JPH1173824A - 超電導ケーブル終端部 - Google Patents
超電導ケーブル終端部Info
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- JPH1173824A JPH1173824A JP9231621A JP23162197A JPH1173824A JP H1173824 A JPH1173824 A JP H1173824A JP 9231621 A JP9231621 A JP 9231621A JP 23162197 A JP23162197 A JP 23162197A JP H1173824 A JPH1173824 A JP H1173824A
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- superconducting
- impedance
- superconducting cable
- conductor
- adjusting devices
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G15/00—Cable fittings
- H02G15/34—Cable fittings for cryogenic cables
-
- 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
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流臨界電流を増大させることができる超電
導ケーブル終端部を提供する。 【解決手段】 絶縁材を介して同心円状に積層された複
数の超電導導体層１１、１２、１３を有する超電導ケー
ブル終端部において、各超電導導体層１１、１２、１３
は、相互に絶縁された状態で外部に電気的に引き出さ
れ、インピーダンス調整装置４１、４２、４３に接続し
ている。
導ケーブル終端部を提供する。 【解決手段】 絶縁材を介して同心円状に積層された複
数の超電導導体層１１、１２、１３を有する超電導ケー
ブル終端部において、各超電導導体層１１、１２、１３
は、相互に絶縁された状態で外部に電気的に引き出さ
れ、インピーダンス調整装置４１、４２、４３に接続し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流で用いられる
絶縁された多層の導体を有する超電導ケーブルの終端部
に関し、特に終端部における導体の引出しに関する。
絶縁された多層の導体を有する超電導ケーブルの終端部
に関し、特に終端部における導体の引出しに関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導ケーブルは、大電流送電を行うた
めに、超電導線をフォーマ（芯：金属製またはプラスチ
ック製のパイプなど）上に多数本、多層に螺旋状に巻き
付けて作られる。そして、それぞれ層間には、電気絶縁
を取るために薄い絶縁層が設けられるのが一般的であ
る。それにもかかわらず、超電導ケーブルの終端部で
は、図３に示されるように、多層の超電導導体層１１、
１２、１３を端部で電気的に短絡させ、終端接続装置の
一本の引出し導体５１に一体に半田５２で接続し、気中
に取り出している。図中、１４、５３はストレスコー
ン、１５は収納管、５４はブッシング、５５、５６は冷
却容器であり、冷却容器５５、５６内には冷媒が注入さ
れ、冷却容器５５、５６間には断熱層（図示されず）が
設けられている。
めに、超電導線をフォーマ（芯：金属製またはプラスチ
ック製のパイプなど）上に多数本、多層に螺旋状に巻き
付けて作られる。そして、それぞれ層間には、電気絶縁
を取るために薄い絶縁層が設けられるのが一般的であ
る。それにもかかわらず、超電導ケーブルの終端部で
は、図３に示されるように、多層の超電導導体層１１、
１２、１３を端部で電気的に短絡させ、終端接続装置の
一本の引出し導体５１に一体に半田５２で接続し、気中
に取り出している。図中、１４、５３はストレスコー
ン、１５は収納管、５４はブッシング、５５、５６は冷
却容器であり、冷却容器５５、５６内には冷媒が注入さ
れ、冷却容器５５、５６間には断熱層（図示されず）が
設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、終端部
で電気的に短絡された多層の超電導導体層１１、１２、
１３に交流電流を通電すると、同心の超電導導体層１
１、１２、１３の外層と内層ではインピーダンスが異な
るため、終端部から通電された交流電流は、その大部分
が最外層の超電導導体層１３を流れ、内側の超電導導体
