WO2006114927A1 - 超電導ケーブルの端末処理方法 - Google Patents

超電導ケーブルの端末処理方法 Download PDF

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WO2006114927A1
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superconducting
layer
cable
strands
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Inventor
Yuuichi Ashibe
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/34—Cable fittings for cryogenic cables
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a terminal processing method for a superconducting cable.
  • the present invention relates to a terminal treatment method for a superconducting cable that can suppress bending of a cable core.
  • the superconducting cable 100 has a configuration in which three cable cores 10 are twisted and housed in a heat insulating tube 20 (for example, Patent Document 1).
  • the cable core 10 includes a former 11, a superconducting conductor layer 12, an insulating layer 13, a superconducting shield layer 14, and a protective layer 15 in order of central force.
  • the former 11 is composed of, for example, a stranded wire obtained by twisting a plurality of strands having an insulating coating.
  • the conductor layer 12 is formed by winding a superconducting wire on a former 11 in a spiral manner in multiple layers.
  • a tape-like one in which a plurality of filaments having oxide superconducting material strength are arranged in a stable metal such as a silver sheath is used as the superconducting wire.
  • the insulating layer 13 is formed by winding insulating paper.
  • the shield layer 14 is formed by spirally winding a superconducting wire similar to the conductor layer 12 on the insulating layer 13. Insulating paper or the like is used for the protective layer 15.
  • the heat insulating pipe 20 has a configuration in which a heat insulating material (not shown) is disposed between the double pipes composed of the inner pipe 21 and the outer pipe 22, and the inside of the double pipe is evacuated. .
  • An anticorrosion layer 23 is formed on the outside of the heat insulating tube 20. Then, the space formed between the inner tube 21 and the core 10 is filled and circulated with a refrigerant such as liquid nitrogen, and the insulating layer 13 is put into a use state in which the refrigerant is impregnated.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202837 (FIG. 1) Disclosure of the invention
  • a stress cone is usually formed by winding a reinforcing insulating tape around the outer periphery of a compression-connected former or the outer periphery of a superconducting conductor layer. At that time, if the former is bent, it is difficult for the tape to follow the outer periphery of the compression sleeve provided on the former, and the winding work is also difficult to perform. Furthermore, if the stress cone is formed without the reinforcing insulating tape being properly along the outer periphery of the compression sleeve, the electrical reliability of the connection may be impaired.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a superconducting cable terminal processing method capable of improving the straightness of a former when forming a connection portion of the superconducting cable.
  • the present invention is a superconducting cable terminal processing method for processing a terminal of a superconducting cable having a former formed by twisting a plurality of insulation-coated strands and a superconducting layer disposed outside the former.
  • the method comprises the following steps.
  • a superconducting cable to which the method of the present invention is applied typically includes a cable core, a heat insulating pipe that houses the cable core, and a force.
  • the basic structure of the cable core is to have a former, an inner superconducting layer, and an insulating layer.
  • the former is mainly disposed inside the inner superconducting layer in order to keep the inner superconducting layer in a predetermined shape.
  • the former has the function of preventing damage to the superconducting layer and increasing the rigidity of the cable core by using it as a flow path when an accidental current flows in the inner superconducting layer.
  • the superconducting cable to which the method of the present invention is applied is a stranded wire former.
  • a specific example is a former in which a plurality of strands having an insulation coating are twisted together.
  • enamel can be suitably used.
  • the material of the strand is preferably a nonmagnetic metal material such as copper'copper alloy or aluminum'aluminum alloy.
  • a wire material thinner than the strand may be twisted around the outer periphery of the former, or a tape material may be wound around the outer side of the former.
  • the inner superconducting layer is typically configured as a superconducting conductor layer.
  • a superconducting conductor layer is formed by spirally winding a superconducting wire in a single layer or multiple layers outside the former.
  • the superconducting wire a tape-like one in which a plurality of filaments made of a 2223 oxide superconducting material are arranged in a stable sheath such as a silver sheath can be cited.
  • the winding direction or pitch of the inner superconducting wire can be changed for each layer or for each of a plurality of layers.
  • an interlayer insulating layer may be provided.
  • the interlayer insulating layer is made of composite paper such as craft paper or PPLP (registered trademark, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.). Huh. Can be provided.
  • the insulating layer is made of an insulating material having an insulation resistance corresponding to the voltage of the inner superconducting layer.
  • At least one of kraft paper, plastic tape, and composite tape of kraft paper and plastic tape can be suitably used.
  • These constituent materials for the insulating layer can be used alone or in combination.
  • the outer superconducting layer is typically configured as a superconducting shield layer in the case of an AC cable, and is configured as an external superconducting conductor layer in the case of a DC cable.
