JP2020028133A - 導体引出部材、超電導機器の端末構造、及び超電導機器の端末構造の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化に寄与する導体引出部材、超電導機器の端末構造、及び超電導機器の端末構造の製造方法を提供する。【解決手段】超電導機器の超電導導体の端部と常電導機器の導体とを電気的に接続する常電導の導体引出部材であって、前記超電導機器側に開口し、前記超電導導体の端部が接続される有底の接続筒部と、前記常電導機器側に開口する有底の第一筒部とを有する超電導側接続部と、前記超電導側接続部の第一筒部と共に中空空間を形成する有底の第二筒部と、前記常電導機器の導体が接続される端子部とを有する常電導側接続部と、前記第一筒部と前記第二筒部とを直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える導体引出部材。【選択図】図2
Description
本開示は、導体引出部材、超電導機器の端末構造、及び超電導機器の端末構造の製造方法に関する。
超電導機器の一つとして超電導ケーブルがある。特許文献1は、棒状の常電導引出部を介して、超電導ケーブルのケーブルコアに備えられる超電導導体層と、常温で利用される常電導ケーブル等の常電導機器の導体とを接続する端末構造を開示する。この端末構造は、上記棒状の常電導引出部におけるケーブル側の領域を収納する冷媒容器及び真空断熱容器を備える。
超電導ケーブル等といった超電導機器の端末構造に対して、布設現場での工程数が少なく、施工性により優れるものが望まれている。上述のように棒状の常電導引出部を備えると共に、この常電導引出部を収納するための冷媒容器及び真空断熱容器を備える場合には、布設現場で真空断熱容器等を構築する必要が有る。そのため、布設現場での工程数が多く、施工時間の長大化を招く。棒状の常電導引出部では重量が大きくなり易く、取り扱い難いことからも、施工性の低下を招き易い。
また、上述の常電導引出部のための真空断熱容器等を備える場合には、端末構造が大型化し易く、施工スペースの確保を考慮すると小型化が望まれる。特許文献1に記載されるように棒状の常電導引出部を、ケーブルコアとの接続部材及び常電導機器との接続部材という分割部材とし、分割部材同士をボルトによって機械的に締結する場合には、各分割部材に締結代を設ける必要がある。この点からも常電導引出部が大型化し易く、ひいては端末構造が大型化し易い。分割部材が大型化するために、施工スペースも大きく確保する必要がある。
更に、上述のようにボルトによる機械的な締結では、特に大電流用途の場合に接続抵抗に起因して発熱量が多くなり易く、熱損失の増大を招き易い。そのため、より低損失なことも望まれる。
そこで、本開示は、超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化に寄与する導体引出部材を提供することを目的の一つとする。
また、本開示は、施工性に優れる上に小型な超電導機器の端末構造を提供することを他の目的の一つとする。
更に、本開示は、施工時間を短縮できる上に、小型な超電導機器の端末構造を製造できる超電導機器の端末構造の製造方法を提供することを別の目的の一つとする。
本開示の導体引出部材は、
超電導機器の超電導導体の端部と常電導機器の導体とを電気的に接続する常電導の導体引出部材であって、
前記超電導機器側に開口し、前記超電導導体の端部が接続される有底の接続筒部と、前記常電導機器側に開口する有底の第一筒部とを有する超電導側接続部と、
前記超電導側接続部の第一筒部と共に中空空間を形成する有底の第二筒部と、前記常電導機器の導体が接続される端子部とを有する常電導側接続部と、
前記第一筒部と前記第二筒部とを直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える。
超電導機器の超電導導体の端部と常電導機器の導体とを電気的に接続する常電導の導体引出部材であって、
前記超電導機器側に開口し、前記超電導導体の端部が接続される有底の接続筒部と、前記常電導機器側に開口する有底の第一筒部とを有する超電導側接続部と、
前記超電導側接続部の第一筒部と共に中空空間を形成する有底の第二筒部と、前記常電導機器の導体が接続される端子部とを有する常電導側接続部と、
前記第一筒部と前記第二筒部とを直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える。
本開示の超電導機器の端末構造は、
超電導機器の超電導導体の端部と、
上記の本開示の導体引出部材とを備える。
超電導機器の超電導導体の端部と、
上記の本開示の導体引出部材とを備える。
本開示の超電導機器の端末構造の製造方法は、
上記の本開示の導体引出部材を用意する工程と、
前記超電導導体の端部を前記第一筒部に挿入して、前記導体引出部材と前記超電導導体とを電気的に接続する工程とを備える。
上記の本開示の導体引出部材を用意する工程と、
前記超電導導体の端部を前記第一筒部に挿入して、前記導体引出部材と前記超電導導体とを電気的に接続する工程とを備える。
本開示の導体引出部材は、超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化に寄与する。
本開示の超電導機器の端末構造は、施工性に優れる上に小型である。
本開示の超電導機器の端末構造の製造方法は、施工時間を短縮できる上に、小型な超電導機器の端末構造を製造できる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の一態様に係る導体引出部材は、
超電導機器の超電導導体の端部と常電導機器の導体とを電気的に接続する常電導の導体引出部材であって、
前記超電導機器側に開口し、前記超電導導体の端部が接続される有底の接続筒部と、前記常電導機器側に開口する有底の第一筒部とを有する超電導側接続部と、
前記超電導側接続部の第一筒部と共に中空空間を形成する有底の第二筒部と、前記常電導機器の導体が接続される端子部とを有する常電導側接続部と、
前記第一筒部と前記第二筒部とを直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の一態様に係る導体引出部材は、
超電導機器の超電導導体の端部と常電導機器の導体とを電気的に接続する常電導の導体引出部材であって、
前記超電導機器側に開口し、前記超電導導体の端部が接続される有底の接続筒部と、前記常電導機器側に開口する有底の第一筒部とを有する超電導側接続部と、
前記超電導側接続部の第一筒部と共に中空空間を形成する有底の第二筒部と、前記常電導機器の導体が接続される端子部とを有する常電導側接続部と、
前記第一筒部と前記第二筒部とを直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える。
本開示の導体引出部材は、その長手方向の一部に、有底の第一筒部及び有底の第二筒部とハンダ層とによって形成される中空の筒状部分を含む。このような本開示の導体引出部材は、以下に説明するように非真空断熱体を備える構造を利用できるため、超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化に寄与する。
例えば中実の導体で交流送電を行うと、表皮効果によって導体の表面近くに電流が流れるため、実際の断面積に比較して有効断面積が小さい。即ち、中実の導体の中央領域は電流路として有効に活用できないといえる。この点から、所定の有効断面積を有する筒状の導体とすれば、同じ電流量を通電可能な中実の導体と比較して、常温の外部環境からの侵入熱と通電に伴う発熱とのバランスを考慮して冷媒への侵入熱量を抑制しつつ、実際の断面積を小さくできる。上記中空の筒状部分は、上述のように中実の導体と比較して断面積を小さくできるため、本開示の導体引出部材を超電導機器と常電導機器との接続に用いた場合に本開示の導体引出部材から超電導機器側に熱を伝え難く、侵入熱を低減できる。また、筒状部分における通電に伴う発熱も低減できる。このような本開示の導体引出部材には、外部環境からの断熱構造として、非真空断熱体を備える構造を利用できる。例えば本開示の導体引出部材を樹脂等の非真空断熱材料で覆うといった構造は、真空断熱容器を備える場合に比較して簡素であり構築し易い上に、小型にし易い。上記筒状部分の断面積が小さければ、導体引出部材を軽量にできて取り扱い易いことからも、施工性の向上に寄与する。
また、本開示の導体引出部材は、超電導側接続部と常電導側接続部といった複数の分割部材がハンダ層で接合された構成である。この構成からも、以下の理由によって、超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化、更には低損失化に寄与する。設置スペースの低減も期待できる。
(施工性の向上)
(a)中空の筒状部分を含む構成を容易に構築できる。
(b)ハンダ接合を工場等で行えば、高精度に接合できる上に、超電導機器の端末構造における布設現場での工程数も低減できる。
(小型化)
(c)上述の分割部材がボルトで締結される場合に比較して、締結代が不要であり、分割部材を小型にし易い。
(低損失化)
(d)上述の分割部材がボルトで締結される場合に比較して、接続抵抗を小さくし易く、大電流用途である場合でも発熱量を低減し易い。
(施工性の向上)
(a)中空の筒状部分を含む構成を容易に構築できる。
(b)ハンダ接合を工場等で行えば、高精度に接合できる上に、超電導機器の端末構造における布設現場での工程数も低減できる。
(小型化)
(c)上述の分割部材がボルトで締結される場合に比較して、締結代が不要であり、分割部材を小型にし易い。
(低損失化)
(d)上述の分割部材がボルトで締結される場合に比較して、接続抵抗を小さくし易く、大電流用途である場合でも発熱量を低減し易い。
(2)本開示の導体引出部材の一例として、
前記第一筒部と前記第二筒部との間に介在される介在筒部と、
前記第一筒部と前記介在筒部との間、前記第二筒部と前記介在筒部との間をそれぞれ接合する前記ハンダ層とを備える形態が挙げられる。
前記第一筒部と前記第二筒部との間に介在される介在筒部と、
前記第一筒部と前記介在筒部との間、前記第二筒部と前記介在筒部との間をそれぞれ接合する前記ハンダ層とを備える形態が挙げられる。