層１１、１２にはほとんど流れない。
で電気的に短絡された多層の超電導導体層１１、１２、
１３に交流電流を通電すると、同心の超電導導体層１
１、１２、１３の外層と内層ではインピーダンスが異な
るため、終端部から通電された交流電流は、その大部分
が最外層の超電導導体層１３を流れ、内側の超電導導体
層１１、１２にはほとんど流れない。
【０００４】ここで、複数の超電導線が絶縁材を介して
同心状に複合された超電導ケーブル（以降、多層超電導
ケーブルと称す）について説明する。例えば、外径２０
ｍｍφのフォーマの周りに厚さ０．２ｍｍ、幅３ｍｍの
テープ状超電導線を、１層あたり２０本ずつ３層にわた
り層間に絶縁材を介して螺旋巻きした、長さ１００ｍの
多層超電導ケーブルの各超電導導体層に流れる電流比
は、計算によると、外層：中間層：内層＝７：２：１に
なる。この計算の前提は、外層、中間層、内層の各超電
導導体層のインピーダンスがそれぞれ、０．６ｍΩ、
２．５ｍΩ、４．４ｍΩとなり、これら導体が０．１ｍ
Ω程度の接続抵抗で一括して引出し導体に接続されてい
るとした。このような多層超電導ケーブルに、終端部で
電気的に短絡された多層の超電導導体層から電流を流す
と、終端部から流れ込む電流は各層に分流し、先に説明
したインピーダンスの差により、外層：中間層：内層＝
７：２：１の比で電流が分配される。超電導線１本あた
りの臨界電流Ｉc は一定で５０Ａとすると、最外層の２
０本の超電導線には５０Ａ／本流れるが、中間層、内層
はインピーダンスが異なるため、そこに流れる電流は減
少し、多層超電導ケーブル全体に流れる臨界電流値Ｐ
は、Ｐ＝５０×２０×（１＋０．２８＋０．１５）＝１
４３０Ａになる。もし、電流が各層の超電導線に均一に
流れたときの臨界電流値Ｑは、Ｑ＝５０×２０×（１＋
１＋１）＝３０００Ａであるから、従来の多層超電導ケ
ーブルにおける交流臨界電流の低減率は、Ｒ＝（Ｑ−
Ｐ）／Ｑ＝（３０００−１４３０）／３０００＝０．５
２になる。このように従来の終端部に電流を流した場
合、多層超電導ケーブルにおける交流臨界電流の低減率
Ｒは極めて大きい。そこで、多層超電導ケーブルの全て
の超電導線に均一な交流電流を流し、交流臨界電流を増
大させる終端部を提供することを課題とする。
同心状に複合された超電導ケーブル（以降、多層超電導
ケーブルと称す）について説明する。例えば、外径２０
ｍｍφのフォーマの周りに厚さ０．２ｍｍ、幅３ｍｍの
テープ状超電導線を、１層あたり２０本ずつ３層にわた
り層間に絶縁材を介して螺旋巻きした、長さ１００ｍの
多層超電導ケーブルの各超電導導体層に流れる電流比
は、計算によると、外層：中間層：内層＝７：２：１に
なる。この計算の前提は、外層、中間層、内層の各超電
導導体層のインピーダンスがそれぞれ、０．６ｍΩ、
２．５ｍΩ、４．４ｍΩとなり、これら導体が０．１ｍ
Ω程度の接続抵抗で一括して引出し導体に接続されてい
るとした。このような多層超電導ケーブルに、終端部で
電気的に短絡された多層の超電導導体層から電流を流す
と、終端部から流れ込む電流は各層に分流し、先に説明
したインピーダンスの差により、外層：中間層：内層＝
７：２：１の比で電流が分配される。超電導線１本あた
りの臨界電流Ｉc は一定で５０Ａとすると、最外層の２
０本の超電導線には５０Ａ／本流れるが、中間層、内層
はインピーダンスが異なるため、そこに流れる電流は減
少し、多層超電導ケーブル全体に流れる臨界電流値Ｐ
は、Ｐ＝５０×２０×（１＋０．２８＋０．１５）＝１
４３０Ａになる。もし、電流が各層の超電導線に均一に
流れたときの臨界電流値Ｑは、Ｑ＝５０×２０×（１＋
１＋１）＝３０００Ａであるから、従来の多層超電導ケ
ーブルにおける交流臨界電流の低減率は、Ｒ＝（Ｑ−
Ｐ）／Ｑ＝（３０００−１４３０）／３０００＝０．５
２になる。このように従来の終端部に電流を流した場
合、多層超電導ケーブルにおける交流臨界電流の低減率
Ｒは極めて大きい。そこで、多層超電導ケーブルの全て
の超電導線に均一な交流電流を流し、交流臨界電流を増
大させる終端部を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、請求項１記載の発明は、絶縁
材を介して同心円状に積層された複数の超電導導体層を
有する超電導ケーブル終端部において、各超電導導体層
は、相互に絶縁された状態で外部に電気的に引き出さ
れ、インピーダンス調整装置に接続していることを特徴
とするものである。より詳しくは、請求項２記載のよう
に、超電導導体層は、同心円状をなし、相互に絶縁され
た複数の導体部からなる引出棒に接続し、引き出されて
いる超電導ケーブル終端部であり、また、請求項３記載
