超電導送電ケーブル。 2 前記基材は銅からなる請求項1記載の超電導送電ケ
    ーブル。 3 前記基材はアルミニウムからなる請求項1記載の超
    電導送電ケーブル。
JP63255408A 1988-10-11 1988-10-11 超電導送電ケーブル Pending JPH02103814A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6262375B1 (en) * 1992-09-24 2001-07-17 Electric Power Research Institute, Inc. Room temperature dielectric HTSC cable
US20070179062A1 (en) * 2004-07-29 2007-08-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superconducting cable line
CN114783681A (zh) * 2022-06-20 2022-07-22 西部超导材料科技股份有限公司 一种超低损耗NbTi超导线材的制备方法

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