KR20070087575A - 초전도 케이블 - Google Patents

초전도 케이블 Download PDF

Info

Publication number
KR20070087575A
KR20070087575A KR1020077012266A KR20077012266A KR20070087575A KR 20070087575 A KR20070087575 A KR 20070087575A KR 1020077012266 A KR1020077012266 A KR 1020077012266A KR 20077012266 A KR20077012266 A KR 20077012266A KR 20070087575 A KR20070087575 A KR 20070087575A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat insulation
cable
metal
metal pipe
tube
Prior art date
Application number
KR1020077012266A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101148684B1 (ko
Inventor
마사유키 히로세
료스케 하타
Original Assignee
스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20070087575A publication Critical patent/KR20070087575A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101148684B1 publication Critical patent/KR101148684B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/14—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by the disposition of thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/141—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems in which the temperature of the medium is below that of the ambient temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/143—Pre-insulated pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)

Abstract

본 발명은 단열관에 의한 단열 성능을 향상할 수 있고, 수송중에 단열관의 외부가 파손되어도, 단열관의 단열 성능을 최저한으로 유지할 수 있는 초전도 케이블을 제공한다. 초전도 케이블(1)의 케이블 코어(3)가 수납되는 단열관(2)은 직경 방향 내측으로부터 배치되는 제 1 금속관(21)과, 제 2 금속관(22)과, 제 3 금속관(23)을 구비한다. 제 1 금속관(21)과 제 2 금속관(22)의 사이에서 내측 단열부(5)를 형성하고, 제 3 금속관(23)의 내측에서, 내측 단열부(5)의 외측에 외측 단열부(7)를 형성하고 있다. 외측의 단열부의 단열 성능을 그것보다도 내측의 단열부의 단열 성능보다 낮게 설정한다.

Description

초전도 케이블{SUPER-CONDUCTING CABLE}
본 발명은 케이블 코어를 단열관에 수납해서 형성되는 초전도 케이블에 관한 것이다.
일반적으로 초전도 케이블은 단열관의 내측에 단심 케이블 코어 또는 복수개를 꼰(stranding) 케이블 코어를 수납해서 형성된다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
케이블 코어는 중심측으로부터 순차로 포머(former), 초전도 도체, 절연층, 실드층(shield layer), 보호층을 구비하고 있다. 단열관(A)은 도 2에 도시하는 바와 같이 내관(A1)과 외관(A2)의 2중의 금속관으로 구성되고, 통상은 양쪽 관과도 굴곡하기 쉽게 하기 위해서 길이 방향으로 벨로우즈 형상을 한 주름진 관을 이용하고 있다. 그리고, 내관(A1)의 내측에 단심 또는 복수개를 꼰 케이블 코어(B)를 수납하고 있다. 내관(A1)의 내측과 케이블 코어(B)와의 간극에는 액체 질소 등의 냉매가 유입되어 있다.
내관(A1)과 외관(A2)과의 사이는 단열성을 좋게 하기 위해서 진공 상태로 되어 있다. 또한, 외관(A2)을 거쳐서 외부로부터의 복사열을 막기 위해서, 내관(A1)의 외주에 슈퍼 인슐레이션(super insulation) 등의 띠형의 단열재(A3)를 권회해서 적층 단열층을 마련하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제 1997-152089 호 공보
도 2에 도시하는 2중관으로 구성되는 단열관에서는, 내관과 외관의 사이에 단열재가 개재되어 있기 때문에, 케이블의 굽힘 부분에 있어서, 단열재가 내관과 외관에 의해 압축되어 버린다. 이와 같이 단열재가 내관과 외관에 접촉해 버리면, 외관으로부터 단열재를 거쳐서 내관에 외부의 열이 전해지기 쉽고, 침입 열이 증가하는 문제가 생긴다.
또한, 특허문헌 1에 도시하는 케이블 구조에서는, 포설 현장(laying site)에서 단열관의 단열부가 고진공도로 되도록 진공 흡인할 수 없을 경우는, 케이블을 제조하는 공장에서 미리 단열관을 고진공도로 진공 흡인을 한 후에 케이블을 출하할 경우도 있다.
또한, 단열관을 진공으로 한 상태에서 출하했을 경우, 수송중에 외관이 파손해버리면, 진공이 파손되어 버릴 우려가 있다. 단열관이 파손했을 경우에는, 이 파손 부분을 수복(修復)한 후에, 다시 진공 흡인을 실행하지 않으면 안되고, 진공 흡인에 막대한 시간, 노동력, 비용이 든다.
