KR101040867B1

KR101040867B1 - 다상 초전도 케이블의 접속 구조 및 다상 초전도 케이블선로

Info

Publication number: KR101040867B1
Application number: KR1020050005328A
Authority: KR
Inventors: 아시베유우이치; 마스다다카토; 다카하시요시히사; 마츠오기미요시; 혼조소이치; 미무라도모오
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2011-06-14
Also published as: EP1560292A1; US20050217878A1; JP2005210834A; CN100576371C; KR20050076744A; HK1076192A1; TW200529249A; JP4593933B2; CN1645523A; US7265297B2

Abstract

1쌍의 3상 초전도 케이블(100)로부터 인출된 각 상의 케이블 코어(102)의 초전도 도체(201)를 접속하는 3개의 도체 접속부가 수납되는 접속 상자(1)와, 각 도체 접속부의 외주에 각각 고정되는 고체 절연 부재(2)와, 이들 고체 절연 부재(2)를 접속 상자(1)에 고정하는 금속 플랜지(3)를 구비한다. 금속 플랜지(3)가 접속 상자(1)(냉매조(11))에 고정됨으로써, 도체 접속부의 위치 결정이 이루어지고, 또한, 케이블 코어(102)의 열수축에 따르는 도체 접속부의 이동을 억제할 수 있다.

이에 의해, 접속 상자내에서의 도체 접속부의 위치 결정을 용이하게 실행할 수 있고, 소정의 위치에 안정하게 유지할 수 있는 다상(多相) 초전도 케이블의 접속 구조를 얻을 수 있다.

Description

다상 초전도 케이블의 접속 구조 및 다상 초전도 케이블 선로{MULTIPHASE SUPERCONDUCTING CABLE CONNECTION STRUCTURE AND MULTIPHASE SUPERCONDUCTING CABLE LINE}

도 1은 본 발명의 초전도 케이블의 접속 구조를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 2는 본 발명의 초전도 케이블의 접속 구조에 있어서, 도체 접속부의 구조를 설명하는 개략적인 모식도이다.

도 3(a)는 도 1에 나타내는 IIIA-IIIA 단면도로서, 고체 절연부 부재와 금속 플랜지와의 접속 상태를 나타내고, 도 3(b)는 도 1에 나타내는 IIIB-IIIB 단면도로서, 쉴드층 끼리를 단락시키는 쉴드 접속부의 구조를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 초전도 케이블의 접속 구조에 있어서, 쉴드 연결부를 구비하는 구성을 나타내는 개략적인 모식도이다.

도 5는 본 발명의 초전도 케이블의 접속 구조에 있어서, 바이패스 유로를 구비하는 예로서, 바이패스 유로의 구조를 나타내는 개략적인 확대도이다.

도 6은 3심 일괄형의 3상 초전도 케이블의 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

1 : 접속 상자 10 : 냉매

11 : 냉매조 12 : 단열조

13 : 접속부 14 : 플랜지

2 : 고체 절연 부재 21 : 돌기부

32 : 클램핑 플랜지 33, 34 : 고정 금속 도구

4 : 접속 플랜지 5 : 바이패스 유로

100 : 3상 초전도 케이블 101 : 단열관

102 : 케이블 코어 201 : 초전도 도체

202 : 전기 절연층 203 : 쉴드층

본 발명은 초전도 도체를 갖는 케이블 코어를 복수개 구비하는 다상(多相) 초전도 케이블의 접속 구조, 및 이 접속 구조를 구비하는 다상 초전도 케이블 선로에 관한 것이다. 특히, 접속 상자내에서의 도체 접속부의 위치를 안정시킬 수 있는 다상 초전도 케이블의 접속 구조, 및 이 접속 구조를 구비하는 다상 초전도 케이블 선로에 관한 것이다.

종래, Bi(비스무스)계 고온 초전도 테이프선 등으로 이루어지는 초전도 도체 를 구비한 초전도 케이블에 있어서, 케이블 코어를 1개 구비하는 단상 케이블뿐 아니라, 복수의 케이블 코어를 일괄로 한 다심 일괄형의 다상 케이블이 개발되고 있다. 도 6은 3심 일괄형의 3상 초전도 케이블의 단면도이다. 도 6을 참조하여, 이 초전도 케이블(100)은 단열관(101)내에 3개의 케이블 코어(102)를 꼬아 합쳐서 수납시킨 구성이다.

단열관(101)은 외관(101a)과 내관(101b)으로 이루어지는 이중관의 사이에 단열재(도시하지 않음)가 배치되고, 또한 이중관내가 진공으로 된 구성이다. 각 케이블 코어(102)는 중심으로부터 순서대로 포머(former)(200), 초전도 도체(201), 전기 절연층(202), 쉴드층(203), 보호층(204)을 구비하고 있다. 초전도 도체(201)는 포머(200)상에 초전도 선재(superconducting wire)를 다층으로 나선 형상으로 감아서 구성된다. 전기 절연층(202)은 반합성 절연지를 감아서 구성된다. 쉴드층(203)은 전기 절연층(202)상에 초전도 도체(201)와 마찬가지의 초전도 선재를 나선 형상으로 감아서 구성된다. 이 쉴드층(203)에는, 정상시, 초전도 도체(201)에 흐르는 전류와 반대 방향으로 거의 동일한 크기의 전류가 유기된다. 이 유도 전류에 의해 발생하는 자장에 의해 초전도 도체(201)로부터 발생하는 자장을 서로 없애, 케이블 코어(102) 외부로의 누설 자장을 거의 제로로 할 수 있다. 내관(101b)과 각 케이블 코어(102)로 둘러싸이는 공간(103)이 통상, 냉매의 유로로 된다.

이러한 다상 초전 케이블을 이용하여 장거리에 걸친 선로를 구축하는 경우, 선로 도중에서 다른 케이블로부터 인출한 케이블 코어 끼리를 접속하는 중간 접속이 필요로 된다. 다상 초전도 케이블의 중간 접속 구조로서, 예를 들면, 일본 특 허 공개 제2000-340274호 공보(도 1)에 기재된 것이 있다. 이 구조에서는, 접속 상자에 수납한 초전도 도체의 단부 끼리를 접속 슬리브에 의해 접속하고, 이들 초전도 도체의 단부 및 접속 슬리브의 외주에 스트레스 콘(stress cone)을 장착하고, 또한, 이 스트레스 콘을 FRP(Fiber Reinforced Plastics)제의 지지봉에 의해 지지하고 있다. 또한, 접속 상자내의 케이블 코어를 FRP제의 분기부에 의해 지지하고 있다.

그러나, 상기 종래의 구조에서는 접속 상자내에서의 케이블 코어의 초전도 도체의 접속 개소가 소정의 위치로부터 이동하는 등 설치 개소가 안정하지 않을 우려가 있다.

