WO2006048985A1 - 超電導ケーブル - Google Patents

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WO2006048985A1
WO2006048985A1 PCT/JP2005/018082 JP2005018082W WO2006048985A1 WO 2006048985 A1 WO2006048985 A1 WO 2006048985A1 JP 2005018082 W JP2005018082 W JP 2005018082W WO 2006048985 A1 WO2006048985 A1 WO 2006048985A1
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superconducting
refrigerant
conductor
insulating
cable
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PCT/JP2005/018082
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masayuki Hirose
Ryosuke Hata
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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Publication date
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Priority to EP05787682A priority patent/EP1808868A4/en
Priority to KR1020077009844A priority patent/KR101132886B1/ko
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Priority to US11/666,484 priority patent/US7840244B2/en
Priority to CN200580037448XA priority patent/CN101053043B/zh
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    • 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
    • H01B12/16—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by cooling
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
    • Y10S505/704—Wire, fiber, or cable

Definitions

  • the present invention relates to a superconducting cable having a superconducting conductor made of a superconducting material, and a temperature control method for a refrigerant used for the superconducting cable.
  • the present invention relates to a superconducting cable that can cool a superconductor efficiently and has sufficient insulation strength.
  • a conventional superconducting cable one having a configuration in which a cable core having a superconducting conductor is housed in a heat insulating tube is known.
  • Examples of such a superconducting cable include a single-core cable in which a single cable core is housed in a heat insulating tube, and a three-core collective cable in which three cable cores are twisted and stored together.
  • Fig. 5 is a cross-sectional view of a three-core type superconducting cable for three-phase AC.
  • the superconducting cable 100 is a cable in which three cable cores 102 are twisted and housed in a heat insulating tube 101.
  • the heat insulating tube 101 has a double structure consisting of an outer tube 101a and an inner tube 101b, a heat insulating material (not shown) is disposed between both tubes 101a and 101b, and a vacuum is formed between both tubes 101a and 101b. It is a drawn configuration.
  • Each cable core 102 includes a former 200, a superconducting conductor 201, an electrical insulating layer 202, a superconducting shield layer 203, and a protective layer 204 in order of central force, and a space 103 surrounded by the inner pipe 101b and each cable core 102 flows through the refrigerant. It becomes a road.
  • the layer disposed on the outer periphery of the heat insulating tube 101 is the anticorrosion layer 104.
  • Patent Document 1 describes a superconducting cable that uses a hollow former, uses liquid air as a refrigerant to be circulated in the former, and uses liquid nitrogen as a refrigerant to be circulated in the heat insulating pipe! Speak.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202837
  • Liquid nitrogen has a high electrical insulation performance that is not limited only by cooling capacity. Therefore, the function of cooling and electrical insulation can be achieved by using liquid nitrogen as the refrigerant. In addition, when liquid nitrogen is used as the coolant, a sufficient shield current flows through the superconducting shield layer, and EMI (electromagnetic interference) problems can be avoided. Therefore, conventional superconducting cables usually use liquid nitrogen as the coolant to cool the superconducting conductor and avoid electrical problems and avoid EMI problems.
  • the superconducting state in which the critical current increases as the temperature of the superconducting conductor is kept lower is better maintained. Therefore, if there are two cables with the same amount of superconducting material that forms the superconducting conductor, the cable with the lower temperature of the refrigerant that cools the superconducting conductor has a higher critical current and may transmit more power. it can. Alternatively, if there are two cables with the same transmission power, the lower the temperature of the refrigerant that cools the superconducting conductor, the smaller the amount of superconducting material used to form the superconducting conductor, and the smaller the diameter of the superconducting conductor. can do.
  • the amount of superconducting material used to form the superconducting shield layer can be reduced. Therefore, by using a lower temperature refrigerant, transmission power can be increased and the amount of superconducting material used can be reduced.
  • liquid nitrogen is used as a refrigerant in a conventional superconducting cable and the temperature of liquid nitrogen is lowered to increase transmission power or reduce the diameter of the superconducting conductor, the temperature of liquid nitrogen should be lowered. A cooling device with high cooling capacity must be used, and energy efficiency is not good.
  • liquid nitrogen is used as a refrigerant, there is a limit to the temperature that can be lowered.
  • the superconducting cable described in Patent Document 1 uses liquid air as a refrigerant that circulates in the former, thereby cooling the superconductor at a lower temperature than when liquid nitrogen is used as the refrigerant. It is the structure to do.
  • refrigerants other than liquid air have not been studied as refrigerants for cooling the superconductor. In the technique of this document 1, only a hollow former is considered, and a solid former is not considered.
  • the main object of the present invention is to provide a superconducting cape that can sufficiently cool and electrically insulate the superconducting conductor while increasing the transmission power and reducing the amount of superconducting material used.
  • another object of the present invention is to provide a temperature control method for the refrigerant used in the superconducting cable.
  • the present invention separately comprises a refrigerant for cooling the superconducting conductor that does not cool and electrically insulate the superconducting conductor with a single refrigerant, and a refrigerant that electrically insulates the superconducting conductor.
  • a member having low thermal conductivity is disposed between the superconducting conductor and the electrical insulating layer, and the coolant for cooling the conductor and the coolant for electrical insulation are separated inside and outside the member. It is the structure to do. That is, the present invention is a superconducting cable comprising a heat insulating tube in which a cable core is housed.
  • the cable core includes a superconducting conductor made of a superconducting material, a low heat conducting tube disposed on the outer periphery of the superconducting conductor, An electrical insulating layer disposed on the outer periphery of the low thermal conductive tube and an external superconducting layer disposed on the outer periphery of the electrical insulating layer and made of a superconducting material.
  • a conductive refrigerant for cooling the superconducting conductor in a superconducting state is circulated in the low thermal conductive tube, and an insulating refrigerant for electrically insulating the superconducting conductor is filled in the heat insulating tube.
  • the temperature of the conductor refrigerant is preferably lower than that of the insulating refrigerant.
  • the superconducting cable of the present invention includes a cable core in a heat insulating tube. This cable core
  • the cable core housed in the heat insulation pipe may be one (single core (single core)) or plural (multiple cores).
  • the superconducting cable of the present invention when it is used for three-phase AC power transmission, when it is used for single-phase AC power transmission in which three cores are twisted and stored in a heat insulating tube, the one core is insulated. It is good to store in.
  • the superconducting conductor included in the cable core is formed of a superconducting material.
  • the superconducting material include a Bi-based oxide material, and more specifically, an oxide material containing ⁇ 2223.
  • the superconducting conductor may be formed in a layered form by winding a tape-like wire rod in which a plurality of filaments made of such an oxide superconducting material are arranged in a matrix such as a silver sheath on a former.
  • an interlayer insulating layer may be provided.
  • the interlayer insulating layer can be formed by winding insulating paper such as kraft paper or semi-synthetic insulating paper such as PPLP (registered trademark of Sumitomo Electric Industries, Ltd.).
  • the former functions as a shape maintaining member of the superconducting conductor, and a solid body or a hollow body formed of a metal material such as copper or aluminum can be used.
  • the hollow body former examples include a spiral steel strip and a metal pipe.
  • the metal tube may be a flat tube having a smooth surface or a corrugated tube having irregularities on the surface.
  • a corrugated tube is used as the former, it is preferable because of excellent flexibility.
  • a hollow former is used, at least a conductor refrigerant described later is filled in the former to cool the superconducting conductor.
  • the solid former include a configuration in which a plurality of metal wires such as copper wires are twisted together. Metal wires such as copper wires may be insulated.
  • both the superconducting wire and the former are made of metal, there is a possibility that problems such as damage to the superconducting wire may occur if they are in direct contact with each other.
  • a cushion layer for smoothing the surface by winding kraft paper, carbon paper or the like may be provided on the surface of the veg former to avoid such problems.
  • a low heat conduction tube is arranged on the outer periphery of the superconducting conductor, and a refrigerant for conductor (described later) is circulated in the low heat conduction tube to cool the superconducting conductor.
  • a refrigerant for conductor (described later) is circulated in the low heat conduction tube to cool the superconducting conductor.
  • an insulating refrigerant (described later) for electrically insulating the superconducting conductor is filled outside the low heat conductive tube (inside the heat insulating tube (described later)). That is, the low heat conductive tube functions as a member that partitions the conductor refrigerant and the insulating refrigerant, and prevents both refrigerants from circulating inside and outside the pipe.
  • This low heat conduction tube may be provided directly above the superconducting conductor so as to be in contact with the superconducting conductor, and the inner diameter of the same pipe is larger than the outer diameter of the superconducting body. Between the outer periphery of the superconductor and A superconducting conductor may be inserted and arranged in the pipe so as to have a gap.
  • the former uses a hollow body, and the former is filled with a refrigerant for a conductor described later to cool the superconducting conductor.
  • the conductor refrigerant is circulated inside the low thermal conductive tube, and the tube itself is configured not to contact the conductor refrigerant.
  • the low heat conduction tube When forming the low heat conduction tube so as to have a gap between the low heat conduction tube and the superconducting conductor, if the former is a solid body or a solid body, the gap is filled with the refrigerant for the conductor. Then, the refrigerant for conductor is filled in the low heat conduction tube. In this case, the low heat conduction tube itself is in contact with the conductor refrigerant. In the case of a hollow body, both the inside of the former and the gap between the low heat conduction tube and the superconducting conductor may be filled with the conductor refrigerant, or the inside of the former may be filled with the conductor refrigerant.
  • the gap may be in a vacuum state with a low degree of vacuum so that the heat of the refrigerant for the conductor in the former is transmitted to some extent outside the low heat conduction tube to cool the insulation refrigerant. It may be filled with a different fluid from the conductor coolant that has been cooled to the same degree.
  • the low heat conductive tube is assumed to have low thermal conductivity. Specifically, the low thermal conductivity means that the thermal insulation performance is lower than that of the thermal insulation pipe that houses the cable core. If the heat conductivity of the low heat conduction tube is too high, that is, if the heat conduction tube is a low heat conduction tube, if the conductor refrigerant flowing through the pipe is at a lower temperature than the insulation refrigerant, the conductor refrigerant will If the insulating refrigerant existing outside is cooled and solidified, it may be excessively solidified, which may be undesirable in the distribution of the insulating refrigerant.
  • the thermal conductivity of the low heat conduction tube should be high enough not to interfere with cable operation due to excessive vaporization of the conductor refrigerant or excessive solidification of the insulation refrigerant.
  • the cable according to the present invention includes the low heat conductive tube having such heat conductivity, so that the temperature between the inner side and the outer side of the pipe increases relatively gradually as it is directed from the inner side to the outer side. A simple temperature gradient can be formed.
  • such a low heat conductive tube may be a heat insulating structure tube having a low heat insulating performance, or may be formed into a tubular shape with a material having a low heat conductivity.
  • the low heat conduction tube has a double structure consisting of an inner tube and an outer tube, and the amount of heat insulating material placed between the two tubes is reduced and a vacuum is drawn between the two tubes.
  • a vacuum can be drawn between the two tubes without using any heat insulating material, or a vacuum can be drawn between the two tubes to a low degree of vacuum.
  • the material having a low thermal conductivity include a resin having a lower thermal conductivity than a metal generally considered to have a high thermal conductivity.
  • Specific examples of the resin include fluorine resin such as Teflon (registered trademark) and FRP (fiber reinforced plastic).
  • Such a material may be formed into a hollow tube (tubular shape), and a superconducting conductor formed on the former may be disposed in the same tube, or the above-mentioned resin material may be extruded and coated directly above the superconducting conductor. By doing so, a low heat conduction tube may be formed. Further, the low heat conduction tube may have a structure in which a metal tube and a resin tube are combined.
  • An electrically insulating layer is provided on the low thermal conductive tube.
  • the electrical insulating layer may be formed by winding semi-synthetic insulating paper such as PPLP (registered trademark) or insulating paper such as kraft paper directly on the low thermal conductive tube.
  • PPLP registered trademark
  • insulating paper such as kraft paper directly on the low thermal conductive tube.
  • an electrode portion having a conductor potential is provided immediately above the low thermal conductive tube.
  • an electrical insulating layer is provided on the electrode part.
  • the electrode part may be formed of a conductive material such as copper.
  • a semiconductive layer is provided on at least one of the inner and outer peripheries of this electrical insulating layer, that is, between the low thermal conductive tube (or electrode portion) and the electrical insulating layer, or between the electrical insulating layer and the outer superconducting layer (described later). It may be formed.