본 발명의 주 목적은 단열관에 의한 단열 성능을 향상할 수 있는 초전도 케이블을 제공하는 것이다. 또한, 다른 목적은 수송중에 단열관의 외부가 파손되어도, 단열관의 단열 성능을 최저한으로 유지할 수 있는 초전도 케이블을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은, 초전도 도체를 갖는 케이블 코어와, 케이블 코어가 수납되는 단 열관을 구비하는 초전도 케이블로서, 단열관은 직경 방향 내측으로부터 직경이 상이한 금속관을 3개 이상 적층하고, 각 금속관의 사이에서 단열부를 형성하여 구성되어 있다. 특히 바람직하게는, 단열관이 직경 방향 내측으로부터 배치되는 제 1 금속관과, 제 2 금속관과, 제 3 금속관을 구비하고, 제 1 금속관과 제 2 금속관의 사이에 내측 단열부를 형성하고, 제 3 금속관의 내측에서, 내측 단열부의 외측에 외측 단열부를 형성하여 구성되어 있다.
케이블 코어는 단심 코어도 좋고, 3심 코어가 꼬인 구조로서도 좋다. 또한, 케이블 코어는, 예컨대 중심으로부터 순차로 포머, 초전도 도체, 절연층, 실드층, 보호층을 구비한 것을 들 수 있다.
단열관을 구성하는 금속관은 플랫관(flat tube)을 사용해도 좋고, 주름진 관을 이용하여도 좋다. 케이블을 굽히기 쉽게 하기 위해서는, 금속관은 주름진 관을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 금속관의 재질은 비자성 재료의 스테인리스강, Cu, Cu 합금, Al, Al 합금중 어느 하나로 하는 것이 바람직하다.
각 금속관의 사이에는, 슈퍼 인슐레이션 등의 적층 단열재를 마련하는 것이, 외부로부터의 복사열을 막기 위해서 바람직하다.
본 발명에서는, 단열관을 3개 이상의 다중관으로 구성하고 있으므로, 외측의 단열부에 의해, 가장 내측의 단열부에 외부로부터의 공기중에 포함되는 수소 분자가 침입하는 것을 억제해서 진공도의 저하를 방지하고, 가장 내측의 단열부의 단열 성능이 유지된다.
또한, 내측의 단열부가 외측의 단열부에 의해 보호되므로, 외측의 금속관이 손상해도, 내측의 단열부의 단열 성능은 유지된다. 특히, 가장 내측의 단열부의 단열 성능을 가장 높게 설정해 놓으면, 그것보다도 외측의 단열부가 파손해도 최저한의 단열 성능은 유지할 수 있다.
또한, 케이블의 장기 사용에 의해, 각 단열부에 마련하는 단열재 등으로부터 가스가 발생하고, 단열부의 진공도가 저하(내부 압력 상승)해도, 다층 단열부 구조에 의해 단열관 전체로서의 단열 성능은 유지된다.
각 단열부는 동일 정도의 단열 성능으로서도 좋고, 내측으로부터 외측으로 향해서 단열 성능이 낮아지게 하도록 설정해도 좋다. 단열 성능을 동등으로 할 경우는, 진공도를 동일 정도로 해도 좋고, 진공도와 단열재의 조합에 의해 동일 정도로 조정해도 좋다. 단열 성능을 바꿀 경우, 단열관 전체로서의 단열 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 외측의 단열부는 진공도를 낮게(내부 압력을 높게) 설정할 수 있으므로 진공 흡인을 용이하게 행할 수 있다.
예컨대, 단열관이 제 1 금속관, 제 2 금속관과, 제 3 금속관을 구비하고, 이들의 금속관에 의해, 내측 단열부와 외측 단열부를 형성하는 경우에는, 내측 단열부와 외측 단열부의 단열 성능은, 외측 단열부의 단열 성능을 내측 단열부의 단열 성능보다 낮게 설정한다. 이 경우, 내측 단열부를 고진공 상태로 하고, 외측 단열부를 내측 단열부의 진공도보다 낮은 진공도(내측 단열부에서 고압)로 하는 것에 의해, 내측 단열부가 주 단열부로 되고, 외측 단열부가 보조 단열부가 된다.
또한, 금속관을 3중 구조로 할 경우에는, 외측 단열부에 의해, 내측 단열부 가 외부로부터의 공기중에 포함되는 수소 분자의 침입에 의해 단열 성능이 저하하는 것을 억제할 수 있고, 2중 단열부 구조에 의해 단열관 전체로서의 단열 성능을 향상할 수 있다.
특히, 외측 단열부의 단열층의 두께를 크게, 즉 제 2 금속관과 제 3 금속관과의 사이의 간극을 크게 하면, 외측 단열부에 의한 내측 단열부의 단열을 보다 효과적으로 행할 수 있다. 이 때, 제 2 금속관과 제 3 금속관과의 사이에는 간극을 소정의 간격으로 유지하기 위한 스페이서를 단열재와 함께 개재시키는 것이 바람직하다.
또한, 외측 단열부의 단열 성능을 내측 단열부의 단열 성능보다도 낮게 할 경우, 외측 단열부에 마련하는 단열재의 양을 적게 하는 동시에, 제 2 금속관과 제 3 금속관과의 사이의 간극을 크게 해서 진공 흡인을 실행하기 쉽게 하는 것이 바람직하다.
