KR102304372B1 - Superconducting cable - Google Patents

Abstract

본 발명은 초전도 케이블의 초전도 조건의 유지를 위한 진공부에 장착된 가스 제거 능력이 향상된 최적의 게터 펌프를 구비하여, 시간 경과에 따른 진공도 유지능력이 향상된 초전도 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting cable having an improved ability to maintain a degree of vacuum over time by having an optimal getter pump with improved gas removal capability mounted on a vacuum unit for maintaining superconducting conditions of a superconducting cable.

Description

초전도 케이블{SUPERCONDUCTING CABLE}Superconducting cable {SUPERCONDUCTING CABLE}

본 발명은 초전도 케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 초전도 케이블의 초전도 조건의 유지를 위한 진공부에 장착된 가스 제거 능력이 향상된 최적의 게터 펌프를 구비하여, 시간 경과에 따른 진공도 유지능력이 향상된 초전도 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting cable. More particularly, the present invention relates to a superconducting cable having an improved ability to maintain a degree of vacuum over time by having an optimal getter pump with improved gas removal ability mounted on a vacuum unit for maintaining superconducting conditions of the superconducting cable.

초전도 선재는 일정한 온도에서 전기저항이 제로에 가까이 수렴하므로, 낮은 전압에서도 큰 전력 전송 능력을 갖는다.Superconducting wire has a large power transmission ability even at a low voltage because the electrical resistance converges close to zero at a constant temperature.

이러한 초전도 선재를 구비하는 초전도 케이블은 극저온 환경을 형성 및 유지하고자 질소 등의 냉매를 사용하여 냉각시키는 방법 및/또는 진공층을 형성하는 단열의 방법을 사용한다.A superconducting cable having such a superconducting wire uses a method of cooling using a refrigerant such as nitrogen to form and maintain a cryogenic environment and/or a method of thermal insulation of forming a vacuum layer.

이러한 초전도 케이블은 일반적으로 전력 전송을 위한 초전도 선재로 구성된 초전도 도체층과 함께 초전도 도체층에 의하여 유도되는 전자기 등의 차폐를 위한 초전도 차폐층을 구비할 수 있다. 상기 초전도 차폐층 역시 초전도 도체층과 마찬가지로 고가의 초전도 선재로 구성되어, 초전도 도체층에서 전송되는 전력에 의하여 유도되는 전자기파는 초전도 차폐층을 통해 차폐될 수 있다.Such a superconducting cable may generally include a superconducting shield layer for shielding electromagnetic waves induced by the superconducting conductor layer together with a superconducting conductor layer composed of a superconducting wire for power transmission. The superconducting shielding layer is also made of an expensive superconducting wire like the superconducting layer, so that electromagnetic waves induced by electric power transmitted from the superconducting layer can be shielded through the superconducting shielding layer.

최근 사용되는 2세대 초전도 선재는 금속 기판위에 산화물막이 복층으로 증착된 형태를 하고 있어서 코팅 컨덕터(coated conductor, 이후 CC라고 기술)라고 부른다. YBCO나 REBCO계의 2세대 초전도 선재는 자기장에서의 임계전류 특성이 높고 임계전류밀도가 1세대인 BSCCO 선재에 비하여 수십 배 이상으로 훨씬 높기 때문에 1990년대 초부터 1세대 고온 초전도 선재를 대체할 수 있는 차세대 초전도 선재로 주목 받으며 활발하게 다양한 제조 공정들이 개발되고 있다.The recently used second-generation superconducting wire is in the form of an oxide film deposited in multiple layers on a metal substrate, so it is called a coated conductor (hereinafter referred to as CC). The second-generation superconducting wire of YBCO or REBCO has high critical current characteristics in a magnetic field and has a critical current density that is several tens of times higher than that of the first-generation BSCCO wire, so it can replace the first-generation high-temperature superconducting wire since the early 1990s. As a next-generation superconducting wire, various manufacturing processes are being actively developed.

초전도 시스템은 극저온에서 초전도체의 저항이 제로에 수렴하는 특성을 사용하여 상대적으로 낮은 전압에서도 많은 양의 전류를 송전할 수 있다는 장점을 사용하기 위해서는 초전도 케이블의 초전도 조건을 조성하기 위해서는 초전도 케이블을 구성하는 초전도체의 극저온 환경이 보장되어야 한다.The superconducting system uses the characteristic that the resistance of the superconductor converges to zero at cryogenic temperatures to use the advantage of being able to transmit a large amount of current even at a relatively low voltage. The cryogenic environment of the superconductor must be ensured.

초전도 특성의 구현도는 도체의 극저온 유지가 필수적이며, 초전도체의 극저온 유지는 도체를 감싸고 있는 진공 용기의 진공도가 유지가 되어 단열 기능이 정상적으로 작동되어야 한다. 그러나 시간이 지날수록 용기를 구성하는 소재 내부의 수소와 기체 상태의 물과 같이 흡착되어 있는 기체가 진공 영역으로 방출이 되기 시작하면, 진공 용기의 진공도가 떨어져 결국 초전도 케이블의 초전도 특성이 없어지게 된다. For the realization of superconducting characteristics, it is essential to maintain the cryogenic temperature of the conductor, and to maintain the cryogenic temperature of the superconductor, the vacuum degree of the vacuum container surrounding the conductor is maintained, so that the insulation function must operate normally. However, as time goes by, the adsorbed gas such as hydrogen and gaseous water inside the material constituting the container starts to be released into the vacuum region, the vacuum degree of the vacuum container drops and the superconducting properties of the superconducting cable are eventually lost. .

따라서, 초전도체의 초전도 조건인 극저온 형성을 위하여, 초전도 케이블은 코어부 외측에 냉각 유로를 통해 액상 냉매를 유동시키고, 상기 냉각 유로 외측에 진공부를 형성하여 냉각된 초전도체를 진공 단열시켜, 초전도체의 초전도 조건이 유지되도록 한다.Therefore, in order to form a cryogenic temperature, which is a superconducting condition of a superconductor, the superconducting cable flows a liquid refrigerant through a cooling passage on the outside of the core part, and forms a vacuum part on the outside of the cooling passage to vacuum insulate the cooled superconductor, so that the superconductor of the superconductor make sure the conditions are maintained.

초전도 케이블 내부에 진공부를 형성하는 방법은 진공을 형성할 수 있는 이격 공간을 확보하고, 그 공간 내부에 적어도 하나의 스페이서를 구비하여 이격 공간의 내측면과 외측면이 접촉되는 것을 물리적으로 방지하고, 이격 공간을 진공화하는 방법이 사용될 수 있다.The method of forming the vacuum part inside the superconducting cable secures a spaced space capable of forming a vacuum, and physically prevents the inner surface and the outer surface of the spaced space from coming into contact with each other by providing at least one spacer in the space, , a method of vacuuming the separation space may be used.

이러한 진공 상태의 이격 공간을 형성하는 방법으로 구성되는 진공부는 초전도 케이블의 초기 설치시에 진공상태를 유지한다고 하여도, 시간이 지남에 따라 초전도 케이블을 구성하는 각각의 층별로 가스가 방출되어 진공도가 점차적으로 저하되는 문제점이 있다.Even if the vacuum unit configured by this method of forming a spaced space in a vacuum state maintains a vacuum state at the time of initial installation of the superconducting cable, gas is released for each layer constituting the superconducting cable over time, and the degree of vacuum increases. There is a problem that gradually deteriorates.

이와 같은 진공도 저하의 문제점을 해결하기 위하여 발생 기체 또는 수분 등을 흡수하여 진공도 유지를 위하여 진공부 내부에는 게터 펌프(Getter Pump)를 장착하여 초전도 케이블의 각각의 층에서 발생하는 가스 또는 수분 등을 흡수하여 진공도가 유지되도록 할 수 있다.In order to solve the problem of the vacuum degree decrease, a getter pump is installed inside the vacuum unit to absorb the generated gas or moisture to maintain the vacuum level to absorb gas or moisture generated in each layer of the superconducting cable. Thus, the degree of vacuum can be maintained.

그러나, 이와 같은 게터 펌프의 경우, 가스 흡수 기능에 초점을 맞추면 수분 흡수 능력이 미약하고, 수분 흡수 능력에 초점을 맞추면 가스 흡수 기능이 떨어지는 문제점이 있으며, 충분한 가스 및 수분 제거 기능을 제공하기 위해서는 게터 펌프의 비용이 크게 증가된다는 문제가 있다.However, in the case of such a getter pump, when focusing on the gas absorption function, the water absorption ability is weak, and when focusing on the water absorption ability, the gas absorption function is deteriorated. In order to provide sufficient gas and water removal function, the getter pump There is a problem that the cost of the pump is greatly increased.

대한민국 등록 특허 KR 10-0706496호(2007년 4월 10일 공고)Republic of Korea Patent No. KR 10-0706496 (Announced on April 10, 2007)

본 발명은 본 발명은 초전도 케이블의 초전도 조건의 유지를 위한 진공부에 장착된 가스 제거 능력이 향상된 최적의 게터 펌프를 구비하여, 시간 경과에 따른 진공도 유지능력이 향상된 초전도 케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention aims to solve the problem of providing a superconducting cable with an improved ability to maintain a degree of vacuum over time by providing an optimal getter pump with improved gas removal ability mounted on a vacuum unit for maintaining superconducting conditions of a superconducting cable. make it a task

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포머, 상기 포머 외부를 감싸는 적어도 1층 이상의 초전도 도체층, 상기 초전도 도체층을 감싸는 절연층, 상기 절연층 외부를 감싸는 적어도 1층 이상의 초전도 차폐층을 포함하는 코어부, 상기 코어부 외측에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 순환유로가 내측에 구비되고, 상기 냉매의 순환유로는 내부 금속관으로 구획되는 냉각부, 상기 냉각부 외측에 구비되며, 단열재가 권선되어 구성되는 단열부 및, 상기 단열부 외측에 구비되며, 적어도 하나의 스페이서가 구비되고, 외부 금속관에 의하여 구획되는 진공부, 상기 냉각부를 구획하는 내부 금속관과 상기 진공부를 구획하는 외부 금속관 사이에 미리 결정된 간격으로 구비되는 복수 개의 게터 펌프를 포함하고, 상기 게터 펌프 중 적어도 하나는 산화 코발트(Co₃O₄)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블을 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention includes a former, at least one superconducting conductor layer surrounding the outside of the former, an insulating layer surrounding the superconducting conductor layer, and at least one superconducting shielding layer surrounding the outside of the insulating layer A core part, provided outside the core part, a circulation flow path of a liquid refrigerant for cooling the core part is provided inside, and the circulation flow path of the refrigerant is a cooling part partitioned by an internal metal tube, provided outside the cooling part, A heat insulating part configured by winding a heat insulating material, a vacuum part provided outside the heat insulating part, at least one spacer being provided, and partitioned by an external metal tube, an inner metal tube partitioning the cooling part, and an exterior partitioning the vacuum part A superconducting cable comprising a plurality of getter pumps provided at predetermined intervals between the metal tubes, wherein at least one of the getter pumps comprises cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) can be provided.

또한, 상기 산화 코발트(Co₃O₄)를 포함하는 게터 펌프는 상기 단열부 외측 또는 상기 진공부를 구획하는 외부 금속관 내측에 부착될 수 있다.In addition, the _{getter pump including the cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) may be attached to the outside of the heat insulating part or the inside of an external metal tube partitioning the vacuum part.

그리고, 상기 게터 펌프 중 적어도 하나는 산화 칼슘(CaO)으로 구성될 수 있다.In addition, at least one of the getter pumps may be formed of calcium oxide (CaO).

여기서, 상기 산화 칼슘 재질의 게터 펌프는 상기 외부 금속관 내측면에 부착될 수 있다.Here, the getter pump made of calcium oxide may be attached to the inner surface of the external metal tube.

이 경우, 상기 게터 펌프 중 적어도 하나는 활성탄(C)으로 구성될 수 있다.In this case, at least one of the getter pumps may be composed of activated carbon (C).

또한, 상기 활성탄으로 구성되는 게터 펌프는 상기 냉각부를 구획하는 내부 금속관과 상기 단열부 사이에 구비될 수 있다.In addition, the getter pump composed of the activated carbon may be provided between the inner metal tube partitioning the cooling unit and the heat insulating unit.

또한, 상기 내부 금속관의 외면은 골과 마루가 반복되는 코러게이션 구조를 가지며, 상기 활성탄으로 구성되는 게터 펌프는 상기 내부 금속관의 인접한 마루 사이의 골에 설치될 수 있다.In addition, the outer surface of the inner metal tube has a corrugation structure in which troughs and ridges are repeated, and the getter pump made of the activated carbon may be installed in the troughs between adjacent ridges of the inner metal tube.