초전도 케이블은 상기한 바와 같이 냉매에 의해 냉각된다. 이 냉각에 의해 수축함으로써, 초전도 도체는 이동한다. 이 도체의 이동에 의해, 접속 상자내에서 각 케이블 코어의 도체 접속 개소의 위치가 각각 긴쪽 방향으로 어긋날 우려가 있다. 일본 특허 공개 제2000-340274호 공보에 기재되는 구조에서는, 접속 상자내에서 케이블 코어나 스트레스 콘을 FRP제 부재에 의해 지지하고 있지만, 상기 냉매의 냉각에 의한 수축력은 수 톤 오더(tone order)라고 하는 매우 큰 것으로서, FRP제 부재로는 열수축에 따르는 도체 접속 개소의 이동을 억제하는 것은 곤란하다. 그 때문에, 도체 접속 개소의 위치가 설치 위치로부터 이동하는 경우가 있어, 안정하지 않다.

또한, 케이블의 포설 상태에 따라서는 도체 접속 개소가 접속 상자의 한쪽으로 기우는 등, 접속 상자내에서의 도체 접속 개소의 설치 위치가 소정의 위치로 되지 않는 경우도 생각할 수 있지만, 종래, 이 문제에 대해서 유효한 구조가 알려져 있지 않았다.

그래서, 본 발명의 주목적은 접속 상자내에서의 도체 접속 개소의 위치 결정을 용이하게 행할 수 있고, 소정의 위치에 안정하게 유지할 수 있는 다상 초전도 케이블의 접속 구조를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 접속 구조를 구비하는 다상 초전도 케이블 선로를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 초전도 도체를 접속하는 각 도체 접속부의 외주에 각각 고체 절연 부재를 고정하고, 이들 고체 절연 부재를 금속제 부재에 의해 접속 상자에 고정함으로써 상기의 목적을 달성한다.

즉, 본 발명은 초전도 도체를 갖는 케이블 코어를 복수개 구비하는 1쌍의 다상 초전도 케이블의 접속 구조로서, 서로 다른 케이블로부터 인출된 케이블 코어의 초전도 도체를 접속하는 도체 접속부가 복수개 수납되는 접속 상자와, 상기 각 도체 접속부의 외주에 각각 고정되는 고체 절연 부재와, 상기 복수의 고체 절연 부재를 상기 접속 상자에 대해서 고정하는 금속 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 접속 상자내에는 케이블 코어를 냉각하는 냉매가 충전되고, 금속 플랜지는 냉매가 유통 가능한 유통 구멍을 구비한다.

상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 접속 상자는 케이블 코어의 긴쪽 방향으로 분할되는 분할편을 조합하여 구성된다.

상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 접속 상자는 원통 형상이다.

상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 초전도 도체의 외부에는 쉴드층을 더 구비하고, 한쪽의 케이블로부터 인출된 각 케이블 코어의 쉴드층 끼리를 단락시키는 쉴드 접속부를 구비한다.

상기 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 쉴드 접속부는 상전도 재료 및 초전도 재료 중 적어도 한쪽으로 이루어진다.

상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 한쪽의 케이블로부터 인출된 각 케이블 코어의 쉴드층과, 다른쪽의 케이블로부터 인출된 각 케이블 코어의 쉴드층을 접속하는 쉴드 연결부를 더 구비한다.

상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조에서 바람직하게는, 쉴드 연결부는 상전도 재료 및 초전도 재료 중 적어도 한쪽으로 이루어진다.

본 발명의 다상 초전도 케이블 선로는 상기의 다상 초전도 케이블의 접속 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 초전도 도체를 갖는 케이블 코어를 복수개 구비하는 다상 초 전도 케이블을 대상으로 한다. 예를 들면, 3개의 케이블 코어를 꼬아 합쳐서 단열관에 수납된 3심 일괄형의 3상 초전도 케이블을 들 수 있다. 공지의 다상 초전도 케이블이어도 무방하다. 이러한 다상 초전도 케이블을 1쌍 준비하여, 한쪽의 케이블로부터 인출한 케이블 코어의 초전도 도체와, 다른 쪽의 케이블로부터 인출한 케이블 코어의 초전도 도체를 접속한다.

초전도 도체는, 예를 들면, Bi2223계 초전도 재료로 이루어지는 선재를 나선 형상으로 감아서 형성하면 되고, 단층이어도 다층이어도 무방하다. 다층으로 하는 경우, 층간 절연층을 마련해도 무방하다. 층간 절연층은 크래프트지(kraft paper) 등의 절연지나 PPLP(등록 상표) 등의 반합성 절연지를 감아서 마련하는 것을 들 수 있다. 초전도 도체의 외주에는 PPLP(등록 상표) 등의 반합성 절연지를 감아서 형성한 전기 절연층을 구비한다. 전기 절연층의 외주에는 상기 초전도 도체와 마찬가지로 구성한 쉴드층을 구비해도 무방하다. 이러한 초전도 도체를 접속하는 도체 접속부는 케이블 코어의 단부로부터 노출시킨 초전도 도체와, 1쌍의 초전도 도체가 삽입되는 도전성 재료로 이루어지는 접속 슬리브로 형성하면 된다. 후술하는 고체 절연 부재는 초전도 도체 및 접속 슬리브의 외주에 배치해도 되지만, 작업 현장 등에서는 초전도 도체의 외주에 배치하는 것이 곤란한 경우도 있다. 따라서, 접속 슬리브를 고체 절연 부재를 배치할 수 있는 정도의 크기를 갖는 것으로 하여, 접속 슬리브의 외주에 고체 절연 부재를 배치해도 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 복수의 케이블 코어를 구비하는 다상 케이블을 대상으로 하기 때문에, 한쪽의 케이블로부터 인출된 케이블 코어의 초전도 도체와 다른 쪽의 케이블로부터 인출된 케이블 코어의 초전도 도체를 접속한 도체 접속부가 복수개 존재한다. 본 발명에서는 이들 복수의 도체 접속부를 하나의 접속 상자에 수납한다. 즉, 예를 들면, 3심 일괄형의 3상 케이블인 경우, 3심을 하나의 접속 상자에서 접속한다. 다상 다심의 케이블은 복수의 케이블 코어를 꼬아 합쳐져 구성되는 것이 많다. 또한, 다상 다심의 케이블 끼리를 접속하는 경우, 각 상마다 실행할 필요가 있다. 그 때문에, 다상 다심의 케이블 끼리를 접속함에 있어서, 각 케이블을 단상으로 분해하여, 분해한 케이블 코어 끼리를 접속하면, 접속 구조의 설치에 큰 공간이 필요해진다. 그러나, 예를 들면, 맨홀내 등에서는 각 상마다의 접속 상자를 설치할 공간을 충분히 취할 수 없는 경우도 있다. 또한, 각 상마다 접속 상자를 형성하는 경우, 마찬가지의 작업을 몇 번이나 반복하게 되어, 조립 작업성의 향상이 요구된다. 그래서, 본 발명에서는 설치 공간의 축소화, 및 작업 효율의 향상을 달성하도록, 하나의 접속 상자에 복수의 도체 접속부를 수납한다.