  • the superconducting shield layer is almost the same size as the superconducting conductor layer and induces a reverse current to cancel the magnetic field generated from the superconducting conductor layer and prevent leakage of the magnetic field to the outside.
  • the external superconducting conductor layer can be used, for example, as a return circuit when the superconducting conductor layer is an outbound circuit.
  • the outer superconducting layer may also be formed by spirally winding the outer superconducting wire.
  • the winding of the outer superconducting wire may be a single layer or multiple layers.
  • the winding direction or pitch of the outer superconducting wire is changed for each layer or for each of a plurality of layers.
  • an interlayer insulating layer may be provided.
  • the protective layer has a function of insulating the outer superconducting layer and the heat insulating tube together with mechanical protection of the outer superconducting layer.
  • Insulating paper such as kraft paper and plastic tape can be used as the protective layer material.
  • a semiconductive layer may be formed at least one of the inner and outer circumferences of the insulating layer, that is, between the inner superconducting layer and the insulating layer, or between the insulating layer and the outer superconducting layer. Forming the former inner semiconductive layer and the latter outer semiconductive layer is effective in stabilizing electrical performance.
  • the heat insulating tube may have any structure as long as the heat insulation of the refrigerant can be maintained.
  • positions a heat insulating material between the double tubes of the double structure which consists of an outer tube and an inner tube, and evacuates between an inner tube and an outer tube is mentioned.
  • a super insulation layered with metal foil and plastic mesh is disposed between the inner tube and the outer tube.
  • the inner pipe contains the cable core and is filled with a refrigerant such as liquid nitrogen that cools the superconducting layer.
  • This refrigerant is capable of maintaining the superconducting layer in a superconducting state.
  • the use of liquid nitrogen is considered the most practical refrigerant, but other uses such as liquid helium and liquid hydrogen are also conceivable.
  • the untwisting step is a step of untwisting the strands in the former having a twisted wire structure.
  • the end of the cable core is stripped in advance to expose the former.
  • the strands are untwisted over a range that includes the length to be compressed and connected plus the margin for the insulation coating removal work.
  • the untwisted range and the untwisted range are preferably bound with a nod wire such as stainless steel at the boundary between the untwisted range and the range. This binding can prevent the strands in the untwisting range from being twisted back.
  • the insulation removal step is a step for removing the insulation coating covering the strands.
  • a former having a stranded wire structure is formed by, for example, twisting a plurality of copper strands (insulating strands) coated with enamel insulation. When compressing the former using a connection sleeve such as copper, it is necessary to remove the insulation coating of each strand from the viewpoint of ensuring current capacity.
  • the method of removing this insulation coating is not particularly limited, but (1) a method of removing the insulation coating with a solvent, (2) a method of mechanically removing the insulation coating using a rotary blade, etc. There is.
  • Insulation coating is often removed with a dedicated coating removal tool using a metal.
  • the range in which the insulation coating is removed may be such that the length of the former end exposed by the stripping is compressed by the connecting sleeve has some margin.
  • the untwisting process is a process for unwinding the twisted wires that have been unwound in the untwisting process! If the insulation coating of each strand at the end of the former can be removed in the insulation removal step, the strands are twisted back to the former stranded wire structure former. After performing the retwisting step, it is preferable to bind the outer periphery of the former that has been retwisted using, for example, a binding wire such as stainless steel. This bundling can prevent the end of the former from being scattered. [0027] (Stretching process)
  • the straightening process is a process of correcting the straightness of the former after the reverse twisting process.
  • the ends of the former where the strands of the strands have been unwound in the reverse twisting process are bent mainly due to the wire rods that are formed when the strands are bent in the insulation removal process.
  • the straightness of the end of this former is corrected.
  • the straightening process is performed by compressing the end of the former. At that time, it is preferable to compress isotropically by applying force from the outer periphery of the former end toward the center.
  • the end of the former may be compressed using a compression die.
  • a compression connection using a compression sleeve is used for connection of the former, but a compressor used for compression of the compression sleeve is used for compression in the straightening process. It is desirable. Thus, both compression for correcting the straightness of the former and compression of the compression sleeve can be performed with a single compressor, and the efficiency of the connecting portion forming operation can be improved.
  • the compression die of the compressor it is desirable to use a compression die having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the former.
  • a compression die having such an inner diameter it is possible to correct the linearity by appropriately compressing the former without excessively compressing and damaging the former.
  • the terminal processing method of the present invention can be used for terminal processing of each cable core, not only a single-core cable but also a multi-core cable.
  • a multi-core cable in which a plurality of cable cores are twisted together, if the former is bent, the cable core is bent more significantly by twisting the cable core. It is preferable to apply to a cable having a laminated structure.
  • the terminal processing method of the present invention can be used regardless of whether a DC cable or an AC cable is used.