그리고, 상기 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 산화 칼슘(CaO) 및 상기 활성탄(C)으로 구성되는 게터 펌프는 통기가 가능한 팩에 0.1 그램(g) 내지 2.0 그램(g) 단위로 담아 장착할 수 있다.In addition, the _{getter pump consisting of the cobalt oxide (Co 3} O ₄ ), the calcium oxide (CaO) and the activated carbon (C) is mounted in a ventilable pack in units of 0.1 grams (g) to 2.0 grams (g). can do.

여기서, 상기 산화 코발트(Co₃O₄) 또는 상기 활성탄(C)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.4 그램(g) 이하가 되도록 미리 결정된 간격으로 배치할 수 있다.Here, the cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) or the activated carbon (C) may be arranged at a predetermined interval so as to be 0.01 grams (g) to 0.4 grams (g) or less per 1 meter (m) of the superconducting cable.

이 경우, 상기 산화 칼슘(CaO)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.2 그램(g) 이하가 되도록 미리 결정된 간격으로 배치할 수 있다.In this case, the calcium oxide (CaO) may be arranged at a predetermined interval so as to be 0.01 grams (g) to 0.2 grams (g) or less per 1 meter (m) of the superconducting cable.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포머, 초전도 도체층, 초전도 차폐층을 포함하는 코어부, 상기 코어부 외측에 구비되며, 내부에 상기 코어부를 냉각하기 위한 냉각 유로가 구비되는 알루미늄 재질의 내부 금속관, 상기 내부 금속관 외측에 구비되며, 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재가 권선되어 구성되는 단열부, 상기 단열부 외측에 스페이서가 구비되고 진공 상태의 이격공간이 내부에 구비되며 알루미늄 재질로 구성되는 외부 금속관, 상기 단열부 외면 및 상기 외부 금속관 내면 중 일측에 구비되어, 상기 이격공간 내의 수소 가스와 비가역 화학반응에 의하여 산화코발트(CoO)를 생성하는 제1 게터 펌프 및 상기 단열부 외면 및 상기 외부 금속관 내면 중 일측에 구비되어, 상기 이격공간 내의 기체 상태의 물과 비가역 화학반응에 의하여 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 생성하는 제2 게터 펌프;를 포함하는 초전도 케이블을 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides a core part including a former, a superconducting conductor layer, and a superconducting shielding layer, provided outside the core part, and an aluminum material having a cooling flow path for cooling the core part therein of an inner metal tube, an insulation provided outside the inner metal tube, and a heat insulating material coated with a thin polymer with a low thermal conductivity on a metal film with high reflectivity is wound, a spacer is provided outside the insulation portion, and a spacer in a vacuum state is provided A first getter that is provided inside and is provided on one side of an external metal tube made of an aluminum material, the outer surface of the heat insulating part, and the inner surface of the external metal tube to generate cobalt oxide (CoO) by an irreversible chemical reaction with hydrogen gas in the separation space A second getter pump provided on one side of the pump and the outer surface of the heat insulating part and the inner surface of the external metal pipe _{to generate calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) by an irreversible chemical reaction with gaseous water in the separation space; including;} A superconducting cable may be provided.

또한, 상기 내부 금속관과 상기 단열부 사이에 기체 상태의 물을 물리적 흡착에 의하여 흡수하는 제3 게터 펌프를 구비할 수 있다.In addition, a third getter pump for absorbing gaseous water by physical adsorption may be provided between the inner metal tube and the heat insulating part.

그리고, 상기 내부 금속관은 골과 마루가 반복되는 코러게이션 구조를 가지며, 상기 제3 게터 펌프는 상기 내부 금속관의 인접한 마루 사이의 골에 설치될 수 있다.In addition, the inner metal tube may have a corrugation structure in which valleys and ridges are repeated, and the third getter pump may be installed in a trough between adjacent ridges of the inner metal tube.

여기서, 상기 제1 내지 제3 게터 펌프는 통기가 가능한 팩에 담아 미리 결정된 간격으로 장착될 수 있다.Here, the first to third getter pumps may be placed in a ventilable pack and mounted at predetermined intervals.

본 발명에 따른 초전도 케이블은 진공부에 적어도 2가지의 비가역적 화학반응에 의하여, 진공부에 발생되는 수소 가스 또는 기체 상태의 물을 포함하는 발생 가스를 효과적으로 제거하는 게터 펌프를 구비하여 시간에 따른 진공부의 진공도를 효율적으로 향상시킬 수 있다.The superconducting cable according to the present invention is provided with a getter pump that effectively removes hydrogen gas or gaseous water generated in the vacuum unit by at least two irreversible chemical reactions in the vacuum unit. The vacuum degree of the vacuum part can be improved efficiently.

또한, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 진공부에 물리적 흡착반응에 의하여, 진공부에 발생되는 기체 상태의 물을 포함하는 발생 가스를 효과적으로 효과적으로 제거하는 게터 펌프를 구비하여 시간에 따른 진공부의 진공도를 효율적으로 향상시킬 수 있다.In addition, the superconducting cable according to the present invention is provided with a getter pump that effectively and effectively removes the generated gas including gaseous water generated in the vacuum unit by a physical adsorption reaction in the vacuum unit, thereby increasing the vacuum level of the vacuum unit over time. can be improved efficiently.

또한, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 상호 보완적인 게터 펌프를 함께 구비하여, 각각의 게터 펌프의 장점을 잘 살려, 가스 제거 효율과 그 비용을 적절히 조화시킬 수 있다.In addition, the superconducting cable according to the present invention is provided with a mutually complementary getter pump, so that the advantages of each getter pump are well utilized, and the gas removal efficiency and the cost thereof can be properly balanced.

도 1은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 단계별 탈피된 사시도를 도시한다.
도 2는 1에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 초전도 케이블의 상기 내부 금속관 및 상기 외부 금속관 사이의 케이블 길이방향 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예의 내부 금속관 및 외부 금속관 사이의 케이블 길이방향 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 초전도 케이블이 수평방향으로 설치된 상태의 단면도를 도시한다.1 shows a step-by-step stripped perspective view of a superconducting cable according to the present invention.
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the superconducting cable shown in FIG. 1 .
FIG. 3 shows a cable longitudinal cross-sectional view between the inner metal tube and the outer metal tube of the superconducting cable shown in FIGS. 1 and 2 .
Figure 4 shows a longitudinal cross-sectional view of the cable between the inner metal tube and the outer metal tube of another embodiment of a superconducting cable according to the present invention;
5 shows another embodiment of a superconducting cable according to the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the superconducting cable shown in FIG. 5 is installed in a horizontal direction.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 단계별 탈피된 사시도를 도시하며, 도 2는 1에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다.1 shows a perspective view stripped step by step of a superconducting cable according to the present invention, FIG. 2 shows a cross-sectional view of the superconducting cable shown in FIG.

본 발명에 따른 초전도 케이블의 기본 구조를 설명한다.The basic structure of the superconducting cable according to the present invention will be described.

초전도 케이블은 포머(110), 상기 포머(110) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도 선재를 포함하는 적어도 1층 이상의 초전도 도체층(130), 상기 초전도 도체층(130)을 감싸는 절연층(140), 상기 절연층(140) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도 선재를 포함하여 구성되는 적어도 1층 이상의 초전도 차폐층(180)을 포함하는 코어부(100), 상기 코어부(100)를 냉각하기 위하여, 상기 코어부(100) 외측에 구비되며, 상기 코어부(100)를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부(200), 상기 냉각부(200) 외측에 구비되는 내부 금속관(300), 상기 내부 금속관(300) 외측에 구비되며, 단열재(401)가 여러 층으로 감겨진 단열층을 형성하는 단열부(400), 상기 냉각부(200)를 진공 단열시키기 위하여, 상기 단열부(400) 외부의 적어도 하나의 스페이서(560)를 구비하는 진공부(500), 상기 진공부(500) 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 및, 상기 외부 금속관(600) 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부(700)를 포함하며, 상기 단열부(400) 및 상기 외부 금속관(600) 사이의 평균 이격거리는 상기 진공부(500)에 구비된 스페이서(560)의 직경보다 크게 구성될 수 있다.The superconducting cable includes the former 110, at least one superconducting conductor layer 130 including a plurality of superconducting wires arranged side by side in the longitudinal direction of the former 110 to surround the outside of the former 110, the superconducting conductor At least one superconducting shielding layer comprising an insulating layer 140 surrounding the layer 130 and a plurality of superconducting wires arranged side by side in the longitudinal direction of the former 110 to surround the outside of the insulating layer 140 . The core part 100 including 180, is provided outside the core part 100 in order to cool the core part 100, and a refrigerant flow path of a liquid refrigerant for cooling the core part 100 is provided. The cooling unit 200 provided, the inner metal tube 300 provided outside the cooling unit 200, the inner metal tube 300 provided outside the inner metal tube 300, the heat insulating material 401 is wound in several layers to form a heat insulating layer In order to vacuum insulate the unit 400 and the cooling unit 200 , the vacuum unit 500 having at least one spacer 560 outside the insulating unit 400 , is provided outside the vacuum unit 500 . and an external metal pipe 600 that becomes an external metal pipe 600 and a sheath part 700 provided outside the external metal pipe 600 to form a sheath layer, and the average separation distance between the heat insulating part 400 and the external metal pipe 600 is It may be configured to be larger than the diameter of the spacer 560 provided in the vacuum unit 500 .

순차적으로 초전도 케이블을 구성하는 각각의 구성요소를 검토하면 다음과 같다. 상기 포머(110)는 납작하고 납작하고 긴 초전도 선재를 포머(110) 둘레에 장착하는 장소를 제공함과 동시에 형상을 형성하기 위한 틀로서 역할하고, 사고 전류가 흐르는 경로가 될 수 있다. 상기 포머(110)는 단면 원형의 복수의 구리(Cu) 소선(111)들을 원형으로 압축한 형태를 가질 수 있다.Each component constituting the superconducting cable is reviewed sequentially as follows. The former 110 provides a place for mounting a flat, flat, and long superconducting wire around the former 110 and serves as a frame for forming a shape, and may be a path through which a fault current flows. The former 110 may have a circularly compressed shape of a plurality of copper (Cu) wires 111 having a circular cross-section.

구체적으로, 기본적으로 포머(110)는 둥근 원통형상으로 되었어, 납작하고 긴 초전도 선재를 올리기 위한 틀 역할을 한다. 상기 포머(110)의 직경은 초전도 선재의 폭을 고려하여 초전도 선재가 들뜨지 않고 초전도 선재끼리 포머(110)에 올렸을 때 최대한 원형에 가까운 구조로 이루어질 수 있도록 정해진다. Specifically, basically the former 110 has a round cylindrical shape, and serves as a frame for placing a flat and long superconducting wire. The diameter of the former 110 is determined to be as close to a circular structure as possible when the superconducting wires are placed on the former 110 without lifting the superconducting wires in consideration of the width of the superconducting wires.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 포머는 중심부가 꽉찬 형태로 구성될 수도 있으나, 상기 포머(110)는 중공의 원통형상으로 이루어져 초전도 선재를 올리기 위한 틀의 역할과 동시에 내부에 냉매가 이동하기 위한 경로 역할을 하도록 구성될 수 있으며, 포머를 구성하는 각각의 소선(111)들은 구리 등으로 구성될 수 있으며, 각각의 소선을 초전도 선재와 병렬연결을 함으로써, 전력계통에서 고장전류 발생시 귀로도체 역할을 하도록 구성할 수도 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the former may be configured in a form with a full center, but the former 110 is made of a hollow cylindrical shape and serves as a frame for raising the superconducting wire, and the refrigerant therein It may be configured to serve as a path for movement, and each of the wires 111 constituting the former may be made of copper or the like. It can also be configured to act as a conductor.

고장전류의 용량에 따라 소선을 구성하는 구리 등의 도체 단면적이 정해질 수 있으며, 고압일 경우 구리 소선을 원형으로 압축하여, 연선한 형태로 이루어질 수 있다.The cross-sectional area of a conductor such as copper constituting the wire may be determined according to the capacity of the fault current, and in the case of high voltage, the copper wire may be compressed into a circular shape to form a stranded wire.

즉, 상기 포머(110)는 기본적으로 초전도 선재를 올리는 장착면을 제공하는 틀의 역할을 하며, 고장전류를 흘리기 위한 패스 역할로 이용이 가능하다.That is, the former 110 basically serves as a frame that provides a mounting surface on which the superconducting wire is raised, and can be used as a path for passing a fault current.