のように、超電導導体層は、扇形状に分割され、相互に
絶縁された複数の導体部からなる引出棒に接続し、引き
出されている超電導ケーブル終端部である。
決すべくなされたもので、請求項１記載の発明は、絶縁
材を介して同心円状に積層された複数の超電導導体層を
有する超電導ケーブル終端部において、各超電導導体層
は、相互に絶縁された状態で外部に電気的に引き出さ
れ、インピーダンス調整装置に接続していることを特徴
とするものである。より詳しくは、請求項２記載のよう
に、超電導導体層は、同心円状をなし、相互に絶縁され
た複数の導体部からなる引出棒に接続し、引き出されて
いる超電導ケーブル終端部であり、また、請求項３記載
のように、超電導導体層は、扇形状に分割され、相互に
絶縁された複数の導体部からなる引出棒に接続し、引き
出されている超電導ケーブル終端部である。
【０００６】本発明では、各超電導導体層は、相互に絶
縁された状態で外部に電気的に引き出されるが、その絶
縁は、超電導導体層同士が接触しないことが確保できれ
ば十分で、耐圧の面からの考慮をする必要はない。
縁された状態で外部に電気的に引き出されるが、その絶
縁は、超電導導体層同士が接触しないことが確保できれ
ば十分で、耐圧の面からの考慮をする必要はない。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる超
電導ケーブル終端部の一実施形態の説明図である。図１
において、多層超電導導体１０は、図示されていないフ
ォーマ（例えば、アルミコルゲート管）上に、内側から
３層の超電導導体層１１、１２、１３が絶縁材を介して
螺旋状に巻かれた構成となっている。具体的には、超電
導導体層１１〜１３は、テープ状の超電導線材を２０
本、螺旋状に巻いて形成されている。これら超電導導体
層１１〜１３の端部にはそれぞれに接続リング１６を取
り付けて、超電導線材がバラケルのを防止し、かつ各超
電導導体層１１〜１３層毎に超電導線材を接続リング１
６にはんだで電気的にも接続している。この多層超電導
導体１０の端部は、超電導導体層１１〜１３の層数と同
じ本数の引き出し導体を有する終端接続装置２０内に配
置され、超電導導体層１１〜１３は終端接続装置２０の
引き出し導体２１〜２３にそれぞれ接続されている。こ
の接続は、接続リング１６にリード線４０を溶接して行
われる。リード線４０としては、アルミ、銅あるいは超
電導線材を用いることができる。終端接続装置２０の引
き出し導体２１〜２３は、各導体間に絶縁材を介して同
軸状に構成されている。これら引き出し導体２１〜２３
は、ブッシング２４を通って大気中に引き出され、大気
中でそれぞれ端子部２１ａ〜２３ａを構成する。端子２
１ａ〜２３ａは、リード線またはブスバーで、それぞれ
インピーダンス調整装置４１〜４３に接続され、インピ
ーダンス調整装置４１〜４３は電気的に一括してまとめ
られて交流給電系４４に接続されている。インピーダン
ス調整装置４１〜４３は、本実施形態ではコイル状のリ
アクトルで構成した。これらインピーダンス調整装置４
１〜４３を調整して、各インピーダンス調整装置４１〜
４３と超電導導体層１１〜１３のインピーダンスの和が
等しくなるようにすると、各超電導導体層１１〜１３に
流れる電流が均一化する。。なお、図１において、１
４、２５はストレスコーン、１５は収納管、２６、２７
は冷却容器であり、冷却容器２６内には冷媒が注入さ
れ、冷却容器２６、２７間には断熱層（図示されず）が
設けられている。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる超
電導ケーブル終端部の一実施形態の説明図である。図１
において、多層超電導導体１０は、図示されていないフ
ォーマ（例えば、アルミコルゲート管）上に、内側から
３層の超電導導体層１１、１２、１３が絶縁材を介して
螺旋状に巻かれた構成となっている。具体的には、超電
導導体層１１〜１３は、テープ状の超電導線材を２０
本、螺旋状に巻いて形成されている。これら超電導導体
層１１〜１３の端部にはそれぞれに接続リング１６を取
り付けて、超電導線材がバラケルのを防止し、かつ各超
電導導体層１１〜１３層毎に超電導線材を接続リング１
６にはんだで電気的にも接続している。この多層超電導
導体１０の端部は、超電導導体層１１〜１３の層数と同
じ本数の引き出し導体を有する終端接続装置２０内に配
置され、超電導導体層１１〜１３は終端接続装置２０の
引き出し導体２１〜２３にそれぞれ接続されている。こ
の接続は、接続リング１６にリード線４０を溶接して行
われる。リード線４０としては、アルミ、銅あるいは超
電導線材を用いることができる。終端接続装置２０の引
