JPH06325629A

JPH06325629A - 酸化物超電導導体とその製造方法およびそれを備えた酸化物超電導電力ケーブル

Info

Publication number: JPH06325629A
Application number: JP5108576A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Kono; 宰河野; Takashi Saito; 隆斉藤; Mikio Nakagawa; 三紀夫中川; Kazutomi Kakimoto; 一臣柿本; Nobuyuki Sadakata; 伸行定方; Mikiyuki Ono; 幹幸小野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1994-11-25
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JP3342739B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は１本１本の超電導テープユニットを
固定していた従来方法よりも超電導テープに歪を与える
ことがないとともに、超電導テープの巻き付けと固定が
容易にでき、超電導特性劣化の少ない酸化物超電導導体
および超電導ケーブルが得られる構造と製造方法の提供
を目的とする。【構成】本発明は、導電性金属材料からなるテープ状
のシース１８の内部に酸化物超電導コア１７を備えてな
る超電導テープ１６を複数枚積層して超電導テープユニ
ット１５が構成され、この超電導テープユニット１５
が、複数本、導電性と熱伝導性を有するテープ基材１４
の一面に並列状態に固着されてテープ集合体１３が構成
され、このテープ集合体１３が、導電性と熱伝導性を有
する管体１２の外周面に螺旋状に巻回固定されてなるも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力輸送用あるいは超
電導マグネット用などとしての応用開発が進められてい
る酸化物超電導導体および酸化物超電導電力ケーブルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、臨界温度の高い酸化物超電導導体
を用いて電力輸送用の電力ケーブル、超電導マグネット
あるいは超電導発電機の界磁巻線用超電導電力ケーブル
などを製造しようとする試みがなされている。このよう
な超電導電力ケーブルの一従来例として、図１３に示す
ように、複数の長尺の酸化物系の超電導導体１（図６の
例では１６本）を銅などからなるパイプ２の周囲にそれ
ぞれ螺旋状に隣接配置するように固定してなる超電導電
力ケーブル３が知られている。前記超電導電力ケーブル
１は、図１２に断面構造を示すように、酸化物超電導コ
ア４を銀などからなるシース５で覆って形成された超電
導テープ６を半田などの金属接着材で複数枚積層一体化
してなるものである。図１３に示す構造の超電導ケーブ
ル１にあっては、中央のパイプ２の内部に液体窒素を冷
媒として流し、この液体窒素により周囲の酸化物超電導
コア４を冷却する構成になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、図６に示す構造
の超電導電力ケーブル３を製造するには、超電導テープ
６を複数枚積層して１つのユニットを構成し、このユニ
ットを複数本用意してそれぞれパイプ２の外周面に螺旋
状に巻き付けてから半田付けにより固定する方法を行な
っている。ところがこの方法で超電導電力ケーブル３を
製造すると、ユニットを直接曲げながら巻き付けること
になるために、個々の超電導テープ６に歪がかかり易
く、また、巻き付け方によっては超電導テープ６に局所
的に大きな歪を付加しやすい問題がある。即ち、酸化物
超電導体は脆く歪に弱いので、局所的に歪を集中させる
とクラックなどを生じて超電導特性が著しく低下するお
それがある。

【０００４】次に、前記複数のユニットを順次パイプ２
に巻き付けて１本ずつ半田付けにより固定すると、既に
半田付けした超電導テープ６を固定していた半田が、他
の超電導テープ６を半田付けする際の熱で再溶融し、既
に半田付けしたユニットが剥がれるおそれがある。ま
た、複数のユニットを順次半田付けで固定する際に、ユ
ニット全体を同時に正確な位置に固定することは難しい
問題がある。

【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、１本１本の超電導テープユニットを固定していた従
来方法よりも超電導テープに歪を与えることがないとと
もに、超電導テープの巻き付けと固定が容易にでき、超
電導特性劣化の少ない酸化物超電導導体および超電導ケ
ーブルが得られる構造と製造方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、導電性金属材料からなるテー
プ状のシースの内部に酸化物超電導コアを備えてなる超
電導テープを複数枚積層して超電導テープユニットが構
成され、この超電導テープユニットが、複数本、導電性
と熱伝導性を有するテープ基材の一面に並列状態に固着
されてテープ集合体が構成され、このテープ集合体が、
導電性と熱伝導性を有する管体の外周面に螺旋状に巻回
固定されてなるものである。