上記形態は、介在筒部を備えるため、第一筒部や第二筒部を短くして、小型で軽量な分割部材とすることができ、分割部材を取り扱い易い。この点から、上記形態は、施工性の更なる向上に寄与する。
(3)本開示の導体引出部材の一例として、
前記端子部は、平板状であり、
前記端子部の板幅及び板厚が前記第二筒部の外径以下である形態が挙げられる。
前記端子部は、平板状であり、
前記端子部の板幅及び板厚が前記第二筒部の外径以下である形態が挙げられる。
上記形態は、端子部が第二筒部の径方向外方に突出しない。そのため、端末構造の構築過程で、環状の部材等を導体引出部材に容易に挿通できる。この点から、上記形態は、施工性の更なる向上に寄与する。
(4)本開示の一態様に係る超電導機器の端末構造は、
超電導機器の超電導導体の端部と、
上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の導体引出部材とを備える。
超電導機器の超電導導体の端部と、
上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の導体引出部材とを備える。
本開示の超電導機器の端末構造は、上述のようにハンダ層で接合されてなる筒状部分を含むため、非真空断熱構造を利用できる点、軽量化によって導体引出部材を取り扱い易い点、ハンダ接合を工場等で行える点等から施工性に優れる。また、本開示の超電導機器の端末構造は、非真空断熱構造を利用できる点、ボルト締結代を不要にできる点から、小型である。設置スペースの低減も期待できる。更に、本開示の超電導機器の端末構造は、ハンダ層によって接続抵抗を低減できる点から、低損失である。
(5)本開示の超電導機器の端末構造の一例として、
前記超電導機器は、前記超電導導体を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納する断熱管とを備える超電導ケーブルである形態が挙げられる。
前記超電導機器は、前記超電導導体を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納する断熱管とを備える超電導ケーブルである形態が挙げられる。
上記形態の超電導ケーブルの端末構造は、上述のように施工性に優れる上に小型であり、更に低損失である。
(6)本開示の一態様に係る超電導機器の端末構造の製造方法は、
上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の導体引出部材を用意する工程と、
前記超電導導体の端部を前記第一筒部に挿入して、前記導体引出部材と前記超電導導体とを電気的に接続する工程とを備える。
上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の導体引出部材を用意する工程と、
前記超電導導体の端部を前記第一筒部に挿入して、前記導体引出部材と前記超電導導体とを電気的に接続する工程とを備える。
本開示の導体引出部材は、ハンダ接合を工場等で行って、超電導側接続部と常電導側接続部とを一体化させた状態で布設現場に搬送可能である。本開示の超電導機器の端末構造の製造方法は、予め一体化された導体引出部材を用意して、布設現場でこの導体引出部材と超電導導体とを接続することで、上述のように小型な超電導機器の端末構造を構築できる。かつ、本開示の超電導機器の端末構造の製造方法は、布設現場で真空断熱容器等の構築やハンダ接合等が不要であり、布設現場での工程数が少なく、施工時間を短縮できる。
[本開示の実施形態の詳細]
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を意味する。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を意味する。
[実施形態1]
図1〜図4を参照して、実施形態1の導体引出部材2、実施形態1の超電導機器の端末構造1、実施形態の超電導機器の端末構造の製造方法を説明する。ここでは、超電導機器が超電導ケーブル100である場合を説明する。
図1は、超電導機器の端末構造1を超電導ケーブル100の軸方向に平行な平面で切断した縦断面図である。
図2は、図1における導体引出部材2の近傍を拡大して示す部分断面図である。
図1〜図3の各図において、導体引出部材2の常電導側接続部22が配置されている紙面左側を常電導側(常温側)、紙面右側を超電導側(低温側)と呼ぶことがある。
図1〜図4を参照して、実施形態1の導体引出部材2、実施形態1の超電導機器の端末構造1、実施形態の超電導機器の端末構造の製造方法を説明する。ここでは、超電導機器が超電導ケーブル100である場合を説明する。
図1は、超電導機器の端末構造1を超電導ケーブル100の軸方向に平行な平面で切断した縦断面図である。
図2は、図1における導体引出部材2の近傍を拡大して示す部分断面図である。
図1〜図3の各図において、導体引出部材2の常電導側接続部22が配置されている紙面左側を常電導側(常温側)、紙面右側を超電導側(低温側)と呼ぶことがある。
(概要)
実施形態1の導体引出部材2は、超電導ケーブル100の超電導導体(ここでは超電導導体層112)の端部と常電導機器の導体(ここではブスバー200)とを電気的に接続する常電導部材である。特に、実施形態1の導体引出部材2は、複数の分割部材、この例では超電導側接続部21、常電導側接続部22、介在筒部20(図2,図3)を備え、これら分割部材がハンダ層、この例ではハンダ層25,26(図2)で接合されて一体化されてなる中空の筒状部分を導体引出部材2の長手方向の一部に含む。
実施形態1の導体引出部材2は、超電導ケーブル100の超電導導体(ここでは超電導導体層112)の端部と常電導機器の導体(ここではブスバー200)とを電気的に接続する常電導部材である。特に、実施形態1の導体引出部材2は、複数の分割部材、この例では超電導側接続部21、常電導側接続部22、介在筒部20(図2,図3)を備え、これら分割部材がハンダ層、この例ではハンダ層25,26(図2)で接合されて一体化されてなる中空の筒状部分を導体引出部材2の長手方向の一部に含む。
実施形態1の超電導機器の端末構造1は、超電導ケーブル100と、常電導ケーブル等の常電導機器とを電気的に接続する場合に超電導ケーブル100の端部に設けられるものであり、実施形態1の導体引出部材2を備える。この例の端末構造1は、導体引出部材2における中空の筒状部分の外周を覆って、筒状部分及びその近傍と外部環境との間を断熱する非真空断熱体3を備える。
まず、図4を参照して超電導ケーブル100の一例を説明する。
(超電導ケーブル)
超電導ケーブル100は、超電導導体層112を備えるケーブルコア110と、ケーブルコア110を収納する断熱管120とを備える。本例のケーブルコア110は、中心から順にフォーマ111、介在層118、超電導導体層112、電気絶縁層113、外側導電層114、保護層115を同軸状に備える。断熱管120は、内管121と外管122とを有する二重管であり、両管121,122の間が真空引きされている。本例の超電導ケーブル100は、一つのケーブルコア110が一つの断熱管120に収納された単心ケーブルであり、かつ超電導導体層112及び電気絶縁層113の双方が断熱管120に収納されて、冷媒130によって冷却される低温絶縁型のケーブルである。冷媒130は、液体窒素等の液体冷媒が挙げられる。
(超電導ケーブル)
超電導ケーブル100は、超電導導体層112を備えるケーブルコア110と、ケーブルコア110を収納する断熱管120とを備える。本例のケーブルコア110は、中心から順にフォーマ111、介在層118、超電導導体層112、電気絶縁層113、外側導電層114、保護層115を同軸状に備える。断熱管120は、内管121と外管122とを有する二重管であり、両管121,122の間が真空引きされている。本例の超電導ケーブル100は、一つのケーブルコア110が一つの断熱管120に収納された単心ケーブルであり、かつ超電導導体層112及び電気絶縁層113の双方が断熱管120に収納されて、冷媒130によって冷却される低温絶縁型のケーブルである。冷媒130は、液体窒素等の液体冷媒が挙げられる。
〈フォーマ〉
フォーマ111は、超電導導体層112を支持する機能を有する。本例のフォーマ111は中空体であり、その内部空間を冷媒130の流路に利用する。フォーマ111はコルゲート管やベローズ管とすると、可撓性に優れる。フォーマ111の構成材料は、冷媒温度で利用可能であり、薄くても強度に優れるステンレス鋼等の金属が挙げられる。
フォーマ111は、超電導導体層112を支持する機能を有する。本例のフォーマ111は中空体であり、その内部空間を冷媒130の流路に利用する。フォーマ111はコルゲート管やベローズ管とすると、可撓性に優れる。フォーマ111の構成材料は、冷媒温度で利用可能であり、薄くても強度に優れるステンレス鋼等の金属が挙げられる。
〈超電導導体層〉
超電導導体層112は、フォーマ111の外周に複数の超電導線材をヘリカル巻きして形成される1層以上の線材層を備える。超電導線材は、酸化物超電導体を含むテープ状線材、例えばビスマス酸化物系銀シース線材や希土類酸化物系薄膜線材等が挙げられる。線材数や線材層の数は、適宜選択できる。ここでは、超電導導体層112が4層の線材層を積層して備える場合を例示する。線材層間には、絶縁紙等が巻回されてなる層間絶縁層(図示せず)を設けることができる。
超電導導体層112は、フォーマ111の外周に複数の超電導線材をヘリカル巻きして形成される1層以上の線材層を備える。超電導線材は、酸化物超電導体を含むテープ状線材、例えばビスマス酸化物系銀シース線材や希土類酸化物系薄膜線材等が挙げられる。線材数や線材層の数は、適宜選択できる。ここでは、超電導導体層112が4層の線材層を積層して備える場合を例示する。線材層間には、絶縁紙等が巻回されてなる層間絶縁層(図示せず)を設けることができる。
フォーマ111と超電導導体層112との間に、超電導導体層112の機械的保護、コルゲート管の凹凸の平滑化、事故電流の流路等を目的とする介在層118を備えることができる。事故電流の流路に利用する場合には介在層118を常電導材料で構成するとよい。介在層118を省略することもできる。
〈その他の構成〉
超電導導体層112とその外部との電気的絶縁を確保する電気絶縁層113、電界遮蔽や接地に利用される外側導電層114(超電導材料でも常電導材料でもよい)、超電導導体層112等を機械的に保護する保護層115、断熱管120、断熱管120の外周に設けられる防食層124等については公知の構成を利用でき、詳細な説明は省略する。
