(57)【要約】【課題】液体冷媒の漏出を検知可能な超電導ケーブル線路を提供する。【解決手段】超電導導体層を備える導体部と、前記導体部を収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルと、布設状態にある前記超電導ケーブルの鉛直下方に配置され、前記断熱管から漏れ出た前記液体冷媒を貯留する貯液部と、前記貯液部に配置される温度センサ部と、前記温度センサ部からの情報に基づいて前記液体冷媒の漏出を判定する判定部を有する制御部とを備え、前記貯液部は、上向きに開放されており、前記超電導ケーブルが布設される構造物よりも小さな比熱を有する材料からなる超電導ケーブル線路。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導導体層を備える導体部と、前記導体部を収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルと、
布設状態にある前記超電導ケーブルの鉛直下方に配置され、前記断熱管から漏れ出た前記液体冷媒を貯留する貯液部と、
前記貯液部に配置される温度センサ部と、
前記温度センサ部からの情報に基づいて前記液体冷媒の漏出を判定する判定部を有する制御部とを備え、
前記貯液部は、
上向きに開放されており、
前記超電導ケーブルが布設される構造物よりも小さな比熱を有する材料からなる超電導ケーブル線路。
【請求項２】
前記制御部は、前記貯液部の温度と、前記超電導ケーブルの周囲環境の温度との温度差を演算する温度差演算部を有し、
前記判定部は、前記温度差と閾値との比較結果に基づいて、前記液体冷媒の漏出を判定する請求項１に記載の超電導ケーブル線路。
【請求項３】
前記超電導ケーブルの長手方向に離間して配置される複数の前記温度センサ部を備え、
前記制御部は、前記判定部が前記液体冷媒の漏出が有るとの判定に用いた前記温度センサ部の位置情報に基づいて、前記液体冷媒の漏出箇所を特定する位置特定部を有する請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブル線路。
【請求項４】
前記貯液部は、比熱が４２０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）以下の金属からなる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超電導ケーブル線路。
【請求項５】
前記貯液部は、前記構造物の床面に配置される底部と、前記底部から立設される側壁部と、上向きに開口する開口部とを有する容器部材である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超電導ケーブル線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超電導ケーブル線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルの一つとして、超電導導体層を備えるケーブルコアと、上記ケーブルコアを収納すると共に液体窒素が充填される真空断熱管とを備える超電導ケーブルがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３９５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体窒素等の液体冷媒の漏出を検知可能な超電導ケーブル線路が望まれている。
【０００５】
液体窒素等の液体冷媒を用いる超電導ケーブルでは、地絡やその他の外傷事故等によって、液体冷媒を充填している断熱管が損傷して、損傷箇所から液体冷媒がケーブル外に漏れることが考えられる。例えば、超電導ケーブルが、管路や、管路に所定の間隔で設けられたマンホールといった構造物に布設される場合を考える。管路やマンホールが例えばコンクリートからなる場合、これらの表面温度や内部の雰囲気温度は、通常、常温程度である。常温とは例えば２０±１５℃が挙げられる。また、コンクリート製の管路内やマンホール内では温度変化も生じ難い。このような管路やマンホールの床面等に、上述の断熱管の損傷箇所から漏れ出た液体冷媒が落下して接すると、上記液体冷媒が瞬時に気化し、体積が爆発的に増加することが懸念される。そのため、液体冷媒の漏出を速やかに検知できることが望まれる。また、ケーブル外に漏れ出た液体冷媒をできる限り液状に保持することが望まれる。
【０００６】
特許文献１は、光ファイバを真空断熱管の内管直上又はその近傍に配置することを開示する。上記光ファイバは、温度センサや歪みセンサとして機能する。この構成では、仮に光ファイバが損傷したり、断線したりすると、真空断熱管を解体して新たな光ファイバを内管の外周に配置する必要がある。そのため、上述の液体冷媒の漏出を検知するセンサの点検や交換等も行い易いことが望まれる。
【０００７】
そこで、本開示は、液体冷媒の漏出を検知可能な超電導ケーブル線路を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の超電導ケーブル線路は、
超電導導体層を備える導体部と、前記導体部を収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルと、
布設状態にある前記超電導ケーブルの鉛直下方に配置され、前記断熱管から漏れ出た前記液体冷媒を貯留する貯液部と、
前記貯液部に配置される温度センサ部と、
前記温度センサ部からの情報に基づいて前記液体冷媒の漏出を判定する判定部を有する制御部とを備え、
前記貯液部は、
上向きに開放されており、
前記超電導ケーブルが布設される構造物よりも小さな比熱を有する材料からなる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の超電導ケーブル線路は、液体冷媒の漏出を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１の超電導ケーブル線路を示す機能ブロック図である。
