JP2001006837A - 直流超電導ケーブルの分岐構造 - Google Patents
直流超電導ケーブルの分岐構造Info
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- H02G15/34—Cable fittings for cryogenic cables
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超電導ケーブルから常電導ケーブルに分岐す
る分岐構造を提供する。 【解決手段】 超電導ケーブル３と常電導ケーブルにつ
ながる分岐導体16とを真空容器15内で連結する。超電導
ケーブル３と分岐導体16との連結には、突き合わされた
超電導ケーブル同士を接続する鋼心17、圧着スリーブ18
および金属筒19を用いる。まず超電導ケーブルのフォー
マ５内に鋼心17を挿入して圧着スリーブ18でフォーマ５
を接続する。次に接続されたフォーマ５および接続する
超電導導体６を金属筒19に挿入して金属筒内に半田20を
流し込み超電導導体６を接続する。そして、この金属筒
19に分岐導体16を連結して真空容器15の外部に引き出
す。
る分岐構造を提供する。 【解決手段】 超電導ケーブル３と常電導ケーブルにつ
ながる分岐導体16とを真空容器15内で連結する。超電導
ケーブル３と分岐導体16との連結には、突き合わされた
超電導ケーブル同士を接続する鋼心17、圧着スリーブ18
および金属筒19を用いる。まず超電導ケーブルのフォー
マ５内に鋼心17を挿入して圧着スリーブ18でフォーマ５
を接続する。次に接続されたフォーマ５および接続する
超電導導体６を金属筒19に挿入して金属筒内に半田20を
流し込み超電導導体６を接続する。そして、この金属筒
19に分岐導体16を連結して真空容器15の外部に引き出
す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直流超電導ケーブル
の分岐構造に関するものである。
の分岐構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、エネルギー問題などで太陽電池，
風力発電，燃料電池など自然を利用したエネルギー源が
注目されつつある。しかし、これらの自然エネルギーに
よる発電は、１機当りの起電力，出力エネルギーが小さ
く、多数の発電機を連係した運転が必要になると考えら
れる。例えば、風力発電の場合、風力発電機の一機当り
の出力は1.5〜２MW程度、発電電圧は600V程度と小容量
であるため、多数の発電機を連係する必要がある。これ
らの発電機を連係する場合、発電したエネルギーを大電
流・低損失で送電するためには、高温超電導直流ケーブ
ルが有効と考えられる。
風力発電，燃料電池など自然を利用したエネルギー源が
注目されつつある。しかし、これらの自然エネルギーに
よる発電は、１機当りの起電力，出力エネルギーが小さ
く、多数の発電機を連係した運転が必要になると考えら
れる。例えば、風力発電の場合、風力発電機の一機当り
の出力は1.5〜２MW程度、発電電圧は600V程度と小容量
であるため、多数の発電機を連係する必要がある。これ
らの発電機を連係する場合、発電したエネルギーを大電
流・低損失で送電するためには、高温超電導直流ケーブ
ルが有効と考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように多数の発電
機からの電力を一つの超電導ケーブルに集約するには、
発電機からの常伝導ケーブルを超電導ケーブルに接続す
る分岐構造が必要となる。しかし、冷却効果を維持しつ
つ簡易な構成で極低温の超電導ケーブルと常温のケーブ
ルとを接続する分岐構造は提案されていなかった。
機からの電力を一つの超電導ケーブルに集約するには、
発電機からの常伝導ケーブルを超電導ケーブルに接続す
る分岐構造が必要となる。しかし、冷却効果を維持しつ
つ簡易な構成で極低温の超電導ケーブルと常温のケーブ
ルとを接続する分岐構造は提案されていなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するもので、その第一の特徴は、フォーマの外周に超
電導導体を具える超電導ケーブルから常電導の分岐導体
を引き出す超電導ケーブルの分岐構造であって、超電導
ケーブルと常電導の分岐導体とを高い熱・電気絶縁状態
に保持された容器内で連結したことにある。
消するもので、その第一の特徴は、フォーマの外周に超
電導導体を具える超電導ケーブルから常電導の分岐導体
を引き出す超電導ケーブルの分岐構造であって、超電導