외측 단열부의 층의 두께를 두껍게 하고, 또한 이 단열층의 두께에 대하여 그 내부에 배치시키는 단열재의 양을 적게 설정함으로써, 외측 단열부를 진공 흡인한 때에, 빠른 시간에 소정의 진공도까지 도달시킬 수 있다. 이렇게 외측 단열부를 구성하면, 외측 단열부가 파괴되어도, 수복후의 진공 흡인의 때에, 빠른 시간에 소정의 진공도까지 도달시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 내측 단열부의 축방향 길이를 케이블 코어의 길이보다 짧게 하고, 외측 단열부의 길이를 내측 단열부의 길이보다 길게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 외측 단열부의 케이블 길이 방향의 길이를 내측 단열부의 길이보다도 길게 할 수 있으므로, 내측 단열부를 외측 단열부에 의해 완전히 덮을 수 있고, 내측 단열부의 외측 단열부에 의한 보호를 보다 확실하게 행할 수 있다.
상기한 바와 같이 내측 단열부의 길이를 외측 단열부의 길이보다 짧게 할 경우에는, 제 2 금속관의 케이블 길이 방향의 길이를 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧게 하는 것이 바람직하다. 이 때, 제 1 금속관과 제 2 금속관의 사이의 간극을, 제 2 금속관의 길이 방향 양 단부에 있어서 봉쇄해서 밀폐하는 것에 의해 내측 단열부를 형성하고, 이 내측 단열부를 진공으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 내측 단열부의 진공 흡인은, 고진공도를 얻기 위해서 포설 현장에서가 아니라, 케이블을 제조하는 공장에서 미리 실행하도록 한다.
이와 같이 내측 단열부를 형성하면, 내측 단열부의 케이블 길이 방향의 길이는 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 줄어든다. 또한, 실제로 포설 길이란 케이블 코어를 포설해서 접속을 행한 후의 케이블 코어의 길이를 말한다.
내측 단열부는, 축방향 길이를 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧게 해서 진공으로 하는 것에 의해, 포설 현장에서 케이블 코어를 실제로 포설 길이로 절단해도, 내측 단열부는 포설 현장에서 단부를 절단 제거할 필요가 없어진다. 그 결과, 케이블 수송시, 포설시, 케이블 접속시의 어느 때에 있어서도, 내측 단열부의 진공이 파괴되는 일이 없으므로, 단열 성능을 항상 유지할 수 있고, 케이블 접속후에, 내측 단열부의 진공 흡인을 실행할 필요가 없어진다.
또한, 포설 현장에서 내측 단열부를 절단하는 일이 없고, 케이블 코어를 절단할 경우, 케이블 코어와 함께 제 1 금속관과 제 3 금속관도 절단할 경우가 있다. 이러한 경우에는, 제 1 금속관과 제 3 금속관을 절단하기 전에 외측 단열부에 질소 가스 등의 불활성 가스를 대기압 이상의 압력에서 주입하고, 절단할 때에도 외측 단열부내에 수분을 포함한 기체가 들어가지 않도록 불활성 가스를 주입하면서 절단해서 접속을 실행하고, 접속 완료후에 두번째 진공 흡인을 실행한다.
또한, 포설 현장에서 케이블 코어와 함께 제 1 금속관과 제 3 금속관도 절단할 경우에는, 케이블 수송중에 있어서, 외측 단열부를 진공으로 하거나, 또는 불활성 가스를 충전시켜 두는 것이 바람직하다.
케이블 수송중에 있어서, 외측 단열부를 진공으로 할 경우는, 외측 단열부는, 케이블을 제조하는 공장에 있어서, 제 2 금속관의 길이 방향 양단의 외측에서, 제 1 금속관과 제 3 금속관의 사이의 간극을 봉쇄해서 밀폐로 형성하고, 진공으로 해 둔다. 이 때의 진공 흡인은 단열부내의 수분을 기화시키기 때문에 고온의 분위기하에서 행하여도 좋다.
외측 단열부를 케이블 수송시에 진공으로 해 놓을 경우에는, 포설 현장에서는, 진공 상태의 외측 단열부에 불활성 가스를 주입하면서 외측 단열부의 절단과 접속 작업을 실행하고, 케이블 접속후에 두번째 진공 흡인을 실행한다. 이 때, 외측 단열부의 단열 성능을 내측 단열부의 단열 성능보다 낮게 설정해 두면, 외측 단열부를 절단해서 접속한 후에 행하고, 진공 흡인의 작업을 단시간에 실행할 수 있다. 또한, 외측 단열부를 케이블 수송시에 거의 수분이 없는 진공으로 해 놓으면, 외측 단열부의 단열 성능을 높게 설정해도, 외측 단열부를 절단해서 접속한 후에 행하고, 진공 흡인의 작업을 단시간에 실행할 수 있다.