【図２】実施形態１の超電導ケーブル線路に備えられる超電導ケーブルの概略構成を示す断面図である。
【図３】試験例２において、試料Ｎｏ．１の冷媒の蒸発速度及び積算蒸発量の推移を示すグラフ、及び試料Ｎｏ．１００の冷媒の蒸発速度及び積算蒸発量の推移を示すグラフである。
【図４】図３のグラフにおいて、０ｍｉｎから５．０ｍｉｎまでの範囲を拡大して示すグラグである。
【図５】試験例２において、試料Ｎｏ．１における貯液部と液体冷媒との界面の温度差の推移を示すグラフ、及び試料Ｎｏ．１０１におけるマンホールと液体冷媒との界面の温度差の推移を示すグラフである。
【図６】図５のグラフにおいて、０ｍｉｎから５．０ｍｉｎまでの範囲を拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係る超電導ケーブル線路は、
超電導導体層を備える導体部と、前記導体部を収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管とを備える超電導ケーブルと、
布設状態にある前記超電導ケーブルの鉛直下方に配置され、前記断熱管から漏れ出た前記液体冷媒を貯留する貯液部と、
前記貯液部に配置される温度センサ部と、
前記温度センサ部からの情報に基づいて前記液体冷媒の漏出を判定する判定部を有する制御部とを備え、
前記貯液部は、
上向きに開放されており、
前記超電導ケーブルが布設される構造物よりも小さな比熱を有する材料からなる。
【００１２】
本開示の超電導ケーブル線路は、超電導ケーブルに備えられる断熱管が損傷して、断熱管の損傷箇所から液体冷媒が漏れ出ても、液体冷媒の漏出を速やかに（例、１分未満）、かつより確実に検知できる。また、本開示の超電導ケーブル線路は、断熱管の漏出箇所から漏出した液体冷媒（以下、漏出液と呼ぶことがある）の気化量を低減できる。いわば、漏出液を液状に保持し易い。このような超電導ケーブル線路は、漏出液の急激な気化による爆発的な体積増加に起因して、超電導ケーブルの損傷が拡大することを防止できると期待される。また、超電導ケーブルが布設される管路やマンホール等の構造物の損傷を防止できると期待される。
【００１３】
詳しくは、本開示の超電導ケーブル線路では、上向きに開放された貯液部が超電導ケーブルの鉛直下方に配置される。断熱管の損傷箇所から漏れ出た液体冷媒がその自重によって落下すると、貯液部は上記液体冷媒（漏出液）を確実に受け止められる。貯液部の上方が閉鎖されていないからである。また、貯液部の温度は、通常、超電導ケーブルの周囲環境の温度（以下、周囲温度と呼ぶことがある）と同様に常温程度である。しかし、漏出液に接することで、貯液部の温度が低下し、液体冷媒に近い温度になる。漏出液の一部が気化し、貯液部は気化熱の発生によっても熱を奪われる。そのため、貯液部の温度はより低下し易い。貯液部に配置される温度センサ部は、このような貯液部の温度変化に基づく温度情報を検知する。判定部は、上記温度情報に基づいて液体冷媒の漏出の有無を判定する。
【００１４】
特に、貯液部の構成材料の比熱は上述の構造物の構成材料の比熱よりも小さい。そのため、上述の漏出液等に接した貯液部の温度は、液体冷媒に近い温度に速やかに変化できる。その結果、温度センサ部は、液体冷媒の漏出発生から極めて初期に、上述の貯液部の温度変化に基づく温度情報を検知できる。制御部にコンピュータを利用すれば、制御部は、上記温度情報に基づいて液体冷媒の漏出の有無を速やかに判定できる。このような超電導ケーブル線路は、液体冷媒の漏出を速やかに検知できる。
【００１５】
また、上述のように貯液部の温度が液体冷媒に近い温度に速やかに変化することで、貯液部は漏出液を液状に保持し易くなる。そのため、貯液部の温度は、液体冷媒に近い温度に確実に低下する。従って、温度センサ部は、上述の貯液部の温度変化に基づく温度情報をより確実に検知できる。ひいては、判定部は、液体冷媒の漏出をより確実に判定できる。また、貯液部が漏出液を液状に保持できることで、漏出液の気化による体積増加に起因して構造物の内部圧力が急上昇することがない。そのため、上記内部圧力の急上昇によって構造物が圧壊することもない。
【００１６】
更に、貯液部が上向きに開放されている。そのため、貯液部内で漏出液の一部が気化しても、気化したガスは、貯液部から構造物内に拡散できる。いわば、貯液部は、気化したガスを逃がし易いように鉛直上方が開放された部材である。また、貯液部は、超電導ケーブルの外周を囲む筒部材のような閉鎖空間を形成する部材ではない。このような貯液部では、漏出液の気化による体積増加に起因して、貯液部の内部圧力が急上昇することがない。そのため、上記内部圧力の急上昇によって貯液部が破損することもない。
【００１７】
加えて、本開示の超電導ケーブル線路は、超電導ケーブル自体とは独立して、貯液部、温度センサ部、制御部といった漏出検知機構を備える。本開示の超電導ケーブル線路は、超電導ケーブル自体に温度センサ部等を備えていない。このような超電導ケーブル線路は、上述した真空断熱管の内管近傍に光ファイバを備える場合に比較して、上述の漏出検知機構の点検や交換等を容易に行える。従って、本開示の超電導ケーブル線路は、液体冷媒の漏出を適切に検知できる。
【００１８】
（２）本開示の超電導ケーブル線路の一例として、
前記制御部は、前記貯液部の温度と、前記超電導ケーブルの周囲環境の温度との温度差を演算する温度差演算部を有し、
前記判定部は、前記温度差と閾値との比較結果に基づいて、前記液体冷媒の漏出を判定する形態が挙げられる。
【００１９】
上記形態は、液体冷媒の漏出判定に、貯液部の温度と周囲温度との温度差を利用する。このような形態は、液体冷媒の漏出をより確実に検知できる。上述のように貯液部の温度は上述の漏出液等に接することで常温程度である周囲温度よりも低下する。その結果、上記温度差が大きな値となることで、誤判定をし難いからである。
【００２０】
（３）本開示の超電導ケーブル線路の一例として、