ケーブルと常電導の分岐導体とを高い熱・電気絶縁状態
に保持された容器内で連結したことにある。
【０００５】ここで、容器内部は真空または窒素雰囲気
とすることが好ましい。また、超電導ケーブルと常電導
の分岐導体との連結には、突き合わされた超電導ケーブ
ル同士を接続する鋼心，圧着スリーブおよび金属筒を用
いる。例えば、まず超電導ケーブルのフォーマ内に鋼心
を挿入して圧着スリーブでフォーマを接続する。次に、
接続されたフォーマおよび接続する超電導導体を金属筒
に挿入して金属筒内に半田を流し込んで超電導導体を接
続する。そして、この金属筒に分岐導体を連結して真空
容器の外部に引き出す。金属筒は超電導ケーブルの接続
部を覆うと共に分岐導体とも接続されるため、T型に構
成することが好ましい。
とすることが好ましい。また、超電導ケーブルと常電導
の分岐導体との連結には、突き合わされた超電導ケーブ
ル同士を接続する鋼心，圧着スリーブおよび金属筒を用
いる。例えば、まず超電導ケーブルのフォーマ内に鋼心
を挿入して圧着スリーブでフォーマを接続する。次に、
接続されたフォーマおよび接続する超電導導体を金属筒
に挿入して金属筒内に半田を流し込んで超電導導体を接
続する。そして、この金属筒に分岐導体を連結して真空
容器の外部に引き出す。金属筒は超電導ケーブルの接続
部を覆うと共に分岐導体とも接続されるため、T型に構
成することが好ましい。
【０００６】また、本発明の第二の特徴は、断熱管を具
える超電導ケーブルから常電導の分岐導体を引き出す超
電導ケーブルの分岐構造であって、前記超電導ケーブル
と常電導の分岐導体とは真空容器内で連結され、真空容
器内部の断熱管の端部を封じ切り、真空容器内に挿入さ
れる断熱管の長さで温度勾配を設けて超電導ケーブルの
断熱性能を維持するよう構成したことにある。
える超電導ケーブルから常電導の分岐導体を引き出す超
電導ケーブルの分岐構造であって、前記超電導ケーブル
と常電導の分岐導体とは真空容器内で連結され、真空容
器内部の断熱管の端部を封じ切り、真空容器内に挿入さ
れる断熱管の長さで温度勾配を設けて超電導ケーブルの
断熱性能を維持するよう構成したことにある。
【０００７】一般に超電導ケーブルの断熱管は、内管と
外管との間に真空断熱層を有する構成である。真空容器
内で超電導ケーブルのフォーマや導体は接続されるが、
断熱管は接続されず、断熱管の各端部を溶接などで封じ
切る。これにより、真空容器内に挿入された断熱管の長
さで温度勾配を形成し、超電導ケーブルの断熱性能を低
下させることなく分岐構造を構成できる。
外管との間に真空断熱層を有する構成である。真空容器
内で超電導ケーブルのフォーマや導体は接続されるが、
断熱管は接続されず、断熱管の各端部を溶接などで封じ
切る。これにより、真空容器内に挿入された断熱管の長
さで温度勾配を形成し、超電導ケーブルの断熱性能を低
下させることなく分岐構造を構成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。ここでは、複数の発電機から引き出された常電導
ケーブルを本発明分岐構造を介して超電導ケーブルに接
続した場合を例とし、まず送電線路の全体構成を、次に
超電導ケーブルの構成を説明し、その後に分岐構造を説
明する。
する。ここでは、複数の発電機から引き出された常電導
ケーブルを本発明分岐構造を介して超電導ケーブルに接
続した場合を例とし、まず送電線路の全体構成を、次に
超電導ケーブルの構成を説明し、その後に分岐構造を説
明する。
【０００９】図１は複数の発電機から常電導ケーブルを
介して超電導ケーブルに電力を集約する送電経路の説明
図である。既に述べたように、複数の発電機Gの電力を
一括して超電導ケーブルで送電するには、常電導ケーブ
ル１（例えばCVケーブル）を超電導ケーブル3に接続す
る分岐構造が必要となる。すなわち、各発電機Gから引
き出された常電導ケーブル１は交流／直流変換機２を介
して超電導ケーブル３に接続され、この超電導ケーブル
３に電力を集約して送電し、さらに直流／交流変換機４
を介して需要家へと供給される。
介して超電導ケーブルに電力を集約する送電経路の説明
図である。既に述べたように、複数の発電機Gの電力を
一括して超電導ケーブルで送電するには、常電導ケーブ
ル１（例えばCVケーブル）を超電導ケーブル3に接続す
る分岐構造が必要となる。すなわち、各発電機Gから引
き出された常電導ケーブル１は交流／直流変換機２を介
して超電導ケーブル３に接続され、この超電導ケーブル
３に電力を集約して送電し、さらに直流／交流変換機４
を介して需要家へと供給される。