【０００７】請求項２記載の発明は前記課題を解決する
ために、導電性金属材料からなるテープ状のシースの内
部に酸化物超電導コアを備えてなる超電導テープを複数
枚積層して相互に接着し、超電導テープユニットを構成
し、この超電導テープユニットを複数本、導電性と熱伝
導性を有するテープ基材の一面に並列状態に並べて固着
してテープ集合体を作製し、このテープ集合体を導電性
と熱伝導性を有する管体の外周面に螺旋状に巻回し固着
するものである。

【０００８】請求項３記載の発明は前記課題を解決する
ために、導電性金属材料からなるテープ状のシースの内
部に酸化物超電導コアを備えてなる超電導テープを複数
枚積層して超電導テープユニットが構成され、この超電
導テープユニットが、複数本、導電性と熱伝導性を有す
るテープ基材の一面に並列状態に固着されてテープ集合
体が構成され、このテープ集合体が、導電性と熱伝導性
を有し、内部に冷媒の流路を有する管体の外周面に、螺
旋状に巻回固定されて超電導導体が形成されるととも
に、前記超電導導体の外方に、電気絶縁層と超電導シー
ルド層とが形成され、超電導シールド層の外方に、スペ
ーサを介して被覆層が形成されて超電導シールド層と被
覆層との間に冷媒流路が形成されてなるものである。請
求項３記載の電気絶縁層が、酸化物超電導導体の外面に
超電導テープを巻回して構成される半導電層を介して巻
回された絶縁テープにより形成され、超電導シールド層
が、電気絶縁層の外面に半導電テープを巻回して構成さ
れる半導電層を介して巻回された超電導テープにより形
成されることが好ましい。

【０００９】

【作用】管体の外部にテープ基材を介して複数の超電導
テープが巻回されているので、管体の内部に液体窒素な
どの冷媒を流して超電導テープを冷却することができ、
超電導テープの超電導コアを超電導状態としてそれを通
電用に使用できる。更にまた、１本の管体に対して複数
本の超電導テープが備えられるので、電流容量が大きく
なる。

【００１０】本発明方法では超電導テープを積層した超
電導テープユニットを予めテープ基材に固定しておき、
それを管体に巻回し固定するので、１本１本の超電導テ
ープユニットを順次管体に固定していた従来方法よりも
超電導テープに歪を与えるおそれが少ない。また、超電
導ユニットを複数備えたテープ基材単位で管体に巻き付
け固定できるので、超電導テープユニットの管体への巻
き付けが従来よりも容易にできる。また、テープ基材を
管体に固定することで超電導ユニットの固定が完了する
ので、テープ基材を半田付けにより固定する場合、テー
プ基材に既に固定してある超電導ユニットの半田付け部
分を再溶融させるおそれが少なくなる。

【００１１】更に、本発明の酸化物超電導電力ケーブル
にあっては、管体内部の冷媒流路と管体外部の冷媒流路
とが設けられているので、管体内部の冷媒通路を冷媒の
往路として利用し、管体外部の冷媒流路を冷媒の復路と
して使用するならば、冷媒の循環を行えるので、効率良
く超電導ユニットを冷却することができ、超電導特性の
安定化に寄与する。

【００１２】更に、半導電層が半導電テープの巻き付け
により形成され、電気絶縁層が絶縁テープの巻き付けに
より形成され、超電導シールド層が超電導テープの巻き
付けにより形成されていると、超電導シールド層の外方
の冷媒の流路を流れる冷媒が、超電導テープの巻き付け
部分の隙間を介して半導電層や電気絶縁層側に染み込
み、更に、絶縁テープの巻き付け部分の隙間にも染み込
むので、電気絶縁層の絶縁性の向上に寄与する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る酸化物超電導導体の第
１実施例を示すもので、この例の超電導導体１１は、管
体１２の外周に、図２に示すテープ集合体１３を螺旋状
に巻き付けて構成されている。前記管体１２は、銀など
の貴金属、銅あるいはアルミニウムなどの単体金属ある
いは合金からなり、その内部空間は冷媒流路（冷媒往
路）１０とされていて、この冷媒流路１０に液体窒素な
どの冷媒が流されるようになっている。