  • the connection part it can be used not only for the terminal process when forming the intermediate connection part of the superconducting cable but also for the terminal process when forming the terminal connection part.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram of the terminal processing method of the present invention and shows an end portion of a cable core in an untwisting process.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram of the terminal processing method of the present invention, and shows the end of the cable core in the insulation removal step.
  • FIG. 1C is an explanatory diagram of the terminal processing method of the present invention and shows an end portion of a cable core in a reverse twisting process.
  • FIG. 1D is an explanatory diagram of the terminal processing method of the present invention and shows an end portion of a cable core in a straightening process.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a superconducting cable.
  • the superconducting cable 100 includes a twisted three-core cable core 10 and a heat insulating tube 20 that houses the cores 10.
  • Each core 10 includes a former 11, a superconducting conductor layer 12 (inner superconducting layer), an insulating layer 13, a superconducting shield layer 14 (outer superconducting layer), and a protective layer 15 in this order from the center.
  • Bi2223 Ag sheathed tape with a thickness of 0.24mm and a width of 3.8mm was used.
  • This tape wire is a superconducting wire in which a plurality of Bi2223 phase superconducting filaments are arranged in Ag, which is a stable brazing material.
  • the bare superconducting wire is wound in multiple layers on the former to form the superconducting conductor layer 12.
  • An insulating layer 13 is formed outside the superconducting conductor layer.
  • the insulating layer 13 was made of PPLP (registered trademark) laminated with kraft paper and polypropylene tape. This PPLP The ratio of the thickness of the polypropylene tape to the total thickness of the registered trademark is 60%.
  • an external semiconductive layer is interposed between the insulating layer 13 and the superconducting conductor layer 12 between the internal semiconductive layer force insulating layer 13 and the superconducting shield layer 14 described below. Formed
  • the shifted semiconductive layer was also formed by winding carbon paper.
  • a superconducting shield layer 14 was provided outside the insulating layer 13. This superconducting shield layer 14
  • a protective layer 15 made of an insulating material is provided outside the superconducting shield layer 14.
  • the protective layer 15 is formed by winding kraft paper. This protective layer 15
  • the heat insulating pipe 20 is composed of a double pipe including an inner pipe 21 and an outer pipe 22, and a vacuum heat insulating layer is formed between the inner and outer pipes 21 and 22.
  • a so-called super insulation layered with plastic mesh and metal foil is arranged in the vacuum heat insulating layer.
  • a space formed between the inner side of the inner tube 21 and the outer periphery of the core 10 serves as a refrigerant flow path.
  • the anticorrosion layer 23 may be formed on the outer periphery of the heat insulating tube 20 with a polysalt bulb or the like.
  • each layer at the end of each cable core is stripped, and at least the former is exposed for a predetermined length.
  • the strands of the strands at the end of the former 11 are unwound.
  • the stainless steel wire 31 is wound around the boundary portion of the former 11 where the strands are untwisted and unstripped. This bundling of stainless steel wire 31 prevents untwisting range strands from untwisting and untwisting range strands from untwisting. It can be done.
  • the enamel of each strand in the untwisting range is removed.
  • enamel is removed using a dedicated insulation coating removal tool 40 having a rotary blade.
  • the removal range of the insulation coating is a part of the untwisting range, and is set to about the coating length of the copper sleeve described later.
  • the strands of the strands in the untwisting range are returned to their original positions and restored to a twisted wire structure former 11.
  • the stainless steel wire 32 is wound around the outer periphery of the rewound former 11 and bound. This bundling can prevent the untwisted strands from coming apart again.
  • the portion of the former 11 that is roughly hatched is the portion where the insulation coating has been removed.
  • This compressor uses what is used when a copper sleeve is fitted on the outer side of the former 11 which is abutted in a later process, and the copper sleeve is compressed from the outer periphery.
  • This compressor has a pair of die pieces 50 to be opened and closed, and each die piece 50 is formed with a recess having a semicircular cross section. That is, by combining the pair of die pieces 50, a space having a circular cross section can be formed, and the object to be compressed in the space can be compressed.
  • the radius of the recess is substantially the same as the outer diameter of the former 11.
  • the former having improved linearity is compression-connected.
  • the compressor used in the straightening process is used for this compression connection. That is, a copper sleeve is fitted on the outer periphery of the former, and the copper sleeve is compressed from the outer peripheral side with a compression die.
  • a copper sleeve made of JI SH 3250 C1100 tough pitch copper was used. This compression causes the cable core The former can be connected so that no bending occurs.
  • a reinforcing insulating tape is wound around the outer periphery of the connected former to form a stress cone.
  • the stress cone can be formed with good workability by placing the reinforcing insulating tape along the outer periphery of the former.
  • the terminal processing method for a superconducting cable of the present invention can be used when forming an intermediate connection part or a terminal connection part of a superconducting cable used as a power transporting means.

