JPH10283854A - 超電導ケーブル用終端接続部 - Google Patents

超電導ケーブル用終端接続部

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JPH10283854A
JPH10283854A JP9105285A JP10528597A JPH10283854A JP H10283854 A JPH10283854 A JP H10283854A JP 9105285 A JP9105285 A JP 9105285A JP 10528597 A JP10528597 A JP 10528597A JP H10283854 A JPH10283854 A JP H10283854A
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JP
Japan
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conductor
superconducting
connection
superconducting conductor
cable
Prior art date
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Pending
Application number
JP9105285A
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English (en)
Inventor
Masakatsu Nagata
雅克 永田
Mikiyuki Ono
幹幸 小野
Masataka Mochizuki
正孝 望月
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量化することができ、また低抵抗化さ
れた超電導ケーブル用終端接続部を提供する。 【解決手段】 臨界温度以下に冷却されて超電導状態と
なる超電導導体23の終端部に対して、引き出し用常電
導体34を電気的に導通させた超電導ケーブル用終端接
続部であって、前記超電導導体23の終端部と前記引き
出し用常電導体34との間に、これら超電導導体23と
引き出し用常電導体34とを電気的に導通させる接続用
の超電導導体33が設けられ、その接続用超電導導体3
3の中心部に、該接続用超電導導体33の臨界温度以下
の温度で動作するヒートパイプ32が配置され、そのヒ
ートパイプ32の少なくとも前記超電導導体23の終端
部側の部分が、前記接続用超電導導体33を臨界温度以
下に冷却する冷媒40中に浸漬されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、超電導体を導体
として使用したケーブルの終端接続部に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】超電導導体を使用した電力ケーブルの開
発が進められていることは周知のとおりである。この種
のケーブルでは、導体をその臨界温度以下に冷却する必
要があるので、特殊な構造が採用されており、またその
端部での架空線や電気機器との接続のための終端接続部
においても、絶縁特性を良好に維持することに加え、超
電導状態を維持するために、特殊な構造が採用されてい
る。
【0003】その一例を図3に示してあり、符号1は超
電導ケーブルを示し、超電導導体2の内外周両側に液体
窒素(LN2 )などの冷媒を流通させる流路3が形成さ
れ、またその外周側には、電気絶縁層4、熱絶縁層5、
防食層6などが形成されている。その超電導ケーブル1
の端部は、冷媒チャンバー7に挿入されるとともに、超
電導導体2の外周側の流路3がその冷媒チャンバー7に
対して密閉され、これに対して超電導導体2が冷媒チャ
ンバー7の内部に引き出されている。その引き出された
超電導導体2の端部に常電導体からなる引出棒8が接続
され、またその超電導導体2の先端部には、その内部の
流路3に対して冷媒を供給するための液体窒素供給管9
が接続されている。
【0004】引出棒8は、超電導導体2に対して直角に
接続されており、冷媒チャンバー7を閉じている中間フ
ランジ10を貫通し、その中間フランジ10に接続した
碍子11の内部に延び、さらにその碍子11の先端部か
ら突き出している。そしてその碍子11の内部には、六
フッ化イオウ(SF6 )などの絶縁材料12が充填され
ている。
【0005】一方、前記冷媒チャンバー7の外周に断熱
性を高めるために真空層13が形成され、二重構造にな
っている。また冷媒チャンバー7には、液体窒素などの
冷媒を供給するための液体窒素供給管14が接続されて
いる。そして冷媒チャンバー7の内部には、超電導導体
2と引出棒8との接続部を含む引出棒8の下端側の部分
を浸漬させた液体窒素が充填され、その液面より上側に
窒素ガスが充満するようになっている。なお、図3で符
号15は、窒素ガス出口である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の構造で
は、超電導ケーブル1の端部側に形成されている冷媒チ
ャンバー7の内部に存在する導体の大半は、常電導体か
らなる引出棒8であり、したがってその長さが長くなる
ために、ケーブル1自体の抵抗を小さくすることができ
ても、その終端部での抵抗が大きくなってしまう欠点が
あった。そのため、超電導ケーブル1の導体2をその臨
界温度以下の温度に維持するための冷媒である液体窒素
の供給量を多くしなければならないなどの不都合があっ
た。
【0007】このような不都合を解消するために超電導
導体2を前記碍子11の近くにまで延ばして、その長さ
を長くすることが考えられるが、このような構成では、
超電導導体2の端部の温度が高くなりやすいので、その
端部にまで液体窒素などの冷媒を充分かつ積極的に供給
する必要が生じ、その結果、構造が複雑になる問題があ
る。
【0008】この発明は、上記の事情を背景にしたなさ
れたものであり、終端部の全体としての抵抗を低減し、
それに伴って小型軽量化を図ることのできる終端接続部
を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、臨界温度以下に冷却
されて超電導状態となる超電導導体の終端部に、引き出
し用常電導体を電気的に導通させた超電導ケーブル用終
端接続部において、前記超電導導体の終端部と前記引き
出し用常電導体との間に、これら超電導導体と引き出し
用常電導体とを電気的に導通させる接続用の超電導導体
が設けられ、その接続用超電導導体の中心部に、該接続
用超電導導体の臨界温度以下の温度で動作するヒートパ
イプが配置され、そのヒートパイプの少なくとも前記超
電導導体の終端部側の部分が、前記接続用超電導導体を
臨界温度以下に冷却する冷媒中に浸漬されていることを
特徴とするものである。
【0010】したがってこの発明においては、超電導ケ
ーブルの導体と引き出し用常電導体との間に、接続用の
超電導導体が介在し、しかもその接続用超電導導体がそ
の中心部に設けられたヒートパイプを介して臨界温度以
下に冷却されるから、超電導ケーブルの終端部から引き
出し用常電導体に至るまでの電気抵抗が小さくなる。ま
たその接続用の超電導導体は、ヒートパイプを介してそ
の全体が冷却されるから、接続用超電導導体に対して特
に積極的に冷媒を供給しなくてもその温度を臨界温度以
下に維持でき、終端接続部での冷却構造を簡素化するこ
とができる。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図面に基づいて
具体的に説明する。図1はこの発明に係る終端接続部の
一例を示しており、超電導ケーブル21は、内部に冷媒
流路22を備えた超電導導体23およびその外周側に形
成した絶縁層を主体とするケーブルコア24と、その外
周側に形成された冷媒流路25と、防食被覆したアルミ
管などからなる外装26とを備えている。
【0012】その外装26の端部が、真空断熱もしくは
断熱被覆した套管27に接続されている。前記ケーブル
コア24の端部が、この套管27の内部に突出してお
り、その突出端の外周所定箇所にベルマウス28が取り
付けられている。また套管27の先端部は、真空断熱あ
るいは断熱被覆した接続箱29の下端側面に接続されて
いる。そしてこれらの套管27と接続箱29との境界位
置には、エポキシ樹脂などの樹脂製のスペーサ30が設
けられている。
【0013】そのスペーサ30の中心部を貫通して接続
用スリーブ31が配置されており、このスリーブ31の
一端が前記超電導ケーブル21の超電導導体23に電気
的に接続されている。またそのスリーブ31の他方の端
部が、接続箱29の中心部に位置するように図1の上方
に向けてL字状に屈曲している。
【0014】このスリーブ31は、図1に模式的に示し
てあるように、中心部にヒートパイプ32を配置し、そ
の外周側に超電導導体33を配置したものであり、この
超電導導体33が前記ケーブルコア24に電気的に接続
されている。なお、ヒートパイプ32は、脱気した密閉
管の内部に凝縮性の流体を作動流体として封入した公知
の構成のものであり、図1に示す例では、その外周の超
電導導体33の臨界温度以下の温度で動作する作動流体
を使用したヒートパイプが用いられている。また、スリ
ーブ31が屈曲しているので、これに併せてヒートパイ
プ32が曲がるように、コルゲート管などの可撓性のあ
るパイプをコンテナとしたヒートパイプを使用すること
が好ましい。
【0015】上記のスリーブ31の先端部は、接続箱2
9の上端より若干下がった位置まで延びており、その先
端部に常電導体からなる引出棒34が電気的に接続され
ている。この引出棒34は、接続箱29から図1の上方
に向けて突出しており、その接続箱29から突出した部
分は、接続箱29に連結してある碍子35の内部に収容
されている。なお、この碍子35の内部と接続箱29の
内部とを遮断するために、前記スリーブ31の上端部と
接続箱29の上部内面との間には、引出棒34を包囲し
た状態に、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)な
どの合成樹脂からなるテーパ状のカバー36が設けられ
ている。
【0016】また引出棒34の外周には補強絶縁層37
が形成されるとともに、その中間部には、コンデンサコ
ーン38が設けられ、さらに碍子35の内部には絶縁油
や六フッ化イオウなどの絶縁材料39が充填されてい
る。
【0017】そして接続箱29および前記套管27の内
部には、液体窒素などの超電導導体33を臨界温度以下
に冷却する冷媒40が収容されている。図1において符
号41は冷媒供給口を示し、符号42はガス出口を示し
ている。
【0018】ここでスリーブ31の構造およびスリーブ
31と引出棒34との接続構造、ならびに冷媒(L
2 )の液面高さについて説明すると、図2の(A)に
示す例は、ヒートパイプ32の先端部を超電導導体33
が被っており、その超電導導体33の先端部に引出棒3
4が接続されている。そしてLN2 の液面は、これら超
電導導体33と引出棒34との接続箇所より若干高い位
置に設定されている。
【0019】したがって図2の(A)に示す構造では、
ヒートパイプ32を含むスリーブ31の全体がLN2
浸漬され、かつスリーブ31と引出棒34との接続部が
