JPH08190819A - 超伝導体送電線路 - Google Patents

超伝導体送電線路

Info

Publication number
JPH08190819A
JPH08190819A JP7199930A JP19993095A JPH08190819A JP H08190819 A JPH08190819 A JP H08190819A JP 7199930 A JP7199930 A JP 7199930A JP 19993095 A JP19993095 A JP 19993095A JP H08190819 A JPH08190819 A JP H08190819A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission line
pipe
conductor
superconducting
tube
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.)
Granted
Application number
JP7199930A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3623823B2 (ja
Inventor
Peter Friedrich Herrmann
ペーター・フリードリヒ・ヘルマン
Pierre Mirebeau
ピエール・ミルボー
Thierry Verhaege
テイエリー・ベラエージユ
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.)
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite filed Critical Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
Publication of JPH08190819A publication Critical patent/JPH08190819A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3623823B2 publication Critical patent/JP3623823B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/34Cable fittings for cryogenic cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/68Connections to or between superconductive connectors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/30Devices switchable between superconducting and normal states
    • 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
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/856Electrical transmission or interconnection system
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/884Conductor
    • Y10S505/885Cooling, or feeding, circulating, or distributing fluid; in superconductive apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流伝達および電流制限のための送電線路を
実現する。 【解決手段】 伝導性の高い金属製または合金製の柔軟
な接合部(2)によって端部が接続される複数の高臨界
温度を有する超伝導性材料でできた管状部分(1)と、
低温流体が内部を流れ前記管状部分の内部に延在する第
1の管(3)と、内部が真空となっていて前記管状部分
(1)の周囲を被覆する第2の管(5)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電流伝達および電流
制限の2つの機能を確実にする超伝導体を用いた送電線
路に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明によれば、数百メートルの送電線
路によって中圧/高圧(例えば20kV/400kV)
変電所に接続された中圧(例えば20kV)発電機を備
える電気エネルギ生成セットにおいて制限のない独特の
用途を達成することができる。この送電線路を流れる電
流はかなり高く(例えば約20kA)、通常断面の大き
い(直径:500mm)導線を用いるが、この導線は直
径の大きい(通常1メートル)金属導管内を循環する流
体(一般に空気)によって冷却される。このような送電
線路における損失は約3000kW/km/GWであ
る。
【0003】かなり高い電流密度で損失の少ない伝達を
可能とする低臨界温度の超伝導体を用いてこの送電線路
を実現することが注目されている。このような送電線路
には複雑な低温設備を多数必要とする。これはヘリウム
(4.2K)が液化されるよう低温度に保持することを
考慮するためである。さらに費用がかかるが、許容可能
な程度に低温損失を制限するために多量の断熱物質を使
用する必要がある。このためこのような送電線路は現在
では存在しない。
【0004】例えば液体窒素の臨界温度よりも高い高臨
界温度を有する超伝導性セラミックの出現により、経済
的また技術的な点から好ましい実現を予想することが可
能となった。
【0005】さらに短絡電流を制限するために超伝導体
を使用する研究が行われている。超伝導性材料の特性を
利用し、電流の臨界値を越えて抵抗のほとんどない超伝
導状態から抵抗がかなり高い通常の状態に移行させるこ
とができる。制限しなければ定格電流の値の例えば少な
くとも20倍になる短絡電流の値を例えば定格電流の値
の5倍等所定の値に制限することもできる。この制限に
よって短絡電流が原因で生じると考えられるあらゆる障
害を避けることができる。また、送電線と発電機と変圧