  • the semiconductive layer may be formed of carbon paper or the like.
  • the electrical insulation layer has a resistance on the inner peripheral side of the electrical insulation layer so that the DC electric field distribution in the radial direction (thickness direction) is smoothed.
  • P-grading may be applied so that the resistivity on the outer peripheral side where the rate is low becomes high.
  • insulating materials having different resistivity For example, when using insulating paper such as kraft paper, the density of kraft paper is changed, or dicyandiamide is used as craft paper.
  • the resistivity can be changed by adding, for example.
  • composite paper consisting of insulating paper and plastic film, such as PPLP (registered trademark)
  • the resistivity can be changed by changing the density, material, additive, and the like.
  • the value of the ratio k is preferably in the range of about 40% to 90%, for example. Normally, the resistance ratio P increases as the ratio k increases.
  • the Imp. Withstand voltage characteristics can be improved in addition to the improvement of the DC withstand voltage characteristics. be able to.
  • the dielectric constant ⁇ (20 ° C) is about 3.2 to 4.5 for general kraft paper, about 2.8 for composite paper with a ratio k of 40%, about 2.6 for composite paper with 60%, and about 80% for composite paper. It is about 2.4 on paper.
  • the electrical insulation layer is made of composite paper using kraft paper with a high ratio k and high air density, it is preferable for both DC withstand voltage and Imp. Withstand voltage.
  • the electrical insulating layer has a higher dielectric constant ⁇ toward the inner peripheral side, and becomes a cable suitable for AC power transmission when configured so that the dielectric constant ⁇ decreases toward the outer peripheral side.
  • the This ⁇ grading is also formed over the entire radial direction of the electrical insulating layer.
  • the superconducting cable of the present invention becomes a cable having excellent direct current characteristics by applying the grading as described above, and can be suitably used for direct current power transmission.
  • most current transmission lines are composed of alternating current. In the future, when considering changing the transmission method from AC to DC, there may be a case where AC is transiently transmitted using the cable of the present invention before changing to DC transmission.
  • the cables on the transmission line were replaced with the superconducting cable of the present invention, but the rest remained as AC transmission cables, or the AC transmission cable on the transmission line was replaced with the superconducting cable of the present invention.
  • the power transmission equipment connected to is still used for AC.
  • the AC cable is transiently transmitted using the cable of the present invention, and then the transmission is finally shifted to DC transmission.
  • the cable of the present invention not only has excellent DC characteristics but also considers AC characteristics. It is preferable to consider the design.
  • a cable with excellent impulse characteristics such as surge can be constructed by using an electrical insulation layer with a dielectric constant ⁇ that is higher on the inner circumference and lower on the outer circumference. .
  • the cable of the present invention used in the transition period can be used as it is as a direct current cable.
  • the cable according to the present invention which has been subjected to ⁇ grading in addition to ⁇ grading, can be suitably used as both an AC / DC cable that can be suitably used for both DC power transmission and AC power transmission. it can.
  • the above-mentioned PPLP (registered trademark) has high p low ⁇ when the ratio k is increased. Therefore, if the electrical insulating layer is configured using PPLP (registered trademark) having a ratio k toward the outer peripheral side of the electrical insulating layer, the outer peripheral side becomes higher p and at the same time the outer peripheral side becomes lower ⁇ .
  • kraft paper generally has high ⁇ high ⁇ when the air density is increased. For this reason, it is difficult to construct an electrical insulating layer having a high ⁇ at the outer peripheral side and a lower ⁇ at the outer peripheral side only with kraft paper. Therefore, when kraft paper is used, it is preferable to form an electrical insulating layer in combination with composite paper. For example, by forming a kraft paper layer on the inner periphery of the electrical insulation layer and forming a PPLP layer on the outer side, the resistivity p becomes a kraft paper layer PPPP layer, and the dielectric constant ⁇ is kraft paper layer> PPLP layer. What should be done.
  • an external superconducting layer On the electrical insulating layer (or external semiconductive layer), an external superconducting layer is provided.
  • This external superconducting layer functions as a shield layer that conducts a reverse current (shield current) that is almost the same magnitude as the current flowing in the superconducting conductor that prevents electromagnetic interference.
  • the magnetic field generated by the current flowing in the external superconducting layer can cancel the magnetic field generated by the current flowing in the superconducting conductor, thereby avoiding electromagnetic interference.
  • this external superconducting layer may be used as a return conductor (unipolar power transmission) or a neutral wire layer (bipolar power transmission).
  • this external superconducting layer passes an unbalanced current when an imbalance occurs between the positive electrode and the negative electrode, or when an abnormality occurs in one of the poles and changes from bipolar transmission to monopolar transmission. It can be used as a return conductor that carries a current equivalent to the transmission current flowing through the superconducting conductor.
  • Such an external superconducting layer is formed of a superconducting material. Superconducting materials are the same as those used for superconducting conductors.
  • the superconducting wire may be wound and formed in the same manner as the body.
  • a protective layer also serving as electrical insulation may be provided on this external superconducting layer.
  • the protective layer may be formed by winding kraft paper directly on the external superconducting layer.
  • a cable core having the above-described configuration is housed and arranged in a heat insulating tube.
  • An air gap provided in the heat insulating tube that is, a space surrounded by the inner peripheral surface of the heat insulating tube and the outer peripheral surface of the core is filled with an insulating refrigerant described later.
  • the insulating refrigerant filled in the heat insulating tube is immersed in the protective layer, the external superconducting layer, and the electrical insulating layer in this order, thereby cooling the external superconducting layer and maintaining the superconducting state. Insulate.
  • the superconducting cable of the present invention is sufficiently insulated by the electric insulation layer and the refrigerant for insulation, and when the cable of the present invention is used for AC power transmission, the external superconducting layer is shielded from the superconducting conductor. The current flows sufficiently and electromagnetic interference can be reduced or avoided.
  • the external superconducting layer can be made to function as a shield by using the external superconducting layer as a return conductor, thereby reducing or avoiding electromagnetic interference. Can be achieved.
  • the cores used for positive power transmission and the cores used for negative power transmission are housed in the same heat insulation pipe. By arranging them close together, the magnetic fields can be canceled out, so there is almost no leakage magnetic field outside the cable.
  • the heat insulation pipe is different from the low heat conduction pipe that suppresses an increase in the temperature of the insulating refrigerant filled in the pipe by heat entering the pipe from the outside of the pipe.
  • a structure with high thermal insulation performance for example, the heat insulating tube has a double structure composed of an outer tube and an inner tube, and includes a structure in which a heat insulating material is provided between the two tubes and the air is evacuated at a high degree of vacuum. At this time, the inner pipe is filled with an insulating refrigerant.
  • a heat insulating tube is preferably a corrugated tube having flexibility. In particular, those formed of metal materials such as stainless steel having excellent strength are preferred.
  • the most characteristic feature of the present invention is that a conductor refrigerant is used for cooling the superconducting conductor, and an insulating refrigerant different from the conductor refrigerant is used for electrical insulation of the superconducting conductor.
  • the conductor refrigerant has a cooling capacity capable of maintaining the superconducting conductor in the superconducting state.
  • the lower the temperature the better the superconducting state of the superconducting conductor can be maintained and higher power can be obtained, or the superconducting material used for the superconducting conductor can be reduced to reduce the compactness of the conductor. A cocoon is possible.
  • the refrigerant for the conductor is a lower temperature, and in particular, a refrigerant having a lower temperature than the insulating refrigerant is suitable.
  • an insulating refrigerant having sufficient insulation performance to electrically insulate the superconducting conductor and having sufficient cooling ability to cool the external superconducting layer and maintain the superconducting state is used.
  • the conductive refrigerant may be the same type of refrigerant as the insulating refrigerant as long as it is at a lower temperature than the insulating refrigerant.
  • the insulation refrigerant is liquid nitrogen of about 75 to 77 K near the boiling point
  • the conductor refrigerant is liquid nitrogen at a lower temperature, for example, a melting point.
  • the vicinity of 63 to 65 mm may be used.
  • the refrigerant for conductor and the refrigerant for insulation may be different types of refrigerant.
  • the refrigerant for insulation may be liquid nitrogen
  • the conductor refrigerant may be a lower temperature fluid other than liquid nitrogen.
  • Such lower temperature fluids include, for example, liquid helium, liquid hydrogen, liquid air, liquid neon, liquid oxygen lower than liquid nitrogen, helium gas lower than liquid nitrogen, and liquid nitrogen.
  • Examples include low-temperature hydrogen gas and mixed fluids of liquid hydrogen and hydrogen gas that are lower than liquid nitrogen.
  • the superconducting conductor may be destroyed in the worst case. Therefore, it is possible to use a pre-cooled gas to prevent such an accident, or a fluid mixed with the gas. Alternatively, the conductor coolant may be held at a temperature at which the above vaporization does not occur.
  • the superconducting cable of the present invention is used in a hydrogen station that stores compressed hydrogen or liquid hydrogen or a hydrogen plant that produces liquid hydrogen.
  • the refrigerant for conductor can be diverted from the hydrogen storage tank provided in the same station or plant.
  • These stations and plants are equipped with cooling devices to keep the stored liquid hydrogen at an appropriate temperature and adjust the temperature accordingly. Therefore, the superconducting cable of the present invention using the liquid hydrogen or the like as a conductor refrigerant was used.
  • the cooling device provided in these stations, etc. which does not have to be provided separately with the conductor refrigerant cooling device, can also be used as the conductor refrigerant cooling device.
  • the hydrogen gas or liquid hydrogen used for the conductor refrigerant or a mixed fluid thereof can be maintained at a predetermined temperature only by providing a temperature adjusting device for finely adjusting the temperature of the conductor refrigerant. Therefore, the superconducting cable of the present invention having this configuration can further improve the energy efficiency.
  • the conductor refrigerant is arranged at a lower temperature than the insulating refrigerant, and has a low thermal conductivity tube (or in the low thermal conductivity tube) having a thermal conductivity that can cool the insulating refrigerant to some extent. In the former). With this configuration, it is possible to cool the insulating refrigerant existing outside the low heat conduction tube. That is, the conductor refrigerant can be used as a coolant for the insulating refrigerant.
  • the temperature of the insulating refrigerant can be adjusted by adjusting the degree of cooling of the insulating refrigerant to keep the temperature of the insulating refrigerant substantially constant.
  • a cooling device is used to cool the insulation refrigerant to a predetermined temperature by utilizing the temperature control and circulation conditions of the conductor refrigerant, the material characteristics of the low heat conduction tube, and the heat insulation performance to adjust the temperature of the insulation refrigerant.
  • a cooling device with a low cooling capacity can be obtained.
  • the temperature change of the insulating refrigerant is slight, it is only necessary to provide a temperature adjustment mechanism that can finely adjust the flow rate and temperature of the insulating refrigerant.
  • the line is appropriately provided with a refrigerator for cooling the refrigerant, a pump for pumping the refrigerant, etc., and these devices circulate the refrigerant at an appropriate temperature. Therefore, the size of the circulation path (cooling section) is determined. As described above, it is possible to simplify the large-scale equipment for adjusting the temperature of the insulating refrigerant.
  • the length of the cooling section is lengthened. The equipment can be simplified.
  • the thermal conductivity and heat insulation performance of the material of the low heat conductive tube may be appropriately changed depending on the conductor refrigerant and insulation refrigerant used.
  • the thermal conductivity can be varied depending on the material, and can also be varied by changing the thickness of the low thermal conductivity tube.
  • the insulation performance is as above. In other words, it can be varied by changing the amount of heat insulating material used or the degree of vacuum.
  • Adjustment of the circulation condition of the conductor refrigerant includes adjusting the circulation time and the circulation amount. For example, when the insulating refrigerant can be sufficiently cooled by circulating the refrigerant for conductor as needed, the insulating refrigerant may or may not be circulated.
  • the insulation refrigerant is cooled too much by circulating the refrigerant for conductors as needed, adjust the flow rate of the refrigerant for conductors, etc., or adjust it by repeating stop and circulation instead of circulating at any time. It may be. At this time, the insulating refrigerant may not be circulated.
  • the insulating refrigerant is solidified in a part of the insulating refrigerant, particularly in a place where it is in contact with the low heat conduction tube. In the present invention, if the insulation performance is sufficient for the electrical insulation of the superconductor and does not hinder the operation! Allow solidification.