き出し導体２１〜２３は、各導体間に絶縁材を介して同
軸状に構成されている。これら引き出し導体２１〜２３
は、ブッシング２４を通って大気中に引き出され、大気
中でそれぞれ端子部２１ａ〜２３ａを構成する。端子２
１ａ〜２３ａは、リード線またはブスバーで、それぞれ
インピーダンス調整装置４１〜４３に接続され、インピ
ーダンス調整装置４１〜４３は電気的に一括してまとめ
られて交流給電系４４に接続されている。インピーダン
ス調整装置４１〜４３は、本実施形態ではコイル状のリ
アクトルで構成した。これらインピーダンス調整装置４
１〜４３を調整して、各インピーダンス調整装置４１〜
４３と超電導導体層１１〜１３のインピーダンスの和が
等しくなるようにすると、各超電導導体層１１〜１３に
流れる電流が均一化する。。なお、図１において、１
４、２５はストレスコーン、１５は収納管、２６、２７
は冷却容器であり、冷却容器２６内には冷媒が注入さ
れ、冷却容器２６、２７間には断熱層（図示されず）が
設けられている。
【０００８】前述した、外径２０ｍｍφのフォーマの周
りに厚さ０．２ｍｍ、幅３ｍｍのテープ状超電導線を、
１層あたり２０本ずつ３層にわたり層間に絶縁材を介し
て螺旋巻きした、長さ１００ｍの多層超電導ケーブルの
場合には、超電導導体層１１〜１３のインピーダンスは
それぞれ、４．４ｍΩ、２．５ｍΩ、０．６ｍΩである
ので、インピーダンス調整装置４１〜４３のインピーダ
ンスをそれぞれ、０．６ｍΩ、２．５ｍΩ、４．４ｍΩ
とすることにより、超電導導体層１１〜１３に流れる電
流を均一化することができる。
りに厚さ０．２ｍｍ、幅３ｍｍのテープ状超電導線を、
１層あたり２０本ずつ３層にわたり層間に絶縁材を介し
て螺旋巻きした、長さ１００ｍの多層超電導ケーブルの
場合には、超電導導体層１１〜１３のインピーダンスは
それぞれ、４．４ｍΩ、２．５ｍΩ、０．６ｍΩである
ので、インピーダンス調整装置４１〜４３のインピーダ
ンスをそれぞれ、０．６ｍΩ、２．５ｍΩ、４．４ｍΩ
とすることにより、超電導導体層１１〜１３に流れる電
流を均一化することができる。
【０００９】なお、上記実施形態では、インピーダンス
調整装置はリアクトルとしたが、抵抗体でも本機能を満
足することができる。抵抗体の場合には、リアクトルに
比べてコンパクトにできるという利点がある。また、リ
アクトルと抵抗を組み合わせてインピーダンス調整装置
とすることも可能である。また、上記実施形態では、引
き出し導体を同心円状に構成したが、図２に示すよう
に、例えば超電導導体層が４層からなる多層超電導ケー
ブルに対しては、円形導体を扇形に４分割して、導体３
１〜３４を構成し、各導体３１〜３４間に絶縁材３５を
介在させてもよい。
調整装置はリアクトルとしたが、抵抗体でも本機能を満
足することができる。抵抗体の場合には、リアクトルに
比べてコンパクトにできるという利点がある。また、リ
アクトルと抵抗を組み合わせてインピーダンス調整装置
とすることも可能である。また、上記実施形態では、引
き出し導体を同心円状に構成したが、図２に示すよう
に、例えば超電導導体層が４層からなる多層超電導ケー
ブルに対しては、円形導体を扇形に４分割して、導体３
１〜３４を構成し、各導体３１〜３４間に絶縁材３５を
介在させてもよい。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁材を介して同心円
状に積層された複数の超電導導体層が、相互に絶縁され
た状態で外部に電気的に引き出され、インピーダンス調
整装置に接続しているので、超電導導体層とインピーダ
ンス調整装置を含めた各ラインのインピーダンスを等し
くすることができる。従って、これらインピーダンス調
整装置を同一の交流給電系に接続すると、各超電導導体
層には臨界電流に近く、かつ等しい電流を流すことがで
きるので、多層超電導ケーブルの交流臨界電流を増大さ
せることができるという優れた効果がある。。
状に積層された複数の超電導導体層が、相互に絶縁され
た状態で外部に電気的に引き出され、インピーダンス調
整装置に接続しているので、超電導導体層とインピーダ
ンス調整装置を含めた各ラインのインピーダンスを等し
くすることができる。従って、これらインピーダンス調
整装置を同一の交流給電系に接続すると、各超電導導体
層には臨界電流に近く、かつ等しい電流を流すことがで
きるので、多層超電導ケーブルの交流臨界電流を増大さ
せることができるという優れた効果がある。。
【図１】本発明にかかる超電導ケーブル終端部の一実施
形態の概念説明図である。
形態の概念説明図である。
【図２】上記超電導ケーブル終端部に接続する引き出し
導体の断面図である。
導体の断面図である。