【００１０】このような超電導ケーブル３の構造を図２
の断面図に示す。この超電導ケーブル３は、中心から順
に、フォーマ５、超電導導体６、絶縁層７、クッション
層８、断熱層内管９、断熱層10、断熱層外管11、防食層
12を具える。フォーマ５は内部が液体窒素などの冷媒流
路となる金属管である。超電導導体6には臨界温度が液
体窒素温度よりも高温の材料が好適である。例えば、Y-
Ba-Cu-O系、Bi-（Pb）-Sr-Ca-Cu-0系、Tl-Ba-Ca-Cu-0系
などのセラミックス系材料が好ましい。絶縁層７は例え
ば絶縁紙を巻回して構成し、クッション層８はケイ石な
どで構成する。自然エネルギーによる発電機からの電力
供給は低圧であるため、絶縁紙を巻回するだけの簡単な
絶縁層７でも十分である。また、断熱管は波付けされた
内管９と外管11との間に真空断熱層10が形成されてい
る。
の断面図に示す。この超電導ケーブル３は、中心から順
に、フォーマ５、超電導導体６、絶縁層７、クッション
層８、断熱層内管９、断熱層10、断熱層外管11、防食層
12を具える。フォーマ５は内部が液体窒素などの冷媒流
路となる金属管である。超電導導体6には臨界温度が液
体窒素温度よりも高温の材料が好適である。例えば、Y-
Ba-Cu-O系、Bi-（Pb）-Sr-Ca-Cu-0系、Tl-Ba-Ca-Cu-0系
などのセラミックス系材料が好ましい。絶縁層７は例え
ば絶縁紙を巻回して構成し、クッション層８はケイ石な
どで構成する。自然エネルギーによる発電機からの電力
供給は低圧であるため、絶縁紙を巻回するだけの簡単な
絶縁層７でも十分である。また、断熱管は波付けされた
内管９と外管11との間に真空断熱層10が形成されてい
る。
【００１１】そして、このような超電導ケーブルと発電
所から布設された常電導ケーブルとの接続は図３に示す
分岐構造を用いる。分岐構造には真空容器15が用いら
れ、真空容器内で超電導ケーブル３の接続部を構成する
と共にこの接続部から常電導ケーブルにつながる分岐導
体16が真空容器15の外に引き出されている。
所から布設された常電導ケーブルとの接続は図３に示す
分岐構造を用いる。分岐構造には真空容器15が用いら
れ、真空容器内で超電導ケーブル３の接続部を構成する
と共にこの接続部から常電導ケーブルにつながる分岐導
体16が真空容器15の外に引き出されている。
【００１２】真空容器内はほぼＴ型の容器で、内部は真
空に構成されている。内部を真空にする代わりに窒素ガ
スを封入しても良い。これにより熱絶縁性および電気絶
縁性を高め、信頼性の高い分岐構造を構成する。
空に構成されている。内部を真空にする代わりに窒素ガ
スを封入しても良い。これにより熱絶縁性および電気絶
縁性を高め、信頼性の高い分岐構造を構成する。
【００１３】この真空容器15の両端部から超電導ケーブ
ル30の端部を挿入して突き合わせ接続部を形成する。接
続部の形成には、鋼心17，スリーブ18およびＴ型の金属
管19を用いる。まず、段階的にフォーマ５，超電導導体
６，絶縁層７を露出した超電導ケーブルの端部のうち、
突さ合わせたフォーマ5の内部に鋼心17を挿入すると共
に外部にスリーブ18を被せて圧着接続する。
ル30の端部を挿入して突き合わせ接続部を形成する。接
続部の形成には、鋼心17，スリーブ18およびＴ型の金属
管19を用いる。まず、段階的にフォーマ５，超電導導体
６，絶縁層７を露出した超電導ケーブルの端部のうち、
突さ合わせたフォーマ5の内部に鋼心17を挿入すると共
に外部にスリーブ18を被せて圧着接続する。
【００１４】次に、このフォーマ５の接続部に金属筒19
を被せる。金属筒19はスリーブ18よりも長く、各ケーブ
ルの超電導導体６も覆う長さを有している。ただし、金
属筒19は絶縁層７を覆う長さは有していない。このよう
な金属筒19の内部に半田20を流し込み、両ケーブルの超
電導導体６を電気的に接続する。超電導導体６は一般に
脆性材料であるため、この導体６の外周からスリーブで
圧着接続することは困難である。そのため、先にフォー
マ５のみを独立に圧着接続し、超電導導体６は半田20に
より接続することで両ケーブル３を強固かつ確実に接続
することができる。
を被せる。金属筒19はスリーブ18よりも長く、各ケーブ
ルの超電導導体６も覆う長さを有している。ただし、金
属筒19は絶縁層７を覆う長さは有していない。このよう
な金属筒19の内部に半田20を流し込み、両ケーブルの超
電導導体６を電気的に接続する。超電導導体６は一般に
脆性材料であるため、この導体６の外周からスリーブで
圧着接続することは困難である。そのため、先にフォー