Landscapes

  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Processing Of Terminals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

絶縁被覆された複数の素線を撚り合わせてなるフォーマと、その外側に配される超電導層（超電導導体層）とを有する超電導ケーブルの端末を処理する超電導ケーブルの端末処理方法であって、以下の工程を具え、フォーマの直線度を改善できる。 　(1)フォーマの端部における素線の撚り合わせを解く工程 　(2)この素線の絶縁被覆を除去する工程 　(3)絶縁被覆が除去された素線の撚りを元に戻す工程 　(4)この撚りが戻されたフォーマ端部の直線度を矯正する工程

Description

明 細 書
超電導ケーブルの端末処理方法
技術分野
[0001] 本発明は超電導ケーブルの端末処理方法に関するものである。特に、ケーブルコ ァの曲がりを抑制できる超電導ケーブルの端末処理方法に関するものである。 背景技術
[0002] 超電導ケーブルとして、図 2に記載の超電導ケーブルが提案されている。この超電 導ケーブル 100は、 3条のケーブルコア 10を撚り合せて断熱管 20内に収納した構成で ある (例えば特許文献 1)。
[0003] ケーブルコア 10は、中心力 順にフォーマ 11、超電導導体層 12、絶縁層 13、超電 導シールド層 14、保護層 15を具えている。フォーマ 11は、例えば絶縁被覆を有する 複数の素線を撚り合せた撚り線で構成される。導体層 12は、フォーマ 11上に超電導 線材を多層に螺旋状に卷回して構成される。代表的には、超電導線材には、酸化物 超電導材料力もなる複数本のフィラメントが銀シースなどの安定ィ匕金属中に配された テープ状のものが用いられる。絶縁層 13は絶縁紙を卷回して構成される。シールド層 14は、絶縁層 13上に導体層 12と同様の超電導線材を螺旋状に卷回して構成する。 そして、保護層 15には絶縁紙などが用いられる。
[0004] また、断熱管 20は、内管 21と外管 22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 20の外側には、防食層 23が形成されている。そして、内管 21とコア 10との間に形成される空間に液体窒素な どの冷媒を充填 '循環し、絶縁層 13に冷媒が含浸された状態で使用状態とされる。
[0005] このような超電導ケーブルで中間接続部を形成する際、突き合せたケーブルコアの 端部における各層を段剥ぎし、露出されたフォーマ同士を圧縮スリーブで覆って圧 縮接続する。その際、接続するフォーマは、ー且素線の撚りを解して素線の絶縁被 覆を除去して力 素線の撚り戻しが行なわれ、そのままの状態でフォーマ端部に圧 縮スリーブをはめ込んで圧縮接続が行われる。
[0006] 特許文献 1：特開 2001-202837公報 (図 1) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] しかし、上記のようにフォーマを圧縮接続する従来の端末処理技術では、ケーブル コアに曲がりが生じると 、う問題があった。
[0008] 上記の端末処理技術では、素線の絶縁被覆を除去する際、撚りを解した素線をあ る程度曲げて素線間の間隔を拡げることが行われている。そのため、この曲げが加え られた素線を絶縁被覆除去後に撚り戻しても、フォーマの端部に曲がりが生じたまま になってしまうことがある。この曲がりが生じたフォーマで接続部を形成すると、ケープ ルコア自体に曲がりが生じて接続された状態となる。特に、 3心のケーブルコアが撚り 合わされた超電導ケーブルでは、ケーブルコア自身の撚りも加わるため、ケーブルコ ァの曲がりがー層顕著になる傾向がある。
[0009] また、通常、接続部では圧縮接続されたフォーマの外周や超電導導体層の外周に 補強絶縁テープを巻き付けてストレスコーンを形成することが行われる。その際、フォ 一マに曲がりが生じていると、フォーマの上に設けられる圧縮スリーブの外周にこの テープが沿い難く、巻き付け作業も行いにくい。さらに、補強絶縁テープが圧縮スリ ーブの外周に適切に沿わないままストレスコーンの形成が行われると、接続部の電気 的信頼性が損なわれる場合もある。
[0010] 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その主目的は、超電導ケーブルの 接続部形成時に、フォーマの直線度を改善できる超電導ケーブルの端末処理方法 を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は、絶縁被覆された複数の素線を撚り合わせてなるフォーマと、その外側に 配される超電導層とを有する超電導ケーブルの端末を処理する超電導ケーブルの 端末処理方法であって、以下の工程を具えることを特徴とする。