  • the critical current value can be increased by lowering the temperature of the refrigerant for the conductor, even if a large current flows through the superconductor at the time of an accident such as a short circuit, there is a problem such as destruction of the superconductor. It does not occur, or the superconducting conductor can be quickly cooled to a predetermined temperature by increasing the flow rate of the conductor coolant, so that the above problems can be prevented.
  • Such a superconducting cable of the present invention is suitable for use as a power supply cable to various power devices and consumers.
  • the cable of the present invention when used to supply power to various power devices provided in a fluid plant or station such as liquid hydrogen as described above, fluid in the plant or the like can be used as a refrigerant for the conductor,
  • the superconducting cable of the present invention can provide a cable line with excellent energy efficiency.
  • the superconducting cable of the present invention can also be used for DC power transmission and AC power transmission!
  • the cable of the present invention is a three-core cable in which the above-mentioned cable cores are twisted and housed in a heat insulating tube, and the superconducting conductors of each core are used for power transmission of each phase.
  • the external superconducting layer may be used as a shield layer.
  • the cable of the present invention is a single-core cable in which the cable core is housed in a single insulated tube, and the superconducting conductor of this core is used for phase transmission, and the external superconducting layer is shielded. Use as a layer.
  • the cable of the present invention When performing single pole direct current transmission, the cable of the present invention is It is better to use a single-core cable with a single-core insulated core in a single insulated tube, use the superconducting conductor of this core as the forward conductor, and use the external superconducting layer as the return conductor.
  • the cable of the present invention is a two-core cable in which the above cable core is housed in a two-sheath insulated tube, and the superconducting conductor of one core is used for positive power transmission and the superconducting conductor of the other core is used as the negative electrode. It is recommended to use it for power transmission, and use the outer superconducting layer of both cores as the neutral wire layer.
  • the superconducting cable of the present invention having the above-described configuration can maintain the superconducting state of the superconducting conductor satisfactorily, increase transmission power or reduce the diameter of the superconducting conductor, and sufficiently perform electrical insulation. There is an excellent effect of being able to. Further, when the diameter of the superconducting conductor is reduced, the superconducting cable of the present invention can secure a sufficient flow path for the refrigerant for the conductor. Furthermore, by controlling the temperature of the insulation refrigerant using the conductor refrigerant, when constructing a line using the superconducting cable of the present invention, a cooling device for the insulation refrigerant is not required, or simple temperature control is performed.
  • the insulation refrigerant can be maintained at a predetermined temperature simply by providing a mechanism. If the superconducting cable of the present invention is used for power supply in a hydrogen plant or a hydrogen station and liquid hydrogen or low-temperature hydrogen gas is used as the refrigerant for the conductor, the cooling of the conductor refrigerant must be provided in the plant or the like. Therefore, a separate cooling device for the conductor refrigerant can be dispensed with.
  • the DC electric field distribution is smoothed over the entire thickness direction of the electrical insulating layer, and the DC withstand voltage is increased.
  • the characteristics can be improved and the thickness of the electrical insulating layer can be reduced.
  • the Imp. Withstand voltage characteristics can be improved by providing an electrical insulating layer so that the superconducting conductor has a high ⁇ in addition to the grading.
  • the superconducting cable of the present invention can be a cable having excellent AC electrical characteristics by setting the ⁇ higher toward the inner peripheral side of the electrical insulating layer and lower ⁇ toward the outer peripheral side. Therefore, the superconducting cable of the present invention can be suitably used not only for DC power transmission and AC power transmission, but also in a transition period in which the power transmission method is changed between AC and DC. .
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a superconducting cable of the present invention, showing an example in which a former is a solid body.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a cable core included in the superconducting cable of the present invention, showing an example in which the foam is a hollow body.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a cable core included in the superconducting cable of the present invention, showing an example in which a low heat conductive tube is formed by extrusion.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a cable core included in the superconducting cable of the present invention, and shows an example in which the low thermal conductive tube is a double structure tube.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a three-core superconducting cable for a three-phase AC type.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the superconducting cable of the present invention.
  • the superconducting cable of the present invention is a cable in which a cable core 10 including a superconducting conductor 1 made of a superconducting material is accommodated in a heat insulating tube 15, and the cable core 10 includes a low heat conducting tube 2A on the outer periphery of the superconducting conductor 1. .
  • the low heat conduction tube 2A is filled with a conductor refrigerant 11 for cooling to maintain the superconducting conductor 1 in the superconducting state, and the heat insulating pipe 15 is filled with an insulating refrigerant 12 for electrically insulating the superconducting conductor 1. Is filled. That is, this superconducting cable has low heat
  • the refrigerant pipe 2A is provided with refrigerants having different uses inside and outside, and the refrigerant is divided by the pipe 2A.
  • the superconducting cable used in this example has a configuration in which three cable cores 10 are twisted and housed in a heat insulating tube 15, and each core 10 has a basic configuration shown in FIG. It is the same as a superconducting cable, except that a low heat conducting tube 2A is provided on the outer periphery of the superconducting conductor 1 (between the superconducting conductor 1 and the electrical insulating layer 4).
  • the cable core 10 includes a former 3A, a superconducting conductor 1, a low thermal conductive tube 2A, an electric insulating layer 4, an external superconducting layer 5, and a protective layer 6 in order from the center.
  • 3 hearts are used, but 1 or 2 hearts may be used. The same applies to the following examples.
  • an electrode portion having a conductor potential is provided immediately above the low thermal conductive tube 2A.
  • the superconducting conductor 1 and the external superconducting layer 5 were formed of a superconducting tape wire (Ag-Mn sheath wire) made of Bi2223 oxide.
  • the superconducting conductor 1 was formed on the former 3A, and the external superconducting layer 5 was formed on the electric insulating layer 4 by winding the superconducting tape wire in a spiral shape.
  • Forma 3A is a solid body made by twisting multiple copper wires.
  • a cushion layer (not shown) was formed between the former 3A and the superconducting conductor 1 with insulating paper.
  • the electrical insulating layer 4 was formed by winding semi-synthetic insulating paper (PPLP: registered trademark of Sumitomo Electric Industries, Ltd.) on the low thermal conductive tube 2A.
  • An inner semiconductive layer may be provided on the inner peripheral side (on the electrode portion) of the electrical insulating layer 4, and an outer semiconductive layer may be provided on the outer peripheral side (below the outer superconducting layer 5).
  • the protective layer 6 was provided by winding kraft paper on the external superconducting layer 5. Three such cable cores 10 are prepared, twisted together so as to have a shrinkage margin necessary for heat shrinkage, and stored in the heat insulating tube 15.
  • the low thermal conductive tube 2A disposed on the outer periphery of the superconducting conductor 1 is an FRP tube and has an inner diameter larger than the outer diameter of the superconducting conductor 1. Accordingly, when the superconducting conductor 1 provided on the former 3A is placed inside the low heat conducting tube 2A, a gap is provided between the inner peripheral surface of the tube 2A and the outer peripheral surface of the superconducting conductor 1. The gap in the low heat conductive tube 2A is filled with the refrigerant 11 for conductor, and the superconductor 1 is cooled. In this example, liquid hydrogen (operating temperature of about 20 K) was used as the conductor coolant 11.
  • the conductor refrigerant 11 need only be at a lower temperature than the insulating refrigerant 12.
  • hydrogen gas cooled to about 20 to 50K or a mixed fluid of the hydrogen gas and liquid hydrogen may be used.
  • this low heat conduction tube 2 ⁇ is the heat conduction from the outside to the inside of the tube 2 ⁇ ( It has thermal conductivity that allows a certain amount of heat penetration.
  • the low heat conduction tube 2A has a function of separating the refrigerants 11 and 12 so that the conductor refrigerant 11 and the insulating refrigerant 12 are not mixed. That is, the refrigerant is prevented from flowing from the inside of the low heat conducting tube 2A to the outside or from the outside to the inside.
  • the heat insulating pipe 15 arranged on the outer periphery of the cable core 10 is a SUS corrugated pipe, and a heat insulating material (not shown) is multilayered between the double pipes composed of the outer pipe 15a and the inner pipe 15b. And a vacuum multi-layer heat insulating structure in which the outer tube 15a and the inner tube 15b are evacuated at a high degree of vacuum. Therefore, unlike the low heat conduction tube 2A, the heat conduction to the outside of the heat insulating tube 15 or the heat conduction from the outside of the tube 15 is not substantially allowed.
  • the space surrounded by the inner peripheral surface of the pipe 15 b and the outer peripheral surface of the three-core cable core 10 in the inner pipe 15 b is filled with insulating refrigerant 12, so that the electrical conductivity of the superconductor 1 Insulation is performed and the external superconducting layer 5 is cooled.
  • insulating refrigerant 12 liquid nitrogen (use temperature: about 77 K) was used as the insulating refrigerant 12.
  • the layer provided on the heat insulating tube 15 is the anticorrosion layer 16.
  • the superconducting cable of the present invention having the above-described configuration uses different refrigerants for cooling the superconducting conductor and electrically insulating the superconducting conductor, and in particular, the superconducting conductor cooling refrigerant (conductor refrigerant) is used for insulation.
  • the superconducting conductor cooling refrigerant conductor refrigerant
  • the transmission power can be increased.
  • the amount of superconducting material that forms the superconducting conductor can be reduced, so that the diameter of the superconducting conductor can be reduced.
  • the amount of superconducting material used to form the external superconducting layer can be reduced. Therefore, a sufficient conductor refrigerant can be circulated in the low heat conducting tube, and the superconducting state of the superconducting conductor can be kept better. In addition, it is possible to sufficiently insulate the superconducting conductor with the insulating refrigerant, and to reliably flow the shield current to the external superconducting layer, thereby preventing electromagnetic interference.
  • the insulating refrigerant is cooled by the conductor refrigerant by allowing the conductor refrigerant to be lower in temperature than the insulating refrigerant and allowing the low heat conduction tube to allow heat intrusion from the outside of the pipe to some extent. can do. Therefore, the conductor refrigerant can be used to adjust the temperature of the insulating refrigerant.
  • the degree to which the insulation refrigerant is cooled by the conductor refrigerant is the same as in this example.
  • the conductor refrigerant when the conductor refrigerant is circulated, it can be changed depending on the flow rate of the conductor refrigerant, the circulation time of the conductor refrigerant, and the like.
  • the temperature of the insulating refrigerant can be adjusted by repeatedly circulating and stopping the conductor refrigerant. At this time, the insulating refrigerant does not have to be circulated if it is maintained at a temperature that can sufficiently maintain the superconducting state of the external superconducting layer. Therefore, it is possible not only to eliminate the circulation pump for the insulating refrigerant, but also to eliminate the power required for the pump.
  • the temperature of the insulating refrigerant may be adjusted by providing a circulation time in which the circulation flow rate of the conductor refrigerant is high and a circulation time in which the circulation flow rate is low.
  • the conductor cooling medium for cooling the insulating refrigerant it is possible to reduce or simplify the cooling device and the circulation equipment necessary for cooling the insulating refrigerant.
  • the superconducting cable of the present invention is used as a power supply means in a hydrogen brand hydrogen station, liquid hydrogen stored in a plant or the like is diverted as a conductor refrigerant, and a plant or the like is used as a conductor refrigerant cooling device.
  • the facility If the facility is used, it is not necessary to separately provide a cooling facility for the conductor refrigerant, and the facility can be reduced. Even if a part of the insulation refrigerant is solidified by cooling with the conductor refrigerant, the insulation refrigerant is allowed to solidify if it has the electrical insulation strength necessary for electrical insulation.
  • the superconducting cable of the present invention can bring the superconducting conductor to a predetermined temperature by lowering the temperature of the conductor refrigerant or increasing the flow rate when a large current flows through the superconducting conductor due to a short circuit accident or the like. It can be cooled quickly and the superconducting conductor can be prevented from being destroyed by the above accident.
  • Such a superconducting cable of the present invention can be used for both DC power transmission and AC power transmission.
  • DC transmission if p-grading is performed so that the resistivity on the inner circumference side of the electrical insulation layer 4 is low and the resistivity on the outer circumference side is high, the DC electric field distribution in the thickness direction of the electrical insulation layer 4 is reduced. It can be smooth.
  • the resistivity can be changed by using PPLP (registered trademark) with a different ratio k, and the resistivity tends to increase as the ratio k increases.