超電導導体層112とその外部との電気的絶縁を確保する電気絶縁層113、電界遮蔽や接地に利用される外側導電層114(超電導材料でも常電導材料でもよい)、超電導導体層112等を機械的に保護する保護層115、断熱管120、断熱管120の外周に設けられる防食層124等については公知の構成を利用でき、詳細な説明は省略する。
〈端末処理〉
超電導ケーブル100の布設現場等で、超電導ケーブル100と導体引出部材2とを接続する前、ケーブルコア110の端部は、断熱管120から露出されると共に、先端部は段剥ぎされる。ケーブルコア110における断熱管120からの露出箇所では、外側導電層114及び保護層115が除去されて、概ね電気絶縁層113が露出される。上記露出箇所のうち、導体引出部材2が接続される先端側の領域では、フォーマ111、超電導導体層112が順に露出される。
超電導ケーブル100の布設現場等で、超電導ケーブル100と導体引出部材2とを接続する前、ケーブルコア110の端部は、断熱管120から露出されると共に、先端部は段剥ぎされる。ケーブルコア110における断熱管120からの露出箇所では、外側導電層114及び保護層115が除去されて、概ね電気絶縁層113が露出される。上記露出箇所のうち、導体引出部材2が接続される先端側の領域では、フォーマ111、超電導導体層112が順に露出される。
この例では、フォーマ111の先端側の領域における曲がりを矯正する矯正治具140をケーブルコア110の端部に取り付けている(図2)。矯正治具140は、ステンレス鋼等の金属からなる円筒状の部材であり、その一端部にフォーマ111の先端部を固定する固定部(例、コルゲート管の凹凸に螺合する凹凸部等)を備える。ここで、ドラムの巻癖等がついたケーブルコア110を段剥ぎすると、上記巻癖等に起因してフォーマ111の先端側の領域に曲がりが生じることがある。フォーマ111の先端側の領域に矯正治具140の円筒部分を挿入して固定部で固定すると、フォーマ111の先端側の領域は、矯正治具140の外周面に沿うことで、上述の曲がりが矯正されて直進状態に保持される。矯正治具140を省略することもできる。
(導体引出部材)
次に、主に図2,図3を参照して導体引出部材2を説明する。
図3は、超電導側接続部21、介在筒部20、常電導側接続部22をハンダ層25,26(図2)で接合する前の状態を分解して示す。図3は、超電導ケーブル100の軸方向に平行な平面であって、図2に示す(III)−(III)切断線で切断した水平断面図であり、常電導側接続部22については、基部220及びその近傍のみを断面で示す。
次に、主に図2,図3を参照して導体引出部材2を説明する。
図3は、超電導側接続部21、介在筒部20、常電導側接続部22をハンダ層25,26(図2)で接合する前の状態を分解して示す。図3は、超電導ケーブル100の軸方向に平行な平面であって、図2に示す(III)−(III)切断線で切断した水平断面図であり、常電導側接続部22については、基部220及びその近傍のみを断面で示す。
実施形態1の導体引出部材2は、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金といった常電導材料からなる部材であり、超電導導体層112の端部が接続される超電導側接続部21と、常電導機器が接続される常電導側接続部22と、両接続部21,22の一部を直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える。詳しくは、図3に示すように、超電導側接続部21は、超電導機器側に開口し、超電導導体層112の端部が接続される有底の接続筒部211と、常電導機器側に開口する有底の第一筒部212とを有する。常電導側接続部22は、超電導側接続部21の第一筒部212と共に中空空間を形成する有底の第二筒部222と、常電導機器の導体が接続される端子部224とを有する。この例の導体引出部材2は、第一筒部212と第二筒部222との間に介在される介在筒部20と、第一筒部212と介在筒部20との間、第二筒部222と介在筒部20との間をそれぞれ接合するハンダ層25,26(図2)とを備える。両筒部212,222は、介在筒部20及びハンダ層25,26を介して間接接合される。有底の第一筒部212,介在筒部20,有底の第二筒部222及びハンダ層25,26によって、中空の筒状部分を形成する。
〈超電導側接続部〉
超電導側接続部21は、基部210を挟んで両側がそれぞれ開口した一体成形部材である。
超電導側接続部21は、基部210を挟んで両側がそれぞれ開口した一体成形部材である。
《基部》
基部210は、超電導側に配置される接続筒部211と、常電導側に配置される第一筒部212との連結箇所として機能すると共に、両筒部211,212の底部としても機能する。この例の基部210は、所定の外径R0を有する比較的短い円柱状の中実体であるため、機械的強度に優れる。また、この例では、基部210と接続筒部211との間に基部210の径方向外方に突出するフランジ部21fを備える。フランジ部21fの外径Rfは、基部210の外径R0及び接続筒部211の外径R1よりも大きく、この例では導体引出部材2の最大径である。フランジ部21fは、超電導機器の端末構造1の構築工程において、後述の常電導側断熱容器5の一部に当接状態で配置される(図2)と共に、常電導側断熱容器5に対して位置決め部として機能する。
基部210は、超電導側に配置される接続筒部211と、常電導側に配置される第一筒部212との連結箇所として機能すると共に、両筒部211,212の底部としても機能する。この例の基部210は、所定の外径R0を有する比較的短い円柱状の中実体であるため、機械的強度に優れる。また、この例では、基部210と接続筒部211との間に基部210の径方向外方に突出するフランジ部21fを備える。フランジ部21fの外径Rfは、基部210の外径R0及び接続筒部211の外径R1よりも大きく、この例では導体引出部材2の最大径である。フランジ部21fは、超電導機器の端末構造1の構築工程において、後述の常電導側断熱容器5の一部に当接状態で配置される(図2)と共に、常電導側断熱容器5に対して位置決め部として機能する。
基部210の形状等は、接続筒部211内に充填される冷媒130(図2)を接続筒部211内に封止して第一筒部212内に浸入することを防止するように両筒部211,212を仕切ることができれば適宜変更できる。例えば、基部210は、所定の導体断面積を有する範囲で、接続筒部211の内部空間に開口する凹部(図示せず)を備えることが挙げられる。凹部によって基部210の体積を減らせるため、通電に伴う発熱量を少なくでき、低損失化に寄与する。凹部の内部空間を冷媒130の流通空間としてもよいが、銅等の常電導材料よりも熱伝導性に劣る材料、例えば樹脂等からなる成形体(図示せず)を凹部に収納すると、凹部に起因する冷媒130の流れの乱れを防止でき、冷媒130を良好に流通させ易い。
《接続筒部》
接続筒部211には、挿入穴213が設けられている。挿入穴213にはケーブルコア110の先端部(この例ではフォーマ111、介在層118、超電導導体層112、図2)が挿入され、接続筒部211と超電導導体層112とが電気的に接続される。接続筒部211における基部210近くの領域には、その内外に貫通する冷媒孔21cが形成されている。図1〜図3では、円筒状の接続筒部211の直径方向に対向して形成された二つの冷媒孔21cを示す。冷媒孔21cは、挿入穴213に挿入されたフォーマ111の中空中間と、ケーブルコア110の外周に設けられる冷媒槽51の内部空間とに連通する冷媒流路を形成する(図2)。
接続筒部211には、挿入穴213が設けられている。挿入穴213にはケーブルコア110の先端部(この例ではフォーマ111、介在層118、超電導導体層112、図2)が挿入され、接続筒部211と超電導導体層112とが電気的に接続される。接続筒部211における基部210近くの領域には、その内外に貫通する冷媒孔21cが形成されている。図1〜図3では、円筒状の接続筒部211の直径方向に対向して形成された二つの冷媒孔21cを示す。冷媒孔21cは、挿入穴213に挿入されたフォーマ111の中空中間と、ケーブルコア110の外周に設けられる冷媒槽51の内部空間とに連通する冷媒流路を形成する(図2)。
挿入穴213は、段剥ぎされたケーブルコア110の先端形状に対応して、接続筒部211の底部側(常電導側)から開口側(超電導側)に向かって内径が順に大きくなる階段状に形成されている。接続筒部211には、その外周面と階段状の各段の内周面とに貫通し、ハンダやロウ材等の接合材が注入される注入孔21hが設けられている。挿入穴213にケーブルコア110の先端部を挿入した状態で、注入孔21hから上記接合材を注入して、接続筒部211と、超電導導体層112の各線材層や介在層118等とを接合することで、超電導側接続部21と超電導導体層112等とを電気的に接続できる。更に、接続筒部211には、基部210側の領域に、その内外に貫通し、ボルト等の締結部材(図示せず)が挿入される締結孔21pを備える。締結部材の先端は、矯正治具140(図2)に設けられた溝に嵌め込まれることで、矯正治具140を導体引出部材2に引き留める。この引留めにより、ケーブルコア110と導体引出部材2とを強固に機械的に固定できる。
《第一筒部》
第一筒部212は、導体引出部材2の中空空間の形成箇所として機能する。この例の第一筒部212は、その開口側(常電導側)に後述する介在筒部20が挿入配置されるため(図2)、開口側の領域の内径が介在筒部20の外径よりも若干大きい(0.5mm〜2mm程度)。また、この例の第一筒部212は、開口側の領域の内径が底部側(超電導側)の領域の内径よりも大きい段差形状とし、段差部分の端面214から開口側に突出する突部215を備える。第一筒部212に介在筒部20を挿入すると、介在筒部20の一端面(ここでは超電導側の端面)が段差部分の端面214に当接すると共に、突部215が介在筒部20の開口部近傍内に挿入して、第一筒部212の内周壁と環状の突部215とで介在筒部20の全周を挟むように保持する(図2)。このような段差部分の端面214及び突部215は、超電導側接続部21に対する介在筒部20の位置決め部として機能する。位置決め部を備えることで、ハンダ層25を寸法精度よく形成できる。なお、第一筒部212をその全長に亘って一様な内径を有するものとすることもできる。