도 1에 도시된 실시예는 포머(110)가 꽉 막힌 형태로 구성되는 것으로 도시되나, 초전도 선재의 장착 가능한 면적을 증대시키고 냉각 유체의 유로로 사용되기 위하여 포머(110)의 중심부를 중공부로 형성하는 방법도 가능하다. 중공 형태의 포머를 사용하는 경우, 동일한 소선을 사용하여도 초전도 선재의 장착면의 면적을 확보할 수 있으며, 냉매의 순환 유로로도 사용이 가능하다.In the embodiment shown in FIG. 1, the former 110 is shown to be configured in a clogged form, but the center of the former 110 is formed as a hollow part in order to increase the mountable area of the superconducting wire and to be used as a flow path for the cooling fluid. It is also possible to do When a hollow former is used, the area of the mounting surface of the superconducting wire can be secured even when the same element is used, and it can also be used as a circulation passage for a refrigerant.

상기 포머(110)를 구성하는 여러 가닥의 단면 원형의 소선(111)들을 원형으로 압축한 연선의 형태를 이루기 때문에 포머(110)의 표면이 올록볼록할 수밖에 없다. 따라서, 포머(110)의 올록볼록한 표면을 평활하게 하기 위하여 포머(110)의 외부에 평활층(120)이 피복될 수 있다. 상기 평활층(120)은 반도전성 카본지 또는 황동 테이프 등의 재질이 사용될 수 있다.Since several strands of circular cross-sectional circular element wires 111 constituting the former 110 are compressed into a circular shape, the surface of the former 110 is inevitably convex. Accordingly, the smoothing layer 120 may be coated on the outside of the former 110 in order to smooth the convex and convex surface of the former 110 . The smoothing layer 120 may be made of a material such as semi-conductive carbon paper or brass tape.

상기 평활층(120)과 초전도 도체층(130) 사이에는 도면에 도시되지 않았으나 쿠션층이 더 구비될 수 있다. 상기 쿠션층은 반도전 카본지 테이프를 이용하여, 초전도 도체층을 보호하기 위하여 구비될 수 있다.Although not shown in the drawings, a cushion layer may be further provided between the smoothing layer 120 and the superconducting conductor layer 130 . The cushion layer may be provided to protect the superconducting layer by using a semiconducting carbon paper tape.

상기 평활층(120)에 의하여 평탄화된 상기 포머(110) 외측에 복수 개의 초전도 선재(131)로 둘러싸여 층이 형성되는 제1 초전도 도체층(130a)이 구비될 수 있다. 제1 초전도 도체층(130a)은 복수 개의 초전도 선재가 나란히 인접하여 상기 평활층(120) 둘레를 감싸도록 설치될 수 있다.A first superconducting conductor layer 130a in which a layer is formed by being surrounded by a plurality of superconducting wires 131 may be provided outside the former 110 planarized by the smoothing layer 120 . The first superconducting conductor layer 130a may be installed such that a plurality of superconducting wires are adjacent to each other and surround the smooth layer 120 .

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블을 통해 송전 또는 배전하려는 전류의 용량에 따라 초전도 도체층(130)은 복층으로 구성할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 1 , the superconducting conductor layer 130 may be configured in multiple layers according to the capacity of the current to be transmitted or distributed through the superconducting cable.

도 1에 도시된 실시예는 총 2층의 초전도 도체층(130a, 130b)이 구비됨이 도시된다. 또한, 초전도 도체층을 단순히 적층하여 배치하면 전류의 표피효과에 따라 전류 용량이 증가되지 않는다. 이러한, 문제점을 방지하기 위하여 초전도 도체층을 복층으로 구비하는 경우에는 초전도 도체층(130a, 130b) 사이에 절연층(140)이 구비될 수 있다. 상기 절연층(140)은 절연 테이프 형태로 구성될 수 있으며, 적층되는 초전도 도체층(130a, 130b) 사이에 배치되어 초전도 도체층(130a, 130b)을 상호 절연시켜 적층된 초전도 선재의 표피효과를 방지할 수 있다. 상기 절연층(140)에 의하여 복층으로 적층된 초전도 도체층들의 통전 방향이 일치될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 1, it is shown that a total of two superconducting conductor layers 130a and 130b are provided. In addition, if the superconducting conductor layers are simply stacked and disposed, the current capacity is not increased according to the skin effect of the current. In order to prevent such a problem, when the superconducting layer is provided in multiple layers, the insulating layer 140 may be provided between the superconducting layers 130a and 130b. The insulating layer 140 may be configured in the form of an insulating tape, and is disposed between the stacked superconducting conductor layers 130a and 130b to insulate the superconducting conductor layers 130a and 130b from each other to achieve the skin effect of the laminated superconducting wire material. can be prevented The direction of conduction of the superconducting conductor layers stacked in multiple layers by the insulating layer 140 may be the same.

도 1에 도시된 실시예에서, 상기 초전도 도체층(130)은 제1 초전도 도체층(130a)과 제2 초전도 도체층(130b) 2층으로 구성된 예가 도시되었으나, 필요에 따라 더 많은 층의 초전도 도체층이 구비될 수도 있다.In the embodiment shown in Fig. 1, the superconducting layer 130 is an example composed of two layers of the first superconducting conductor layer 130a and the second superconducting conductor layer 130b, but if necessary, more layers of superconducting A conductive layer may be provided.

그리고, 각각의 초전도 도체층(130a, 130b)을 구성하는 초전도 선재는 포머(110)를 구성하는 각각의 소선들과 병렬 연결될 수 있다. 초전도 선재로 흐르던 전류가 초전도 조건의 파괴 등의 사고시에 포머(110)의 소선으로 흐르도록 하기 위함이다. 이와 같은 방법으로 초전도 조건이 만족되지 않는 경우, 초전도 선재의 저항이 커지고 그에 따른 초전도 선재의 발열 또는 손상 등을 방지하기 위함이다.In addition, the superconducting wires constituting each of the superconducting conductor layers 130a and 130b may be connected in parallel with the respective wires constituting the former 110 . This is to allow the current flowing through the superconducting wire to flow through the wire of the former 110 in the event of an accident such as destruction of the superconducting condition. In this way, when the superconducting condition is not satisfied, the resistance of the superconducting wire increases, and thus, heat generation or damage to the superconducting wire is prevented.

상기 제1 초전도 도체층(130a) 외측에 구비되는 제2 초전도 도체층(130b)의 외부에 내부 반도전층(150)이 구비될 수 있다. 상기 내부 반도전층(150)은 초전도 도체층(130)의 영역별 전계 집중을 완화하고 표면 전계를 고르게 하기 위하여 구비될 수 있다. 구체적으로, 초전도 선재의 모서리 부분에서 발생하는 전계 집중을 완화하고, 전계 분포를 고르게 하기 위해 구비될 수 있다. 이는 후술하는 외부 반도전층(170) 역시 마찬가지이다.An inner semiconducting layer 150 may be provided outside the second superconducting conductor layer 130b provided outside the first superconducting conductor layer 130a. The inner semiconducting layer 150 may be provided to relieve the concentration of the electric field for each region of the superconducting layer 130 and to even out the surface electric field. Specifically, it may be provided to alleviate the concentration of an electric field generated at the edge portion of the superconducting wire and to make the electric field distribution even. This is also the same for the outer semiconducting layer 170, which will be described later.

상기 내부 반도전층(150)은 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.The inner semiconducting layer 150 may be provided in a manner in which a semiconducting tape is wound.

상기 내부 반도전층(150) 외측에는 절연층(160)이 구비될 수 있다. 상기 절연층(160)은 초전도 케이블의 절연 내력을 증가시키기 위하여 구비될 수 있다. 일반적으로 고전압 케이블의 절연을 위해서는 XLPE(Cross Linking-Polyethylene) 또는 오일 방식(oil filled cable)이 사용되지만, 초전도 케이블은 초전도 선재의 초전도성을 위하여 극저온으로 냉각되고, 극저온에서는 XLPE가 파손되어 절연 파괴되는 문제점이 있고, 오일 방식(oil filled cable)은 환경 문제 등이 발생될 수 있으므로, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 절연층(160)으로서 일반 종이 재질의 절연지를 사용할 수 있으며, 상기 절연층(160)은 절연지를 복수 회 권선하는 방식으로 구성될 수 있다.An insulating layer 160 may be provided outside the inner semiconducting layer 150 . The insulating layer 160 may be provided to increase the dielectric strength of the superconducting cable. In general, XLPE (Cross Linking-Polyethylene) or oil filled cable is used for the insulation of high voltage cables, but superconducting cables are cooled to cryogenic temperatures for the superconductivity of superconducting wires, and XLPE is broken at cryogenic temperatures to cause insulation breakdown. There is a problem, and since an oil filled cable may cause environmental problems, the superconducting cable according to the present invention may use general paper-based insulating paper as the insulating layer 160 , and the insulating layer 160 . Silver may be configured by winding the insulating paper a plurality of times.

상기 절연지는 크라프트지나 PPLP(Polypropylene Laminated Paper)가 주로 사용된다. 다양한 지절연 물질 중 초전도 케이블의 경우 권선의 용이성과 절연내력 특성 고려하여 PPLP 절연지가 사용될 수 있다.The insulating paper is mainly kraft paper or PPLP (Polypropylene Laminated Paper). In the case of superconducting cables among various earth insulating materials, PPLP insulating paper may be used in consideration of ease of winding and dielectric strength characteristics.

상기 절연층(160) 외부에는 외부 반도전층(170)이 구비될 수 있다. 상기 외부 반도천층 역시 초전도 도체층(130)의 영역별 전계 집중을 완화하고 표면 전계를 고르게 하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 외부 반도전층(170) 역시 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.An external semiconducting layer 170 may be provided outside the insulating layer 160 . The outer semiconducting layer may also be provided to relieve electric field concentration for each region of the superconducting conductor layer 130 and to even out the surface electric field, and the outer semiconducting layer 170 may also be provided in a manner in which a semiconducting tape is wound. .

그리고, 상기 외부 반도전층(170) 외측에는 초전도 차폐층(180)이 구비될 수 있다. 상기 초전도 차폐층(180)을 형성하는 방법은 상기 초전도 도체층(130)을 형성하는 방법과 마찬가지일 수 있다. 상기 외부 반도전층(170)의 표면이 고르지 못한 경우에는 필요에 따라 평활층(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 평활층 외부에 초전도 차폐층(180)을 형성하기 위한 초전도 선재를 각각 원주방향으로 나란히 배치할 수 있다.In addition, a superconducting shielding layer 180 may be provided outside the outer semiconducting layer 170 . The method of forming the superconducting shielding layer 180 may be the same as the method of forming the superconducting conductor layer 130 . When the surface of the outer semiconducting layer 170 is uneven, a smoothing layer (not shown) may be provided as needed. can be placed side by side.

2세대 초전도 선재로 구성된 차폐층에 통전되는 전류는 초전도 도체층에 흐르는 전류의 약 95% 정도가 되도록 설계하여 누설자계의 최소화가 가능할 수 있다.The current flowing through the shielding layer made of the second-generation superconducting wire is designed to be about 95% of the current flowing through the superconducting layer, so that the leakage magnetic field can be minimized.

상기 초전도 차폐층(180) 외측에는 코어부(100)의 외장 역할을 하는 코어 외장층(190)이 구비될 수 있다. 상기 코어 외장층(190)은 각종 테이프 또는 바인더 등을 포함할 수 있으며, 후술하는 냉각층에 코어부(100)가 노출될 수 있도록 외장 역할 및 코어부(100)의 모든 구성물을 결속해 주는 역할을 수행하며, SUS 재질 등의 금속 테이프로 구성되 수 있다.A core exterior layer 190 serving as an exterior of the core part 100 may be provided outside the superconducting shielding layer 180 . The core exterior layer 190 may include various tapes or binders, and serves as an exterior and binds all components of the core portion 100 so that the core portion 100 can be exposed to a cooling layer, which will be described later. and may be composed of a metal tape such as SUS material.

이와 같은 방법으로 초전도 케이블의 코어부(100)가 구성될 수 있으며, 도 1 및 도 2에서 상기 평활층 및 상기 반도전층은 동일 재질의 단일 층으로 구성되는 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 다양한 부속층들이 추가될 수 있다.In this way, the core part 100 of the superconducting cable can be configured, and in FIGS. 1 and 2, the smooth layer and the semiconducting layer are shown to be composed of a single layer of the same material, but various auxiliary layers as needed. can be added.

상기 코어부(100) 외측에는 냉각부(200)가 구비될 수 있다. 상기 냉각부(200)는 상기 코어부(100)의 초전도 선재를 냉각하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 냉각부(200)는 그 내측에 액상 냉매의 순환유로가 구비될 수 있다. 상기 액상 냉매로는 액상 질소가 사용될 수 있으며, 상기 액상 냉매(액상 질소)는 영하 -200도 정도의 온도를 갖도록 냉각된 상태로 상기 냉객 유로를 순환하며 냉각부 내부의 코어부에 구비되는 초전도 선재의 초전도 조건인 극저온이 유지되도록 할 수 있다.A cooling unit 200 may be provided outside the core unit 100 . The cooling unit 200 may be provided to cool the superconducting wire of the core unit 100 , and the cooling unit 200 may be provided with a circulation passage of a liquid refrigerant therein. Liquid nitrogen may be used as the liquid refrigerant, and the liquid refrigerant (liquid nitrogen) circulates through the cooling flow passage in a cooled state to have a temperature of about -200 degrees below zero, and a superconducting wire provided in the core inside the cooling unit. It is possible to maintain the cryogenic temperature, which is a superconducting condition of

상기 냉각부(200)에 구비되는 냉각유로는 일방향으로 액상 냉매가 흐르도록 할 수 있으며, 초전도 케이블의 접속함 등에서 회수되어 재냉각되어 다시 상기 냉각부(200)의 냉각유로로 공급될 수 있다.The cooling flow path provided in the cooling unit 200 may allow the liquid refrigerant to flow in one direction, and may be recovered from the junction box of the superconducting cable, etc., re-cooled, and then supplied to the cooling flow path of the cooling unit 200 again.

상기 냉각부(200) 외측에는 내부 금속관(300)이 구비될 수 있다. 상기 내부 금속관(300)은 후술하는 외부 금속관(600)과 함께 초전도 케이블의 포설 및 운전 중에 코어부(100)의 기계적인 손상을 방지하기 위한 초전도 케이블의 외장 역할을 수행한다. 초전도 케이블은 제작 및 운반이 용이하도록 드럼에 감기게 되며 설치 시에는 드럼에 감겨진 케이블을 전개하여 설치하므로 초전도 케이블에는 굽힘 응력 또는 인장 응력이 지속적으로 인가될 수 있다. An inner metal tube 300 may be provided outside the cooling unit 200 . The inner metal tube 300 serves as a sheath for the superconducting cable to prevent mechanical damage to the core part 100 during the installation and operation of the superconducting cable together with the outer metal tube 600 to be described later. The superconducting cable is wound on a drum for easy production and transportation, and when the cable is installed, the cable wound on the drum is deployed and installed, so bending stress or tensile stress can be continuously applied to the superconducting cable.

이러한 기계적 응력이 인가되는 상황에서도 초기 성능을 유지하도록 하기 위하여 내부 금속관(300)을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 내부 금속관(300)은 기계적 응력에 대한 강성 보강을 위하여 초전도 케이블의 길이 방향으로 융기 및 함몰이 반복되는 굴곡 구조(corrugated)를 가지며, 상기 내부 금속관(300)은 알루미늄 등의 재질로 구성될 수 있다.In order to maintain the initial performance even in a situation where such mechanical stress is applied, the inner metal tube 300 may be provided. Accordingly, the inner metal tube 300 has a corrugated structure in which protrusions and depressions are repeated in the longitudinal direction of the superconducting cable to reinforce rigidity against mechanical stress, and the inner metal tube 300 is made of a material such as aluminum. can be

상기 내부 금속관(300)은 상기 냉각부(200) 외측에 구비되므로, 액상 냉매의 온도에 대응되는 극저온일 수 있다. 따라서, 상기 내부 금속관(300)은 저온부 금속관으로 구분될 수 있다.Since the inner metal tube 300 is provided outside the cooling unit 200, it may be a cryogenic temperature corresponding to the temperature of the liquid refrigerant. Accordingly, the inner metal tube 300 may be divided into a low-temperature part metal tube.

또한, 상기 내부 금속관(300) 외주면에는 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열층을 포함하는 단열부(400)가 구비될 수 있다. 상기 단열층은 멀티 레이어 인슐레이션(MLI, Multi Layer Insulation)을 구성하고, 상기 내부 금속관(300) 측으로 열침입이 발생되는 것을 차단하기 위하여 구비될 수 있다.In addition, the inner metal tube 300 may be provided with a heat insulating unit 400 including a heat insulating layer wound in several layers of a thin film coated with a polymer having low thermal conductivity on a metal film having high reflectivity on the outer peripheral surface of the inner metal tube 300 . The heat insulating layer may be provided to constitute a multi-layer insulation (MLI) and to block heat intrusion into the inner metal tube 300 from occurring.

특히, 상기 내부 금속관(300)이 금속 재질로 구성되므로 전도에 의한 열침입 또는 열교환이 용이하므로, 상기 단열부(400)는 주로 전도에 의한 열교환 또는 열침입을 최소화할 수 있으며, 반사율이 높은 금속 필름 재질로 인하여 복사에 의한 열교환 또는 열침입을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.In particular, since the inner metal tube 300 is made of a metal material, heat intrusion or heat exchange by conduction is easy, so that the insulator 400 can minimize heat exchange or heat intrusion mainly by conduction, and a metal having a high reflectance Due to the film material, the effect of preventing heat exchange or heat intrusion by radiation can also be obtained.

상기 단열부(400)의 층수는 열침입을 최소화 하기 위해 조절이 가능하다. 많은 층으로 구성되면 복사열 차단 효과는 높아지나, 전도열 차단 효과와 진공층의 두께가 얇아짐에 따른 대류에 의한 열차단 효과가 떨어지므로 적절한 층수를 사용하는 것이 중요하다.The number of layers of the insulating part 400 can be adjusted to minimize heat intrusion. If it is composed of many layers, the effect of blocking radiation is increased, but the effect of blocking conduction heat and the effect of blocking the heat by convection due to the decrease in the thickness of the vacuum layer is reduced, so it is important to use an appropriate number of layers.

상기 단열부(400) 외측에는 진공부(500)가 구비될 수 있다. 상기 진공부(500)는 상기 단열부(400)에 의한 단열이 충분하지 못한 경우 발생될 수 있는 상기 단열층 방향으로의 대류 등에 의한 열전달을 최소화하기 위하여 구비될 있다.A vacuum part 500 may be provided outside the heat insulating part 400 . The vacuum unit 500 may be provided to minimize heat transfer due to convection or the like in the direction of the insulating layer, which may occur when the thermal insulation by the insulating unit 400 is insufficient.

상기 진공부(500)는 상기 단열부(400) 외측에 이격 공간을 형성하고, 상기 이격 공간을 진공화시키는 방법으로 형성할 수 있다.The vacuum unit 500 may be formed by forming a separation space outside the heat insulating unit 400 and evacuating the separation space.

상기 진공부(500)는 상온인 외부로부터 상기 코어부 측으로 대류 등에 의한 열침입을 방지하기 위하여 구비되는 이격 공간으로서, 물리적 이격 공간을 형성하기 위하여 적어도 하나의 스페이서(560)를 구비할 수 있다. 상기 진공부(500) 내의 이격 공간 그 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 등과 상기 진공부(500) 내측의 상기 단열부(400)가 접촉되는 것을 초전도 케이블의 전 영역에서 방지하기 위하여 상기 이격 공간 내에 적어도 하나의 스페이서(560)를 구비할 수 있다. The vacuum part 500 is a spaced space provided to prevent heat intrusion by convection from the outside at room temperature to the core part side, and may include at least one spacer 560 to form a physical spaced space. In order to prevent the external metal tube 600 provided on the outside of the spaced space within the vacuum part 500 from contacting the heat insulating part 400 inside the vacuum part 500 in the entire area of the superconducting cable, the spaced space At least one spacer 560 may be provided therein.

상기 스페이서(560)는 초전도 케이블의 길이방향을 따라 배치될 수 있으며, 상기 코어부(100) 외측, 구체적으로는 상기 단열부(400)를 나선형 또는 원형으로 감싸도록 권선할 수 있다. 그러나 상기 스페이서(560)는 초전도 케이블의 용량, 크기, 종류 또는 스페이서의 직경 등에 따라 복수 개가 구비될 수도 있다.The spacer 560 may be disposed along the longitudinal direction of the superconducting cable, and may be wound around the outside of the core part 100 , specifically, the heat insulating part 400 , in a spiral or circular shape. However, a plurality of spacers 560 may be provided according to the capacity, size, and type of the superconducting cable or the diameter of the spacer.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(560)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 상기 스페이서(560)의 개수는 는 초전도 케이블의 용량, 크기, 종류 또는 스페이서의 직경에 따라 증감될 수 있다. 일반적으로, 초전도 케이블은 3개 내지 5개의 스페이서가 구비될 수 있다. 상기 스페이서는 이격 공간을 형성하여 전도에 의한 열교환을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 1 , a plurality of spacers 560 may be provided, and the number of spacers 560 may be increased or decreased according to the capacity, size, type of the superconducting cable, or the diameter of the spacer. In general, the superconducting cable may be provided with 3 to 5 spacers. The spacer may prevent heat exchange due to conduction by forming a separation space.

상기 스페이서(560)의 재질은 폴리 에틸렌(FEP, PFA, ETFE, PVC, P.E, PTFE) 재질일 수 있다.The material of the spacer 560 may be a polyethylene (FEP, PFA, ETFE, PVC, P.E, PTFE) material.

또한, 상기 스페이서(560)은 필요에 따라 불화 폴리 에틸렌(PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질로 구성되거나, 일반 수지 또는 폴리 에틸렌 재질로 구성된 뒤 표면이 불화 폴리 에틸렌 등으로 코팅될 수 있다. 이 경우, 상기 불화 폴리 에틸렌은 테프론일 수 있다.In addition, if necessary, the spacer 560 may be made of a fluorinated polyethylene (PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene) material, or made of a general resin or polyethylene material, and the surface thereof may be coated with fluorinated polyethylene or the like. In this case, the fluorinated polyethylene may be Teflon.

테프론(Teflon)은 불소수지의 일종으로, 테프론은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 가지고 있다. 또한, 테프론은 어느 정도의 유연성을 가지므로, 상기 단열부(400)를 나선형으로 감싸며, 초전도 케이블의 길이방향으로 권선되어 배치될 수 있고, 어느 정도의 강도를 가지므로 단열부(400)와 외부 금속관(600)의 접촉을 방지하는 이격 수단으로 활용되어 진공부(500)를 구성하는 이격 공간을 물리적으로 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 스페이서(560)의 직경은 4 밀리미터(mm) 내지 8 밀리미터(mm)일 수 있다. 상기 스페이서(560)의 단면 형태는 원형, 삼각형, 사각형, 별형 등의 다양한 형태가 가능하다.Teflon is a kind of fluororesin. Teflon forms a very stable compound due to the strong chemical bond between fluorine and carbon, so it has properties such as almost perfect chemical inertness, heat resistance, non-adhesiveness, excellent insulation stability, and low coefficient of friction. have. In addition, since Teflon has a certain degree of flexibility, it spirally surrounds the heat insulating part 400, can be wound and arranged in the longitudinal direction of the superconducting cable, and has a certain strength, so that the insulating part 400 and the outside It is used as a separation means for preventing the metal tube 600 from contacting, and may serve to physically maintain the separation space constituting the vacuum unit 500 . The spacer 560 may have a diameter of 4 millimeters (mm) to 8 millimeters (mm). The cross-sectional shape of the spacer 560 may be various shapes such as a circle, a triangle, a square, and a star.

상기 스페이서(560)이 구비된 상기 진공부(500) 외측에는 외부 금속관(600)이 구비될 수 있다. 상기 외부 금속관(600)은 상기 내부 금속관(300)과 동일한 형태와 재질로 구성될 수 있으며, 상기 외부 금속관(600)은 상기 내부 금속관(300)보다 더 큰 직경으로 구성되어 스페이서(560)를 통한 이격 공간의 형성을 가능하게 할 수 있다.An external metal tube 600 may be provided outside the vacuum unit 500 provided with the spacer 560 . The outer metal tube 600 may be made of the same shape and material as the inner metal tube 300 , and the outer metal tube 600 is configured to have a larger diameter than the inner metal tube 300 through a spacer 560 . It is possible to enable the formation of a separation space.