マ５のみを独立に圧着接続し、超電導導体６は半田20に
より接続することで両ケーブル３を強固かつ確実に接続
することができる。
【００１５】また、金属筒19はＴ型のため、超電導ケー
ブル３と直交する方向にも筒状に伸延して開口部21が形
成されている。この開口部21に分岐導体16が導入され
る。金属筒19と分岐導体16との接続は圧着などにより行
えば良い。
ブル３と直交する方向にも筒状に伸延して開口部21が形
成されている。この開口部21に分岐導体16が導入され
る。金属筒19と分岐導体16との接続は圧着などにより行
えば良い。
【００１６】そして、この分岐導体16が真空容器15の外
部に絶縁フランジ22から引き出される。この分岐導体16
を通じて伝導により熱侵入があるが、分岐導体16を長く
することにより、この熱侵入を低減することができる。
さらに、外部に引き出された分岐導体16の端部には常電
導ケーブルと接続する端子23が固定される。自然エネル
ギーによる発電機からの電力供給は低圧であるため、常
電導ケーブル１（図１）と端子23との接続部における絶
縁は、絶縁テープを巻回するだけの簡単な施工でも十分
である。
部に絶縁フランジ22から引き出される。この分岐導体16
を通じて伝導により熱侵入があるが、分岐導体16を長く
することにより、この熱侵入を低減することができる。
さらに、外部に引き出された分岐導体16の端部には常電
導ケーブルと接続する端子23が固定される。自然エネル
ギーによる発電機からの電力供給は低圧であるため、常
電導ケーブル１（図１）と端子23との接続部における絶
縁は、絶縁テープを巻回するだけの簡単な施工でも十分
である。
【００１７】一方、真空容器内に導入されたケーブル端
部における断熱管は、内管９と外管11とを溶接などで封
じ切る。真空容器15におけるケーブルの挿入部の断面構
造を図４に示す。図示のように、超電導ケーブルの防食
層12は真空容器のフランジ24に突き当たるところで切断
され、ケーブルにおける断熱管より内周の構成部材が真
空容器内に導入されている。内管９と外管11とを封じ切
れば、断熱管の最端部で断熱層の効果が機能しなくなる
が、断熱管の端部を真空容器内に挿入しておくことによ
り、容器のフランジ24から断熱管の端部までの間で温度
勾配を設けることができ、超電導ケーブルに対する断熱
効果を発揮することができる。
部における断熱管は、内管９と外管11とを溶接などで封
じ切る。真空容器15におけるケーブルの挿入部の断面構
造を図４に示す。図示のように、超電導ケーブルの防食
層12は真空容器のフランジ24に突き当たるところで切断
され、ケーブルにおける断熱管より内周の構成部材が真
空容器内に導入されている。内管９と外管11とを封じ切
れば、断熱管の最端部で断熱層の効果が機能しなくなる
が、断熱管の端部を真空容器内に挿入しておくことによ
り、容器のフランジ24から断熱管の端部までの間で温度
勾配を設けることができ、超電導ケーブルに対する断熱
効果を発揮することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明接続構造に
よれば、極低温の超電導ケーブルと常温の常電導ケーブ
ルとを接続する分岐構造を得ることができる。この分岐
構造は簡易な構成で、冷却効果を低減させることもな
い。従って、自然エネルギーによる発電機からの電力を
超電導ケーブルに一括集約する際の分岐部に最適であ
る。
よれば、極低温の超電導ケーブルと常温の常電導ケーブ
ルとを接続する分岐構造を得ることができる。この分岐
構造は簡易な構成で、冷却効果を低減させることもな
い。従って、自然エネルギーによる発電機からの電力を
超電導ケーブルに一括集約する際の分岐部に最適であ
る。
【図1】複数の発電機から常電導ケーブルを介して超電
導ケーブルに電力を集約する送電経路の説明図である。
導ケーブルに電力を集約する送電経路の説明図である。
【図2】超電導ケーブルの構造を示す断面図である。
【図3】本発明分岐構造の断面図である。
【図4】真空容器におけるケーブルの挿入部の断面図で
ある。
ある。
１ 常電導ケーブル ２ 交流／直流変換器 ３ 超電
導ケーブル ４ 直流／交流変換器 ５ フォーマ ６ 超電導導体
７ 絶縁層 ８ クッション層 ９ 内管 10 真空断熱層 11 外
管 12 防食層 15 真空容器 16 分岐導体 17 鋼心 18 スリーブ
19 金属管 20 半田 21 開口部 22 絶縁フランジ 23 端子
24 フランジ
導ケーブル ４ 直流／交流変換器 ５ フォーマ ６ 超電導導体
７ 絶縁層 ８ クッション層 ９ 内管 10 真空断熱層 11 外