(1)フォーマの端部における素線の撚り合わせを解く工程
(2)この素線の絶縁被覆を除去する工程
(3)絶縁被覆が除去された素線の撚りを元に戻す工程
(4)この撚りが戻されたフォーマ端部の直線度を矯正する工程 [0012] 撚り線構造のフォーマを持つ超電導ケーブルの端末処理で素線の絶縁被覆除去 を行う際、フォーマの解撚 '復撚に加えてフォーマ端部の直線度を矯正する工程を行 うことで、フォーマ端部の曲げ癖を改善することができる。
[0013] 以下、本発明端末処理方法の適用対象となる超電導ケーブルの構成を先に説明 し、その後に本発明端末処理方法の詳細を説明する。
[0014] (ケーブル構成）
本発明方法が適用される超電導ケーブルは、代表的には、ケーブルコアと、ケープ ルコアを収納する断熱管と力も構成される。そのうち、ケーブルコアは、フォーマ、内 側超電導層、絶縁層を有することを基本構成とする。その他、絶縁層の外側に外側 超電導層を設けたり、外側超電導層の外側に保護層を設けることが好ましい。
[0015] フォーマは、主として内側超電導層を所定形状に保形するために内側超電導層の 内側に配されるものである。その他、フォーマは、内側超電導層に事故電流が流れ た場合に、その分流路として用いることで当該超電導層の損傷を防止したり、ケープ ルコアの剛性を高める機能も有する。本発明方法の適用対象となる超電導ケーブル では、撚り線構造のフォーマとする。その具体例としては、絶縁被覆を有する複数の 素線を撚り合せたフォーマが挙げられる。絶縁被覆としてはエナメルなどが好適に利 用できる。素線の材料としては、銅'銅合金やアルミニウム'アルミニウム合金などの非 磁性の金属材料が好ましい。フォーマの外周面を平滑ィ匕するために、素線よりも細い 線材をフォーマの外周に撚り合わせたり、テープ材をフォーマの外側に巻き付けても 良い。
[0016] 内側超電導層は、代表的には超電導導体層として構成される。例えば、超電導線 材をフォーマの外側に螺旋状に単層または多層に卷回することで超電導導体層を 形成する。超電導線材の具体例としては、 ΒΪ2223系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安定ィ匕材中に配されたテープ状のものが挙げられ る。通常、多層に卷回した内側超電導層の偏流を抑制して交流損失を低減させるた め、各層ごと或いは複数層ごとに内側超電導線材の巻き付け方向または巻き付けピ ツチが変えられる。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)などの複合テー フ。を卷回して設けることが挙げられる。
[0017] 絶縁層は、内側超電導層の電圧に応じた絶縁耐カを有する絶縁材料で構成する。
例えば、クラフト紙、プラスチックテープおよびクラフト紙とプラスチックテープとの複合 テープの少なくとも 1種が好適に利用できる。これらの絶縁層の構成材料は、単独で 或いは組み合わせて利用することができる。
[0018] 外側超電導層は、代表的には、交流ケーブルの場合、超電導シールド層として構 成され、直流ケーブルの場合、外部超電導導体層として構成される。超電導シール ド層は、超電導導体層とほぼ同じ大きさで逆方向の電流が誘導されることで超電導 導体層から生じる磁場を相殺し、外部への磁場の漏洩を防止する。外部超電導導体 層は、例えば超電導導体層を往路電路とした場合の帰路電路として利用することが できる。
[0019] この外側超電導層も、外側超電導線材を螺旋状に卷回して構成すればょ ヽ。外側 超電導線材の卷回も単層でも多層でもよい。通常、多層に卷回した外側超電導層の 偏流を抑制して交流損失を低減させるため、各層ごと或いは複数層ごとに外側超電 導線材の巻き付け方向または巻き付けピッチが変えられる。また、多層とする場合、 層間絶縁層を設けてもよい。
[0020] 保護層は、外側超電導層の機械的保護と共に、外側超電導層と断熱管との絶縁の 機能を有する。保護層の材質としては、クラフト紙などの絶縁紙やプラスチックテープ が利用できる。
[0021] さらに、絶縁層の内外周の少なくとも一方、つまり内側超電導層と絶縁層との間や、 絶縁層と外側超電導層との間に半導電層を形成しても良 ヽ。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、電気性能の安定に有効である。