접속 상자는, 예를 들면, 냉매가 충전되어 도체 접속부가 수납되는 냉매조와, 이 냉매조를 수납하는 단열조로 이루어지는 이중 구조의 구성을 들 수 있다. 단열조는 진공 등을 행함으로써, 단열 기능을 부여하면 된다. 이러한 접속 상자는 모두 내구성이 양호한 스테인레스 등의 금속으로 형성된 것이 바람직하다. 또한, 접속 상자는 원통형으로 하면, 상자내에서의 가압 냉매의 난류를 억제할 수 있어 바람직하다. 또한, 접속 상자는 케이블 코어의 긴쪽 방향으로 분할되는 분할편을 조합하여 일체적으로 형성되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 예를 들면, 맨홀과 같이 설치 공간이 한정되어 있는 개소에서도 접속 작업을 실행하기 쉽 다. 구체적으로는, 예를 들면, 케이블 코어의 긴쪽 방향으로 이분할되는 1쌍의 반할편으로 이루어지는 접속 상자를 이용하는 경우, 접속하는 한쪽의 케이블의 근원측(접속단으로부터 멀어지는 측)에 한쪽의 반할편을 놓아 두고, 다른 쪽의 코어의 근원측에 또 하나의 반할편을 놓아 둔다. 그렇게 하면, 접속하는 양쪽 케이블 코어의 접속단측이 노출된 상태로 되기 때문에, 접속 작업을 용이하게 실행할 수 있다. 초전도 도체를 접속한 후, 놓여 있던 양쪽 반할편을 접속단측으로 이동시켜 용접 등에 의해 접속하여, 일체의 접속 상자를 형성하면 된다.

그리고, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 도체 접속부의 외주에 고체 절연 부재를 배치한다. 고체 절연 부재를 접속 슬리브의 외주에 배치하는 경우, 공장 등에서 미리 접속 슬리브의 외주에 고체 절연 부재를 장착시켜 두어도 무방하다. 이 때, 현장에서는 접속 슬리브와 초전도 도체를 접속시키면, 도체 접속부의 외주에 고체 절연 부재가 배치된 상태를 구성할 수 있다. 고체 절연 부재는 에폭시 등의 절연성 수지로 이루어지는 유닛을 이용하면 되고, 상전도 케이블로써 전해 완화에 이용되는 공지의 스트레스 콘을 이용해도 된다. 고체 절연 부재를 도체 접속부의 외주에 밀착시키기 위해서는, 예를 들면, 고체 절연 부재의 수축력을 이용하는 것을 들 수 있다. 또한, 고체 절연 부재의 외주 그 근방에는, 절연 보강을 위해서 크래프트지나 PPLP(등록 상표) 등의 절연재에 의해 보강층을 마련해 두는 것이 바람직하다.

이 고체 절연 부재를 상기 접속 상자에 고정한다. 특히, 본 발명에서는 복수의 고체 절연 부재와 접속 상자와의 고정에 일반적으로 강도가 우수한 금속제의 플랜지를 이용한다. 즉, 복수의 고체 절연 부재는 금속 플랜지에 의해 접속 상자내에서 케이블 코어의 긴쪽 방향의 동일 위치에 고정되어 위치 결정된다. 따라서, 케이블 코어의 열수축에 따라서 접속 상자내에서의 각 도체 접속부의 위치가 어긋나는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 고체 절연 부재를 금속 플랜지에 고정하기 위해서는, 예를 들면, 금속 플랜지로서, 고정 플랜지 및 클램핑 플랜지를 구비하고, 또한, 고체 절연 부재에 돌기부 등을 마련하여, 이 돌기부를 고정 플랜지와 클램핑 플랜지에 의해 끼워 넣고, 볼트 등의 고정 금속 도구에 의해 세게 죄는 것을 들 수 있다.

상기 금속 플랜지는 접속 상자의 형상에 적합시킨 판 형상, 예를 들면, 접속 상자가 원통 형상인 경우, 원반 형상으로 하여 복수의 고정 절연 부재를 고정할 수 있도록 삽통(揷通) 구멍을 마련하는 구성을 들 수 있다. 또한, 금속 플랜지에는 냉매의 유통이 가능한 유통 구멍을 마련해도 무방하다. 금속 플랜지로서 고정 플랜지 및 클램핑 플랜지를 구비하는 경우, 고정 플랜지를 접속 상자의 형상에 적합시킨 형상으로 하고, 또한, 삽통 구멍이나 유통 구멍을 마련하고, 클램핑 플랜지는 돌기부를 누를 수 있는 형상, 크기로 해도 된다. 금속 플랜지의 형성 재료로서는 수 톤 오더라고 하는 케이블 코어의 열 수축시의 힘에 대하여 도체 접속부를 코어의 긴쪽 방향으로 거의 이동시키는 일 없이, 또는 전부 이동시키는 일 없이 유지할 수 있는 강도를 구비하는 금속 재료이면 무방하고, 예를 들면, SUS304, SUS316, SUS317 등의 스테인레스나, JIS 규격 C4621P(네이벌 동판(naval copper plate) 등을 들 수 있다. 이 금속 플랜지와 접속 상자와의 접속은, 예를 들면, 용접이나, 볼트 등의 고정 금속 도구를 이용한 접합 등에 의해 실행하는 것을 들 수 있다. 이러한 금속 플랜지는 케이블 코어의 긴쪽 방향으로 복수개 마련해도 무방하지만, 지나치게 많으면 냉매의 유통성을 손상할 우려가 있기 때문에, 하나뿐이어도 무방하다.

접속 상자의 형상에 적합시킨 형상의 금속 플랜지로 하는 경우, 접속 상자내에 고정함으로써, 상자내는 플랜지에 의해 구분된 복수의 공간으로 된다. 이 때, 접속 상자내의 냉매를 유통시키기 쉽도록 구분된 공간 끼리를 접속하는 바이패스 유로를 별도로 마련해도 무방하다. 바이패스 유로에는 밸브를 마련해 두어, 밸브의 개폐에 의해 적당하게 냉매의 유통량 등을 조정하면 된다. 냉매를 순환시키지 않는 경우는, 각 공간에 충전되는 냉매의 냉각이 가능한 냉각 장치를 구비해 두어도 무방하다.