管 12 防食層 15 真空容器 16 分岐導体 17 鋼心 18 スリーブ
19 金属管 20 半田 21 開口部 22 絶縁フランジ 23 端子
24 フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 露木 和彦 東京都中央区銀座六丁目15番１号 電源開 発株式会社内 (72)発明者 鷲田 栄 東京都中央区銀座六丁目15番１号 電源開 発株式会社内 Ｆターム(参考） 5E051 KA01 KB01 5E085 BB01 CC01 DD01 EE11 HH01 JJ03 5G321 AA01 AA04 AA05 AA06 BA01 BA05 CB08
Claims (2)
- 【請求項1】 フォーマの外周に超電導導体を具える超
電導ケーブルから常電導の分岐導体を引き出す超電導ケ
ーブルの分岐構造であって、 接続される超電導ケーブルが突き合わせて容器内に挿入
され、 超電導ケーブルのフォーマ内に鋼心を挿入して圧着スリ
ーブでフォーマを接続し、接続されたフォーマおよび接
続する超電導導体を金属筒に挿入して金属筒内に半田を
流し込んで超電導導体を接続し、 前記分岐導体が金属筒に連結されて容器の外部に引き出
されていることを特徴とする直流超電導ケーブルの分岐
構造。 - 【請求項2】 断熱管を具える超電導ケーブルから常電
導の分岐導体を引き出す超電導ケーブルの分岐構造であ
って、 前記超電導ケーブルと常電導の分岐導体とは容器内で連
結され、 容器内部の断熱管の端部を封じ切り、容器内に挿入され
る断熱管の長さで温度勾配を設けて超電導ケーブルの断
熱性能を維持するよう構成したことを特徴とする超電導
ケーブルの分岐構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170296A JP2001006837A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 直流超電導ケーブルの分岐構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170296A JP2001006837A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 直流超電導ケーブルの分岐構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001006837A true JP2001006837A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15902343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11170296A Pending JP2001006837A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 直流超電導ケーブルの分岐構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001006837A (ja) |
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| EP1453142A2 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Terminal structure of direct electric current superconducting cable and DC superconducting cable line |
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| JP2009043626A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導ケーブルの接続構造 |
| JP2010521796A (ja) * | 2007-03-21 | 2010-06-24 | エヌコーテー ケーブルス ウルテラ アクティーゼルスカブ | 終端装置 |
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-
1999
- 1999-06-16 JP JP11170296A patent/JP2001006837A/ja active Pending
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