JPH02237413A - 極低温用電流リード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は，液体ヘリウムなどの液化不活性ガスを冷媒と
した超電導機器の電流リードやクエンチ検出用リード線
などの極低温用電流リードに関する． （従来の技術） 超電導機器の極低温用電流リードについては例えば実開
昭６３　−　４９２６５号公報が知られている。この種
の電流リードについて第４図を参照して説明する。第４
図において、■は電流リードであり，電流リード■の上
部は金属製のフランジ■に強く固定してある。また、電
流リードのとフランジ■の間は気密シール（図示せず）
を施してある。電流リード■の中央部は金属製の支持体
■によって支えてある，これらのフランジ■および支持
体■は電気的に接地してある。電流リード■は導体（イ
）に端部を残して絶縁部材０を被覆したものである。

電流リード■の所在部については、フランジ■より大気
０中であり，フランジ■の下部近傍が常温ガスヘリウム
■中であり，電流リード■の下端部が液体ヘリウム■中
である．常温ガスヘリウム■の雰囲気において、０はフ
ランジ■と絶縁部材■とが接する角部であり、（１０）
は支持体■と絶縁部材■との間隙部である． （発明が解決しようとする課題） 以上のように構成した電流リード■においては、導体←
）に高電圧を印加した際や、高電圧が発生した際，電界
が角部０や間隙部（１０）などに集中する．しかも、角
部（９）や間隙部（１０）の雰囲気は常温ガスヘリウム
■であり，その絶縁耐力は大気０の値の１／６以下、液
体ヘリウム０の値のｌ／４０以下と低いため．角部■）
や間隙部（１０）は部分放電の発生し易い場所となる。

部分放電が発生した場合、絶縁部材■は除々に劣化し、
最終的に破壊する。

本発明は角部■や間隙部（１０）の絶縁部材■の劣化を
なくし、絶縁破壊を防ぐことによって絶縁の信頼性を高
めた極低温用電流リードを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の第１の手段として
は．液体ヘリウムのような極低温冷媒中から大気雰囲気
に引き出す導体と、導体の端部を残して導体に被覆した
絶縁部材と，絶縁部材の端部を残して表面に密着させた
シールド部材とを備え、シールド片端を大気中に出し、
他端を極低温冷媒中に入れ、シールド部材を接地する接
地部材を設けたことを特徴とし．第２の手段としては，
液体ヘリウムのような極低温冷媒中から大気雰囲気中に
引出す中空導体と，中空導体の端部を残して中空導体に
被覆した絶縁部材と，絶縁部材の表面に密着した導電層
と，導電層に端部を残して導電テープを自身のずれを容
易に巻回被覆した導電テープ層と，導電テープ層に被せ
た金属パイプと、金属パイプを接地する接地部材を設け
たことを特徴とする。

（作　用） 第１の手段のように構成することにより、角部■や間隙
部（１０）においては電界がゼロになるから部分放電が
発生しなくなる．また、電界が高くなるシールド端（１
２ａ）および（１２ｂ）においては、所在部をそれぞれ
大気■と液体へり，ウム■のような極低温冷媒にしてあ
るため雰囲気が絶縁耐力の低い常温ガスヘリウム■であ
る場合に比べ、部分放電の発生が抑えられる。

また、第２の手段のように構成することにより、導電層
と金属パイプが温度変化によって相対変位した場合に導
電層と金属パイプの間の導電テープ層がずれるため、導
電層の摩耗や剥離が防がれる．（実施例） 実施例１ 以下、本発明の第１の実施例について第１図を参照して
説明する。第１図は第４図と同様に電流リードの縦断面
図を示す．■は電流リードであり、絶縁部材■の表面に
シールド部材（１２）を密着させ、接地してあることが
第４図に示した従来の電流リード（１）と異なる。シー
ルド部材（１２）は非磁性金属の編線やメッキ、あるい
は導電性塗料などで形成する。上部のシールド端（１２
ａ）の雰囲気は大気０にしてあり，下部のシールド端（
１２ｂ）の所在部は極低温液体冷媒である液体ヘリウム
（ハ）にしてある。

すなわち、上部のシールド端（１２ａ）は超電導機器の
外部に設けてあり、下部のシールド端（１２ｂ）は内部
に設けてある． 次に上記構成の作用について説明する．角部■）のフラ
ンジ■とシールド部材（ｌ２）はいずれも接地してある
ため、角部■）の電界はゼロになる。同様に間隙部（１
０）の支持体■とシールド部材（１２）はいずれも接地
してあるため、間隙部（１０）の電界はゼロになる．こ
のことから角部■や間隙部（１０）の部分放電は発生し
なくなる．なお、シールド端（１２ａ）および（１２ｂ
）の電界は高くなるが、その所在部をそれぞれ絶縁耐力
の高い大気■と液体ヘリウム■にしてあるため，シール
ド端（１２ａ）　（１２ｂ）は第４図に示した従来例の
角部■や間隙部（ＩＯ）に比べ部分放電の発生が抑えら
れる。

以上説明したように第１図に示した電流リード■は、絶
縁部材０の表面に密着させたシールド部材（１２）を備
えてあるので角部０や間隙部（１ｏ）の部分放電の発生
を防止することができ、シールド端（１２ａ），　（１
２ｂ）は所在部をそれぞれ大気０中、液体ヘリウム■中
としてあるので部分放電の発生を抑えることができる。

実施例２ 次に本発明の第２の実施例について第２図を参照して説
明する。第２図は第１図，第３図と同様に電流リードの
断面構成図を示す．（１）は電流リードであり、上部の
シールド端（１２ａ）に半導電層（１４）を施してある
ことが第１図に示した電流リード（Ｉ１）と異なる。半
導電層（１４）は炭化ケイ素を含む塗料やテープなどで
形成してある。

