KR20020008023A - 초전도 송전 케이블 - Google Patents

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KR20020008023A KR1020010042553A KR20010042553A KR20020008023A KR 20020008023 A KR20020008023 A KR 20020008023A KR 1020010042553 A KR1020010042553 A KR 1020010042553A KR 20010042553 A KR20010042553 A KR 20010042553A KR 20020008023 A KR20020008023 A KR 20020008023A
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Abstract

본 발명은 배전 레벨 전압에서 작동하는 소형의 초전도 송전 케이블에 관한 것이다. 초전도 케이블은 서브전도체내에서 조립된 다수의 테이프를 가진 전도체이다. 이러한 전도체는 연장 유전체내에 동일 평면적으로 장착되어 3위상 케이블을 형성한다. 이러한 배열은 테이프와 평행한 자기장을 증가시키고 따라서 교류 손실이 감소된다.

Description

초전도 송전 케이블{Power superconducting power transmission cable}
본 발명은 초전도 케이블에 관한 것이고, 더 자세히는 배전 레벨 전압(distribution level voltage)에서 작동하는 소형의 초전도 송전(送電) 케이블에 관한 것이다.
초전도 송전 케이블은 소형의 전도체에서 대량의 전류를 에너지 손실이 적게 송전할 수 있어야 한다. 송전은 일반적으로 교류(alternating current)를 통해서 이루어지고, 교류하에 도입된 초전도체는 필연적으로 에너지 손실을 수반하는데, 이러한 에너지 손실을 일반적으로 교류 손실(ac loss)이라고 부른다.
이전에 Fujikami등이 출원한 미국 특허 제 5,932,523 호에 초전도 전력 케이블이 개시되어 있다. 이 특허에는 산화물 초전도체를 사용하는 초전도 케이블 전도체가 설명되어 있는데, 이 산화물 초전도체는 길고 유연한 코어(core) 부재, 코어 부재상에 나선형으로 감겨진 다수의 테이프 형태의 멀티필라멘트 산화물 초전도 전선 및 전기 절연층을 포함한다. 코어 부재상에 감겨진 다수의 테이프 형태의 초전도 전선은 다수의 층을 형성하는데, 각각의 층은 다수의 테이프 형태의 초전도 전선을 나란하게 감아서 형성된다. 다수의 층은 코어 부재상에 연속적으로 쌓여져 있다.
Shimada가 출원한 미국 특허 제 5,200,577 호에는 큰 전기 용량의 초전도 케이블이 개시되어 있는데, 이 초전도 케이블은 다수의 초전도 재료 전선 다발을 코어 부재를 중심으로 서로 꼬아서 형성되고 이 코어 부재는 다발의 중심위치에 배열되어 있다.
Ries가 출원한 미국 특허 제 4,409,425 호에는 초전도 요소에 평행한 보통 초전도 재료의 특별한 안정화 요소를 배열함으로써 성취되는 초전도 요소의 안정화 방법이 개시되어 있다. 안정화 요소 및 초전도 요소는 함께 꼬아져서 평평한 케이블을 형성하고 운반된 본체 주위에 리본 형태로 배열될 수 있다.
비스머스(bismuth)-스트론튬-칼슘-구리-산화물(BSCCO)로 주로 구성된 초전도 전선을 설명한 다수의 특허가 존재한다. 전선 형성방법이 Finnemore등이 출원한 미국 특허 제 5,330,969 호 및 Li등이 출원한 미국 특허 제 6,069,116 호에 개시되어 있다. 이러한 재료를 사용함으로써 초전도 송전 케이블이 제조될 수 있고 이 케이블이 배전 레벨 전압에서 작동한다. 100mm 이하의 지름을 가지고 있고 100MVA를 갖고 배전 레벨 전압, 예를 들어 30kV에서 작동하는 3위상 케이블(3-phase cable)이 설계됨으로써 전력 산업에서 어떠한 잇점이 존재한다.
본 발명의 목적은 배전 레벨 전압에서 작동할 수 있는 제조가능하고 소형의 초전도 송전 케이블을 제공하는 것이다. 이러한 송전 케이블에 의해 초전도 재료가, 전도체 면에 수직한 자기장 구성요소를 최소로 하도록 위치하고, 따라서 초전도체의 교류 손실이 감소된다. 이로 인해 케이블 위상 내부의 전도체 및 3위상 케이블의 분리위상이, 현존하는 케이블에서보다 가깝게 함께 위치한다. 결과적으로, 주어진 출력 정격에 대한 매우 소형의 케이블이 제조된다.