또한, 초전도 도체의 외주에 쉴드층을 구비하는 케이블 코어를 이용하는 경우, 한쪽의 케이블로부터 인출된 각 코어의 쉴드층 끼리를 단락시키는 쉴드 접속부를 구비하고 있어도 무방하다. 초전도 케이블의 쉴드층을 접지하고, 어스를 거쳐서 쉴드층간을 접속시키면, 쉴드층의 접속간 저항이 크기 때문에, 쉴드층에 흐르는 전류의 크기가 초전도 도체에 흐르는 전류보다도 작아진다. 이 때문에, 각 케이블 코어의 쉴드층은 각 코어의 초전도 도체로부터 발생하는 자장을 서로 없애는 정도의 자장을 형성할 수 없어, 각 코어의 외부에 큰 자장이 발생할 우려가 있다. 그래서, 각 케이블 코어의 외부에 자장이 발생하기 어렵도록 쉴드층 끼리를 쉴드 접속부로써 접속하여 단락시킨다.

쉴드 접속부를 구성하는 도전성 재료로서는, 상전도 재료, 초전도 재료 중 어느 하나를 이용하더라도 무방하다. 상전도 재료로서는, 예를 들면, 동이나 알루미늄(함께, 77K의 비저항 ρ=2×10^-7Ωㆍ㎝) 등과 같이, 초전도 케이블이 사용되는 냉매 온도, 예를 들면, 냉매로서 액체 질소를 이용하는 경우, 액체 질소의 온도 근방에서도 전기적 저항이 작은 금속을 들 수 있다. 초전도 재료로서는, 예를 들면, 초전도 도체나 쉴드층에 이용되는 것과 마찬가지의 Bi2223상 등의 Bi계 산화물 초전도체를 이용한 초전도 테이프선이나, 이 테이프선의 제조에 이용되는 환선(丸線) 등의 초전도 선재를 들 수 있다. 이들 초전도 테이프선이나 환선은, 예를 들면, 파우더 인 튜브법에 의해 형성한 것을 들 수 있다. 공지의 초전도 테이프선이나 환선을 이용해도 무방하다.

상기 쉴드 접속부는 케이블 코어의 긴쪽 방향에 대하여 적어도 일부의 쉴드층 끼리를 접속하면 되고, 그 형상은 각 코어의 쉴드층의 둘레 방향에 대하여 적어도 일부에 접하며, 또한 각 코어의 쉴드층간을 접속할 수 있는 형상을 들 수 있다. 특히, 쉴드층을 복수의 초전도 소선(素線)으로써 형성하는 경우, 구성하는 모든 초전도 소선과 전기적으로 접속 가능한 형상인 것이 바람직하다. 예를 들면, 쉴드층의 외주를 덮는 것이 가능한 원통 형상 부재와, 이 원통 형상 부재 끼리를 연결하는 연결 부재를 조합한 형상을 들 수 있다. 연결 부재는 가요성을 갖는 부재, 예를 들면, 편조재로 형성된 것을 이용하면, 냉각 수축에 따르는 각 코어의 이동에도 추종할 수 있다. 또한, 변형이 용이하기 때문에, 접속 상자내라고 한 공간의 한정 된 장소에서 조립 작업성이 우수한 동시에, 조립 작업에 의해 발생하는 치수 오차를 흡수할 수 있다. 원통 형상 부재와 연결 부재는 동일한 재료로 형성해도 되고, 상이한 재료를 이용해도 무방하다. 예를 들면, 원통 형상 부재를 부착 작업성이 우수한 동이나 알루미늄 등의 상전도 재료로 형성하고, 연결 부재에 초전도 재료를 이용해도 되고, 연결 부재에서 상전도 재료와 초전도 재료를 병용해도 된다.

쉴드 접속부와 쉴드층과의 접속은 접속에 의한 전기적 저항이 작은 방법이 바람직하고, 예를 들면, 땝납, 특히, 저융점 땝납을 이용하는 것이 바람직하다. 상전도 케이블에서 접합에 이용되고 있는 땝납의 융점은 통상 190℃ 정도이고, 이 온도는 쉴드층의 하층에 구비하는 전기 절연층의 내열 온도보다도 높다. 따라서, 상기 땝납을 이용하면, 땝납을 용융할 때의 열에 의해 전기 절연층의 절연 성능을 열화시킬 우려가 있다. 그래서, 융점이 60℃ 이상 120℃ 이하의 저융점 땝납을 이용하는 것이 적합하다. 또한, 쉴드 접속부를 쉴드층에 부착할 때는, 케이블 코어가 보호층을 구비하는 경우, 미리 접속 개소의 보호층을 제거하여 쉴드층을 노출시켜 놓는다. 또한, 이러한 쉴드 접속부는 접속 상자내에 적어도 1개소 마련하고 있으면 되고, 각 케이블측에 각각 1개소씩, 합계 2개소 마련해도 무방하다.

상기 쉴드 접속부를 구비하는 경우, 각 케이블로부터 인출된 케이블 코어의 쉴드층 끼리도 접속해 두는 것이 바람직하다. 즉, 한쪽의 케이블로부터 인출된 각 케이블 코어의 쉴드층과, 다른 쪽의 케이블로부터 인출된 각 케이블 코어의 쉴드층을 접속하는 쉴드 연결부를 구비하는 것이 바람직하다. 쉴드 연결부를 구성하는 도전성 재료로서는, 상전도 재료, 초전도 재료 중 어느 하나를 이용해도 무방하다. 상전도 재료, 초전도 재료는 상기 쉴드 접속부와 마찬가지인 것을 들 수 있다. 또한, 쉴드 연결부와 쉴드층과의 접속은 땝납이나 압착 등을 들 수 있다.

접속 상자내에 수납되는 각 케이블 코어는 유지 도구로써 유지하면 된다. 이 유지 도구는 각 케이블 코어를 유지 가능한 동시에, 초전도 도체의 접속 작업을 실행하기 쉽도록 각 코어간을 확대한 상태로 유지할 수 있는 것을 들 수 있다. 또한, 유지 도구는 접속 상자에 고정해도 무방하고, 케이블 코어의 신축에 따라서 접속 상자내를 이동 가능하게 해도 무방하다. 이동 가능하게 하면, 금속 플랜지에 가해지는 열 수축시의 힘이 경감되어 바람직하다. 이러한 유지 도구는 케이블 코어의 긴쪽 방향으로 적어도 하나 배치하는 것이 바람직하다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1을 참조하여, 이 접속 구조는 초전도 도체를 갖는 케이블 코어(102)를 복수개 구비하는 다상 초전도 케이블의 중간 접속 구조이다. 본 예에서는, 3개의 케이블 코어(102)를 구비하는 3심형 일괄형의 3상 초전도 케이블(100)을 나타낸다. 또한, 도 1에서는 측면 방향에서 보고 있기 때문에 2개밖에 나타내어져 있지 않지만, 후술하는 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 평면 방향에서 보면 3개 구비하고 있다.