【図３】従来の超電導ケーブル終端部の概念説明図であ
る。
る。
１０ 多層超電導導体 １１、１２、１３ 超電導導体層 １４、２５ ストレスコーン １５ 収納管 １６ 接続リング ２０ 終端接続装置 ２１、２２、２３ 引き出し導体 ２１ａ、２２ａ、２３ａ 端子部 ２４ ブッシング ２６、２７ 冷却容器 ４０ リード線 ４１、４２、４３ インピーダンス調整装
置 ４４ 交流給電系
置 ４４ 交流給電系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本庄 昇一 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 向山 晋一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 一柳 直隆 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 坪内 宏和 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 三好 一富 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁材を介して同心円状に積層された複
数の超電導導体層を有する超電導ケーブル終端部におい
て、各超電導導体層は、相互に絶縁された状態で外部に
電気的に引き出され、インピーダンス調整装置に接続し
ていることを特徴とする超電導ケーブル終端部。 - 【請求項２】 超電導導体層は、同心円状をなし、相互
に絶縁された複数の導体部からなる引出棒に接続し、引
き出されていることを特徴とする請求項１記載の超電導
ケーブル終端部。 - 【請求項３】 超電導導体層は、扇形状に分割され、相
互に絶縁された複数の導体部からなる引出棒に接続し、
引き出されていることを特徴とする請求項１記載の超電
導ケーブル終端部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231621A JPH1173824A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 超電導ケーブル終端部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231621A JPH1173824A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 超電導ケーブル終端部 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1173824A true JPH1173824A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=16926387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9231621A Pending JPH1173824A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 超電導ケーブル終端部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1173824A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253204A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多相超電導ケーブルの端末構造 |
| JP2012120435A (ja) * | 2007-11-14 | 2012-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導ケーブルの端末接続構造 |
-
1997
- 1997-08-28 JP JP9231621A patent/JPH1173824A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253204A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多相超電導ケーブルの端末構造 |
| JP2012120435A (ja) * | 2007-11-14 | 2012-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導ケーブルの端末接続構造 |
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