  • PPLP registered trademark
  • the resistivity tends to increase as the ratio k increases.
  • a high ⁇ layer is provided in the vicinity of the superconducting conductor 1 in the electrical insulating layer 4, not only the DC withstand voltage characteristics but also the Imp.
  • High ⁇ layer is an example
  • it may be formed using PPLP (registered trademark) having a small ratio k.
  • the high ⁇ layer also becomes the low P layer.
  • the electrical insulating layer 4 is formed so that the dielectric constant ⁇ is higher on the inner peripheral side and lower on the outer peripheral side, the AC characteristics are also excellent. Therefore, the superconducting cable can be suitably used for AC power transmission.
  • PPLP registered trademark
  • an electrical insulating layer may be provided so that the resistivity and dielectric constant differ in three stages. The following three layers should be provided in order of inner peripheral force ( ⁇ and ⁇ are constants).
  • the superconducting conductor 1 of one core 10 is the forward conductor
  • the core 10 The external superconducting layer 5 may be used as a return conductor, or a three-line unipolar transmission line may be constructed using the superconducting conductor 1 of each core 10 as an outgoing conductor and the outer superconducting layer 5 of the core 10 as a return conductor.
  • one core 10 is a spare core
  • one cable core 10 has a superconducting conductor 1 as a positive line
  • another core 10 The conductive conductor 1 may be a negative line
  • the outer superconducting layer 5 of both cores 10 may be a neutral wire layer.
  • this superconducting cable can perform direct current transmission such as unipolar transmission and bipolar transmission after performing the above alternating current transmission.
  • the superconducting cable of the present invention including the insulating layer subjected to ⁇ -grading or ⁇ -grading can be suitably used as a DC / AC dual-purpose cable.
  • the matters related to ⁇ grading and ⁇ grading are the same as in Examples 2 to 4 described later.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the cable core in the superconducting cable of the present invention.
  • the cable core 20 shown in FIG. 2 has the same configuration as that of the cable core 10 shown in Example 1 except that the former 3 ⁇ is a hollow body.
  • the outer periphery of the core 20 has a heat insulating pipe and an anticorrosion layer (both not shown). Z)).
  • the former 3 ⁇ used in this example is a copper tube.
  • the conductor refrigerant 11 is circulated in the former 3B.
  • the gap formed between the inner peripheral surface of the tube 2A and the outer peripheral surface of the superconducting conductor 1 may allow the conductor refrigerant 11 to flow therethrough or be evacuated to a low vacuum level. May be.
  • the degree of vacuum low heat penetration of the external force of the tube 2A is allowed to some extent with respect to the inside of the low heat conductive tube 2A, and therefore the insulating coolant can be cooled by the conductor cooling medium 11.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the cable core in the superconducting cable of the present invention.
  • the cable core 30 shown in FIG. 3 has substantially the same configuration as the cable core 20 shown in Example 2 except that the low thermal conductive tube 2C is provided immediately above the superconducting conductor 1. Insulated pipe and anticorrosion layer (both not shown). In this example, Teflon (registered trademark) is extruded onto the superconducting conductor 1 to form a low thermal conductive tube 2C.
  • the former 3C uses a hollow body in the same manner as the former 3B in Example 2 (see FIG. 2). Circulate in 3C to cool superconducting conductor 1. Further, since the low heat conductive tube 2C is formed of a resin having a certain degree of thermal conductivity as in the first and second embodiments, the insulating refrigerant can be cooled by the conductor refrigerant 11 in the form 3C. .
  • a low heat conduction tube that has a strength such as grease is used, but a low heat conduction tube having a heat insulating structure with low heat insulating performance may be used.
  • Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of the cable core in the superconducting cable of the present invention.
  • the cable core 40 shown in FIG. 4 has the same configuration as that of the cable core 10 shown in Example 1 except that the low heat transfer conduit 2D has a low heat insulation structure. (Not shown).
  • the low heat conduction tube 2D used in this example is a double tube composed of an inner tube 2d and an outer tube 2d, similar to the heat insulating tube 15 shown in FIG.
  • the thermal conductivity of the low thermal conductivity tube is as shown in this example, as shown in Examples 1 to 3, in which only the adjustment of the thermal conductivity and the thickness of the material of the low thermal conductivity tube itself is provided. It can also be adjusted by adjusting the heat insulation performance of the pipe.
  • a force using a solid former as in the first embodiment may be used as in the second and third embodiments.
  • the superconducting cable of the present invention can be suitably used as a power supply means to various power devices and consumers.
  • the present invention is applied to power supply at a location where liquid hydrogen or the like is stored such as a hydrogen plant or a hydrogen station.
  • Using cables makes it possible to easily divert the conductor refrigerant and provides excellent economic efficiency because it is not necessary to provide a separate cooling facility for the conductor refrigerant.

Abstract

断熱管内に超電導材料からなる超電導導体を具えるケーブルコアを収納した超電導ケーブルである。ケーブルコアは、超電導導体の外周に低熱伝導管を具え、低熱伝導管の内外で用途が異なる冷媒が充填される。低熱伝導管内には、超電導導体を超電導状態に維持するために冷却する導体用冷媒が充填され、断熱管内には、超電導導体の電気絶縁を行う絶縁用冷媒が充填される、超電導導体を効率よく冷却すると共に、十分な絶縁強度を具える超電導ケーブル、及びこのケーブルに利用する冷媒の温度制御方法である。

Description

超電導ケーブル
技術分野
[0001] 本発明は、超電導材料からなる超電導導体を具える超電導ケーブル、及びこの超 電導ケーブルに利用する冷媒の温度制御方法に関するものである。特に、超電導導 体を効率よく冷却することができると共に、十分な絶縁強度を具える超電導ケーブル に関するものである。
背景技術