그리고, 상기 외부 금속관(600) 외측에는 초전도 케이블 내부를 보호하기 위한 외장 기능을 수행하는 시스부(700)가 구비될 수 있다. 상기 시스부는 통상적인 전력용 케이블의 시스부(700)를 구성하는 시스재가 사용될 수 있다. 상기 시스부(700)는 그 내부의 금속관(600) 등의 부식을 방지하고 외력에 의한 케이블 손상을 방지할 수 있다. 상기 시스부(700)는 폴리에틸렌(PE) 폴리염화비닐(PVC) 등의 재질로 구성될 수 있다.In addition, the outer metal tube 600 may be provided with a sheath portion 700 that performs an exterior function for protecting the inside of the superconducting cable. The sheath portion may be a sheath material constituting the sheath portion 700 of a conventional power cable. The sheath part 700 may prevent corrosion of the metal tube 600 and the like therein, and may prevent damage to the cable due to external force. The sheath part 700 may be made of a material such as polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC).

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 진공부(500)에 구비된 상기 스페이서(560)는 상기 내부 금속관(300) 외부에 구비되는 단열부(400)를 감싸도록 4개가 구비됨이 도시된다. As shown in FIG. 2 , four spacers 560 provided in the vacuum unit 500 are provided to surround the heat insulating unit 400 provided outside the inner metal tube 300 .

초전도 케이블의 상기 내부 금속관(300) 및 상기 외부 금속관(600)은 스테인리스 또는 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있으나 도 1 및 도 2에 도시된 실시예는 알루미늄 재질로 구성된 예를 도시한다. 상기 내부 금속관(300) 외부에는 멀티 레이어 인슐레이션 방식의 단열부(400) 및 부직포(미도시) 등이 권선될 수 있다.The inner metal tube 300 and the outer metal tube 600 of the superconducting cable may be made of a metal such as stainless steel or aluminum, but the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 shows an example made of an aluminum material. A multi-layer insulation type heat insulating part 400 and a non-woven fabric (not shown) may be wound on the outside of the inner metal tube 300 .

전술한 바와 같이, 상기 단열부(400)는 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재가 여러 층으로 감아 구성하고, 복층으로 권선된 단열재는 고정용 테이프 등으로 부착되어 고정되는 방식을 사용한다. 또한, 상기 단열부(400) 외부를 부직포 등으로 감싸도록 구성할 수도 있다.As described above, the heat insulating unit 400 is formed by winding several layers of an insulating material coated with a thin polymer with low thermal conductivity on a metal film having high reflectance, and the insulating material wound in multiple layers is attached and fixed with a fixing tape, etc. use the method In addition, it may be configured to wrap the outside of the heat insulating part 400 with a non-woven fabric or the like.

초전도 케이블의 초전도 선재는 초전도 조건, 즉 극저온 조건이 안정적으로 유지되어야 하며, 이는 냉각부(200)에서의 냉각 및 상기 단열부(400) 및 상기 진공부(500)에서의 단열이 유지되어야 한다.The superconducting wire of the superconducting cable must be stably maintained in a superconducting condition, that is, a cryogenic condition, which must be maintained by cooling in the cooling unit 200 and thermal insulation in the insulating unit 400 and the vacuum unit 500 .

상기 단열부(400)는 주로 복사에 의한 열침입을 차단하고, 상기 진공부(500)에서는 주로 대류 또는 전도에 의한 열침입을 차단할 수 있다.The heat insulating part 400 may block heat intrusion mainly by radiation, and the vacuum part 500 may block heat penetration mainly by convection or conduction.

상기 진공부(500)에서 대류에 의한 열침입을 차단하기 위해서는 진공부의 진공 상태가 계속 유지되어야 한다. In order to block the intrusion of heat by convection in the vacuum unit 500 , the vacuum state of the vacuum unit must be continuously maintained.

그러나, 초전도 케이블의 요구되는 진공 상태, 예를 들면 10^-4 torr의 내부 압력을 유지할 수 있어야 한다. 그러나, 초전도 케이블을 구성하는 각각의 구성요소들은 상온에서 제조되므로 상온 및 상압 상태에서 재질 표면을 통해 내부로 침투된 가스 또는 수분이 진공 즉 저압 상태가 되면 표면으로 토출되어 상기 진공부(500)의 진공 상태의 유지를 어렵게 한다. 즉, 토출되는 가스는 주로 수소와 기체 상태의 물 등일 수 있다.However, it must be possible to maintain the required vacuum state of the superconducting cable, for example, ^{an internal pressure of 10 -4 torr.} However, since each component constituting the superconducting cable is manufactured at room temperature, gas or moisture that has penetrated into the inside through the material surface at room temperature and atmospheric pressure is discharged to the surface when a vacuum, that is, a low pressure state, of the vacuum unit 500 It makes it difficult to maintain a vacuum. That is, the discharged gas may be mainly hydrogen and water in a gaseous state.

아래의 표 1은 초전도 케이블을 구성하는 상기 내부 금속관(300) 및 상기 외부 금속관(600) 사이에 구비되는 각각의 층을 구성하는 구성요소들의 가스 토출율(Torr * cm² / t)을 표로 도시한다. ^{Table 1 below shows the gas discharge rate (Torr * cm 2} / t) of the components constituting each layer provided between the inner metal tube 300 and the outer metal tube 600 constituting the superconducting cable. do.

아래의 표 1에 기재된 가스 토출율은 TDS 측정 시스템으로 측정되었다.The gas discharge rates listed in Table 1 below were measured with a TDS measurement system.

상기 시스템은 측정 챔버가 구비되고 측정 챔버에 시료의 온도를 조절할 수 있는 Lamp가 부착되며, 측정 챔버에는 4중극 질량분석기(QMS, Quadruple Mass Spectrometer, 4중극 질량분석기)와 교정된 이온 게이지(ion gauge)가 구비되어 가스 종류별 토출량과 전체 가스 토출량을 동시에 측정할 수 있다.The system is equipped with a measurement chamber and a lamp capable of controlling the temperature of the sample is attached to the measurement chamber, and the measurement chamber is equipped with a quadruple mass spectrometer (QMS, Quadruple Mass Spectrometer, quadruple mass spectrometer) and a calibrated ion gauge. ) is provided to measure the amount of gas discharged by gas type and the total amount of gas discharged at the same time.

가스 토출량 측정 시험은 상기 내부 금속관(300) 및 상기 외부 금속관(600) 사이에 구비되는 각각의 층을 구성하는 구성요소들에 적용하며, 소재의 면적은 동일하게 1 cm²으로 제작하고 10분간 측정 챔버 내부 압력 변화량을 측정한다. 이온 게이지(ion gauge)로 측정된 압력 변화값은 가스 토출율과 비례하는 값으로 그 값 자체만으로도 가스 토출량 크기의 상대적인 비교가 가능하다.The gas discharge amount measurement test is applied to the components constituting each layer provided between the inner metal tube 300 and the outer metal tube 600, and the area of the material ^{is made to be 1 cm 2} and measured for 10 minutes Measure the amount of change in pressure inside the chamber. The pressure change value measured with an ion gauge is a value proportional to the gas discharge rate, and only the value itself allows a relative comparison of the gas discharge amount.

Material

Material

Q (Out gassing rate) (Torr * cm² / t)

Q (Out gassing rate) (Torr * cm ² / t)

내부 금속관

inner metal tube

8.20E-08
8.20E-08
단열부

insulation

2.70E-08
2.70E-08
부직포

Non-woven

6.70E-09
6.70E-09
스페이서

spacer

3.70E-07
3.70E-07
단열부 고정용 테이프

Insulation fixing tape

6.60E-06
6.60E-06
외부 금속관(AL)

Outer metal tube (AL)

8.10E-08
8.10E-08

4중극 질량분석기를 이용하여 구한 진공 용기 각 소재의 가스 토출율 Q를 통해 진공부(500)의 진공도가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는지 예측할 수 있게 한다.It is possible to predict how the degree of vacuum of the vacuum unit 500 changes over time through the gas discharge rate Q of each material of the vacuum container obtained using the quadrupole mass spectrometer.

문제는 가스 토출율 값 자체가 워낙 작은 단위의 숫자이며, 측정에 사용된 시편의 오염도의 차이나, 흡착된 가스의 정도가 측정값에 막대한 영향을 미치며, 실험적으로 시간에 따른 가스 토출율 Q은 가스 토출율 Q은 (2t)0.5에 비례하는 값을 갖는다는 결론을 었었으며, 상기 진공부(500)에 사용된 각 소재의 단위 길이당 사용된 면적을 적용하였을 때 아무런 배기 작용 없이 Out-Gassing에 의해 초기 진공도 0를 기준으로 5년 후 예상되는 최종 가스 토출량(압력 변화량)은 아래의 표 2와 같다.The problem is that the gas discharge rate value itself is a very small number, and the difference in the degree of contamination of the specimen used for measurement or the degree of adsorbed gas has a huge effect on the measured value. It was concluded that the discharge rate Q has a value proportional to (2t)0.5, and when the area used per unit length of each material used in the vacuum part 500 is applied, it is suitable for out-gassing without any exhaust action. The final gas discharge amount (pressure change amount) expected after 5 years based on the initial vacuum degree of 0 is shown in Table 2 below.

상기 진공부(500)의 일정 시간 경과 후 최종 가스 토출량은 결국 상기 진공부의 일정 시간 경과 후 압력 변화량에 대응된다고 볼 수 있다.It can be seen that the final gas discharge amount after the lapse of a predetermined time in the vacuum unit 500 corresponds to the pressure change amount after the lapse of a predetermined time in the vacuum unit.

소재
Material
면적당 가스 토출율
(△Torr/ cm²)

Gas discharge rate per area
(△ Torr/cm ² )

면적
(cm²)
area
(cm ² )
가스 토출량 (△Torr)
Gas Discharge (△Torr)
내부 금속관

inner metal tube

8.20E-08
8.20E-08
32.36
32.36
3.42E-01
3.42E-01
단열부

insulation

2.70E-08
2.70E-08
2789.73
2789.73
9.70E+00
9.70E+00
부직포

Non-woven

6.70E-09
6.70E-09
151.05
151.05
1.30E-01
1.30E-01
스페이서

spacer

3.70E-07
3.70E-07
7.54
7.54
3.59E-01
3.59E-01
단열부
고정용 테이프

insulation
fixing tape

6.60E-06
6.60E-06
0.40
0.40
3.40E-01
3.40E-01
외부 금속관

outer metal tube

8.10E-08
8.10E-08
39.58
39.58
4.13E-01
4.13E-01
Total

Total

1.13E+01
1.13E+01

표 2에 도시된 최종 가스 토출량을 통해 파악되듯이 상기 진공부(500) 내부의 가스 토출량에 가장 큰 영향을 미치는 구성은 MLI 방식으로 구성되는 단열부(400)라는 것을 파악할 수 있다.As understood through the final gas discharge amount shown in Table 2, it can be understood that the configuration that has the greatest influence on the gas discharge amount inside the vacuum unit 500 is the insulator 400 configured in the MLI method.

상기 단열부는 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재를 복층으로 권선하여 구성되므로, 진공도를 파괴하는 단열부(400)의 전체 면적은 전체 단열재의 면적이 되므로 단위 면적당 가스 토출량이 크지 않더라도 면적이 가장 크므로 전체 가스 토출량이 가장 크게 된다.Since the heat insulating part is formed by winding a multi-layered insulating material coated with a thin polymer with low thermal conductivity on a metal film having high reflectivity, the total area of the insulating unit 400 that destroys the vacuum is the area of the entire insulating material, so the amount of gas discharged per unit area is Although it is not large, the area is the largest, so the total gas discharge amount is the largest.

만일 토출되는 수소 또는 기체 상태의 물을 포함하는 가스를 제거하지 않는다면, 5년 후에는 요구되는 진공도인 10^-4 torr보다 큰 내부 압력인 약 11 torr가 되어 진공부의 진공 상태를 유지할 수 없음을 예측할 수 있다.If the gas containing the discharged hydrogen or gaseous water is not removed, after 5 years, the ^{internal pressure, which is about 11 torr, which is greater than the required vacuum degree of 10 -4} torr, indicates that the vacuum state of the vacuum cannot be maintained. predictable.

전체 가스 토출량의 90퍼센트 이상을 차지함을 확인할 수 있으며, 상기 진공부(500)의 진공도 유지를 위해서는 상기 단열부(400)에서 도출되는 가스를 제거하기 위한 조치가 필요함을 확인할 수 있다.It can be confirmed that 90% or more of the total gas discharge amount is accounted for, and it can be confirmed that in order to maintain the vacuum degree of the vacuum unit 500 , measures to remove the gas derived from the heat insulating unit 400 are required.