第一筒部212は、導体引出部材2の中空空間の形成箇所として機能する。この例の第一筒部212は、その開口側(常電導側)に後述する介在筒部20が挿入配置されるため(図2)、開口側の領域の内径が介在筒部20の外径よりも若干大きい(0.5mm〜2mm程度)。また、この例の第一筒部212は、開口側の領域の内径が底部側(超電導側)の領域の内径よりも大きい段差形状とし、段差部分の端面214から開口側に突出する突部215を備える。第一筒部212に介在筒部20を挿入すると、介在筒部20の一端面(ここでは超電導側の端面)が段差部分の端面214に当接すると共に、突部215が介在筒部20の開口部近傍内に挿入して、第一筒部212の内周壁と環状の突部215とで介在筒部20の全周を挟むように保持する(図2)。このような段差部分の端面214及び突部215は、超電導側接続部21に対する介在筒部20の位置決め部として機能する。位置決め部を備えることで、ハンダ層25を寸法精度よく形成できる。なお、第一筒部212をその全長に亘って一様な内径を有するものとすることもできる。
この例では、第一筒部212の外形も段差形状であり、開口側の領域の外径R12は、基部210側(底部側)の外径R13よりも大きく、第一筒部212の最大外径である。また、この例では、第一筒部212の最大外径R12と、基部210の外径R0と、接続筒部211の外径R1とを実質的に等しくしているが適宜変更できる。
(常電導側接続部)
常電導側接続部22は、基部220を挟んで一端側のみ開口する一体成形部材であり、一端側に第二筒部222を有し、他端側に端子部224を有する。
常電導側接続部22は、基部220を挟んで一端側のみ開口する一体成形部材であり、一端側に第二筒部222を有し、他端側に端子部224を有する。
《基部》
基部220は、第二筒部222と端子部224との連結箇所として機能すると共に、第二筒部222の底部としても機能する。この例の基部220は、所定の外径R2を有する円板状の中実体であるため、機械的強度に優れ、端子部224を支持できる。基部220の形状等は、第二筒部222等が形成する上述の筒状部分内に後述する流体冷媒等を充填する場合に上記流体を筒状部分内に封止して、端子部224側に漏出することを防止するように第二筒部222と端子部224を仕切ることができれば適宜変更できる。
基部220は、第二筒部222と端子部224との連結箇所として機能すると共に、第二筒部222の底部としても機能する。この例の基部220は、所定の外径R2を有する円板状の中実体であるため、機械的強度に優れ、端子部224を支持できる。基部220の形状等は、第二筒部222等が形成する上述の筒状部分内に後述する流体冷媒等を充填する場合に上記流体を筒状部分内に封止して、端子部224側に漏出することを防止するように第二筒部222と端子部224を仕切ることができれば適宜変更できる。
《第二筒部》
第二筒部222は、上述の超電導側接続部21の第一筒部212と共に、導体引出部材2の中空空間の形成箇所として機能する。この例の第二筒部222は、その全長に亘って一様な内径を有する。また、第二筒部222には介在筒部20が挿入配置されるため(図2)、上記内径が介在筒部20の外径よりも若干大きい(0.5mm〜2mm程度)。第二筒部222に介在筒部20を挿入すると、介在筒部20の他端面(ここでは常電導側の端面)が基部220の内端面に当接する(図2)。この接触により、常電導側接続部22に対して介在筒部20を位置決めできる。なお、第二筒部222を、上述の第一筒部212と同様に段差形状とすることもできる。
第二筒部222は、上述の超電導側接続部21の第一筒部212と共に、導体引出部材2の中空空間の形成箇所として機能する。この例の第二筒部222は、その全長に亘って一様な内径を有する。また、第二筒部222には介在筒部20が挿入配置されるため(図2)、上記内径が介在筒部20の外径よりも若干大きい(0.5mm〜2mm程度)。第二筒部222に介在筒部20を挿入すると、介在筒部20の他端面(ここでは常電導側の端面)が基部220の内端面に当接する(図2)。この接触により、常電導側接続部22に対して介在筒部20を位置決めできる。なお、第二筒部222を、上述の第一筒部212と同様に段差形状とすることもできる。
この例では、第二筒部222の外径R22と基部220の外径R2とを実質的に等しくしているが適宜変更できる。
《端子部》
端子部224は、基部220の常電導側の端面から、超電導側とは反対側に向かって延設される中実体であり、常電導機器の導体(ここではブスバー200、図1)に接続される金具として機能する。この例の端子部224は、図3に示すように平面視で長方形の平板状であり、ブスバー200を固定するボルト200b(図1)が挿通される複数の取付孔22hが設けられている。端子部224とブスバー200とを重ね合せた状態で、端子部224の取付孔22hとブスバー200の取付孔(図示せず)とにボルト200bを挿通して、ナット(図示せず)で締め付けることで、常電導側接続部22と常電導機器とを電気的に接続できる。この常電導側接続部22と上述の超電導側接続部21とを備える導体引出部材2を介して、超電導機器と常電導機器とを電気的に接続できる。
端子部224は、基部220の常電導側の端面から、超電導側とは反対側に向かって延設される中実体であり、常電導機器の導体(ここではブスバー200、図1)に接続される金具として機能する。この例の端子部224は、図3に示すように平面視で長方形の平板状であり、ブスバー200を固定するボルト200b(図1)が挿通される複数の取付孔22hが設けられている。端子部224とブスバー200とを重ね合せた状態で、端子部224の取付孔22hとブスバー200の取付孔(図示せず)とにボルト200bを挿通して、ナット(図示せず)で締め付けることで、常電導側接続部22と常電導機器とを電気的に接続できる。この常電導側接続部22と上述の超電導側接続部21とを備える導体引出部材2を介して、超電導機器と常電導機器とを電気的に接続できる。
この例の端子部224は、その板幅W(図3)及び板厚t(図2)が常電導側接続部22の第二筒部222の外径R22以下、及び基部220の外径R2以下である。図2,図3では、端子部224の板幅Wと第二筒部222の外径R22及び基部220の外径R2とが実質的に等しく、板厚tが外径R22,R2よりも小さい場合を示す。端子部224がこのような特定の大きさであることで、第二筒部222の外周、この例では更に基部220の外周からも実質的に突出しない。そのため、超電導機器の端末構造1の構築過程で、環状の部材(例、絶縁筒4、常電導側断熱容器5、碍管7、上部シールド金具9、非真空断熱体3のケース30や蓋31、図1)等を導体引出部材2に容易に挿通できる。板幅W、板厚t、及び端子部224の長さは所定の導体断面積を有する範囲で適宜選択できる。
(介在筒部)
介在筒部20は、第一筒部212及び第二筒部222と共に、導体引出部材2の中空空間の形成箇所として機能する。長手方向の一部に中空の筒状部分を有する導体引出部材2は、同じ有効断面積を有する中実体の導体と比較して、実際の断面積を小さくできるため、常電導側から超電導側への熱侵入量の低減に寄与する。上記筒状部分における通電に伴う発熱量も低減し易い。本例の介在筒部20は、その内径及び外径が一様な円筒部材であるが、形状、大きさ等は、所定の導体断面積を有する範囲で適宜変更できる。
介在筒部20は、第一筒部212及び第二筒部222と共に、導体引出部材2の中空空間の形成箇所として機能する。長手方向の一部に中空の筒状部分を有する導体引出部材2は、同じ有効断面積を有する中実体の導体と比較して、実際の断面積を小さくできるため、常電導側から超電導側への熱侵入量の低減に寄与する。上記筒状部分における通電に伴う発熱量も低減し易い。本例の介在筒部20は、その内径及び外径が一様な円筒部材であるが、形状、大きさ等は、所定の導体断面積を有する範囲で適宜変更できる。
この例の介在筒部20は、その内外に貫通する貫通孔20hが設けられている。貫通孔20hは、ハンダ層25,26の形成時の加熱によって、第一筒部212、第二筒部222及び介在筒部20が形成する筒状部分内の空気が熱膨張した際に、上記空気を筒状部分外に逃がすことに機能する。また、この例の超電導機器の端末構造1は、後述するように上記筒状部分内に樹脂部32(図2)が充填された構成とする。そのため、貫通孔20hは、流動状態の樹脂の充填口としても機能する。貫通孔20hの形状、大きさ、個数等は筒状部分の充填物等に応じて適宜選択できる。上述の脱気目的であれば、貫通孔20hは、ある程度小さくてよく、また一つでもよい。本例のように充填口に利用する場合には、貫通孔20hを複数備えると、更に各貫通孔20hが介在筒部20の周方向に均等配置されると、上記樹脂の充填性を高め易い。
(ハンダ層)
第一筒部212,第二筒部222と介在筒部20との間にそれぞれハンダ層25,26を備える。第一筒部212,第二筒部222と介在筒部20とを組み合わせると、各筒部212,222における開口側の領域の内周面と、介在筒部20における各開口側の領域の外周面との間に若干の隙間が設けられる。この隙間に溶融状態のハンダを充填して固化することで、ハンダ層25,26を形成できる。ハンダ層25,26の形成によって、超電導側接続部21、介在筒部20、常電導側接続部22という三つの部材が一体化されると共に、電気的及び機械的に接続された導体引出部材2とすることができる。ハンダは、公知の組成のものを適宜利用できる。
第一筒部212,第二筒部222と介在筒部20との間にそれぞれハンダ層25,26を備える。第一筒部212,第二筒部222と介在筒部20とを組み合わせると、各筒部212,222における開口側の領域の内周面と、介在筒部20における各開口側の領域の外周面との間に若干の隙間が設けられる。この隙間に溶融状態のハンダを充填して固化することで、ハンダ層25,26を形成できる。ハンダ層25,26の形成によって、超電導側接続部21、介在筒部20、常電導側接続部22という三つの部材が一体化されると共に、電気的及び機械的に接続された導体引出部材2とすることができる。ハンダは、公知の組成のものを適宜利用できる。
(筒状部分)
本例の導体引出部材2は、上述のように第一筒部212,第二筒部222と介在筒部20とハンダ層25,26とから形成される中空の筒状部分を備える。筒状部分の中空空間内には、種々のものを充填できる。充填材は、例えば、気体、気体と液体との混合体、液体、固体(本例)等が挙げられる。