前記超電導ケーブルの長手方向に離間して配置される複数の前記温度センサ部を備え、
前記制御部は、前記判定部が前記液体冷媒の漏出が有るとの判定に用いた前記温度センサ部の位置情報に基づいて、前記液体冷媒の漏出箇所を特定する位置特定部を有する形態が挙げられる。
【００２１】
上記形態は、超電導ケーブルの長手方向の任意の位置で液体冷媒の漏出が発生しても、漏出箇所の位置を速やかに特定できる。従って、上記形態は、事後対処を速やかに行える。
【００２２】
（４）本開示の超電導ケーブル線路の一例として、
前記貯液部は、比熱が４２０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）以下の金属からなる形態が挙げられる。
【００２３】
上記形態における貯液部は、比熱が非常に小さい金属からなる。このような貯液部は、上述の漏出液を受け取ると、液体冷媒に近い温度に速やかに低下する。従って、上記形態は、液体冷媒の漏出をより速く検知できる。また、貯液部が金属からなるため、強度にも優れる。
【００２４】
（５）本開示の超電導ケーブル線路の一例として、
前記貯液部は、前記構造物の床面に配置される底部と、前記底部から立設される側壁部と、上向きに開口する開口部とを有する容器部材である形態が挙げられる。
【００２５】
上記形態における貯液部は、上述の漏出液を保持可能な形状である。そのため、上記形態は、上記漏出液をより確実に貯留できる。
【００２６】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を意味する。
【００２７】
［実施形態１］
図１，図２を参照して、実施形態１の超電導ケーブル線路１を説明する。
図１は、実施形態１の超電導ケーブル線路１の概略構成及び機能ブロック図を示す。図１では、分かり易いように後述する漏出検知機構を誇張して示す。
図２は、実施形態１の超電導ケーブル線路１に備えられる超電導ケーブル１Ｃの一例であって、超電導ケーブル１Ｃの軸方向に直交する平面で切断した横断面図である。
【００２８】
（概要）
実施形態１の超電導ケーブル線路１は、交流送電路や直流送電路といった電力線路に利用されるものである。超電導ケーブル線路１は、管路８０やマンホール８１といった構造物８に布設される超電導ケーブル１Ｃを主体とする。超電導ケーブル１Ｃは、超電導導体層１２を備える導体部１０と、導体部１０を収納すると共に液体冷媒２５が充填される断熱管２とを備える（図２）。
【００２９】
実施形態１の超電導ケーブル線路１は、更に、地絡やその他の外傷事故等によって断熱管２が損傷して、断熱管２の損傷箇所２ｘから液体冷媒２５が漏れ出た場合に、この漏出を検知可能な構成を備える。詳しくは、超電導ケーブル線路１は、以下の貯液部３と、温度センサ部４と、制御部５とを有する漏出検知機構を備える。貯液部３は、断熱管２の損傷箇所２ｘから漏れ出た液体冷媒（漏出液２６）を貯留する部材である。貯液部３は、上向きに開放されており、筒体のように閉鎖されていない。このような貯液部３は、布設状態にある超電導ケーブル１Ｃの鉛直下方に配置される。温度センサ部４は、貯液部３に配置される。制御部５は、温度センサ部４からの情報に基づいて液体冷媒２５の漏出を判定する判定部５１を有する。特に、貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃが布設される構造物８よりも小さな比熱を有する材料（以下、低比熱材料と呼ぶことがある）からなる。
【００３０】
以下、まず、図２を参照して、超電導ケーブル１Ｃの一例を簡単に説明する。次に、図１を参照して漏出検知機構を詳細に説明する。
【００３１】
（超電導ケーブル）
超電導ケーブル線路１に備えられる超電導ケーブル１Ｃは、公知の構成のものを利用できる。本例の超電導ケーブル１Ｃは、低温絶縁型ケーブルである。低温絶縁型ケーブルは、図２に例示するように、超電導導体層１２と共に液体冷媒２５に冷却される電気絶縁層１３（後述）が設けられるケーブルコア１００を備える。本例の超電導ケーブル１Ｃは、一つのケーブルコア１００が一つの断熱管２に収納された単心ケーブルである。
【００３２】
〈ケーブルコア〉
本例のケーブルコア１００は、中心から順にフォーマ１１、超電導導体層１２、電気絶縁層１３、外側導電層１４、保護層１５を同軸状に備える。ケーブルコア１００では、主として、フォーマ１１及び超電導導体層１２が導体部１０をなす。
【００３３】
フォーマ１１は、超電導導体層１２を支持する部材である。本例のフォーマ１１は中実体である。上記中実体は、複数の素線を撚り合せた撚線、又は複数の撚線を更に撚り合せた撚り合せ体等が挙げられる。上記素線は、銅等の金属といった常電導材料からなる線材の外周に絶縁被覆を備える被覆線が挙げられる。その他のフォーマ１１として中空体が挙げられる。上記中空体は、ステンレス鋼等の金属からなる管体等が挙げられる。中空のフォーマ１１では、その内部空間を液体冷媒２５の流路に利用できる。
【００３４】
超電導導体層１２は、フォーマ１１の外周に、複数の超電導線材が巻回されてなる線材層を１層以上備えることが挙げられる。超電導線材は、酸化物超電導体を備えるテープ状線材が挙げられる。具体的には、Ｂｉ２２２３等のビスマス酸化物系銀シース線材やＲＥ１２３等の希土類酸化物系薄膜線材等が挙げられる。線材の使用数や線材層の数は適宜選択できる。複数の線材層を備える場合には、線材層間に絶縁紙等を巻回した層間絶縁層（図示せず）を備えてもよい。フォーマ１１と超電導導体層１２との間に介在層（図示せず）を備えてもよい。介在層は、超電導導体層１２の機械的保護（クッション性の向上）や地絡電流の分流等の目的に応じて設けるとよい。
【００３５】
電気絶縁層１３は、電気絶縁材料で構成される。電気絶縁層１３は、超電導導体層１２とその外部との電気的絶縁を確保する。外側導電層１４は、超電導材料及び常電導材料の少なくとも一方で構成される。外側導電層１４は、電界遮蔽や接地に利用される。保護層１５は、その内側に位置する部材、特に超電導材料を含む層（例、超電導導体層１２）を機械的に保護する。このような保護層１５は電気絶縁材等で構成される。電気絶縁層１３、外側導電層１４、保護層１５の構成材料や形成方法等は、公知の材料、公知の技術等を利用できる。