【００１４】前記テープ集合体１３は、図２に示すよう
な良導電性と熱伝導性を有する銀や銀合金などの貴金属
からなるテープ基材１４と、このテープ基材１４の表面
の長さ方向にそれぞれ平行に配列固着された複数本の超
電導テープユニット１５から構成されている。前記超電
導テープユニット１５は、複数枚の超電導テープ１６を
積層し、これらを相互に半田などの金属接着材により固
着して構成されている。前記超電導テープ１６は、Ｙ-
Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系、Ｂｉ-Ｐｂ-Ｓｒ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系、Ｔ
ｌ-Ｂａ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系、などに代表される酸化物超電
導体からなるテープ状の超電導コア１７を銀などの貴金
属からなるシース１８で覆って構成されている。

【００１５】前記構成の超電導導体１１を製造するに
は、超電導テープ１６を１枚あるいは複数枚積層した後
に、長さ方向の途中部分の必要箇所を半田で固定して超
電導テープユニット１５を形成し、この超電導テープユ
ニット１５を複数枚用意し、これらの間に若干の隙間１
３ａをあけてテープ基材１４の上面に平行に並べて各々
を半田で固定し、超電導ユニット１５…を相互固定した
テープ集合体１３を作成する。次に前記テープ集合体１
３を複数本、例えば２本用意し、これを管体１２の周囲
に所定のピッチで螺旋状に巻き付け、テープ基材１４を
管体１２の外周面に適宜半田付けするならば、図１に示
す構造の超電導導体１１を得ることができる。この半田
付けの際に、テープ基材１４を管体１２に半田付けすれ
ば良いので、テープ基材１４に超電導テープ１６…を固
定している半田、あるいは、超電導テープ１６…どうし
を固定している半田が再溶融することがない。よって、
予め半田付けした超電導テープ１６をテープ基材１４の
半田付け時に剥離させてしまうことがない。

【００１６】前記構造の超電導導体１１は、管体１２の
内部に液体窒素などの冷媒を流すことにより超電導コア
１７を冷却して超電導状態とし、これに通電して使用す
る。前記構造の超電導導体１１を製造する場合、超電導
ユニット１５を１本１本管体１２に巻き付けるのではな
く、超電導テープユニット１５を数本具備するテープ集
合体１３を巻き付けることになるので、前記の方法によ
れば１本１本管体１２に巻き付ける従来方法に比べて超
電導コア１７に付加される歪を軽減できる。また、超電
導テープユニット１５を巻き付ける場合は、テープ基材
１４を把持して管体１２に巻き付ける作業を行えば良い
ので、超電導テープユニット１５…をハンドリングする
必要がなくなり、超電導テープユニット１５…に不用な
付加や歪を与えることがない。よって、製造時にコア１
７の超電導特性を劣化させてしまうことがなくなる。

【００１７】次に、前記超電導導体１を用いて構成され
る超電導電力ケーブルについて説明する。図３は、本発
明に係る超電導電力ケーブルの第１実施例を示すもの
で、この実施例の超電導電力ケーブル２０は、前記超電
導導体１１を中心部に備え、その外部に、半導電層２１
ａと、電気絶縁層２１と、半導電層２１ｂと、超電導シ
ールド層２２と、スペーサ２３を介して配置された第２
保護パイプ２４と、断熱層２５と、第１保護パイプ２６
と、防食層２７とからなる被覆層２８を設けて構成され
ている。

【００１８】前記電気絶縁層２１は、クラフト紙やＰＰ
ＬＰ（ポリプロピレンラミネート紙）などの絶縁テープ
を巻き付けて構成されたもので、絶縁耐圧を確保するた
めに設けられている。なお、この電気絶縁層２１が絶縁
テープを巻回して構成されたものであるので、その外側
の後述する冷媒流路を流れる冷媒の液体窒素がこの部分
に染み込んできて絶縁特性の向上に寄与する。

【００１９】前記超電導シールド層２２は、ハステロイ
テープなどの金属テープ基材上に、厚さ０.１〜１μｍ
程度のＹＢａＣｕＯ系などの薄膜状の超電導層が形成さ
れた超電導テープを巻回したもの、あるいは、前記の酸
化物超電導導体１を構成する超電導テープ６を巻回した
ものから構成されている。ここで、前記金属テープ基材
上に超電導層を形成するには、レーザ蒸着法、ＣＶＤ法
（化学気相法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシー法）な
どの成膜法を実施すれば良い。また、前記金属テープ基
材の上にドクターブレード法により厚さ５〜５０μｍの
厚膜を塗布し、酸素気流中において熱処理してＹＢａＣ
ｕＯ系などの厚膜状の超電導層を形成して超電導テープ
を作成し、それを巻回しても良い。