[0002] 従来の超電導ケーブルとして、超電導導体を有するケーブルコアを断熱管内に収 納させた構成のものが知られている。このような超電導ケーブルとして、例えば、断熱 管内に 1条のケーブルコアを収納した単心ケーブルや、 3条のケーブルコアを撚り合 わせて一括に収納した三心一括型のものがある。図 5は、三心一括型の三相交流用 超電導ケーブルの断面図である。この超電導ケーブル 100は、断熱管 101内に 3条の ケーブルコア 102を撚り合わせて収納させたケーブルである。断熱管 101は、外管 101 aと内管 101bとからなる二重構造であり、両管 101a,101b間に断熱材 (図示せず)が配 置され、かつ両管 101a, 101b間を真空引きされた構成である。各ケーブルコア 102は、 中心力 順にフォーマ 200、超電導導体 201、電気絶縁層 202、超電導シールド層 203 、保護層 204からなり、内管 101bと各ケーブルコア 102とで囲まれる空間 103が冷媒の 流路となる。断熱管 101の外周に配置される層は、防食層 104である。
[0003] ケーブルコア 102の超電導導体 201や超電導シールド層 203は、空間 103に流通さ れる冷媒により冷却されて、超電導状態が維持される。このような冷媒として液体窒 素がよく知られている。また、特許文献 1には、中空のフォーマを利用し、フォーマ内 に流通させる冷媒として液体空気を用い、断熱管内に流通させる冷媒として液体窒 素を用いた超電導ケーブルが記載されて！ヽる。
[0004] 特許文献 1：特開 2001— 202837号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0005] 液体窒素は、冷却能力だけでなぐ高い電気絶縁性能を有する。そのため、冷媒と して液体窒素を利用することで、冷却及び電気絶縁の機能を果たすことができる。ま た、冷媒として液体窒素を用いた場合、超電導シールド層にシールド電流が十分に 流れ、 EMI (電磁干渉)問題を回避することができる。従って、従来の超電導ケーブル では、超電導導体の冷却及び電気絶縁、 EMI問題の回避を行うベぐ通常、液体窒 素を冷媒としている。
[0006] ここで、超電導ケーブルでは、超電導導体の温度がより低温に維持されるほど臨界 電流が大きぐ超電導状態が良好に保持される。そのため、超電導導体を形成する 超電導材料の使用量が同じ 2条のケーブルがある場合、超電導導体を冷却する冷媒 の温度が低いケーブルの方が臨界電流が大きくなり、より大きな電力を送電すること ができる。或いは、送電電力が同じ 2条のケーブルがある場合、超電導導体を冷却す る冷媒の温度が低いケーブルの方が超電導導体の形成に使用する超電導材料の 量を少なくでき、超電導導体の径を小さくすることができる。また、超電導シールド層 の形成に使用する超電導材料の量も少なくできる。従って、より低温の冷媒を用いる ことで、送電電力の増大や、超電導材料の使用量の低減などを図れる。しかし、従来 の超電導ケーブルにおいて冷媒として液体窒素を用い、液体窒素の温度をより低く して送電電力の増大や、超電導導体の小径化を図ろうとすると、液体窒素の温度を より低温にするベぐ冷却能力が高い冷却装置を用いなくてはならず、エネルギー効 率がよくない。また、冷媒として液体窒素を使用している場合、低くできる温度に限界 がある。
[0007] 一方、特許文献 1に記載の超電導ケーブルは、フォーマ内に流通させる冷媒として 液体空気を利用することで、冷媒として液体窒素を用いた場合と比較して超電導導 体をより低温に冷却する構成である。しかし、超電導導体を冷却する冷媒として、液 体空気以外の冷媒については検討されていない。また、この文献 1の技術では、中空 のフォーマのみを検討しており、中実のフォーマの場合については検討されていな い。
[0008] そこで、本発明の主目的は、送電電力を増大化したり、超電導材料の使用量を低 減しながら、超電導導体の冷却と電気絶縁とを十分に行うことができる超電導ケープ ルを提供することにある。また、本発明の他の目的は、中実のフォーマを用いていて も、超電導導体の冷却及び電気絶縁を十分に行うことができる超電導ケーブルを提 供することにある。更に、本発明の他の目的は、この超電導ケーブルに用いる冷媒の 温度制御方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、一つの冷媒で超電導導体の冷却及び電気絶縁を行うのではなぐ超電 導導体を冷却するための冷媒と、超電導導体の電気絶縁を行う冷媒とを分けて具え ることで上記目的を達成する。具体的には、本発明は、超電導導体と電気絶縁層と の間に熱伝導率が低い部材を配置し、この部材の内外で、導体冷却用の冷媒と電 気絶縁用の冷媒とを分離する構成である。即ち、本発明は、ケーブルコアが収納され る断熱管を具える超電導ケーブルであり、このケーブルコアは、超電導材料からなる 超電導導体と、前記超電導導体の外周に配置される低熱伝導管と、前記低熱伝導 管の外周に配置される電気絶縁層と、前記電気絶縁層の外周に配置され、超電導 材料からなる外部超電導層とを具える。そして、上記低熱伝導管内には、上記超電 導導体を超電導状態に冷却する導体用冷媒を流通させ、上記断熱管内には、上記 超電導導体の電気絶縁を行う絶縁用冷媒を満たす。特に、導体用冷媒の温度は、 絶縁用冷媒よりも低温とすることが好適である。以下、本発明をより詳しく説明する。
[0010] 本発明超電導ケーブルは、断熱管内にケーブルコアを具える。このケーブルコアは
、超電導導体、低熱伝導管、電気絶縁層、外部超電導層を具えるものとし、コアの外 周面と断熱管の内周面との間に空隙を有するように断熱管内に収納配置する。断熱 管に収納するケーブルコアは、 1条 (単心 (1心))としてもよいし、複数条 (複数心)として もよい。具体的には、例えば、本発明超電導ケーブルを 3相交流送電に用いる場合、 3条のコアを撚り合わせて断熱管に収納するとよぐ単相交流送電に用いる場合、 1条 のコアを断熱管に収納するとよい。本発明超電導ケーブルを直流送電 (単極送電)に 用いる場合、例えば、 1条を断熱管に収納するとよぐ直流送電 (双極送電)に用いる 場合、 2条のコア又は 3条のコアを撚り合わせて断熱管に収納するとよい。このように 本発明超電導ケーブルは、直流送電、交流送電のいずれにも利用することができる [0011] ケーブルコアに具える超電導導体は、超電導材料にて形成する。超電導材料とし ては、例えば、 Bi系酸化物材料、より具体的には、 ΒΪ2223を含有する酸化物材料が 挙げられる。超電導導体は、このような酸化物超電導材料からなる複数本のフィラメ ントが銀シースなどのマトリクス中に配されたテープ状線材をフォーマ上に螺旋状に 卷回して層状に形成することが挙げられる。卷回層は、単層でも多層でもよぐ多層 の場合、層間絶縁層を設けてもよい。層間絶縁層の形成は、クラフト紙などの絶縁紙 や PPLP (住友電気工業株式会社 登録商標)などの半合成絶縁紙を卷回することが 挙げられる。フォーマは、超電導導体の形状維持部材として機能するものであり、銅 やアルミニウムなどの金属材料にて形成した中実体又は中空体が利用できる。中空 体のフォーマとしては、例えば、スパイラル鋼帯や金属管などが挙げられる。金属管 は、表面が平滑なフラット管でもよいし、表面に凹凸を有するコルゲート管としてもよ い。フォーマとしてコルゲート管を用いる場合、可撓性に優れて好ましい。中空体の フォーマを利用する場合、後述する導体用冷媒は、少なくともフォーマ内に充填して 、超電導導体を冷却する。中実体のフォーマとしては、例えば、銅線などの金属線を 複数本撚り合わせた構成が挙げられる。銅線などの金属線は、絶縁被覆されたもの を利用してもよい。コルゲート管や金属線の撚り合わせ構造などのように表面に凹凸 力 Sあるフォーマを利用する場合、超電導材料力もなる線材が卷回しにくいことが考え られる。また、超電導線材及びフォーマの双方が共に金属で形成されていることで、 両者を直接接触させると、超電導線材が損傷するなどの不具合が生じる恐れもある。 このような不具合を回避するべぐフォーマの表面にクラフト紙やカーボン紙などを卷 回して表面を平滑にするクッション層を設けてもよい。
[0012] 上記超電導導体の外周には、低熱伝導管を配置し、低熱伝導管内に超電導導体 を冷却するための導体用冷媒 (後述)を流通させる。また、この低熱伝導管の外部 (断 熱管 (後述)内)に超電導導体の電気絶縁を行うための絶縁用冷媒 (後述)を充填する 。即ち、低熱伝導管は、導体用冷媒と絶縁用冷媒とを区画する部材として機能し、同 管の内外で両冷媒が流通し合うことを防止する。この低熱伝導管は、超電導導体の 直上に超電導導体と接するように設けてもよいし、同管として、その内径が超電導導 体の外径よりも大きなものを利用し、同管の内周面と超電導導体の外周面との間に 隙間を有するように同管内に超電導導体を挿入配置してもよい。超電導導体の直上 に低熱伝導管を形成する場合、フォーマは中空体を用い、フォーマ内に後述する導 体用冷媒を充填して、超電導導体の冷却を行う。この場合、低熱伝導管の内側にお いて導体用冷媒が流通され、同管自体は導体用冷媒と接触しない構成である。上記 低熱伝導管と超電導導体との間に隙間を有するように低熱伝導管を形成する場合、 フォーマは中実体でも中空体でもよぐ中実体の場合、同隙間に導体用冷媒を充填 する、即ち、低熱伝導管内に導体用冷媒を充填する。この場合、低熱伝導管自体が 導体用冷媒と接触する構成である。中空体の場合、フォーマ内及び上記低熱伝導 管と超電導導体との間の隙間の双方に導体用冷媒を充填してもよいし、フォーマ内 のみに導体用冷媒を充填してもよい。後者の場合、上記隙間は、フォーマ内の導体 用冷媒の熱が低熱伝導管の外部にある程度伝わって、絶縁用冷媒を冷却できるよう に、真空度の低い真空状態としてもよいし、導体用冷媒と同程度に冷却した導体用 冷媒と異なる流体を充填してもよ ヽ。
上記低熱伝導管は、熱伝導性が低いものとする。熱伝導性が低いとは、具体的に は、ケーブルコアを収納する断熱管よりも断熱性能が低いものとする。低熱伝導管の 熱伝導性が高過ぎる、即ち、熱が伝わり過ぎる低熱伝導管であると、同管に流通させ る導体用冷媒が絶縁用冷媒よりも低温である場合、導体用冷媒により同管の外側に 存在する絶縁用冷媒が冷却されて固化し、過剰に固化することで絶縁用冷媒の流通 上好ましくない恐れがある。或いは、導体用冷媒が絶縁用冷媒よりも低温の液体の 場合、絶縁用冷媒により導体用冷媒が温められて気化し、導体用冷媒の体積が増加 し過ぎると好ましくない恐れがある。そこで、低熱伝導管の熱伝導性は、導体用冷媒 が過剰に気化したり、絶縁用冷媒が過剰に固化したりすることで、ケーブルの運転に 支障を来たさない程度に高いものとする。本発明ケーブルは、このような熱伝導性を 有する低熱伝導管を具えることで、同管の内側と外側間において、同管の内側から 外側に向力つて温度が比較的緩やかに高くなるような温度勾配を形成することができ る。従って、絶縁用冷媒の熱損失を導体用冷媒により補償することが可能である。即 ち、絶縁用冷媒が侵入熱により温度が上昇しても、導体用冷媒により冷却されること で絶縁用冷媒の温度上昇を低減することができる。 [0014] このような低熱伝導管は、例えば、断熱性能を低くした断熱構造管を利用したり、熱 伝導率が低い材料にて管状に形成することが挙げられる。断熱性能を低くするには、 例えば、低熱伝導管を内管、外管の二重構造とし、両管の間に配置する断熱材の量 を少なくして両管の間を真空引きしたり、断熱材を全く用いないで両管の間を真空引 きしたり、両管の間を低真空度に真空引きしたりすることが挙げられる。熱伝導率が 低い材料としては、例えば、一般に熱伝導率が高いとされる金属よりも熱伝導率が低 ぃ榭脂が挙げられる。具体的な榭脂としては、テフロン (登録商標)などのフッ素榭脂 や FRP (繊維強化プラスチック)などが挙げられる。このような材料を中空の管状 (筒状） に形成し、同管内にフォーマ上に形成された超電導導体を揷通配置してもよいし、 上記榭脂材料を超電導導体の直上に押し出して被覆することで低熱伝導管を形成 してもよい。また、低熱伝導管は、金属管と榭脂管とを複合させた構造としてもよい。
[0015] 低熱伝導管上には、電気絶縁層を設ける。電気絶縁層は、低熱伝導管の直上に P PLP (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こ とが挙げられる。好ましくは、低熱伝導管の直上には、導体電位となる電極部を設け ておく。電極部を設けた場合は、電極部の上に電気絶縁層を設ける。電極部は、銅 などの導電性材料にて形成することが挙げられる。この電気絶縁層の内外周の少な くとも一方、つまり低熱伝導管 (又は電極部)と電気絶縁層との間や、電気絶縁層と外 部超電導層 (後述)との間に半導電層を形成してもよい。前者の内部半導電層、後者 の外部半導電層を形成することで、低熱伝導管と電気絶縁層間、又は電気絶縁層と 外部超電導層間での密着性を高め、部分放電の発生などに伴う劣化を抑制する。半 導電層は、カーボン紙などにて形成することが挙げられる。
[0016] 本発明超電導ケーブルを直流送電に用いる場合、上記電気絶縁層には、その径 方向 (厚さ方向)の直流電界分布が平滑化されるように、電気絶縁層の内周側の抵抗 率が低ぐ外周側の抵抗率が高くなるように pグレーデイングを施してもよい。このよう に pグレーデイングを施して、電気絶縁層の厚さ方向において段階的に抵抗率を異 ならせることで、電気絶縁層の厚さ方向全体の直流電界分布を平滑ィ匕でき、電気絶 縁層の厚みを低減することができる。抵抗率を異ならせる層数は、特に問わないが、 実用的には、 2,3層程度である。特に、これら各層の厚みを均等にすると、直流電界 分布の平滑ィ匕をより効果的に行える。
[0017] グレーデイングを施すには、抵抗率 ( p )の異なる絶縁材料を用いるとよぐ例えば 、クラフト紙といった絶縁紙を利用する場合、クラフト紙の密度を変化させたり、クラフ ト紙にジシアンジアミドを添加するなどにより、抵抗率を変えることができる。絶縁紙と プラスチックフィルムカゝらなる複合紙、例えば PPLP (登録商標)の場合、複合紙全体の 厚み Tに対するプラスチックフィルムの厚み tpの比率 k = (tpZT) X 100を変えたり、絶 縁紙の密度、材質、添加物などを変えることにより、抵抗率を変えることができる。比 率 kの値は、例えば 40%〜90%程度の範囲が好ましい。通常、比率 kが大きいほど抵 抗率 Pが大きくなる。
[0018] 更に、電気絶縁層は、超電導導体の近傍に、他の箇所よりも誘電率が高い高 ε層 を有すると、直流耐電圧特性の向上にカ卩えて、 Imp.耐圧特性も向上させることができ る。なお、誘電率 ε (20°C)は一般的なクラフト紙で 3.2〜4.5程度、比率 kが 40%の複 合紙で 2.8程度、同 60%の複合紙で 2.6程度、同 80%の複合紙で 2.4程度である。特 に、比率 kが高ぐかつ気密度も高めのクラフト紙を用いた複合紙により電気絶縁層を 構成すれば、直流耐電圧と Imp.耐圧の双方に優れて好ま 、。