[0022] 一方、断熱管は、冷媒の断熱が維持できる構造であれば、どのような構造でも構わ ない。例えば、外管と内管とからなる二重構造の二重管の間に断熱材を配置し、内 管と外管との間を真空引きする構成が挙げられる。通常、内管と外管との間には、金 属箔とプラスチックメッシュを積層したスーパーインシュレーションが配置される。内管 内には、上記ケーブルコアが収納されると共に、超電導層を冷却する液体窒素など の冷媒が充填される。 [0023] この冷媒は、超電導層を超電導状態に維持できるものとする。現在、冷媒には液体 窒素の利用が最も実用的と考えられているが、その他、液体ヘリウム、液体水素など の利用も考えられる。
[0024] 謹工程）
解撚工程は、撚り線構造のフォーマにおける素線の撚り合わせを解く工程である。 この解撚工程を行うには、予めケーブルコアの端部を段剥ぎして、フォーマを露出さ せておく。この露出されたフォーマのうち、圧縮接続される長さに絶縁被覆の除去作 業時の裕度を加えた長さを加えた範囲程度にわたって素線の撚り合わせを解く。解 撚範囲と解撚しな 、範囲との境界部には、ステンレスなどのノインド線で結束するこ とが好ましい。この結束により、解撚範囲の素線が撚り戻されることを防止できる。
[0025] (絶縁除去工程）
絶縁除去工程は、素線を覆う絶縁被覆を除去するための工程である。撚り線構造 のフォーマは、例えばエナメルの絶縁被覆を施した銅素線 (絶縁素線)を複数本撚り 合せて構成されて 、る。このフォーマを銅などの接続スリーブを用いて圧縮接続する 際、電流容量を確保する観点力 各素線の絶縁被覆を除去しておく必要がある。こ の絶縁被覆を除去する方法は特に限定されな ヽが、（1)溶剤で絶縁被覆を溶解して 除去する方法や、（2)回転刃を用いて機械的に絶縁被覆を除去する方法などがある。 もっとも、超電導ケーブルに関しては、許容曲げの関係上、絶縁素線を曲げて溶剤 に漬けることが困難なことや、危険物である溶剤の取り扱いが大変であることなどを考 慮して、回転刃を用いた専用の被覆除去冶具により絶縁被覆の除去を行なうことが 多い。絶縁被覆を除去する範囲は、段剥ぎにより露出されたフォーマ端部のうち、接 続スリーブに圧縮される長さに若干の裕度を持たせた程度とすればよい。
[0026] (復撚工程）
復撚工程は、解撚工程で解かれて!/ヽた素線の撚り合わせを元に戻すための工程 である。絶縁除去工程で、フォーマ端部における各素線の絶縁被覆が除去できたら 、その素線を撚り合せて元の撚り線構造のフォーマに戻す。復撚工程を行った後、例 えばステンレスなどのバインド線を用いて復撚したフォーマの外周を結束することが 好ましい。この結束により、フォーマの端部がばらけることを防止できる。 [0027] (伸直工程）
伸直工程は、復撚工程後のフォーマの直線度を矯正する工程である。復撚工程で 素線の撚りが戻されたフォーマの端部は、主として絶縁除去工程で素線を曲げた際 についた線癖により曲がりが生じている。伸直工程では、このフォーマの端部の直線 度の矯正を行なう。代表的には、フォーマ端部を圧縮することで伸直工程を行う。そ の際、フォーマ端部の外周から中心方向に向力つて等方的に圧縮することが好まし い。例えば、圧縮ダイスを用いてフォーマ端部を圧縮すれば良い。
[0028] 通常、超電導ケーブルの接続部において、フォーマの接続には圧縮スリーブを用 いた圧縮接続が利用されるが、上記伸直工程の圧縮に、圧縮スリーブの圧縮で用い る圧縮機を利用することが望ましい。これにより、一つの圧縮機でフォーマの直線度 を矯正するための圧縮と圧縮スリーブの圧縮との双方を行なうことができ、接続部形 成作業の効率ィ匕を図ることができる。
[0029] 特に、その圧縮機の圧縮ダイスは、フォーマの外径と実質的に同じ内径の圧縮ダイ スを用いることが望ましい。このような内径の圧縮ダイスを用いることで、過度にフォー マを圧縮して損傷させることがなぐ且つ適度にフォーマを圧縮して直線度の矯正を 行なうことができる。
[0030] (ケーブルの種類'接続部の種類）
本発明端末処理方法は、単心ケーブルは勿論、多心ケーブルであっても、各ケー ブルコアの端末処理に利用できる。特に、複数のケーブルコアが撚り合わされた多心 ケーブルの場合、フォーマに曲がりがあればケーブルコアの撚りによってケーブル接 続後のケーブルコアの曲がりが一層顕著になるため、本発明方法は多心撚り合わせ 構造のケーブルに適用することが好ましい。また、直流ケーブル '交流ケーブルのい ずれであっても本発明端末処理方法を利用できる。その他、接続部の形態としては、 超電導ケーブルの中間接続部形成時の端末処理は勿論、終端接続部形成時の端 末処理にも利用できる。
発明の効果
[0031] 本発明端末処理方法によれば、次の効果を奏することができる。
