JP2005033964A - 極低温ケーブルの終端接続部 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 温度傾斜部内の液体冷媒層、冷媒ガス層及び高電圧引出部とを経て極低温から常温に引き出される引出し導体を有する極低温ケーブルの終端接続部において、前記引出し導体には前記温度傾斜部内に位置する部分及び前記高電圧引出部の下部に位置する部分に跨って、その両端に電界制御部材を有する絶縁被覆が施され、かつ少なくとも前記温度傾斜部内に位置する部分における引出し導体と絶縁被覆との間には離型処理が施されていることを特徴とするもの。
【選択図】 図2
Description
この引出し導体は一般的には銅製の導体からなっていて、一端は液体窒素等で冷却され、他端は大気中に引き出されるため、液体窒素の温度、すなわち極低温から常温までの極めて大きな温度傾斜(温度勾配)を有している。
図3は従来の一般的な極低温ケーブルの終端接続部の一例を示す縦断面図である。図3が示すように超電導ケーブル等の導体1が接続部2を介して引出し導体3に接続されている。引出し導体3は液体窒素のごとき液体冷媒層4や、この液体冷媒層4の上部に連なる窒素ガス等からなる冷媒ガス層5とにより構成される温度傾斜部12を通過し、さらにこの温度傾斜部12とフランジ6により仕切られている高電圧引出部13を通った後、外部へと導かれている。
この高電圧引出部13は、主として碍子7と該碍子7の内部に充填された絶縁油やSF6ガス等からなる流体絶縁体8により構成されている。
例えば、液体冷媒層4内に位置する絶縁被覆部分3aの下端部やストレスコーン10の下端部に、液体冷媒が外部からの侵入熱や引出し導体3のジュール熱で気化して、その蒸発ガスが溜まって絶縁強度を低下させるといった問題がある(特許文献1)。
さらには引出し導体3を通じて碍子7内の流体絶縁体8が冷媒ガス層5や液体冷媒層4側に熱を奪われ、固化または液化して絶縁強度が低下する、といった問題も提示されている(特許文献2)。
特許文献2:特開平 8−196032号公報
すなわち、引出し導体3の絶縁被覆部分3aの、例えばエチレンプロピレンゴム製の絶縁被覆が、液体窒素の温度下で機械的強度が低下して割れが生じ、絶縁強度が劣化する、というものである。
その結果、絶縁被覆(樹脂)に過度の応力が負荷され難くなって、樹脂製の絶縁被覆が割れ難くなる。よって信頼性の高い極低温ケーブルの終端接続部を提供することができる。
このように樹脂側に過度の応力がより一層負荷され難くなって、樹脂製の絶縁被覆がより割れ難くなり、信頼性の高い極低温ケーブルの終端接続部を提供することができる。
このようにしてなる請求項3記載の本発明によれば、絶縁被覆用の樹脂としてエポキシ樹脂を使用しているため、より一層冷却下でも割れ難くなる。
よって信頼性の高い極低温ケーブルの終端接続部を提供することができる。
このインターフェース用の導体11は、超電導ケーブルの導体に直接接続される導体であったり、あるいは超電導ケーブルの導体にマルチコンタクトや種々の接続スリーブ等を介して間接的に接続される導体である。
このように絶縁被覆が施されている部分を絶縁被覆部分3aとする。そしてこの絶縁被覆部分3aの上方には、必要により接続部を介して絶縁被覆が施されていない、すなわち裸の銅導体からなる導体外径約Dの導体露出部3bが連なり、その先端は前記上部金具14へと導かれている。
このように引出し導体3は絶縁被覆部分3aと導体露出部3bにより構成されている。
まず引出し導体3の形状について説明する。図2で、紙面に向かって右側が図1における引出し導体3の下端部を示し、紙面の左側が高電圧引出部13へと立ち上がっている上端部を示している。
図2の左側で、高電圧引出部13内に位置する部分の導体3eの外径Dは、図2の右側で前記温度傾斜部12内に位置し、引出し導体3の下端側に相当する部分の導体3fの最下端外径dより大きくなっている。また温度傾斜部12内に位置するこの導体3fの外径は上部に向かってテーパ角度θで細くなっていて、図1のフランジ6の近傍下端にて一度最小外径になった後、今度は逆に拡径され、フランジ6の近傍では導体外径Dになるよう設計されている。
この状態を約10分間保持して引出し導体3側を絶縁被覆(樹脂)より先に冷却し、熱収縮を開始させた。しかる後液体窒素を図1が示すレベルまで注入した。
すなわち、絶縁被覆部分3aが液体冷媒層4や冷媒ガス層5により冷却され、絶縁被覆を構成する樹脂が銅導体からなる引出し導体3と共に収縮した場合、従来のものようにこの絶縁被覆部分3aにおいて、引出し導体3とこれを被覆している絶縁被覆とが密着(接着を含む)していると、本来は互いにその線膨張係数の相違する両者はその収縮量や収縮速度の違いにも係わらず無理に一緒に収縮しようとする。そのため両者に過剰な応力が負荷されることになり、相対的に機械的強度の弱い樹脂、すなわち絶縁被覆が割れたり、クラックが入ったりする。
3a 絶縁被覆部分
3b 導体露出部
4 液体冷媒層
5 冷媒ガス層
6 フランジ
7 碍子
8 流体絶縁体
12 温度傾斜部
13 高電圧引出部
Claims (3)
- 温度傾斜部内の液体冷媒層、冷媒ガス層及び高電圧引出部とを経て極低温から常温に引き出される引出し導体を有する極低温ケーブルの終端接続部において、前記引出し導体には前記温度傾斜部内に位置する部分及び前記高電圧引出部の下部に位置する部分に跨って、その両端に電界制御部材を有する絶縁被覆が施され、かつ少なくとも前記温度傾斜部内に位置する部分における引出し導体と絶縁被覆との間には離型処理が施されていることを特徴とする極低温ケーブルの終端接続部。
- 前記引出し導体は、前記高電圧引出部内に位置する部分の外径が前記温度傾斜部内に位置する部分のそれより大きくなっていて、かつ前記温度傾斜部内に位置する部分の外径は上部に向かってテーパ状に細くなっていることを特徴とする請求項1記載の極低温ケーブルの終端接続部。
- 前記絶縁被覆はエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の極低温ケーブルの終端接続部。
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