【００３６】
〈断熱管〉
本例の断熱管２は、真空断熱管である。詳しくは、断熱管２は、内管２ｉと、内管２ｉの外周に設けられる外管２ｏとを有する二重管であり、内管２ｉと外管２ｏの間に真空断熱層を備える。本例の内管２ｉの内部空間は、ケーブルコア１００を収納する空間と、液体冷媒２５が充填される空間とを形成する。液体冷媒２５は、代表的には内管２ｉ内を流通する。内管２ｉ，外管２ｏは、ステンレス鋼等の金属からなるコルゲート管等が挙げられる。断熱管２は、内管２ｉと外管２ｏの間にスーパーインシュレーションといった断熱材（図示せず）を備えると、より高い断熱性を有する。
【００３７】
断熱管２（外管２ｏ）の外側には、代表的にはビニルやポリエチレン等の防食材料からなる防食層２４を備える。
【００３８】
〈液体冷媒〉
液体冷媒２５は、超電導導体層１２や外側導電層１４に備えられる超電導体を冷却して、超電導状態に維持する機能を有する。液体冷媒２５には、この機能を有する各種の液体を利用できる。上述の酸化物超電導体を備える場合の液体冷媒２５の代表例として、液体窒素が挙げられる。その他、液体水素、液体ヘリウム等が挙げられる。
【００３９】
〈布設状態〉
図１は、超電導ケーブル１Ｃが構造物８に布設された状態を例示する。本例の構造物８は、管路８０と、管路８０に対して所定の間隔で設けられる複数のマンホール８１とを備える。本例の超電導ケーブル１Ｃは、管路８０及び複数のマンホール８１が形成する連続した内部空間に連続して配置される。代表的には、超電導ケーブル１Ｃは、支持架台（図示せず）によって支持される。この支持によって、超電導ケーブル１Ｃは、管路８０の床面８ｆ及び各マンホール８１の床面８ｆに実質的に接しない。そのため、超電導ケーブル１Ｃと床面８ｆとの間には隙間が設けられる。超電導ケーブル１Ｃ自体の鉛直下方の領域は、床面８ｆに対向する。なお、図１では、構造物８が分かり易いように構造物８を太実線で示す。また、図１では、構造物８の大半が地中９に埋設され、マンホール８１の開口部近傍が地表から露出された状態を例示する。
【００４０】
管路８０やマンホール８１の代表的な形状は、四角筒状、円筒状等が挙げられる。また、床面８ｆは、平面の他、円筒面といった曲面であることが挙げられる。マンホール８１の開口部は通常、蓋によって塞がれる。その結果、構造物８の内部空間は、実質的に閉空間である。
【００４１】
構造物８の構成材料は、代表的には、コンクリート（比熱：１０５０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））が挙げられる。その他、管路８０の構成材料として、鉄や鋼（比熱：４６０〜５００Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）程度）、樹脂（例、炭素繊維強化プラスチックでは比熱：１２００〜１３００J／（ｋｇ・Ｋ））等が挙げられる。
【００４２】
（漏出検知機構）
〈貯液部〉
《概要》
構造物８に布設された超電導ケーブル１Ｃに備えられる断熱管２が損傷し、損傷箇所２ｘから液体冷媒２５が漏れ出ることが考えられる。漏れ出た液体冷媒２５（漏出液２６）は自重によって構造物８の床面８ｆに向かって落下する。貯液部３は漏出液２６を受け取り、貯留する部材である。この目的から、貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃと構造物８の床面８ｆとの間に設けられる。貯液部３の上方は開放されている。また、貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃにおける少なくとも鉛直下方の領域に対向して設けられる。このような形状及び配置によって貯液部３は、漏出液２６をより確実に受け取れる。本例のように貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃの全長に亘って設けられることが好ましい。断熱管２の損傷は断熱管２の長手方向の任意の箇所で生じ得るからである。
【００４３】
《形状》
貯液部３は、図１に例示するように容器部材であることが挙げられる。上記容器部材は、構造物８の床面８ｆに配置される底部３０と、底部３０から立設される側壁部３１と、上向きに開口する開口部３２とを有することが挙げられる。また、容器状の貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃの鉛直下方の領域に開口部３２が向き合うように配置されることが挙げられる。開口部３２が上向きに配置されることで、貯液部３は、断熱管２の損傷箇所２ｘから落下してきた漏出液２６を確実に受け止められる。また、容器状の貯液部３であれば、漏出液２６を確実に保持して、漏出液２６を貯留できる。図１の紙面左側のマンホール８１に配置される貯液部３は、漏出液２６を貯留する状態を例示する。更に、開口部３２が上向きに配置されることで、貯液部３内で漏出液２６の一部が気化しても、気化したガスは、貯液部３の開口部３２から構造物８内に拡散できる。そのため、貯液部３は、漏出液２６の気化による体積増加に起因して圧壊することが無い。このことからも、貯液部３は、漏出液２６を適切に貯留できる。
【００４４】
容器状の貯液部３として、図１に例示するように、底部３０が平板状であり、側壁部３１が底部３０の周縁に立設されるものが挙げられる。このような貯液部３では、開口部３２の平面面積と底部３０の平面面積とが実質的に同等であり、大きな開口部３２を有するといえる。そのため、貯液部３は、断熱管２の損傷箇所２ｘからの漏出液２６をより確実に受け取り易い。また、このような貯液部３は、形状が単純であり製造性に優れる。更に、このような貯液部３は、構造物８の床面８ｆに安定して配置し易く、漏出液２６を安定して保持できる。その他の容器状の貯液部３として、底部３０と側壁部３１とが連続する曲面で形成されたもの（図示せず）、例えば半円筒状の樋材等が挙げられる。側壁部３１が底部３０に対して実質的に直交した構成（図１）の他、側壁部３１が底部３０に対して非直交に交差した構成としてもよい。例えば、開口部３２の平面面積が底部３０の平面面積よりも大きくなるように、側壁部３１を底部３０から開口部３２に向かって傾斜させることが挙げられる。