3위상 케이블은 유전체(誘電體)로 둘러싸인 3개의 위상 전도체로 이루어져 있다. 전체 케이블은 열 절연체로 둘러싸여 있다. 3위상 케이블의 각각의 위상 전도체는 다수의 평행한 서브전도체(subconductor)로 이루어져 있고 액체 냉매를 위한 빈 공간을 갖고 있다.
각각의 서브전도체는 다수의 고온 초전도체(High Temperature Superconductor)(HTS)의 평면 배열이다. 각각의 배열내의 HTS 전도체사이의 간격은, HTS 전도체내의 전류에 기인한 2개의 에지 전도체상의 자기장의 수직한 구성요소를 축소시키도록 선택되어 있다. 1개의 위상당 서브전도체의 갯수 및 1개의 서브전도체당 HTS 전도체의 갯수는 케이블의 허용된 교류 손실의 범위내에서 케이블의 전체 직경을 최소로 하도록 선택되어 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 초전도 송전 케이블을 더 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 유전체 부재, 3위상 전도체, 서브전도체 및 테이프로 이루어진 완전한 초전도 송전 케이블의 횡단면도이다.
도 2는 지지체, 테이프 및 갭을 포함하는 서브전도체로 이루어진 전도체의 도면이다.
도 3은 지지체, 테이프 및 갭으로 이루어진 서브전도체의 도면이다.
도 4는 유전체 부재, 구멍, 제 1 및 제 2 단부, 열 절연체 및 외부 피복물로 이루어진 초전도 송전 케이블의 사시도이다.
도 5는 송전을 최적화하도록 주어진 직경에 대한 1개의 서브전도체당 테이프의 갯수와 1개의 위상당 서브전도체의 갯수사이의 관계를 도시한다.
도 6은 중앙 테이프 및 단부 테이프에 대한 교류 손실과 피크 전송 전류사이의 관계를 도시한다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 초전도 송전 케이블 20: 연장 유전체 부재 30: 전도체
50: 서브전도체 52: 어레이 60: 테이프 65: 지지체
본 발명에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이 초전도 송전 케이블(10)은 제 1 및 제 2 단부(21,22)를 갖는 연장 유전체 부재(elongated dielectric member)(20) 및 제 1 단부(21)로부터 제 2 단부(22)로 연장 유전체 부재(20)를 통해 연장하는 하나 이상의 구멍(aperture)(25)을 포함하고 있다. 연장 유전체 부재(20)는 쉽게 제조되는 압출 성형된 유전체, 감싼 종이(wrapped paper) 또는 유사한 수단같은 적당한 절연 재료일 수 있다. 연장 유전체 부재(20)는 원통형 또는 직사각형의 형태일 수 있지만 형태에 제한이 있는것은 아니다. 구멍(25)은 전도체(30)의 형상에 맞춰 어떠한 형태로도 제조될 수 있다. 당업자라면 연장 유전체 부재(20) 및 구멍(25)의 유용한 형태 및 크기를 명확하게 알수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 연장 유전체 부재(20)는 3개의 구멍(25)을 갖고 있다.
구멍(25)의 내부에는 하나 이상의 초전도 재료로 구성된 전도체(30)가 위치하고 있다. 전도체(30)는 위상 전도체일 수 있다. 이러한 초전도 재료는 비스머스-스트론튬-칼슘-구리-산화물 또는 당업자에게 잘 공지된 다른 초전도 재료로 구성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 3개의 전도체(30)가 위치하고 있고 이 전도체가 각각의 구멍(25)내부에 위치하여 3위상 케이블을 형성한다. 3개의 구멍(25)은, 상기 3개의 전도체(30)중 하나에 의해 발생되는 자기장과 상기 3개의 전도체(30)에 의해 운반되는 전류 사이의 상호작용을 최소로하도록 배열되어 있다. 바람직한 실시예에서, 3개의 구멍(25)은, 도 1 및 도 4에서 도시한 바와 같이 연장 유전체 부재(20)내에서 동일한 평면상에 위치하고 있다.