[0032] (1)伸直工程において、絶縁被覆が除去されたフォーマ端部の直線度の矯正を行 なうことで、フォーマ端部の曲げ癖を矯正して、ケーブルコアの直線度を保持すること ができる。それに伴い、後工程でケーブル接続部のストレスコーンを作製する場合、 フォーマの外周への補強絶縁紙の巻き付け作業が容易になる。特に、補強絶縁紙を フォーマ上に設けられる圧縮スリーブの外周に適切に沿わせることができるため、接 続部の信頼性を向上することもできる。
[0033] (2)伸直工程におけるフォーマ端部の直線度の矯正を圧縮で行なうことにより、フォ 一マの外周から中心側に向力つて等方的に加圧することができ、フォーマを損傷す ることなく前記直線度を効果的に改善することができる。
[0034] (3)伸直工程におけるフォーマ端部の圧縮を、突き合わせたフォーマを圧縮接続す る際の圧縮機を利用することで、伸直工程のために別途圧縮機を用意する必要がな ぐ効率的な端末処理作業を実現することができる。
[0035] (4)伸直工程におけるフォーマ端部の圧縮を、フォーマの外径と実質的に同じ内径 の圧縮ダイスを用いることで、フォーマ端部を過度に圧縮することなく適切な曲がり矯 正を行なうことができる。
図面の簡単な説明
[0036] [図 1A]図 1Aは、本発明端末処理方法の説明図で、解撚工程のケーブルコア端部を 示す。
[図 1B]図 1Bは、本発明端末処理方法の説明図で、絶縁除去工程のケーブルコア端 部を示す。
[図 1C]図 1Cは、本発明端末処理方法の説明図で、復撚工程のケーブルコア端部を 示す。
[図 1D]図 1Dは、本発明端末処理方法の説明図で、伸直工程のケーブルコア端部を 示す。
[図 2]図 2は、超電導ケーブルの横断面図である。
符号の説明
[0037] 100 超電導ケーブル
10 コア
11 フォーマ 12 超電導導体層 13 絶縁層 14 超電導シールド層 15 保護層
20 断熱管
21 内管 22 外管 23 防食層
31、 32 ステンレス線
40 絶縁被覆除去冶具
50
ダイス片
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。なお、図において同一符号は同一物を示 す。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。まず、超電導ケープ ルの構造を説明し、その後に本発明端末処理方法を説明する。
[0039] [ケーブル構造]
図 2に示すように、超電導ケーブル 100は、撚り合わされた 3心のケーブルコア 10と、 それらコア 10を収納する断熱管 20とから構成される。
[0040] [ケーブルコア]
このコア 10の各々は、中心から順に、フォーマ 11、超電導導体層 12 (内側超電導層 )、絶縁層 13、超電導シールド層 14 (外側超電導層）および保護層 15を有する。
[0041] <フォーマ >
フォーマ 11には、エナメルによる絶縁被覆が施された銅素線を撚り合せたものを用 いた。
[0042] <超電導導体層 >
超電導導体層 12には、厚さ 0.24mm、幅 3.8mmの Bi2223系 Agシーステープ線材を用 いた。このテープ線材は、 Bi2223相の複数本の超電導フィラメントが安定ィ匕材となる A g中に配された超電導線材である。この裸超電導線材をフォーマの上に多層に卷回 して超電導導体層 12を構成する。
[0043] <絶縁層 >
超電導導体層の外側には絶縁層 13が形成される。ここでは、クラフト紙とポリプロピ レンテープとをラミネートした PPLP (登録商標)で絶縁層 13を構成した。この PPLP (登 録商標)の全体の厚みに対するポリプロピレンテープの厚みの比率は 60%である。
[0044] また、図示していないが、この絶縁層 13と超電導導体層 12の間には内部半導電層 力 絶縁層 13と次述する超電導シールド層 14との間には外部半導電層が形成されて
V、る。 、ずれの半導電層もカーボン紙の卷回により形成した。
[0045] <超電導シールド層 >
絶縁層 13の外側には、超電導シールド層 14を設けた。この超電導シールド層 14は
、ケーブル運用時、超電導導体層 12とほぼ同じ大きさで逆方向の電流が誘導される ことで超電導導体層 12から生じる磁場を相殺し、外部への磁場の漏洩を防止する。
[0046] <保護層 >
この超電導シールド層 14の外側には絶縁材料で構成される保護層 15が設けられて いる。ここでは、クラフト紙の卷回により保護層 15を構成している。この保護層 15により
、超電導シールド層 14の機械的保護を図ると共に、断熱管（内管 21)との絶縁をとるこ とがでさる。
[0047] [断熱管]
