WO2005086306A1 - 多相超電導ケーブルの端末構造 - Google Patents

多相超電導ケーブルの端末構造 Download PDF

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WO2005086306A1
WO2005086306A1 PCT/JP2005/002424 JP2005002424W WO2005086306A1 WO 2005086306 A1 WO2005086306 A1 WO 2005086306A1 JP 2005002424 W JP2005002424 W JP 2005002424W WO 2005086306 A1 WO2005086306 A1 WO 2005086306A1
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superconducting
cable
layer
conductor layer
insulating
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PCT/JP2005/002424
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Yuuichi Ashibe
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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    • H02G15/22—Cable terminations
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R4/58—Electrically-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
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    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/06—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for laying cables, e.g. laying apparatus on vehicle
    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a terminal structure of a multiphase superconducting cable provided between an end of a multiphase superconducting cable and a room temperature side.
  • the present invention relates to a terminal structure of a multiphase superconducting cable having a plurality of concentric superconducting layers through which currents having different phases flow.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a three-core superconducting three-phase superconducting cable.
  • the same reference numerals in the drawings denote the same components.
  • the superconducting cable 100 has a configuration in which three cable cores 102 are twisted and housed in a heat insulating tube 101.
  • the heat insulating pipe 101 has a configuration in which a heat insulating material (not shown) is disposed between a double pipe composed of an outer pipe 101a and an inner pipe 101b, and the inside of the double pipe is evacuated.
  • An anticorrosion layer 104 is provided on the outer periphery of the heat insulating pipe 101.
  • Each cable core 102 also has a central force in the order of a foam 200, a superconducting conductor layer 201, an electrical insulation layer 202, a cable shield layer 203, and a protective layer 204, and a space 103 surrounded by the inner tube 101b and each cable core 102 is liquid. Provides a flow path for refrigerant such as nitrogen.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a connection structure with a room temperature side in a three-core batch type three-phase superconducting cable
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a terminal structure of the cable.
  • the connection structure to the room temperature side is formed for each phase.
  • a branch box 210 for branching the end of the superconducting cable 100 for each phase (cable core 102)
  • a heat insulating pipe 220 for accommodating each core 102 drawn from the branch box 210
  • a termination junction box 230 for introducing the end of each core 102 respectively.
  • Each of the cores 102 introduced into each terminal connection box 230 is connected to a conductor portion 110a (see FIG. 7) drawn out to the room temperature side, and the conductor portion 110a is connected to the room temperature side connection box 250 via a connection cable 240. Connected to the cryogenic side Enables power transmission between the normal temperature side.
  • the terminal structure includes an end portion of the cable core 102, a conductor portion 110a that establishes electrical continuity between the cryogenic core 102 and the room temperature side, and one end of the conductor portion 110a.
  • a refrigerant tank 111 that houses the side (connection side with the core 102), a terminal connection box 230 composed of a vacuum vessel 112 that covers the outer periphery of the refrigerant tank 111, and an insulator tube 113 that is disposed on the normal temperature side of the vacuum vessel 112. I can.
  • a conductive lead rod 114 is connected to the end of the cable core 102, and the superconducting conductor layer and the conductor 110a are connected through the lead rod 114 and the joint 115.
  • the conductor portion 110a is usually formed of copper, aluminum, or the like, is built in an insulating pushing 110b made of FRP or the like, and is disposed from the refrigerant tank 111 to the insulator tube 113 via the vacuum vessel 112.
  • the coolant tank 111 is filled with a coolant 111a such as liquid nitrogen for cooling one end of the lead rod 114 (the side connected to the joint 115) and one end (same) of the conductor 110.
  • the insulator tube 113 accommodates the other end side (normal temperature side) of the conductor portion 110a, and is provided with an insulating material such as SF or insulating oil.
  • the rim fluid 113a is filled.
  • a lead rod refrigerant tank 116 is disposed on the outer periphery of the lead rod 114, and a lead rod vacuum vessel 117 is disposed on the outer periphery thereof (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 JP-A-2002-238144
  • connection structure at the end portion of the multi-core collective type multi-phase cable branches off for each phase via a branch box, and a terminal structure is formed for each phase. Miniaturization is required.
  • a main object of the present invention is to provide a terminal structure of a polyphase superconducting cable that can further reduce the size of a connection structure at a terminal portion.
  • the present invention achieves the above object by using a so-called coaxial type multi-phase cable instead of a multi-core batch type multi-phase cable.
  • the terminal structure of the multiphase superconducting cable of the present invention is a multiphase superconducting cable having a plurality of concentrically formed superconducting conductor layers through which currents having different phases flow through a conductor insulating layer; A coolant tank filled with a coolant that cools the ends of the formation. These super A lead portion is electrically connected to each end of the conductive layer. Then, an insulating member is disposed on the outer periphery of these lead portions, and the refrigerant in the refrigerant tank is sealed by the insulating member.
  • the terminal structure of the multiphase superconducting cable of the present invention does not require a branch box that branches for each phase, unlike a multicore batch type multiphase cable, and requires a termination connection box for each phase. Since one terminal connection box can be used for all phases without providing, it is possible to achieve an excellent effect that the connection structure at the terminal part can be reduced in size. Also, the outer superconducting conductor layer, which apparently serves as a shield for the inner superconducting conductor layer, can be electrically insulated from the ground. Further, by constructing a heat insulating structure, it is possible to sufficiently reduce the heat penetration at room temperature.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a multi-phase superconducting cable including a plurality of superconducting conductor layers in a concentric manner.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a terminal structure of the multiphase superconducting cable of the present invention.
  • FIG. 3 (A) is a schematic configuration diagram showing a portion where a superconducting conductor layer and a lead portion are attached.
  • FIG. 3 (B) is a schematic configuration diagram of a lead portion.
  • FIG. 4 is a schematic top view showing an arrangement state of a lead portion in an insulating member.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a three-core superconducting three-phase superconducting cable.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a connection structure with a normal temperature side in a three-core superconducting three-phase superconducting cable.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a terminal structure of a three-core superconducting three-phase superconducting cable.
  • Three-core batch type multiphase superconducting cable 101 Insulated tube 101a Outer tube 101b Inner tube 102 Cable core 103 Space 104 Corrosion protection layer
  • Branch box 220 Insulated pipe 230
  • Termination box 240 Connection cable
  • the multiphase superconducting cable has a plurality of superconducting conductor layers concentrically, and a conductor insulating layer is provided between the superconducting conductor layers.