本例の導体引出部材2は、上述のように第一筒部212,第二筒部222と介在筒部20とハンダ層25,26とから形成される中空の筒状部分を備える。筒状部分の中空空間内には、種々のものを充填できる。充填材は、例えば、気体、気体と液体との混合体、液体、固体(本例)等が挙げられる。
例えば気体を空気とすれば、液体の充填や循環機構の構築、固体の充填作業等が布設現場で不要である点で施工性の向上に寄与する。空気以外の気体を充填した後、筒状部分を封止することもできる。例えば混合体や液体を、導体引出部材2を冷却可能な冷媒とすれば、超電導側への侵入熱量を低減し易い点で低損失化に寄与する。特に液体冷媒よりも高い温度の気液混合体を利用すれば、液体冷媒に比較して冷却に必要なエネルギーを低減し易い。充填材が固体であれば、筒状部分を気密や液密にする必要が無く構築し易い点で施工性の向上に寄与する。また、充填材が固体であれば、液体冷媒等の流体冷媒を使用する場合に必要な冷却器や循環機構等も不要である。筒状部分内への固体等の充填作業は布設現場にて行う。
(超電導機器の端末構造)
次に、主に図1,図2を参照して、実施形態1の超電導機器の端末構造1を説明する。
実施形態1の超電導機器の端末構造1は、超電導ケーブル100の超電導導体層112の端部と、実施形態1の導体引出部材2とを備える。この例の端末構造1は、絶縁筒4と、真空冷媒槽(後述の常電導側断熱容器5、超電導側断熱容器6)と、碍管7と、碍管7の常電導側に設けられる上部シールド金具9とを備える。更に、この例の超電導機器の端末構造1は、導体引出部材2の一部の外周、特に上述した中空の筒状部分の外周を覆う非真空断熱体3を備える。超電導ケーブル100の端末処理、絶縁筒4、真空冷媒槽、碍管7、上部シールド金具9等は公知の手法や構成を参照できる。
以下、図1に例示する構成を簡単に説明し、その後に非真空断熱体3を詳細に説明する。なお、図1,図2では、常電導側を上側、超電導側を下側と呼ぶことがある。
次に、主に図1,図2を参照して、実施形態1の超電導機器の端末構造1を説明する。
実施形態1の超電導機器の端末構造1は、超電導ケーブル100の超電導導体層112の端部と、実施形態1の導体引出部材2とを備える。この例の端末構造1は、絶縁筒4と、真空冷媒槽(後述の常電導側断熱容器5、超電導側断熱容器6)と、碍管7と、碍管7の常電導側に設けられる上部シールド金具9とを備える。更に、この例の超電導機器の端末構造1は、導体引出部材2の一部の外周、特に上述した中空の筒状部分の外周を覆う非真空断熱体3を備える。超電導ケーブル100の端末処理、絶縁筒4、真空冷媒槽、碍管7、上部シールド金具9等は公知の手法や構成を参照できる。
以下、図1に例示する構成を簡単に説明し、その後に非真空断熱体3を詳細に説明する。なお、図1,図2では、常電導側を上側、超電導側を下側と呼ぶことがある。
〈超電導ケーブル〉
超電導ケーブル100に備えられるケーブルコア110において断熱管120からの露出箇所のうち、先端側の領域は導体引出部材2との電気的接続箇所である(図2)。上記露出箇所のうち、電気絶縁層113における断熱管120の開口部近くの領域の外周には、補強絶縁層8及び常電導材料等の導電材料からなる遮蔽部80が設けられている。遮蔽部80は、補強絶縁層8の外周の一部に設けられて、ケーブルコア110の外側導電層114(図4)に接続される。また、この例では、断熱管120の開口部近傍に、外管122に接続される中間真空槽が設けられている。中間真空槽には、真空ポート100pが接続されており、内管121と中間真空槽との間は真空引きされている。
超電導ケーブル100に備えられるケーブルコア110において断熱管120からの露出箇所のうち、先端側の領域は導体引出部材2との電気的接続箇所である(図2)。上記露出箇所のうち、電気絶縁層113における断熱管120の開口部近くの領域の外周には、補強絶縁層8及び常電導材料等の導電材料からなる遮蔽部80が設けられている。遮蔽部80は、補強絶縁層8の外周の一部に設けられて、ケーブルコア110の外側導電層114(図4)に接続される。また、この例では、断熱管120の開口部近傍に、外管122に接続される中間真空槽が設けられている。中間真空槽には、真空ポート100pが接続されており、内管121と中間真空槽との間は真空引きされている。
〈絶縁筒〉
上述のケーブルコア110の露出箇所のうち、先端部近くから補強絶縁層8の形成箇所までの領域の外周に絶縁筒4が設けられている。絶縁筒4は、ケーブルコア110と外部との間の電気的絶縁を行うと共に、電界緩和を行う(特許文献1のブッシング20参照)。絶縁筒4は、その全長に亘って一様な内径及び外径を有しておらず、内周形状と外周形状とが異なる。絶縁筒4の内径については、常電導側の領域は一様な大きさであり、超電導側の領域はその開口部に向かうに従って大きくなる。外径については、絶縁筒4における長手方向の中間の領域は一様な大きさであり、一端側の領域は常電導側に向かうに従って小さくなり、他端側の領域は超電導側に向かうに従って小さくなる。この例の絶縁筒4は、碍管7の底板部71に固定される固定部40を備えて、碍管7に対して位置決めされる。
上述のケーブルコア110の露出箇所のうち、先端部近くから補強絶縁層8の形成箇所までの領域の外周に絶縁筒4が設けられている。絶縁筒4は、ケーブルコア110と外部との間の電気的絶縁を行うと共に、電界緩和を行う(特許文献1のブッシング20参照)。絶縁筒4は、その全長に亘って一様な内径及び外径を有しておらず、内周形状と外周形状とが異なる。絶縁筒4の内径については、常電導側の領域は一様な大きさであり、超電導側の領域はその開口部に向かうに従って大きくなる。外径については、絶縁筒4における長手方向の中間の領域は一様な大きさであり、一端側の領域は常電導側に向かうに従って小さくなり、他端側の領域は超電導側に向かうに従って小さくなる。この例の絶縁筒4は、碍管7の底板部71に固定される固定部40を備えて、碍管7に対して位置決めされる。
〈超電導側断熱容器〉
超電導側断熱容器6は、断熱管120の開口部近くから碍管7の底板部71に亘って設けられて、この間に存在するケーブルコア110の露出箇所の一部と、絶縁筒4における超電導側の領域とを覆う。超電導側断熱容器6は、断熱管120の内管121に接続される冷媒槽61と、上述の中間真空槽及び冷媒槽61の外周を覆い、外管122に接続される真空槽62とを備える。真空槽62には真空ポート60pが接続されており、両槽61,62の間は真空引きされている。冷媒槽61は、補強絶縁層8の近くで仕切られており、常電導側の領域に冷媒130の導入管63が設けられ、超電導側の領域に冷媒130の排出管64が設けられている。上述の仕切りによって、導入管63から供給された冷媒130と、排出管64から排出する冷媒130との混合を防止する。但し、ケーブルコア110の電気絶縁層113等にはその全長に亘って冷媒130が含浸される。
超電導側断熱容器6は、断熱管120の開口部近くから碍管7の底板部71に亘って設けられて、この間に存在するケーブルコア110の露出箇所の一部と、絶縁筒4における超電導側の領域とを覆う。超電導側断熱容器6は、断熱管120の内管121に接続される冷媒槽61と、上述の中間真空槽及び冷媒槽61の外周を覆い、外管122に接続される真空槽62とを備える。真空槽62には真空ポート60pが接続されており、両槽61,62の間は真空引きされている。冷媒槽61は、補強絶縁層8の近くで仕切られており、常電導側の領域に冷媒130の導入管63が設けられ、超電導側の領域に冷媒130の排出管64が設けられている。上述の仕切りによって、導入管63から供給された冷媒130と、排出管64から排出する冷媒130との混合を防止する。但し、ケーブルコア110の電気絶縁層113等にはその全長に亘って冷媒130が含浸される。
その他、超電導側断熱容器6は応力緩和構造(図示せず)を備えることが挙げられる。応力緩和構造は、例えば冷媒槽61や真空槽62の軸方向の一部をベローズ構造とすることが挙げられる。
〈常電導側断熱容器〉
常電導側断熱容器5は、絶縁筒4から碍管7内を経て常温側に延びるように設けられ、この間に存在するケーブルコア110の露出箇所、特に先端側の領域と、導体引出部材2の超電導側接続部21の一部とを覆う(図2)。常電導側断熱容器5は、絶縁筒4の内側に絶縁筒4に一体に設けられた冷媒槽51及び冷媒槽51の外周を覆う真空槽52を備える。真空槽52には真空ポート50pが接続されており、両槽51,52の間は真空引きされている。この例では、常電導側断熱容器5の真空槽52と、超電導側断熱容器6の真空槽62とが絶縁筒4を介してケーブルコア110の長手方向に重複して設けられており、断熱性に優れる。
常電導側断熱容器5は、絶縁筒4から碍管7内を経て常温側に延びるように設けられ、この間に存在するケーブルコア110の露出箇所、特に先端側の領域と、導体引出部材2の超電導側接続部21の一部とを覆う(図2)。常電導側断熱容器5は、絶縁筒4の内側に絶縁筒4に一体に設けられた冷媒槽51及び冷媒槽51の外周を覆う真空槽52を備える。真空槽52には真空ポート50pが接続されており、両槽51,52の間は真空引きされている。この例では、常電導側断熱容器5の真空槽52と、超電導側断熱容器6の真空槽62とが絶縁筒4を介してケーブルコア110の長手方向に重複して設けられており、断熱性に優れる。
この例では、冷媒槽51に、導体引出部材2のフランジ部21fが冷媒槽51の内壁に当接された状態で接続される。そのため、常電導側断熱容器5は、導体引出部材2と同様に高電位である。一方、上述の超電導側断熱容器6は、真空槽62が接地電位である外管122に接続されることで接地電位である。高電位の常電導側断熱容器5と接地電位の超電導側断熱容器6との間は絶縁筒4によって電気的に絶縁される。冷媒槽51は、導体引出部材2が当接された状態で封止される(図2)。
常電導側断熱容器5の導体引出部材2側の端部は碍管7から突出する。真空槽52は、碍管7の上板部72を貫通した状態で上板部72に固定される。
〈碍管〉