실험적으로 단열부(400) 등에서 방출되는 가스는 주로 수소(H2)와 상태의 물 (H2O)이며, 구체적으로 수소(금속 자체에 많이 포함)와 물(시스템 구축 전에 공기 중에 있는 기체 상태의 물이 압력 저하에 의하여 유출)에 의해 방출되는 가스는 각각 3.7 토르(torr) 및 7.3 토르(torr) 정도이며, 그 가스 분압은 1:2 정도라는 것을 확인할 수 있다.Experimentally, the gas emitted from the thermal insulation unit 400, etc. is mainly hydrogen (H2) and water (H2O) in the state, specifically, hydrogen (contained a lot in the metal itself) and water (gas in the air before system construction) It can be seen that the gas emitted by the pressure drop) is about 3.7 torr and 7.3 torr, respectively, and the gas partial pressure is about 1:2.

상기 게터 펌프(Getter Pump)는 그 소재마다 흡입하는 가스의 종류나 작동 환경이 다르고, 비교적 고가이므로 적정 사용량과 설치 위치를 결정하는 것이 필요하다.Since the getter pump has a different type of gas to be sucked or an operating environment for each material, and is relatively expensive, it is necessary to determine an appropriate amount of use and an installation location.

따라서, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 내부 금속관(200) 및 외부 금속관(600) 사이에 적어도 1개 이상의 게터 펌프(Getter Pump)를 장착하였다.Accordingly, in the superconducting cable according to the present invention, at least one or more getter pumps are mounted between the inner metal tube 200 and the outer metal tube 600 .

도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 초전도 케이블(100)은 상기 진공부(500), 구체적으로는 상기 내부 금속관(300) 및 상기 외부 금속관(600) 사이에서 발생되는 수소 또는 기체 상태의 물을 물리적 및 화학적 방법으로 제거하기 위하여 다양한 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b) 중 제3 게터 펌프(530c)를 제공할 수 있다.The superconducting cable 100 according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is a hydrogen or gaseous state generated between the vacuum unit 500 , specifically, the inner metal tube 300 and the outer metal tube 600 . A third getter pump 530c among various first getter pumps 530a and second getter pumps 530b may be provided in order to physically and chemically remove water.

상기 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b)는 비가역적 화학적 반응에 의하여 수소 또는 기체 상태의 물을 제거하고 상기 제3 게터 펌프(530c)는 물리적 방법으로 수소 또는 기체 상태의 물을 제거할 수 있다.The first getter pump 530a and the second getter pump 530b remove hydrogen or gaseous water by an irreversible chemical reaction, and the third getter pump 530c uses a physical method to remove hydrogen or gaseous water. can be removed.

도 1 및 도 2에서 상기 제1 게터 펌프(530a) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)는 상기 외부 금속관(600) 내면에 구비되고, 상기 제3 게터 펌프(530c)는 상기 내부 금속관(300) 외면과 상기 단열부(400) 사이에 구비되는 것으로 도시되었으나, 상기 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b) 및 제3 게터 펌프(530c)의 위치는 이에 제한되지 않으며, 위치가 변경되거나, 동일 동일층에 모두 구비되도록 구성될 수도 있다. 즉, 제1 게터 펌프(530a) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)가 상기 내부 금속관(300) 외면과 상기 단열부(400) 사이에 구비될 수도 있고, 상기 제3 게터 펌프(530c)가 상기 외부 금속관(600) 내면에 구비될 수도 있다.1 and 2, the first getter pump 530a and the second getter pump 530b are provided on the inner surface of the outer metal tube 600, and the third getter pump 530c is the inner metal tube 300. Although shown to be provided between the outer surface and the heat insulating part 400, the positions of the first getter pump 530a, the second getter pump 530b, and the third getter pump 530c are not limited thereto, and the positions are not limited thereto. It may be changed or configured to be provided on the same floor. That is, the first getter pump 530a and the second getter pump 530b may be provided between the outer surface of the inner metal tube 300 and the heat insulating part 400 , and the third getter pump 530c is the It may be provided on the inner surface of the external metal tube 600 .

또한, 상기 제1 게터 펌프(530a), 상기 제2 게터 펌프(530b) 및 상기 제3 게터 펌프(530c) 중 적어도 하나는 위에서 언급한 위치 이외에도 상기 단열부(400)를 구성하는 복수 회 권선된 단열재 사이에 구비될 수도 있고, 더 나아가 상기 진공부(500)를 내측 방향으로 구획하는 단열부(400)의 외면에 장착될 수도 있다.In addition, at least one of the first getter pump 530a, the second getter pump 530b, and the third getter pump 530c is wound a plurality of times constituting the heat insulating unit 400 in addition to the above-mentioned positions. It may be provided between the heat insulators, and further, it may be mounted on the outer surface of the heat insulator 400 that partitions the vacuum part 500 in the inward direction.

따라서, 필요에 따라 비가역적 화학적 반응 또는 물리적 흡착에 의하여 수소 또는 기체 상태의 물을 제거하기 위한 상기 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b) 및 제3 게터 펌프(530c)의 위치는 상기 내부 금속관(300)의 외면 및 상기 외부 금속관(600)의 내면 사이의 최적의 위치에 설치될 수 있다.Accordingly, the positions of the first getter pump 530a, the second getter pump 530b, and the third getter pump 530c for removing hydrogen or gaseous water by irreversible chemical reaction or physical adsorption if necessary. may be installed at an optimal position between the outer surface of the inner metal tube 300 and the inner surface of the outer metal tube 600 .

이하, 도 1 및 도 2에 도시된 초전도 케이블에 설치되는 제1 게터 펌프(530a), 상기 제2 게터 펌프(530b) 및 상기 제3 게터 펌프(530c)에 대하여 자세하게 설명한다.Hereinafter, the first getter pump 530a, the second getter pump 530b, and the third getter pump 530c installed in the superconducting cable shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail.

종래에는 활성탄(C) 만을 게터 펌프로 사용하는 경우가 있었으나, 수소 가스 흡수 능력이 떨어지는 문제점이 있으며, 수소 가스를 제거하기 위하여 산화 팔라듐(PdO)을 게터 펌프로 사용하는 경우가 있으나, 산화 팔라듐(PdO)은 극저온에서의 가스 흡입 능력이 떨어진다.Conventionally, only activated carbon (C) is used as a getter pump, but there is a problem in that the hydrogen gas absorption ability is lowered, and palladium oxide (PdO) is used as a getter pump to remove hydrogen gas, but palladium oxide ( PdO) has poor gas absorption ability at cryogenic temperatures.

본 발명에 따른 초전도 케이블에 장착될 게터 펌프는 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO) 및 제3 게터 펌프(530c)로서 활성탄(C)을 적용할 수 있다.The getter pump to be mounted on the superconducting cable according to the present invention is cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) as the first getter pump (530a), calcium oxide (CaO) and the third getter pump (530c) as the second getter pump (530b). ) as activated carbon (C).

각각의 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO) 및 제3 게터 펌프(530c)로서 활성탄(C)는 내부 및 외부 금속관에서 발생되는 수소와 상태의 물을 집중적으로 포집하는 능력이 우수한 것으로 알려져 있다. _{Cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) as each of the first getter pumps 530a, calcium oxide (CaO) as the second getter pumps 530b, and activated carbon (C) as the third getter pumps 530c are internal and external. It is known that it is excellent in the ability to intensively collect hydrogen and water in a state of being generated from a metal tube.

제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)는 극저온에서도 비가역적 화학 반응인 Co₃O₄ + H₂ → 3CoO + H₂O 을 통해 수소를 제거할 수 있다.As the first getter pump 530a, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) may remove hydrogen through an irreversible chemical reaction Co ₃ O ₄ + H ₂ → 3CoO + H _{2 O even at cryogenic temperatures.}

그러나 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)는 위 화학적 반응물로 물을 생성(Co₃O₄ + H₂ → 3CoO + H₂O)한다. 따라서, 산화 코발트(Co₃O₄) 만으로 게터 펌프를 구성하는 것은 수분 제거 능력에 문제를 발생시킨다. However, as the first getter pump 530a, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) generates water (Co ₃ O ₄ + H ₂ → 3CoO + H ₂ O) as the above chemical reactant. Therefore, configuring the getter pump only with cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) causes a problem in water removal ability.

그리고 제3 게터 펌프(530c)로서 활성탄(C)의 경우 물리적 환경에 의해 흡착 능력의 변화가 생길 수 있다. 그리고 실제로 활성탄(C)은 진공 상태에서는 기체 상태의 물의 흡착 속도가 떨어지는 것으로 알려져 있다. 즉, 가격이 저렴한 활성탄(C)는 진공에 가까운 상기 진공부에서 기체 상태의 물을 완벽하게 제거하는 것이 쉽지 않다는 결론을 얻을 수 있다.And in the case of the activated carbon (C) as the third getter pump 530c, a change in adsorption capacity may occur depending on the physical environment. And in fact, it is known that the adsorption rate of gaseous water in the activated carbon (C) decreases in a vacuum state. That is, it can be concluded that the cheap activated carbon (C) is not easy to completely remove gaseous water from the vacuum part close to the vacuum.

따라서, 상기 진공부(500)에서 서서히 방출되는 수소 가스와 기체 상태의 물을 제거하기 위해서 활성탄(C) 및 산화 코발트(Co₃O₄) 이외의 다른 구성이 필요하다.Therefore, in order to remove hydrogen gas and gaseous water that are gradually released from the vacuum unit 500 , _{other components than activated carbon (C) and cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) are required.

이를 해결하기 위하여 물리적 흡착이 아니라 화학적 흡착에 의하여 기체 상태의 물을 제거하기 위하여 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)를 추가하는 것이 바람직하다. 상기 산화 칼슘은 물을 흡수하여 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 생성하여 물을 제거할 수 있다.In order to solve this problem, it is preferable to add calcium oxide (CaO) as the second getter pump 530b in order to remove gaseous water by chemical adsorption rather than physical adsorption. The calcium oxide may absorb water to form calcium hydroxide (Ca(OH) ₂ ) to remove water.

산화 칼슘(CaO)은 상온 영역에서 상태의 물뿐만 아니라, 추가적으로 수소(H₂), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂) 등의 부수 가스에 대한 흡착 능력이 있으므로 진공도 유지에 도움이 된다.Calcium oxide (CaO) maintains vacuum because it has the ability to adsorb not only water at room temperature, but also _{ancillary gases such as hydrogen (H 2} ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO ₂ ), and oxygen (O _{2 ).} is helpful for

따라서, 산화 칼슘(CaO)을 비교적 온도가 높은 영역인 단열부(400) 표면 또는 외부 금속관(600) 내면에 설치하면 활성탄(C), 산화 코발트(Co₃O₄) 및 산화 칼슘(CaO)을 구비하여 가스 흡수 기능을 극대화할 수 있다.Therefore, when calcium oxide (CaO) is installed on the surface of the heat insulating part 400 or the inner surface of the external metal tube 600, which is a region with a relatively high temperature, activated carbon (C), cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) and calcium oxide (CaO) It is possible to maximize the gas absorption function.

여기서, 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)의 수소 포집 능력은 약 65 torr * L / g 이므로 안전율을 4배로 적용했을 때 적정 투입량은 초전도 케이블의 길이(m) 당 0.2 그램(g) 정도를 투입하는 것이 바람직하다. _{Here, the hydrogen capture capacity of cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) as the first getter pump 530a is about 65 torr * L / g, so when the safety factor is applied four times, the appropriate input amount is 0.2 per length (m) of the superconducting cable It is preferable to put about grams (g).

정리하면, 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)는 수소 가스를 제거하기 위한 온도적인 제한이 없으므로, 상기 내부 금속관(200) 및 상기 외부 금속관(600) 상기 진공부(500) 중 어느 위치에도 설치가 가능하다.In summary, as the first getter pump 530a, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) has no temperature limit for removing hydrogen gas, so the inner metal tube 200 and the outer metal tube 600 , the vacuum unit ( 500) can be installed in any position.

상기 산화 코발트(Co₃O₄)는 다양한 흡수 능력을 가지지만, 특히 상온 영역에서 상태의 물 이외에, 추가적으로 수소(H₂), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂) 등의 부수 가스에 대한 흡착 능력이 잘 발휘되므로, 상기 진공부(500) 중 상기 외부 금속관(600)의 내측면, 즉 상온 영역에 가장 가까운 영역에 부착되는 것이 바람직하다.The cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) has various absorption capabilities, but in addition to water in a state in particular at room temperature, additionally hydrogen (H ₂ ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO ₂ ), oxygen (O ₂ ), etc. Since the adsorption ability for the accompanying gas of the vacuum unit 500 is well exhibited, it is preferably attached to the inner surface of the external metal tube 600 of the vacuum unit 500 , that is, the region closest to the room temperature region.