[0019] 上記 pグレーデイングに加えて、電気絶縁層は、その内周側ほど誘電率 εが高ぐ 外周側ほど誘電率 εが低くなるように構成すると、交流送電にも適したケーブルとな る。この εグレーデイングも電気絶縁層の径方向全域に亘つて形成する。また、上述 のよう〖こ ρグレーデイングを施すことで本発明超電導ケーブルは、直流特性に優れた ケーブルとなり、直流送電に好適に利用することができる。一方、現行の送電線路は 、大半が交流で構成されている。今後、送電方式を交流から直流へ移行することを考 えた場合、直流送電に移行する前に過渡的に本発明ケーブルを用いて交流を送電 するケースが想定される。例えば、送電線路の一部のケーブルを本発明超電導ケー ブルに交換したが残部が交流送電用ケーブルのままであるとか、送電線路の交流送 電用ケーブルを本発明超電導ケーブルに交換したが、ケーブルに接続される送電 機器は交流用のままとなっている場合などである。この場合、本発明ケーブルで過渡 的に交流送電を行い、その後、最終的に直流送電に移行されることになる。そのため 、本発明ケーブルにおいては、直流特性に優れているのみならず、交流特性をも考 慮した設計とすることが好ましい。交流特性をも考慮した場合、内周側ほど誘電率 ε が高ぐ外周側ほど誘電率 εが低い電気絶縁層とすることで、サージなどのインパル ス特性に優れたケーブルを構築することができる。そして、上記過渡期が過ぎて直流 送電が行われることになつた場合には、過渡期に用いていた本発明ケーブルをその まま直流ケーブルとして利用することができる。即ち、 ρグレーデイングにカ卩えて εグ レーディングを施した本発明ケーブルは、直流送電用、交流送電用のそれぞれに好 適に利用できるだけでなぐ交流直流両用のケーブルとして好適に利用することがで きる。
[0020] 通常、上述した PPLP (登録商標)は、比率 kを高くすると高 p低 εとなる。そのため、 電気絶縁層の外周側ほど比率 kの高 ヽ PPLP (登録商標)を用いて電気絶縁層を構成 すれば、外周側ほど高 pになり、同時に外周側ほど低 εにできる。
[0021] 一方、クラフト紙は、一般に気密度を高くすると高 ρ高 εになる。そのため、クラフト 紙だけで外周側ほど高 ρであると共に外周側ほど低 εの電気絶縁層を構成すること は難しい。そこで、クラフト紙を用いる場合は、複合紙と組み合わせて電気絶縁層を 構成することが好適である。例えば電気絶縁層の内周側にクラフト紙層を形成し、そ の外側に PPLP層を形成することで、抵抗率 pはクラフト紙層く PPLP層となり、誘電 率 εはクラフト紙層 > PPLP層となるようにすればよい。
[0022] 上記電気絶縁層 (又は外部半導電層)上には、外部超電導層を設ける。この外部超 電導層は、電磁干渉を防止するべぐ超電導導体に流れる電流とほぼ同じ大きさで 逆向きの電流 (シールド電流)を流すシールド層として機能させる。この外部超電導層 に流れる電流によりつくられる磁界にて、超電導導体に流れる電流によりつくられる 磁界を打ち消し、電磁干渉を回避することができる。また、本発明超電導ケーブルを 直流送電に利用する場合、この外部超電導層を帰路導体 (単極送電)、或いは中性 線層 (双極送電)として利用してもよい。特に、双極送電を行う場合、この外部超電導 層は、正極と負極でアンバランスが生じた際のアンバランス電流を流したり、一方の 極に異常が生じて双極送電から単極送電に変更する際、超電導導体に流れる送電 電流と同等の電流を流す帰路導体に利用できる。このような外部超電導層は、超電 導材料にて形成する。超電導材料は、超電導導体と同様のものを用いて、超電導導 体と同様に超電導線材を卷回して形成してもよい。この外部超電導層上には、電気 絶縁を兼ねた保護層を設けていてもよい。保護層は、外部超電導層の直上にクラフト 紙などを卷回して形成することが挙げられる。
[0023] 上記構成を具えるケーブルコアは、断熱管内に収納配置する。断熱管内に設けら れた空隙、即ち、断熱管の内周面とコアの外周面とで囲まれる空間には、後述する 絶縁用冷媒を充填する。断熱管に満たされた絶縁用冷媒は、保護層、外部超電導 層、電気絶縁層に順に浸漬することで、外部超電導層を冷却して超電導状態を維持 しながら、電気絶縁層と共に超電導導体の電気絶縁を行う。従って、本発明超電導 ケーブルは、電気絶縁層及び絶縁用冷媒により十分な電気絶縁が行われると共に、 本発明ケーブルを交流送電に利用する際、外部超電導層には、超電導導体から誘 導されるシールド電流が十分に流れ、電磁干渉を低減する、或いは回避することが できる。また、本発明ケーブルを直流送電のうち単極送電に利用する際、外部超電 導層を帰路導体とすることで、外部超電導層をシールドとしても機能させることができ 、電磁干渉の低減又は回避を図ることができる。なお、本発明ケーブルを直流送電 のうち双極送電に利用する場合は、正極送電に利用されるコアと、負極送電に利用 されるコアとが同一の断熱管に収納されるというように両コアが近接して配置されるこ とで互いに磁界を打ち消し合うことができるため、ケーブル外部への漏れ磁場がほと んどない。
[0024] 上記断熱管は、同管の外部から同管の内部への侵入熱によって同管の内部に満 たされる絶縁用冷媒の温度の上昇を抑制するべぐ上記低熱伝導管と異なり、断熱 性能が高い構成とする。例えば、断熱管は、外管と内管とからなる二重構造で、両管 の間に断熱材を具えると共に、高い真空度で真空引きした構成が挙げられる。このと き、内管内に絶縁用冷媒を充填する。このような断熱管は、可撓性を有するコルゲー ト管を利用することが好ましい。特に、強度に優れるステンレスなどの金属材料にて 形成されたものが好まし 、。
[0025] 本発明の最も特徴とするところは、超電導導体の冷却用に導体用冷媒を利用し、 超電導導体の電気絶縁用に上記導体用冷媒と異なる絶縁用冷媒を用いることにあ る。導体用冷媒は、超電導導体を超電導状態に維持できる冷却能力を有するもので あればよいが、特に、より低温なものほど超電導導体の超電導状態を良好に保持し てより大きな電力を得ることができる、或いは超電導導体に使用する超電導材料を低 減して同導体のコンパクトィ匕が可能になる。そのため、導体用冷媒は、より低温なもの が好ましぐ特に、絶縁用冷媒よりも低温の冷媒が適する。一方、絶縁用冷媒は、超 電導導体の電気絶縁を行うのに十分な絶縁性能を有すると共に、外部超電導層を 冷却して超電導状態を維持するのに十分な冷却能を有するものを用いる。
[0026] 導体用冷媒は、絶縁用冷媒よりも低温であれば、絶縁用冷媒と同種の冷媒でもよ い。例えば、絶縁用冷媒として電気絶縁強度に優れる液体窒素を用いる場合、絶縁 用冷媒は、沸点近傍の 75〜77K程度の液体窒素を用い、導体用冷媒は、より低温に した液体窒素、例えば、融点近傍の 63〜65Κ程度を用いてもよい。
[0027] 導体用冷媒と絶縁用冷媒とは異種の冷媒でもよぐ例えば、絶縁用冷媒を液体窒 素とし、導体用冷媒として、液体窒素以外のより低温な流体を用いてもよい。このよう なより低温の流体として、例えば、液体へリウムゃ液体水素、液体空気、液体ネオン、 その他、液体窒素よりも低温にした液体酸素、液体窒素よりも低温にしたヘリウムガス 、液体窒素よりも低温にした水素ガス、液体窒素よりも低温にした液体水素と水素ガ スの混合流体が挙げられる。導体用冷媒として、液体を利用する場合、通電による超 電導導体の発熱により液体が気化することが考えられる。冷媒が気化した際、体積膨 張が著しいと、最悪の場合、超電導導体が破壊される恐れがある。そこで、このような 事故を防止するべぐ予め低温にしたガスを利用してもよいし、ガスを混合した流体を 利用してもよい。或いは、上記気化が起こらないような温度に導体用冷媒を保持して おいてもよい。
[0028] 液体水素や水素ガス、或いはこれらの混合流体を導体用冷媒として利用する場合 、本発明超電導ケーブルは、圧縮水素や液体水素を貯留する水素ステーションや液 体水素を製造する水素プラントで用いられている各種電力機器への電力供給に利 用すると、導体用冷媒を同ステーションや同プラントに具える水素貯留タンクから流 用することができて好ましい。これらステーションやプラントでは、貯留する液体水素 を適切な温度に保持するべく冷却装置を具え、温度調整を適宜行っている。そのた め、上記液体水素などを導体用冷媒として利用する本発明超電導ケーブルを用いた 線路を上記水素ステーションや水素プラントに構築した際、導体用冷媒の冷却装置 を別途具えていなくてもよぐこれらステーションなどに具える冷却装置を導体用冷媒 の冷却装置としても利用することができる。或いは、導体用冷媒の温度を微調整する ための温度調整装置を具えるだけで導体用冷媒に用いる水素ガスや液体水素、或 いはこれらの混合流体を所定の温度に維持することができる。従って、この構成を具 える本発明超電導ケーブルは、エネルギー効率をより向上させることができる。
[0029] 上記のように導体用冷媒は、絶縁用冷媒よりも低温であり、絶縁用冷媒をある程度 冷却することができる程度の熱伝導性を有する低熱伝導管 (或いは、低熱伝導管内 に配置されるフォーマ)内に充填される。この構成により、低熱伝導管の外部に存在 する絶縁用冷媒を冷却することができる。即ち、導体用冷媒を絶縁用冷媒の冷却材 として使用することができる。従って、導体用冷媒の温度を調整したり、導体用冷媒の 循環条件を調整したり、低熱伝導管の材料特性や低熱伝導管の断熱性能などにより 低熱伝導管の熱伝導特性を調整することで、絶縁用冷媒の冷却程度を調整して絶 縁用冷媒の温度調節を行い、絶縁用冷媒の温度をほぼ一定に保持することが可能 である。このように絶縁用冷媒の温度調整に、導体用冷媒の温度制御や循環条件、 低熱伝導管の材料特性や断熱性能を利用することで、絶縁用冷媒を所定の温度に 冷却するにあたり、冷却装置を不要、或いは冷却能力が低い冷却装置とすることが できる。また、絶縁用冷媒の温度変化が若干である場合、絶縁用冷媒の流量や温度 の微調整を行える程度の温度調整機構を具えるだけでよい。ここで、超電導ケープ ル線路を構築する場合、線路には冷媒を冷却するための冷凍機や冷媒を圧送させ るためのポンプなどが適宜具えられ、これらの機器により冷媒が適切な温度で循環さ れるように循環路の大きさ (冷却区間)が決められる。上記のように絶縁用冷媒の温度 調節に対し、大掛かりな設備を簡易なものとすることができることで、本発明超電導ケ 一ブルで線路を構築する場合、 1冷却区間長を長尺化すると共に、設備の簡易化を 図ることができる。
[0030] 低熱伝導管の材料の熱伝導率や断熱性能は、使用する導体用冷媒、絶縁用冷媒 により適宜変化させるとよい。熱伝導率は、材料により異ならせることができる他、低 熱伝導管の厚みを変化させることでも異ならせることができる。断熱性能は、上記のよ うに断熱材の使用量や真空度などを変化させることで異ならせることができる。導体 用冷媒の循環条件の調整としては、循環時間や循環量などを調整することが挙げら れる。例えば、導体用冷媒を随時循環させることで、絶縁用冷媒を十分に冷却できる 場合、絶縁用冷媒は、循環させなくてもよいし、循環させてもよい。また、導体用冷媒 を随時循環させることで、絶縁用冷媒が冷却されすぎる場合、導体用冷媒の流量を 少なくするなどして調整したり、随時循環させるのではなく停止と循環とを繰り返すよ うにしてもよい。このとき、絶縁用冷媒は、循環させなくてもよい。なお、導体用冷媒に より絶縁用冷媒を冷却することで、絶縁用冷媒の一部、特に、低熱伝導管に接触し ている箇所では、絶縁用冷媒が固化することが考えられる。本発明では、超電導導 体の電気絶縁に十分な絶縁性能を有し、運転に支障を来たさな!/、程度に絶縁用冷 媒を流通させることが可能であれば、絶縁用冷媒の固化を許容する。
[0031] 更に、導体用冷媒をより低温とすることで臨界電流値を大きくすることができるため 、短絡などの事故時に大電流が超電導導体に流れても、超電導導体が破壊するな どの不具合が生じない、或いは、導体用冷媒の流量を増大して超電導導体を速やか に所定の温度に冷却することができるため、上記不具合を防止することができる。
[0032] このような本発明超電導ケーブルは、各種電力機器や需要家などへの電力供給用 ケーブルとしての利用に適する。特に、上記のように液体水素などの流体プラントや ステーションなどに具えられる各種電力機器の電力供給に本発明ケーブルを利用す る場合、プラント内などの流体を導体用冷媒に利用することができ、ケーブル線路の 構築に際し、導体用冷媒の冷却装置を別途設けなくてもよい。そのため、本発明超 電導ケーブルは、エネルギー効率に優れたケーブル線路を提供できる。
[0033] また、本発明超電導ケーブルは、直流送電、交流送電の!/、ずれにも利用することが できる。 3相交流送電を行う場合、本発明ケーブルは、上記ケーブルコアを 3条撚り合 わせて断熱管に収納した 3心ケーブルとし、各コアの超電導導体をそれぞれ相の送 電に利用し、各コアの外部超電導層をシールド層として利用するとよい。単相交流送 電を行う場合、本発明ケーブルは、上記ケーブルコアを 1条断熱管に収納した単心ケ 一ブルとし、このコアの超電導導体を相の送電に利用し、外部超電導層をシールド 層として利用するとよい。単極直流送電を行う場合、本発明ケーブルは、上記ケープ ルコアを 1条断熱管に収納した単心ケーブルとし、このコアの超電導導体を往路導体 に利用し、外部超電導層を帰路導体として利用するとよい。双極直流送電を行う場 合、本発明ケーブルは、上記ケーブルコアを 2条断熱管に収納した 2心ケーブルとし 、一つのコアの超電導導体を正極送電に利用し、他のコアの超電導導体を負極送電 に利用し、両コアの外部超電導層を中性線層として利用するとよい。
発明の効果
[0034] 上記構成を具える本発明超電導ケーブルは、超電導導体の超電導状態を良好に 維持して、送電電力の増大或いは超電導導体の小径ィヒを図ることができると共に、 電気絶縁を十分に行うことができるという優れた効果を奏する。また、超電導導体を 小径化した場合、本発明超電導ケーブルは、導体用冷媒の流通路を十分に確保す ることができる。更に、導体用冷媒を利用して絶縁用冷媒の温度制御を行うことで、 本発明超電導ケーブルを用いて線路を構築する際、絶縁用冷媒のための冷却装置 を不要としたり、簡単な温度調節機構を具えるだけで絶縁用冷媒を所定の温度に保 持することができる。カロえて、本発明超電導ケーブルを水素プラントや水素ステーショ ンなどにおいて電力供給に利用し、導体用冷媒として液体水素や低温の水素ガスを 利用する場合、導体用冷媒の冷却には、プラントなどに具える設備を利用することが できるため、別途導体用冷媒の冷却装置を不要とすることができる。