器との寸法決定に関して重要な利益を得ることもでき
る。
【0006】電流制限器は通常補助装置と考えられ、保
護する必要のある線上に直列接続される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電流
伝達および電流制限の2つの役割を果たす超伝導体送電
線路を実現し、利点および性能を向上させることにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、電流伝達およ
び電流制限のための送電線路であって、伝導性の高い金
属製または合金製の柔軟な接合部によって端部が接続さ
れる複数の高臨界温度を有する超伝導性材料でできた管
状部分と、低温流体が内部を流れ前記管状部分の内部に
延在する第1の管と、内部が真空となっていて前記管状
部分の周囲を被覆する第2の管とを備えることを特徴と
する。
【0009】本発明の他の特徴および利点は、以下に述
べる本発明の実施の形態の記述および添付の図面の参照
のもとに明らかとなるだろう。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明による送電線路の一
つの相を表す概略図である。三相結線は同一定格の単相
送電線路を3つ有し、二次元または三次元に配されてい
る。
【0011】図1の単相送電線路は高臨界温度を有する
超伝導性材料、例えば式Bi2 Sr2 CoCu2 8
セラミックでできた管状部分1を有し、これらの部分の
長さは例えば約10メートルである。
【0012】これらの部分はその端部が可撓性金属接合
部2を介して2つずつ接続され、電気伝導度の秀れた銅
または合金によって実現することが好ましい。接合部が
柔軟なことによって必要なときには曲線形態の接続を得
ることもできる。
【0013】超伝導性管状部分は、管状部分1の内部に
取り付けられた管3内を循環する低温流体によって冷却
される。循環の様子を図1の矢印4で表す。低温流体は
大気圧の液体窒素でありここで温度は65〜77Kの範
囲にある。
【0014】電気絶縁は金属管5内部が実質的に真空で
あることによる。金属管は例えば鋼製で超伝導性管部分
全体を取り囲んでいる。管はその両端で絶縁体6によっ
て保持され、中央位置にも図示しないが絶縁体が設けら
れている。
【0015】真空はポンプセット7によって達成でき
る。
【0016】管3内部と外部との伝達は9のような一方
向のしきり弁を備えたライン8によって行われ、液体窒
素の蒸発によって生じる窒素ガスの排出を確実にする。
しきり弁は例えば短絡の場合に超伝導体部分が通常の状
態へ遷移するときに介入する。
【0017】図2は図1の一部を示す拡大図であり、特
に超伝導体部分間の接合部を表す。
【0018】接合部は一般に銅環21からなり、銅環は
一方が接続されるべき超伝導体部分、つまり図2中の部
分1Aに溶接され、他方が金属22の第1の端部に溶接
されている。この被覆22の第2の端部は、接続される
べき第2の超伝導体部分上に支えられるようになってい
る。被覆22の可撓性は接合部に所望の柔軟性を付与
し、接続に必要な曲率を達成する。被覆によってさら
に、例えば送電線路を冷却する際に生じる異なる膨張度
を超伝導性管状部分の端部でスライドすることにより補
償することができる。
【0019】冷却管3は波形に形成されることが好まし
く、これによりある程度の柔軟性が得られる。管3と管
状要素1との間の空間には充填材11が充填され、管3
と超伝導性管状要素との間の熱接触を効率よいものとし
ている。このような材料は例えばエポキシ樹脂またはポ
リウレタンであり、ポリアミド6(BASF社製LUT
RAMID B4)が好ましい。
【0020】本発明の実施形態を以下に説明する。1G
Wの三相交流送電線路は長さ400メートルで、相電圧
20kVで、28kAの規格電流を運搬することを目的
とする。
【0021】各相の送電線路(相送電線路)は、上述し
た超伝導性導線と冷却管と絶縁管として知られる要素を
備えている。以下、相送電線路に関して述べる。
【0022】相送電線路はセラミックBi2 Sr2 Co
Cu2 8 でできた40の管状部分からなり、各部分は
直径200mm、長さ10メートルである。超伝導状態
において100A/mm2 の電流密度が得られる。
【0023】銅製冷却用管の内部半径は約100mmで
厚さは4mmである。通常機能に使用される液体窒素は
過冷却窒素であって、相送電線路の一端から65Kで注
入され他端から75Kで集められる。流量は約1.8k
g/sである。
【0024】鋼製外部管の外部直径は約750mmで厚
さは約5mmである。管内は約1トールの真空に保持さ
れている。
【0025】接続機能は以下の特徴を示す。
【0026】通常の機能状態 三相結線の損失は総計約100kWである。この損失に
は導線と接合部とに起因する損失が含まれ、このため熱
損失を伴う。低温機械にはこの損失を補償する機能が備
えられ、約1MWの電気を吸収することができる。これ
は接続における通過電力1000に対して1(0.1
%)を表す。これは長さ400mの従来の接続において
対応する比率を表す1000に対して1.2(0.12
%)に近いものである。
【0027】制限状態 電流が定格Inの5倍に等しい値すなわち5In=14
0kAに制限されるように送電線路の寸法を設定する。
【0028】計算では、超伝導体の温度は約130Kま
で上昇するがこれは許容範囲内にあり、この状態で各相
において約100kgまたは125リットルの窒素が気
化される。または約100立方メートルの蒸気が生成さ
れる。これはシステムを温度77Kの低温に保持し、迅
速に機能できる状態に置くことのできるような、送電線
路の管に含まれる窒素の総量のわずかな部分に対応する
のみである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による送電線路の軸方向断面図である。
【図2】2つの超伝導性管状部分間の接合部の実施例を
示す拡大図である。
【符号の説明】
1 管状部分 2 柔軟な接合部 3 第1の管 5 第2の管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエール・ミルボー フランス国、91140・ビルボン、リユ・ジ ヤン−バチスト・コロ・21 (72)発明者 テイエリー・ベラエージユ フランス国、91160・ソルクス−レ−シヤ ルトルー、アレ・ジヨルジユ・ブラソン、 22