이 접속 구조는 1쌍의 3상 초전도 케이블(100)로부터 인출된 각 상의 케이블 코어(102)의 초전도 도체(201)를 접속하는 3개의 도체 접속부가 수납되는 접속 상 자(1)와, 각 도체 접속부의 외주에 각각 고정되는 고체 절연 부재(2)와, 이들 고체 절연 부재(2)를 접속 상자(1)에 대하여 고정하는 금속 플랜지(3)를 구비한다. 이하, 각 구성을 상세하게 설명한다.

(초전도 케이블)

<케이블 구성>

본 예에서 이용한 초전도 케이블(100)은 도 6에 나타내는 것과 마찬가지의 구성인 것이다. 즉, 도 6을 참조하여, 중심으로부터 순서대로 포머(200), 초전도 도체(201), 전기 절연층(202), 쉴드층(203), 보호층(204)을 구비하는 케이블 코어(102)를 3개 꼬아 합쳐서 단열관(101)내에 수납된 구성인 것이다. 포머(200)는 절연 피복된 동선을 복수개 꼬아 합친 것을 이용하였다. 초전도 도체(201) 및 쉴드층(203)은 각각 포머(200)의 외주, 전기 절연층(202)의 외주에 Bi2223계 초전도 테이프선(Ag-Mn 쉬스선(sheath wire))을 다층으로 나선 형상으로 감아서 구성하였다. 전기 절연층(202)은 초전도 도체(201)의 외주에 반합성 절연지(스미토모 덴키 고교 가부시키갸이샤 제품 PPLP: 등록 상표)를 감아서 구성하였다. 보호층(204)은 쉴드층(203)의 외주에 크래프트지를 감아서 구성하였다. 단열관(101)은 SUS(스테인레스 동: 일본 공업 규격) 코러게이트관(corrugated pipe)을 이용하여, 외관(101a)과 내관(101b)간에 단열재를 다층으로 배치하여 진공으로 한 진공 다층 단열 구조로 하였다. 이 내관(101a)과 각 케이블 코어(102)간에 액체 질소 등의 냉매를 유통시키고 있다. 단열관(101)의 외주에는 폴리 염화 비닐로 이루어지는 부식 방지층 (anticorrosion layer)(104)을 마련하였다.

<유지 도구>

상기 초전도 케이블(100)은 꼬아 합쳐진 상태에서 단열관(101)에 수납되고, 접속 상자(1)에 도입되는 단부에서 각 케이블 코어(102)는 각각 별개로 취급하기 쉽게 하도록, 각 코어(102)간의 간격을 근원측으로부터 접속단측을 향해서 확대되고 분기되어 접속 상자(1)에 수납된다. 본 예에서는, 각 케이블(100)에서 케이블 코어(102)의 긴쪽 방향(도 1에서 좌우 방향)에 따라서 근원측에 제 1 유지 도구(110a), 접속단측에 제 3 유지 도구(110c), 중간부에 제 2 유지 도구(110b)를 배치하고 있다. 제 1 유지 도구(110a)와 제 2 유지 도구(110b)간에는 반원호 형상 부재(도시하지 않음)를 배치하여 케이블 코어(102)를 유지하고, 또한, 양쪽 유지 도구(110a, 110b)를 연결하고 있다. 제 3 유지 도구(110c)는 다른 유지 도구(110a, 110b)와 연결되어 있지 않다. 제 1 유지 도구(110a)는 중심에 환상부를 구비하고, 이 환상부의 외주에 3개의 반원호 형상 부재가 고정되며, 3개의 케이블 코어(102)로 둘러싸이는 공간의 거의 중심부에 환상부의 중심이 위치하도록 코어(102)간에 환상부를 배치하여, 제 1 유지 도구(110a)의 코어(102)간의 간격을 확대한 상태로 유지한다. 제 2 유지 도구(110b), 제 3 유지 도구(110c)의 기본적 구성은 제 1 유지 도구(110a)와 거의 마찬가지의 구성으로서, 환상부의 직경을 제 1 유지 도구(110a)보다도 크게 하고 있는 점이 상이하다. 또한, 이들 유지 도구(110a~110c)는 케이블 코어(102)의 신축에 따라서 접속 상자(1)내를 이동할 수 있도록 상자(1)의 내주면에 거의 점접촉하는 슬라이딩부(sliding portion)(도시하지 않음)를 구비한 다. 이 슬라이딩부는 환상부의 외주에서 반원호 형상 부재를 고정하고 있지 않는 개소에 부착되어 있다. 또한, 본 예에서 유지 도구(110a~110c)는 접속 상자내를 이동 가능한 구성으로 했지만, 접속 상자내에 고정해도 무방하다.

(접속 상자)

상기 초전도 케이블(100)의 단부가 각각 접속 상자(1)에 도입되어 접속된다. 접속 상자(1)는 냉매(10)가 충전되어 도체 접속부가 수납되는 냉매조(11)와, 이 냉매조(11)를 수납하는 단열조(12)를 구비하는 이중 구조이다. 본 예에서 냉매조(11) 및 단열조(12)는 케이블 코어(102)의 긴쪽 방향으로 분할 가능한 반할편을 조합하여 일체화하는 구성인 것을 이용하였다. 예를 들면, 설치 장소가 맨홀내인 경우, 맨홀의 크기는 일반적으로 길이 5~6m×깊이 5~6m×높이 2m 정도로서, 접속 상자(1)는 길이 4m 정도이다. 그 때문에, 접속 상자(1)를 분할할 수 없는 일체 구성으로 하면, 맨홀로의 도입이 곤란할 뿐 아니라, 맨홀내에서의 접속 작업을 실행하기 어렵다. 또한, 도체 접속부는 접속 상자의 중앙부 근방에 배치하는 것이 바람직하지만, 일체의 접속 상자를 한쪽의 케이블(100)의 근원측으로 이동하여 초전도 도체의 접속 작업을 행한다고 하면, 접속 상자의 이동에 필요한 마진을 크게 취할 필요가 있을 뿐 아니라, 상자를 이동한 측과 반대측에서 도체 접속부가 형성되기 때문에, 접속 작업 후, 상자를 도체 접속부측으로 이동시키면, 도체 접속부는 상자내의 한쪽 측(접속 작업을 행한 측)으로 기울여 배치될 우려가 있다. 이에 반하여, 케이블 코어(102)의 긴쪽 방향으로 분할 가능한 반할편을 조합하는 구성으로 하면, 반할편은 2m 정도로 할 수 있기 때문에, 맨홀내로의 도입을 실행하기 쉬워, 이동에 필요한 마진도 작게 할 수 있다. 또한, 접속하는 양쪽 케이블(100)의 근원측에 각각 반할편을 놓아 둠으로써, 도체 접속부 형성 후, 도체 접속부를 접속 상자(1)의 중앙부 근방에 용이하게 배치할 수 있다. 또한, 본 예의 접속 상자(1)는 가압 냉매의 유통에 의한 압력 손실을 억제하도록 원통 형상으로 하였다.