【００２０】この巻回の際に、外側に金属テープ基材を
向け内側に超電導層を向けて超電導テープを巻回するこ
とが好ましい。これにより、超電導電力ケーブル２０を
交流用として使用した場合に、発生する交番磁界等を電
磁的に遮蔽することになり、また、超電導電力ケーブル
２０にコイル加工などを行った場合に、超電導層に圧縮
歪を付加させてその超電導特性劣化を低くすることがで
きる。

【００２１】なお、超電導シールド層２２の好ましい一
例として図５に示すように、ハステロイなどのＮｉ基合
金あるいはステンレステープなどからなる金属テープ基
材２２ａの内面に、ＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコ
ニア）、ＭｇＯあるいはＳｒＴｉＯ₃などからなる中間
層２２ｂと、超電導薄膜２２ｃを形成したものを例示す
ることができる。この構造を採用することによって前記
の如く超電導特性の劣化を防止でき、所望の磁気遮蔽効
果を得ることができる。

【００２２】次に、前記スペーサ２３は超電導シールド
層２２の外部に巻回されるものであり、超電導シールド
層２２とその外方の第２保護パイプ２４との間に冷媒流
路３０を形成するために設けられている。なお、このス
ペーサ２３は、ステンレス鋼製の金属線から、あるい
は、ＣＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、部分安定化ジルコニアなどのセ
ラミックス、あるいは、ポリテトラフルオロエチレン
（テフロン）、ポリエチレン、ナイロンなどの合成樹脂
からなる線状体あるいは条体などであっても差し支えな
い。

【００２３】前記スペーサ２３…の外方には第２保護パ
イプ２４がスペーサ２３…に接するように被せられてい
て、第２保護パイプ２４と超電導シールド層２２との間
に冷媒流路（冷媒復路）３０が形成されている。この第
２保護パイプ２４は、厚さ１.５〜２ｍｍ程度のステン
レス鋼などの金属材料からなり、後述するように地絡用
のアース導体を兼用している。前記第２保護パイプ２４
の外部には、スーパーインシューションなどを巻回して
構成された厚さ１０〜２０ｍｍ程度の断熱層２５が設け
られ、その外部に第１保護パイプ２６が被せられ、更
に、第１保護パイプ２６の外面には、ポリエチレンやエ
チレンプロピレンゴムなどからなる防食層２７が被覆さ
れている。

【００２４】前記冷媒流路３０は、超電導導体１を冷却
するための液体窒素などの冷媒が流される流路であり、
超電導電力ケーブル２０の一端側でこの冷媒流路３０と
前記管体１２内部の冷媒流路１０とを接続し、他端側で
冷媒流路３０と冷媒流路１０を図示略の液体窒素などの
冷媒供給源に接続し、この冷媒供給源から冷媒流路１０
に冷媒を供給し、冷媒流路３０を介して冷媒を戻すこと
で、超電導電力ケーブル２０の全長にわたり冷媒の循環
ができるようになっている。

【００２５】前記超電導電力ケーブル２０を製造するに
は、超電導導体１１を製造した後、この超電導導体１１
の外部に図４に示すように半導電層２１ａと電気絶縁層
２１と半導電層２１ｂと超電導シールド層２２を順次巻
き付け形成し、その後に図５に示すようにスペーサ２３
と第２保護パイプ２４と断熱層２５を形成し、その外部
に防食層２７を備えた第１保護パイプ２６を被せて製造
する。

【００２６】次に、前記構造の超電導電力ケーブル２０
を使用する場合について説明する。前記の超電導電力ケ
ーブル２０にあっては、冷媒流路１０と冷媒流路３０を
介して液体窒素などの冷媒を循環させて超電導導体１１
を冷却し、超電導導体１１の超電導コア１７を超電導状
態に遷移させて通電用として使用する。この場合に超電
導導体１１の超電導コア１７を冷媒流路１０の冷媒で冷
却できるので、超電導状態で通電した場合に超電導導体
１１の安定性が向上する。