  • a first conductor layer composed of a superconducting material
  • a first conductor insulation layer composed of an insulating material
  • a second conductor layer a second conductor insulation layer
  • a third conductor layer a third conductor layer
  • the third conductor insulating layer • ⁇ -and the superconducting conductor layer and the conductor insulating layer are arranged alternately! / ⁇ .
  • the superconducting conductor layer may be, for example, a single layer or a multilayer formed by spirally winding a wire made of # 2223-based superconducting material.
  • an interlayer insulating layer may be provided.
  • the interlayer insulating layer may be formed by winding insulating paper such as kraft paper or semi-synthetic insulating paper such as PPLP (registered trademark, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.).
  • the first conductor layer may be formed by winding around the outer periphery of the former. After the second conductor layer, conductor disconnection Forming by winding around the outer periphery of the edge layer.
  • the conductor insulating layer is provided with insulation strength required for interphase insulation, which is formed by winding semi-synthetic insulating paper such as PPLP (registered trademark) or insulating paper such as kraft paper.
  • a cable shield layer configured similarly to the superconducting conductor layer formed on the outside may be provided on the outer periphery of the outermost conductor insulating layer.
  • a protective layer may be provided on the outer periphery of the cable shield layer.
  • a former, the superconducting conductor layer, the conductor insulating layer, and other appropriate cable shield layers and protective layers are sequentially formed to form a cable core, and this core is housed in a heat insulating pipe to form a coaxial polyphase superconducting cable.
  • a heat insulating pipe for example, there is a configuration in which a heat insulating material is disposed between heat insulating pipes having a double structure including an outer pipe and an inner pipe, and a vacuum is drawn between the inner pipe and the outer pipe.
  • the inner tube is filled with a refrigerant such as liquid nitrogen for cooling the cable core.
  • An anticorrosion layer or the like may be provided on the outer periphery of the heat-insulating pipe with a resin such as polyvinyl chloride.
  • the multi-phase superconducting cable in which the superconducting conductor layers are arranged concentrically in this way can reduce the cable cross-sectional area and reduce the size of the cable itself as compared with the conventional multi-core multi-phase superconducting cable. can do.
  • a coaxial multiphase superconducting cable is preferable because it has less power transmission loss than a multicore batch type cable.
  • the terminal structure of the present invention includes a refrigerant tank for cooling the superconducting conductor layer at the end of the cable so that the cryogenic state can be maintained.
  • the refrigerant tank is preferably filled with a refrigerant such as liquid nitrogen. It is preferable that a heat insulation tank having a heat insulating structure is provided on the outer periphery of the refrigerant tank.
  • the refrigerant tank and the heat insulating tank are preferably formed of a metal such as stainless steel having excellent strength.
  • a lead portion is electrically connected to an end of each superconducting conductor layer so that electricity can be extracted for each phase on the normal temperature side. That is, power can be transmitted between the cryogenic temperature side and the normal temperature side via the lead portion.
  • the superconducting conductor layer is pulled out to the outside without a lead portion, if the superconducting conductor layer is formed by winding a wire made of a superconducting material, the refrigerant impregnated in the superconducting layer travels through the superconducting conductor layer. Leaks outside.
  • the terminal structure of the present invention can prevent the leakage of the refrigerant.
  • the lead may be formed of a conductive material.
  • the leads are connected to the superconducting conductor layer.
  • the lead portions are conductive members, it is necessary to insulate between these lead portions. Therefore, an insulating member is arranged on the outer periphery of these lead portions for interphase insulation. These lead portions are arranged on an insulating member so as to maintain a necessary distance for phase insulation.
  • a current flows through each superconducting conductor layer with a phase shift of 120 °, so that each of the lead portions has a potential with a phase shift of 120 °. Therefore, the second conductor layer having a potential whose phase is shifted by 120 ° from the innermost first conductor layer apparently functions as a shield layer.
  • the third conductor layer having a potential that is 120 ° out of phase with respect to the second conductor layer apparently functions as a shield layer.
  • the shield layer is grounded.
  • the second conductor layer and the third conductor layer need to be electrically insulated from the ground because a large current is applied thereto and the potential of the second conductor layer and the third conductor layer is high with respect to the ground.
  • the insulating member by arranging the insulating member on the outer periphery of the lead portion as described above, the second conductor layer and the third conductor layer connected to the lead portion can be electrically insulated from the ground.
  • Such an insulating member only needs to have a configuration capable of interphase insulation and insulation with respect to the ground.
  • the insulating member may be formed of an insulating material such as epoxy resin or FRP (fiber reinforced plastic). The insulating member may be formed separately and attached to the lead portion, or may be formed integrally with the lead portion.
  • the refrigerant tank is also sealed with the insulating member.
  • the sealing of the coolant tank is, for example, formed by forming the coolant tank into a cylindrical shape, forming an insulating member by fitting to one opening, and closing the opening with the insulating member.
  • each lead portion which is derived and arranged on the outside, is connected to an insulating tube filled with an insulating fluid such as SF or insulating oil or an epoxy resin or the like.
  • the lead portion may be directly attached to the superconducting conductor layer using, for example, solder.
  • solder melting point: about 190 ° C.
  • the insulating performance of the conductor insulating layer may be deteriorated by heat of fusion. Therefore, low melting point solder may be used.
  • solder having a melting point lower than the heat-resistant temperature of the conductor insulating layer.
  • the lead portion may be attached to at least a part of the superconducting conductor layer.However, a sleeve portion having a conductive material is arranged so as to cover the outer periphery of the superconducting conductor layer, and the lead portion is connected to the sleeve portion. You may let it. In particular, since the outer diameter of the superconducting conductor layer arranged on the outside is large, it is preferable to use a sleeve portion.
  • the sleeve portion is electrically connected to the superconducting conductor layer. For example, the connection may be made with the low melting point solder or the like.
  • the sleeve portion may be formed of a normal conducting material such as copper or aluminum having a small resistance even at an extremely low temperature, such as copper or aluminum.
  • the shape of the sleeve portion is preferably a shape that can be electrically connected to as many superconducting wires as possible, particularly when the superconducting conductor layer is formed of a plurality of superconducting wires.
  • a cylindrical shape for example, a cylindrical shape, which can cover the outer periphery of the superconducting conductor layer over the entire periphery is mentioned.
  • the divided pieces are combined to form a cylindrical shape, because the split pieces are easily attached to the outer periphery of the superconducting conductor layer.
  • a configuration in which divided pieces having an arc-shaped cross section are combined to form a cylindrical shape specifically, a configuration in which a split piece having a half-arc shaped cross section is combined is used.