碍管7は、絶縁筒4における常電導側の領域と、ケーブルコア110の先端側の領域とを収納し、絶縁筒4内の超電導導体層112と外部との電気的絶縁に利用される。本例の碍管7は、碍子連を有する筒状の本体部70と、本体部70の超電導側に設けられる環状の底板部71と、本体部70の常電導側に設けられる環状の上板部72とを備える。上述のように底板部71には絶縁筒4の固定部40が固定され、上板部72には常電導側断熱容器5が固定される。本体部70、底板部71、及び上板部72で囲まれる密閉空間(碍管7の内部空間)には、絶縁油やSF6等の絶縁流体(図示せず)が充填される。
碍管7は、絶縁筒4における常電導側の領域と、ケーブルコア110の先端側の領域とを収納し、絶縁筒4内の超電導導体層112と外部との電気的絶縁に利用される。本例の碍管7は、碍子連を有する筒状の本体部70と、本体部70の超電導側に設けられる環状の底板部71と、本体部70の常電導側に設けられる環状の上板部72とを備える。上述のように底板部71には絶縁筒4の固定部40が固定され、上板部72には常電導側断熱容器5が固定される。本体部70、底板部71、及び上板部72で囲まれる密閉空間(碍管7の内部空間)には、絶縁油やSF6等の絶縁流体(図示せず)が充填される。
〈冷媒流路〉
この例の超電導ケーブル100は、ケーブルコア110のフォーマ111の内部空間を往路とし、断熱管120の内管121の内部空間を復路とする冷媒流路を備える。この例の超電導機器の端末構造1は、上述のように内管121に接続される冷媒槽61と、冷媒槽61の常電導側の内部空間に連通する内部空間を有する冷媒槽51とを備えることで、超電導ケーブル100の冷媒流路に連続する冷媒流路を構築する。この例では、導入管63から導入された冷媒130は、超電導側断熱容器6の冷媒槽61(常電導側)から常電導側断熱容器5の冷媒槽51を経て、導体引出部材2の超電導側接続部21の接続筒部211に至り、冷媒孔21cからフォーマ111内に導入される。超電導ケーブル100の適宜な位置(図示せず)でフォーマ111から出た冷媒130は、断熱管120の内管121内から冷媒槽61(超電導側)を経て、排出管64から排出される。排出された冷媒130は、冷凍機(図示せず)によって冷却されて、導入管63に再び送られる。なお、上述の往路、復路は逆にすることもできる。
この例の超電導ケーブル100は、ケーブルコア110のフォーマ111の内部空間を往路とし、断熱管120の内管121の内部空間を復路とする冷媒流路を備える。この例の超電導機器の端末構造1は、上述のように内管121に接続される冷媒槽61と、冷媒槽61の常電導側の内部空間に連通する内部空間を有する冷媒槽51とを備えることで、超電導ケーブル100の冷媒流路に連続する冷媒流路を構築する。この例では、導入管63から導入された冷媒130は、超電導側断熱容器6の冷媒槽61(常電導側)から常電導側断熱容器5の冷媒槽51を経て、導体引出部材2の超電導側接続部21の接続筒部211に至り、冷媒孔21cからフォーマ111内に導入される。超電導ケーブル100の適宜な位置(図示せず)でフォーマ111から出た冷媒130は、断熱管120の内管121内から冷媒槽61(超電導側)を経て、排出管64から排出される。排出された冷媒130は、冷凍機(図示せず)によって冷却されて、導入管63に再び送られる。なお、上述の往路、復路は逆にすることもできる。
〈非真空断熱体〉
本例の非真空断熱体3は、導体引出部材2における上述の筒状部分の径方向外方を覆う。導体引出部材2の筒状部分は、上述のように中実の導体と比較して熱を伝え難いため、導体引出部材2において冷媒130に直接接触しない箇所に対する断熱構造として、非真空断熱構造を利用できる。非真空断熱構造は、真空断熱構造に比較して、単純な構造とし易く、容易に構築し易い上に、小型にし易い。従って、非真空断熱体3を備える超電導機器の端末構造1は、小型にできる上に、施工性にも優れる。
本例の非真空断熱体3は、導体引出部材2における上述の筒状部分の径方向外方を覆う。導体引出部材2の筒状部分は、上述のように中実の導体と比較して熱を伝え難いため、導体引出部材2において冷媒130に直接接触しない箇所に対する断熱構造として、非真空断熱構造を利用できる。非真空断熱構造は、真空断熱構造に比較して、単純な構造とし易く、容易に構築し易い上に、小型にし易い。従って、非真空断熱体3を備える超電導機器の端末構造1は、小型にできる上に、施工性にも優れる。
本例の非真空断熱体3は、図2に示すように上述の筒状部分の径方向外方を囲む筒状のケース30と、ケース30の常電導側の開口部を塞ぐ蓋31と、ケース30内に充填される樹脂部32とを備える。ケース30における超電導側の開口部は碍管7の上板部72によって塞がれる。ケース30には、その内外に貫通する充填口30hが設けられている。蓋31には、導体引出部材2の常電導側接続部22の基部220が挿通状態で配置される貫通孔31hが設けられている。ケース30及び蓋31の構成材料は、金属や樹脂等が挙げられる。この例の蓋31には真空槽52の真空ポート50pが挿通される貫通孔が設けられている。真空ポート50pの先端は、蓋31から突出される。
樹脂部32の構成樹脂には、ケース30内への充填時に流動性を有し、充填後に固化可能なものが適宜利用でき、例えば、ウレタン等が挙げられる。流動状態の樹脂は、ケース30内に容易に導入できる上に、ケース30内を隙間無く覆うことができるので、外部環境から導体引出部材2(特に筒状部分)への熱の伝達を効果的に抑制できる。その結果、導体引出部材2から超電導ケーブル100への熱侵入を低減できる。また、流動状態の樹脂は、介在筒部20の貫通孔20hから筒状部分内に容易に導入できる。筒状部分内に樹脂部32のような固体物を充填することで、筒状部分内の残存空気を低減して又は実質的に無くして、残存空気の液化等による不具合を防止できる。
[超電導機器の端末構造の製造方法]
実施形態1の超電導機器の端末構造1は、例えば、実施形態1の導体引出部材2を用意する工程と、超電導導体層112の端部を接続筒部211に挿入して、導体引出部材2と超電導導体層112とを電気的に接続する工程とを備える実施形態の超電導機器の製造方法によって製造することが挙げられる。工場等で、超電導側接続部21、常電導側接続部22、介在筒部20を作製し、これらをハンダ接合することで、導体引出部材2を容易に製造できる。上述の三つの部材が一体化されてなる実施形態1の導体引出部材2を超電導ケーブル100の布設現場に搬送すれば、布設現場での施工工程を低減でき、施工時間の短縮を図ることができる。
実施形態1の超電導機器の端末構造1は、例えば、実施形態1の導体引出部材2を用意する工程と、超電導導体層112の端部を接続筒部211に挿入して、導体引出部材2と超電導導体層112とを電気的に接続する工程とを備える実施形態の超電導機器の製造方法によって製造することが挙げられる。工場等で、超電導側接続部21、常電導側接続部22、介在筒部20を作製し、これらをハンダ接合することで、導体引出部材2を容易に製造できる。上述の三つの部材が一体化されてなる実施形態1の導体引出部材2を超電導ケーブル100の布設現場に搬送すれば、布設現場での施工工程を低減でき、施工時間の短縮を図ることができる。
実施形態1の超電導機器の端末構造1を製造するには、実施形態1の導体引出部材2を用いること、及び非真空断熱体3を形成することを除いて、公知の製造方法を参照できる。以下、上述のように工場等で一体化した導体引出部材2を用いて、超電導機器の端末構造1を製造する方法の一例を簡単に説明する。この製造方法では、例えば、以下の各工程を備えることが挙げられる。以下の工程順序は一例であり、工程内容によっては順序を適宜変更できる。
(ケーブルコアの端末処理工程)
超電導ケーブル100の布設現場において、上述のように超電導ケーブル100の断熱管120から、所定の長さのケーブルコア110を露出させて、先端部の段剥ぎ、補強絶縁層8及び遮蔽部80の形成等を行う。ここでは、ケーブルコア110の先端側の領域に矯正治具140を取り付ける。
超電導ケーブル100の布設現場において、上述のように超電導ケーブル100の断熱管120から、所定の長さのケーブルコア110を露出させて、先端部の段剥ぎ、補強絶縁層8及び遮蔽部80の形成等を行う。ここでは、ケーブルコア110の先端側の領域に矯正治具140を取り付ける。
(導体引出部材の接続工程)
上述のケーブルコア110の端部と導体引出部材2とを接続する。ケーブルコア110の端部を導体引出部材2の接続筒部211の挿入穴213に挿入して、各注入孔21h(図3)からハンダ等の接合材を流し込む。この接合材を介して、導体引出部材2と超電導導体層112とを電気的に接続することができる。ここでは、導体引出部材2と矯正治具140とを固定してから、接合材を流し込む。矯正治具140の固定によって、ケーブルコア110の端部を導体引出部材2の適切な位置に配置された状態で両者を電気的に接続できる。
上述のケーブルコア110の端部と導体引出部材2とを接続する。ケーブルコア110の端部を導体引出部材2の接続筒部211の挿入穴213に挿入して、各注入孔21h(図3)からハンダ等の接合材を流し込む。この接合材を介して、導体引出部材2と超電導導体層112とを電気的に接続することができる。ここでは、導体引出部材2と矯正治具140とを固定してから、接合材を流し込む。矯正治具140の固定によって、ケーブルコア110の端部を導体引出部材2の適切な位置に配置された状態で両者を電気的に接続できる。
(常電導側断熱容器の形成工程)
本例では、工場等で、絶縁筒4の内側に常電導側断熱容器5を一体化した部材を作製しておく。この一体化部材を、導体引出部材2側からケーブルコア110の外側に配置する。冷媒槽51の内径は、その先端側の領域を除いて、導体引出部材2の最大径(フランジ部21fの外径Rf)よりも大きいため、上記一体化部材を導体引出部材2に容易に挿通できる。フランジ部21fが冷媒槽51における先端側の領域の内壁に当接されることで、上記一体化部材をケーブルコア110に対して適切な位置に位置決めできる。この例では、上述の一体化部材と共に底板部71もケーブルコア110の外周に配置する。絶縁筒4の固定部40を底板部71に固定する。
本例では、工場等で、絶縁筒4の内側に常電導側断熱容器5を一体化した部材を作製しておく。この一体化部材を、導体引出部材2側からケーブルコア110の外側に配置する。冷媒槽51の内径は、その先端側の領域を除いて、導体引出部材2の最大径(フランジ部21fの外径Rf)よりも大きいため、上記一体化部材を導体引出部材2に容易に挿通できる。フランジ部21fが冷媒槽51における先端側の領域の内壁に当接されることで、上記一体化部材をケーブルコア110に対して適切な位置に位置決めできる。この例では、上述の一体化部材と共に底板部71もケーブルコア110の外周に配置する。絶縁筒4の固定部40を底板部71に固定する。