断熱管 20は内管 21および外管 22を具える 2重管からなり、内外管 21、 22の間に真 空断熱層が構成される。真空断熱層内には、プラスチックメッシュと金属箔を積層し たいわゆるスーパーインシュレーションが配置されている。内管 21の内側とコア 10の 外周との間に形成される空間は冷媒の流路となる。また、必要に応じて、断熱管 20の 外周にポリ塩ィ匕ビュルなどで防食層 23を形成しても良 、。
[0048] [端末処理方法]
<予備工程 >
予め、上記各ケーブルコアの端部における各層を段剥ぎし、少なくともフォーマを 所定長分だけ露出させておく。
[0049] く解撚工程 >
次に、図 1Aに示すように、フォーマ 11の端部における素線の撚り合わせを解く。そ の際、フォーマ 11のうち、素線の撚りが解かれた範囲と解かれていない範囲の境界 部分にステンレス線 31を巻き付けて結束する。このステンレス線 31の結束により、解 撚範囲の素線が撚り戻されず、かつ非解撚範囲の素線の撚りが解かれないようにす ることがでさる。
[0050] <絶縁除去工程 >
次に、図 1Bに示すように、解撚範囲における各素線のエナメルを除去する。ここで は、回転刃を有する専用の絶縁被覆除去冶具 40を用いてエナメルの除去を行なう。 絶縁被覆の除去範囲は、解撚範囲の一部であり、後述する銅スリーブの被覆長程度 としておく。
[0051] <復撚工程 >
次に、図 1Cに示すように、解撚範囲の各素線の撚りを元に戻し、撚り線構造のフォ 一マ 11に復元する。その際、復撚されたフォーマ 11の外周にステンレス線 32を巻き付 けて結束する。この結束により、復撚された素線が再度ばらけないようにすることがで きる。図 1Cにおいて、フォーマ 11のうち粗のハッチングを施している箇所が絶縁被覆 の除去された箇所である。
[0052] <伸直工程 >
次に、図 1Dに示すように、復撚し終えたフォーマ 11の曲がりを、圧縮機を用いて矯 正する。この圧縮機は、後工程で突き合せたフォーマ 11の外側に銅スリーブをはめ 込んで、この銅スリーブを外周から圧縮する際に用いるものを利用する。この圧縮機 は、開閉される一対のダイス片 50を有し、各ダイス片 50には、断面が半円状の凹部が 形成されている。つまり、この一対のダイス片 50を組み合わせることで断面が円形の 空間を形成でき、その空間内の圧縮対象を圧縮することができる。ここでは、この凹 部の半径を実質的にフォーマ 11の外径と同一とした。このような圧縮機を用い、ダイ ス片 50の凹部にフォーマ 11がはめ込まれるように配置し、その状態で一対のダイス片 50を押圧してフォーマ 11を圧縮する。この圧縮により、復撚工程以前に形成されたフ ォーマ 11の曲がりが矯正され、直線度が向上される。
[0053] <後工程 >
そして、図示していないが、直線度を向上させたフォーマを圧縮接続する。この圧 縮接続には、伸直工程で用いた圧縮機を用いる。つまり、フォーマの外周に銅スリー ブをはめ込み、この銅スリーブを外周側から圧縮ダイスで圧縮する。銅スリーブは、 JI S H 3250 C1100タフピッチ銅からなるものを用いた。この圧縮によりケーブルコア に曲がりが生じないようにフォーマを接続することができる。
[0054] その後、接続されたフォーマの外周に補強絶縁テープを卷回して、ストレスコーンを 形成する。この際、伸直工程によりフォーマの曲がりが除去されているため、補強絶 縁テープをフォーマの外周に沿わせて作業性よくストレスコーンを形成できる。
産業上の利用可能性
[0055] 本発明超電導ケーブルの端末処理方法は、電力輸送手段として利用される超電 導ケーブルの中間接続部あるいは終端接続部を形成する際に利用することができる

Claims

請求の範囲
[1] 絶縁被覆された複数の素線を撚り合わせてなるフォーマと、その外側に配される超 電導層とを有する超電導ケーブルの端末を処理する超電導ケーブルの端末処理方 法であって、
前記フォーマの端部における素線の撚り合わせを解く工程と、
この素線の絶縁被覆を除去する工程と、
絶縁被覆が除去された素線の撚りを元に戻す工程と、
この撚りが戻されたフォーマ端部の直線度を矯正する工程とを有することを特徴と する超電導ケーブルの端末処理方法。
[2] フォーマ端部の直線度を矯正する工程は、このフォーマ端部を圧縮することにより 行なうことを特徴とする請求項 1に記載の超電導ケーブルの端末処理方法。
[3] 前記圧縮は、突き合せた一対のフォーマ端部同士を圧縮接続する際に用いる圧縮 機で行うことを特徴とする請求項 2に記載の超電導ケーブルの端末処理方法。
[4] 前記圧縮は、フォーマの外径と実質的に同じ内径の圧縮ダイスを用いて行うことを 特徴とする請求項 2または 3に記載の超電導ケーブルの端末処理方法。
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