JP6103603B2

JP6103603B2 - Superconducting cable and installation method

Info

Publication number: JP6103603B2
Application number: JP2014509193A
Authority: JP
Inventors: 山口　作太郎; 作太郎山口
Original assignee: Chubu University Educational Foundation
Current assignee: Chubu University Educational Foundation
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: JPWO2013151100A1; WO2013151100A1

Description

（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１２−０８５０４４号（２０１２年４月３日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。(Description of related applications)
The present invention is based on the priority claim of Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2012-085044 (filed on April 3, 2012), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.

本発明は、超伝導ケーブルの構造と設置方法に関する。 The present invention relates to the structure and installation method of a superconducting cable.

超伝導ケーブルの冷却時（低温時）の長さは、常温の長さに対して０．３％程度熱収縮することが知られている（例えば長さ２ｋｍ、１０ｋｍの超伝導ケーブルの熱収縮はそれぞれ、約６ｍ、３０ｍとなる）。通常の架空線が重力による垂下の為に長くなる距離は０．１％程度（電気学会編「送電工学」第２版オーム社１９７６年初版）である。熱収縮対策無しの場合、弾性応力範囲内に設置しても超伝導ケーブルの破断も想定される。これは、冷却時の熱収縮が超伝導ケーブル長手方向に沿って一様でないことも、原因の１つと思料される。 It is known that the length of the superconducting cable when it is cooled (low temperature) is thermally contracted by about 0.3% of the length at room temperature (for example, heat contraction of a superconducting cable having a length of 2 km and 10 km). Are approximately 6 m and 30 m, respectively). The distance that a normal overhead wire becomes long due to drooping due to gravity is about 0.1% (Electric Society edition “Transmission Engineering” 2nd edition, Ohmsha 1976 first edition). In the case of no measures against heat shrinkage, the superconducting cable may be broken even if installed within the elastic stress range. This is also considered to be due to the fact that the heat shrinkage during cooling is not uniform along the longitudinal direction of the superconducting cable.

高温超伝導（ＨＴＳ）テープ線材は、応力（ｓｔｒｅｓｓ）が印加されると歪み（ｓｔｒａｉｎ）が発生し、臨界電流が下がる。図１は、非特許文献１のＦｉｇ．３（ａ）から引用したものであり、臨界電流と歪みの関係を示している。図１の横軸は歪みであり、縦軸は規格化した臨界電流Ｉｃ／Ｉｃｏである。横軸の歪みの極性は、圧縮方向、引っ張り方向をそれぞれ負、正としている。温度によって臨界電流の値は異なる。ある温度の時の歪みをゼロに規格化している。温度が高いと臨界電流は急激に下がるが、低くなると変化は少ない。テーブ線材に歪みが発生すると、引っ張り、圧縮とも、臨界電流Ｉｃ／Ｉｃｏが低下する。ＨＴＳを利用した超伝導ケーブルの運転温度は７０Ｋ以上である。ＨＴＳテープ線材に応力が発生しないようにすることが課題である。 In a high-temperature superconducting (HTS) tape wire, when stress is applied, strain occurs and the critical current decreases. FIG. 1 shows FIG. 3 (a) is quoted and shows the relationship between critical current and strain. The horizontal axis in FIG. 1 is strain, and the vertical axis is normalized critical current Ic / Ico. As for the polarity of strain on the horizontal axis, the compression direction and the pulling direction are negative and positive, respectively. The value of the critical current varies depending on the temperature. The distortion at a certain temperature is normalized to zero. When the temperature is high, the critical current decreases rapidly, but when the temperature is low, the change is small. When distortion occurs in the tab wire, the critical current Ic / Ico decreases both in tension and compression. The operating temperature of a superconducting cable using HTS is 70K or higher. It is a problem to prevent stress from being generated in the HTS tape wire.

超伝導ケーブル（ＳＣｃａｂｌｅ）が熱収縮する方向に超伝導ケーブル両端の端末クライオスタット（ｔｅｒｍｉｎａｌＣｒｙｏｓｔａｔ）を移動させる方式が用いられている。図２に、本件出願人である中部大学の２００ｍ超伝導ケーブル実験装置（移動式クライオスタット方式）の例を示す（非特許文献３のＦｉｇ．４）。手動とコンピュータ制御で架台を移動させる。熱収縮０．３％に対応して２００ｍの０．３％＝０．６ｍまで移動可能とされる。超伝導ケーブルを収納する断熱２重管も伸縮する必要があるため溶接ベローズが用いられる。テープ線材に応力を印加すると、臨界電流が減少し熱応力を緩和するため、ケーブル両端末を熱収縮方向には固定せず、端末クライオスタットをレールに乗せて、熱収縮に応じてベローズを介して可動させる構成としている（非特許文献２等参照）。 A method is used in which terminal cryostats at both ends of the superconducting cable are moved in a direction in which the superconducting cable (SC cable) is thermally contracted. FIG. 2 shows an example of a 200-m superconducting cable experimental device (mobile cryostat system) of Chubu University, which is the present applicant (FIG. 4 of Non-Patent Document 3). Move the mount manually and by computer control. Corresponding to thermal shrinkage of 0.3%, it is possible to move up to 0.3% of 200 m = 0.6 m. A welded bellows is used because the heat insulating double pipe that houses the superconducting cable also needs to expand and contract. When stress is applied to the tape wire, the critical current decreases and the thermal stress is relieved, so both ends of the cable are not fixed in the direction of heat shrinkage, but the terminal cryostat is placed on the rail, and the bellows are passed through the bellows according to the heat shrinkage. It is set as the structure which can be moved (refer nonpatent literature 2 grade | etc.,).

図３に、断熱２重管部の収縮伸張部用溶接ベローズの一例を示す。ガイド（案内）を付け、断熱２重管の内管と外管の間の真空を保持し超伝導ケーブルに合わせて伸縮自在とされる。本件出願人（中部大学）では、これまで５回の実験（冷却と昇温で一回の実験として）を行っているが、大きな問題は生じていない。 In FIG. 3, an example of the welding bellows for shrinkage | contraction expansion | extension parts of a heat insulation double pipe part is shown. A guide (guide) is attached, the vacuum between the inner tube and the outer tube of the heat insulating double tube is maintained, and it can be expanded and contracted according to the superconducting cable. The applicant (Chubu University) has conducted five experiments so far (as one experiment with cooling and heating), but no major problems have occurred.

前述したように、超伝導ケーブルの長さが２ｋｍ、１０ｋｍとなると、熱収縮距離はそれぞれ、６ｍ、３０ｍにもなるため、図２に示したような、移動式クライオスタット方式では、限界があり、熱収縮を吸収することはできない。 As described above, when the length of the superconducting cable is 2 km and 10 km, the heat shrinkage distance becomes 6 m and 30 m, respectively. Therefore, there is a limit in the mobile cryostat system as shown in FIG. It cannot absorb heat shrinkage.

なお、常温から低温となると超伝導ケーブルが熱収縮するが、超伝導ケーブルを固定するにあたり、その収縮を弾性部材で吸収する構成が特許文献１に開示されている。 Although the superconducting cable is thermally shrunk when the temperature is lowered from room temperature to low temperature, Patent Document 1 discloses a configuration in which the shrinkage is absorbed by an elastic member when the superconducting cable is fixed.

特許文献２には、冷却時に撚り合わせ径が変化することによりケーブルコアの長手方向の熱収縮を吸収する中心介在物を備えた構成が開示されている。特許文献２には、中心介在物として袋状体内部に、液体窒素温度（低温時）で液化又は固化するガス、ＳＵＳ等金属線条体の外周に固化材料を設けるか、液体窒素温度（低温時）で液化又は固化するガスを備える、形状記憶合金をスパイラル状に形成した構成が開示されている。特許文献３には、超伝導ケーブルの冷却時の熱収縮を吸収するケーブルコアのスネークを形成した超伝導ケーブル製造方法が開示されている。また、特許文献３には超伝導導体に形状記憶合金を用いた超伝導ケーブルが開示されている。 Patent Document 2 discloses a configuration including a central inclusion that absorbs thermal contraction in the longitudinal direction of the cable core by changing the twisted diameter during cooling. In Patent Document 2, as a central inclusion, a solidified material is provided on the outer periphery of a metal filament such as a gas or SUS that is liquefied or solidified at a liquid nitrogen temperature (at a low temperature), or a liquid nitrogen temperature (low temperature). A configuration in which a shape memory alloy is formed in a spiral shape, which includes a gas that is liquefied or solidified at a time, is disclosed. Patent Document 3 discloses a superconducting cable manufacturing method in which a snake of a cable core that absorbs heat shrinkage during cooling of a superconducting cable is formed. Patent Document 3 discloses a superconducting cable using a shape memory alloy as a superconducting conductor.