(超電導側断熱容器の形成工程)
ケーブルコア110の外周のうち、超電導側の領域に超電導側断熱容器6を設ける。ここでは、断熱管120の内管121と冷媒槽61、断熱管120の外管122と中間真空槽及び真空槽62をそれぞれ溶接等で接合する。本例の冷媒槽61及び真空槽62は、その長手方向に分割される複数の分割部材からなるものとし、各槽61,62における常電導側の領域の形成箇所は底板部71に接続させておき、ケーブルコア110の外周に配置する。両槽61,62における超電導側の領域と常電導側の領域とは適宜な時期に接続できる。なお、各槽61,62は、その周方向に分割される複数の分割部材からなるものとすると、組立易い。
ケーブルコア110の外周のうち、超電導側の領域に超電導側断熱容器6を設ける。ここでは、断熱管120の内管121と冷媒槽61、断熱管120の外管122と中間真空槽及び真空槽62をそれぞれ溶接等で接合する。本例の冷媒槽61及び真空槽62は、その長手方向に分割される複数の分割部材からなるものとし、各槽61,62における常電導側の領域の形成箇所は底板部71に接続させておき、ケーブルコア110の外周に配置する。両槽61,62における超電導側の領域と常電導側の領域とは適宜な時期に接続できる。なお、各槽61,62は、その周方向に分割される複数の分割部材からなるものとすると、組立易い。
(碍管の配置工程)
絶縁筒4の常電導側の領域及びケーブルコア110の先端側の領域を覆うように碍管7を被せる。本例では、本体部70及び上板部72を、導体引出部材2側から常電導側断熱容器5の外側に配置する。本体部70の内径、上板部72の内径は、導体引出部材2の最大外径Rf及び真空槽52の外径よりも大きい。そのため、碍管7を導体引出部材2や真空槽52に容易に挿通できる。その後、本体部70,底板部71,上板部72を接続する。常電導側断熱容器5の端部及び導体引出部材2における接続筒部211以外の箇所は上板部72から突出している(図2)。碍管7内への絶縁流体の導入は適宜な時期に行える。
絶縁筒4の常電導側の領域及びケーブルコア110の先端側の領域を覆うように碍管7を被せる。本例では、本体部70及び上板部72を、導体引出部材2側から常電導側断熱容器5の外側に配置する。本体部70の内径、上板部72の内径は、導体引出部材2の最大外径Rf及び真空槽52の外径よりも大きい。そのため、碍管7を導体引出部材2や真空槽52に容易に挿通できる。その後、本体部70,底板部71,上板部72を接続する。常電導側断熱容器5の端部及び導体引出部材2における接続筒部211以外の箇所は上板部72から突出している(図2)。碍管7内への絶縁流体の導入は適宜な時期に行える。
(真空引き工程)
真空ポート50p,60p,100pを利用して、真空槽52,62,中間真空槽の真空引きを行う。断熱管120の真空引きは、予め工場等で行うことが挙げられる。真空槽52,62の真空引きは、真空槽52,62の形成後、適宜な時期に行える。真空ポート50p,60p,100pを利用すれば、布設現場や布設後でも真空状態を調整できる。
真空ポート50p,60p,100pを利用して、真空槽52,62,中間真空槽の真空引きを行う。断熱管120の真空引きは、予め工場等で行うことが挙げられる。真空槽52,62の真空引きは、真空槽52,62の形成後、適宜な時期に行える。真空ポート50p,60p,100pを利用すれば、布設現場や布設後でも真空状態を調整できる。
(非真空断熱体の形成工程)
図2に示すように、両端が開口した筒状のケース30を、導体引出部材2の先端側から中空の筒状部分の外側に配置し、ケース30を上板部72に固定する。ケース30の内径は、上記筒状部分の外径よりも大きく、ケース30を筒状部分の外側に容易に配置できる。次に、蓋31を導体引出部材2の先端側から嵌めて、ケース30の常温側の開口部を塞ぐ。蓋31の貫通孔31hの内径は、基部220の外径R2よりも大きく、蓋31を容易に配置できる。次に、ケース30の充填口30hから流動状態の樹脂を充填して固化し、樹脂部32を形成する。ケース30内に充填された流動状態の樹脂は、介在筒部20の貫通孔20hを経て、筒状部分内にも充填される。樹脂部32の形成によって、非真空断熱体3が得られる。
図2に示すように、両端が開口した筒状のケース30を、導体引出部材2の先端側から中空の筒状部分の外側に配置し、ケース30を上板部72に固定する。ケース30の内径は、上記筒状部分の外径よりも大きく、ケース30を筒状部分の外側に容易に配置できる。次に、蓋31を導体引出部材2の先端側から嵌めて、ケース30の常温側の開口部を塞ぐ。蓋31の貫通孔31hの内径は、基部220の外径R2よりも大きく、蓋31を容易に配置できる。次に、ケース30の充填口30hから流動状態の樹脂を充填して固化し、樹脂部32を形成する。ケース30内に充填された流動状態の樹脂は、介在筒部20の貫通孔20hを経て、筒状部分内にも充填される。樹脂部32の形成によって、非真空断熱体3が得られる。
非真空断熱体3の形成後、上部シールド金具9をケース30の外周に設ける。上述のように導体引出部材2の端子部224の板幅W及び板厚tが第二筒部222の外径R22以下であるため、上部シールド金具9を端子部224に容易に挿通できる。
以上の工程を終えたら、冷媒130を導入して超電導導体層112を超電導状態に維持することで、超電導機器の端末構造1を備える超電導ケーブル線路を運転できる。実施形態1の超電導機器の端末構造1は、交流送電路、直流送電路のいずれにも利用できる。また、超電導機器の端末構造1の設置形態は、超電導ケーブル100の軸方向が水平方向である横置き型、上記軸方向が鉛直方向であり、導体引出部材2が鉛直方向上側に配置される縦置き型等が挙げられる。
[効果]
実施形態1の導体引出部材2は、第一筒部212を有する超電導側接続部21と第二筒部222を有する常電導側接続部22とを備え、第一筒部212と第二筒部222とを直接的に又は間接的にハンダ層25,26で接合して、中空の筒状部分を備える。この構成により、以下の点から、超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化に寄与する。また、設置スペースの低減、コストの低減も期待できる。
実施形態1の導体引出部材2は、第一筒部212を有する超電導側接続部21と第二筒部222を有する常電導側接続部22とを備え、第一筒部212と第二筒部222とを直接的に又は間接的にハンダ層25,26で接合して、中空の筒状部分を備える。この構成により、以下の点から、超電導機器の端末構造の施工性の向上、小型化に寄与する。また、設置スペースの低減、コストの低減も期待できる。
(1)同じ電流量を通電可能な中実の導体に比較して、断面積を小さくできるため、導体引出部材2の断熱構造として、真空断熱構造よりも簡素な構成で小型にし易い非真空断熱構造を利用できる。
(2)上記断面積を小さくできることで、導体引出部材2を軽量にできて取り扱い易い。
(3)導体引出部材2が複数の分割部材を備えることで、中空の筒状部分を備える構成を容易に構築できる。
(4)導体引出部材2が複数の分割部材を備えるものの、工場等でハンダ接合することで、布設現場での施工工程を低減できる上に、高精度に接合できる。
(5)複数の分割部材を一体化するにあたり、ボルトの締結代が不要であり、各分割部材のサイズを小さくできる。
(2)上記断面積を小さくできることで、導体引出部材2を軽量にできて取り扱い易い。
(3)導体引出部材2が複数の分割部材を備えることで、中空の筒状部分を備える構成を容易に構築できる。
(4)導体引出部材2が複数の分割部材を備えるものの、工場等でハンダ接合することで、布設現場での施工工程を低減できる上に、高精度に接合できる。
(5)複数の分割部材を一体化するにあたり、ボルトの締結代が不要であり、各分割部材のサイズを小さくできる。
更に、複数の分割部材がハンダ接合された構成であるため、ボルト締結の場合よりも接続抵抗を小さくし易い。そのため、実施形態1の導体引出部材2を用いれば、大電流用途である場合でも発熱量を低減して、低損失な超電導機器の端末構造1を構築できる。
その他、本例のように介在筒部20を備えると、第一筒部212、第二筒部222を短くして、超電導側接続部21や常電導側接続部22を小型で軽量にできて取り扱い易い。また、介在筒部20の長さを調整することで、超電導側接続部21や常電導側接続部22の寸法誤差を吸収し、寸法精度に優れる超電導機器の端末構造1を構築できる。これらの点からも、実施形態1の導体引出部材2は、施工性の向上に寄与すると期待できる。また、本例のように、平板状の端子部224の板幅W及び板厚tが第二筒部222の外径R22以下であり、端子部224が第二筒部222の径方向外方に突出しなければ、上述のように環状の部材(碍管7、絶縁筒4等)を容易に挿通できる。この点からも実施形態1の導体引出部材2は、施工性の向上に寄与すると期待できる。
実施形態1の超電導機器の端末構造1は、実施形態1の導体引出部材2を備えるため、上述のように施工性に優れる上に、小型にできる。更には、低損失である。この例では、非真空断熱体3を備えるため、導体引出部材2を介して、常電導側から超電導側への侵入熱を低減できる上に、断熱構造が簡素な構成であり構築し易い。この点からも実施形態1の超電導機器の端末構造1は施工性に優れる。設置スペースの低減も期待できる。この例のように非真空断熱体3として、上述の筒状部分内に樹脂部32を備える構成とすれば、筒状部分内の残存空気の液化等に起因する不具合を低減できる。
実施形態1の超電導機器の端末構造の製造方法は、実施形態1の導体引出部材2を工場等で予め作製しておき布設現場に搬送すれば、布設現場での施工工程を低減でき、施工時間の短縮を図ることができる。また、実施形態1の導体引出部材2を利用することで、小型な超電導機器の端末構造1を構築できる。
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の実施形態1の構成に対して、以下の少なくとも一つの変更が可能である。
(1)導体引出部材2における上述の筒状部分に冷媒が充填された形態とする。