[0035] 本発明超電導ケーブルに具えるコアにおいて、 pグレーデイングを施した電気絶縁 層とすることで、電気絶縁層の厚さ方向の全体にわたって直流電界分布を平滑ィ匕し て、直流耐電圧特性を改善し、電気絶縁層の厚みを減少することができる。 グレー デイングに加えて超電導導体の近傍が高 εとなるように電気絶縁層を設けることで、 上述した直流耐電圧特性の向上に加えて、 Imp.耐圧特性も向上できる。特に、電気 絶縁層の内周側ほど高 εとし外周側ほど低 εとすることで、本発明超電導ケーブル は、交流の電気特性にも優れたケーブルとすることができる。そのため、本発明超電 導ケーブルは、直流送電用、交流送電用のそれぞれに好適に利用できるだけでなく 、送電方式を交流と直流の間で変更する過渡期においても好適に利用することがで きる。
図面の簡単な説明 [0036] [図 1]図 1は、本発明超電導ケーブルの概略断面図であり、フォーマが中実体である 例を示す。
[図 2]図 2は、本発明超電導ケーブルに具えるケーブルコアの概略断面図であり、フ ォーマが中空体である例を示す。
[図 3]図 3は、本発明超電導ケーブルに具えるケーブルコアの概略断面図であり、低 熱伝導管を押出にて形成した例を示す。
[図 4]図 4は、本発明超電導ケーブルに具えるケーブルコアの概略断面図であり、低 熱伝導管が二重構造管からなる例を示す。
[図 5]図 5は、三心一括型の三相交流用超電導ケーブルの断面図である。
符号の説明
[0037] 1 超電導導体 2A,2C,2D 低熱伝導管 2d 内管 2d 外管
3A,3B,3C フォーマ 4 電気絶縁層 5 外部超電導層 6 保護層
10,20,30,40 ケーブルコア 11 導体用冷媒 12 絶縁用冷媒 15 断熱管 15a 外管 15b 内管 16 防食層
100 三相交流用超電導ケーブル 101 断熱管 101a 外管 101b 内管
102 ケーブルコア 103 空間 104 防食層
200 フォーマ 201 超電導導体 202 電気絶縁層
203 超電導シールド層 204 保護層
発明を実施するための最良の形態
[0038] 以下、本発明の実施の形態を説明する。
実施例 1
[0039] 図 1は、本発明超電導ケーブルの概略断面図である。以下、図において同一符号 は同一物を示す。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 本発明超電導ケーブルは、断熱管 15内に超電導材料からなる超電導導体 1を具える ケーブルコア 10を収納したものであり、ケーブルコア 10は、超電導導体 1の外周に低 熱伝導管 2Aを具える。そして、低熱伝導管 2A内には、超電導導体 1を超電導状態に 維持するために冷却する導体用冷媒 11が充填され、断熱管 15内には、超電導導体 1 の電気絶縁を行う絶縁用冷媒 12が充填される。即ち、この超電導ケーブルは、低熱 伝導管 2Aの内外に用途の異なる冷媒を具え、この管 2Aにより、両冷媒を区画する構 成である。
[0040] 本例で利用した超電導ケーブルは、断熱管 15に 3条のケーブルコア 10を撚り合わ せて収納させた構成であり、各コア 10は、基本的な構成は図 5に示す従来の超電導 ケーブルと同様であり、超電導導体 1の外周 (超電導導体 1と電気絶縁層 4との間)に 低熱伝導管 2Aを具える点が異なる。具体的には、ケーブルコア 10は、中心から順に フォーマ 3A、超電導導体 1、低熱伝導管 2A、電気絶縁層 4、外部超電導層 5、保護層 6を具える。なお、本例では、 3心としたが、 1心や 2心としてもよい。このことは、以下の 実施例についても同様である。また、図 1では示していないが、低熱伝導管 2Aの直上 に、導体電位となる電極部を設けている。
[0041] 超電導導体 1及び外部超電導層 5は、 Bi2223系酸化物からなる超電導テープ線 (Ag -Mnシース線)にて形成した。超電導導体 1はフォーマ 3A上に、外部超電導層 5は電 気絶縁層 4上にそれぞれ上記超電導テープ線を螺旋状に卷回して構成した。フォー マ 3Aは、銅線を複数本撚り合わせた中実体とした。フォーマ 3Aと超電導導体 1との間 には、絶縁紙によりクッション層 (図示せず)を形成した。電気絶縁層 4は、低熱伝導管 2A上に半合成絶縁紙 (PPLP:住友電気工業株式会社 登録商標)を卷回して構成し た。電気絶縁層 4の内周側 (電極部上)に内部半導電層、同外周側 (外部超電導層 5 下)に外部半導電層を設けてもよい。保護層 6は、外部超電導層 5上にクラフト紙を卷 回して設けた。このようなケーブルコア 10を 3条用意し、熱収縮に必要な収縮代を有 するように弛みを持たせて撚り合わせ、断熱管 15内に収納して 、る。
[0042] 超電導導体 1の外周に配置される低熱伝導管 2Aは、 FRP製管であり、その内径を 超電導導体 1の外径よりも大きくしている。従って、低熱伝導管 2Aの内部にフォーマ 3 A上に設けた超電導導体 1を揷通配置した際、管 2Aの内周面と超電導導体 1の外周 面との間に空隙が設けられる。この低熱伝導管 2A内の空隙に導体用冷媒 11を充填 して、超電導導体 1の冷却を行う。本例では、導体用冷媒 11として、液体水素 (使用温 度約 20K)を用いた。なお、導体用冷媒 11は、絶縁用冷媒 12よりも低温であればよぐ 例えば、 20〜50K程度に冷却した水素ガスや、同水素ガスと液体水素との混合流体 を利用してもよい。そして、この低熱伝導管 2Αは、管 2Αの外部から内部への熱伝導（ 熱侵入)をある程度を許容する熱伝導性を有する。
また、この低熱伝導管 2Aは、導体用冷媒 11と絶縁用冷媒 12とが混合されないように 両冷媒 11, 12を分離する機能を有する。即ち、低熱伝導管 2A内から外部へ、或いは 外部から内部へ冷媒が流入することを防止する。
[0043] ケーブルコア 10の外周に配置される断熱管 15は、 SUS製コルゲート管であり、外管 1 5aと内管 15bとからなる二重管の間に断熱材 (図示せず)を多層に配置し、かつ外管 15 aと内管 15bとの間を高真空度で真空引きした真空多層断熱構成である。従って、上 記低熱伝導管 2Aと異なり、断熱管 15の外部への熱伝導、或いは管 15外部からの熱 伝導を実質的に許容しない。断熱管 15のうち、内管 15b内において管 15bの内周面と 3心のケーブルコア 10の外周面とで囲まれる空間に絶縁用冷媒 12を充填して、超電 導導体 1の電気的絶縁を行うと共に、外部超電導層 5の冷却を行う。本例では、絶縁 用冷媒 12として液体窒素 (使用温度約 77K)を利用した。なお、断熱管 15上に具える 層は、防食層 16である。
[0044] 上記構成を具える本発明超電導ケーブルは、超電導導体の冷却と、超電導導体の 電気的絶縁とに異なる冷媒を用い、特に、超電導導体の冷却用冷媒 (導体用冷媒)は 、絶縁用冷媒よりも低温の冷媒とすることで、超電導導体を形成する超電導材料の量 を同じとする場合、送電電力の増大化を図ることができる。或いは、送電電力を同じと する場合、超電導導体を形成する超電導材料の使用量を低減することができるため 、超電導導体の小径化を図ることができる。また、外部超電導層を形成する超電導材 料の使用量も低減することができる。従って、低熱伝導管内に十分な導体用冷媒を 流通させることができ、超電導導体の超電導状態をより良好に保つことができる。 つ、絶縁用冷媒により超電導導体の電気絶縁を十分に行うことができると共に、外部 超電導層にシールド電流を確実に流すことができ、電磁干渉を防止することができる
[0045] また、本発明超電導ケーブルでは、導体用冷媒を絶縁用冷媒よりも低温とし、低熱 伝導管が同管外部からの熱侵入をある程度許容することで、導体用冷媒により絶縁 用冷媒を冷却することができる。従って、導体用冷媒を絶縁用冷媒の温度調節に利 用することができる。絶縁用冷媒が導体用冷媒により冷却される度合いは、本例の場 合、低熱伝導管の厚みを変化させる他、導体用冷媒を循環させる場合は導体用冷 媒の流量、導体用冷媒の循環時間などにより変化させることができる。例えば、導体 用冷媒の循環と停止とを繰り返し行うことで、絶縁用冷媒の温度調整を行うことができ る。このとき、絶縁用冷媒は、外部超電導層の超電導状態を十分に保持することがで きる温度に維持される場合、循環させなくてもよい。従って、絶縁用冷媒の循環ボン プを不要とすることができるだけでなぐポンプに必要な電力も不要にできる。その他 、導体用冷媒の循環流量が多い循環時間と、循環流量が少ない循環時間とを設け て絶縁用冷媒の温度調整を行ってもよい。このように絶縁用冷媒の冷却に導体用冷 媒を利用することで、絶縁用冷媒の冷却に必要な冷却装置や循環設備などを削減 する、或いは簡易なものとすることができる。また、本発明超電導ケーブルを水素ブラ ントゃ水素ステーションにおける電力供給手段として利用する場合、導体用冷媒とし てプラントなどに貯留される液体水素を流用し、導体用冷媒の冷却装置としてプラン トなどの設備を利用すれば、導体用冷媒のための冷却設備を別途設ける必要がなく 、設備の軽減を図ることができる。なお、導体用冷媒による冷却で絶縁用冷媒の一部 が固化した場合であっても、電気絶縁に必要な電気絶縁強度を有する場合、この絶 縁用冷媒の固化を許容する。
[0046] 更に、本発明超電導ケーブルは、短絡事故などで超電導導体に大電流が流れる 際、導体用冷媒をより低温にしたり、或いは流量を増大したりすることで、超電導導体 を所定の温度に素早く冷却することができ、上記事故による超電導導体の破壊を防 止することができる。これらの効果は、後述する実施例 2〜4の実施例についても同様 である。
[0047] このような本発明超電導ケーブルは、直流送電、交流送電のいずれにも利用するこ とができる。直流送電を行う場合、電気絶縁層 4において内周側の抵抗率が低ぐ外 周側の抵抗率が高くなるように pグレーデイングを施すと、電気絶縁層 4の厚み方向 の直流電界分布を平滑ィ匕することができる。抵抗率は、比率 kが異なる PPLP (登録商 標)を用いることで変化させることができ、比率 kが大きくなると抵抗率が高くなる傾向 にある。また、電気絶縁層 4において超電導導体 1の近傍に高 ε層を設けると、直流 耐電圧特性の向上に加えて、 Imp.耐圧特性も向上させることができる。高 ε層は、例 えば、比率 kが小さい PPLP (登録商標)を用いて形成することが挙げられる。このとき、 高 ε層は、低 P層ともなる。更に、上記 ρグレーデイングに加えて、内周側ほど誘電 率 εが高ぐ外周側ほど誘電率 εが低くなるように電気絶縁層 4を形成すると、交流 特性にも優れる。従って、上記超電導ケーブルを交流送電にも好適に利用すること ができる。例えば、以下のように比率 kが異なる PPLP (登録商標)を用いて、抵抗率及 び誘電率が 3段階に異なるように電気絶縁層を設けることが挙げられる。以下の三層 は、内周側力 順に具えるとよい (Χ,Υは定数)。
低 ρ層:比率 k= 60%、抵抗率 p (20°C) = X Ω - cm,誘電率 ε =Υ
中 ρ層:比率 k= 70%、抵抗率 p (20°C) =約 1.2X Ω - cm,誘電率 ε =約 0.95Υ 高 ρ層:比率 k= 80%、抵抗率 p (20°C) =約 1.4X Ω - cm,誘電率 ε =約 0.9Υ
[0048] 上記超電導ケーブルを用いて単極送電を行う場合、 3心のケーブルコア 10のうち、 2 心のコアを予備心とし、一つのコア 10の超電導導体 1を往路導体、このコア 10の外部 超電導層 5を帰路導体としてもよいし、各コア 10の超電導導体 1を往路導体、このコア 10の外部超電導層 5を帰路導体として、 3回線の単極送電線路を構築してもよい。上 記超電導ケーブルを用いて双極送電を行う場合、 3心のコア 10のうち、 1心のコア 10を 予備心とし、一つのケーブルコア 10の超電導導体 1を正極線路、別のコア 10の超電 導導体 1を負極線路、両コア 10の外部超電導層 5を中性線層とするとよい。また、この 超電導ケーブルは、上記交流送電を行った後、単極送電や双極送電といった直流 送電を行うことも可能である。このように ρグレーデイングや εグレーデイングを施した 絶縁層を具える本発明超電導ケーブルでは、直流交流両用ケーブルとして好適に 利用することができる。これら ρグレーデイング、 εグレーデイングに関する事項は、 後述の実施例 2〜4についても同様である。
実施例 2
[0049] 上記実施例 1では、中実体のフォーマを用いた構成を説明したが中空体のフォー マを用いてもよい。図 2は、本発明超電導ケーブルにおいてケーブルコアの概略断 面図を示す。図 2に示すケーブルコア 20は、フォーマ 3Βが中空体である以外は上記 実施例 1に示すケーブルコア 10と同様の構成であり、コア 20の外周には断熱管や防 食層 (共に図示せず)を具える。本例で用いたフォーマ 3Βは、銅製の管である。そして 、導体用冷媒 11は、このフォーマ 3B内に流通させる。このとき、低熱伝導管 2A内にお いて、管 2Aの内周面と超電導導体 1の外周面とがっくる空隙は、導体用冷媒 11を流 通させてもよいし、低真空度に真空引きしてもよい。低真空度とすることで、低熱伝導 管 2Aの内部に対して管 2A外部力もの熱侵入がある程度許容されるため、導体用冷 媒 11により絶縁用冷媒を冷却することができる。
実施例 3
[0050] 上記実施例 2では、低熱伝導管内において、同管の内周面と超電導導体の外周面 との間に隙間を有する構成としていたが、この隙間がないように、即ち、同管と超電導 導体とが接するように低熱伝導管を設けてもよい。図 3は、本発明超電導ケーブルに おいてケーブルコアの概略断面図を示す。図 3に示すケーブルコア 30は、低熱伝導 管 2Cが超電導導体 1の直上に設けられている以外は上記実施例 2に示すケーブルコ ァ 20とほぼ同様の構成であり、コア 30の外周には断熱管や防食層 (共に図示せず)を 具える。本例では、超電導導体 1上にテフロン (登録商標)を押し出して低熱伝導管 2C を形成している。このように超電導導体 1の直上に低熱伝導管 2Cを形成する場合、実 施例 2のフォーマ 3B (図 2参照)と同様にフォーマ 3Cは、中空体を用い、導体用冷媒 11 は、このフォーマ 3C内に流通させ、超電導導体 1の冷却を行う。また、低熱伝導管 2C は、実施例 1,2と同様にある程度熱伝導性を有する榭脂で形成しているため、フォー マ 3C内の導体用冷媒 11により絶縁用冷媒を冷却することができる。