【００４５】
その他、貯液部３は構造物８の床面８ｆに配置される平板状の部材（図示せず）であることが挙げられる。例えば、超電導ケーブル線路１は複数の貯液部３を備え、複数の貯液部３のうち、一部の貯液部３が上述の容器部材であり、他部の貯液部３が平板部材であることが挙げられる。この場合に、二つの容器状の貯液部３によって、一つの平板状の貯液部３を挟むようにこれらの貯液部３を配置することが挙げられる。この配置により、容器状の貯液部３の側壁部３１を平板状の貯液部３の側壁部としても利用できる。又は、床面８ｆの全面を覆うように平板状の貯液部３を設け、この貯液部３を底板とし、構造物８の内周壁面を側壁とする容器状とすることが考えられる。いずれの場合も、上向きに開放された貯液部３とすることができる。
【００４６】
《大きさ》
貯液部３は、構造物８に布設された超電導ケーブル１Ｃにおける平面積、長さ、幅と同等以上の平面積、長さ、幅を有することが好ましい。超電導ケーブル１Ｃの全長に亘って貯液部３を備えられるからである。ここでの超電導ケーブル１Ｃの平面積とは、構造物８に布設された状態の超電導ケーブル１Ｃを鉛直上方から水平面に投影したときの面積とする。ここでの超電導ケーブル１Ｃの長さとは、上記平面積における超電導ケーブル１Ｃの軸方向に沿った長さとする。ここでの超電導ケーブル１Ｃの幅とは、上記平面積における上記軸方向に直交方向の大きさとする。通常、上記超電導ケーブル１Ｃの幅は、超電導ケーブル１Ｃのケーブル径に実質的に等しい。このような超電導ケーブル１Ｃの長さと幅との積は上記平面積に相当する。
【００４７】
例えば、貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃの全長と同じ長さを有する一つの部材であることが挙げられる。又は、例えば、超電導ケーブル線路１は複数の貯液部３を備え、これらの貯液部３の合計長さが超電導ケーブル１Ｃの全長と同等程度であることが挙げられる。複数の貯液部３を備える場合、一つの長い貯液部３を備える場合に比較して、各貯液部３の長さを短くできる。そのため、貯液部３の搬送作業性や構造物８への布設作業性に優れて好ましい。
【００４８】
複数の貯液部３を備える場合、各貯液部３の長さは、上述の布設作業性等を考慮して選択するとよい。全ての貯液部３の長さが等しくてもよいし、長さが異なる貯液部３を含んでもよい。一つの貯液部３の長さが長いほど、貯液部３同士の継ぎ目の個数を少なくできる。その結果、上記継ぎ目からの漏出液２６の漏出を防止し易い。一つの貯液部３の長さが短いほど、上述の布設作業性等に優れる。図１では、複数の貯液部３を備えると共に、長さが異なる貯液部３を備える場合を例示する。管路８０は、長手方向に分割された複数の要素を接続して構築されることが多い。そこで、各貯液部３の長さは、管路８０を構成する各要素の長さに対応させた長さとしてもよい。この場合、管路８０を構成する要素同士を接続する際に、各要素に配置した貯液部３同士を接続することが挙げられる。このように管路８０の構築と、複数の貯液部３の配置及び接続とを同時に行うと、作業性に優れる。この場合、超電導ケーブル１Ｃは、接続された複数の貯液部３の上方に布設するとよい。
【００４９】
また、複数の貯液部３を備える場合、各貯液部３の幅は、超電導ケーブル１Ｃの幅以上であれば、全ての貯液部３の幅が等しくてもよいし、幅が異なる貯液部３を含んでもよい。一つの貯液部３の幅が大きいほど、漏出液２６が構造物８の床面８ｆに接することを防止できる。例えば、床面８ｆの幅と同等程度の幅を有する貯液部３を含んでもよい。超電導ケーブル線路１が超電導ケーブル１Ｃ同士を接続する中間接続部（図示せず）を備える場合には、中間接続部の幅以上の幅を有する貯液部３を含んでもよい。
【００５０】
貯液部３が容器部材である場合、貯液部３の容積は、漏出液２６の貯留量に応じて適宜選択するとよい。貯留量は、液体冷媒２５の漏出の検知以降、超電導ケーブル１Ｃに対策を施すまでの間に生じ得る漏出量に応じて設定することが挙げられる。複数の貯液部３を備える場合、全ての貯液部３の容積が等しくてもよいし、容積が異なる貯液部３を含んでもよい。容積と上述の平面積（長さ及び幅）とに応じて、貯液部３の深さを選択するとよい。
【００５１】
貯液部３は、上述のように構造物８の床面８ｆと実質的に等しい大きさを有することが挙げられる。複数の貯液部３を備える場合、各貯液部３の幅を床面８ｆの幅と同等とし、各貯液部３の長さを調整すれば、これらの貯液部３の合計平面積は床面８ｆの平面積と実質的に等しくすることができる。
【００５２】
《配置状態》
貯液部３は、上述のように超電導ケーブル１Ｃ自体の鉛直下方に配置される。この配置状態を鉛直上方から平面視すると、貯液部３の幅と超電導ケーブル１Ｃの幅とが同じ場合には、貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃに重複するため見えない。貯液部３の幅が超電導ケーブル１Ｃの幅（ケーブル径）よりも大きい場合には、貯液部３は、超電導ケーブル１Ｃの径方向外方に突出した部分を有する。
【００５３】
複数の貯液部３を備える場合、隣り合う貯液部３の継ぎ目から漏出液２６が漏出することを防止することが好ましい。図１に例示するように隣り合う貯液部３間に隙間が生じないように、複数の貯液部３を設けることが好ましい。上記隙間を無くす手法として、上記継ぎ目を溶接したり、上記継ぎ目をテープ材で覆ったりすることが挙げられる。
【００５４】
構造物８の床面８ｆに高低差がある場合には、例えば、以下のように貯液部３を設けることが挙げられる。高い段に配置される貯液部３の端部と、隣り合う低い段に配置される貯液部３の端部とを超電導ケーブル１Ｃの長手方向に重複させる。この配置状態では、両貯液部３は超電導ケーブル１Ｃの鉛直下方に配置されると共に、隣り合う貯液部３の端部は上下に重なり合う。そのため、両貯液部３間に隙間が実質的に生じない。超電導ケーブル１Ｃの長手方向に複数の貯液部３が隙間なく、連続して設けられた状態とすることができる。この場合の貯液部３の合計長さは、超電導ケーブル１Ｃよりも長い。
【００５５】
《材質》
貯液部３は、低比熱材料からなるものとする。このような貯液部３は、漏出液２６に接すると、熱を奪われ易い。漏出液２６の一部が気化した場合には気化熱の発生によっても貯液部３の熱が奪われ易い。そのため、低比熱材料からなる貯液部３は、液体冷媒２５に近い温度に速やかに変化する。その結果、以下の効果が得られる。
（１）上述の温度変化を利用して、制御部５は液体冷媒２５の漏出の有無を速やかに判定できる。
（２）上記温度変化によって、貯液部３は漏出液２６を液状に保持し易くなる。
（３）漏出液２６が液状に保持されると、貯液部３の温度低下が確実に生じる。そのため上述の漏出の有無の判定をより確実にできる。
（４）漏出液２６の気化に伴う体積増加に起因して、超電導ケーブル１Ｃの損傷が拡大したり、構造物８が損傷したりすること等を防止できる。
【００５６】
低比熱材料の比熱は、構造物８の構成材料の比熱よりも低いほど好ましい。貯液部３が漏出液２６等に接してから液体冷媒２５に近い温度に達する時間を短くできるからである。その結果、液体冷媒２５の漏出を速やかに、かつより確実に検知できるからである。更に、貯液部３が漏出液２６を液状に保持できるからである。定量的には、低比熱材料の比熱は、例えば、構造物８の構成材料の比熱の５０％以下、更に４０％以下であることが挙げられる。
【００５７】
低比熱材料の具体例として、比熱が４２０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）以下の金属が挙げられる。このような金属として、銅（３７９）、錫（２２６）、亜鉛（３８３）、及びこれらの合金等が挙げられる。上記に列記した金属の比熱（括弧内の数値参照）は、構造物８の構成材料の一例であるコンクリートの比熱（１０５０）の５０％以下である。更に、上記列挙した金属の比熱はコンクリートの比熱の４０％以下であり、非常に低い。又は、上記列記した金属の比熱は、構造物８の構成材料の別例である鉄や各種の鋼（４６０〜５００程度）の比熱よりも低い。そのため、上記列挙した金属からなる貯液部３は、上述の液体冷媒２５に近い温度に達する時間を短くできる。また、このような貯液部３を備えることによって、液体冷媒２５の漏出を速やかに、かつより確実に検知できる。更に、この貯液部３は、漏出液２６を液状に保持できる。この段落において、括弧内の数値はいずれも、常温（ここでは２０℃）、常圧（ここでは約１０１．３ｋＰａ）における比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））を示す。
【００５８】
更に、金属からなる貯液部３では、以下の効果を奏する。
（１）強度に優れて長期に亘り損傷し難い。容器状の貯液部３は所定の形状を維持し易い。そのため、貯液部３の損傷や変形に起因する交換の頻度を低くできる。
（２）所定の形状に成形し易く、製造性に優れる。例えば、容器状の貯液部３は、金属板にプレス加工や深絞り加工等の各種の塑性加工を施すことで容易に製造できる。又は、容器状の貯液部３は、所定の形状の鋳型を用いて鋳造することで容易に製造できる。
（３）複数の貯液部３を備える場合、隣り合う貯液部３を実質的に隙間無く接合できる。接合には、溶接やハンダ接合等が利用できる。その他、隣り合う貯液部３間の隙間を無くすように、両貯液部３の接触箇所に適宜な曲げ加工を施すこと等も行える。
【００５９】
《断熱部》
貯液部３と構造物８の床面８ｆとの間に断熱部（図示せず）を備えてもよい。断熱部を備えることで、貯液部３が金属といった比較的熱伝導率が高い材料からなる場合でも、床面８ｆから貯液部３への侵入熱を低減し易い。その結果、貯液部３が保持している漏出液２６を液状に維持し易い。断熱部の構成材料は、発泡樹脂、無機繊維材、その他木材等が挙げられる。発泡樹脂は、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、フェノールフォーム等が挙げられる。無機繊維材は、グラスウール、ロックウール、セルローズファイバー等が挙げられる。断熱部の構成材料の熱伝導率は、構造物８の構成材料にもよるが、例えば０．５Ｗ／ｍＫ以下が挙げられる。
【００６０】
断熱部は、貯液部３の外周面に沿った内周形状を有し、貯液部３の外周面を囲むように設けられることが挙げられる。このような断熱部は、貯液部３の外周面との接触面積が大きく断熱効果を高め易い。また、このような断熱部は、貯液部３を安定して保持できる。断熱部は貯液部３を安定して構造物８の床面８ｆに設置可能な形状であることが好ましい。貯液部３から漏出液２６が漏れ出ることを防止できるからである。例えば、断熱部は、容器状の貯液部３を収納可能な凹部を備えると共に、床面８ｆに沿った設置面を有することが挙げられる。その他、断熱部には、ネット状の断熱材やシート状の断熱材を利用できる。
【００６１】
〈温度センサ部〉
貯液部３には、貯液部３の温度を測定できるように温度センサ部４が設けられる。容器状の貯液部３では、底部３０に接して温度センサ部４を配置することが挙げられる。以下の理由により、液体冷媒２５の検知をより一層速やかに行い易いからである。
（１）底部３０は、側壁部３１に比較して、漏出液２６に直接接触する確率が高い。そのため、底部３０では、漏出液２６の接触による温度変化が側壁部３１よりも先に行われ易い。
（２）底部３０に配置された温度センサ部４は漏出液２６に直接接触する可能性がある。このことからも底部３０に温度センサ４を配置すると検知し易い。