<냉매조>

냉매조(11)에는 액체 질소 등의 냉매가 충전된다. 본 예에서 냉매조(11)는 스테인레스에 의해 형성하였다. 이 냉매조(11)를 구성하는 각 반할편은 양쪽이 개구한 통 형상 부재(11A)와, 통 형상 부재(11A)의 한쪽 단에 부착되는 단면판(11B)을 구비함으로써, 통 형상 부재(11A)의 한쪽 단에 단면판(11B)을 부착하고, 또한, 통 형상 부재(11A)의 개구한 타단 끼리를 접속함으로써, 도 1에 나타내는 폐공간을 구성한다. 통 형상 부재(11A)의 접속은 용접 등에 의해 실행한다.

<단열조>

단열조(12)에는 상기 냉매조(11)가 수납된다. 본 예에서 단열조(12)는 스테인레스로 형성하였다. 또한, 본 예에서는 냉매조(11)와 단열조(12)간을 진공으로 함으로써 단열을 실행한다. 이 단열조(12)를 구성하는 각 반할편은 양단이 개구한 통 형상 부재(12A)와, 통 형상 부재(12A)의 한쪽 단에 부착되는 단면판(12B)을 구비하는 것으로, 통 형상 부재(12A)의 한쪽 단에 단면판(12B)을 부착하고, 또한, 통 형상 부재(12A)의 개구한 타단 끼리를 접속함으로써, 도 1에 나타내는 폐공간을 구성한다. 통 형상 부재(12A) 끼리의 접속은 용접 등에 의해 실행한다. 본 예에서 는 통 형상 부재(12A) 끼리를 접속하기 쉽도록 통 형상 부재(12A)의 내주면에 링 형상 부재(12c)를 배치하고 있다. 그 밖에, 단열조(12)내에는 냉매조(11) 자체 하중을 지지하는 지지 지그(12a), 단열조(12)내에서의 냉매조(11)의 긴쪽 방향의 위치를 고정하는 고정 도구(12b)를 각각 배치하고 있다. 지지 지그(12a)는 냉매조(11)의 통 형상 부재(11A)의 외주 및 단열조(12)의 통 형상 부재(12A)의 내주에 따른 원호 형상으로서, 강도가 우수한 스테인레스로 형성하였다. 고정 도구(12b)는 냉매조(11)의 단면판(11B)에 접촉할 수 있는 크기의 링 형상으로서, 열전도하기 어려운 FRP로 형성하였다.

(도체 접속부)

도 2를 참조하여, 본 예에서 도체 접속부는 각 상의 케이블 코어로부터 노출시킨 초전도 도체(201)의 단부와, 도체(201)의 단부가 삽입되는 접속 슬리브(4)로 구성된다. 그리고, 본 발명에서는 이 도체 접속부의 외주에 고체 절연 부재(2)를 배치한다. 본 예에서는, 특히 접속 슬리브(4)의 외주에 고체 절연 부재(2)를 배치시키고 있다. 접속 슬리브(4)는 도전성 재료로 이루어지는 막대 형상 부재로서, 양단부에 초전도 도체(201)가 삽입되는 접속부(4a)를 구비하고, 중앙부는 고체 절연 부재(2)가 배치 가능한 크기를 갖고 있다. 본 예에서 접속 슬리브는 동제로 했지만, 알루미늄 등이어도 무방하다. 또한, 접속 슬리브(4)의 외주로의 고체 절연 부재(2)의 장착 작업은 공장 등에서 실행하고, 접속 슬리브(4)와 초전도 도체(201)와의 접속 작업만 맨홀내 등의 접속 구조를 형성하는 현장 등에서 실행해도 무방하 다.

(고체 절연 부재)

본 예에서 고체 절연 부재(2)는 에폭시 수지로 이루어지는 스트레스 콘을 이용하고, 스트레스 콘의 수축력에 의해 접속 슬리브(4)의 외주에 밀착시키고 있다. 스트레스 콘은 양단측이 테이퍼 형상의 일체 형상으로서, 후술하는 금속 플랜지(3)에 고정하기 쉽도록 스트레스 콘의 둘레 방향에 링 형상으로 돌기부(21)를 마련하여, 고정 금속 도구(33)에 의해 플랜지(3)(고정 플랜지(31))에 고정한다. 본 예에서 돌기부(21)는 고체 절연 부재(2)에 일체적으로 형성하였다.

(보강층)

도체 접속부(전기 절연층(202)의 단부, 초전도 도체(201)의 단부, 접속 슬리브(4)의 단부)의 외주에는 도 1, 2에 나타내는 바와 같이 절연성을 보강하기 위한 보강층(20)을 구비한다. 본 예에서 보강층(20)은 크래프트지를 감아서 형성하였다.

(금속 플랜지)

상기 고체 절연 부재(2)는 금속 플랜지(3)를 거쳐서 접속 상자(1)(냉매조(11))에 고정한다. 본 예에서 금속 플랜지(3)는 3개의 고체 절연 부재(2)가 삽통 배치되는 고정 플랜지(31)와, 고체 절연 부재(2)의 돌기부(21)를 누르는 클램핑 플 랜지(32)를 구비한다. 본 예에서 이들 고정 플랜지(31) 및 클램핑 플랜지(32)는 강도가 우수한 스테인레스(SUS304)에 의해 형성하였다.

본 예에서 고정 플랜지(31)는 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 접속 상자(냉매조)의 형상으로 적합시킨 원반 형상으로서, 고체 절연 부재(2)가 삽통할 수 있도록 삽통 구멍(30)을 구비한다. 본 예에서는 3개의 삽통 구멍(30)을 삼각 형상으로 구비한다. 또한, 고정 플랜지(31)에 의해 냉매조내가 좌우 2개의 공간으로 구분되기 때문에(도 1 참조), 양쪽 공간내를 냉매가 유통하기 쉽도록, 본 예에 나타내는 고정 플랜지(31)에는 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 복수의 유통 구멍(31a)을 마련하고 있다. 이 구성에 의해, 냉매조내에 액체 질소 등의 냉매를 용이하게 유통시킬 수 있다. 한편, 클램핑 플랜지(32)는 고정 플랜지(31)와의 사이에서 고체 절연 부재(2)의 돌기부(21)(도 1, 2 참조)를 사이에 둘 수 있는 크기를 갖는 링 형상 부재이다. 이러한 고정 플랜지(31)와 클램핑 플랜지(32) 사이에서 고체 절연 부재(2)의 돌기부(21)를 끼워 넣고, 볼트 등의 고정 부재(33)로 플랜지(31, 32)간을 세게 조임으로써, 고체 절연 부재(2)는 금속 플랜지(3)에 고정된다. 또한, 도 3(a)에서는 보강층을 생략하고 있다.