또한, 본 발명에 따라, 초전도 송전 케이블(10)은, 상기 전도체(30)를 냉각하기 위한 수단(도면에 도시되지 않음) 및 외부상태로부터 상기 연장 유전체 부재(20)를 열적으로 절연하기 위한 수단(26)을 갖고 있다. 상기 냉각용 수단은 질소, 액체 헬륨, 네온 유량을 위한 빈공간(void space)을 포함하는 냉매 수단일 수 있다. 열적으로 절연하기 위한 수단(26)은 초절연체 또는 다른 유사한 수단을 포함하는 진공 공간일 수 있다. 그 바깥쪽에는 피복물(27)이 또한 존재할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 열적으로 절연하기 위한 수단(26)은 극저온의 절연 재킷(jacket)이다. 초절연체와 진공이 결합되면 초전도 송전 케이블(10)의 직경이 최소로 된다. 당업자라면 냉각용 수단 및 열 절연용 수단(26)을 명확하게 알수 있을 것이다.
전도체(30)는 도 3에 도시한 바와 같이 하나 이상의 서브전도체(50)로 구성되어 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 전도체(30)는 하나 이상의 서브전도체(50)로 구성되어 있다. 서브전도체(50)는 초전도 재료로 이루어져 있다. 서브전도체(50)는 개별적으로 연장 유전체 부재(20)내로 끌어당겨지고, 이전에 조립된 위상 전도체(30)상에 직접적으로 압출성형될 수 있다. 당업자라면 초전도 송전 케이블(10)의 다른 제조 방법 및 조립 방법을 명확하게 알 수 있을 것이다.
초전도 송전 케이블(10)의 상업적, 경제적, 지속가능한 설계를 위해, 케이블(10)은 송전 비용을 최소로 하도록 최적화되어 있다. 이러한 최적화를 위해, 필요한 냉각 수단과 냉매 펌프의 갯수 및 위치를 고려해야 한다.
서브전도체(50)의 갯수는 상기 연장 유전체 부재(20)의 직경에 대한 상기 전도체(30)의 전기 용량을 최대로 하도록 최적화되어 있다. 상업적인 산업적용예에서, 초전도 송전 케이블(10)의 직경은 약 100mm여야 한다. 이러한 초전도 송전 케이블(10)을 위해 필요한 용량은 100MVA를 초과한다. 본 발명을 이용한 다른 적용예는 케이블(10)의 직경 및 용량에 따라 상이한 필요조건을 가질수 있다.
도 5에 상기 연장 유전체 부재(20)의 직경에 대한 상기 전도체(30)의 전기 용량을 최대로하는 최적화 방법이 도시되어 있다. 전류 범위 10A-120A에 대한 HTS 전도체의 교류 손실 데이터로부터, 1개의 상당 서브전도체(50) 및 1개의 서브전도체(50)당 전도체의 전류 범위에 대한 전체 교류 손실의 계산이 수행되었다. 높은 교류 손실을 가진 구성물은 거절되었다. 그런 다음, 케이블(10)의 크기는 1개의 전도체(30)당 서브전도체(50)의 범위 및 1개의 서브전도체(50)당 HTS 전도체(60)의범위에 대해 계산되었다. 최대직경을 초과한 직경을 갖는 구성물은 거절되었다. 그리고 나서, 주어진 직경내에서 가장 높은 송전 전력을 가진 구성물이 선택되었다.
또 다른 실시예에서, 서브전도체(50)의 갯수는, 상기 전도체(30)의 전기 용량에 대한 연장 유전체 부재(20)의 직경을 최소로 하도록 최적화되어 있다.
서브전도체(50)는, 상기 또 다른 서브전도체(50)로부터 자기장에 기인한 상기 서브전도체(50)에서 교류 손실을 최소로 하도록 위치해 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 전도체(30)내에 위치한 서브전도체(50)는, 상기 또 다른 서브전도체(50)로부터 자기장에 기인한 교류 손실을 최소로 하도록 위치해 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 서브전도체(50)에서의 교류 손실은, 상기 서브전도체(50)에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 최소로 되고 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로된다. 이러한 최소화는, 상기 서브전도체(50)를 국소(local) 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시킴으로써 수행될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 서브전도체(50)의 배열은, 하나의 위상 전도체(30)에 의해 발생되는 자기장과 또 다른 서브전도체(50)에 의해 운반되는 전류 사이의 상호작용을 최소로 하도록 설계되어 있다. 초전도 재료의 이방성(異方性)은 이 초전도 재료를 배열할 때의 제어요소이고, 따라서 전도체(30) 또는 서브전도체(50)는 자기장의 수직한 구성요소를 최소로 하도록 배열되어 있다. 또 다른 실시예에서, 교류 손실은 또한, 상기 서브전도체(50)의 크기를 최적화함으로써 최소로 된다.