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流伝達および電流制限のための送電線
    路であって、伝導性の高い金属製または合金製の柔軟な
    接合部(2)によって端部同士が接続される複数の高臨
    界温度を有する超伝導性材料でできた管状部分(1)
    と、低温流体が内部を流れ前記管状部分の内部に延在す
    る第1の管(3)と、内部が真空となっていて前記管状
    部分(1)の周囲を被覆する第2の管(5)とを備える
    ことを特徴とする送電線路。
  2. 【請求項2】 柔軟な接合部(2)が被覆(22)に結
    合された環(21)を有することを特徴とする請求項1
    に記載の送電線路。
  3. 【請求項3】 充填材(11)が超伝導性管状部分
    (1)と前記第1の管(3)との間に設置されることを
    特徴とする請求項1または2に記載の送電線路。
  4. 【請求項4】 前記充填材(11)がポリアミド族とエ
    ポキシ樹脂とポリウレタンとの中から選択されることを
    特徴とする請求項3に記載の送電線路。
  5. 【請求項5】 前記第1の管(3)が波形に形成される
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載
    の送電線路。
  6. 【請求項6】 前記第1の管(3)が定方向の仕切り弁
    (9)を備える接続ライン(8)によって外部と連通す
    ることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記
    載の送電線路。
  7. 【請求項7】 前記第2の管(5)が少なくとも1つの
    ポンプ機構(7)に接続されることを特徴とする請求項
    1から6のいずれか一項に記載の送電線路。
  8. 【請求項8】 超伝導性管状部分の材料がBi2 Sr2
    CoCu2 8 型のセラミックであることを特徴とする
    請求項1から7のいずれか一項に記載の送電線路。
  9. 【請求項9】 低温流体が温度が65〜77Kの窒素で
    あることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に
    記載の送電線路。
JP19993095A 1994-08-04 1995-08-04 超伝導体送電線路 Expired - Fee Related JP3623823B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9409708A FR2723467B1 (fr) 1994-08-04 1994-08-04 Liaison electrique supraconductrice
FR9409708 1994-08-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08190819A true JPH08190819A (ja) 1996-07-23
JP3623823B2 JP3623823B2 (ja) 2005-02-23

Family

ID=9466093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19993095A Expired - Fee Related JP3623823B2 (ja) 1994-08-04 1995-08-04 超伝導体送電線路

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5859386A (ja)
EP (1) EP0696081B1 (ja)
JP (1) JP3623823B2 (ja)
CA (1) CA2155401C (ja)
DE (1) DE69504928T2 (ja)
ES (1) ES2124981T3 (ja)
FR (1) FR2723467B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141010A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 多層絶縁継手及び二重管の接続構造