그리고, 고체 절연 부재(2)를 삽통 고정한 금속 플랜지(3)를 접속 상자(1)(냉매조(11))에 고정한다(도 1 참조). 본 예에서는 용접에 의해 접속 상자(1)에 고정하고 있다. 이 고정에 의해, 접속 상자(1)(냉매조(11))내에서의 도체 접속부의 위치가 고정된다. 특히, 본 발명에서는 복수의 케이블 코어(102)에 배치한 고체 절연 부재(2)를 동일한 금속 플랜지(3)에 고정하기 때문에, 도체 접속부의 위치가 서로 어긋나지 않는다. 또한, 플랜지(3)의 형성 재료로서, 강도가 우수한 금속을 이용함으로써, 냉매에 의해 냉각되어 케이블 코어(102)가 수축하더라도 도체 접속부가 코어(102)의 긴쪽 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 플랜지(3)의 고정에 의해 접속 상자(1)내에서의 초전도 도체의 위치를 결정할 수 있기 때문에, 포설시의 기움 등을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 도체 접속부의 위치를 소망하는 위치(예를 들면, 설계 위치)에 유지할 수 있다.

(쉴드층의 처리)

기타, 본 예에서는 각 초전도 케이블(100)로부터 인출된 케이블 코어(102)의 쉴드층 끼리를 쉴드 접속부(40)에 의해 접속하여, 단락시키고 있다. 이 구성에 의해 각 케이블 코어(100)의 외부에 누설 자장이 발생하기 어렵다.

본 예에 나타내는 쉴드 접속부(40)는 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 쉴드층(203)의 외주에 배치되는 원통 형상 부재(41)와, 원통 형상 부재(41) 끼리를 연결하는 연결 부재(42)를 조합한 구성이다. 본 예에서 쉴드 접속부(40)는 동으로 형성하였다. 특히, 연결 부재(42)는 가요성을 갖는 편조재(flexible braided material)를 이용하고 있어, 접속 상자(1)내라고 한 한정된 공간내이더라도 원통 형상 부재(41)와 연결 부재(42)와의 접속을 용이하게 실행할 수 있고, 또한, 조립 작업시에 발생하는 치수의 어긋남을 흡수할 수 있다. 또한, 본 예에서 쉴드층(203)과 원통 형상 부재(41)는 저융점 땝납에 의해 접속하였다. 구체적으로는, 융점이 약 78℃의 땝납(화학 성분; Sn:9.3질량%, Pb:34.5질량%, Bi:50질량%, Cd:6.2 질량%)을 이용하였다.

본 예에서는 쉴드 접속부의 재료로서 상전도 재료를 이용했지만, 초전도 재료를 이용해도 무방하다. 예를 들면, 원통 형상 부재는 상기 동제인 것을 이용하고, 연결 부재를 초전도 재료로 해도 무방하다. 구체적으로는, 파우더 인 튜브법에 의해 형성한 환선을 복수개 준비하고, 이 환선에 의해 원통 형상 부재간을 접속해도 된다. 또한, 본 예에서는 쉴드 접속부를 접속 상자(1)내에서 1개소에 마련하고 있지만, 각 케이블측에 각각 1개소씩, 합계 2개소에 마련해도 되고, 쉴드 접속부를 마련하지 않는 구성으로 해도 된다.

상기 쉴드 접속부를 마련하는 경우, 도 4에 나타내는 바와 같이 한쪽의 케이블의 쉴드층(203)과, 다른 쪽의 케이블의 쉴드층(203)을 접속하는 쉴드 연결부(300)를 마련하는 것이 바람직하다. 본 예에서 쉴드 연결부(300)는 동편조재를 이용하여, 한쪽의 케이블의 쉴드층(203)으로부터 보강층(20) 및 고체 절연 부재(2)를 거쳐서 다른 쪽의 케이블의 쉴드층(203)에 걸쳐서 배치하고, 각 쉴드층(203)과 각각 땝납에 의해 접속하였다. 또한, 본 예에서는 쉴드 연결부를 상전도 재료로써 형성하였지만, 초전도 재료를 이용해도 되고, 또한, 압착으로써 접속해도 무방하다.

(바이패스 유로)

또한, 본 예에서는 금속 플랜지(3)(고정 플랜지(31))에 냉매 유통용의 유통 구멍(31a)을 마련하는 구성으로 했지만, 도 5에 나타내는 바와 같이 냉매조(11)에 서 플랜지(3)에 의해 구분되는 양쪽 공간을 접속하도록 바이패스 유로(5)를 마련한 구성으로 해도 된다. 바이패스 유로(5)는, 예를 들면, 접속 상자(1)와 마찬가지로 단열 구조의 관로로 하는 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이 냉매조와 단열조와의 이중 구조로 한 단면 형상의 파이프부(50)를 이용하는 것을 들 수 있다. 또한, 파이프부(50)의 양단의 개구부에 플랜지(51)를 마련하고, 또한, 냉매조(11) 및 단열조(12)의 통 형상 부재에 파이프부(50)와 접속 가능한 접속 파이프부(13)와, 접속 파이프(13)의 개구부에 플랜지(51)가 접합되는 플랜지(14)를 마련해 놓는다. 그리고, 바이패스 유로(5)의 플랜지(51)와 접속 상자(1)측의 플랜지(14)를 접합시켜, 볼트 등의 조임 금속 도구(52)에 의해 고정시키는 구성으로 해도 된다. 또한, 바이패스 유로(5)에는 밸브(53)를 마련하고, 이 밸브(53)의 개폐에 의해 냉매의 유량 등을 조정하면 된다. 또한, 냉매조(11)의 접속 파이프(13) 부분은 중간부에서 탈착 가능한 구성, 예를 들면, 커넥터를 부착하는 등으로 해 놓으면, 단열조(12)내에 배치하기 쉬워 바람직하다. 또한, 중간부를 가요관으로 해 놓으면, 보다 삽입성을 양호하게 할 수 있어 바람직하다.

(조립 순서)

상기 중간 접속 구조는 이하의 순서로 조립하면 된다(도 1 참조). 접속하는 1쌍의 초전도 케이블(100) 단부의 단열관을 절단하여 제거하고, 각 케이블(100)로부터 나온 케이블 코어(102)에 단열관과 접속 상자(1)를 접속하는 관접속부(120), 단열조(12)의 단면판(12B), 통 형상 부재(12A), 고정 도구(12b), 냉매조(11)의 단 면판(11B), 통 형상 부재(11A)를 순서대로 삽통시켜, 각 케이블(100)의 근원측에 놓아 둔다. 이 때, 각 케이블(100)의 케이블 코어(102)의 접속단측이 노출된 상태로 된다. 또한, 초전도 케이블의 진공 구조를 유지한 상태로 접속 상자에 취입하는 경우, 케이블 단부의 단열관을 절단 제거하지 않더라도 무방하다.

