JPH11262162A - 極低温ケーブルの終端接続装置 - Google Patents
極低温ケーブルの終端接続装置Info
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- JPH11262162A JPH11262162A JP6083998A JP6083998A JPH11262162A JP H11262162 A JPH11262162 A JP H11262162A JP 6083998 A JP6083998 A JP 6083998A JP 6083998 A JP6083998 A JP 6083998A JP H11262162 A JPH11262162 A JP H11262162A
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- gas
- temperature gradient
- container
- vacuum
- cryopanel
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 引出し導体５の温度勾配部を真空又はガスで
絶縁した超電導ケーブルの終端接続装置において、真空
絶縁の場合は高真空度を長期間維持できるようにして絶
縁性能を安定させる。ガス絶縁の場合はガスの絶縁耐力
を大きくして装置を小型化する。 【解決手段】 引出し導体５の温度勾配部を収納する容
器11内にクライオパネル35を設置して、容器11内を冷却
する。真空絶縁の場合は材料からの放出ガスがクライオ
パネル11に吸着し、高真空度を維持できる。ガス絶縁の
場合はガスが冷却されてガスの相対密度が高くなり、絶
縁耐力が大きくなる。
絶縁した超電導ケーブルの終端接続装置において、真空
絶縁の場合は高真空度を長期間維持できるようにして絶
縁性能を安定させる。ガス絶縁の場合はガスの絶縁耐力
を大きくして装置を小型化する。 【解決手段】 引出し導体５の温度勾配部を収納する容
器11内にクライオパネル35を設置して、容器11内を冷却
する。真空絶縁の場合は材料からの放出ガスがクライオ
パネル11に吸着し、高真空度を維持できる。ガス絶縁の
場合はガスが冷却されてガスの相対密度が高くなり、絶
縁耐力が大きくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体窒素などの極
低温液体で冷却された極低温ケーブル（超電導ケーブ
ル、極低温抵抗ケーブル等）の終端接続装置に関するも
のである。
低温液体で冷却された極低温ケーブル（超電導ケーブ
ル、極低温抵抗ケーブル等）の終端接続装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】超電導ケーブルの終端接続装置は、一端
が超電導ケーブルの導体に接続され、他端が大気中に引
き出された引出し導体を備えている。引出し導体は通
常、電気及び熱の良導体である銅で構成される。この引
出し導体は液体窒素温度から常温までの大きな温度勾配
をもつ。超電導ケーブルの終端接続装置は、このような
大きな温度勾配をもつ引出し導体を電気的に絶縁すると
共に、外部からの熱の浸入をできるだけ少なくするよう
に配慮しなければならない。
が超電導ケーブルの導体に接続され、他端が大気中に引
き出された引出し導体を備えている。引出し導体は通
常、電気及び熱の良導体である銅で構成される。この引
出し導体は液体窒素温度から常温までの大きな温度勾配
をもつ。超電導ケーブルの終端接続装置は、このような
大きな温度勾配をもつ引出し導体を電気的に絶縁すると
共に、外部からの熱の浸入をできるだけ少なくするよう
に配慮しなければならない。
【０００３】このような考え方から従来、超電導ケーブ
ルの導体と引出し導体との接続部を収納した極低温容器
と、引出し導体の温度勾配部を収納した温度勾配部容器
とを固体絶縁体で区分し、温度勾配部容器内を真空にす
るか又は温度勾配部容器内に絶縁ガス（窒素ガス又はＳ
Ｆ6 ガス等）を充填して、温度勾配部への熱の浸入を抑
制しつつ、引出し導体の電気絶縁を行うようにした終端
接続装置が提案されている（特開平８−１９６０２９号
公報、同８−１９６０３０号公報）。
ルの導体と引出し導体との接続部を収納した極低温容器
と、引出し導体の温度勾配部を収納した温度勾配部容器
とを固体絶縁体で区分し、温度勾配部容器内を真空にす
るか又は温度勾配部容器内に絶縁ガス（窒素ガス又はＳ
Ｆ6 ガス等）を充填して、温度勾配部への熱の浸入を抑
制しつつ、引出し導体の電気絶縁を行うようにした終端
接続装置が提案されている（特開平８−１９６０２９号
公報、同８−１９６０３０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の終端接続