次にこの実施例２の作用について説明する。半導電層（
ｌ４）にはシールド＠（１２ａ）に近い絶縁部材■の表
面電位を徐々に変化させる電界緩和効果がある．この効
果によってシールド端（１２ａ）での部分放電の発生を
抑えることができる。他は実施例１の通りである６ さらに第１図，第２図の変形として、第２図に示した半
導電層（ｌ４）はシールド端（１２ａ），　（１２ｂ）
の両方に施すことができる．また、第１図，第２図に示
したシールド部材（１２）を編線とした場合は、シール
ド部材（ｌ２）の外側に被覆を施すことによって絶縁部
材■とシールド部材（１２）の密着性を高めることがで
きる。

実施例３ 第３図に第３の実施例を示す。極低温用の電流リード■
の一端は常温側（Ｌ６ａ）であり、他端は低温側（１６
ｂ）である。常温側（１６ａ）は図示しない超電導機器
の外側に取付けられ、低温側（１６ｂ）は内側に取付け
られる。

極低温用電流リード■の中心部は中空銅パイプからなる
導体（ニ）であり、中空孔（１７）は極低温冷媒の蒸発
ガスを導き出すためのものである。導体（イ）には絶縁
部材■が被覆してあり、その絶縁部材０の材料は繊維強
化プラスチックである。絶縁部材■の表面には導電層（
１８）が設けてあり、その導電層（１８）は無電解メッ
キで形成される，導電層（１８）には導電テープ層（１
９）が被覆してあり、その導電テープ層（１９）はアル
ミニウムのテープを多重に巻回したものであり、しかも
隣接したテープが容易にずれるように緩く巻回したもの
である．導電テープ層（ｌ９）にはステンレス製の金属
パイプ（２０）を被せ．接地部材（Ｅ）で接地してある
．次に上記構成の作用について説明する．電流リードω
の低温側（ｌｂ）は超電導機器の運転・休止に伴い温度
が大きく変化する。この温度変化に伴って導体（イ），
絶縁部材■及び導電層（１８）は一体に伸縮するが，導
電層（ｌ８）と金属パイプ（２０）は互いに相対変位す
る。この相対変位に伴って導電層（１８）と金属バイブ
（２０）の間の導電テープ層（１９）は層内の隣接テー
プが容易にずれる。また，導電テープ層（ｌ９）は導電
層（１８）と金属パイプ（２０）を導通させることから
絶縁部材■の表面と金属パイプ（２０）の間には電界が
発生しないため部分放電も発生しない。

以上説明したように導電層（１８）と金肩バイプ（２０
）は直に摩擦することがなく、導電テープ層（１９）が
導電層（１８）と金属パイプ（２０）の相対変位を吸収
するので，導電層（１８）は擦られることが少なくなる
． さらに実施例３の変形例として．導電層（１８）として
は銅の紹線を用い、二〇編線を絶縁部材■の表面に接着
してもよい。また、導電層（１８）としては導電塗料を
用いてもよい。導電テープ層（１９）はテープを重ねな
がら巻回したものでもよく、あるいは重ねないで巻回し
たものでもよい。また、エンボス加工を施したテープを
用いることにより隣接テープが容易にずれるようにして
もよい。金属パイプ（２０）は予め分割しておいたもの
を結合したものでもよい。導電層（１８）と金屑パイブ
（２ｏ）の一箇所が相対変位しないように固定し、固定
した部分の導電テープ層（１９）を接着剤で固めること
により、極低温冷媒の蒸発ガスが導電テープ層（１９）
の層内を通過しないようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１に示す第１の手段のよう
に構成することにより、角部やｌｔｊｌ隙部においては
電界がゼロになるから部分放電が発生しなくなり、また
電界が高くなるシールド端は、所在部をそれぞれ大気と
極低温冷媒にしてあるため、部分放電の発生が抑えられ
る．また、請求項２に示す第２の手段のように構成する
ことにより，導電層と金属パイプが温度変化によって相
対変位した場合に、導電層と金属パイプとの間の導電テ
ープ層がずれるため導電層の摩耗や剥離が防止できる。

従って本発明によれば絶縁部材の損傷を防ぎ、信頼性の
高い極低温用電流リードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１乃至第３の実施例を示
す縦断面図，第４図は従来例を示す縦断面図である。 １・・・電流リード　　　４・・・導体５・・・絶縁部
材　　　　６・・・大気８・・・液体ヘリウム　　ｌ２
・・・シールド部材ｌ８・・・導電層　　　　　ｌ９・
・・導電テープ層２０・・・金属パイプ　　　Ｅ・・・
接地部材代理人　弁理士　　大　胡　典　夫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体ヘリウムのような極低温冷媒中から大気雰囲
   気に引き出す導体と、導体の端部を残して導体に被覆し
   た絶縁部材と、絶縁部材の端部を残して表面に密着させ
   たシールド部材とを備え、シールド片端を大気中に出し
   、他端を極低温冷媒中に入れ、シールド部材を接地する
   接地部材を設けたことを特徴とする極低温用電流リード
   。
2. （２）液体ヘリウムのような極低温冷媒中から大気雰囲
   気中に引出す中空導体と、中空導体の端部を残して中空
   導体に被覆した絶縁部材と、絶縁部材の表面に密着した
   導電層と、導電層に端部を残して自身のずれを容易に導
   電テープを巻回被覆した導電テープ層と、導電テープ層
   に被せた金属パイプと、金属パイプを接地する接地部材
   を設けたことを特徴とする極低温用電流リード。