再公表２００９／１４５２２０号公報Republished 2009/145220 特許第３５６８６５９号公報Japanese Patent No. 3568659 特許第３５１２９２７号公報Japanese Patent No. 3512927

Michinaka Sugano et al.， "The reversal strain effect on critical current over wide range of temperatures and magnetic fields for YBCO coated conductors"， Superconductor Science and Technology. Number 8， Vol. 23 (2010) 085013Michinaka Sugano et al., "The reversal strain effect on critical current over wide range of temperatures and magnetic fields for YBCO coated conductors", Superconductor Science and Technology. Number 8, Vol. 23 (2010) 085013 特集：冷凍・冷熱技術「直流超伝導ケーブル用冷却システムの研究開発」、山口作太郎、超伝導Ｗｅｂ２１、ISETC(International Superconductivity Technology Center：財団法人国際超電導産業技術センター），２０１１年６月号［検索日：２０１２年３月２６日］、インターネット＜URL:http://www.istec.or.jp/web21/pdf/11_06/J4.pdf＞Special Feature: Refrigeration / Cooling Technology "Research and Development of Cooling System for DC Superconducting Cable", Sakutaro Yamaguchi, Superconducting Web21, ISETC (International Superconductivity Technology Center), June 2011 [Search Date : March 26, 2012], Internet <URL: http://www.istec.or.jp/web21/pdf/11_06/J4.pdf> S.Yamaguchi et al.， "Experiment of 200-meter superconducting DC cable system in Chubu University"， Pysica C 471 (2011) 1300-1303S. Yamaguchi et al., "Experiment of 200-meter superconducting DC cable system in Chubu University", Pysica C 471 (2011) 1300-1303

本発明は、上記問題点に鑑みて創案されたものであって、その目的は、冷却時の熱収縮を吸収する構造の超伝導ケーブルと設置方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a superconducting cable having a structure that absorbs heat shrinkage during cooling and an installation method.

本発明によれば、フォーマ（former）と、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、ケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時にはケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルが提供される。 According to the present invention, the cable includes a former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former through an insulating layer and becomes superconductive when cooled, and the cable turns along its longitudinal direction at room temperature. A superconducting cable is provided which is helical and has a linear shape when cooled.

本発明によれば、前記超伝導ケーブルを設置するにあたり、常温で直線状の超伝導ケーブルを断熱２重管内管に挿入して、ケーブル長手方向中心部を断熱２重管の内管に固定し、前記断熱２重管内管に冷媒を導入し前記超伝導ケーブルを熱収縮させたのち、常温になるとヘリカル形状に変形し、常温でヘリカル形状に変形したのち前記超伝導ケーブルの両端に端末クライオスタットを取り付ける、超伝導ケーブル設置方法が提供される。 According to the present invention, when installing the superconducting cable, a straight superconducting cable at room temperature is inserted into the inner tube of the heat insulating double tube, and the central portion in the cable longitudinal direction is fixed to the inner tube of the heat insulating double tube. Then, after introducing a refrigerant into the inner pipe of the heat insulating double pipe and thermally shrinking the superconducting cable, it deforms into a helical shape at room temperature, and then transforms into a helical shape at room temperature, and then attaches a terminal cryostat to both ends of the superconducting cable. A superconducting cable installation method for mounting is provided.

関連する別の側面によれば、フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、ケーブルがヘリカル変形する方向と前記超伝導テープ線材の巻線方向を同じ方向としてなる超伝導ケーブルが提供される。 According to another related aspect, the apparatus includes a former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becomes superconductive when cooled, and the direction in which the cable helically deforms and the superconducting tape wire A superconducting cable having the same winding direction is provided.

関連する別の側面によれば、外側２層以上のフォーマ素線の巻線方向を、同じ方向としてなる。本発明によれば、常温時には、ケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時にはケーブルが直線状の形状となる。本発明によれば、複数の超伝導テープ線材が交差するように配置されている。 According to another related aspect, the winding directions of the former two or more former strands are the same direction. According to the present invention, the cable has a helical shape that turns along the longitudinal direction at room temperature, and the cable has a linear shape at the time of cooling. According to the present invention, a plurality of superconducting tape wires are arranged so as to intersect.

本発明によれば、冷却時の超伝導ケーブルの熱収縮を吸収することができる。 According to the present invention, the thermal contraction of the superconducting cable during cooling can be absorbed.

応力と規格化された臨界電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between stress and the normalized critical current. 移動式クライオスタット方式構造を示す図である。It is a figure which shows a mobile cryostat system structure. 断熱２重管部の収縮伸張部用溶接ベローズを示す図である。It is a figure which shows the welding bellows for shrinkage | contraction expansion | extension parts of a heat insulation double pipe part. 冷却・昇温を繰り返したときの移動式クライオスタットの位置を示す図である。It is a figure which shows the position of a mobile cryostat when cooling and temperature rising are repeated. 低温時のケーブルのＸ線写真である。It is the X-ray photograph of the cable at the time of low temperature. 常温時のケーブルのＸ線写真である。It is an X-ray photograph of the cable at room temperature. ２００ｍケーブルの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 200m cable. 撚り線構造を持つケーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cable which has a strand wire structure. 銅ワイヤと形状記憶合金ワイヤによるフォーマ断面を示す図である。It is a figure which shows the former cross section by a copper wire and a shape memory alloy wire. 超伝導ケーブルを長手方向中央付近で断熱２重管に固定する構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure which fixes a superconducting cable to a heat insulation double pipe | tube in the longitudinal direction center vicinity. 超伝導ケーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a superconducting cable. 超伝導ケーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a superconducting cable. 超伝導ケーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a superconducting cable. 超伝導テープ線材の配置による臨界電流測定例を示す図である。It is a figure which shows the critical current measurement example by arrangement | positioning of a superconducting tape wire. 間隔と臨界電流測定結果を示す図である。It is a figure which shows a space | interval and a critical current measurement result. 超伝導テープ線材をクロス配置した例を示す図である。It is a figure which shows the example which carried out cross arrangement | positioning of the superconducting tape wire. テープ線材ガイドの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a tape wire guide. ２段の超伝導テープ線材の一方に超伝導テープ線材ガイドをつけた例を示す図である。It is a figure which shows the example which attached the superconducting tape wire guide to one side of a two-stage superconducting tape wire. テープ線材ガイドの製造例を説明する図である。It is a figure explaining the manufacture example of a tape wire guide. 断熱２重管に超伝導ケーブルを挿入する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of inserting a superconducting cable in a heat insulation double tube.

常温時には、冷却（低温）時（熱収縮する）よりも、超伝導ケーブルの長さは長い。実施形態では、常温時のケーブル形状をヘリカル状とすることで、常温時において、例えば超伝導ケーブル両端のクライオスタット端末間の距離は、実際の超伝導ケーブル長より短い。低温時には、熱収縮により超伝導ケーブルの長さは短くなるが、冷却時には、ケーブル形状は直線状であるため、クライオスタット間の距離は、常温時とほぼ同一とされる。すなわち、常温時、低温時のいずれの場合も、クライオスタット間距離はほぼ一定となる。こうすることで、低温時に、超伝導ケーブルは、熱収縮により常温時よりも長さは短くなるが、歪み（引っ張り）が発生しないようにしている。 At normal temperature, the length of the superconducting cable is longer than when it is cooled (low temperature) (shrinks). In the embodiment, since the cable shape at normal temperature is a helical shape, at normal temperature, for example, the distance between the cryostat terminals at both ends of the superconducting cable is shorter than the actual superconducting cable length. At a low temperature, the length of the superconducting cable is shortened due to thermal contraction, but at the time of cooling, since the cable shape is linear, the distance between the cryostats is almost the same as that at room temperature. That is, the distance between cryostats is almost constant at both normal temperature and low temperature. By doing so, the length of the superconducting cable becomes shorter than that at room temperature due to thermal contraction at low temperatures, but distortion (tensile) is prevented from occurring.

超伝導ケーブルの組み立てに関して、本願出願人における２００ｍ超伝導ケーブル実験装置では、断熱２重管の組み立て後、超伝導ケーブルを挿入する。入口から超伝導ケーブルを挿入し、ワイヤー・超伝導ケーブルで超伝導ケーブルを引っ張ると、同時に後ろから押し込むようにして挿入する。 Regarding the assembly of the superconducting cable, in the 200 m superconducting cable experimental apparatus of the present applicant, the superconducting cable is inserted after assembling the heat insulating double pipe. Insert the superconducting cable from the entrance and pull the superconducting cable with the wire / superconducting cable.

超伝導ケーブルが断熱２重管内に設置された段階では、超伝導ケーブルは、直線状に設置される。超伝導ケーブルの両端は移動式の端末クライオスタットに接続される。熱応力を緩和するため、超伝導ケーブル両端は、クライオスタットに対して、熱収縮方向には固定されていない。超伝導ケーブルは例えば熱収縮方向とは、別の２つ方向には支持されている。超伝導ケーブルが急激に動き、その動きに移動式の端末クライオスタットがただちに追従できない場合でも、超伝導ケーブルに大きな応力（歪み）が発生しない。 At the stage where the superconducting cable is installed in the insulated double pipe, the superconducting cable is installed in a straight line. Both ends of the superconducting cable are connected to a mobile terminal cryostat. In order to relieve thermal stress, both ends of the superconducting cable are not fixed in the direction of thermal contraction with respect to the cryostat. For example, the superconducting cable is supported in two directions different from the heat shrink direction. Even if the superconducting cable moves suddenly and the mobile terminal cryostat cannot immediately follow the movement, a large stress (distortion) does not occur in the superconducting cable.

図４に、冷却・昇温を繰り返したときの移動式クライオスタット（クライオスタットＡ、Ｂ）の位置を示す。冷却は、クライオスタットＡ側から冷媒（液体窒素）を導入した。また、基準位置は、最初に超伝導ケーブルを設置した位置をゼロとしている。 FIG. 4 shows the position of the mobile cryostat (cryostats A and B) when the cooling and temperature increase are repeated. For cooling, a refrigerant (liquid nitrogen) was introduced from the cryostat A side. The reference position is zero at the position where the superconducting cable is first installed.

図４から分かるように、超伝導ケーブルは設置後、冷却時に縮むため、２つのクライオスタットＡ、Ｂを移動させる。その距離は、１６３＋２９９＝４６２ｍｍ（第１回目冷却）である。２００ｍ×０．３％＝６００ｍｍよりも短い。これは、超伝導ケーブルが断熱２重管内で少し余裕があるためと思料される。 As can be seen from FIG. 4, since the superconducting cable shrinks when it is cooled after installation, the two cryostats A and B are moved. The distance is 163 + 299 = 462 mm (first cooling). 200 m × 0.3% = 600 mm or shorter. This is thought to be because the superconducting cable has a slight margin in the insulated double pipe.

その後、昇温させる（第１回目昇温）と、２つのクライオスタットＡ、Ｂの距離は元に戻らず、１８１−２８＝１５３ｍｍと短くなったままである。２回目、３回目の冷却・昇温のサイクルにおいて、常温に戻しても、２つのクライオスタットＡ、Ｂの距離は短くなったままである。なお、３回目では、できるだけ超伝導ケーブルが長くなるように各種制御を行っている。 Thereafter, when the temperature is increased (first temperature increase), the distance between the two cryostats A and B does not return to the original value, but remains as short as 181−28 = 153 mm. In the second and third cooling / heating cycles, the distance between the two cryostats A and B remains short even when the temperature is returned to room temperature. In the third time, various controls are performed so that the superconducting cable is as long as possible.

本願発明者は、常温でも、短くなったままであることの原因を探るために、Ｘ線透視撮影を行った。図５に、低温時（第２回目の冷却後）のＸ線写真を示す（非特許文献３のＦｉｇ．６ｂ）。ＨＴＳ超伝導ケーブルと、外側の断熱２重管の内管（ｉｎｎｅｒｐｉｐｅ）と内部の液体窒素が写っている。このため、全体として白くなっている。超伝導ケーブルは曲率半径の径方向内側に寄っている。 The inventor of the present application performed X-ray fluoroscopic imaging in order to find out the cause of the shortening even at room temperature. FIG. 5 shows an X-ray photograph at low temperature (after the second cooling) (FIG. 6b of Non-Patent Document 3). The HTS superconducting cable, the inner pipe of the outer heat insulating double pipe, and the liquid nitrogen inside are shown. For this reason, it is white as a whole. The superconducting cable is close to the inside of the radius of curvature.

図６に常温時（第１回目の昇温後）Ｘ線写真を示す（非特許文献３のＦｉｇ．６ａ）。液体窒素が存在しない。超伝導ケーブルは内管の一方の側から反対側に位置を変えている。 6 shows an X-ray photograph at normal temperature (after the first temperature increase) (FIG. 6a of Non-Patent Document 3). There is no liquid nitrogen. The superconducting cable is repositioned from one side of the inner tube to the other side.

図５、図６の２つのＸ線写真は、断熱２重管を上部からＸ線を照射し、下部にフィルムを置いて撮影した。水平方向から撮影した結果、常温時には、超伝導ケーブルはヘリカル状に変形し、低温時にはほぼ直線状であることが分かった。 The two X-ray photographs in FIGS. 5 and 6 were taken by irradiating a heat-insulated double tube with X-rays from the top and placing a film at the bottom. As a result of photographing from the horizontal direction, it was found that the superconducting cable deformed in a helical shape at room temperature and was almost linear at low temperatures.

このため、一度冷却を行った後、昇温しても、クライオスタットの位置は完全には元に戻らない。２００ｍ超伝導ケーブル実験装置では、当初目標とした、常温時には超伝導ケーブルがヘリカルになり、低温時には超伝導ケーブルは直線状になっていることが分かった。超伝導ケーブルの上記振る舞いについて検討した。 For this reason, even if it cools once and raises temperature, the position of a cryostat does not return completely. In the 200 m superconducting cable experimental device, it was found that the superconducting cable was helical at room temperature, and the superconducting cable was linear at low temperatures. The above behavior of superconducting cable was examined.

図７に、２００ｍ超伝導ケーブルの一例を示す（非特許文献３のＦｉｇ．１）。ＨＴＳテープ線材が３層あり、内側の２層と外側の１層で同軸形状をしている。中心には、フォーマ（Ｆｏｒｍｅｒ）（銅の撚り線の巻芯）があり、外側をＰＰＬＰ（Ｐｏｌｙ−ＰｒｏｐｙｌｅｎｅＬａｍｉｎａｔｅｄＰａｐｅｒ）の絶縁テープ材を複数層巻いてある。２層のＨＴＳテープ線材（厚さ０．３ｍｍ、幅４ｍｍ）、ＰＰＬＰ絶縁、ＨＴＳテープ線材（同軸超伝導ケーブルの外側極になる）を備え、さらにＰＰＬＰを備え、アース電位（接地）を取る銅薄膜を巻き、その上に保護層を付けて仕上げている。 7 shows an example of a 200 m superconducting cable (FIG. 1 of Non-Patent Document 3). There are three layers of HTS tape wires, and two inner layers and one outer layer are coaxial. At the center is a former (coiled core of copper stranded wire), and the outer side is wound with a plurality of layers of an insulating tape material of PPLP (Polypropylene Laminated Paper). Copper with two layers of HTS tape wire (thickness 0.3 mm, width 4 mm), PPLP insulation, HTS tape wire (becomes the outer pole of coaxial superconducting cable), PPLP, and ground potential (ground) A thin film is wound and a protective layer is applied on top of it.

超伝導ケーブルの断熱２重管内への引き込み時、フォーマを引っ張る。フォーマが機械的な超伝導ケーブル特性（強度等）を決める。超伝導ケーブルの機械的な特性はほぼフォーマによって決まる。 Pull the former when pulling the superconducting cable into the insulated double pipe. The former determines mechanical superconducting cable characteristics (strength, etc.). The mechanical properties of superconducting cables are largely determined by the former.

フォーマの振る舞いによって超伝導ケーブルの機械的な振る舞いは決まる。フォーマは銅の撚り線構造である。撚り線構造では、撚り線に残留応力が残留する。超伝導ケーブルを自在に変形可能とすれば、残留応力によって超伝導ケーブルが変形するものと思料される。 The behavior of the former determines the mechanical behavior of the superconducting cable. The former is a copper stranded wire structure. In the stranded wire structure, residual stress remains in the stranded wire. If the superconducting cable can be freely deformed, it is thought that the superconducting cable is deformed by residual stress.

撚り線構造であれば、捻れ方向の残留応力が残る。捻れ方向の残留応力によって、超伝導ケーブルが変形するとすれば、超伝導ケーブルはヘリカル状になることが思料される。 In the case of a stranded wire structure, residual stress in the twisting direction remains. If the superconducting cable is deformed by the residual stress in the twisting direction, it is assumed that the superconducting cable becomes helical.

常温では、超伝導ケーブルにはほとんど外力が印加されない。このため、捻れ方向の残留応力によって、超伝導ケーブルはヘリカル状となる。 At normal temperature, almost no external force is applied to the superconducting cable. For this reason, the superconducting cable becomes helical due to the residual stress in the twisting direction.

低温では、熱収縮によって、摩擦等の外力により引っ張り力がある程度あるため、超伝導ケーブルは直線状になるものと思料される。 At low temperatures, the superconducting cable is considered to be linear because there is some tensile force due to external forces such as friction due to thermal contraction.

そこで、残留応力を積極的に利用する。すなわち、超伝導ケーブル・フォーマの残留応力を利用して超伝導ケーブルの熱収縮を吸収する。 Therefore, the residual stress is actively used. That is, the thermal stress of the superconducting cable is absorbed by using the residual stress of the superconducting cable former.

超伝導ケーブルは素線を撚って作成される。大きな残留応力があると、超伝導ケーブルはヘリカル状になる。そこで、残留応力を消すようにして超伝導ケーブルの製造が行われる。図８に、撚り線構造の一例を示す。図８に示す例では、複数層の撚り構造において、撚り構造の層が変わる毎に逆方向に撚ることで、一方向に大きな残留応力が残らないようにしている。 Superconducting cables are made by twisting strands. When there is a large residual stress, the superconducting cable becomes helical. Therefore, the superconducting cable is manufactured so as to eliminate the residual stress. FIG. 8 shows an example of a stranded wire structure. In the example shown in FIG. 8, in a multi-layered twisted structure, a large residual stress is not left in one direction by twisting in the opposite direction every time the layer of the twisted structure is changed.

図８の例では、４本の素線が右手方向に右ネジに撚って１本のワイヤを構成し、該ワイヤを４本集めて左ネジ方向に撚ることで超伝導ケーブル導体を作成している。超伝導ケーブルの撚り線方向の残留応力は、最外層の撚り方向に出ることが一般的である。常温でヘリカル状になる形状と、最外層の撚り方向は同じになるものと思料される。 In the example of FIG. 8, four wires are twisted in the right hand direction to the right screw to form one wire, and the four wires are collected and twisted in the left screw direction to create a superconducting cable conductor. doing. In general, the residual stress in the twisted direction of the superconducting cable appears in the twisted direction of the outermost layer. It is thought that the shape that becomes helical at room temperature and the twist direction of the outermost layer are the same.

ところで、残留応力は、機械加工や素線材料及びピッチや熱処理等によって変化する。超伝導ケーブルの必要な変形を得るには、これらの条件を総合して、加工や材料の選択が行われる。 Incidentally, the residual stress changes due to machining, wire material, pitch, heat treatment, and the like. In order to obtain the necessary deformation of the superconducting cable, these conditions are combined and processing and material selection are performed.

温度変化によって形状が変化する形状記憶合金は、温度によって同じ金属がオーステナイト相とマルテンサイト相に変態することを利用している。形状記憶合金も熱収縮する。したがって、常温では、ヘリカル状になる形状記憶合金をワイヤとし、低温では直線状に変形するようにした形状記憶合金をフォーマに使う。形状記憶合金には、変形が始まる変態開始温度と変態終了温度がある。フォーマを構成する全ての撚り線を、形状記憶合金素線にする必要はない。フォーマは、例えば超伝導ケーブルの接続回路が短絡したときに大電流を流すために使われることもあるため、図９に示すように、フォーマに銅ワイヤ２を入れておく。 A shape memory alloy whose shape changes with temperature changes utilizes the fact that the same metal transforms into an austenite phase and a martensite phase with temperature. Shape memory alloys also heat shrink. Therefore, a shape memory alloy that is helical at room temperature is used as a wire, and a shape memory alloy that is linearly deformed at low temperature is used as a former. Shape memory alloys have a transformation start temperature and a transformation end temperature at which deformation begins. It is not necessary to make all the stranded wires constituting the former a shape memory alloy strand. For example, the former is sometimes used to flow a large current when the connection circuit of the superconducting cable is short-circuited. Therefore, as shown in FIG. 9, a copper wire 2 is put in the former.

図９は、銅ワイヤ素線１を用いた銅ワイヤ２と形状記憶合金ワイヤ素線３を用いた形状記憶合金ワイヤ４を撚ったフォーマの断面の一例を示す図である。 FIG. 9 is a view showing an example of a cross section of a former in which a copper wire 2 using the copper wire 1 and a shape memory alloy wire 4 using the shape memory alloy wire 3 are twisted.

図９の例では、フォーマは、１９本のワイヤを撚って作成される。そのうちの４本のワイヤが形状記憶合金ワイヤ素線３でできたワイヤ４である。残り１５本が、銅ワイヤ素線１を用いた銅ワイヤ２である。 In the example of FIG. 9, the former is formed by twisting 19 wires. Four of them are wires 4 made of shape memory alloy wire 3. The remaining 15 wires are copper wires 2 using copper wire 1.

なお、図９の断面形状からも、特許文献２の中心介在物として形状記憶合金をスパイラル状に形成した構成とは相違していることがわかる。 Note that the cross-sectional shape of FIG. 9 is also different from the configuration of Patent Document 2 in which a shape memory alloy is formed in a spiral shape as the central inclusion.

形状記憶合金の変態開始温度と終了温度を、それぞれのワイヤで同じとすることが一般的である。しかしながら、広い温度範囲で、少しずつ、形状が変わるように制御するようにしてもよい。更に、フォーマ断面のどこに形状記憶合金ワイヤを配置するかも重要である。更に、交流超伝導ケーブルでは、３本の超伝導ケーブルを一つの断熱２重管内に設置する。この時、３本超伝導ケーブルは、隙間をあけて撚ってある。 In general, the transformation start temperature and end temperature of the shape memory alloy are the same for each wire. However, it may be controlled so that the shape changes little by little in a wide temperature range. It is also important where the shape memory alloy wire is placed in the former cross section. Further, in the AC superconducting cable, three superconducting cables are installed in one heat insulating double pipe. At this time, the three superconducting cables are twisted with a gap.

それぞれの超伝導ケーブルが撚られる方向と、それぞれの超伝導ケーブル・フォーマの撚り方向は、同じにすることが必要となる。これによって、３本超伝導ケーブルの撚り加工が容易になる。また、３本超伝導ケーブル間の隙間の管理も容易化する。 The direction in which each superconducting cable is twisted and the direction in which each superconducting cable former is twisted must be the same. This facilitates twisting of the three superconducting cables. It also facilitates management of the gap between the three superconducting cables.

あるいは、冷却時には、超伝導ケーブルの両端の引っ張りと、部材の長手方向の熱収縮により、ケーブルを直線状の形状とする部材（バネ部材）を備えた構成としてもよい。 Or at the time of cooling, it is good also as a structure provided with the member (spring member) which makes a cable a linear shape by pulling the both ends of a superconducting cable, and the thermal contraction of the longitudinal direction of a member.

図９において、銅ワイヤ２を構成する銅ワイヤ素線１の加工歪み等によって、常温ではケーブルがヘリカル状になるように、フォーマを製造するようにしてもよい。この場合、図９の形状記憶合金ワイヤ４はなくてもよい。 9, the processing strain of the copper wire element wires 1 forming the copper wire 2, etc., so that the cable is helically at ordinary temperature, may be producing former. In this case, the shape memory alloy wire 4 of FIG. 9 may be omitted.

図９において、形状記憶合金ワイヤ素線３でできたワイヤ４のかわりに、あるいは、ワイヤ４に加えて、銅素線以外にステンレス線やそれ以外の素線（例えば「りん青銅」等のバネ材になる材料を用いる）を、フォーマ素線に混ぜ込み、加工及び加工歪等によって常温ではヘリカル状になるように、フォーマを製造するようにしてもよい。これらの材料は、銅よりもヤング率が大きいので、加工歪やヘリカル状に加工したときの戻り力は大きくなる。このため、戻り力の制御が容易化し、加工性も良い。 In FIG. 9, instead of the wire 4 made of the shape memory alloy wire 3 or in addition to the wire 4, a stainless steel wire or other wire (for example, “phosphor bronze” or the like) is used in addition to the copper wire. The former may be mixed with the former strands, and the former may be manufactured so as to have a helical shape at room temperature due to processing and processing distortion. Since these materials have a higher Young's modulus than copper, the return force when processed into a strain or a helical shape is increased. For this reason, control of a return force becomes easy and workability is also good.

上記したフォーマを持つ超伝導ケーブルの設置の一例について以下に説明する。 An example of the installation of the superconducting cable having the above-described former will be described below.

撚り方向に残留応力があるとき、超伝導ケーブルの一方を支持する事によって所定の形状を得ることができる。２００ｍ超伝導ケーブル実験装置の組み立ておいて、当初、超伝導ケーブルを断熱２重管内に引き込んだときには、超伝導ケーブルは、常温でも直線状になっている。組み立ての終了前に、両端に、端末クライオスタットを取り付けることになる。その前に超伝導ケーブルをヘリカル状に変形させる必要がある。以下、この手順について説明する。 When there is residual stress in the twist direction, a predetermined shape can be obtained by supporting one of the superconducting cables. In assembling the 200 m superconducting cable experimental device, when the superconducting cable is initially drawn into the heat insulating double tube, the superconducting cable is straight even at room temperature. Before the end of assembly, terminal cryostats are attached to both ends. Before that, it is necessary to transform the superconducting cable into a helical shape. Hereinafter, this procedure will be described.

最初に超伝導ケーブルを断熱２重管内に引き込み、断熱２重管内に設置を完了する。この状態では、超伝導ケーブルは断熱２重管にそってほぼ直線状に配置される。これは、設置時に発生する応力や摩擦力などのため、超伝導ケーブルが直線状となるように製造されているためである。この時、超伝導ケーブルは、断熱２重管よりも長めに設定される。したがって、超伝導ケーブルの両端は断熱２重管の端部から外に出ている。 First, the superconducting cable is drawn into the insulated double pipe, and the installation is completed in the insulated double pipe. In this state, the superconducting cable is arranged substantially linearly along the heat insulating double tube. This is because the superconducting cable is manufactured to be linear due to stress and frictional force generated during installation. At this time, the superconducting cable is set longer than the heat insulating double pipe. Therefore, both ends of the superconducting cable protrude from the end of the heat insulating double tube.

つぎに図１０に示すように、超伝導ケーブル長手方向に対して、中心部を断熱２重管の内管に固定する（固定部１５）。なお、断熱２重管の内管も外管には固定されている。外管は断熱２重管を支持する機構（支持部）に固定されている。超伝導ケーブルの中心は空間的には移動しない。 Next, as shown in FIG. 10, the central portion is fixed to the inner tube of the heat insulating double tube in the longitudinal direction of the superconducting cable (fixing portion 15). The inner pipe of the heat insulating double pipe is also fixed to the outer pipe. The outer tube is fixed to a mechanism (support unit) that supports the heat insulating double tube. The center of the superconducting cable does not move spatially.

図１０に示すように、冷媒導入口１５から、断熱２重管内管１１に冷媒（液体窒素：低温ガス）を導入する。超伝導ケーブル１２の熱収縮が開始する。超伝導ケーブル１２の設置直後は、超伝導ケーブル１２はほぼ直線状である。 As shown in FIG. 10, a refrigerant (liquid nitrogen: low temperature gas) is introduced from the refrigerant introduction port 15 into the heat insulating double pipe inner tube 11. Thermal contraction of the superconducting cable 12 starts. Immediately after the superconducting cable 12 is installed, the superconducting cable 12 is substantially linear.

低温時、超伝導ケーブル１２は、その中心部から熱収縮を開始する。超伝導ケーブル１２は直線状になろうとする。そして、超伝導ケーブル１２の状態をそのままにして放置すると、ゆっくりと温度が上昇する。 When the temperature is low, the superconducting cable 12 starts to shrink from its central portion. The superconducting cable 12 tends to be straight. If the superconducting cable 12 is left as it is, the temperature rises slowly.

すると、超伝導ケーブル１２端部は固定されていないため、超伝導ケーブル１２の設置時の応力や摩擦力等から、超伝導ケーブル１２は自由になり、常温に近づくにつれて、ヘリカル状に変形する。これは、２００ｍ超伝導ケーブル実験装置と同じ振る舞いである。 Then, since the end portion of the superconducting cable 12 is not fixed, the superconducting cable 12 becomes free from the stress and frictional force when the superconducting cable 12 is installed, and deforms in a helical shape as it approaches room temperature. This is the same behavior as the 200 m superconducting cable experimental device.

そして、常温に戻り、超伝導ケーブル１２がヘリカル状になった後に、超伝導ケーブル１２の両端に端末クライオスタット（不図示）を取り付ける。 Then, after returning to normal temperature and the superconducting cable 12 having a helical shape, terminal cryostats (not shown) are attached to both ends of the superconducting cable 12.

なお、超伝導ケーブル１２が長く、ドラムに巻かれている超伝導ケーブルを何度も接続するときには、２本の超伝導ケーブルを接続する前に、上記のような手順をとることで、接続部の位置は、それほど変化しない。このため、長距離・超伝導ケーブルの設置に有効である。 In addition, when the superconducting cable 12 is long and the superconducting cable wound around the drum is connected many times, before connecting the two superconducting cables, the above procedure is performed, so that the connecting portion The position of does not change so much. For this reason, it is effective for the installation of long-distance superconducting cables.

常温でヘリカル状であり低温になったときに直線状になるため、端末クライオスタットを移動させる距離を、短縮することができる。超伝導ケーブルの熱収縮を完全に吸収できれば、端末クライオスタットを移動式にする必要はなくなる。 Since it is helical at normal temperature and linear when it becomes cold, the distance to move the terminal cryostat can be shortened. If the thermal contraction of the superconducting cable can be completely absorbed, the terminal cryostat need not be mobile.

更に、２００ｍ超伝導ケーブル実験装置では、超伝導ケーブルは、端末クライオスタットに、熱収縮方向には、固定していないが（他の２方向は固定してある）、基本的に、超伝導ケーブルに働く外力はフォーマが支えることができる。 Furthermore, in the 200m superconducting cable experimental device, the superconducting cable is not fixed to the terminal cryostat in the heat shrink direction (the other two directions are fixed), but basically the superconducting cable is The working force can be supported by the former.

そこで、超伝導ケーブルには、許される範囲内であれば、応力が働いてもよい。超伝導ケーブル・フォーマの端末取付部に歪ゲージを取り付け、超伝導ケーブル許容範囲で端末クライオスタットを移動するように制御してもよい。 Therefore, stress may act on the superconducting cable as long as it is within an allowable range. A strain gauge may be attached to the terminal mounting portion of the superconducting cable former, and control may be performed so that the terminal cryostat is moved within the superconducting cable allowable range.

上記のような、超伝導ケーブル構造、及び、断熱２重管内への超伝導ケーブル引き込みとすることで、超伝導ケーブルがさらに長距離になり、熱収縮が更に大きくなった場合でも、超伝導ケーブルの実現を可能としている。 Even if the superconducting cable structure and the superconducting cable are pulled into the insulated double pipe as described above, the superconducting cable becomes longer and the thermal shrinkage is further increased. Is possible.

実施形態によれば、フォーマを構成する銅素線（図９の銅ワイヤ）の加工歪み等によって、常温ではケーブルがヘリカル状になるようにフォーマを製造するようにしてもよい。この場合、図９の形状記憶合金ワイヤ４はなくてもよい。 According to the embodiment, the former may be manufactured such that the cable is in a helical shape at room temperature due to processing distortion of a copper element wire (copper wire in FIG. 9) constituting the former. In this case, the shape memory alloy wire 4 of FIG. 9 may be omitted.

あるいは、銅素線以外に、例えばステンレス線やそれ以外の材料の素線（例えば上記「りん青銅」等のバネ材になる材料を用いる）をフォーマ素線に混ぜ込み、加工及び加工歪等によって常温ではヘリカル状になるようにフォーマを製造する。ステンレス線等は銅よりもヤング率が大きいので、加工歪やヘリカル状に加工したときの戻り力は大きくなるので、戻り力の制御が行い易く、加工性が良くなる。 Alternatively, for example, a stainless steel wire or other material wire (for example, a material that becomes a spring material such as the above-mentioned “phosphor bronze”) is mixed into the former wire in addition to the copper wire, The former is manufactured to be helical at room temperature. Since the Young's modulus of stainless steel wire or the like is higher than that of copper, the return force when processed into a strain or a helical shape is increased, so that the return force can be easily controlled and the workability is improved.

リん青銅のようなバネ部材（弾性部材）の形状は必ずしも素線にする必要はない。例えば、当該バネ部材をテープ状でフォーマに巻き付けることによって形状変化を促すようにしてもよい。 The shape of a spring member (elastic member) such as phosphor bronze is not necessarily a bare wire. For example, the shape change may be promoted by winding the spring member around the former in a tape shape.

すなわち、バネ部材でヘリカル状の形状を作り、引っ張り力をかけながら銅素線と一緒に撚って、フォーマを製造する。超伝導ケーブルの製造時にはフォーマを引っ張っているので、フォーマは直線状であり、これに電気絶縁層や超伝導線材（ＨＴＳ）等を巻き上げケーブルに仕上げる。このとき、常にフォーマに引っ張り力をかけてケーブルとしては真っ直ぐになっている。その状態でドラムに巻き付ける。低温（冷却時）での熱収縮（０．３％程度）により、ヘリカル状になるとしても、かなり大きな変形になるため、ケーブルの曲げ曲率に比べて、ヘリカル状撚り線のピッチの曲率は小さくすることが必要である。 That is, the former is manufactured by creating a helical shape with a spring member and twisting it together with the copper wire while applying a tensile force. Since the former is pulled at the time of manufacturing the superconducting cable, the former is linear, and an electric insulation layer, a superconducting wire (HTS), etc. are wound on the former to finish the cable. At this time, the cable is always straight by applying a pulling force to the former. Wrap it around the drum. Due to thermal contraction (about 0.3%) at low temperatures (during cooling), even if it becomes helical, it will deform considerably, so the curvature of the pitch of the helical stranded wire is small compared to the bending curvature of the cable It is necessary to.

低温（冷却時）では、フォーマを引っ張る必要があるので、端末クライオスタットにてケーブルを固定台に固定し、当該固定台が直線状になるような変形が必要な引っ張り力をかけるようにする。固定台が引っ張りすぎてもケーブルが切れる可能性がある。そこで、所定値（閾値）以上の引っ張り力が印加されたら、移動式クライオスタットを動かしてケーブルが切れないように制御する。 In the low temperature (during cooling), it is necessary to pull the former, the cable is fixed to the fixing table Te to the terminal cryostat, so that the fixing table is subjected to deformation tensile force required such that a straight line. There is a possibility that the cable may break even if the fixing base is pulled too much. Therefore, when a tensile force equal to or greater than a predetermined value (threshold value) is applied, the mobile cryostat is moved so that the cable is not cut.

冷却時でもケーブル全体の温度分布等によってケーブルは伸縮する可能性がある。ケーブルの伸縮に応じて端末クライオスタットを移動する。固定台は当初位置からケーブルの伸縮に応じて伸縮自在とされ、平衡位置からのズレに対して一定の力をケーブルに伝える。また、昇温時も同様に端末クライオスタットを移動してケーブル形状や引張応力や具体的には固定台にバネを付けて、バネの一端を端末クライオスタットに固定すると、バネによって一定の引っ張り力がかかるようになる。これを、例えばＴＶカメラで監視して、一定以上の力がフォーマにかからないようにする。 Even during cooling, the cable may expand and contract due to the temperature distribution of the entire cable. Move the terminal cryostat according to the expansion and contraction of the cable . The fixing base can be expanded and contracted according to the expansion and contraction of the cable from the initial position, and a certain force is transmitted to the cable with respect to the deviation from the equilibrium position. Similarly, when the temperature rises, the terminal cryostat is moved to attach a spring to the cable shape, tensile stress, or specifically to the fixed base, and one end of the spring is fixed to the terminal cryostat, and a certain tensile force is applied by the spring. It becomes like this. This is monitored by a TV camera, for example, so that a force exceeding a certain level is not applied to the former.

本実施形態において超伝導ケーブルの外観は、例えば図１１のような構造をしている。これは本件出願人（中部大学）の２００ｍケーブルの構成を示す図（写真）である。中心に銅素線を撚って作ったフォーマ（ｆｏｒｍｅｒ；断面構成は例えば図９の構成）があり、その上に電気絶縁層、高温超伝導テープ線材（ＨＴＳＴａｐｅ）がある。さらに、薄い一枚のテープ層があり、その上に更にＨＴＳテープ線材がある。次に、電場を一様にするための半導体紙があり、電気絶縁層、その上に銅箔でアース電位にする層（ｅａｒｔｈｌａｙｅｒ）がある。そして、半導体紙を巻いて、最後に白い保護層を巻いて仕上げる。 In this embodiment, the external appearance of the superconducting cable has a structure as shown in FIG. 11, for example. This is a diagram (photograph) showing the configuration of the 200 m cable of the applicant (Chubu University). There is a former formed by twisting a copper wire at the center (former; the cross-sectional structure is, for example, the structure shown in FIG. 9), and an electric insulating layer and a high-temperature superconducting tape wire (HTS Tape) are provided thereon. In addition, there is a single thin tape layer, on which there is further an HTS tape wire. Next, there is a semiconductor paper for making the electric field uniform, and there is an electrically insulating layer, and a layer (earth layer) that is grounded with copper foil. Then, a semiconductor paper is wound and finally a white protective layer is wound to finish.

２つのＨＴＳテープ線材層があるが、これはフォーマに巻き付けてあり、撚り方向は２つの層が逆になっているのが分かる。このように、撚り方向が逆になるのは、ケーブルをどちらの方向にも曲げることが出来るようにするためである。一方、フォーマがヘリカル状になると、ＨＴＳテープ線材は同じ撚り方向であれば、撚りは締まり、逆撚り方向であればＨＴＳテープ線材は緩む。これはＨＴＳテープ線材を多層に巻くときに不都合である。そこで、ＨＴＳテープ線材の撚り方向は同じ方向にする。すなわち、全て緩む方向か全て締まる方向にすることが必要である。 There are two HTS tape wire layers, which are wrapped around the former and it can be seen that the two layers are reversed in twist direction. Thus, the direction of twisting is reversed so that the cable can be bent in either direction. On the other hand, when the former is helical, the HTS tape wire is tightened if the HTS tape wire is in the same twist direction, and the HTS tape wire is loosened if it is in the reverse twist direction. This is inconvenient when the HTS tape wire is wound in multiple layers. Therefore, the twist direction of the HTS tape wire is set to the same direction. That is, it is necessary to make all the directions loose or all tighten.

＜ケーブルのフォーマ構造＞：
高温超伝導ケーブルは常温から液体窒素温度までに０．３％程度の熱収縮がある。長いケーブルではこれを吸収する構造を持ち込まないと、ケーブルが切断されたり、超伝導素線の特性が劣化したり、昇温時には座屈の問題が出てくる。本願出願人において２００ｍケーブル実験装置では、興味深い現象が発生した。超伝導ケーブルが常温ではヘリカル状に変形し、低温では直線状になっている。これは複数回の冷却と昇温プロセスを経て観測された。このため、ケーブルの熱収縮長は、端末で観測していると、実質的に短くなる。このような現象が発生する理由として、下記の項目が総合的に関連しているものと思料される。<Former structure of cable>:
A high temperature superconducting cable has a thermal shrinkage of about 0.3% from room temperature to liquid nitrogen temperature. If a long cable does not have a structure that absorbs this, the cable will be cut, the characteristics of the superconducting wire will deteriorate, and buckling problems will occur when the temperature rises. In the applicant of the present application, an interesting phenomenon occurred in the 200 m cable experimental apparatus. The superconducting cable is deformed in a helical shape at room temperature and linear at a low temperature. This was observed after multiple cooling and heating processes. For this reason, the thermal contraction length of the cable is substantially shortened when observed at the terminal. The following items are considered to be comprehensively related to the reason why such a phenomenon occurs.

ケーブル・フォーマに残留応力が残っていて、ヘリカル変形を起こしやすい、
ケーブルを納める断熱２重管の曲部でケーブルが実質的に固定されやすい、
常温でヘリカル状に変形する、という現象を積極的に利用して、ケーブルの熱収縮を吸収する機構を構築することが技術的な目標である。 Residual stress remains in the cable former and is liable to cause helical deformation .
The cable is easy to be fixed substantially at the curved part of the insulated double pipe that houses the cable .
Deformed into a helical shape at room temperature, by utilizing phenomenon positively as a technical goal is to build a mechanism for absorbing the thermal contraction of the cable.

ケーブル・フォーマがヘリカル変形する残留応力は、フォーマを作る複数の素線の撚り線によって構成され、それらが強固に互いに固定されているからである。この構造によってケーブルのヘリカル変形のピッチや振幅などのパラメータが決まってくる。現在のケーブル構造（中部大学２００ｍケーブルの側面）を、図１２に例示する。外導体と内導体は２０ｋＶで電気絶縁されている。また、共にアース電位からは１０ｋＶで電気絶縁されている。導体はフォーマに巻き付けてあり、隙間はほとんど無い。巻き付け方向は層毎に反転している。 This is because the residual stress at which the cable former is helically deformed is constituted by a plurality of strands of strands that form the former, and they are firmly fixed to each other. This structure determines parameters such as the pitch and amplitude of the helical deformation of the cable. The current cable structure (side surface of Chubu University 200m cable) is illustrated in FIG. The outer conductor and the inner conductor are electrically insulated at 20 kV. Both are electrically insulated from the ground potential at 10 kV. The conductor is wound around the former and there is almost no gap. The winding direction is reversed for each layer.

一般に、ケーブルを構成する素線の撚り線方向もしくは巻線方向は層毎に反転させている。これはどちらの方向にも曲げやすいからである。また、巻線を行わないと曲げることができないからである。図１３は、超伝導テープ線材の巻線方向を揃える構造を示している。本実施形態では、ケーブルがヘリカル変形する方向と超伝導テープ線材の巻線方向を同じ方向にする。ケーブルがヘリカル変形する方向はフォーマの素線の巻線方向によって変わる。図１２に示すように、フォーマも多くの素線を撚り線で作られている。現在までの実験では、フォーマのヘリカル変形する方向は、フォーマ素線の最外層の巻線方向であり、これが強固に内側にあるフォーマ素線と結合していることによってヘリカル変形する。 Generally, the strand direction or the winding direction of the strands constituting the cable is reversed for each layer . This is because it is easy to bend in either direction. Moreover, it is because it cannot be bent unless winding is performed. FIG. 13 shows a structure in which the winding direction of the superconducting tape wire is aligned. In this embodiment, the direction in which the cable is helically deformed and the winding direction of the superconducting tape wire are the same. The direction in which the cable is helically deformed depends on the winding direction of the former wire. As shown in FIG. 12, the former is also made of many strands of stranded wire. In the experiments up to now, the former is deformed in the helical direction by the winding direction of the outermost layer of the former wire, which is strongly coupled to the inner former wire.

図１２の超伝導テープ線材の様に層毎に撚り線（巻線）方向が異なっている。このため、色々な条件でヘリカル変形はでたり、でなかったりする。したがって、確実にヘリカル変形するように、外側２層以上のフォーマ素線の巻線方向を同じ方向にする。 As in the superconducting tape wire of FIG. 12, the direction of the stranded wire (winding) is different for each layer. For this reason, helical deformation may or may not occur under various conditions. Therefore, the winding direction of the former two or more layers of the former strands is set to the same direction so as to ensure helical deformation.

＜ケーブルの高温超伝導テープ線材の配置方法＞
次に、ケーブルの超伝導テープ線材の配置構造について説明する。本願出願人は、図１４に示す超伝導テープ線材の実験を行ってきた。超伝導テープ線材を３本用意し、それを一つの平面に並べて、中心のテープ線材の臨界電流を測定する場合であり（図１４（Ｂ）の（ａ））、テープ線材間距離を変えて臨界電流を測定する。<Disposition method of high-temperature superconducting tape wire for cable>
Next, the arrangement structure of the superconducting tape wire of the cable will be described. The present applicant has conducted an experiment of the superconducting tape wire shown in FIG. This is a case where three superconducting tape wires are prepared, arranged in one plane, and the critical current of the central tape wire is measured ((a) in FIG. 14B), and the distance between the tape wires is changed. Measure critical current.

図１４（Ｂ）の（ｂ）では、テープ線材３本を２段に積層し、下２本の超伝導テープ線材Ａ、Ｃ間の距離をパラメータｄに上の超伝導テープ線材Ｂの臨界電流を測定する。最後の場合（図１４（Ｂ）の（ｃ））は、３本の超伝導テープ線材Ａ、Ｂ、Ｃを３段に積み上げて、中心のテープ線材の臨界電流測定を行う。 In (b) of FIG. 14B, three tape wires are laminated in two stages, and the critical current of the upper superconducting tape wire B is set with the distance between the lower two superconducting tape wires A and C as parameter d. Measure. In the last case ((c) of FIG. 14B), three superconducting tape wires A, B, and C are stacked in three stages, and the critical current of the central tape wire is measured.

図１５に臨界電流測定結果を示す（横軸は間隔ｄ、縦軸は電流値）。なお、電流の流れる方向は皆同じ方向であり、テープ線材はどれも平行である。したがって、巻線方向が同じ方向になっていることに対応する。図１５において、単体一本の臨界電流は１６５Ａ（Ampere）である。 FIG. 15 shows the results of critical current measurement (the horizontal axis is the distance d, and the vertical axis is the current value). The current flows in the same direction, and the tape wires are all parallel. Therefore, it corresponds to the winding direction being the same direction. In FIG. 15, the single unit critical current is 165 A (Ampere).

実験結果をまとめると下記のようである。 The experimental results are summarized as follows.

一本単体の臨界電流１６５Ａに比べて、３本を積層した場合は中心のテープ線材の臨界電流は１３６Ａまで低下した。 Compared to a single critical current of 165A, the critical current of the central tape wire decreased to 136A when three were laminated.

一つの平面に並べて間隔をパラメータにして臨界電流測定を行うと、間隔が無い場合（間隔ｄ＝０ｍｍ）が一番大きかった。そして、単体の臨界電流より大きくなった。 When the critical current was measured using the interval as a parameter on a single plane, the case where there was no interval (interval d = 0 mm) was the largest. And it became larger than the critical current of a single substance.

２段に積層し、中心のテープ線材の臨界電流は下段のテープ線材間距離が２ｍｍ程度の時に大きくなり、１８５Ａを超した。 The critical current of the central tape wire was increased when the distance between the lower tape wires was about 2 mm and exceeded 185A.

重要な事は下段のテープ線材の間に上段のテープ線材が位置することである。なお、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、超伝導テープ線材１８が平行ではなくて、クロス（交差）するように配置すると、臨界電流はどれも減少した。図１６（Ａ）は部分を示し、図１６（Ｂ）は、ケーブルを模擬するために、アルミ円柱に巻回した状態を示している。したがって、図１３のように平行に設置することが望ましいことが実験的に検証された。 The important thing is that the upper tape wire is located between the lower tape wires. As shown in FIGS. 16 (A) and 16 (B), when the superconducting tape wires 18 are not parallel but arranged so as to cross each other, the critical current is reduced. FIG. 16A shows a portion, and FIG. 16B shows a state wound around an aluminum cylinder in order to simulate a cable. Therefore, it was experimentally verified that it is desirable to install them in parallel as shown in FIG.

以上の結果から、図１２に示したケーブル内側導体の構成では、２段になっているので、互いにそれぞれの層の間に線材が来るようにすることが望ましい。簡単な磁場解析を行うと、テープ面に垂直磁場成分が減少していることが分かる。なお、ケーブルが曲げることができるのは、テープ線材が巻芯に対して滑るからである。そして、曲げ部の外側はテープ線材間距離が広がり、内側は狭まる。よってテープ線材距離によって曲げ部の半径が決まってくる。 From the above results, since the cable inner conductor configuration shown in FIG. 12 has two stages, it is desirable that the wire should be between the respective layers. When a simple magnetic field analysis is performed, it can be seen that the perpendicular magnetic field component is reduced on the tape surface. The cable can be bent because the tape wire slides with respect to the core. And the distance between tape wires spreads outside the bent part, and the inside narrows. Therefore, the radius of the bent portion is determined by the tape wire distance.

テープ線材はそれぞれの層毎に勝手に移動するので、２段になっている超伝導テープ線材がそれぞれの別の層の超伝導テープ線材の間に位置することを保障する必要がある。そこで、図１７に示すようなテープ線材ガイド（金属ガイド）を用意する。所定幅（＝１ｍｍ）の溝部の両側の縁にそれぞれの一端で接し、超伝導テープ線材の幅に対応した間隔（例えば４ｍｍ）離間して相対して配置される第１、第２の側壁（高さ：０．２５ｍｍ）の底部に他端がそれぞれ接する第１、第２の領域（拡延部）を備えた断面形状（長手方向に直交する断面構造）のガイド１９を有する。 Since the tape wire moves freely for each layer, it is necessary to ensure that the two-stage superconducting tape wire is located between the superconducting tape wires of different layers. Therefore, a tape wire guide (metal guide) as shown in FIG. 17 is prepared. First and second side walls (which are in contact with edges on both sides of a groove portion having a predetermined width (= 1 mm) at one end, and are opposed to each other at an interval (for example, 4 mm) corresponding to the width of the superconducting tape wire ( It has a guide 19 having a cross-sectional shape (cross-sectional structure orthogonal to the longitudinal direction) provided with first and second regions (expansion portions) whose other ends are in contact with the bottom of the height: 0.25 mm.

図１８に示すような、ケーブル断面配置構造にすることが望ましい。１段目（下段）の隣接超伝導テープ線材の間隙にガイド１９の溝部が収容され、ガイド１９の第１、第２の側壁の間の第１、第２の領域に、２段目（上段）の超伝導テープ線材１８が収容される。 A cable cross-sectional arrangement structure as shown in FIG. 18 is desirable. The groove portion of the guide 19 is accommodated in the gap between adjacent superconducting tape wires of the first stage (lower stage), and the second stage (upper stage) is provided in the first and second regions between the first and second side walls of the guide 19. ) Of the superconducting tape wire 18 is accommodated.

特に制限されないが、テープ線材ガイド１９の材料としては、例えば、銅、アルミ、ステンレスなどがある。また、厚さは５０ミクロンから１００ミクロン程度が想定される。図１８は、上層のテープ線材にガイドを取り付けた場合を示している。この様な構造のため、ケーブルが曲げられても、上下２層の超伝導テープ線材は、互いにテープ線材間に、自動的に配置される構成とされ、臨界電流の低下を防止する。この様な構造を取ると、図１３に示した様なケーブル構造を変えることができる。 Although not particularly limited, examples of the material of the tape wire guide 19 include copper, aluminum, and stainless steel. The thickness is assumed to be about 50 to 100 microns. FIG. 18 shows a case where a guide is attached to the upper layer tape wire. Due to such a structure, even if the cable is bent, the superconducting tape wires of the upper and lower layers are automatically arranged between the tape wires to prevent the critical current from being lowered. With such a structure, the cable structure as shown in FIG. 13 can be changed.

つまり、同軸で往復導体構造になっているケーブルが、内導体はテープ線材が２３本有り、外導体は１６本からなっているので、流せる電流は外導体のテープ線材で決まり、内導体には余分なテープ線材が使われていることになる。関連技術では、クロスに巻線を行い、テープ線材の隙間を無くすると変更の施しようがない。 In other words, a coaxial cable with a reciprocating conductor structure has 23 tape wires for the inner conductor and 16 outer conductors, so the current that can be passed is determined by the tape wire of the outer conductor, Extra tape wire is used. In the related technology, there is no way to make a change by winding the cloth on the cloth and eliminating the gap between the tape wires.

しかし、上記した方法を用いることで、内導体のテープ線材本数も外導体とほぼ同じにできる。これは、ケーブルコストを下げることを意味する。図１９に模式的に示すように、テープ線材ガイドは、ローラーで金属薄膜を圧延すれば製造できる。 However, by using the method described above, the number of tape wires of the inner conductor can be made substantially the same as that of the outer conductor. This means lowering the cable cost. As schematically shown in FIG. 19, the tape wire guide can be manufactured by rolling a metal thin film with a roller.

＜ケーブルの設置方法＞
次に、ケーブルの敷設方法について述べる。図２０は、ケーブルを断熱２重管に挿入したときの状態を模式的に示す図である。図２０は、路線長が長いので、中間部でケーブルを接続して長くする場合を示していて、送電側か受電側は端末クライオスタット（図ではクライオと表示）である。布設手順を以下に順に述べる。<Cable installation method>
Next, a cable laying method will be described. FIG. 20 is a diagram schematically illustrating a state when the cable is inserted into the heat insulating double pipe. FIG. 20 shows a case where a cable is connected and lengthened in the middle portion because the route length is long, and the power transmission side or the power reception side is a terminal cryostat (indicated as cryo in the figure). The laying procedure is described below in order.

１．断熱２重管を線路に沿って組立上げる。断熱２重管を真空排気し、断熱性能を確認する。その中にケーブルを引き込む。引き込むときにはケーブルにロード・セル（荷重変換器）を取り付けてケーブルに働く力を測定し、ケーブルに働く引っ張り応力が設計値を超さないように管理する。 1. Assemble the insulated double pipe along the track. The heat insulation double tube is evacuated and the heat insulation performance is confirmed. Pull the cable into it. When pulling in, a load cell (load converter) is attached to the cable, the force acting on the cable is measured, and the tensile stress acting on the cable is managed so as not to exceed the design value.

２．ケーブルが断熱２重管内に挿入され、両端から十分にケーブルがでていることを確認して、一方側を断熱２重管に固定する。もう一方は固定をしない。この時、ケーブルの状態をＸ線写真で確認する。 2. The cable is inserted into the insulated double pipe, and it is confirmed that the cable is sufficiently exposed from both ends, and one side is fixed to the insulated double pipe. Do not fix the other. At this time, the state of the cable is confirmed by an X-ray photograph.

３．断熱２重管に液体窒素を導入する。導入は固定端側から行う。これによってケーブルは熱収縮を開始する。この時、ケーブルの温度分布測定を行うと同時に非固定端側のケーブルが断熱２重管内に引き込まれる長さ及び荷重をロード・セルで測定する。 3. Liquid nitrogen is introduced into the insulated double tube. Introduction is performed from the fixed end side. This causes the cable to begin heat shrinking. At this time, the temperature distribution of the cable is measured, and at the same time, the length and load with which the cable on the non-fixed end side is drawn into the heat insulating double pipe are measured with the load cell.

４．ケーブルが全長にわたり液体窒素温度になったことを確認し、ケーブルの非固定端を断熱２重管に固定する。これによって、低温でケーブルの両端が断熱２重管に固定される。この時、ケーブルの状態をＸ線写真で確認する。 4). After confirming that the cable has reached the liquid nitrogen temperature over the entire length, fix the non-fixed end of the cable to the insulated double tube. Thereby, both ends of the cable are fixed to the heat insulating double pipe at a low temperature. At this time, the state of the cable is confirmed by an X-ray photograph.

５．昇温をゆっくり開始する。昇温によりケーブルは伸びようとするが、両端が固定されているので、フォーマがヘリカル変形することによって応力を低減しようとする。但し、数十ｃｍ程度であれば、ケーブルが伸びてきたときに一方の固定を外して伸ばしても良い。昇温完了後にケーブルの状態をＸ線写真で確認する。 5. Start heating slowly. The cable tends to stretch due to the temperature rise, but both ends are fixed, so the former is helically deformed to reduce the stress. However, if it is about several tens of centimeters, one of the fixings may be removed when the cable is extended. After the temperature rise is completed, check the state of the cable with an X-ray photograph.

６．伸びた長さの数十ｃｍは端末クライオスタットを移動式にして吸収する。 6). The extended length of several tens of centimeters is absorbed by making the terminal cryostat mobile.

なお、上記の特許文献、非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the above-mentioned patent documents and non-patent documents are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) can be combined or selected within the scope of the claims of the present invention. . That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

１銅ワイヤ素線
２銅ワイヤ
３形状記憶合金ワイヤ素線
４形状記憶合金ワイヤ
１０断熱２重管外管
１１断熱２重管内管
１３真空層
１４冷媒の流れ
１５固定部
１６冷媒導入口
１８超伝導テープ線材
１９ガイド（ガイド金具）DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Copper wire strand 2 Copper wire 3 Shape memory alloy wire 4 Shape memory alloy wire 10 Heat insulation double tube outer tube 11 Heat insulation double tube inner tube 13 Vacuum layer 14 Flow of refrigerant 15 Fixing part 16 Refrigerant inlet 18 Superconductivity Tape wire 19 guide (guide fitting)

Claims

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、ケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルであって、
前記フォーマに含まれる銅素線の加工歪みによって、常温では前記ヘリカル状になるように前記フォーマが形成されている超伝導ケーブル。 A former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconducting at the time of cooling. A superconducting cable in the shape of
A superconducting cable in which the former is formed so as to have the helical shape at room temperature due to processing strain of a copper wire contained in the former.

前記フォーマは、前記銅素線からなるワイヤを含み、複数の前記ワイヤを撚り合わせてなる請求項１記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to claim 1, wherein the former includes a wire made of the copper element wire and a plurality of the wires are twisted together.

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、ケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルであって、
前記フォーマは、銅素線からなるワイヤを含み、複数の前記ワイヤを撚り合わせてなり、前記銅素線の加工歪みによって、常温では前記ヘリカル状になるように前記フォーマが形成されている、超伝導ケーブル。 A former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconducting at the time of cooling. A superconducting cable in the shape of
The former includes a wire made of a copper wire, a plurality of the wires are twisted together, and the former is formed so as to become the helical shape at room temperature due to processing strain of the copper wire. Conductive cable.

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、前記フォーマの残留応力によりケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルであって、
前記フォーマは、冷却時には、前記超伝導ケーブルの両端の引っ張りと、部材の長手方向の熱収縮により、ケーブルを直線状の形状とする部材を備えた超伝導ケーブル。 Including a former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconductive at the time of cooling, and at normal temperature, a helical shape in which the cable swirls along its longitudinal direction due to residual stress of the former, During cooling, the cable is a superconducting cable that has a linear shape,
The former is a superconducting cable provided with a member that, when cooled, pulls both ends of the superconducting cable and heat shrinks in the longitudinal direction of the member to make the cable into a linear shape.

前記部材は、弾性部材、又は形状記憶合金のワイヤを備えた請求項４記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to claim 4, wherein the member comprises an elastic member or a shape memory alloy wire.

前記弾性部材が、銅ワイヤとともに前記超伝導ケーブルの長手方向に延伸されてなるバネからなる請求項５記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to claim 5, wherein the elastic member is formed of a spring that is extended in a longitudinal direction of the superconducting cable together with a copper wire.

前記超伝導線材を複数層備え、前記複数層の超伝導線材の撚り方向は同じ方向とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of layers of the superconducting wire are provided, and the twisting directions of the superconducting wires of the plurality of layers are the same.

前記超伝導線材は、高温超伝導（ＨＴＳ）テープ線材を含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to any one of claims 1 to 7, wherein the superconducting wire includes a high-temperature superconducting (HTS) tape wire.

両端はクライオスタットに接続される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to claim 1, wherein both ends are connected to a cryostat.

断熱２重管の内管に挿入され、長手方向中心部が前記断熱２重管の内管に固定される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to any one of claims 1 to 9, wherein the superconducting cable is inserted into an inner pipe of a heat insulating double pipe and a longitudinal center portion is fixed to the inner pipe of the heat insulating double pipe.

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、前記フォーマの残留応力によりケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルを設置するにあたり、
常温で直線状の超伝導ケーブルを断熱２重管内管に挿入して前記超伝導ケーブルの長手方向中心部を断熱２重管の内管に固定し、
前記断熱２重管内管に冷媒を導入し、前記超伝導ケーブルを熱収縮させたのちに、常温として、前記超伝導ケーブルがヘリカル形状に変形し、
常温でヘリカル形状に変形したのち前記超伝導ケーブルの両端にクライオスタットを取り付ける、超伝導ケーブル設置方法。 Including a former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconductive at the time of cooling, and at normal temperature, a helical shape in which the cable swirls along its longitudinal direction due to residual stress of the former, When cooling, when installing a superconducting cable with a straight cable shape,
Insert a superconducting cable that is straight at room temperature into the inner tube of the insulated double pipe, and fix the longitudinal center of the superconducting cable to the inner tube of the insulated double pipe.
After introducing a refrigerant into the inner pipe of the heat insulating double pipe and thermally shrinking the superconducting cable, the superconducting cable is transformed into a helical shape at room temperature,
A superconducting cable installation method in which a cryostat is attached to both ends of the superconducting cable after being transformed into a helical shape at room temperature.

前記断熱２重管の内管は外管に固定され、外管は、前記断熱２重管の支持部材に固定されている、請求項１１記載の超伝導ケーブル設置方法。 The superconducting cable installation method according to claim 11, wherein an inner pipe of the heat insulating double pipe is fixed to an outer pipe, and the outer pipe is fixed to a support member of the heat insulating double pipe.

前記フォーマがフォーマ素線を複数層となるように巻線で形成し、外側２層以上の前記フォーマ素線の巻線方向を同じ方向としてなる請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超伝導ケーブル。 11. The former according to any one of claims 1 to 10, wherein the former is formed by winding so that the former strands are formed in a plurality of layers, and the winding direction of the former strands of two or more outer layers is the same direction. Superconducting cable.

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、前記フォーマの残留応力によりケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルであって、
前記超伝導線材を複数層備え、ケーブルがヘリカル変形する方向と、前記複数層の超伝導線材の巻線方向を同じ方向としてなる超伝導ケーブル。 Including a former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconductive at the time of cooling, and at normal temperature, a helical shape in which the cable swirls along its longitudinal direction due to residual stress of the former, During cooling, the cable is a superconducting cable that has a linear shape,
A superconducting cable comprising a plurality of layers of the superconducting wire, wherein the direction in which the cable is helically deformed and the winding direction of the superconducting wire of the plurality of layers are the same.

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導テープ線材とを含み、常温時には、前記フォーマの残留応力によりケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルであって、
ケーブルがヘリカル変形する方向と前記超伝導テープ線材の巻線方向を同じ方向としてなる超伝導ケーブル。 A former and a superconducting tape wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconductive when cooled, and at normal temperature, a helical shape in which the cable swirls along its longitudinal direction due to the residual stress of the former When cooling, the cable is a superconducting cable that has a linear shape,
A superconducting cable in which the direction in which the cable is helically deformed and the winding direction of the superconducting tape wire are the same.

前記フォーマがフォーマ素線を複数層となるように巻線で形成し、外側２層以上の前記フォーマ素線の巻線方向を、同じ方向としてなる請求項１５記載の超伝導ケーブル。 The superconducting cable according to claim 15, wherein the former is formed by winding so that the former strands are formed in a plurality of layers, and the winding direction of the former strands of two or more outer layers is the same direction.

少なくとも２段構成の複数の超伝導テープ線材を備え、前記複数の超伝導テープ線材は互いに平行に延長され、前記超伝導テープ線材の長手方向に直交する方向に関して、少なくとも一方の段は、他方の段の相隣る前記超伝導テープ線材の間隙を跨ぐように配置された前記超伝導テープ線材を備えている、請求項１５又は１６に記載の超伝導ケーブル。 A plurality of superconducting tape wires each having at least two stages, wherein the plurality of superconducting tape wires are extended in parallel with each other, and at least one of the stages is perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting tape wires. The superconducting cable according to claim 15 or 16, comprising the superconducting tape wire disposed so as to straddle the gap between the superconducting tape wires adjacent to each other in stages.

前記長手方向に直交する断面が、所定幅の溝部の両側の縁にそれぞれの一端で接し、他端が、前記超伝導テープ線材の幅に対応した間隔離間して相対する第１、第２の側壁の底部にそれぞれ接する第１、第２の拡延部を有するガイドを備え、
１段目の相隣る超伝導テープ線材の間隙に、前記ガイドの溝部が配置され、
前記ガイドの前記第１、第２の側壁の間の前記第１、第２の拡延部に、２段目の超伝導テープ線材が載置される請求項１７記載の超伝導ケーブル。 The cross section perpendicular to the longitudinal direction is in contact with the edges on both sides of the groove having a predetermined width at one end, and the other ends are opposed to each other with a spacing corresponding to the width of the superconducting tape wire. A guide having first and second extension portions respectively contacting the bottom of the side wall;
The groove portion of the guide is disposed in the gap between adjacent superconducting tape wires in the first stage,
The superconducting cable according to claim 17 , wherein a second stage superconducting tape wire is placed on the first and second extended portions between the first and second side walls of the guide.

フォーマと、前記フォーマの外層に絶縁層を介して巻かれ冷却時に超伝導となる超伝導線材とを含み、常温時には、前記フォーマの残留応力によりケーブルがその長手方向に沿って旋回するヘリカル状、冷却時には、ケーブルが直線状の形状となる超伝導ケーブルの設置にあたり、
断熱２重管を真空排気し前記超伝導ケーブルを引き込み、
前記断熱２重管に前記超伝導ケーブルの一側を固定し、他側は固定せず、
前記断熱２重管に液体窒素を導入し、
前記超伝導ケーブルの非固定端を、前記断熱２重管に固定し、
昇温を開始し、
常温に戻りヘリカル状になった後に前記超伝導ケーブルの端部に移動式端末クライオスタットを取り付け、前記超伝導ケーブルの伸びは前記移動式端末クライオスタットで吸収する、超伝導ケーブル設置方法。 Including a former and a superconducting wire wound around an outer layer of the former via an insulating layer and becoming superconductive at the time of cooling, and at normal temperature, a helical shape in which the cable swirls along its longitudinal direction due to residual stress of the former, During cooling, the installation of superconducting cable with a straight cable shape,
Evacuate the insulated double pipe and pull in the superconducting cable,
One side of the superconducting cable is fixed to the heat insulating double pipe, the other side is not fixed,
Introducing liquid nitrogen into the insulated double pipe,
Fixing the non-fixed end of the superconducting cable to the heat insulating double pipe;
Start to heat up,
A method of installing a superconducting cable, wherein a mobile terminal cryostat is attached to an end of the superconducting cable after returning to room temperature and becoming helical, and the extension of the superconducting cable is absorbed by the mobile terminal cryostat.