바람직한 실시예에서, 서브전도체(50)는 하나 이상의 지지체(65)를 포함하고초전도 재료는 상기 지지체(65)상의 어레이(array)(52)에 부착되어 있다. 바람직한 실시예에서, 어레이(52)는 도 3에 도시한 바와 같이 평면형이다. 교류 손실이 감소되는 어레이(52)의 형태로서 곡선형의 어레이가 제조될 수 있지만, 평면구조의 어레이가 상업적으로 제조될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 각각의 서브전도체(50)는 하나 이상의 지지체(65)를 갖고 있고 초전도 재료는 상기 각각의 지지체(65)상의 어레이(52)에 부착되어 있다. 바람직한 실시예에서, 어레이(52)는, 또 다른 서브전도체(50)로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체(50)에서 교류 손실을 최소로 하도록 최적화되어 있다. 지지체(65)는 강철, 하스텔로이(hastelloy) 또는 다른 유사한 수단으로 구성될 수 있다. 지지체(65)의 크기는 어레이(52)내의 테이프(tape)(60) 갯수에 의해 결정된다. 지지체(65)의 형태는 어레이(52)의 형태에 의해 결정되고, 바람직한 실시예에서 어레이(52)는 평면형이다. 지지체(65)는 구멍(25) 내부의 특정한 위치에 위치해 있고 정면으로 마주보는 갭(gap)(70)은 전체 연장 유전체 부재(20)에서 유지된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 연장 유전체 부재(20)에서 국소 전기적 스트레스를 감소시키고 서브전도체(50)를 위치시키도록 구성된 지지체 에지(support edge)(66)가 존재할 수 있다. 지지체 에지(66)는 둥근 형태일 수 있지만 형태에 제한이 있는 것은 아니다. 그러나 당업자라면 이러한 자세한 설명없이도 본 발명을 수행할 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에서, 초전도 재료는, Finnemore등이 출원한 미국 특허 제5,330,969호에 개시된 바와 같이 연장 비스머스-스트론튬-칼슘-구리-산화물(BSCCO) 테이프이다. 바람직한 초전도 재료는 BSCCO-2223이다. 서브전도체(50)는 BSCCO 테이프(60)로 이루어져 있고 어레이(52)의 비자기 지지체(non-magnetic support)(65)상에 얇은 판으로 만들어져 있다. 테이프(60)가 상기 지지체(65)의 한쪽 측면상의 평면 어레이(52)에서 얇은 판으로 만들어져 있지만, 당업자라면 어레이(52)의 다른 배열도 가능하다는 것을 명확하게 알 수 있을 것이다. 상기 지지체(65)의 양쪽 측면상에 테이프가 부착될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 테이프(60)의 갯수는 설계 기준을 위해 최적화되어 있다. 배전 레벨 전압에서 작동할 수 있는 제조가능하고 소형의 초전도 송전 케이블(10)을 위한 설계 기준은 전체 전송 능력, 라인 전압 및 허용가능한 케이블(10) 직경을 고려하는 것을 포함한다.
어레이(52)는 도 3에 도시한 바와 같이, 에지 자기장을 감소시키도록 테이프(60) 사이에 존재하는 작은 갭(67)을 포함한다. BSCCO 테이프(60)에서의 교류 손실은 테이프 면과 수직한 방향의 외부 자기장에 강하게 의존하고 평행한 방향의 외부 자기장에 상당히 덜 의존한다. 상기 갭(67)의 갯수 및 크기는 또 다른 테이프(60)로부터 자기장에 기인한 상기 서브전도체(50)에서 교류 손실을 최소로 하도록 최적화되어 있다. 갭(67)이 최적의 위치에 있을 때, 단부 테이프(61,62)에서의 교류 손실은 중앙 테이프(60)에서의 교류 손실보다 실제적으로 훨씬 더 크다. 그러나 중앙 테이프(60)에서의 교류 손실이 감소하기 때문에 서브전도체(50)의 전체 교류 손실은 설계 기준내의 범위이다.