또한, 외부 금속관(600)이 골 마루 구조를 가지므로, 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)는 외부 금속관(600)의 내면 중 인접한 마루 사이의 골에 설치되어 스페이서(560) 등과의 간섭을 최소화할 수 있다.In addition, since the external metal pipe 600 has a trough structure, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) as the first getter pump 530a is installed in the valley between adjacent ridges among the inner surfaces of the external metal pipe 600 to be a spacer. Interference with 560 and the like can be minimized.

마찬가지로, 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)는 위 화학적 반응물로 물을 생성(Co₃O₄ + H₂ → 3CoO + H₂O)하므로, 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)의 단점을 보강하기 위하여, 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)의 설치 위치와 대응되는 위치에 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)를 추가하는 것이 바람직하다. 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)은 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄)와 마찬가지로 외부 금속관(600)의 내면 중 인접한 마루 사이의 골에 설치되어 스페이서(560) 등과의 간섭을 최소화할 수 있다.Similarly, as the first getter pump 530a, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) generates water as the above chemical reactant (Co ₃ O ₄ + H ₂ → 3CoO + H ₂ O), so the first getter pump 530a ) as a cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) In order to reinforce the shortcomings, a second getter pump (530b) is oxidized at a position corresponding to the installation position of the _{cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) as the first getter pump (530a). It is preferable to add calcium (CaO). Calcium oxide (CaO) as the second getter pump 530b is installed in the valley between adjacent floors among the inner surfaces of the external metal tube 600 like _{cobalt oxide (Co 3} O _{4 ) as the first getter pump 530a.} Interference with the spacer 560 may be minimized.

또한, 제3 게터 펌프(530c)로서 상기 활성탄(C)은 기체 상태의 물의 물리적 흡착 능력이 우수하므로 물이 기상으로 존재할 수 있는 온도 및 압력 환경인 극저온, 저압 조건을 만족시키는 영역인 기 내부 금속관(200)과 상기 단열부(400) 사에에 구비되는 것이 바람직하다. In addition, as the third getter pump 530c, the activated carbon (C) has excellent physical adsorption ability of water in a gaseous state. It is preferable to be provided between the 200 and the heat insulating part 400 .

또한, 상기 제3 게터 펌프(530c)로서 상기 활성탄(C)은 기체 상태의 물을 물리적 흡착 방법으로 제거할 수 있으나, 기체 상태의 물은 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO) 역시 화학적 제거능력이 구비되므로, 상기 내부 금속관(200) 및 상기 외부 금속관(600) 사이에 기체 상태의 물이 발생하지만 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)에 의하여 제거되지 못하는 영역은 상기 내부 금속관(300) 및 상기 단열부(400) 사이 영역일 수 있다. 따라서, 상기 제3 게터 펌프(530c)로서 상기 활성탄(C)은 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)과 중복되지 않은 전술한 위치, 즉 상기 단열부(400)의 단열재에 의하여 감싸지는 내부 금속관(300)의 외면에 장착되는 것이 바람직하다.In addition, as the third getter pump 530c, the activated carbon C may remove gaseous water by a physical adsorption method, but gaseous water is the second getter pump 530b as well as calcium oxide (CaO). Since the chemical removal capability is provided, gaseous water is generated between the inner metal tube 200 and the outer metal tube 600, but the region that cannot be removed by calcium oxide (CaO) as the second getter pump 530b is It may be a region between the inner metal tube 300 and the heat insulating part 400 . Accordingly, the activated carbon (C) as the third getter pump (530c) is the second getter pump (530b) at the above-described position that does not overlap with calcium oxide (CaO), that is, by the heat insulating material of the heat insulating part (400). It is preferable to be mounted on the outer surface of the inner metal tube 300 to be wrapped.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 초전도 케이블의 상기 내부 금속관(200) 및 상기 외부 금속관(600) 사이의 케이블 길이방향 단면도를 도시하며, 도 4는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예의 내부 금속관(200) 및 외부 금속관(600) 사이의 케이블 길이방향 단면도를 도시한다.3 shows a longitudinal cross-sectional view of the cable between the inner metal tube 200 and the outer metal tube 600 of the superconducting cable shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is another embodiment of a superconducting cable according to the present invention. A longitudinal cross-sectional view of the cable between the inner metal tube 200 and the outer metal tube 600 is shown.

전술한 바와 같이, 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)은 가장 상온에 가까운 영역에 장착되는 것이 바람직하므로, 외부 금속관(600)이 골 마루 구조를 가지므로, 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO)은 외부 금속관(600)의 내면 중 인접한 마루 사이의 골에 설치되어, 최적의 가스 제거 효율을 발휘할 수 있으며 추가적으로 스페이서(560) 등과의 간섭을 최소화할 수 있다.As described above, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) as the first getter pump 530a and calcium oxide (CaO) as the second getter pump 530b are preferably mounted in the region closest to room temperature, Since the external metal pipe 600 has a ridge structure, cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) as the first getter pump 530a and calcium oxide (CaO) as the second getter pump 530b are used in the external metal pipe 600 ) of the inner surface of the inner surface, it is installed in the valley between adjacent floors, so that the optimal gas removal efficiency can be exhibited, and interference with the spacer 560 can be further minimized.

또한, 상기 내부 금속관의 외면은 골과 마루가 반복되는 코러게이션 구조를 가지며, 상기 활성탄으로 구성되는 제3 게터 펌프(560c)는 상기 내부 금속관(300)의 인접한 마루 사이의 골에 설치되어 기체 상태의 물을 흡수하기 위한 공간을 형성함과 동시에 상기 내부 금속관(300)의 외면의 마루에 의한 압착에 의한 손상 등을 최소화할 수 있다.In addition, the outer surface of the inner metal tube has a corrugation structure in which troughs and ridges are repeated, and the third getter pump 560c made of the activated carbon is installed in the trough between adjacent ridges of the inner metal tube 300 to be in a gaseous state. While forming a space for absorbing the water of the inner metal tube 300, it is possible to minimize damage due to compression caused by the floor of the outer surface of the inner metal tube 300.

상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 제2 게터 펌프(530a)로서 산화 칼슘(CaO) 및 상기 제3 게터 펌프(530c)로서의 상기 활성탄(C)는 통기가 가능한 팩에 0.1 그램(g) 내지 2.0 그램(g) 단위로 담아 각각의 위치에 부착 또는 장착되는 것이 초전도 케이블을 구성하는 금속관, 스페이서 등과 간섭을 최소화하며 금속관의 마루 사이의 골 등에 장착되기 용이함을 확인할 수 있었다.Cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) as the first getter pump 530a, calcium oxide (CaO) as the second getter pump 530a, and the activated carbon (C) as the third getter pump 530c are ventilated. Packed in a pack as much as possible in 0.1 gram (g) to 2.0 gram (g) units and attached or mounted at each location, it minimizes interference with metal tubes and spacers constituting the superconducting cable, and it is easy to mount in the valleys between the floors of the metal tube. could check

또한, 초전도 케이블(100)의 길이 방향 간격은 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄) 또는 상기 활성탄(C)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.4 그램(g) 이하가 되도록 미리 결정된 간격으로 배치하는 것이 바람직하고, 상기 제2 게터 펌프(530a)로서 산화 칼슘(CaO)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.2 그램(g) 이하가 되도록 배치하는 것이 비용과 가스 제거 효과를 고려하여 바람직하다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, the longitudinal spacing of the superconducting cable 100 is the first getter pump 530a as the cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) or the activated carbon (C) per 1 meter (m) of the superconducting cable 0.01 grams (g) to It is preferable to arrange at a predetermined interval so as to be less than or equal to 0.4 grams (g), and as the second getter pump 530a, calcium oxide (CaO) is 0.01 grams (g) to 0.2 grams per meter (m) of superconducting cable ( g) It was confirmed that it is preferable to arrange the following in consideration of cost and degassing effect.

반면, 본 발명에 따른 초전도 케이블에 설치되는 각각의 게터 펌프는 진공부(500)에서의 대류에 의한 열침입을 최소화하기 위한 것이며, 내부 금속관(300) 및 단열부(400) 사이에서 발생되는 수소 가스 또는 기체 상태의 물은 상기 상기 진공부(500)에서의 대류 열침입에 큰 영향을 미치지 않을 것이며, 설령 발생된 기체 등은 상기 단열부(400)의 외면 외부의 진공부(500) 측으로 확산되어 상기 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)에 의하여 제거될 수 있으므로, 제3 게터 펌프(530c)로서 상기 활성탄(C)은 도 4와 같이 생략되는 것도 가능하다.On the other hand, each getter pump installed in the superconducting cable according to the present invention is to minimize heat intrusion by convection in the vacuum unit 500 , and hydrogen generated between the inner metal tube 300 and the heat insulating unit 400 . Gas or gaseous water will not have a significant effect on the convection heat intrusion in the vacuum unit 500 , and even if the generated gas is diffused toward the vacuum unit 500 outside the outer surface of the heat insulating unit 400 . Since the first getter pump 530a _{can be removed by cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) and the second getter pump 530b, the activated carbon C as the third getter pump 530c is shown in FIG. It is also possible to be omitted.

도 5는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 다른 실시예를 도시하며, 도 6은 도 5에 도시된 초전도 케이블이 수평방향으로 설치된 상태의 단면도를 도시한다. 도 1 내지 도 4을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다. 도 5 및 도 6에 도시된 실시예는 초전도 케이블에 구비된 코어부(100)의 개수가 3개인 3상 초전도 케이블을 도시한다. FIG. 5 shows another embodiment of a superconducting cable according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the superconducting cable shown in FIG. 5 is installed in a horizontal direction. A description that overlaps with the description with reference to FIGS. 1 to 4 will be omitted. 5 and 6 show a three-phase superconducting cable in which the number of core parts 100 provided in the superconducting cable is three.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 달리, 초전도 도체층이 각각의 코어부에서 4개, 각각의 차폐층이 2개씩 구비되는 도 4에 도시된 설명이 적용될 수 있는 예이다. In addition, the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is different from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 , in FIG. 4 , in which four superconducting conductor layers are provided in each core portion and two shielding layers are provided in each. The illustrated description is an example to which it can be applied.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예는 초전도 도체층 및 초전도 차폐층 모두 복수 층으로 구성되는 경우, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 초전도 도체층(130)은 최외부 초전도 도체층(130d)의 금속기판층이 초전도 케이블의 중심방향을 향하도록 배치하고, 초전도 차폐층은 최내부 초전도 차폐층을 구성하는 초전도 선재의 초전도층이 초전도 케이블의 반지름 방향을 향하도록 외측으로 배치되도록 하면, 최외부 초전도 도체층 및 최내부 초전도 차폐층이 자기장에 의한 교류 손실을 최소화할 수 있다.Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, when both the superconducting conductor layer and the superconducting shielding layer are composed of a plurality of layers, as described with reference to FIG. 4, the superconducting conductor layer 130 is the outermost superconducting conductor layer ( 130d), the metal substrate layer is arranged to face the center direction of the superconducting cable, and the superconducting shielding layer is arranged outside so that the superconducting layer of the superconducting wire constituting the innermost superconducting shielding layer faces the radial direction of the superconducting cable. The outermost superconducting conductor layer and the innermost superconducting shielding layer may minimize AC loss due to the magnetic field.

3상 초전도 케이블은 각각의 코어부(100)가 독립적으로 냉각부(200)를 구비하는 구조가 아니라 3개의 코어부(100) 외측에 냉각부(200)를 공유하는 구조를 가질 수 있으며, 상기 냉각부(200) 외측에 진공부(500) 역시 공유되는 구조일 수 있다. The three-phase superconducting cable may have a structure in which the cooling unit 200 is shared on the outside of the three core units 100, rather than the structure in which each core unit 100 independently includes the cooling unit 200, The vacuum unit 500 outside the cooling unit 200 may also have a shared structure.