【００２７】次に、半導電層２１ａが半導電テープを巻
き付けて構成され、電気絶縁層２１が絶縁テープを巻き
付けて構成され、超電導シールド層２２が超電導テープ
を巻き付けて構成されているので、それらの外側の冷媒
流路３０を流れる冷媒の液体窒素は、巻き付けた超電導
テープの隙間部分からその内側の超電導シールド層２５
に染み込み、更に、この液体窒素は電気絶縁層２１にも
染み込む。ここで液体窒素が染み込んだ電気絶縁層２１
は絶縁耐圧が向上するので、超電導電力ケーブル２０の
絶縁耐圧を向上させることができる。また、超電導電力
ケーブル２０に通電している場合に、何等かの原因によ
って超電導導体１１が常電導状態に遷移した場合、電力
供給源から供給される大電力を一時的に逃がす必要があ
る。このような場合に前記構造の超電導電力ケーブル２
０にあっては、第２保護パイプ２４が前記電流を逃がす
地絡用のアース導体となる。

【００２８】なお、超電導シールド層２５は、超電導コ
ア１７に通電した場合に、超電導コア１７が発生させる
自己磁場をマイスナー効果により跳ね返す作用を奏す
る。特に、交流通電している場合に交番磁界が作用し交
流損失を生じるおそれがあるので、それを超電導シール
ド層２５で防止することができる。

【００２９】図６は、本発明の酸化物超電導電力ケーブ
ルに用いる管体の第２実施例の一部構造を示すもので、
この例では、管体３０として、外面にテープ基材１４を
固定するための面取りを施した管体３０を用いる。即
ち、管体３０の外面に、テープ基材１４の幅に合致する
幅の平面部３１を形成し、この平面部３１に沿ってテー
プ基材１４を半田付けすることにより固定する。

【００３０】図７は、本発明の酸化物超電導電力ケーブ
ルに用いる超電導テープの他の例を示すものであり、こ
の例の超電導テープ４０は、先に説明した超電導テープ
１６と同等の構造の超電導テープ４１に、銀などの貴金
属、銅あるいは銅合金、またはステンレステープなどの
補強テープ４２を添設した構成である。このような構成
にすることによって、超電導テープ４０をハンドリング
で取り扱う場合の局所的な歪の付加を抑制できる。

【００３１】「製造例」図８に示すような肉厚３ｍｍ、
外径３０ｍｍの銀パイプ５０と、肉厚０.２ｍｍ、幅２
０ｍｍの銀テープを用意した。また、図９に示すよう
な、厚さ０.１ｍｍ、幅４.５ｍｍであって、Ｂｉ-Ｐｂ-
Ｓｒ-Ｃａ-Ｃｕ-Ｏ系の超電導体のコアを内部に有する
超電導テープ５１を作製した。この超電導テープ５１の
作製には、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ：Ｏ＝１.
８：０.４：２.０：２.２：３.０の組成比になるように
ＢｉＯ₃粉末とＰｂＯ粉末とＣｕＯ粉末とＳｒＣＯ₃粉末
とＣａＣＯ₃粉末とを配合し、これに対して８００〜８
４０℃×７４時間の仮焼処理を大気中で４回施した。次
に、仮焼粉末を静水圧プレスで棒状に成形し、これを外
径１０ｍｍ、肉厚２.５ｍｍの銀パイプに挿入し、次い
で、外径２.４ｍｍになるまで冷間加工した。その後、
圧延加工と８３０〜８４０℃×５０時間の熱処理を３回
繰り返し施して最終的に厚さ０.１ｍｍ、幅４.５ｍｍの
素超電導テープ５１を得た。なお、前記圧延加工の代わ
りに冷間プレスを行っても良い。

【００３２】前記の超電導テープ５１を５０枚、図１０
に示すように積み重ね、超電導テープ５１の途中の複数
の部分を半田付けして相互に固定し、高さ５.５ｍｍ、
幅４.５ｍｍの超電導テープユニット５２を得た。この
超電導テープユニットを４本用意し、それぞれを図１１
に示すように０.５ｍｍ間隔で前記銀テープ５３上に並
べ、銀テープと接する部分を半田で固定してテープ集合
体５４を得た。このテープ集合体５４を４枚用意し、前
記銀パイプの周囲に５００ｍｍピッチで巻き付け、銀パ
イプと銀テープを半田で固定して酸化物超電導導体を得
た。