装置では次のような問題がある。すなわち、温度勾配部
容器内を真空で絶縁した装置では、電気絶縁性能を安定
させるために１０-4Torr〜１０-5Torrの高真空度が必要
であり、真空引き空間が大きい場合には、真空度維持の
ために真空ポンプを用いて常時真空引きを行う必要があ
る。また温度勾配部容器を封じきりにする場合には、材
料からの放出ガスが常にあるため、一定期間ごとに再真
空引きを行わなければならない。このため温度勾配部を
真空絶縁にした終端接続装置は、超電導ケーブルのよう
に長期間、絶縁性能の維持を必要とするものには不適と
考えられていた。
装置では次のような問題がある。すなわち、温度勾配部
容器内を真空で絶縁した装置では、電気絶縁性能を安定
させるために１０-4Torr〜１０-5Torrの高真空度が必要
であり、真空引き空間が大きい場合には、真空度維持の
ために真空ポンプを用いて常時真空引きを行う必要があ
る。また温度勾配部容器を封じきりにする場合には、材
料からの放出ガスが常にあるため、一定期間ごとに再真
空引きを行わなければならない。このため温度勾配部を
真空絶縁にした終端接続装置は、超電導ケーブルのよう
に長期間、絶縁性能の維持を必要とするものには不適と
考えられていた。
【０００５】一方、温度勾配部容器内をガスで絶縁した
装置では、ガスの絶縁耐力が液体窒素や高真空に比較し
て小さいため、安定した絶縁性能を確保するためには絶
縁距離を大きくとるか、ガスの封入圧力を高くする必要
があり、装置全体が大型化するという問題がある。
装置では、ガスの絶縁耐力が液体窒素や高真空に比較し
て小さいため、安定した絶縁性能を確保するためには絶
縁距離を大きくとるか、ガスの封入圧力を高くする必要
があり、装置全体が大型化するという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、温度勾配部に真空絶縁を採用する場合は高真空度を
長期間維持することができ、また温度勾配部にガス絶縁
を採用する場合はガスの絶縁耐力を大きくすることがで
きる極低温ケーブルの終端接続装置を提供することにあ
る。
み、温度勾配部に真空絶縁を採用する場合は高真空度を
長期間維持することができ、また温度勾配部にガス絶縁
を採用する場合はガスの絶縁耐力を大きくすることがで
きる極低温ケーブルの終端接続装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題の解決手段】この目的を達成するため本発明は、
極低温容器内で極低温ケーブルの導体と引出し導体とを
接続し、その引出し導体を温度勾配部容器及びブッシン
グを通してブッシングの先端に引き出し、前記極低温容
器と温度勾配部容器との間を第一の固体絶縁体で仕切
り、前記温度勾配部容器とブッシングの間を第二の固体
絶縁体で仕切り、前記温度勾配部容器内の引出し導体を
真空絶縁又はガス絶縁により電気的、熱的に絶縁してな
る極低温ケーブルの終端接続装置において、前記温度勾
配部容器内に冷却手段を設けたことを特徴とするもので
ある。
極低温容器内で極低温ケーブルの導体と引出し導体とを
接続し、その引出し導体を温度勾配部容器及びブッシン
グを通してブッシングの先端に引き出し、前記極低温容
器と温度勾配部容器との間を第一の固体絶縁体で仕切
り、前記温度勾配部容器とブッシングの間を第二の固体
絶縁体で仕切り、前記温度勾配部容器内の引出し導体を
真空絶縁又はガス絶縁により電気的、熱的に絶縁してな
る極低温ケーブルの終端接続装置において、前記温度勾
配部容器内に冷却手段を設けたことを特徴とするもので
ある。
【０００８】冷却手段としてはクライオパネルを使用す
るとよく、クライオパネルの冷却媒体としては、温度勾
配部容器内が真空絶縁の場合は液体窒素、ガス絶縁の場
合は液体窒素をガス化した窒素ガスを用いることが好ま
しい。
るとよく、クライオパネルの冷却媒体としては、温度勾
配部容器内が真空絶縁の場合は液体窒素、ガス絶縁の場
合は液体窒素をガス化した窒素ガスを用いることが好ま
しい。
【０００９】上記のように温度勾配部容器内にクライオ
パネル等の冷却手段を設置すると、真空絶縁の場合は、
クライオパネル等の冷却手段が低温に冷却されること
で、温度勾配部容器内で発生する材料の放出ガスのほと
んどがクライオパネル等の冷却手段に吸着されるので、
初期真空引きの後、再真空引きを行うことなく、真空度
を維持することが可能となる。これにより電気絶縁性能
の長期間維持を達成できる。またガス絶縁の場合は、ク
ライオパネル等の冷却手段によって温度勾配部容器内の
絶縁ガスの温度が低下する。絶縁ガスは温度が低下する
と相対密度が高くなって電気絶縁耐力が向上するため、
装置を大型化することなく電気絶縁性能を向上させるこ
とが可能である。
パネル等の冷却手段を設置すると、真空絶縁の場合は、
クライオパネル等の冷却手段が低温に冷却されること