또한, 케이블 수송중에 있어서, 외측 단열부를 불활성 가스로 충전해 둘 경우는, 외측 단열부는, 케이블을 제조하는 공장에 있어서, 제 2 금속관의 길이 방향 양단의 외측에서, 제 1 금속관과 제 3 금속관의 사이의 간극을 봉쇄해서 밀폐로 형성하고, 대기압 이상의 압력에서 불활성 가스를 충전시켜 둔다. 이 경우, 불활성 가스를 충전시키기 전에, 외측 단열부를 진공으로 해 놓고, 불활성 가스를 충전시키는 것이 바람직하다. 이 때의 진공 흡인도, 단열부내의 수분을 기화시키기 위해서, 고온의 분위기하에서 실행하도록 해도 좋다.
이와 같이, 케이블 수송시에 외측 단열부를 대기압보다도 고압이 되도록 불활성 가스로 충전시켜 두면, 포설할 때까지의 사이에, 금속관을 통과해서 외부로부터의 공기중에 포함되는 수소 분자가 단열부내에 침입해 오는 것을 방지할 수 있다. 또한, 미리 공장에서, 외측 단열부를 진공으로 한 후에, 불활성 가스를 충전시켜 두면, 포설 현장에서 외측 단열부를 두번째 진공 흡인할 때에 수분이 없도록 진공 흡인을 행할 수 있다.
또한, 불활성 가스로서는, 질소 가스, 베릴륨 가스 등을 들 수 있지만, 안전성, 비용면 등으로 인해 질소 가스를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 단열관의 길이를 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧게 하고, 각 단열부를 진공으로 해 놓는 것이 보다 바람직하다. 특히, 3중관으로 단열관을 구성할 경우에는, 제 2 금속관의 길이를 제 1 금속관과 제 3 금속관의 길이보다도 짧게 해서 단열관을 형성하는 것이 가장 바람직하다. 3중관의 경우에는, 내측 단열부는, 제 1 금속관과 제 2 금속관의 사이의 간극을 제 2 금속관의 길이 방향 양 단부에서 봉쇄해서 밀폐 상태에 형성한다. 그리고, 외측 단열부는, 제 1 금속관과 제 3 금속관의 사이의 간극을 제 2 금속관의 길이 방향 양단의 외측에서 봉쇄해서 밀폐 상태에 형성한다. 내측 단열부의 진공 흡인은 단열부내의 수분을 기화시키기 위해서, 고온의 분위기하에서 행하고, 외측 단열부의 진공 흡인도 고온 분위기하에서 실행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 단열관의 길이를 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧게 해서 각 단열부를 진공으로 하는 것에 의해, 단열관을 절단하는 일이 없고, 각 단열부의 진공 상태를 유지한 채, 케이블의 포설, 접속을 실행할 수 있다. 그 결과, 내측의 단열부를 외측의 단열부에 의해 보호할 수 있는 것은 물론, 케이블의 접속후에, 각 단열부를 두번째 진공 흡인할 필요가 없어져 작업 효율이 좋아진다.
또한, 외측의 단열부가 케이블 수송중에 파손했을 경우, 외측의 단열부의 진공도를 내측의 단열부의 진공도보다도 낮게 설정해 두면, 케이블의 접속후에, 파손한 외측의 단열부의 진공 흡인을 실행할 때에, 이 진공 흡인의 작업을 포설 현장에서도 행할 수 있도록 소형의 진공 흡인 장치를 이용하여 단시간에 실행할 수 있다.
본 발명의 초전도 케이블은 교류 케이블, 직류 케이블중 어디에도 이용할 수 있다. 또한, 직류 케이블에서는 교류 케이블과 비교해서 에너지 손실이 적고, 외부로부터의 케이블 코어에의 열침입을 종래의 2중관으로 구성되는 단열관에 비교해서 양호하게 억제할 수 있는 점으로부터, 직류 케이블로서 이용하는 경우에 바람직 하다. 또한, 본 발명의 초전도 케이블을 이용하여, 교류 초전도 케이블 선로를 형성하거나, 직류 초전도 케이블 선로를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 초전도 케이블의 단열관은 내부에 액냉매를 넣지 않고 단열부를 구성하고 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 단열관을 3개 이상의 다중관으로 구성하고 있으므로, 직경 방향에 내측으로부터 외측을 향해서 개별적으로 단열부를 구성할 수 있다. 그 결과, 다중 단열부 구조에 의해 다단층으로 외부로부터 케이블 코어에의 열침입을 억제할 수 있고, 단열관 전체로서의 단열 성능을 종래의 2중관에 비교해서 향상할 수 있다.
또한, 외측의 단열부에 의해, 가장 내측의 단열부에 외부로부터의 공기중에 포함되는 수소 분자가 침입하는 것이 억제되므로, 가장 내측의 단열부의 단열 성능을 유지할 수 있다. 추가로, 케이블의 장기 사용에 의해, 각 단열부에 마련하는 단열재 등으로부터 가스가 발생하고, 단열부의 진공도가 저하(내부 압력 상승)해도, 다층 단열부 구조에 의해 단열관 전체로서의 단열 성능을 유지할 수 있다.