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60040337D1 (de) * 1999-07-26 2008-11-06 Prysmian Cavi Sistemi Energia Elektrisches energieübertragungssystem in supraleitfähigkeitszustände und verfahren zur dauerkühlung eines supraleitenden kabels
US6610921B1 (en) * 2000-08-24 2003-08-26 Christopher John Brannon Method and apparatus for containing and directing a flowable superconducting slurry
JP2003141946A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブル
DE10212438C1 (de) * 2002-03-21 2003-07-17 Karlsruhe Forschzent Zwangsgekühlte Hochstromzuführung
JP4207223B2 (ja) 2003-06-19 2009-01-14 住友電気工業株式会社 超電導ケーブル及びこの超電導ケーブルを用いた超電導ケーブル線路
CN1306525C (zh) * 2004-04-09 2007-03-21 贾林祥 用于超低温流体管道的电绝缘器
US7724482B2 (en) * 2007-02-09 2010-05-25 American Superconductor Corporation Parallel HTS transformer device
US20080191561A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Folts Douglas C Parallel connected hts utility device and method of using same
US20080190646A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Folts Douglas C Parallel connected hts fcl device
KR101798659B1 (ko) * 2011-04-27 2017-11-16 엘에스전선 주식회사 초전도 케이블 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3133145A (en) * 1962-10-26 1964-05-12 Gen Electric Flexible insulated joint for electrical conductors with means for fluidcooling
DE2535487C3 (de) * 1975-08-08 1979-04-12 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Kabelverbindung für Tieftemperaturkabel
US4485266A (en) * 1982-07-29 1984-11-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Termination for a superconducting power transmission line including a horizontal cryogenic bushing
US4992623A (en) * 1989-04-26 1991-02-12 At&T Bell Laboratories Superconducting bus bar
FR2678420B1 (fr) * 1991-06-27 1996-02-02 Alsthom Gec Structure pour amenee de courant destinee a une installation fonctionnant a tres basse temperature.
DE4208378A1 (de) * 1992-03-16 1993-09-23 Asea Brown Boveri Stromzufuehrung fuer supraleitende apparate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141010A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 多層絶縁継手及び二重管の接続構造

Also Published As

Publication number Publication date
CA2155401A1 (fr) 1996-02-05
FR2723467A1 (fr) 1996-02-09
CA2155401C (fr) 1999-11-23
DE69504928T2 (de) 1999-03-04
EP0696081B1 (fr) 1998-09-23
DE69504928D1 (de) 1998-10-29
EP0696081A1 (fr) 1996-02-07
JP3623823B2 (ja) 2005-02-23
FR2723467B1 (fr) 1997-01-03
ES2124981T3 (es) 1999-02-16
US5859386A (en) 1999-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3595982A (en) Supercounducting alternating current cable
KR101118374B1 (ko) 초전도 케이블 선로
EP2332151B1 (en) Electricity transmission cooling system
US6262375B1 (en) Room temperature dielectric HTSC cable
US3643002A (en) Superconductive cable system
JP3623823B2 (ja) 超伝導体送電線路
CN108475907A (zh) 用于交通运输工具的能量传输装置
WO2006048985A1 (ja) 超電導ケーブル
US20110177954A1 (en) Superconducting electricity transmission system
Klaudy et al. Practical conclusions from field trials of a superconducting cable
US4289985A (en) Electrical machine with cryogenic cooling
JP2023549483A (ja) 懸垂型超伝導伝送線路
JPH10285792A (ja) 限流装置
Baylis et al. A Discussion on recent advances in heavy electrical plant-Superconducting cables for ac and dc power transmission
JPH02299108A (ja) 超電導ケーブル
CN116110656A (zh) 故障限流型的超导充电电缆
Ballarino et al. Design of 12.5 kA current leads for the Large Hadron Collider using high temperature superconductor material
Atherton et al. Superconducting cables and future power transmission techniques
JPH103825A (ja) 超電導ブスライン
Saugrain et al. Superconducting cables–status and applications
Bogner European progress in cryopower transmission
TSUKUSHI 2-4-1 Nishi-Tsutsujigaoka Chofu-shi Tokyo 182, Japan
JP2529963B2 (ja) 超電導回転子
FUKAGAWA et al. 2-6-1 Nagasaka, Yokosuka, Kanagawa, Japan
JPS58201558A (ja) 超電導回転子

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040823

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: 20041102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees