[发明专利]超导电缆的终端连接部

说明书

技术领域

本发明涉及将具有骨架和超导导体层的电缆缆芯收纳于隔热管内而形成的超导电缆的终端连接部。

背景技术

以往，已知将在极低温度下变成超导状态的超导线材用作导体的超导电缆。超导电缆作为能够低损耗地输送大电流的电力电缆而备受期待，并朝向实用化对超导电缆进行开发。

图2中示出超导电缆的一个例子。图2所示的超导电缆10是在隔热管12内收纳有一芯的电缆缆芯11的单芯型超导电缆。

电缆缆芯11由骨架111、超导导体层112、电绝缘层113、超导屏蔽层114、普通导电屏蔽层115、保护层116等构成。通过在骨架111上呈螺旋状地缠绕多根超导线材来形成超导导体层112。同样地，通过在电绝缘层113上呈螺旋状地缠绕多根超导线材来形成超导屏蔽层114。

形成超导导体层112及超导屏蔽层114的超导线材具有例如在带状的金属基板上依次形成中间层、超导层、保护层而成的层状结构。作为构成超导层的超导体，存在例如在液态氮温度(大气压下-196℃)以上表现为超导的RE系超导体(RE：稀土类元素)。特别地，以化学式YBa₂Cu₃O_7-y所表示的钇系超导体(以下，Y系超导体)为代表。

隔热管12具有由内管121和外管122构成的双重环结构。在内管121和外管122之间，夹设有多层隔热层(超级隔热)123，且被抽真空。并且，外管122的外周被聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯等的防腐蚀层124包覆。

在超导电缆10正常运转时，液态氮等制冷剂在内管121的内部循环，在极低温度状态下，送电电流流过超导导体层112。

对将这样的超导电缆10和电力设备等实际系统连接的部位，实施使用终端连接部的末端处理。在终端连接部，超导电缆10的端部收纳于成为低温部的低温容器，并经由电流导线与成为常温部的实际系统连接。

超导电缆10在组装施工时和保养检查时从常温冷却至液态氮温度，或从液态氮温度升温至常温。在这样的热循环下，公知的是电缆缆芯11以超导电缆长度的大约0.3%进行热伸缩。

在终端连接部，在电缆缆芯11与电流导线连接而难以在长度方向移动的情况下，当电缆缆芯11产生热伸缩时会对超导电缆10施加局部的应力。进而，构成超导导体层112或超导屏蔽层114的超导线材产生压曲等，使超导电缆10的性能显著地降低。

因此，在专利文献1中，利用编组线等具有挠性的连接端子(挠性连接端子)连接超导导体层和电流导线，由此来吸收热伸缩。另外，提出了如下技术：通过在终端连接部内对超导电缆设置伸缩补偿（offset），或使终端连接部能够在超导电缆的长度方向滑动，来吸收电缆缆芯的热伸缩。

另外，在其他的现有的超导电缆的终端装置中，设有：轨道，其用于使收纳超导电缆的终端部的低温容器能够沿着超导电缆的延长线上移动；和驱动用马达，其用于使低温容器沿轨道移动，通过根据超导电缆的热伸缩对低温容器的移动进行控制，来防止热伸缩所导致的超导电缆的局部应力的产生(例如，参照专利文献2)。

另外，在其他的超导电缆的终端装置中，利用编组线等具有挠性的连接端子(挠性连接端子)来连接超导导体层和电流导线，由此来吸收热伸缩(例如，参照专利文献1)。

另外，在其他的超导电缆的终端装置中，经由大致L字状的挠性导体而与超导送电电缆的超导导体的终端部连接，并将沿竖直方向引出的引出导体上下分割，并且，在分割后的两个引出导体的一个连结部形成接收孔，另一个连结部能够沿竖直方向插入接收孔，并能够在接收孔的内部滑动，由此实现引出导体的热伸缩的吸收(例如，参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-140912号公报

专利文献2：日本特许第3181490号公报

专利文献3：日本特许第4550699号公报

发明所要解决的课题

发明内容

但是，在专利文献1中记载的、利用挠性连接端子连接超导导体层和电流导线的方法中，不仅能够吸收的热伸缩量小，而且若对电缆缆芯施加扭曲则挠性连接端子也会扭曲，因此不能有效地缓和对超导电缆的局部的应力集中。

在终端连接部内对超导电缆设置伸缩补偿的方法中，为了充分地吸收热伸缩而需要大的伸缩补偿，从而导致终端连接部显著大型化。