더구나, 외측의 단열부에 의해, 그것보다도 내측의 단열부를 보호할 수 있으므로, 가장 외측의 금속관이 손상해도, 그것보다도 내측의 금속관의 손상을 방지할 수 있고, 내측의 단열부의 단열 성능을 유지할 수 있다.
또한, 단열관의 길이를 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧게 해서, 각 단열부를 진공으로 할 경우에는, 단열관을 절단하는 일이 없고, 각 단열부의 진공 상태를 유지한 채, 케이블의 포설, 접속을 실행할 수 있다. 그 결과, 케이블의 접속 후에, 각 단열부를 두번째 진공 흡인할 필요가 없어 작업 효율이 좋아진다.
본 발명에서는, 단열관이 다중관 구조가 되어서 외경이 커지지만, 다중 단열 구조에 의해 종래의 2중관에 의한 단열 구조에 비교해서 케이블 코어에의 열침입을 양호하게 억제할 수 있으므로, 직류 초전도 케이블에 적용하면 효과적이다.
또한, 초전도 케이블의 단부끼리를 접속할 경우, 통상은 접속된 노출 케이블 코어를 덮도록 통형상의 케이스를 마련하고, 이 케이스의 단부를 단열관의 단부 외면에 용접에 의해 고정한다.
이 때, 종래의 2중관 구조의 단열관에서는, 외관이 용접 개소에서 파손하지 않도록, 링형상의 스탠드를 외관에 부착하고, 이 스탠드를 거쳐서, 외관에 케이스를 용접에 의해 고정하도록 하고 있다. 이 스탠드는 케이블 코어의 노출부의 길이와, 상기 케이스의 크기에 따라 외관에의 부착 위치를 설정해야만 하므로 설치 작업이 번잡했다.
그러나, 본 발명에서는 단열관을 3중 이상의 다중 구조로 하고 있으므로, 가장 외측의 금속관이 용접 개소에서 파손해도, 가장 내측의 단열부의 단열 성능은 유지할 수 있으므로, 종래 이용하고 있던 스탠드를 불필요하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 초전도 케이블의 양 단부를 도시하는 개략 단면도,
도 2는 종래의 초전도 케이블의 개략 단면도.
부호의 설명
1 : 초전도 케이블 2 : 단열관
3 : 케이블 코어 5 : 내측 단열부
6 : 스페이서 7 : 내측 단열부
21 : 제 1 금속관 22 : 제 2 금속관
23 : 제 3 금속관 41 : 제 1 링 부재
42 : 제 2 링 부재 43 : 제 3 링 부재
44 : 제 4 링 부재
이하, 본 발명의 초전도 케이블의 실시 형태를 설명한다. 도 1은 본 발명 초전도 케이블의 양 단부에 있어서의 개략 단면도이다.
[전체 구조]
본 실시 형태에 사용하는 초전도 케이블(1)은 단열관(2)의 내부에 단심의 케이블 코어(3)를 수납한 것이며, 직류 케이블용으로서 이용한다. 도 1은 초전도 케이블(1)의 개략 단면도를 도시하고 있고, 단열관(2)의 길이는 케이블 코어(3)의 길이보다 단축되어 있다.
[케이블 코어]
이 단열관(2)내에 수납되는 케이블 코어(3)는 도시하지 않지만 중심으로부터 순차로 포머, 초전도 도체층, 절연층, 외부 도체층, 보호층을 구비한다.
포머에는 금속선을 꼰 중실의 것이나, 금속 파이프를 이용한 중공의 것을 이용할 수 있다. 각 도체층에 이용하는 초전도 도체에는, 비스무스(bismuth)계 초전도체 등의 산화물 고온 초전도체를 은 시스(silver sheath)로 피복한 테이프 선재가 바람직하다. 이 테이프 선재를 포머 위에 다층으로 권취해서 도체를 구성한다.
초전도 도체의 외주에는 절연층이 형성된다. 이 절연층은, 크라프트지(kraft paper)나, 크라프트지에 폴리프로필렌 필름을 라미네이트한 절연지(예를 들면 일본의 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 제조의 PPLP(등록상표)) 등을 이용하고, 초전도 도체의 외주에 권취해서 구성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 전술한 구성의 케이블 코어를 3심 꼰 것을 단열관내에 수납해도 지장이 없다.
[단열관]
단열관(2)은 직경 방향 내측 측으로부터 직경이 상이한 제 1 금속관(21)과, 제 2 금속관(22)과, 제 3 금속관(23)을 서로 적층시킨 3중관을 구비하고 있다. 이들의 금속관은 각각 스테인리스강으로 형성한 주름진 관으로 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제 2 금속관(22)의 관의 길이가 가장 짧고, 제 1 금속관(21)과 제 3 금속관(23)은 동일한 길이로 되어 있다. 또한, 제 1 금속관(21)과 제 3 금속관(23)의 길이는 제 1 금속관(21)을 제 3 금속관(23)보다도 짧게 해도 좋다. 본 실시 형태에서는, 제 1 금속관(21)과 제 3 금속관(23)의 길이를 케이블 코어의 실제 포설 길이보다도 짧게 하고 있고, 제 2 금속관(22)의 길이가 후술하는 내측 단열부(5)의 길이가 되고, 제 1 금속관(21)과 제 3 금속관(23)의 길이가 외측 단열부(7)의 길이가 된다.