도 5 및 도 6에 도시된 초전도 케이블 역시, 상기 진공부(500), 구체적으로는 상기 내부 금속관(300) 및 상기 외부 금속관(600) 사이에서 발생되는 수소 또는 기체 상태의 물을 물리적 및 화학적 방법으로 제거하기 위하여 다양한 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b) 중 제3 게터 펌프(530c)를 제공할 수 있다. 상기 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b)는 비가역적 화학적 반응에 의하여 수소 또는 기체 상태의 물을 제거하고 상기 제3 게터 펌프(530c)는 물리적 방법으로 수소 또는 기체 상태의 물을 제거하도록 각각의 제1 게터 펌프(530a)로서 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 제2 게터 펌프(530b)로서 산화 칼슘(CaO) 및 제3 게터 펌프(530c)로서 활성탄(C)이 적용될 수 있음은 전술한 바와 같고, 상기 제1 게터 펌프(530a) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)는 상기 외부 금속관(600) 내면에 구비되고, 상기 제3 게터 펌프(530c)는 상기 내부 금속관(300) 외면과 상기 단열부(400) 사이에 구비되는 것으로 도시되었으나, 상기 제1 게터 펌프(530a), 제2 게터 펌프(530b) 및 제3 게터 펌프(530c)의 위치는 이에 제한되지 않으며, 위치가 변경되거나, 동일 동일층에 모두 구비되도록 구성될 수도 있다. 즉, 제1 게터 펌프(530a) 및 상기 제2 게터 펌프(530b)가 상기 내부 금속관(300) 외면과 상기 단열부(400) 사이에 구비될 수도 있고, 상기 제3 게터 펌프(530c)가 상기 외부 금속관(600) 내면에 구비될 수도 있으며, 더 나아가 상기 제1 게터 펌프(530a), 상기 제2 게터 펌프(530b) 및 상기 제3 게터 펌프(530c) 중 적어도 하나는 위에서 언급한 위치 이외에도 상기 단열부(400)를 구성하는 복수 회 권선된 단열재 사이에 구비될 수도 있고, 더 나아가 상기 진공부(500)를 내측 방향으로 구획하는 단열부(400)의 외면에 장착될 수도 있다.The superconducting cable shown in FIGS. 5 and 6 is also a physical and chemical method for hydrogen or gaseous water generated between the vacuum unit 500 , specifically, the inner metal tube 300 and the outer metal tube 600 . A third getter pump 530c may be provided among various first getter pumps 530a and second getter pumps 530b in order to remove them. The first getter pump 530a and the second getter pump 530b remove hydrogen or gaseous water by an irreversible chemical reaction, and the third getter pump 530c uses a physical method to remove hydrogen or gaseous water. _{Cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) as each of the first getter pumps 530a to remove Applicability is as described above, the first getter pump 530a and the second getter pump 530b are provided on the inner surface of the outer metal tube 600 , and the third getter pump 530c is the inner metal tube (300) Although shown to be provided between the outer surface and the heat insulating part 400, the positions of the first getter pump 530a, the second getter pump 530b, and the third getter pump 530c are not limited thereto. , the location may be changed, or may be configured to be provided on the same floor. That is, the first getter pump 530a and the second getter pump 530b may be provided between the outer surface of the inner metal tube 300 and the heat insulating part 400 , and the third getter pump 530c is the It may be provided on the inner surface of the external metal tube 600, and further, at least one of the first getter pump 530a, the second getter pump 530b, and the third getter pump 530c is located in addition to the above-mentioned position. It may be provided between the insulators wound a plurality of times constituting the heat insulator 400 , or may be mounted on the outer surface of the heat insulator 400 that partitions the vacuum part 500 in the inward direction.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 제3 게터 펌프(530c)로서 활성탄(C)은 필요에 따라 추가되거나 생략될 수도 있음은 마찬가지이다.In addition, as described above, the activated carbon (C) as the third getter pump (530c) may be added or omitted if necessary.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all of them should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

1000 : 초전도 케이블
100 : 코어부
130 : 초전도 도체층
180 : 초전도 차폐층
200 : 냉각부
300 : 내부 금속관
400 : 단열부
500 : 진공부
530a, 530b, 530c : 게터 펌프
560 : 스페이서
600 : 외부 금속관
700 : 시스부1000: superconducting cable
100: core part
130: superconducting conductor layer
180: superconducting shielding layer
200: cooling unit
300: inner metal tube
400: insulation
500: vacuum unit
530a, 530b, 530c: getter pumps
560: spacer
600: outer metal tube
700: sheath part

Claims (14)

포머, 상기 포머 외부를 감싸는 적어도 1층 이상의 초전도 도체층, 상기 초전도 도체층을 감싸는 절연층, 상기 절연층 외부를 감싸는 적어도 1층 이상의 초전도 차폐층을 포함하는 코어부;
상기 코어부 외측에 구비되며, 상기 코어부를 냉각하기 위한 액상 냉매의 순환유로가 내측에 구비되고, 상기 냉매의 순환유로는 내부 금속관으로 구획되는 냉각부;
상기 냉각부 외측에 구비되며, 단열재가 권선되어 구성되는 단열부;
상기 단열부 외측에 구비되며, 적어도 하나의 스페이서에 의하여 이격 공간이 구비되고, 외부 금속관에 의하여 구획되는 진공부; 및,
상기 냉각부를 구획하는 내부 금속관과 상기 진공부를 구획하는 외부 금속관 사이에 미리 결정된 간격으로 구비되는 복수 개의 게터 펌프;를 포함하고,
상기 게터 펌프 중 적어도 하나는 산화 코발트(Co₃O₄)를 포함하고, 상기 게터 펌프 중 적어도 하나는 산화 칼슘(CaO)을 포함하고, 상기 게터 펌프 중 적어도 하나는 활성탄(C)으로 구성되며,
상기 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 산화 칼슘(CaO) 및 상기 활성탄(C)으로 구성되는 게터 펌프는 통기가 가능한 팩에 0.1 그램(g) 내지 2.0 그램(g) 단위로 담아 장착되고,
상기 산화 코발트(Co3O4) 또는 상기 활성탄(C)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.4 그램(g) 이하가 되고, 상기 산화 칼슘(CaO)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.2 그램(g) 이하가 되도록 미리 결정된 간격으로 배치하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.a core part including a former, at least one superconducting conductor layer surrounding the outside of the former, an insulating layer surrounding the superconducting conductor layer, and at least one superconducting shielding layer surrounding the outside of the insulating layer;
a cooling unit provided on the outside of the core part, the circulation passage of the liquid refrigerant for cooling the core part being provided inside, and the circulation passage of the refrigerant being partitioned by an internal metal tube;
an insulator provided outside the cooling unit and configured by winding a heat insulator;
a vacuum part provided outside the heat insulating part, a spaced space provided by at least one spacer, and partitioned by an external metal tube; and,
A plurality of getter pumps provided at a predetermined interval between the inner metal tube defining the cooling unit and the outer metal tube defining the vacuum unit;
At least one of the getter pumps comprises cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ), at least one of the getter pumps comprises calcium oxide (CaO), and at least one of the getter pumps comprises activated carbon (C),
The getter pump composed of the cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ), the calcium oxide (CaO), and the activated carbon (C) is mounted in a ventilable pack in units of 0.1 grams (g) to 2.0 grams (g),
The cobalt oxide (Co3O4) or the activated carbon (C) is 0.01 grams (g) to 0.4 grams (g) or less per 1 meter (m) of the superconducting cable, and the calcium oxide (CaO) is the superconducting cable 1 meter (m) Superconducting cable, characterized in that it is arranged at a predetermined interval so as to be less than or equal to 0.01 grams (g) to 0.2 grams (g) per sugar. 제1항에 있어서,
상기 산화 코발트(Co₃O₄)를 포함하는 게터 펌프는 상기 단열부 외측 또는 상기 진공부를 구획하는 외부 금속관 내측에 부착되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.According to claim 1,
The getter pump containing the cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ) is a superconducting cable, characterized in that it is attached to the outside of the heat insulating part or the inside of an external metal tube partitioning the vacuum part. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 산화 칼슘 재질의 게터 펌프는 상기 외부 금속관 내측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.According to claim 1,
The calcium oxide getter pump is a superconducting cable, characterized in that it is attached to the inner surface of the external metal tube. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 활성탄으로 구성되는 게터 펌프는 상기 냉각부를 구획하는 내부 금속관과 상기 단열부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.According to claim 1,
The getter pump made of the activated carbon is a superconducting cable, characterized in that it is provided between the inner metal tube that partitions the cooling part and the heat insulating part. 제6항에 있어서,
상기 내부 금속관의 외면은 골과 마루가 반복되는 코러게이션 구조를 가지며, 상기 활성탄으로 구성되는 게터 펌프는 상기 내부 금속관의 인접한 마루 사이의 골에 설치되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.7. The method of claim 6,
The outer surface of the inner metal tube has a corrugation structure in which troughs and ridges are repeated, and the getter pump made of the activated carbon is installed in the troughs between adjacent ridges of the inner metal tube. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 포머, 초전도 도체층, 초전도 차폐층을 포함하는 코어부;
상기 코어부 외측에 구비되며, 내부에 상기 코어부를 냉각하기 위한 냉각 유로가 구비되는 알루미늄 재질의 내부 금속관;
상기 내부 금속관 외측에 구비되며, 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재가 권선되어 구성되는 단열부;
상기 단열부 외측에 스페이서가 구비되고 진공 상태의 이격공간이 내부에 구비되며 알루미늄 재질로 구성되는 외부 금속관;
상기 단열부 외면 및 상기 외부 금속관 내면 중 일측에 구비되어, 상기 이격공간 내의 수소 가스와 비가역 화학반응에 의하여 산화코발트(CoO)를 생성하기 위하여 산화 코발트(Co₃O₄)를 포함하는 제1 게터 펌프;
상기 단열부 외면 및 상기 외부 금속관 내면 중 일측에 구비되어, 상기 이격공간 내의 기체 상태의 물과 비가역 화학반응에 의하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 생성하기 위하여 산화 칼슘(CaO)을 포함하는 제2 게터 펌프;
상기 내부 금속관과 상기 단열부 사이에 기체 상태의 물을 물리적 흡착에 의하여 흡수하기 위하여 활성탄(C)을 포함하는 제3 게터 펌프; 및,
상기 산화 코발트(Co₃O₄), 상기 산화 칼슘(CaO) 및 상기 활성탄(C)으로 구성되는 게터 펌프는 통기가 가능한 팩에 0.1 그램(g) 내지 2.0 그램(g) 단위로 담아 장착되고,
상기 산화 코발트(Co3O4) 또는 상기 활성탄(C)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.4 그램(g) 이하가 되고, 상기 산화 칼슘(CaO)은 초전도 케이블 1 미터(m) 당 0.01 그램(g) 내지 0.2 그램(g) 이하가 되도록 미리 결정된 간격으로 배치하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.a core part including a former, a superconducting conductor layer, and a superconducting shielding layer;
an aluminum inner metal tube provided outside the core part and having a cooling passage therein for cooling the core part;
an insulator provided outside the inner metal tube and configured by winding a high-reflectivity metal film and a thin-coated heat insulating material with a low thermal conductivity polymer;
an external metal tube having a spacer on the outside of the heat insulating part, a vacuum spaced space therein, and made of an aluminum material;
A first getter including _{cobalt oxide (Co 3} O ₄ ) provided on one side of the outer surface of the heat insulating part and the inner surface of the external metal tube to generate cobalt oxide (CoO) by an irreversible chemical reaction with hydrogen gas in the separation space Pump;
A preparation containing calcium oxide (CaO) provided on one side of the outer surface of the heat insulating part and the inner surface of the external metal tube to generate calcium hydroxide (Ca(OH)2) by an irreversible chemical reaction with gaseous water in the separation space 2 getter pumps;
a third getter pump including activated carbon (C) to absorb gaseous water by physical adsorption between the inner metal tube and the heat insulating part; and,
The getter pump composed of the cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ), the calcium oxide (CaO), and the activated carbon (C) is mounted in a ventilable pack in units of 0.1 grams (g) to 2.0 grams (g),
The cobalt oxide (Co3O4) or the activated carbon (C) is 0.01 grams (g) to 0.4 grams (g) or less per 1 meter (m) of the superconducting cable, and the calcium oxide (CaO) is the superconducting cable 1 meter (m) Superconducting cable, characterized in that it is arranged at a predetermined interval so as to be less than or equal to 0.01 grams (g) to 0.2 grams (g) per. 제11항에 있어서,
상기 내부 금속관과 상기 단열부 사이에 기체 상태의 물을 물리적 흡착에 의하여 흡수하는 제3 게터 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.12. The method of claim 11,
and a third getter pump for absorbing gaseous water by physical adsorption between the inner metal tube and the heat insulating part. 제12항에 있어서,
상기 내부 금속관은 골과 마루가 반복되는 코러게이션 구조를 가지며, 상기 제3 게터 펌프는 상기 내부 금속관의 인접한 마루 사이의 골에 설치되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블.13. The method of claim 12,
The inner metal tube has a corrugation structure in which troughs and ridges are repeated, and the third getter pump is installed in a trough between adjacent ridges of the inner metal tube. 삭제delete

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