【００３３】前記の酸化物超電導導体を液体窒素に浸し
て冷却し、外部磁場０Ｔの状態で通電実験したところ７
０００Ａの通電をすることができた。なお、前記超電導
テープユニット５２の状態では、液体窒素で冷却するこ
とで５００Ａ（磁場０Ｔ）の通電が可能であり、それら
を４本まとめたテープ集合体５４の状態では１９００Ａ
（磁場０Ｔ）の通電が可能であった。

【００３４】なお、比較のために、テープ集合体５４の
状態とせずに、前記超電導ユニット５２を１６本、直接
銀パイプに巻き付けたものにあっては、ハンドリングに
よる曲げの影響で超電導特性が劣化してしまい、１５０
０Ａ程度の通電が可能なようになってしまった。

【００３５】次に、前記の超電導導体の周囲に電気絶縁
層としてポリプロピレンラミネート紙を厚さ１５ｍｍ巻
き付け、その周囲にレーザ蒸着法により酸化物超電導薄
膜をハステロイテープ上に作製したＹ-Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系
蒸着テープ（５ｍｍ幅のハステロイＣからなるテープ上
に、厚さ０.４ｍｍのＹＳＺ中間層を介して厚さ０.５μ
ｍのＹ-Ｂａ-Ｃｕ-Ｏ系超電導薄膜を生成したもの）を
超電導シールド層として１０枚突き合わせ巻きした。こ
の際の線材の外径は７５ｍｍであった。次いで、前記の
超電導シールド層の上に、直径１０ｍｍのテフロン線を
スペーサとして３本巻き付け、それを内径１００ｍｍ、
肉厚５ｍｍ、コルゲート付きのＪＩＳ規定のＳＵＳ３０
４ステンレス管に引き込み、その上に熱絶縁層としてス
ーパーインシュレーションを厚さ１５ｍｍになるように
巻き付け、更に、外面にビニル防食層を施したコルゲー
ト付きＳＵＳ３０４ステンレス管（内径１８０ｍｍ、肉
厚５ｍｍ）に引き込んで酸化物超電導電力ケーブルを得
た。

【００３６】得られた酸化物超電導電力ケーブルは、外
部磁場０Ｔにおいて、６０００Ａの通電が可能であっ
た。また、前記超電導ケーブルの絶縁耐圧について測定
したところ、液体窒素の冷媒を流す前は、８０ｋＶ出あ
ったものが、液体窒素を流した後においては、１００ｋ
Ｖに向上した。これは、冷媒として使用した液体窒素
が、超電導シールド層と電気絶縁層とに染み込んだ結果
によるものと思われる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数の超
電導ユニットをテープ基材に一体化したテープ集合体が
管体に巻き付けられて固定されているので、管体の内部
に液体窒素などの冷媒を流すことにより超電導テープを
冷却することができ、超電導テープ内の超電導コアを超
電導状態としてそれを通電用に使用することができる。
更に、１本の管体に複数本の超電導テープが巻回される
ので、電力容量が大きくなる。また、テープ基材が管体
に固定されているので、テープ基材を固定する際のハン
ドリングにより超電導テープに歪などの付加を与えるお
それが少なく、超電導特性の劣化が起こり難い構成にな
っている。

【００３８】本発明の方法では、超電導テープを積層し
た超電導テープユニットを予めテープ基材に固定してお
き、それを管体に巻回し固定するので、１本１本の超電
導テープユニットを順次管体に固定していた従来方法よ
りも、超電導テープに歪を与えるおそれが少ない。ま
た、超電導ユニットを複数備えたテープ基材単位で管体
に巻き付け固定できるので、超電導テープユニットの管
体への巻き付けが従来よりも容易にできる。

【００３９】更に、超電導ユニットをテープ基材に予め
確実に固定しておくならば、テープ基材を管体に固定す
る場合にテープ基材の必要箇所のみを固定すれば良く、
この場合に超電導コアが発生させる電磁力に耐える程度
に固定するば良いので、１本ずつ超電導ユニットを管体
に固定する場合に比べて固定作業を容易にできる。ま
た、テープ基材を管体に固定することで超電導ユニット
の固定が完了するので、テープ基材を半田付けにより固
定する場合、テープ基材に既に固定してある超電導ユニ
ットの半田付け部分を再溶融させるおそれが少なくな
る。よって、テープ基材の取り付け時に超電導テープが
テープ基材から剥離することがない。