각각의 서브전도체(50)의 2개의 단부 테이프(61,62)는 결합된 자기장에 의해 크게 영향을 받고 따라서 높은 교류 손실이 초래된다. 도 6에 중앙 테이프 및 단부 테이프(61,62)에 대한 교류 손실과 피크 전송 전류(peak transport current)사이의 관계가 도시되어 있다. 중앙 테이프(60)는 절연된 테이프보다 훨씬 낮은 수직 에지 자기장 및 낮은 교류 손실을 갖는다. 도 2에 도시한 바와 같이 이러한 서브전도체(50)는 정면으로 마주보는 갭(70)을 가지고 상 전도체(30)내에서 조립된다. 갭(67)을 폐쇄함으로써 자기장을 전도체의 단부로 밀어내어 손실이 증가하고, 마주보는 갭(70)을 폐쇄함으로써 수직 자기장이 또한 증가한다.
1개의 서브전도체당 테이프(60)의 갯수는 단부 테이프(61,62)의 손실과 중앙 테이프(60)의 감소된 손실사이의 관계를 향상시키도록 최적화되어 있다. 교류 손실은, 상기 테이프(60)에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 최소로 되고 상기 테이프(60)를 국소 자기장과 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로 된다.
위상 케이블에서 이러한 모든 테이프(60)는 평행하게 연결될 것이고 전류는 재분배되어 각각의 테이프(60)를 따라 동일한 전압 강하가 발생한다. 전압에 대한 주요한 분배는 교류 손실이다; 따라서 전류가, 낮은 손실인 내부 테이프(60)로 향할 것이다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참고로 설명되었지만, 당업자라면 본 발명이 상기 예시용 실시예의 세부 사항에 제한되지 않고 본질적인 특성으로부터 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 실현될 수 있음을 분명히 인지할 것이며 따라서 본 발명의 실시예는 모든 면에서 제한이 아닌 예시로서 고려되어야 한다. 실시예는 본 발명의 원리 및 실제적인 적용예를 가장 잘 설명하기 위해 선택되었고 설명되었다. 본 발명의 범위는 하기의 청구항에 의해 한정된다.
본 발명에 따라 배전 레벨 전압에서 작동할 수 있는 제조가능하고 소형의 초전도 송전 케이블이 제공된다.

Claims (43)

  1. (a) 제 1 및 제 2 단부를 갖는 하나 이상의 연장 유전체 부재 및 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부로 연장하는 하나 이상의 구멍;
    (b) 상기 하나 이상의 구멍 내부에 위치하는, 하나 이상의 초전도 재료로 구성된 하나 이상의 전도체;
    (c) 상기 하나 이상의 전도체를 냉각하기 위한 수단; 및
    (d) 외부상태로부터 상기 하나 이상의 유전체 부재를 열적으로 절연하기 위한 수단을 포함하는 초전도 송전 케이블.
  2. 제 1 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 전도체가 하나 이상의 서브전도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  3. 제 2 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체의 갯수가, 상기 하나 이상의 전도체의 전기 용량에 대한 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재의 직경을 최소로 하도록 최적화되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  4. 제 2 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체의 갯수가, 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재의 직경에 대한 상기 하나 이상의 전도체의 전기 용량을 최대로 하도록 최적화되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  5. 제 3 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체가, 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  6. 제 4 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체가, 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 교류 손실이:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로 하고;
    (b) 상기 하나 이상의 서브전도체를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로 되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 교류 손실이:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로 하고;
    (b) 상기 하나 이상의 서브전도체를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로 되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  9. 제 7 항에 있어서:
    (a) 상기 교류 손실이 또한 상기 하나 이상의 서브전도체의 크기를 최적화함으로써 최소로 되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  10. 제 8 항에 있어서:
    (a) 상기 교류 손실이 또한 상기 하나 이상의 서브전도체의 크기를 최적화함으로써 최소로 되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 서브전도체가:
    (a) 하나 이상의 지지체;
    (b) 상기 하나 이상의 초전도 재료가 상기 지지체상의 어레이에 부착되고;
    (c) 상기 어레이는, 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 최적화 되는 것을 포함한다는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 하나 이상의 서브전도체가:
    (a) 하나 이상의 지지체;
    (b) 상기 하나 이상의 초전도 재료가 상기 지지체상의 어레이에 부착되고;