제 2 금속관(22)을 제 1 금속관(21)의 중간 위치에 배치하고, 소정의 간극을 비운 상태에서, 제 2 금속관(22)의 일단에 있어서, 제 1 금속관(21)과 제 2 금속관(22)과의 사이의 간극을 판형상의 제 1 링 부재(41)로 봉쇄하고, 제 2 금속관(22)의 타단을 판형상의 제 2 링 부재(42)로 봉쇄한다. 본 실시 형태에서는, 제 1 금속관(21), 제 2 금속관(22), 제 1 링 부재(41), 제 2 링 부재(42)에 의해 밀폐 공간을 형성하고, 이 밀폐 공간을 내측 단열부(5)로 하고 있다.
이 밀폐 공간에는, 도시하지 않지만, 밀폐하기 전에, 플라스틱제 망상체와 금속박을 적층한 이른바 슈퍼 인슐레이션(적층 단열재)을 배치해 둔다. 그리고, 제 1 금속관(21)과 제 2 금속관(22)의 간극을 밀폐한 후에 내측 단열부(5)를 고온하에서 진공 흡인을 해서 고진공 상태로 한다.
다음에, 제 2 금속관(22)이 적층되지 않은 부분의 제 1 금속관(21)의 외주와 제 2 금속관(22)의 외주에 슈퍼 인슐레이션을 배치시키고(도시하지 않음), 이 슈퍼 인슐레이션의 외주에 단면 직사각형의 선상 스페이서(6)를 나선형으로 감고, 단열재와 스페이서(6)의 외주에 제 3 금속관(23)을 배치한다. 이 때의, 슈퍼 인슐레이션의 양은 직경 방향의 두께가, 제 2 금속관(22)과 제 3 금속관(23)의 사이의 간극에 형성되는 공기의 유로가 넓어지도록 가능한 한 얇게 하고 있다.
제 3 금속관(23)과 제 2 금속관(22)의 사이를 상기 스페이서(6)에 의해 소정의 간극을 비운 상태에서, 제 3 금속관(23)과 제 1 금속관(21)의 양단을 판형상의 제 3 링 부재(43)와 제 4 링 부재(44)로 봉쇄한다. 본 실시 형태에서는, 제 3 금속관(23), 제 1 링 부재(41), 제 2 링 부재(42), 제 3 링 부재(43), 제 4 링 부재(44), 제 1 금속관(21)의 일부, 제 2 금속관(22)에 의해 형성되는 밀폐 공간에서 외측 단열부(7)가 구성된다. 그리고, 외측 단열부(7)를 밀폐한 후에 고온하에서 진공 흡인을 해서 외측 단열부(7)를 고진공 상태로 한다.
본 실시 형태에서는, 제 1 금속관(21)과 제 2 금속관(22)과의 사이의 간극의 크기에 비교해서, 제 2 금속관(22)과 제 3 금속관(23)과의 사이의 간극을 상당히 크게 하고, 외측 단열부(7)의 진공 흡인을 실행하기 쉽게 하고 있다.
그리고, 포설 현장에 있어서, 내측 단열부(5)와 외측 단열부(7)의 진공 상태를 유지한 채, 케이블 코어(3)를 접속하는 동시에, 도시하지 않지만, 노출한 케이블 코어(3)를 접속용의 케이스로 덮고, 이 케이스의 단부를 제 3 금속관(23)의 단부에 고정한다. 이렇게 케이블 코어를 접속할 때에, 내측 단열부(5) 및 외측 단열부(7)는 절단되지 않으므로, 내측 단열부(5)와 외측 단열부(7)의 진공 상태는 유지되고, 두번째 진공 흡인을 실행할 필요가 없어진다.
본 실시 형태에서는, 단열관을 3중관 구조로 하고 있으므로, 직경 방향에 내측 단열부와 외측 단열부를 개별적으로 구성할 수 있고, 이 외측 단열부와 내측 단열부와의 2단계의 단열에 의해 외부로부터 케이블 코어에의 열 침입을 억제해서 단열관 전체로서의 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 각 금속관의 사이에 단열재를 개재시켜서 진공으로 함으로써, 단열관 전체로서의 단열 성능을 종래의 2중관에 의한 단열관에 비교해서 향상시킬 수 있다.
본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 태양을 참조해서 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러가지 변경이나 수정이 가해질 수 있는 것은 당업자에 있어서 명확하다.
또한, 본 출원은 2004년 12월 1일 출원의 일본 특허 출원 제 2004-349170 호에 근거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 인용한다.