【００６２】
温度センサ部４には、常温程度から液体窒素といった液体冷媒２５に近い温度までの温度範囲を測定可能なものが利用できる。また、温度センサ部４には、測定情報を電気信号として制御部５に入力可能なものが利用できる。公知のデジタル温度センサを利用できる。
【００６３】
図１に例示するように複数の貯液部３を備える場合には、各貯液部３が温度センサ部４を備えることが挙げられる。一つの貯液部３が比較的長い場合等では、一つの貯液部３に対して、その長手方向に離間して複数の温度センサ部４を備えてもよい。
【００６４】
温度センサ部４は、代表的には、貯液部３の温度を常時測定するように構成することが挙げられる。また、温度センサ部４は、温度情報を随時、制御部５に入力するように構成することが挙げられる。温度情報は、有線（本例）又は無線によって制御部５に出力されることが挙げられる。
【００６５】
〈制御部〉
制御部５は、温度センサ部４からの情報に基づいて、断熱管２の損傷箇所２ｘから液体冷媒２５の漏出が生じているか否かを判定する判定部５１を有する。このような制御部５には、コンピュータを利用できる。上記コンピュータは、代表的には、記憶部５４、比較部５５、演算部（例、後述の温度差演算部５３）、判定部５１、命令部（例、後述の警報発令部５６）等を備えるものが挙げられる。その他、制御部５には、表示装置（図示せず）、直接入力装置（図示せず）を接続することが挙げられる。表示装置や直接入力装置があると、作業者が確認や操作等を行い易い。表示装置は、入力内容や演算内容、判定結果、警報、後述する漏出箇所の配置位置の情報等を表示可能なもの（例、モニタ）が挙げられる。直接入力装置は、作業者による情報の直接入力が可能なもの（例、キーボード等）が挙げられる。
【００６６】
判定部５１が上述の液体冷媒２５の漏出を判定する場合、判定には、例えば以下の比較結果を用いることが挙げられる。
（ａ）貯液部３の実際の温度と閾値との比較結果を用いる。
（ｂ）貯液部３の実際の温度と超電導ケーブル１Ｃの周囲環境の温度（周囲温度）との温度差と閾値との比較結果を用いる。
いずれの場合も、例えば、制御部５は、温度センサ部４からの貯液部３の温度情報として、貯液部３の実際の温度に基づく情報（信号）が入力されるように構成することが挙げられる。また、閾値を予め設定して記憶部５４に保存しておき、比較部５５は記憶部５４から呼び出した閾値と上記実際の温度又は上記温度差とを比較するように構成することが挙げられる。
【００６７】
上述の（ａ）の場合には、上述の液体冷媒２５の漏出が有れば、低比熱材料からなる貯液部３の温度は漏出液２６等に接して液体冷媒２５に近い温度に速やかに低下する。そのため、判定部５１は、貯液部３の実際の温度が所定の閾値よりも小さい場合に液体冷媒２５の漏出が有ると判定するように構成することが挙げられる。
【００６８】
上述の（ｂ）の場合には、制御部５は、上述の貯液部３の温度と周囲温度との温度差を演算する温度差演算部５３を有することが挙げられる。また、判定部５１は、上記温度差が所定の閾値（例、１０℃）よりも大きい場合に液体冷媒２５の漏出が有ると判定するように構成することが挙げられる。上述のように液体冷媒２５の漏出が有れば、貯液部３の温度は液体冷媒２５に近い温度に速やかに低下する。そのため、貯液部３の温度と周囲温度との温度差は大きな値をとり易い。ひいては、上記温度差と閾値との差も大きくなり易い。従って、この形態は、誤判定が生じ難く、液体冷媒２５の漏出をより確実に判定できる。
【００６９】
制御部５が温度センサ部４からの温度情報を随時、入力する場合では、演算した温度差を経時的にみると、液体冷媒２５の漏出が無ければ、温度差は実質的にゼロである状態が継続される。液体冷媒２５の漏出があれば、温度差が急激に大きくなる。例えば、１０℃以上といった温度差が極短時間で発生する。そのため、制御部５は、温度差がある程度大きくなった段階で液体冷媒２５の漏出の注意を喚起する警告を表示するように表示装置を制御する構成としてもよい。
【００７０】
上述の周囲温度は、温度センサ部４２からの温度情報とすることが挙げられる。温度センサ部４２は、超電導ケーブル１Ｃが布設される構造物８に別途備えておくとよい。また、温度センサ部４２は、温度情報を所定の間隔で制御部５に入力するように構成することが挙げられる。上記所定の間隔とは、例えば２分間隔以下、更に１分間隔以下、３０秒間隔以下といった比較的短い間隔であることが挙げられる。温度差演算部５３は、温度センサ部４，温度センサ部４２からの温度情報を用いて、上述の温度差を演算するように構成することが挙げられる。この形態は、構造物８に備えられる温度センサ部４２によって、超電導ケーブル１Ｃの周囲温度を確実に測定できる。そのため、上記温度差をより確実に演算できる。この形態は、貯液部３に比較して、漏出液２６と接触し難く、温度変化が生じ難い構造物８の温度を基準とするからである。
【００７１】
又は、上述の周囲温度は、液体冷媒２５の漏出が生じていない正常時の貯液部３の温度を利用することが挙げられる。ここで、上記正常時、超電導ケーブル１Ｃの周囲環境の温度及び貯液部３の温度はいずれも、常温（代表的には２０℃±１５℃）程度である。そのため、上記正常時の貯液部３の温度は、超電導ケーブル１Ｃの周囲温度と見做せる。この形態では、制御部５は、貯液部３の実際の温度に基づく情報を記憶部５４に保存するように構成することが挙げられる。温度差演算部５３は、入力した温度センサ部４からの温度情報と、記憶部５４から呼び出した貯液部３の過去の温度情報（正常時の温度情報）とを用いて、上述の温度差を演算するように構成することが挙げられる。この形態は、温度センサ部４２を省略でき、構成部材が少ない。このような超電導ケーブル線路１は構築し易い。なお、図１では、温度センサ部４２を二点鎖線で仮想的に示す。
【００７２】