【００４０】更に、本発明の酸化物超電導電力ケーブル
にあっては、管体内部の冷媒流路と管体外部の冷媒流路
とが設けられているので、管体内部の冷媒通路を冷媒の
往路として利用し、管体外部の冷媒流路を冷媒の復路と
して使用するならば、冷媒の循環を行えるので、効率良
く超電導ユニットを冷却することができ、超電導特性の
安定化に寄与する。

【００４１】更に、半導電層が半導電テープの巻き付け
により構成され、電気絶縁層が絶縁テープの巻き付けに
より形成され、超電導シールド層が超電導テープの巻き
付けにより形成されていると、超電導シールド層の外方
の冷媒の流路を流れる冷媒が、超電導テープの巻き付け
部分の隙間を介して電気絶縁層側に染み込み、更に、絶
縁テープの巻き付け部分の隙間にも染み込むので、電気
絶縁層の絶縁性の向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る超電導電力ケーブルの第１
実施例を示す断面図である。

【図２】図２は図１に示す超電導ケーブルに適用される
テープ集合体を示す断面図である。

【図３】図３は図２に示すテープ集合体に電気絶縁層と
遮蔽層を設けた状態を示す断面図である。

【図４】図４は本発明に係る超電導電力ケーブルの第２
実施例を示す断面図である。

【図５】図５は本発明に係る超電導電力ケーブルに適用
される管体の他の例を示す断面図である。

【図６】図６は本発明に係る超電導電力ケーブルの他の
構造例を示す断面図である。

【図７】図７は超電導テープの他の構造例を示す断面図
である。

【図８】図８は実施例の超電導ケーブルを製造する場合
に用いる管体を示す断面図である。

【図９】図９は実施例の超電導ケーブルを製造する場合
に用いる超電導テープを示す断面図である。

【図１０】図１０は実施例の超電導ケーブルを製造する
場合に用いる超電導テープユニットを示す断面図であ
る。

【図１１】図１１は実施例の超電導ケーブルを製造する
場合に用いるテープ集合体を示す断面図である。

【図１２】図１２は従来の超電導電力ケーブルの一例を
示す断面図である。

【図１３】図１３は図１２に示す超電導ケーブルに用い
られている超電導テープユニットの構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１酸化物超電導導体、１２管体、１
３テープ集合体、１４テープ基材、１５
超電導ユニット、１６超電導テープ、１７超電導コ
ア、１８シース、２０超電導電力ケーブ
ル、２１電気絶縁層、２１ａ、２１ｂ半導電層、２
２超電導シールド層、２３スペーサ、２８被覆
層、３０管体、４０超電導テープ、５
０管体、５１超電導テープ、５２超電
導テープユニット、５３テープ
基材、５４テープ集合体、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柿本一臣東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者定方伸行東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者小野幹幸東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性金属材料からなるテープ状のシー
スの内部に酸化物超電導コアを備えてなる超電導テープ
を複数枚積層して超電導テープユニットが構成され、こ
の超電導テープユニットが、複数本、導電性と熱伝導性
を有するテープ基材の一面に並列状態に固着されてテー
プ集合体が構成され、このテープ集合体が、導電性と熱
伝導性を有する管体の外周面に螺旋状に巻回固定されて
なることを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項２】導電性金属材料からなるテープ状のシー
スの内部に酸化物超電導コアを備えてなる超電導テープ
を複数枚積層して相互に接着し、超電導テープユニット
を構成し、この超電導テープユニットを複数本、導電性
と熱伝導性を有するテープ基材の一面に並列状態に並べ
て固着してテープ集合体を作製し、このテープ集合体を
導電性と熱伝導性を有する管体の外周面に螺旋状に巻回
し固着することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方
法。
【請求項３】導電性金属材料からなるテープ状のシー
スの内部に酸化物超電導コアを備えてなる超電導テープ
を複数枚積層して超電導テープユニットが構成され、こ
の超電導テープユニットが、複数本、導電性と熱伝導性
を有するテープ基材の一面に並列状態に固着されてテー
プ集合体が構成され、このテープ集合体が、導電性と熱
伝導性を有し、内部に冷媒の流路を有する管体の外周面
に、螺旋状に巻回固定されて超電導導体が形成されると
ともに、前記超電導導体の外方に、半導電層、電気絶縁
層、半導電層と超電導シールド層とが形成され、超電導
シールド層の外方に、スペーサを介して被覆層が形成さ
れて超電導シールド層と被覆層との間に冷媒流路が形成
されてなることを特徴とする酸化物超電導電力ケーブ
ル。