본 발명의 초전도 케이블은 직류 초전도 케이블로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 초전도 도체를 갖는 케이블 코어와, 상기 케이블 코어가 수납되는 단열관을 구비하는 초전도 케이블에 있어서,
    상기 단열관은 직경 방향 내측으로부터 직경이 상이한 금속관이 3개 이상 적층되고,
    상기 각 금속관의 사이에 단열부를 형성한 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  2. 제 1 항에 있어서,
    외측의 상기 단열부의 단열 성능을 그것보다도 내측의 상기 단열부의 단열 성능보다 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단열관이 직경 방향 내측으로부터 배치되는 제 1 금속관과, 제 2 금속관과, 제 3 금속관을 구비하고,
    상기 제 1 금속관과 상기 제 2 금속관의 사이에 내측 단열부를 형성하고,
    상기 제 3 금속관의 내측에 그리고 상기 내측 단열부의 외측에 외측 단열부를 형성하는 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내측 단열부의 케이블 길이 방향의 길이를 상기 케이블 코어의 길이보다 짧게 하고,
    상기 외측 단열부의 길이를 상기 내측 단열부의 길이보다 길게 한 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내측 단열부는, 상기 제 2 금속관의 케이블 길이 방향의 길이를 상기 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧게 하고, 상기 제 1 금속관과 상기 제 2 금속관의 사이의 간극을 상기 제 2 금속관의 길이 방향 양 단부에서 봉쇄해서 형성되며,
    상기 내측 단열부를 진공으로 하고 있는 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외측 단열부는, 상기 케이블의 수송시에 있어서, 상기 제 2 금속관의 길이 방향 양단의 외측에서, 상기 제 1 금속관과 상기 제 3 금속관의 사이의 간극 을 봉쇄해서 형성되며, 또한 진공으로 한 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 외측 단열부는, 상기 케이블의 수송시에 있어서, 상기 제 2 금속관의 길이 방향 양단의 외측에서, 상기 제 1 금속관과 상기 제 3 금속관의 사이의 간극을 봉쇄해서 형성되며, 또한 대기압 이상의 압력에서 불활성 가스가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 불활성 가스가 질소 가스인 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열관의 길이가 케이블 코어의 실제 포설 길이보다 짧고,
    상기 각 단열부를 진공으로 한 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단열관이 제 1 금속관과, 제 2 금속관과, 제 3 금속관을 구비하고,
    상기 제 2 금속관의 길이는 상기 제 1 금속관과 상기 제 3 금속관의 길이보다도 짧고,
    내측 단열부는, 상기 제 1 금속관과 상기 제 2 금속관의 사이의 간극을, 상기 제 2 금속관의 길이 방향 양 단부에서 봉쇄해서 형성되며,
    외측 단열부는, 상기 제 1 금속관과 상기 제 3 금속관의 사이의 간극을, 상기 제 2 금속관의 길이 방향 양단의 외측에서 봉쇄해서 형성되는 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열관의 금속관의 재질이 스테인리스강, Cu, Cu 합금, Al, Al 합금중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초전도 케이블을 직류 케이블로서 이용하는 것을 특징으로 하는
    초전도 케이블.
KR1020077012266A 2004-12-01 2005-10-31 초전도 케이블 KR101148684B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00349170 2004-12-01
JP2004349170A JP4716246B2 (ja) 2004-12-01 2004-12-01 超電導ケーブル
PCT/JP2005/020018 WO2006059446A1 (ja) 2004-12-01 2005-10-31 超電導ケーブル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070087575A true KR20070087575A (ko) 2007-08-28
KR101148684B1 KR101148684B1 (ko) 2012-05-25

Family

ID=36564883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077012266A KR101148684B1 (ko) 2004-12-01 2005-10-31 초전도 케이블

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8039742B2 (ko)
EP (1) EP1818948A4 (ko)
JP (1) JP4716246B2 (ko)
KR (1) KR101148684B1 (ko)
CN (1) CN100545955C (ko)
CA (1) CA2587655A1 (ko)
MX (1) MX2007006603A (ko)
NO (1) NO20072737L (ko)
RU (1) RU2367044C2 (ko)
TW (1) TW200629301A (ko)
WO (1) WO2006059446A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4961551B2 (ja) * 2006-06-20 2012-06-27 国立大学法人東北大学 極低温マイクロスラッシュ生成システム
ATE556296T1 (de) * 2009-05-25 2012-05-15 Agisco S R L Vorrichtung zur differentiellen vermessung von höhenlagen
US8658434B2 (en) * 2009-10-28 2014-02-25 Biotium, Inc. Fluorescent pyrene compounds
JP5780626B2 (ja) * 2010-09-07 2015-09-16 学校法人中部大学 超伝導送電システム
JP2012174669A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 常温絶縁型超電導ケーブル
KR101391304B1 (ko) * 2012-11-06 2014-05-02 주식회사 제우스 고온용 케이블과 이것을 이용한 열처리 장치