この場合、例えば、介在筒部20に冷媒の導入ポート及び排出ポート(図示せず)を接続させて、冷媒流通機構から介在筒部20に冷媒を循環供給することが挙げられる。ケーブルコア110に使用する冷媒130の一部を利用してもよいし、別の冷媒を利用してもよい。別の冷媒は、液体冷媒、気液混合冷媒、気体冷媒のいずれも利用できる。介在筒部20の外周を覆う断熱構造を非真空断熱体3とすることで、導入ポートや排出ポートを配置し易く、施工性に優れる。
例えば、上述の実施形態1の構成に対して、以下の少なくとも一つの変更が可能である。
(1)導体引出部材2における上述の筒状部分に冷媒が充填された形態とする。
この場合、例えば、介在筒部20に冷媒の導入ポート及び排出ポート(図示せず)を接続させて、冷媒流通機構から介在筒部20に冷媒を循環供給することが挙げられる。ケーブルコア110に使用する冷媒130の一部を利用してもよいし、別の冷媒を利用してもよい。別の冷媒は、液体冷媒、気液混合冷媒、気体冷媒のいずれも利用できる。介在筒部20の外周を覆う断熱構造を非真空断熱体3とすることで、導入ポートや排出ポートを配置し易く、施工性に優れる。
(2)導体引出部材2における上述の筒状部分に空気が充填された形態とする。
この場合、介在筒部20の貫通孔20hの大きさは、脱気可能で、かつ流動状態の樹脂が侵入できない大きさにすることが挙げられる。筒状部分の充填材を空気とすれば、上記(1)の冷媒用のポート等が不要であり、導体引出部材2自体を組み立て易く、施工性に優れる。
この場合、介在筒部20の貫通孔20hの大きさは、脱気可能で、かつ流動状態の樹脂が侵入できない大きさにすることが挙げられる。筒状部分の充填材を空気とすれば、上記(1)の冷媒用のポート等が不要であり、導体引出部材2自体を組み立て易く、施工性に優れる。
(3)介在筒部20を省略する。
この場合、超電導側接続部21の第一筒部212及び常電導側接続部22の第二筒部222の少なくとも一方を実施形態1よりも長く形成することが挙げられる。両筒部の接続形態としては、例えば、一方の筒部を他方の筒部に差し込み、一方の筒部の開口端を他方の筒部の底部(基部)に当接させた状態でハンダ接合する形態、一方の筒部の開口端を他方の筒部の底部(基部)に当接させず、両筒部の開口側の領域を重複させた状態でハンダ接合する形態、各筒部の開口縁から径方向外方に突出するフランジ部を設けてフランジ部同士をハンダ接合する形態、各筒部の開口側の領域の一部にネジ領域を設けてハンダ層による接合に加えてネジ締結を行う形態等が挙げられる。
この場合、超電導側接続部21の第一筒部212及び常電導側接続部22の第二筒部222の少なくとも一方を実施形態1よりも長く形成することが挙げられる。両筒部の接続形態としては、例えば、一方の筒部を他方の筒部に差し込み、一方の筒部の開口端を他方の筒部の底部(基部)に当接させた状態でハンダ接合する形態、一方の筒部の開口端を他方の筒部の底部(基部)に当接させず、両筒部の開口側の領域を重複させた状態でハンダ接合する形態、各筒部の開口縁から径方向外方に突出するフランジ部を設けてフランジ部同士をハンダ接合する形態、各筒部の開口側の領域の一部にネジ領域を設けてハンダ層による接合に加えてネジ締結を行う形態等が挙げられる。
(4)非真空断熱体3を、ウレタンシート等の断熱材が上述の筒状部分の外周に巻き付けられてなるものとする。
(5)フォーマ111を中実体とする。
中実体は、複数の素線(銅線や、銅線の外周にエナメル等の絶縁被覆を有する被覆銅線等)が撚り合わされてなる撚り線等が挙げられる。
(6)三心一括型ケーブル等の多心ケーブルに適用する。
中実体は、複数の素線(銅線や、銅線の外周にエナメル等の絶縁被覆を有する被覆銅線等)が撚り合わされてなる撚り線等が挙げられる。
(6)三心一括型ケーブル等の多心ケーブルに適用する。
1 超電導機器の端末構造
2 導体引出部材
20 介在筒部、20h 貫通孔
21 超電導側接続部
22 常電導側接続部
25,26 ハンダ層
210,220 基部
211 接続筒部、212 第一筒部、213 挿入穴、214 端面、215 突部
222 第二筒部、224 端子部
21c 冷媒孔、21f フランジ部、21h 注入孔、21p 締結孔、
22h 取付孔
3 非真空断熱体
30 ケース、30h 充填口、31 蓋、31h 貫通孔、32 樹脂部
4 絶縁筒、40 固定部
5 常電導側断熱容器
51 冷媒槽、52 真空槽
6 超電導側断熱容器
61 冷媒槽、62 真空槽、63 導入管、64 排出管
7 碍管
70 本体部、71 底板部、72 上板部、
8 補強絶縁層、80 遮蔽部
9 上部シールド金具
50p,60p,100p 真空ポート
100 超電導ケーブル
110 ケーブルコア、111 フォーマ、112 超電導導体層
113 電気絶縁層、114 外側導電層、115 保護層、118 介在層
120 断熱管、121 内管、122 外管、124 防食層
130 冷媒
140 矯正治具
200 ブスバー、200b ボルト
2 導体引出部材
20 介在筒部、20h 貫通孔
21 超電導側接続部
22 常電導側接続部
25,26 ハンダ層
210,220 基部
211 接続筒部、212 第一筒部、213 挿入穴、214 端面、215 突部
222 第二筒部、224 端子部
21c 冷媒孔、21f フランジ部、21h 注入孔、21p 締結孔、
22h 取付孔
3 非真空断熱体
30 ケース、30h 充填口、31 蓋、31h 貫通孔、32 樹脂部
4 絶縁筒、40 固定部
5 常電導側断熱容器
51 冷媒槽、52 真空槽
6 超電導側断熱容器
61 冷媒槽、62 真空槽、63 導入管、64 排出管
7 碍管
70 本体部、71 底板部、72 上板部、
8 補強絶縁層、80 遮蔽部
9 上部シールド金具
50p,60p,100p 真空ポート
100 超電導ケーブル
110 ケーブルコア、111 フォーマ、112 超電導導体層
113 電気絶縁層、114 外側導電層、115 保護層、118 介在層
120 断熱管、121 内管、122 外管、124 防食層
130 冷媒
140 矯正治具
200 ブスバー、200b ボルト
Claims (6)
- 超電導機器の超電導導体の端部と常電導機器の導体とを電気的に接続する常電導の導体引出部材であって、
前記超電導機器側に開口し、前記超電導導体の端部が接続される有底の接続筒部と、前記常電導機器側に開口する有底の第一筒部とを有する超電導側接続部と、
前記超電導側接続部の第一筒部と共に中空空間を形成する有底の第二筒部と、前記常電導機器の導体が接続される端子部とを有する常電導側接続部と、
前記第一筒部と前記第二筒部とを直接接合する又は間接接合するハンダ層とを備える導体引出部材。 - 前記第一筒部と前記第二筒部との間に介在される介在筒部と、
前記第一筒部と前記介在筒部との間、前記第二筒部と前記介在筒部との間をそれぞれ接合する前記ハンダ層とを備える請求項1に記載の導体引出部材。 - 前記端子部は、平板状であり、
前記端子部の板幅及び板厚が前記第二筒部の外径以下である請求項1又は請求項2に記載の導体引出部材。 - 超電導機器の超電導導体の端部と、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導体引出部材とを備える超電導機器の端末構造。 - 前記超電導機器は、前記超電導導体を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納する断熱管とを備える超電導ケーブルである請求項4に記載の超電導機器の端末構造。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の導体引出部材を用意する工程と、
前記超電導導体の端部を前記第一筒部に挿入して、前記導体引出部材と前記超電導導体とを電気的に接続する工程とを備える超電導機器の端末構造の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018149960A JP2020028133A (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 導体引出部材、超電導機器の端末構造、及び超電導機器の端末構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018149960A JP2020028133A (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 導体引出部材、超電導機器の端末構造、及び超電導機器の端末構造の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020028133A true JP2020028133A (ja) | 2020-02-20 |
Family
ID=69620479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018149960A Pending JP2020028133A (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 導体引出部材、超電導機器の端末構造、及び超電導機器の端末構造の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020028133A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114336102A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-04-12 | 深圳供电局有限公司 | 超导电缆接头及装置 |
-
2018
- 2018-08-09 JP JP2018149960A patent/JP2020028133A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114336102A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-04-12 | 深圳供电局有限公司 | 超导电缆接头及装置 |
CN114336102B (zh) * | 2021-11-18 | 2023-07-25 | 深圳供电局有限公司 | 超导电缆接头及装置 |
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