LN2 に浸漬され、これらが直接LN2 によって冷却さ
れている。またスリーブ31における超電導導体33に
高温部が生じた場合、ヒートパイプ32はその高温部分
から熱を受けて動作し、その熱を温度の低い箇所に運ぶ
から、結局、スリーブ31の全体がLN2 の温度に均温
化され、超電導状態が維持される。
【0020】図2の(B)に示す例は、(A)に示す構
成のうち、ヒートパイプ32を引出棒34の内部に突出
させた構成としたものである。このような構成であれ
ば、引出棒34をヒートパイプ32を介してその内部か
ら冷却できるので、引出棒34を介した外部からの入熱
をヒートパイプ32によってLN2 に運んで引出棒34
の下端部を冷却できる。そのためスリーブ31における
超電導導体33の温度上昇を防止し、超電導状態を良好
に維持することができる。
【0021】図2の(C)に示す例は、(B)に示す構
成のうち、超電導導体33をも引出棒34の内部に延ば
し、スリーブ31と引出棒34とを嵌合させた状態で接
続したものである。このような構成であっても、図2の
(B)に示す構成と同様な作用・効果を得ることができ
る。
【0022】図2の(D)に示す構成は、(C)に示す
構成のうち、LN2 の液面をスリーブ31と引出棒34
との接続箇所より下げたものである。この(D)に示す
構成では、スリーブ31と引出棒34との接続部の近傍
をLN2 によって直接冷却することにはならないが、前
述したようにヒートパイプ32は、高温箇所の熱を低温
箇所に作動流体の潜熱として輸送し、その全体が均温化
するから、スリーブ31と引出棒34との接続箇所の近
傍をヒートパイプ32を介してLN2 によって冷却する
ことができ、この部分での電気抵抗の増大を確実に防止
することができる。
【0023】上記のようにこの発明に係る終端接続部で
は、超電導ケーブル21の端部から引出棒34に至る箇
所が超電導状態に設定され、この部分での通電に伴う発
熱が防止もしくは抑制される。またその超電導状態は、
LN2 などの冷媒によって直接冷却することによって達
成するだけでなく、ヒートパイプ32を使用して全体を
臨界温度以下に冷却することにより達成するから、冷媒
の供給のための構造が簡素化される。
【0024】なお、上記の例では、超電導導体23の内
部に冷媒流路を備えているケーブルを対象とした例を説
明したが、この発明は、上記の例に限定されないのであ
って、超電導導体の内部に冷媒流路を備えていないケー
ブルを対象とする終端接続部にも適用することができ
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ケーブルを構成している超電導導体の端部から引き出し
用の常電導体に至るまでの間が超電導導体によって構成
されているから、超電導ケーブルの終端接続部の全体と
しての電気抵抗を低減することができ、しかもその超電
導状態を、接続用の超電導導体の内部に配置したヒート
パイプを介してLN2 などの冷媒によって冷却すること
によって設定するから、冷却のための構造が簡素化さ
れ、それに伴って終端接続部の全体の構造が簡素化され
る。さらに終端接続部における極低温領域が長くなるの
で、外部からの熱の侵入に対して引き出し用常電導体を
小径化すなわち小断面積化することができ、それに伴っ
て終端接続部の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を具体化した一例を示す断面図であ
る。
【図2】(A)ないし(D)のそれぞれは接続用導体と
引出棒との接続部の例を示す模式的な断面図である。
【図3】従来の超電導ケーブル終端接続部の一例を模式
的に示す断面図である。
【符号の説明】
21…超電導ケーブル、 23…超電導導体、 31…
スリーブ、 32…ヒートパイプ、 33…超電導導
体、 34…引出棒、 40…冷媒。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 臨界温度以下に冷却されて超電導状態と
    なる超電導導体の終端部に、引き出し用常電導体を電気
    的に導通させた超電導ケーブル用終端接続部において、 前記超電導導体の終端部と前記引き出し用常電導体との
    間に、これら超電導導体と引き出し用常電導体とを電気
    的に導通させる接続用の超電導導体が設けられ、その接
    続用超電導導体の中心部に、該接続用超電導導体の臨界
    温度以下の温度で動作するヒートパイプが配置され、そ
    のヒートパイプの少なくとも前記超電導導体の終端部側
    の部分が、前記接続用超電導導体を臨界温度以下に冷却
    する冷媒中に浸漬されていることを特徴とする超電導ケ
    ーブル用終端接続部。
JP9105285A 1997-04-08 1997-04-08 超電導ケーブル用終端接続部 Pending JPH10283854A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100473565B1 (ko) * 2002-10-10 2005-03-10 엘지전선 주식회사 고온 초전도 전력 케이블용 단말
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EP2709225A1 (de) * 2012-09-18 2014-03-19 Nexans Anordnung und Verfahren zum Kühlen eines supraleitfähigen Kabels

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