で、温度勾配部容器内で発生する材料の放出ガスのほと
んどがクライオパネル等の冷却手段に吸着されるので、
初期真空引きの後、再真空引きを行うことなく、真空度
を維持することが可能となる。これにより電気絶縁性能
の長期間維持を達成できる。またガス絶縁の場合は、ク
ライオパネル等の冷却手段によって温度勾配部容器内の
絶縁ガスの温度が低下する。絶縁ガスは温度が低下する
と相対密度が高くなって電気絶縁耐力が向上するため、
装置を大型化することなく電気絶縁性能を向上させるこ
とが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。 〔実施形態１〕図１は本発明の一実施形態を示す。図に
おいて、１は超電導ケーブル、３は超電導ケーブル１の
端部に設けられたストレスコーン、５は一端が超電導ケ
ーブル１の導体１ａに接続された引出し導体、５ａは引
出し導体５の中間接続部である。
参照して詳細に説明する。 〔実施形態１〕図１は本発明の一実施形態を示す。図に
おいて、１は超電導ケーブル、３は超電導ケーブル１の
端部に設けられたストレスコーン、５は一端が超電導ケ
ーブル１の導体１ａに接続された引出し導体、５ａは引
出し導体５の中間接続部である。
【００１１】超電導ケーブルの導体１ａと引出し導体５
の接続部は極低温容器７に収納されており、極低温容器
７内には超電導ケーブル１内と同じく液体窒素が充填さ
れている。９は極低温容器７へ供給する液体窒素の量を
調整するバルブである。引出し導体５は極低温容器７内
から温度勾配部容器１１内を通り、ブッシング１３内を
通って、他端がブッシング１３の先端で大気中に引き出
されている。極低温容器７と温度勾配部容器１１の間は
第一の固体絶縁体１５で仕切られ、温度勾配部容器１１
とブッシング１３の間は第二の固体絶縁体１７で仕切ら
れている。
の接続部は極低温容器７に収納されており、極低温容器
７内には超電導ケーブル１内と同じく液体窒素が充填さ
れている。９は極低温容器７へ供給する液体窒素の量を
調整するバルブである。引出し導体５は極低温容器７内
から温度勾配部容器１１内を通り、ブッシング１３内を
通って、他端がブッシング１３の先端で大気中に引き出
されている。極低温容器７と温度勾配部容器１１の間は
第一の固体絶縁体１５で仕切られ、温度勾配部容器１１
とブッシング１３の間は第二の固体絶縁体１７で仕切ら
れている。
【００１２】極低温容器７と第一の固体絶縁体１５は、
熱の浸入を少なくするため、スーパーインシュレーショ
ン等を含む真空断熱容器１９で覆われている。２１は真
空引き口である。また温度勾配部容器１１内は真空にし
てあり、これによって引出し導体５と容器１１間を電気
的、熱的に絶縁している。２３は温度勾配部容器１１の
真空引き口、２５は安全弁である。ブッシング１３は、
碍管２７、ストレスコーン２９、シールド３１、碍管２
７内に充填された絶縁油（又はＳＦ6 ガス）３３等で構
成されている。
熱の浸入を少なくするため、スーパーインシュレーショ
ン等を含む真空断熱容器１９で覆われている。２１は真
空引き口である。また温度勾配部容器１１内は真空にし
てあり、これによって引出し導体５と容器１１間を電気
的、熱的に絶縁している。２３は温度勾配部容器１１の
真空引き口、２５は安全弁である。ブッシング１３は、
碍管２７、ストレスコーン２９、シールド３１、碍管２
７内に充填された絶縁油（又はＳＦ6 ガス）３３等で構
成されている。
【００１３】この終端接続装置の特徴は、温度勾配部容
器１１の内側にクライオパネル３５が設置されているこ
とである。このクライオパネル３５は円筒状の金属パネ
ル３５ａに液体窒素配管３５ｂを取り付けたものであ
る。クライオパネル３５には流量調整バルブ３７を経て
液体窒素が供給され、この液体窒素はクライオパネル３
５の配管３５ａを流通するうちに熱を吸収し、ガス化し
て、排出バルブ３９から排出される。クライオパネル３
５は配管３５ｂ内を液体窒素が流れることで極低温にな
り、材料から放出されるガスを吸着して、温度勾配部容
器１１内の真空度を維持する働きをする。
器１１の内側にクライオパネル３５が設置されているこ
とである。このクライオパネル３５は円筒状の金属パネ
ル３５ａに液体窒素配管３５ｂを取り付けたものであ
る。クライオパネル３５には流量調整バルブ３７を経て
液体窒素が供給され、この液体窒素はクライオパネル３
５の配管３５ａを流通するうちに熱を吸収し、ガス化し
て、排出バルブ３９から排出される。クライオパネル３
５は配管３５ｂ内を液体窒素が流れることで極低温にな
り、材料から放出されるガスを吸着して、温度勾配部容
器１１内の真空度を維持する働きをする。
【００１４】クライオパネル３５は、フィンをつけたり
波板状にしたりして吸着面積を大きくすれば、真空度の
維持がより確実になる。またクライオパネル３５の設置
位置は特に限定されないが、図示のように温度勾配部容
器１１内の常温側に設置するのが効果的である。なぜな
らば温度が高い領域ほど材料からの放出ガスが多いから
である。なおクライオパネル３５の冷媒には上記のよう
に液体窒素を使用することが好ましい。液体窒素は極低
温ケーブルの冷却に使用されており、システムへの導入
が容易である。
波板状にしたりして吸着面積を大きくすれば、真空度の
維持がより確実になる。またクライオパネル３５の設置
位置は特に限定されないが、図示のように温度勾配部容
器１１内の常温側に設置するのが効果的である。なぜな
らば温度が高い領域ほど材料からの放出ガスが多いから
である。なおクライオパネル３５の冷媒には上記のよう
に液体窒素を使用することが好ましい。液体窒素は極低
温ケーブルの冷却に使用されており、システムへの導入
が容易である。
【００１５】〔実施形態２〕図２は本発明の他の実施形
態を示す。この終端接続装置が実施形態１の装置と異な
る点は、温度勾配部容器１１内に絶縁ガスを充填するこ
とにより引出し導体５と容器１１間を電気的、熱的に絶
縁している点である。４１は絶縁ガスの供給口、４３は
排出口である。絶縁ガスとしては加圧された窒素ガス又
はＳＦ6 ガスを使用することが好ましい。これ以外の構
成は実施形態１と同じであるので同一部分には同一符号
を付してある。
態を示す。この終端接続装置が実施形態１の装置と異な
る点は、温度勾配部容器１１内に絶縁ガスを充填するこ
とにより引出し導体５と容器１１間を電気的、熱的に絶
縁している点である。４１は絶縁ガスの供給口、４３は
排出口である。絶縁ガスとしては加圧された窒素ガス又
はＳＦ6 ガスを使用することが好ましい。これ以外の構
成は実施形態１と同じであるので同一部分には同一符号
を付してある。
【００１６】この装置では、クライオパネル３５が温度
勾配部容器１１内のガスの冷却と吸着の両方で作用する
ので、クライオパネル３５の温度が絶縁ガスの設定圧力
における凝固点まで低下すると、圧力の維持が困難にな
るだけでなく、絶縁ガスが液化するおそれがある。この
ためクライオパネル３５の冷却は、液体窒素をエバポレ
ーター４５でガス化して温度調整した窒素ガスで行って
いる。クライオパネル３５の温度調整は、窒素ガスの流
量を調整することにより行えるが、必要に応じヒーター
等の温度調整手段を付加してもよい。
勾配部容器１１内のガスの冷却と吸着の両方で作用する
ので、クライオパネル３５の温度が絶縁ガスの設定圧力
における凝固点まで低下すると、圧力の維持が困難にな
るだけでなく、絶縁ガスが液化するおそれがある。この
ためクライオパネル３５の冷却は、液体窒素をエバポレ
ーター４５でガス化して温度調整した窒素ガスで行って
いる。クライオパネル３５の温度調整は、窒素ガスの流
量を調整することにより行えるが、必要に応じヒーター
等の温度調整手段を付加してもよい。
【００１７】クライオパネル３５により絶縁ガスの温度
が低下すると、同じ設定圧力では絶縁ガスの相対密度が
高くなるため、絶縁耐力が大きくなる。実験によれば、
封入圧力３ kg/mm2 の窒素ガスは、その温度を約１００
Ｋに下げた場合、絶縁耐力が約４０％向上することが確
認された。絶縁ガスの絶縁耐力が大きくなれば、その分
終端接続装置を小型化することができる。
が低下すると、同じ設定圧力では絶縁ガスの相対密度が
高くなるため、絶縁耐力が大きくなる。実験によれば、
封入圧力３ kg/mm2 の窒素ガスは、その温度を約１００
Ｋに下げた場合、絶縁耐力が約４０％向上することが確
認された。絶縁ガスの絶縁耐力が大きくなれば、その分
終端接続装置を小型化することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、極
低温領域と常温領域の間の温度勾配部に真空絶縁又はガ
ス絶縁を採用した終端接続装置において、真空絶縁の場
合は常時真空引きを行うことなく長期にわたって高真空
度を維持することが可能となり、またガス絶縁の場合は
絶縁ガスの絶縁耐力を向上させることが可能である。し
たがって真空絶縁の場合は終端接続装置の絶縁性能を安
定させることができ、ガス絶縁の場合は終端接続装置を
小型化することができる。
低温領域と常温領域の間の温度勾配部に真空絶縁又はガ
ス絶縁を採用した終端接続装置において、真空絶縁の場
合は常時真空引きを行うことなく長期にわたって高真空
度を維持することが可能となり、またガス絶縁の場合は
絶縁ガスの絶縁耐力を向上させることが可能である。し
たがって真空絶縁の場合は終端接続装置の絶縁性能を安
定させることができ、ガス絶縁の場合は終端接続装置を
小型化することができる。
【図１】 本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】 本発明の他の実施形態を示す断面図。