    (c) 상기 어레이는, 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 최적화 되는 것을 포함한다는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  13. 제 11 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 초전도 재료는 상기 하나 이상의 테이프이고, 상기 하나 이상의 테이프는 상기 하나 이상의 또 다른 테이프에 평행하게 연결되어 있고, 그것에 의해 전류가 재분배되어 각각의 상기 하나 이상의 테이프를 따라 일정한 전압 강하가 발생하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  14. 제 12 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 초전도 재료는 상기 하나 이상의 테이프이고, 상기 하나 이상의 테이프는 상기 하나 이상의 또 다른 테이프에 평행하게 연결되어 있고, 그것에 의해 전류가 재분배되어 각각의 상기 하나 이상의 테이프를 따라 일정한 전압 강하가 발생하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  15. 제 13 항에 있어서:
    (a) 상기 배열이 상기 하나 이상의 테이프 사이의 갭을 포함하고;
    (b) 상기 갭의 갯수 및 크기는 상기 서브전도체내에 상기 하나 이상의 또 다른 테이프로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 최적화 되어 있고;
    (c) 상기 교류 손실은 상기 하나 이상의 테이프에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 최소로 되고;
    (d) 상기 교류 손실은, 상기 하나 이상의 테이프를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  16. 제 14 항에 있어서:
    (a) 상기 배열이 상기 하나 이상의 테이프 사이의 갭을 포함하고;
    (b) 상기 갭의 갯수 및 크기는 상기 서브전도체내에 상기 하나 이상의 또 다른 테이프로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 최적화 되어 있고;
    (c) 상기 교류 손실은 상기 하나 이상의 테이프에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 최소로 되고;
    (d) 상기 교류 손실은, 상기 하나 이상의 테이프를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  17. 제 15 항에 있어서:
    (a) 상기 교류 손실이 또한 상기 하나 이상의 서브전도체의 크기를 최적화함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  18. 제 16 항에 있어서:
    (a) 상기 교류 손실이 또한 상기 하나 이상의 서브전도체의 크기를 최적화함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  19. 제 17 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 테이프가 비스머스-스트론튬-칼슘-구리-산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  20. 제 18 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 테이프가 비스머스-스트론튬-칼슘-구리-산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  21. (a) 제 1 및 제 2 단부를 갖는 하나 이상의 연장 유전체 부재 및 상기 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장하는 3개의 구멍;
    (b) 각각의 전도체가 상기 3개의 구멍내부에 존재하는, 하나 이상의 초전도 재료로 구성된 3개의 전도체;
    (c) 상기 3개의 전도체를 냉각하기 위한 수단;
    (d) 외부상태로부터 상기 하나 이상의 유전체 부재를 열적으로 절연하기 위한 수단; 및
    (e) 상기 3개의 구멍이, 상기 3개의 전도체중 하나에 의해 발생되는 자기장과 상기 3개의 전도체에 의해 운반되는 전류 사이의 상호작용을 최소로 하도록 배열되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  22. 제 21 항에 있어서:
    (a) 상기 각각의 전도체는 하나 이상의 서브전도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  23. 제 22 항에 있어서:
    (a) 상기 각각의 전도체 내에서 상기 하나 이상의 서브전도체의 갯수는 상기 3개의 전도체의 전기 용량에 대한 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재의 직경을 최소로 하도록 최적화되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  24. 제 22 항에 있어서:
    (a) 상기 각각의 전도체 내에서 상기 하나 이상의 서브전도체의 갯수는 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재의 직경에 대한 상기 3개의 전도체의 전기 용량을 최대로 하도록 최적화되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  25. 제 23 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체가, 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 상기 각각의 전도체내에 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  26. 제 24 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체가, 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로 하도록 상기 각각의 전도체내에 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 교류 손실이:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로하고;
    (b) 상기 하나 이상의 서브전도체를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로되는 것을 특징으로하는 초전도 송전 케이블.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 교류 손실이:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체에 수직한 상기 자기장의 구성요소를 최소로하고;
    (b) 상기 하나 이상의 서브전도체를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 각각의 전도체내에 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  29. 제 27 항에 있어서:
    (a) 상기 교류 손실이 또한 상기 하나 이상의 서브전도체의 크기를 최적화함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  30. 제 28 항에 있어서:
    (a) 상기 교류 손실이 또한 상기 하나 이상의 서브전도체의 크기를 최적화함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  31. 제 23 항에 있어서, 상기 하나 이상의 서브전도체가:
    (a) 하나 이상의 지지체;
    (b) 상기 하나 이상의 초전도 재료가 상기 지지체상의 어레이에 부착되고;
    (c) 상기 어레이는 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 최적화되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  32. 제 24 항에 있어서, 상기 하나 이상의 서브전도체가:
    (a) 하나 이상의 지지체;
    (b) 상기 하나 이상의 초전도 재료가 상기 지지체상의 어레이에 부착되고;
    (c) 상기 어레이는 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 최적화되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 하나 이상의 서브전도체가:
    (a) 상기 하나 이상의 초전도 재료는 상기 하나 이상의 테이프이고, 상기 하나 이상의 테이프는 상기 하나 이상의 또 다른 테이프에 평행하게 연결되어 있고, 그것에 의해 전류는 재분배되어 각각의 상기 하나 이상의 테이프를 따라 일정한 전압 강하가 발생하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 하나 이상의 서브전도체가:
    (a) 상기 하나 이상의 초전도 재료는 상기 하나 이상의 테이프이고, 상기 하나 이상의 테이프는 상기 하나 이상의 또 다른 테이프에 평행하게 연결되어 있고,그것에 의해 전류는 재분배되어 각각의 상기 하나 이상의 테이프를 따라 일정한 전압 강하가 발생하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  35. 제 33 항에 있어서:
    (a) 상기 어레이가 상기 하나 이상의 테이프 사이의 갭을 포함하고;
    (b) 상기 갭의 갯수 및 크기는 상기 서브전도체내에 상기 하나 이상의 또 다른 테이프로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 최적화되어 있고;
    (c) 상기 교류 손실은 상기 하나 이상의 테이프에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 최소로되고;
    (d) 상기 교류 손실은 상기 하나 이상의 테이프를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  36. 제 34 항에 있어서:
    (a) 상기 어레이가 상기 하나 이상의 테이프 사이의 갭을 포함하고;
    (b) 상기 갭의 갯수 및 크기는 상기 서브전도체내에 상기 하나 이상의 또 다른 테이프로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 최적화되어 있고;
    (c) 상기 교류 손실은 상기 하나 이상의 테이프에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 최소로되고;
    (d) 상기 교류 손실은 상기 하나 이상의 테이프를 국소 자기장에 대체적으로 평행하게 위치시켜서 평행한 자기장의 구성요소를 최대로함으로써 최소로되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  37. 제 35 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 테이프가 비스머스-스트론튬-칼슘-구리-산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  38. 제 36 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 테이프가 비스머스-스트론튬-칼슘-구리-산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  39. 제 21 항에 있어서:
    (a) 상기 3개의 구멍이 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재내의 동일평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  40. 제 31 항에 있어서:
    (a) 상기 3개의 구멍이 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재내의 동일평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  41. 제 32 항에 있어서:
    (a) 상기 3개의 구멍이 상기 하나 이상의 연장 유전체 부재내의 동일평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 케이블.
  42. 제 2 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 상기 하나 이상의 또 다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 상기 하나 이상의 서브전도체를 위치시키고;
    (b) 상기 하나 이상의 서브전도체의 갯수 및 크기를 최적화하고;
    (c) 상기 서브전도체내에서 상기 하나 이상의 또 다른 테이프로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 상기 하나 이상의 서브전도체사이의 갭의 갯수 및 크기를 최적화하는 것을 포함하는 초전도 송전 케이블의 제조 방법.
  43. 제 21 항에 있어서:
    (a) 상기 하나 이상의 서브전도체에 수직한 자기장의 구성요소를 최소로함으로써 상기 하나 이상의 또다른 서브전도체로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 상기 하나 이상의 서브전도체를 위치시키고;
    (b) 상기 하나 이상의 서브전도체의 갯수 및 크기를 최적화하고;
    (c) 상기 서브전도체내에서 상기 하나 이상의 또 다른 테이프로부터 자기장에 기인한 상기 하나 이상의 서브전도체에서 교류 손실을 최소로하도록 상기 하나 이상의 서브전도체사이의 갭의 갯수 및 크기를 최적화하는 것을 포함하는 초전도 송전 케이블의 제조 방법.
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