  • a plurality of holes penetrate from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface are formed in the sleeve portion, and the solder or the like is caused to flow through the holes to connect to the superconducting conductor layer.
  • the outer periphery of the refrigerant tank and the outer periphery of the insulating member be constructed with a heat insulating structure that suppresses heat from entering the refrigerant tank from the room temperature side.
  • a heat insulating material may be arranged on the outer periphery of the refrigerant tank and the insulating member, and a heat insulation tank may be arranged to cover the outer periphery.
  • the inside of the heat insulation tank may be evacuated to increase heat insulation
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a polyphase superconducting cable having a plurality of superconducting conductor layers concentrically
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a terminal structure of the polyphase superconducting cable of the present invention.
  • the terminal structure of the multi-phase superconducting cable of the present invention is suitable for being provided between the end of the multi-phase superconducting cable 1 and the room temperature side.In particular, currents having different phases are provided via the conductor insulating layer 5.
  • This is a coaxial multiphase cable having a plurality of superconducting conductor layers 4 to be flowed concentrically.
  • the terminal structure shown in this example has a refrigerant tank 10 filled with a refrigerant 10a that cools the ends of the three superconducting conductor layers 4, and each of the ends electrically connected to each of the ends of the superconducting conductor layers 4. It has a lead portion 20 and an insulating member 30 that is arranged on the outer periphery of the lead portion 20 and seals the refrigerant 10a of the refrigerant tank 10.
  • a heat insulation tank 40 is provided on the outer periphery of the refrigerant tank 10 and the outer periphery of the insulating member 30.
  • An insulator tube 50 is provided on the normal temperature side of each lead portion 20.
  • the multi-phase superconducting cable 1 used in this example is a three-phase superconducting cable having a three-layer coaxial superconducting conductor layer 4 through which different three-phase currents flow, as shown in FIG.
  • the cable core 2 is housed.
  • the heat insulating pipe 101 has a structure in which a heat insulating material (not shown) is arranged between the outer pipe 101a and the inner pipe 101b and a double pipe that also acts as a force, and the inside of the double pipe is evacuated.
  • the cable core 2 also has a center force of the former 3, the first conductor layer 4a, the first conductor insulation layer 5a, the second conductor layer 4b, the second conductor insulation layer 5b, the third conductor layer 4c, the third conductor insulation layer 5c,
  • a space 103 provided with the cable shield layer 6 and the protective layer 7 and surrounded by the inner pipe 101b and the cable core 2 serves as a flow path for a refrigerant such as liquid nitrogen.
  • Each of the conductor layers 4a-4c and the cable shield layer 6 were formed of a Bi2223-based superconducting tape wire (Ag-Mn sheath wire).
  • the first conductor layer 4a, the second conductor layer 4b, the third conductor layer 4c, and the cable shield layer 6 are the former 3, the first conductor insulation layer 5a, the second conductor insulation layer 5b, and the third conductor insulation layer, respectively.
  • 5c was spirally wound in multiple layers around the periphery.
  • the first conductor insulation layer 5a, the second conductor insulation layer 5b, and the third conductor insulation layer 5c are respectively provided on the outer periphery of the first conductor layer 4a, the second conductor layer 4b, and the third conductor layer 4c with semi-synthetic insulation paper (Sumitomo Electric (Industry Co., Ltd .: PPLP: registered trademark).
  • Former 3 was formed by twisting multiple insulated copper wires.
  • the protective layer 7 was formed by winding kraft paper around the outer periphery of the cable shield layer 6.
  • the heat insulating pipe 101 has a vacuum multi-layer heat insulating structure in which a SUS corrugated pipe is used, a plurality of heat insulating materials are arranged between the outer pipe 101b and the inner pipe 101a, and a vacuum is drawn.
  • Polyvinyl chloride The anticorrosion layer 104 was formed by using
  • Such a multi-phase superconducting cable 1 has an advantage that the cross-sectional area is small and the power transmission loss is small as compared with the conventional three-core collective type multi-phase superconducting cable 100 shown in FIG.
  • the connection structure at the terminal end for connection with the room temperature side can be reduced.
  • the end of the polyphase superconducting cable 1 connected to the room temperature side is housed in a refrigerant tank 10 filled with a refrigerant 10a.
  • a cable core 2 is drawn from the multi-phase superconducting cable 1 and the core 2 is introduced into the refrigerant tank 10.
  • the refrigerant tank 10 was formed of stainless steel. Liquid nitrogen was used as the refrigerant 10a.
  • FIG. 3 (A) is a schematic configuration diagram showing a portion where a superconducting conductor layer and a lead portion are attached
  • FIG. 3 (B) is a schematic configuration diagram of a lead portion.
  • the lead portion 20 shown in this example is a rod-like body formed of copper.
  • each of the lead portions 20 is introduced into the refrigerant tank 10 so as to be connected to each superconducting conductor layer, and the other end is projected from the refrigerant tank 10 and the heat insulating tank 40 so as to be connected to a device at a normal temperature.
  • An insulator tube 50 is arranged on the outer periphery of the protruding portion.
  • lead portions 20 may be directly attached to each superconducting conductor layer, in this example, a sleeve portion 21 made of a conductive material is arranged around the outer periphery of each superconducting conductor layer, and The lead section 20 is attached.
  • the sleeve portions 21a to 21c arranged on the outer periphery of each superconducting conductor layer were formed of copper similarly to the lead portion 20.
  • the shape was cylindrical with an inner diameter R adapted to the outer circumference of each superconducting conductor layer. In this example, a half is attached so that it can be easily attached to the superconducting conductor layer. A cylindrical shape obtained by combining arc-shaped divided pieces was used.
  • a plurality of holes 22a penetrating from the outer peripheral surface toward the inner peripheral surface are provided on the outer periphery of the sleeve portion 21. By flowing solder into the holes 22a, the sleeve portion 21 and the superconducting conductor layer are electrically connected to each other.
  • the sleeve 21 is fixed to the superconducting conductor layer.
  • low melting point solder In concrete terms, the melting point of the solder to about 79 ° C (chemical composition; Sn: 17 wt%, Bi: 57 wt%, an In: 26 Weight 0/0) use the Was.
  • the sleeve portion 21 is provided with a mounting portion 22b for connecting to the lead portion 20.
  • the lead portion 20 and the sleeve portion 21 are not directly connected, but are connected via the connecting member 23 and the mounting member 24.
  • the connecting member 23 and the mounting member 24 are both made of copper, the connecting member 23 is made of a braided material, and the mounting member 24 is a block having holes at both ends.