１：超電導ケーブル ５：引出し導体 ７：極低温容器 １１：温度勾配部容器 １３：ブッシング １５：第一の固体絶縁体 １７：第二の固体絶縁体 ３５：クライオパネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向山 晋一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 吉田 俊朗 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 岩田 良浩 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 石井 英雄 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 本庄 昇一 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】極低温容器内で極低温ケーブルの導体と引
出し導体とを接続し、その引出し導体を温度勾配部容器
及びブッシングを通してブッシングの先端に引き出し、
前記極低温容器と温度勾配部容器との間を第一の固体絶
縁体で仕切り、前記温度勾配部容器とブッシングの間を
第二の固体絶縁体で仕切り、前記温度勾配部容器内の引
出し導体を真空絶縁又はガス絶縁により電気的、熱的に
絶縁してなる極低温ケーブルの終端接続装置において、
前記温度勾配部容器内に冷却手段を設けたことを特徴と
する極低温ケーブルの終端接続装置。 - 【請求項２】冷却手段がクライオパネルであり、クライ
オパネルの冷却媒体が、温度勾配部容器内が真空絶縁の
場合は液体窒素、ガス絶縁の場合は液体窒素をガス化し
た窒素ガスであることを特徴とする請求項１記載の極低
温ケーブルの終端接続装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083998A JPH11262162A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 極低温ケーブルの終端接続装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083998A JPH11262162A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 極低温ケーブルの終端接続装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262162A true JPH11262162A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13153943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083998A Pending JPH11262162A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 極低温ケーブルの終端接続装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11262162A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253204A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多相超電導ケーブルの端末構造 |
| KR20180055479A (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 한국전기연구원 | 절연내력 향상용 초전도 케이블 단말장치 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP6083998A patent/JPH11262162A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253204A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多相超電導ケーブルの端末構造 |
| WO2005086306A1 (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 多相超電導ケーブルの端末構造 |
| KR20180055479A (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 한국전기연구원 | 절연내력 향상용 초전도 케이블 단말장치 |
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