実施例 4
[0051] 上記実施例 1〜3では、榭脂など力もなる低熱伝導管を利用したが、断熱性能が低 い断熱構造を具える低熱伝導管を利用してもよい。図 4は、本発明超電導ケーブル においてケーブルコアの概略断面図を示す。図 4に示すケーブルコア 40は、低熱伝 導管 2Dが低断熱構造である以外は、上記実施例 1に示すケーブルコア 10と同様の 構成であり、コア 40の外周には断熱管や防食層 (共に図示せず)を具える。本例で用 いた低熱伝導管 2Dは、図 1に示す断熱管 15と同様に、内管 2dと外管 2dとからなる二 重管であり、内管 2d内に流通させる導体用冷媒 11によりコア 40の外周に充填される 絶縁用冷媒 (図 1参照)を冷却できるように低熱伝導管 2Dの外部力もの熱伝導をある 程度許容するべぐ両管 2 と 2dとの間を低真空度で真空引きした断熱性能の低い 構造としている。このように低熱伝導管の熱伝導性は、実施例 1〜3に示すように低熱 伝導管の形成材料自体が有する熱伝導率や同管の厚みなどの調整だけでなぐ本 例に示すように同管の断熱性能を調整することでも調整することができる。なお、本 例では、実施例 1と同様に中実のフォーマを用いた力 実施例 2,3と同様に中空のフ ォーマを利用してももちろんよい。
産業上の利用可能性
本発明超電導ケーブルは、各種の電力機器や需要家への電力供給手段として好 適に利用することができる。特に、導体用冷媒として液体水素や低温の水素ガス、液 体水素と水素ガスの混合流体を利用する場合、水素プラント、水素ステーションとい つた液体水素などを貯留している箇所の電力供給に本発明ケーブルを利用すると、 導体用冷媒を簡単に流用できる他、導体用冷媒の冷却設備などを別途設ける必要 がなぐ経済性に優れる。

Claims

請求の範囲
[1] ケーブルコアが収納される断熱管を具える超電導ケーブルであって、
前記ケーブルコアは、
超電導材料からなる超電導導体と、
前記超電導導体の外周に配置される低熱伝導管と、
前記低熱伝導管の外周に配置される電気絶縁層と、
前記電気絶縁層の外周に配置され、超電導材料からなる外部超電導層とを具え 前記低熱伝導管内で流通されて超電導導体を超電導状態に冷却する導体用冷媒 と、
前記断熱管内に満たされて超電導導体の電気絶縁を行う絶縁用冷媒とを具えるこ とを特徴とする超電導ケーブル。
[2] 導体用冷媒は、絶縁用冷媒よりも低温であることを特徴とする請求項 1に記載の超 電導ケーブル。
[3] 絶縁用冷媒は、液体窒素であり、導体用冷媒は、液体窒素の沸点よりも低温の流 体であることを特徴とする請求項 1に記載の超電導ケーブル。
[4] 導体用冷媒は、液体酸素、液体へリウム、ヘリウムガス、液体水素、水素ガス、液体 空気、液体ネオン、液体水素と水素ガスの混合流体のいずれかであることを特徴とす る請求項 3に記載の超電導ケーブル。
[5] 電気絶縁層は、その径方向の直流電界分布が平滑ィ匕されるように、電気絶縁層の 内周側の抵抗率が低ぐ外周側の抵抗率が高くなるように pグレーデイングが施され ていることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の超電導ケーブル。
[6] 電気絶縁層は、超電導導体の近傍に、他の箇所よりも誘電率が高い高 ε層を有す ることを特徴とする請求項 5に記載の超電導ケーブル。
[7] 電気絶縁層は、その内周側ほど誘電率 εが高ぐ外周側ほど誘電率 εが低く構成 されて ヽることを特徴とする請求項 5に記載の超電導ケーブル。
[8] 請求項 1〜7の！、ずれかに記載される超電導ケーブルの絶縁用冷媒の温度制御方 法であって、 導体用冷媒を利用して絶縁用冷媒の温度を制御することを特徴とする超電導ケー ブルの絶縁用冷媒の温度制御方法。
導体用冷媒により絶縁用冷媒を冷却し、導体用冷媒の流通と停止とを繰り返すこと で、絶縁用冷媒の温度を制御することを特徴とする請求項 8に記載の超電導ケープ ルの絶縁用冷媒の温度制御方法。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215804A (ja) * 2007-02-07 2008-09-18 Taiyo Nippon Sanso Corp 液体窒素の冷却方法
WO2011043376A1 (ja) * 2009-10-07 2011-04-14 国立大学法人九州工業大学 超伝導ケーブル、及び交流送電ケーブル
KR101118747B1 (ko) * 2010-02-08 2012-03-13 한국전기연구원 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블
WO2011142303A1 (ja) 2010-05-10 2011-11-17 古河電気工業株式会社 超電導ケーブル
US8555929B2 (en) 2011-11-28 2013-10-15 Aeroflex Usa Multi-hole insulation tube
JP5922922B2 (ja) * 2011-12-14 2016-05-24 株式会社前川製作所 超電導ケーブル、並びに超電導ケーブルの冷却装置及び冷却方法
DK2634779T3 (en) * 2012-03-01 2017-10-02 Nexans System with a three-phase superconducting electrical transfer element
EP2870609B1 (en) * 2012-07-05 2021-08-25 Green ELMF Cables Ltd. Electric cables having self-protective properties and immunity to magnetic interferences
EP2698794B8 (de) * 2012-08-14 2017-08-30 Nexans Anordnung mit mindestens einem supraleitfähigen Kabel
MX356167B (es) 2013-04-24 2018-05-17 Wireco Worldgroup Inc Cable electromecánico de baja resistencia, de alta potencia.
EP2830160A1 (de) * 2013-07-25 2015-01-28 Nexans Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden von zwei supraleitfähigen Kabeln
CN106301079A (zh) * 2015-05-30 2017-01-04 岳克森 空气能高温超导循环发电系统
DE102016202071A1 (de) * 2016-02-11 2017-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Leiter für eine elektrische Maschine mit erhöhtem Leistungsgewicht und elektrische Komponente für die elektrische Maschine
ES2598171B2 (es) * 2016-04-25 2017-07-07 Universidad Politécnica de Madrid Canalización aislada térmicamente y con extracción de calor, con interior a muy baja temperatura
JP6761829B2 (ja) * 2018-03-19 2020-09-30 公益財団法人鉄道総合技術研究所 超電導ケーブル
CN109140064B (zh) * 2018-07-20 2020-08-11 中国科学院电工研究所 一种低温燃料传导冷却的超导能源管道
CN109166657A (zh) * 2018-09-12 2019-01-08 贵州西南制造产业园有限公司 一种低阻抗电缆
CN109871592B (zh) * 2019-01-25 2023-04-07 南京航空航天大学 一种面向机电产品电缆敷设布局优化的空间离散化模型的建模方法
AU2021383680A1 (en) 2020-11-18 2023-06-08 VEIR, Inc. Conductor systems for suspended or underground transmission lines
KR20230129009A (ko) 2020-11-18 2023-09-05 베어, 인크. 현수형 초전도 전송 선로들
CA3197224A1 (en) 2020-11-18 2022-05-27 Stephen Paul Ashworth Systems and methods for cooling of superconducting power transmission lines
EP4064298A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-28 NKT Cables Group A/S Superconducting power cable

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58147906A (ja) * 1982-02-25 1983-09-02 富士通株式会社 電力ケ−ブル
JPS6460911A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Mitsubishi Electric Corp Conductor
JPH01227309A (ja) * 1988-03-07 1989-09-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 交流用超電導ケーブル
JPH03188602A (ja) * 1989-12-18 1991-08-16 Toshiba Corp 強制冷却超電導マグネット
JPH0536312A (ja) 1991-07-31 1993-02-12 Hitachi Ltd 超電導ケーブル線
JP2001202837A (ja) 2000-01-20 2001-07-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブル

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU439874A1 (ru) 1972-06-09 1974-08-15 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Ан Бел.Сср Сверхпровод щий кабель
JPH01140514A (ja) 1987-11-26 1989-06-01 Hitachi Cable Ltd 電力輸送用超電導ケーブル
US4947007A (en) * 1988-11-08 1990-08-07 General Atomics Superconducting transmission line system
US6448501B1 (en) * 1998-03-30 2002-09-10 Mcintyre Peter M. Armored spring-core superconducting cable and method of construction
CA2295565A1 (en) * 1998-05-22 1999-12-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method and device for cooling superconductor
WO2000039812A1 (en) * 1998-12-24 2000-07-06 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Superconducting cable
JP2003141946A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブル
JP3877057B2 (ja) 2001-12-18 2007-02-07 住友電気工業株式会社 高温超電導ケーブル
CN1230835C (zh) * 2003-03-10 2005-12-07 北京云电英纳超导电缆有限公司 具有双层冷却通道结构的热绝缘超导电缆及其冷却方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58147906A (ja) * 1982-02-25 1983-09-02 富士通株式会社 電力ケ−ブル
JPS6460911A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Mitsubishi Electric Corp Conductor
JPH01227309A (ja) * 1988-03-07 1989-09-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 交流用超電導ケーブル
JPH03188602A (ja) * 1989-12-18 1991-08-16 Toshiba Corp 強制冷却超電導マグネット
JPH0536312A (ja) 1991-07-31 1993-02-12 Hitachi Ltd 超電導ケーブル線
JP2001202837A (ja) 2000-01-20 2001-07-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブル

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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