  • the sleeve portion 21 is provided with a mounting portion 22b for mounting the connecting member 23. Then, the attachment of the lead portion 20 and the sleeve portion 21 is performed as follows. One end of the connecting member 23 is inserted into a hole provided in the mounting portion 22b of the sleeve portion 21 and compressed. On the other hand, one end of the lead portion 20 is inserted into one hole of the mounting member 24 and compressed.
  • the other end of the connecting member 23 is inserted into the other hole of the mounting member 24 and compressed to connect the lead portion 20 and the sleeve portion 21.
  • the connecting member 23 having a braided material that can be bent in a flexible manner, the connection between the lead portion 20 and the sleeve portion 21 is facilitated. The amount can be absorbed by the deformation of the connecting member 23.
  • FIG. 4 is a top view schematically showing the arrangement of the leads on the insulating member.
  • the leads 20 are arranged such that the distance required for phase insulation can be maintained.
  • each lead portion 20 was arranged so as to form an equilateral triangle having its center at the vertex.
  • the second conductor layer When the three-phase cable shown in this example is used for AC power transmission, the second conductor layer apparently acts as a shield with respect to the first conductor layer, and the third conductor layer with respect to the second conductor layer. The layer apparently acts as a shield. Then, the cable shield layer 6 acts as a shield for the third conductor layer. Normally, since the shield layer is grounded, the cable shield layer 6 The ground is established via the refrigerant tank 10 and the heat insulating tank 40 shown in FIG. 3 (A). However, the second conductor layer and the third conductor layer are high voltage parts with respect to the ground. Therefore, these superconducting conductor layers need to be insulated from the ground. However, in the present invention, since the insulating member 30 is arranged on the outer periphery of the lead portion 20 as described above, the second conductor layer and the third conductor layer are insulated from the ground by the lead portion 20.
  • Such an insulating member 30 was formed of an epoxy resin. Further, in this example, the three lead portions 20 are formed integrally.
  • the specific shape of the insulating member 30 is cylindrical as shown in FIG. 3 (A), and flange portions 31 and 32 are provided on both end surfaces.
  • the flange portion 32 is a fixed portion to the heat insulating tank 40.
  • the insulating member 30 also functions as a sealing material for the refrigerant tank 10.
  • the insulating member 30 is fixed in the heat insulating tank 40 by fixing the flange portion 32 and the heat insulating tank 40 (lid portion 42) with a fixing metal such as a bolt.
  • a heat insulating tank 40 is provided on the outer periphery of the refrigerant tank 10 and the outer periphery of the insulating member 30 for preventing heat from entering the refrigerant tank 10 from the outside so as to cover them.
  • the heat insulating tank 40 is formed of stainless steel, and has a dividable configuration including a main body 41 and a lid 42 that can be attached to and detached from the main body 41.
  • the boundary between the main body 41 and the lid 42 is the same as the boundary between the insulating member 30 and the refrigerant tank 10.
  • the lid portion 42 is formed in a cylindrical shape, and one of the opening force lead portions 20 can be protruded.
  • the lead portion 20 protrudes from one opening of the lid portion 42. It will be in a state of having done.
  • the lid 42 is fixed to the main body 41 by providing flanges in the openings of both the lid 42 and the main body 41, overlapping these flanges, and tightening fixing brackets such as bolts. went.
  • the side of the lid portion 42 from which the lead portion 20 protrudes is fixed to the insulating member 30 by a fixture such as a bolt.
  • a heat insulating material (not shown) is arranged on the outer periphery of the refrigerant tank 10 and the outer periphery of the insulating member 30, and the inside of the heat insulating tank 40 is evacuated to enhance heat insulating properties.
  • an insulator tube 50 is disposed on the outer periphery of the normal temperature side protruding from the insulating member 30 by a distance, an upper shield 51 is disposed in the opening, and an insulating fluid 52 such as insulating oil is disposed inside. Is filling.
  • the insulator tube is arranged in this example, it may be an insulating tube formed of epoxy resin or the like.
  • the terminal structure of the coaxial three-phase superconducting cable having the above configuration does not require a branch box and connects the three phases to the normal temperature side with one terminal connection box, as compared to the three-core type terminal structure. Since the connection can be continued, the connection structure at the terminal portion can be reduced in size.
  • the terminal structure of the present invention is optimally constructed at a connection portion between the cryogenic temperature side and the normal temperature side. Further, this terminal structure may be applied to a connection part with a normal temperature side in a line for transmitting electric power by a superconducting cable.

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Abstract

多相超電導ケーブルの端部と常温側との間に設けられる端末構造であって、導体絶縁層を介して、位相の異なる電流が流される超電導導体層を同心円状に複数具える多相超電導ケーブルと、これら超電導導体層の端部を冷却する冷媒が満たされる冷媒槽と、これら超電導導体層の端部のそれぞれに電気的に接続される各リード部と、これらリード部の外周に配置されると共に、冷媒槽の冷媒を封止する絶縁部材とを具える多相超電導ケーブルの端末構造を提供する。

Description

明 細 書
多相超電導ケーブルの端末構造
技術分野
[0001] 本発明は、多相超電導ケーブルの端部と常温側との間に設けられる多相超電導ケ 一ブルの端末構造に関するものである。特に、位相の異なる電流が流される超電導 導体層を同心円状に複数具える多相超電導ケーブルの端末構造に関する。
背景技術
[0002] 従来、 Bi系高温超電導テープ線などからなる超電導導体層を具えた超電導ケープ ルにおいて、ケーブルコアを一本具える単相ケーブルだけでなぐ複数のケーブルコ ァを具える多相ケーブルが開発されつつある。このような多相ケーブルとして、複数 のケーブルコアを一括にした多心一括型のケーブルがある。図 5は、三心一括型の 三相超電導ケーブルの断面図である。以下、図面において同一符号は同一物を示 す。この超電導ケーブル 100は、断熱管 101内に 3本のケーブルコア 102を撚り合わせ て収納させた構成である。断熱管 101は、外管 101aと内管 101bとからなる二重管の間 に断熱材 (図示せず)が配置され、かつ二重管内が真空引きされた構成である。断熱 管 101の外周には、防食層 104を具える。各ケーブルコア 102は、中心力も順にフォー マ 200、超電導導体層 201、電気絶縁層 202、ケーブルシールド層 203、保護層 204を 具え、内管 101bと各ケーブルコア 102とで囲まれる空間 103が液体窒素などの冷媒の 流路となる。
[0003] 図 6は、三心一括型の三相超電導ケーブルにおいて常温側との接続構造を示す概 略構成図、図 7は、同ケーブルの端末構造を示す概略構成図である。上記多心一括 型の多相ケーブルでは、常温側との接続構造を相ごとに形成する。具体的には、図 6 に示すように超電導ケーブル 100の端部を相 (ケーブルコア 102)ごとに分岐する分岐 箱 210と、分岐箱 210から引き出した各コア 102を収納する断熱管 220と、各コア 102の 端部をそれぞれ導入する終端接続箱 230とを具える。各終端接続箱 230に導入され たコア 102はそれぞれ、常温側に引き出される導体部 110a (図 7参照)と接続され、導 体部 110aは、連結ケーブル 240を介して、常温側接続箱 250と接続され、極低温側と 常温側間の電力送電を可能にする。
[0004] 端末構造は、図 7に示すようにケーブルコア 102の端部と、極低温にあるコア 102と常 温側との間で電気的導通をとる導体部 110aと、導体部 110aの一端側 (コア 102との接 続側)を収納する冷媒槽 111及び冷媒槽 111の外周を覆う真空容器 112からなる終端 接続箱 230と、真空容器 112の常温側に配置される碍管 113とを具える。図 7に示す構 成では、ケーブルコア 102の端部に導電性のリード棒 114を接続し、このリード棒 114 及びジョイント部 115を介して、超電導導体層と導体部 110aと
を電気的に接続する。導体部 110aは、通常、銅やアルミニウムなどで形成され、 FRP 製などの絶縁プッシング 110bに内蔵され、冷媒槽 111から真空容器 112を経て碍管 113に亘つて配置される。冷媒槽 111には、リード棒 114の一端側 (ジョイント部 115との 接続側)と、導体部 110の一端側 (同)とを冷却する液体窒素などの冷媒 111aが満たさ れる。碍管 113は、導体部 110aの他端側 (常温側)が収納され、 SFや絶縁油などの絶
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縁流体 113aが充填される。リード棒 114の外周は、リード棒冷媒槽 116が配置され、そ の外周には、リード棒真空容器 117が配置される (特許文献 1参照)。
[0005] 特許文献 1：特開 2002-238144号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 上記のように多心一括型の多相ケーブルの終端部における接続構造は、分岐箱を 介して相ごとに分岐し、相ごとに端末構造を形成するため、構造自体が大きくなり、小 型化が求められている。
[0007] そこで、本発明の主目的は、終端部における接続構造をより小型化することができ る多相超電導ケーブルの端末構造を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、多心一括型の多相ケーブルではなぐいわゆる同軸型の多相ケーブル を用いることで上記目的を達成する。
[0009] 即ち、本発明多相超電導ケーブルの端末構造は、導体絶縁層を介して、位相の異 なる電流が流される超電導導体層を同心円状に複数具える多相超電導ケーブルと、 これら超電導導体層の端部を冷却する冷媒が満たされる冷媒槽とを具える。これら超 電導導体層の端部にはそれぞれ、リード部を電気的に接続する。そして、これらリー ド部の外周には、絶縁部材を配置すると共に、この絶縁部材にて前記冷媒槽の冷媒 を封止する。
発明の効果
[0010] 上記構成を具える本発明多相超電導ケーブルの端末構造は、多心一括型の多相 ケーブルと異なり、相ごとに分岐する分岐箱が不要であり、かつ相ごとに終端接続箱 を設けず、全相で一つの終端接続箱を利用することができるため、終端部における 接続構造を小型化することができるという優れた効果を奏し得る。また、内側の超電 導導体層に対して、見かけ上シールドの役割を果たす外側の超電導導体層を大地 に対して電気的に絶縁することができる。更に、断熱構造を構築することで、常温側 力もの熱侵入も十分に低減することができる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]図 1は、同心円状に複数の超電導導体層を具える多相超電導ケーブルの断面 を示す概略構成図である。
[図 2]図 2は、本発明多相超電導ケーブルの端末構造の概略構成図である。
[図 3(A)]図 3 (A)は、超電導導体層とリード部の取り付け部分を示す概略構成図であ る。
[図 3(B)]図 3(B)は、リード部の概略構成図である。
[図 4]図 4は、絶縁部材においてリード部の配置状態を示す上面模式図である。
[図 5]図 5は、三心一括型の三相超電導ケーブルの断面を示す概略構成図である。
[図 6]図 6は、三心一括型の三相超電導ケーブルにおいて常温側との接続構造を示 す概略構成図である。
[図 7]図 7は、三心一括型の三相超電導ケーブルの端末構造を示す概略構成図であ る。
符号の説明
[0012] 1 多相超電導ケーブル 2 ケーブルコア 3 フォーマ
4 超電導導体層 4a 第一導体層 4b 第二導体層 4c 第三導体層
5 導体絶縁層 5a 第一導体絶縁層 5b 第二導体絶縁層 5c 第三導体絶縁層 6 ケーブルシールド層 7 保護層
10 冷媒槽 10a 冷媒
20 リード部 21,21a— 21c スリーブ部 22a 孔 22b 取付部
23 連結部材 24 取付部材
30 絶縁部材 31,32 フランジ部
40 断熱槽 41 本体部 42 蓋部
50 碍管 51 上部シールド 52 絶縁流体
100 三心一括型の多相超電導ケーブル 101 断熱管 101a 外管 101b 内管 102 ケーブルコア 103 空間 104 防食層
110a 導体部 110b 絶縁プッシング 111 冷媒槽 111a 冷媒
112 真空容器 113 碍管 113a 絶縁流体 114 リード棒
115 ジョイント部 116 リード棒冷媒槽 117 リード棒真空容器
200 フォーマ 201 超電導導体層 202 電気絶縁層
203 ケーブルシールド層 204 保護層
210 分岐箱 220 断熱管 230 終端接続箱 240 連結ケーブル
250 常温側接続箱
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明において多相超電導ケーブルは、同心円状に複数の超電導導体層を具え 、超電導導体層間にはそれぞれ、導体絶縁層を具えるものとする。具体的には、中 心から順に超電導材料から構成される第一導体層、絶縁材料から構成される第一導 体絶縁層、同第二導体層、同第二導体絶縁層、同第三導体層、同第三導体絶縁層 • · -と超電導導体層と導体絶縁層とを交互に配置して構成するとよ！/ヽ。
[0014] 超電導導体層は、例えば、 ΒΪ2223系超電導材料からなる線材を螺旋状に卷回する ことで形成するとよぐ単層でも多層でもよい。多層とする場合、層間絶縁層を設けて もよい。層間絶縁層は、クラフト紙などの絶縁紙や PPLP (住友電気工業株式会社製、 登録商標)などの半合成絶縁紙を卷回して設けることが挙げられる。第一導体層は、 フォーマの外周に卷回して形成することが挙げられる。第二導体層以降は、導体絶 縁層の外周に卷回して形成することが挙げられる。導体絶縁層は、 PPLP (登録商標） などの半合成絶縁紙やクラフト紙などの絶縁紙を卷回して形成するとよぐ相間絶縁 に必要な絶縁強度を具えるようにする。最外側に位置する導体絶縁層の外周には、 外側に形成される超電導導体層と同様に構成したケーブルシールド層を具えてもよ い。ケーブルシールド層の外周には、保護層を具えていてもよい。
[0015] フォーマ、上記超電導導体層、導体絶縁層、その他適宜ケーブルシールド層、保 護層を順次形成してケーブルコアとし、このコアを断熱管内に収納して、同軸型の多 相超電導ケーブルを構成する。断熱管は、例えば、外管と内管とからなる二重構造 の断熱管の間に断熱材を配置し、内管と外管間を真空引きする構成が挙げられる。 内管内には、ケーブルコアを冷却する液体窒素などの冷媒を充填する。断熱管の外 周には、ポリ塩ィ匕ビニルなどの榭脂にて防食層などを設けてもよい。このように同心 円状に超電導導体層を配置した多相超電導ケーブルは、従来の多心一括型の多相 超電導ケーブルと比較して、ケーブル断面積を小さくすることができ、ケーブル自体 を小型化することができる。また、同軸型の多相超電導ケーブルは、多心一括型と比 較して、送電ロスが少なく好ましい。
[0016] 超電導ケーブルと常温側とを接続する場合、ケーブル端部の超電導導体層は、極 低温に冷却する必要がある。そこで、本発明端末構造は、極低温状態が維持できる ように、ケーブル端部の超電導導体層を冷却する冷媒槽を具える。冷媒槽には、液 体窒素などの冷媒を充填するとよい。この冷媒槽の外周には、断熱構造を具える断 熱槽を具えることが好ましい。これら冷媒槽ゃ断熱槽は、強度に優れるステンレスな どの金属にて形成することが好まし 、。
[0017] 各超電導導体層の端部にはそれぞれ、常温側において相ごとに電気を引き出せる ようにリード部を電気的に接続する。即ち、リード部を介して極低温側と常温側との電 力送電を可能にする。リード部を具えず、超電導導体層をそのまま外部に引き出した 場合、超電導導体層を超電導材料からなる線材を卷回して形成していると、超電導 導体層に含浸される冷媒が超電導導体層を伝って外部に漏れてしまう。これに対し、 リード部を具えることで本発明端末構造は、冷媒の漏出を防止することができる。リー ド部は、導電性材料にて形成するとよい。ここで、リード部は、超電導導体層に接続さ れる一端側が冷媒槽内に配置されるため、冷媒に接触する。そこで、リード部は、冷 媒温度、例えば、冷媒として液体窒素を用いる場合、液体窒素の温度近傍において も電気的抵抗が小さい金属、例えば、銅やアルミニウム (共に、 77Kの比抵抗 p =2 X 10— 7 Ω · cm)などといった常電導材料にて形成することが挙げられる。