이 상태에서, 양쪽 초전도 케이블(100)의 각 케이블 코어(102)간이 접속단측을 향해서 서서히 확대한 상태로 되도록 유지 도구(110a~110c)를 배치한다. 또한, 한쪽의 초전도 케이블(100)(도 1에서는 좌측의 케이블)의 케이블(1O2)에 고정 플랜지(31)를 삽통시켜, 근원측(도 1에서는 좌측)에 놓아 둔다. 쉴드층의 처리를 행하는 경우는, 케이블 코어(102)에서 도체 접속부로부터 떨어진 개소의 보호층을 벗겨서 쉴드층을 노출시키고, 상기 쉴드 접속부(40)를 부착한다.

양쪽 초전도 케이블(100)의 각 케이블 코어(102) 단부로부터 초전도 도체(201)를 노출시켜, 다른 쪽의 케이블(도 1에서는 우측의 케이블)의 초전도 도체(201)에 클램핑 플랜지(32)를 삽통한다. 다음에, 미리 접속 슬리브(4)의 외주에 고체 절연 부재(2)를 장착시켜 놓고, 놓아 둔 고정 플랜지(31) 및 클램핑 플랜지(32)를 이동시켜 고체 절연 부재(2)의 돌기부(21)를 끼워 넣고, 고정 금속 도구(33)를 세게 조여서, 금속 플랜지(3)에 고체 절연 부재(2)를 고정한다. 그리고, 접속 상자(1)(냉매조(11))에 대한 플랜지(3)의 위치 결정을 행하여, 용접에 의해 플랜지(3)를 접속 상자(1)에 고정한 후, 동일한 상의 케이블 코어(102)에서 초전도 도체(201)를 접속 슬리브(4)의 각 접속부(4a)에 각각 삽입하고 압착하여 초전도 도체(201)를 접속한다. 이 때, 고체 절연 부재(2)가 소망하는 위치가 되도록, 초전 도 도체(201)의 길이를 조정하여 접속을 행한다. 또한, 이러한 접속 작업을 각 상마다 실행한다. 이 접속 작업에 의해 도체 접속부의 외주에 고체 절연 부재가 배치된 구조가 형성된다. 또한, 금속 플랜지(3)는 접속 상자(1)에 고정되어 있기 때문에, 도체 접속부의 위치 결정을 용이하게 실행할 수 있다. 그 후, 고체 절연 부재(2)의 외주에 적당히 보강층(20)을 형성한다. 쉴드 접속부(40)를 마련한 경우, 한쪽의 케이블 코어(102)의 쉴드층과 다른 쪽의 코어(102)의 쉴드층을 접속하는 쉴드 연결부(도 4 참조)를 마련하는 것이 바람직하다. 그 다음에, 근원측에 놓여 있던 양쪽 냉매조(11)의 통 형상 부재(11A)를 접속단측으로 이동시켜, 양쪽 통 형상 부재(11A)를 용접에 의해 접속한다. 이상의 공정에 의해, 도체 접속부는 고체 절연 부재(2) 및 금속 플랜지(3)를 거쳐서 냉매조(11)에 고정된다.

양쪽 냉매조(11)의 단면판(11B)을 각각 용접에 의해 접속하고, 고정 도구(12b) 및 지지 지그(12a)를 구비하는 단열조(12)의 통 형상 부재(12A)를 접속단측으로 이동시켜, 양쪽 통 형상 부재(12A)를 용접에 의해 접속한다. 그리고, 양쪽 단열조(12)의 단면판(12B)을 통 형상 부재(12A)에 각각 용접에 의해 접속하고, 또한, 통 형상 부재(12A)에 관접속부(120)를 각각 용접에 의해 접속한다. 이 공정에 의해 일체화된 중간 접속 구조를 완성한다. 그리고, 냉매조(11)와 단열조(12)간을 진공으로 한 후, 냉매조(11)에 가압 냉매를 유입함으로써, 초전도 케이블 선로의 사용이 가능해진다.

본 발명은 도체 접속부의 외주에 고체 절연 부재를 배치하고, 이 고체 절연 부재를 접속 상자에 고정함으로써, 도체 접속부를 접속 상자에 고정할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 접속 상자에서의 도체 접속부의 위치를 안정하도록 고체 절연 부재의 지지재로서, FRP 등의 절연성 수지가 아니라, 강도가 우수한 금속을 이용하여 열거동에 의한 위치 어긋남을 효과적으로 억제한다. 또한, 본 발명은 이 금속 플랜지를 접속 상자에 고정함으로써, 접속 상자내에서의 도체 접속부의 위치를 용이하게 결정할 수 있기 때문에, 케이블 포설시에 발생하는 설치 위치의 과도한 언밸런스를 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 케이블 코어의 긴쪽 방향으로 분할된 접속 상자로 함으로써, 맨홀 등의 설치 공간이 한정된 장소에서도 용이하게 조립 작업을 행할 수 있다.

Claims

초전도 도체(201)를 갖는 케이블 코어(102)를 복수개 구비하는 1쌍의 다상(多相) 초전도 케이블(100)과,

상기 1쌍의 다상 초전도 케이블(100)의 각각으로부터 인출된 상기 케이블 코어(102)의 상기 초전도 도체(201)를 접속하는 도체 접속부가 복수개 수납되는 접속 상자(1)와,

상기 각 도체 접속부의 외주에 각각 고정되는 고체 절연 부재(2)와,

상기 복수의 고체 절연 부재(2)를 상기 접속 상자(1)에 대하여 고정하는 금속 플랜지(3)를 구비하고

상기 초전도 도체(201)의 외주에는 쉴드층(203)을 더 구비하고,

상기 1쌍의 다상 초전도 케이블 중 한쪽의 케이블(100)로부터 인출된 각 케이블 코어(102)의 쉴드층(203) 끼리를 단락시키는 쉴드 접속부(40)를 구비하는 것

을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 접속 상자(1) 내에는 상기 케이블 코어(102)를 냉각하는 냉매가 충전되고,

상기 금속 플랜지(3)에는 냉매가 유통 가능한 유통 구멍(31a)을 구비하는 것

을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 접속 상자(1)는 상기 케이블 코어(102)의 긴쪽 방향으로 분할되는 분할편을 조합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 접속 상자(1)는 원통 형상인 것을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 쉴드 접속부(40)는 상전도 재료 및 초전도 재료 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 한쪽의 케이블(100)로부터 인출된 각 케이블 코어(102)의 쉴드층(203)과, 다른 쪽의 케이블(100)로부터 인출된 각 케이블 코어(102)의 쉴드층(203)을 접속하는 쉴드 연결부(300)를 더 구비하는 것

을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
제 7 항에 있어서,

상기 쉴드 연결부(300)는 상전도 재료 및 초전도 재료 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블의 접속 구조.
청구항 1에 기재된 다상 초전도 케이블(100)의 접속 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 다상 초전도 케이블 선로.