JP5810925B2 - 常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造 - Google Patents
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Description
図1は、常温絶縁型超電導ケーブルの一例を示す図である。図1に示す超電導ケーブル101は、超電導導体層112を有する1つの導体部110と、導体部110を収納する断熱管120とを備え、断熱管120の内側には、超電導導体層112を冷却する冷媒が流通する。また、断熱管120の外側に主電気絶縁層130が形成されており、常温にて絶縁を行う構造である。
図2は、常温絶縁型超電導ケーブルの別の一例を示す図である。図2に示す超電導ケーブル102は、管状支持部材140を備える点が、図1に示す上記した超電導ケーブル101と異なり、基本的な構成は超電導ケーブル101と同じであるので、以下では相違点を中心に説明する。
図4は、接続構造1における接続部10の一例である。この例では、導体部110(超電導導体層112)と引き出し導体30とを導電材料からなるフレキシブル導体12により電気的に接続することで、接続部を構成している。これにより、導体部110が冷却時に熱収縮しても、フレキシブル導体12が追従するので、導体部110の熱収縮を吸収することが可能である。また、この例では、端末処理により、超電導導体層112が露出した導体部110に常電導材料からなる端末部材11が取り付けられている。端末部材11は、導体部110(超電導導体層112)が挿入される挿入穴を有し、この挿入穴に導体部110の先端部を挿し込み、半田で接合することで、超電導導体層112と電気的に接続されると共に、超電導導体層112を機械的に保護する。フレキシブル導体12は、編組線であり、その両端に接続端子が設けられている。そして、端末部材11に設けられた接続端子とフレキシブル導体12の一方の接続端子とを接続し、引き出し導体30に設けられた接続端子とフレキシブル導体12の他方の接続端子とを接続して、フレキシブル導体12によって電流を流すことができる接続構造により、導体部110と引き出し導体30とを電気的に接続している。接続端子同士の接続は、例えば、半田付けや圧着により行われている。導体部110(超電導導体層112)の先端部に端末部材11を半田で接合して端末処理することで、超電導導体層112を形成する超電導線材を機械的に固定すると共に、フレキシブル導体12との電気的な接続を確実にすることができる。また、フレキシブル導体12との接続作業が行い易い。
図5は、接続構造1における接続部10の別の一例であり、筒状体13を備える点が、図4に示す上記した実施例1の接続部10と異なる。筒状体13は、導体部110の先端部を摺動可能に収容し、断熱容器20内に絶縁部材(図示せず)を介して固定されている。また、筒状体13は、銅やアルミニウムなどの常電導材料で形成されており、導体部110に取り付けられた端末部材11と接触することによって電流を流すことができる接続構造により、導体部110と電気的に接続されている。そして、筒状体13と引き出し導体30とをフレキシブル導体12により電気的に接続することで、導体部110が筒状体13を介して引き出し導体30と電気的に接続されている。この接続部10の構成によれば、導体部110が筒状体13に摺動可能に収容されているため、導体部110が熱収縮する際に筒状体13に沿って移動することができるので、導体部110の熱収縮を吸収することが可能である。つまり、筒状体13は、導体部110を機械的にサポートすると共に、導体部110の可動方向を導体部110が熱伸縮する方向(導体部110の長手方向)に規制するガイド部材として機能する。
図6は、接続構造1における接続部10の更に別の一例であり、引き出し導体30の引き出し方向が導体部110の延長方向である点が、図5に示す上記した実施例2の接続部10と異なる。この例では、引き出し導体30の先端部に筒状体13が取り付けられ、この引き出し導体30に固定されることで、筒状体13が断熱容器20に固定されている。また、筒状体13が導電材料で形成されており、導体部110が筒状体13を介して引き出し導体30と電気的に接続されている。
図7は、中間接続構造に適用した場合の接続構造における接続部の一例であり、接続対象が別の常電導超電導ケーブルの導体部である点が、図4〜6に示す上記した実施例1〜3の接続部10と異なる。
10 接続部
11 端末部材 12 フレキシブル導体(編組線)
13 筒状体(ガイド部材)
14 バネ(摺動補助部材)
15 ストッパ
20 断熱容器
22 嵌合部
30 引き出し導体(接続対象)
32 断熱部材
100,101,102 常温絶縁型超電導ケーブル
110 導体部
111 フォーマ 112 超電導導体層
115 保護層
120 断熱管
121 内管 122 外管
130 主電気絶縁層
131 外部導体
140 管状支持部材
200 碍管
220,230 冷媒配管
225 絶縁継手 226 断熱部
Claims (11)
- 超電導導体層を有する導体部と、前記導体部を収納し、前記超電導導体層を冷却する冷媒が流通する断熱管と、前記断熱管の外側に形成される主電気絶縁層と、を備える常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造であって、
前記断熱管の端部から引き出された前記導体部と接続対象とを電気的に接続する接続部と、
前記接続部を収納する断熱容器と、を備え、
前記接続部は、前記接続対象と前記断熱容器に対して前記導体部の熱収縮による可動を許容しながら前記導体部と前記接続対象とを電気的に接続し、
前記断熱容器内には、
前記導体部に取り付けられた端末部材と接触し、前記端末部材が取り付けられた前記導体部を摺動させ案内するガイド部材と、
前記導体部の長手方向への熱伸長に伴うガイド部材との摺動を補助する摺動補助部材とを備える常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。 - 前記接続対象が、常温側に引き出される引き出し導体である請求項1に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記接続対象が、別の常温絶縁型超電導ケーブルの導体部である請求項1に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記ガイド部材が、前記導体部を摺動可能に収容する筒状体である請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記摺動補助部材は、前記導体部を熱伸長する方向に付勢するバネである請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記筒状体の少なくとも一部が導電材料で形成され、
前記導体部が前記筒状体と電気的に接続されており、
前記導体部が、前記筒状体を介して、前記接続対象と電気的に接続されている請求項4に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。 - 前記導電材料の一部が超電導材料である請求項6に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記導体部と前記筒状体とが、マルチコンタクトにより電気的に接続されている請求項6又は請求項7に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記導体部と前記筒状体とが、フレキシブル導体により電気的に接続されている請求項6又は請求項7に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記導体部の可動域を規制するストッパを備える請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
- 前記導体部と前記接続対象とが、フレキシブル導体により電気的に接続されている請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造。
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