[0018] 上記のようにリード部は、導電性部材であるため、これらリード部間は、絶縁する必 要がある。そこで、相間絶縁を行うベぐこれらリード部の外周には、絶縁部材を配置 する。これらリード部は、相絶縁に必要な距離を保持できるように絶縁部材に配置す る。ここで、例えば、三相交流ケーブルとする場合、各超電導導体層には、位相を 120° ずつずらして電流を流すため、リード部はそれぞれ、位相が 120° ずれた電位 をもつ。従って、最内側に位置する第一導体層に対して位相が 120° ずれた電位を もつ第二導体層は、見力け上シールド層として機能する。また、第二導体層に対して 位相が 120° ずれた電位をもつ第三導体層は、見かけ上シールド層として機能する。 通常、シールド層は、接地をとる。しかし、上記第二導体層や第三導体層は、大電流 が流されることから大地に対して高電位であるため、大地と電気的に絶縁する必要が ある。本発明では、上記のようにリード部の外周に絶縁部材を配置することで、リード 部に接続される第二導体層や第三導体層を大地と電気的に絶縁することができる。 このような絶縁部材は、相間絶縁及び大地に対する絶縁可能な構成であればよぐ 例えば、エポキシ榭脂ゃ FRP (繊維強化プラスチック)などの絶縁材料にて形成するこ とが挙げられる。絶縁部材は、別個に形成したものをリード部に装着させてもよいし、 リード部と一体に形成してもよい。
[0019] そして、本発明では、上記絶縁部材にて冷媒槽の封止をも行う。この構成により、相 間絶縁及び大地との絶縁が行えるだけでなぐ冷媒槽力 の冷媒の漏出を防止する ことができる。冷媒槽の封止は、例えば、冷媒槽を筒状に形成し、一方の開口部に適 合させて絶縁部材を形成し、この開口部を絶縁部材で塞ぐことが挙げられる。
[0020] 絶縁部材力 導出されて外部側に配置される各リード部の他端はそれぞれ、電気 的に絶縁するべぐ SFや絶縁油などの絶縁流体を充填した碍管や、エポキシ榭脂な
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ど力もなる絶縁筒を配置するとよ 、。
[0021] 上記リード部は、例えば、ハンダなどにより超電導導体層に直接取り付けてもよい。 このとき、通常のハンダ (融点 190°C程度)を利用すると、導体絶縁層の絶縁性能が溶 融熱により劣化する恐れがあるため、低融点ハンダを用いてもよい。具体的には、導 体絶縁層の耐熱温度よりも融点が低いハンダを用いるとよい。また、超電導導体層の 少なくとも一部にリード部が取り付けられる構成としてもよいが、超電導導体層の外周 を覆うように導電性材料力もなるスリーブ部を配置し、このスリーブ部にリード部を接 続させてもよい。特に、外側に配置される超電導導体層は、外径が大きくなるため、ス リーブ部を利用することが好ましい。スリーブ部は、超電導導体層と電気的に接続す る。例えば、上記低融点のハンダなどにより接続することが挙げられる。スリーブ部の 構成材料としては、冷媒槽に配置されて冷媒に接触することから、リード部と同様に 銅やアルミニウムなどの極低温であっても抵抗の小さい常電導材料にて形成してもよ い。スリーブ部の形状としては、特に超電導導体層を複数の超電導線材にて形成す る場合、できるだけ多くの超電導線材と電気的に接続可能な形状であることが好まし い。例えば、超電導導体層の外周を全周に亘つて覆うことが可能な筒状、例えば、円 筒状が挙げられる。筒状とする場合、分割片を組み合わせて筒状となる構成とすると 、超電導導体層の外周に取り付け易く好ましい。例えば、円筒状とする場合、断面円 弧状の分割片を組み合わせて円筒状となる構成、具体的には、断面半円弧状の半 割れの分割片を組み合わせる構成が挙げられる。また、スリーブ部には、外周面から 内周面に向けて貫通する孔を複数設けて、この孔に上記ハンダなどを流して超電導 導体層に接続する構成とすると、取り付け易く好ましい。
[0022] 冷媒槽の外周、及び絶縁部材の外周 (特に冷媒槽カも突出している部分)は、常温 側から冷媒槽側への熱侵入を抑制するべぐ断熱構造を構築することが好ましい。例 えば、冷媒槽ゃ絶縁部材の外周に断熱材を配置すると共に、同外周を覆うように断 熱槽を配置することが挙げられる。断熱槽内は、真空引きして断熱性を高めてもよい
[0023] 以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。なお、図面の寸法比率は、説 明のものと必ずしも一致して ヽな 、。
図 1は、同心円状に複数の超電導導体層を具える多相超電導ケーブルの断面を示 す概略構成図、図 2は、本発明多相超電導ケーブルの端末構造の概略構成図であ る。本発明多相超電導ケーブルの端末構造は、多相超電導ケーブル 1の端部と常温 側との間に設けるのに適したものであり、特に、導体絶縁層 5を介して、位相の異なる 電流が流される超電導導体層 4を同心円状に複数具える同軸型の多相ケーブルを 用いたものである。この例に示す端末構造は、三層の超電導導体層 4の端部を冷却 する冷媒 10aが満たされる冷媒槽 10と、これら超電導導体層 4の端部のそれぞれに電 気的に接続される各リード部 20と、これらリード部 20の外周に配置されると共に、冷媒 槽 10の冷媒 10aを封止する絶縁部材 30とを具える。冷媒槽 10の外周及び絶縁部材 30 の外周には、断熱槽 40を具える。各リード部 20の常温側にはそれぞれ、碍管 50を具 える。以下、各構成部材をより詳しく説明する。
[0024] <多相超電導ケーブル >
本例で用いた多相超電導ケーブル 1は、図 1に示すように異なる三相の電流が流さ れる超電導導体層 4を三層同軸状に具える三相超電導ケーブルであり、断熱管 101 内にケーブルコア 2を収納させた構成である。断熱管 101は、外管 101aと内管 101bと 力もなる二重管の間に断熱材 (図示せず)が配置され、かつ二重管内が真空引きされ た構成である。ケーブルコア 2は、中心力も順にフォーマ 3、第一導体層 4a、第一導体 絶縁層 5a、第二導体層 4b、第二導体絶縁層 5b、第三導体層 4c、第三導体絶縁層 5c 、ケーブルシールド層 6、保護層 7を具え、内管 101bとケーブルコア 2とで囲まれる空 間 103が液体窒素などの冷媒の流路となる。
[0025] 各導体層 4a— 4c及びケーブルシールド層 6は、 Bi2223系超電導テープ線 (Ag-Mn シース線)にて形成した。第一導体層 4a、第二導体層 4b、第三導体層 4c、ケーブルシ 一ルド層 6はそれぞれ、フォーマ 3、第一導体絶縁層 5a、第二導体絶縁層 5b、第三導 体絶縁層 5cの外周に多層に螺旋状に卷回して構成した。第一導体絶縁層 5a、第二 導体絶縁層 5b、第三導体絶縁層 5cはそれぞれ、第一導体層 4a、第二導体層 4b、第 三導体層 4cの外周に半合成絶縁紙 (住友電気工業株式会社製 PPLP：登録商標)を 卷回して構成した。フォーマ 3は、絶縁被覆された銅線を複数本撚り合わせたものを 用いた。保護層 7は、ケーブルシールド層 6の外周にクラフト紙を卷回して構成した。 断熱管 101は、 SUSコルゲート管を用い、外管 101bと内管 101a間に断熱材を多層に 配置して真空引きした真空多層断熱構造とした。断熱管 101の外周には、ポリ塩化ビ -ルにて防食層 104を形成した。
[0026] このような多相超電導ケーブル 1は、図 5で示す従来の三心一括型の多相超電導ケ 一ブル 100と比較して、断面積が小さぐ送電ロスが少ないという利点がある。また、後 述するように常温側との接続を行う終端部における接続構造も小さくすることができる
[0027] <端末構造 >
(冷媒槽）
終端部においても多相超電導ケーブル 1は、超電導状態を維持する必要がある。 そこで、常温側と接続される多相超電導ケーブル 1の端部を冷媒 10aが充填された冷 媒槽 10に収納している。具体的には、多相超電導ケーブル 1からケーブルコア 2を引 き出し、このコア 2を冷媒槽 10に導入している。本例において冷媒槽 10は、ステンレス にて形成した。また、冷媒 10aとして、液体窒素を用いた。