EP2873901B1 (de) * 2013-11-15 2018-01-03 Nexans Flexible Rohrleitung
JP7007947B2 (ja) * 2018-02-28 2022-01-25 古河電気工業株式会社 高温超電導ケーブル、中間接続部及び終端接続部
CN109818342B (zh) * 2019-03-18 2024-01-23 广东电网有限责任公司 一种具有复合绝缘结构的超导限流器
JP6751826B1 (ja) * 2020-04-09 2020-09-09 日鉄エンジニアリング株式会社 超電導送電用断熱多重管、超電導送電用断熱多重管の施工方法、及び超電導ケーブルの施工方法
JP7098037B1 (ja) * 2021-11-17 2022-07-08 日鉄エンジニアリング株式会社 超電導送電用断熱多重管、超電導送電用断熱多重管敷設装置、超電導送電用断熱多重管の施工方法、及び超電導ケーブルの施工方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT293506B (de) 1968-12-04 1971-10-11 Kabel Metallwerke Ghh Anordnung zur Halterung eines oder mehrerer supraleitfähiger Leiterstränge im Innern eines tiefstgekühlten Kabels
GB1340983A (en) * 1971-03-10 1973-12-19 Siemens Ag Superconductor cables
JPS56120887A (en) * 1980-02-25 1981-09-22 Babcock Hitachi Kk Heat insulation pipe
JPS5973694A (ja) * 1982-10-18 1984-04-25 小西　勘繼 水道管の継手部止水装置
JPS5973694U (ja) * 1982-11-09 1984-05-18 大同酸素株式会社 流体輸送管装置
US4845308A (en) * 1987-07-20 1989-07-04 The Babcock & Wilcox Company Superconducting electrical conductor
US4994633A (en) * 1988-12-22 1991-02-19 General Atomics Bend-tolerant superconductor cable
US6262375B1 (en) * 1992-09-24 2001-07-17 Electric Power Research Institute, Inc. Room temperature dielectric HTSC cable
JPH07169343A (ja) * 1993-10-21 1995-07-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブル導体
JP3684557B2 (ja) * 1995-11-29 2005-08-17 住友電気工業株式会社 超電導ケーブル及び運搬方法
JP3622185B2 (ja) 1995-12-01 2005-02-23 住友電気工業株式会社 極低温断熱管及び超電導ケーブル
JPH09184594A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 極低温用断熱管
JP2003141946A (ja) 2001-11-02 2003-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブル
US7237317B2 (en) * 2003-05-20 2007-07-03 Nexans Process for producing a superconducting cable
US7371968B1 (en) * 2003-06-02 2008-05-13 Hennessy Michael J Detachable superconducting cable

Also Published As

Publication number Publication date
CN101073128A (zh) 2007-11-14
US8039742B2 (en) 2011-10-18
RU2007124654A (ru) 2009-01-10
KR101148684B1 (ko) 2012-05-25
CN100545955C (zh) 2009-09-30
JP2006156312A (ja) 2006-06-15
MX2007006603A (es) 2007-06-19
RU2367044C2 (ru) 2009-09-10
US20080121411A1 (en) 2008-05-29
TW200629301A (en) 2006-08-16
CA2587655A1 (en) 2006-06-08
NO20072737L (no) 2007-08-28
JP4716246B2 (ja) 2011-07-06
WO2006059446A1 (ja) 2006-06-08
EP1818948A1 (en) 2007-08-15
EP1818948A4 (en) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101148684B1 (ko) 초전도 케이블
US7498519B2 (en) Joint for superconducting cable
JP5920836B2 (ja) 超電導ケーブルの接続構造及びその布設方法並びに超電導ケーブルの接続構造の真空引き方法
US6883549B2 (en) Conduit for the transport of cyrogenic media
WO2007119655A1 (ja) 超電導ケーブルコアおよび超電導ケーブル
US8354591B2 (en) Superconducting cable
US8380267B2 (en) Superconducting cable system
JP2016133200A (ja) 超電導ケーブル用断熱管、及び超電導ケーブル線路
RU2379777C2 (ru) Сверхпроводящий кабель
JP6770459B2 (ja) 超電導ケーブル
WO2014132765A1 (ja) 超電導ケーブル、被覆付き断熱管、及び被覆付き断熱管の製造方法
JP2016065629A (ja) 断熱管絶縁ユニット、及び超電導ケーブル線路
JP4330008B2 (ja) 超電導ケーブル用プーリングアイ及びプーリングアイを用いた超電導ケーブルの布設方法
JP5273572B2 (ja) 超電導ケーブルの布設方法
JP5252323B2 (ja) 常温絶縁型超電導ケーブル、およびその製造方法
JP2010287349A (ja) 超電導ケーブルの端末構造
JP5754160B2 (ja) 絶縁継手、及び常温絶縁型超電導ケーブルの端末における冷媒引き出し構造
JPH07320564A (ja) 超電導ケーブル
JP2009048794A (ja) 超電導ケーブル線路
JP4941044B2 (ja) 超電導ケーブルの端末構造
JP4544433B2 (ja) 超電導ケーブルの中間接続部

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee