JPH0864041A - 超電導ケーブル - Google Patents
超電導ケーブルInfo
- Publication number
- JPH0864041A JPH0864041A JP6222420A JP22242094A JPH0864041A JP H0864041 A JPH0864041 A JP H0864041A JP 6222420 A JP6222420 A JP 6222420A JP 22242094 A JP22242094 A JP 22242094A JP H0864041 A JPH0864041 A JP H0864041A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- insulating layer
- cable
- outer conductor
- liquid nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部導体と外部導体をもつ超電導ケーブルに
おいて、冷却歪み等による電気絶縁性能の低下を防止す
る。交流ケーブルとした場合、外部導体をシールド導体
とし、磁場の影響を低減する。直流ケーブルとした場
合、内部導体と外部導体を電流の往路と帰路に用いる。 【構成】 酸化物超電導体の内部導体３の外周に電気絶
縁層５を具え、さらにその外周に酸化物超電導体の外部
導体７を具える超電導ケーブルで、内部導体３と電気絶
縁層５の間および電気絶縁層５と外部導体７との間に熱
絶縁層４，６を設けた。これにより電気絶縁層５は常温
に保持され、外部導体７も酸化物超電導体が使用でき
る。
おいて、冷却歪み等による電気絶縁性能の低下を防止す
る。交流ケーブルとした場合、外部導体をシールド導体
とし、磁場の影響を低減する。直流ケーブルとした場
合、内部導体と外部導体を電流の往路と帰路に用いる。 【構成】 酸化物超電導体の内部導体３の外周に電気絶
縁層５を具え、さらにその外周に酸化物超電導体の外部
導体７を具える超電導ケーブルで、内部導体３と電気絶
縁層５の間および電気絶縁層５と外部導体７との間に熱
絶縁層４，６を設けた。これにより電気絶縁層５は常温
に保持され、外部導体７も酸化物超電導体が使用でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導ケーブルの構造
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体は液体窒素温度以上でも
超電導状態にあることが特徴で、液体窒素の冷却によっ
て使用できる超電導ケーブルへの応用が期待される。酸
化物超電導体を用いたケーブルは、高価な液体ヘリウム
での冷却が必要な金属系などの超電導体を用いたケーブ
ルと比較して、断熱システムの簡素化，冷却コスト低減
などの効果が期待できるため、実用化への開発研究が進
められており、例えば、図２および図３に示すものが知
られている。
超電導状態にあることが特徴で、液体窒素の冷却によっ
て使用できる超電導ケーブルへの応用が期待される。酸
化物超電導体を用いたケーブルは、高価な液体ヘリウム
での冷却が必要な金属系などの超電導体を用いたケーブ
ルと比較して、断熱システムの簡素化，冷却コスト低減
などの効果が期待できるため、実用化への開発研究が進
められており、例えば、図２および図３に示すものが知
られている。
【０００３】まず、図２記載のものは、内部導体23のみ
液体窒素温度に冷却し、電気絶縁体25，外部導体27は常
温で使用する常温絶縁タイプのものである。中心のフォ
ーマ22（金属管）を液体窒素の通路21とし、その上に内
部導体23が巻回され、さらにその上に熱絶縁層24が形成
されている。そして、熱絶縁層24の上に電気絶縁層25を
形成し、その上に外部導体27を巻回している。このた
め、通電導体となる内部導体23は液体窒素温度に冷却さ
れるが、電気絶縁体25，外部導体27は常温に保持される
のである。
液体窒素温度に冷却し、電気絶縁体25，外部導体27は常
温で使用する常温絶縁タイプのものである。中心のフォ
ーマ22（金属管）を液体窒素の通路21とし、その上に内
部導体23が巻回され、さらにその上に熱絶縁層24が形成
されている。そして、熱絶縁層24の上に電気絶縁層25を
形成し、その上に外部導体27を巻回している。このた
め、通電導体となる内部導体23は液体窒素温度に冷却さ
れるが、電気絶縁体25，外部導体27は常温に保持される
のである。
【０００４】一方、図３記載のケーブルは、内部導体2
3，電気絶縁体25，外部導体27のいずれも液体窒素温度
まで冷却して使用する低温絶縁タイプのものである。中
心のフォーマ22の上に内部導体23が巻回されている点は
図２のケーブルと同様であるが、本タイプの場合、この
内部導体23の上に電気絶縁層25が形成されている。そし
て、電気絶縁層25の上に外部導体27を巻回し、外部導体
27の上にスペーサ32を配して管路33との間にスペースを
保持し、このスペースを液体窒素の通路28としている。
このため、内部導体23，電気絶縁体25，外部導体27のい
ずれもが液体窒素温度まで冷却されるのである。
3，電気絶縁体25，外部導体27のいずれも液体窒素温度
まで冷却して使用する低温絶縁タイプのものである。中
心のフォーマ22の上に内部導体23が巻回されている点は
図２のケーブルと同様であるが、本タイプの場合、この
内部導体23の上に電気絶縁層25が形成されている。そし
て、電気絶縁層25の上に外部導体27を巻回し、外部導体
27の上にスペーサ32を配して管路33との間にスペースを
保持し、このスペースを液体窒素の通路28としている。
このため、内部導体23，電気絶縁体25，外部導体27のい
ずれもが液体窒素温度まで冷却されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図２のケーブ
ルでは、外部導体が常温となり、酸化物超電導体を用い
ることができないため、内部導体の電流容量に相当する
導体を外部導体に設けることが困難である。このため、
交流ケーブルとした場合、内部導体の電流による交流磁
界をシールドすることできず、ケーブルシース（図２ま
たは図３参照）など、導体以外の部材における渦電流損
失が大きくなる。また、直流ケーブルとした場合、外部
導体を電流の帰路とすることができない。一方、図３の
ケーブルでは、電気絶縁体が液体窒素温度となるため、
冷却時の電気絶縁体の熱収縮、冷却歪みによる電気絶縁
性能の低下、あるいは液体窒素中の気泡による電気絶縁
性能の低下といった問題がある。
ルでは、外部導体が常温となり、酸化物超電導体を用い
ることができないため、内部導体の電流容量に相当する
導体を外部導体に設けることが困難である。このため、
交流ケーブルとした場合、内部導体の電流による交流磁
界をシールドすることできず、ケーブルシース（図２ま
たは図３参照）など、導体以外の部材における渦電流損
失が大きくなる。また、直流ケーブルとした場合、外部
導体を電流の帰路とすることができない。一方、図３の
ケーブルでは、電気絶縁体が液体窒素温度となるため、
冷却時の電気絶縁体の熱収縮、冷却歪みによる電気絶縁
性能の低下、あるいは液体窒素中の気泡による電気絶縁
性能の低下といった問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するためになされたもので、その特徴は、酸化物超電
導体の内部導体の外周に電気絶縁層を具え、さらにその
外周に酸化物超電導体の外部導体を具える超電導ケーブ
ルであって、内部導体と電気絶縁層の間および電気絶縁
層と外部導体との間に熱絶縁層を設けたことにある。こ
の構成において、交流ケーブルとしては外部導体が電磁
シールドとなるが、直流ケーブルとしては外部導体を電
流帰路として用いることが好適である。
消するためになされたもので、その特徴は、酸化物超電
導体の内部導体の外周に電気絶縁層を具え、さらにその
外周に酸化物超電導体の外部導体を具える超電導ケーブ
ルであって、内部導体と電気絶縁層の間および電気絶縁
層と外部導体との間に熱絶縁層を設けたことにある。こ
の構成において、交流ケーブルとしては外部導体が電磁
シールドとなるが、直流ケーブルとしては外部導体を電
流帰路として用いることが好適である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明ケーブルの断面図で、図示のように、中心に液体窒
素の通路１を形成するフォーマ２（金属管）を具え、順
次外周に向かって、内部導体３，第一熱絶縁層４，電気
絶縁層５，第二熱絶縁層６，外部導体７，液体窒素の通
路８，第三熱絶縁層９，シース10，保護層11が形成され
ている。
発明ケーブルの断面図で、図示のように、中心に液体窒
素の通路１を形成するフォーマ２（金属管）を具え、順
次外周に向かって、内部導体３，第一熱絶縁層４，電気
絶縁層５，第二熱絶縁層６，外部導体７，液体窒素の通
路８，第三熱絶縁層９，シース10，保護層11が形成され
ている。
【０００８】内部導体３および外部導体７はビスマス系
酸化物などの超電導体で構成され、通路１および８を流
れる液体窒素の温度に冷却される。交流の場合、内部導
体が通電導体で、外部導体がこの通電電流による磁場の
シールド導体となるが、直流の場合、一方を往路導体、
他方を帰路導体として用いることが好適である。
酸化物などの超電導体で構成され、通路１および８を流
れる液体窒素の温度に冷却される。交流の場合、内部導
体が通電導体で、外部導体がこの通電電流による磁場の
シールド導体となるが、直流の場合、一方を往路導体、
他方を帰路導体として用いることが好適である。
【０００９】電気絶縁層５は、第一熱絶縁層４と第二熱
絶縁層６により、液体窒素温度の両導体３，７とは熱的
に遮断され、常温に保持される。従って、電気絶縁層の
形成には、有機絶縁テープを巻き込んだり、ポリエチレ
ンを押し出して成形するなど、現用の電気絶縁技術を利
用すればよい。
絶縁層６により、液体窒素温度の両導体３，７とは熱的
に遮断され、常温に保持される。従って、電気絶縁層の
形成には、有機絶縁テープを巻き込んだり、ポリエチレ
ンを押し出して成形するなど、現用の電気絶縁技術を利
用すればよい。
【００１０】各熱絶縁層４，６，９は、内外両コルゲー
ト管の間にスーパーインシュレーションを配して高真空
状態に保持したものが好適である。例えば、真空度や熱
絶縁層の厚さ等を調整すれば、熱絶縁層を介しての熱の
出入りを１０-1Ｗ／ｍ程度に抑えることができる。これ
は、ケーブル端部から侵入すると予想される熱量（数Ｗ
〜数十Ｗ）よりも十分小さく、各熱絶縁層を室温に保持
することが可能であると考えられる。液体窒素の通路８
は、外部導体と第三熱絶縁層との間にスペーサ12を配す
ることで確保されている。通路１，８の一方を液体窒素
の往路，他方を帰路としてもよい。そして、第三熱絶縁
層外周のシースはアルミや鋼管などが用いられ、その外
周の保護層はビニルなどが用いられる。
ト管の間にスーパーインシュレーションを配して高真空
状態に保持したものが好適である。例えば、真空度や熱
絶縁層の厚さ等を調整すれば、熱絶縁層を介しての熱の
出入りを１０-1Ｗ／ｍ程度に抑えることができる。これ
は、ケーブル端部から侵入すると予想される熱量（数Ｗ
〜数十Ｗ）よりも十分小さく、各熱絶縁層を室温に保持
することが可能であると考えられる。液体窒素の通路８
は、外部導体と第三熱絶縁層との間にスペーサ12を配す
ることで確保されている。通路１，８の一方を液体窒素
の往路，他方を帰路としてもよい。そして、第三熱絶縁
層外周のシースはアルミや鋼管などが用いられ、その外
周の保護層はビニルなどが用いられる。
【００１１】このような構造により、本発明ケーブルに
よれば電気絶縁体の内側および外側に熱絶縁層を設ける
ことによって、電気絶縁体は液体窒素から隔離され、常
温度に維持される。このため、従来問題となった、冷
却歪みによる電気絶縁性能の低下、液体窒素中の気泡
による電気絶縁性能の低下などの問題が解消される。ケ
ーブルの電気絶縁性能は、３０〜４０年間保証する必要
があるが、そのための検証試験は多大な労力と長期間を
要する。従って、電気絶縁層を常温度に保持できれば、
従来の電気絶縁技術がそのまま適用でき、絶縁性能の検
証試験に要する労力を省略できる。
よれば電気絶縁体の内側および外側に熱絶縁層を設ける
ことによって、電気絶縁体は液体窒素から隔離され、常
温度に維持される。このため、従来問題となった、冷
却歪みによる電気絶縁性能の低下、液体窒素中の気泡
による電気絶縁性能の低下などの問題が解消される。ケ
ーブルの電気絶縁性能は、３０〜４０年間保証する必要
があるが、そのための検証試験は多大な労力と長期間を
要する。従って、電気絶縁層を常温度に保持できれば、
従来の電気絶縁技術がそのまま適用でき、絶縁性能の検
証試験に要する労力を省略できる。
【００１２】また、電気絶縁体と外部導体との間に熱絶
縁層を設けることによって、外部導体にも酸化物超電導
体を用いることができる。このため、交流ケーブルで
は、内部導体を流れる電流による磁場をシールドするた
めの遮蔽電流を流すことができ、外部導体をシールド層
として用いることができる。それにより、隣接するケー
ブルへの磁場の影響を低減し、かつケーブルシースなど
の渦電流損失も低減できる。そして、直流ケーブルで
は、内部導体の電流容量に相当する導体量を外部導体に
用いることができるため、外部導体を帰路用導体として
用いることができる。従って、ケーブル１本で１回線の
ケーブルとして利用することができる。
縁層を設けることによって、外部導体にも酸化物超電導
体を用いることができる。このため、交流ケーブルで
は、内部導体を流れる電流による磁場をシールドするた
めの遮蔽電流を流すことができ、外部導体をシールド層
として用いることができる。それにより、隣接するケー
ブルへの磁場の影響を低減し、かつケーブルシースなど
の渦電流損失も低減できる。そして、直流ケーブルで
は、内部導体の電流容量に相当する導体量を外部導体に
用いることができるため、外部導体を帰路用導体として
用いることができる。従って、ケーブル１本で１回線の
ケーブルとして利用することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ケーブルに
よれば、常電導ケーブルで用いられていた電気絶縁技術
を利用することができる。加えて外部導体も酸化物超電
導体が使用できるため、交流ケーブルにおいては磁場の
影響を低減したり、直流ケーブルにおいては１本のケー
ブルで１回線として利用することができる。このため、
電力ケーブルとして大電流の送電などに利用すると好適
である。
よれば、常電導ケーブルで用いられていた電気絶縁技術
を利用することができる。加えて外部導体も酸化物超電
導体が使用できるため、交流ケーブルにおいては磁場の
影響を低減したり、直流ケーブルにおいては１本のケー
ブルで１回線として利用することができる。このため、
電力ケーブルとして大電流の送電などに利用すると好適
である。
【図１】本発明ケーブルの断面図である。
【図２】常温絶縁タイプの従来ケーブルの断面図であ
る。
る。
【図３】低温絶縁タイプの従来ケーブルの断面図であ
る。
る。
１,21 液体窒素の通路 ２,22 フォーマ ３,23
内部導体 ４ 第一熱絶縁層 ５,25 電気絶縁層 ６ 第二熱絶
縁層 ７,27 外部導体 ８,28 液体窒素の通路 ９ 第三
熱絶縁層 10,30 シース 11,31 保護層 12,32 スペーサ 24
熱絶縁層 33 管路
内部導体 ４ 第一熱絶縁層 ５,25 電気絶縁層 ６ 第二熱絶
縁層 ７,27 外部導体 ８,28 液体窒素の通路 ９ 第三
熱絶縁層 10,30 シース 11,31 保護層 12,32 スペーサ 24
熱絶縁層 33 管路
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物超電導体の内部導体の外周に電気
絶縁層を具え、さらにその外周に酸化物超電導体の外部
導体を具える超電導ケーブルであって、前記内部導体と
電気絶縁層の間および前記電気絶縁層と外部導体との間
に熱絶縁層を有することを特徴とする超電導ケーブル。 - 【請求項２】 内部導体および外部導体の一方を往路導
体、他方を帰路導体とすることを特徴とする請求項１記
載の直流超電導ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222420A JPH0864041A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 超電導ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222420A JPH0864041A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 超電導ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864041A true JPH0864041A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16782114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6222420A Pending JPH0864041A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 超電導ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864041A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100766695B1 (ko) * | 2006-11-29 | 2007-10-15 | 엘에스전선 주식회사 | 초전도 케이블 |
| JP2012174403A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 常温絶縁型超電導ケーブル、およびその製造方法 |
| JP2012186890A (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 常温絶縁型超電導ケーブルの端末構造 |
| JP2013125647A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 超電導ケーブル、並びに超電導ケーブルの冷却装置及び冷却方法 |
| WO2013105364A1 (ja) | 2012-01-10 | 2013-07-18 | 住友電気工業株式会社 | 常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造 |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6222420A patent/JPH0864041A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100766695B1 (ko) * | 2006-11-29 | 2007-10-15 | 엘에스전선 주식회사 | 초전도 케이블 |
| JP2012174403A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 常温絶縁型超電導ケーブル、およびその製造方法 |
| JP2012186890A (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 常温絶縁型超電導ケーブルの端末構造 |
| JP2013125647A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 超電導ケーブル、並びに超電導ケーブルの冷却装置及び冷却方法 |
| US10062478B2 (en) | 2011-12-14 | 2018-08-28 | Railway Technical Research Institute | Superconducting cable having outgoing coolant inside a conductor and return coolant outside the conductor, and device and method for cooling superconducting cable |
| WO2013105364A1 (ja) | 2012-01-10 | 2013-07-18 | 住友電気工業株式会社 | 常温絶縁型超電導ケーブルの接続構造 |
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