[0028] (リード部）
冷媒槽 10に導入したケーブルコア 2の端部は、段剥ぎして各超電導導体層 4をそれ ぞれ露出させ、常温側と電気的に接続するべぐ導電性材料にて形成したリード部 20を取り付けている。図 3(A)は、超電導導体層とリード部の取り付け部分を示す概略 構成図、図 3(B)は、リード部の概略構成図である。本例に示すリード部 20は、銅にて 形成した棒状体である。これらリード部 20は、各超電導導体層と接続するべく一端を 冷媒槽 10に導入させ、常温側の機器などと接続するべく他端を冷媒槽 10及び断熱 槽 40から突出させている。突出させた部分の外周には、碍管 50を配置している。これ らリード部 20により、極低温側と常温側間の送電を可能にする。
[0029] これらリード部 20は、各超電導導体層に直接取り付けてもよいが、本例では、各超 電導導体層の外周に導電性材料で形成したスリーブ部 21を配置し、スリーブ部 21に リード部 20を取り付ける構成とした。
[0030] (スリーブ部）
本例において各超電導導体層の外周にそれぞれ配置させるスリーブ部 21a— 21c は、リード部 20と同様に銅にて形成した。形状は、各超電導導体層の外周に適合さ せた内径 Rを有する円筒状とした。本例では、超電導導体層に取り付け易いように半 円弧状の分割片を組み合わせて円筒状となるものを利用した。また、スリーブ部 21の 外周には、外周面から内周面に向力つて貫通する孔 22aを複数設けており、この孔 22aにハンダを流し込むことで、スリーブ部 21と超電導導体層とを電気的に接続すると 共に、スリーブ部 21を超電導導体層に固定する。本例では、融点の低いハンダ、具 体的には、融点が約 79°Cのハンダ (化学成分； Sn : 17質量％、 Bi : 57質量％、 In : 26質 量0 /0)を用いた。また、スリーブ部 21には、リード部 20と接続するための取付部 22bを 設けている。
[0031] (連結部材及び取付部材）
本例では、リード部 20とスリーブ部 21とを直接接続せず、連結部材 23及び取付部材 24を介して行う構成とした。連結部材 23及び取付部材 24は、いずれも銅製とし、連結 部材 23は、編組材からなるものであり、取付部材 24は、両端に穴を有するブロック体 である。また、スリーブ部 21には、連結部材 23を取り付ける取付部 22bを設けた。そし て、リード部 20とスリーブ部 21との取り付けは、以下のように行う。スリーブ部 21の取付 部 22bに設けた穴に連結部材 23の一端を挿入して圧縮する。一方、リード部 20の一 端を取付部材 24の一方の穴に挿入して圧縮する。そして、連結部材 23の他端を取付 部材 24の他方の穴に挿入して圧縮して、リード部 20とスリーブ部 21とを接続する。可 橈性にとむ編組材力 なる連結部材 23を利用することで、リード部 20とスリーブ部 21と の接続を容易にすると共に、熱収縮により超電導導体層の位置が移動しても、その 移動量を連結部材 23が変形することで吸収することができる。
[0032] (絶縁部材）
上記リード部 20の外周には、相間絶縁を行うべく絶縁部材 30を配置する。図 4は、 絶縁部材におけるリード部の配置状態を模式的に示す上面図である。本例では、各 リード部 20が相絶縁に必要な距離が保持できるように配置した。具体的には図 4に示 すように各リード部 20は、その中心を頂点とする正三角形となるように配置した。
[0033] 本例に示す三相ケーブルを交流送電に用いると、第一導体層に対しては第二導体 層が見力け上シールドとして作用し、第二導体層に対しては第三導体層が見力け上 シールドとして作用する。そして、第三導体層に対してはケーブルシールド層 6がシ 一ルドとして作用する。通常、シールド層は接地をとるため、ケーブルシールド層 6は 、図 3(A)に示す冷媒槽 10及び断熱槽 40を介して接地をとる。しかし、第二導体層や 第三導体層は、大地に対して高電圧部位である。そのため、これら超電導導体層は 、大地に対して絶縁をとる必要がある。しかし、本発明では、上記のようにリード部 20 の外周に絶縁部材 30を配置しているため、リード部 20により第二導体層、第三導体 層は、大地に対して絶縁される。
[0034] このような絶縁部材 30は、エポキシ榭脂によって形成した。また、本例では、三つの リード部 20と一体に形成した。絶縁部材 30の具体的な形状は、図 3(A)に示すように円 筒状で、両端面にフランジ部 31、 32を設けており、フランジ部 31は、冷媒槽 10との固 定箇所となり、フランジ部 32は、断熱槽 40との固定箇所となる。そして、このフランジ 部 31を冷媒槽 10の開口部に配置してボルトなどの固定金具にて絶縁部材 30を固定 することで、冷媒槽 10の冷媒 10aを封止することができる。このように絶縁部材 30は、 冷媒槽 10の封止材としても機能する。また、フランジ部 32と断熱槽 40(蓋部 42)とをボ ルトなどの固定金具にて固定することで、絶縁部材 30は、断熱槽 40内に固定される。
[0035] (断熱槽）
外部から冷媒槽 10への侵入熱を防止するべぐ冷媒槽 10の外周及び絶縁部材 30 の外周には、これらを覆うように断熱槽 40を具える。本例において断熱槽 40は、ステ ンレスで形成しており、本体部 41と、本体部 41に着脱可能な蓋部 42とからなる分割可 能な構成である。本体部 41と蓋部 42との境界は、上記絶縁部材 30と冷媒槽 10との境 界と同一にしている。本例において蓋部 42は、筒状に形成しており、一方の開口部 力 リード部 20を突出可能としている。この形状により、リード部 20を具える絶縁部材 30を冷媒槽 10に固定した後、絶縁部材 30に被せるように蓋部 42を配置すると、蓋部 42の一方の開口部からリード部 20が突出した状態になる。蓋部 42の本体部 41への固 定は、蓋部 42及び本体部 41の双方の開口部にフランジ部を設けておき、これらフラン ジ部を重ね合わせてボルトなどの固定金具を締め付けることで行った。蓋部 42は、リ ード部 20を突出させた側をボルトなどの固定金具により絶縁部材 30に固定している。 冷媒槽 10の外周及び絶縁部材 30の外周には、断熱材 (図示せず)を配置すると共に 、断熱槽 40の内部を真空引きすることで、断熱性を高めている。
[0036] (碍管） リード部 20にお 、て絶縁部材 30カゝら突出させた常温側の外周には、碍管 50を配置 し、開口部に上部シールド 51を配置すると共に、内部に絶縁油などの絶縁流体 52を 充填している。なお、本例では、碍管を配置したが、エポキシ榭脂などで形成した絶 縁筒としてもよい。
[0037] <効果 >
上記構成を具える同軸型の三相超電導ケーブルの端末構造は、三心一括型の端 末構造と比較して、分岐箱が不要で、かつ一つの終端接続箱で三相を常温側と接 続することができるため、終端部における接続構造を小型化することができる。 産業上の利用可能性
[0038] 本発明端末構造は、極低温側と常温側との接続部分に構築することが最適である 。また、この端末構造は、超電導ケーブルにて電力送電を行う線路において、常温 側との接続部分に適用してもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 導体絶縁層を介して、位相の異なる電流が流される超電導導体層を同心円状に複 数具える多相超電導ケーブルと、
これら超電導導体層の端部を冷却する冷媒が満たされる冷媒槽と、
これら超電導導体層の端部のそれぞれと電気的に接続される各リード部と、 これらリード部の外周に配置されると共に、前記冷媒槽の冷媒を封止する絶縁部材 とを具えることを特徴とする多相超電導ケーブルの端末構造。
[2] 超電導導体層の外周には、導電性材料からなるスリーブ部が配置されて超電導導 体層と電気的に接続されており、リード部は、このスリーブ部に取り付けられているこ とを特徴とする請求項 1に記載の多相超電導ケーブルの端末構造。
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