液体冷媒２５の漏出の検知に加えて、漏出箇所の位置、即ち断熱管２の損傷箇所２ｘの位置を特定できることが好ましい。損傷箇所２ｘの位置が分かれば、液体冷媒２５の流通停止等の事後対処を速やかに行えるからである。本例のように、超電導ケーブル１Ｃの長手方向に離間して配置される複数の温度センサ部４を備える場合に制御部５は、漏出箇所の位置を判定可能な構成を備えることが挙げられる。例えば、制御部５は、判定部５１が液体冷媒２５の漏出が有るとの判定に用いた温度センサ部４の位置情報に基づいて、液体冷媒２５の漏出箇所を特定する位置特定部５２を備えることが挙げられる。この場合、例えば、各温度センサ部４における超電導ケーブル１Ｃの長手方向に沿った配置位置を予め設定する。そして、超電導ケーブル１Ｃの一端側から順に、各温度センサ部４に番号を振り当てる。各温度センサ部４の番号と配置箇所の位置との関係を記憶部５４に記憶させる。位置特定部５２は上記関係を参照することで漏出箇所を特定するように制御部５を構成する。この構成により、複数の温度センサ部４のうち、判定部５１が液体冷媒２５の漏出が有るとの判定に用いた温度情報を出力した温度センサ部４の配置箇所を損傷箇所２ｘとして、容易に把握できる。
【００７３】
更に、液体冷媒２５の漏出を検知した場合に、作業者に漏出を報せる警報部６を備えることが挙げられる。警報部６を備えることで、作業者は液体冷媒２５の漏出を速やかに把握できる。その結果、液体冷媒２５の流通停止等の事後対処を速やかに行える。例えば、制御部５は液体冷媒２５の漏出が有ると判定した場合、警報部６に警報命令を出す警報発令部５６を備えることが挙げられる。警報部６は、視覚による確認が可能なもの、聴覚による確認が可能なもの等が挙げられる。視覚的な警報部６として、ランプ等の照明装置、警告文等を表示するモニタ等の表示装置が挙げられる。聴覚的な警報部６として、スピーカやブザー等の音声発生装置が挙げられる。
【００７４】
（液体冷媒の検知手順）
実施形態１の超電導ケーブル線路１において、液体冷媒２５の検知手順の一例を説明する。まず、液体冷媒２５の漏出の判定に、貯液部３の温度と周囲温度との温度差を用いる上述の（ｂ）の場合を説明する。
【００７５】
制御部５は、随時入力される温度センサ部４からの温度情報を記憶部５４に保存する。温度差演算部５３は、現在の温度情報と、記憶部５４から呼び出した過去の温度情報とを用いて、貯液部３の現在の温度と過去の温度との温度差を演算する（ステップＳ１）。過去の温度は、例えば、前回の判定に用いた温度としたり、所定時間内の温度を平均した値としたりすることが挙げられる。過去の温度を上述の平均温度とする場合、平均温度を演算するように制御部５の演算部を構成することが挙げられる。
【００７６】
構造物８に温度センサ部４２を備える場合には、温度差演算部５３は、温度センサ部４からの温度情報と、温度センサ部４２からの温度情報とを用いて、貯液部３の現在の温度と周囲温度との温度差を演算する。
【００７７】
比較部５５は、温度差演算部５３が演算した温度差と、記憶部５４から呼び出した閾値とを比較する（ステップＳ２）。
【００７８】
上記温度差が閾値よりも大きい場合、貯液部３の温度が低下しており、漏出液２６等との接触、即ち液体冷媒２５の漏出が有ると考えられる。従って、判定部５１は、この場合、液体冷媒２５の漏出が有ると判定する（ステップＳ３）。本例のように複数の温度センサ部４を備える場合には、温度センサ部４ごとに、上述の温度差を演算して閾値と比較し、液体冷媒２５の漏出の判定を行う。制御部５は、判定結果を表示するように表示装置に命令を出す（ステップＳ４）。作業者は、表示装置によって液体冷媒２５の漏出を把握したら、事後対処を速やかに行うとよい。
【００７９】
警報部６を備える場合、警報発令部５６は、警報部６に警報を出すように命令する。この工程は、上述の判定結果の表示命令と同時に行うことが挙げられる。警報を出すことで、作業者に喚起し易い。
【００８０】
位置特定部５２を備える場合、位置特定部５２は、液体冷媒２５の漏出が有るとの判定に用いた温度情報を出力した温度センサ部４の位置情報に基づいて配置箇所を特定する。制御部５は、温度センサ部４の配置位置の情報を表示するように表示装置に命令を出す。この表示により、作業者は、液体冷媒２５の漏出を感知した温度センサ部４の近傍に、断熱管２の損傷箇所２ｘがあることを速やかに把握できる。従って、事後対処を速やかに行える。
【００８１】
一方、上述の温度差が閾値以下であれば、上述の温度差が小さいといえる。この場合、貯液部３は常温程度に近く、液体冷媒２５の漏出が無いと考えられる。そのため、判定部５１は、液体冷媒２５の漏出が無いと判定する。この場合、上述の警報部６への警報指令を行わない。以下、ステップＳ１以降の手順を繰り返す。
【００８２】
液体冷媒２５の漏出の判定に、貯液部３の実際の温度と閾値との比較を用いる上述の（ａ）の場合には、上述の温度差演算部５３による温度差の演算工程を省略する。比較部５５は、現在の温度と、記憶部５４から呼び出した閾値とを比較する（ステップＳ２）。代表的には判定部５１は、現在の温度が閾値よりも小さい場合、液体冷媒２５の漏出が有ると判定する（ステップＳ３）。以降の手順は、上述の（ｂ）の場合と同様に行うとよい。
【００８３】
（主な効果）
実施形態１の超電導ケーブル線路１は、上述の特定の漏出検知機構（貯液部３、温度センサ部４、制御部５）を備える。そのため、超電導ケーブル線路１は、断熱管２の損傷箇所２ｘから液体冷媒２５が漏れ出ても、液体冷媒２５の漏出を速やかに、かつより確実に検知できる。超電導ケーブル線路１は、液体冷媒２５の漏出を直接検知するため、検知結果に対する信頼性にも優れる。
【００８４】
特に、貯液部３は、低比熱材料からなる。そのため、貯液部３は、漏出液２６の気化量を低減して漏出液２６を液状に保持し易い。この点からも、超電導ケーブル線路１は、液体冷媒２５の漏出を速やかに、かつより確実に検知できる。また、漏出液２６の気化量を低減できることで、超電導ケーブル１Ｃの損傷の拡大防止や構造物８の損傷防止も期待できる。漏出液２６の急激な気化による爆発的な体積増加を防止できるからである。更に、貯液部３は、上向きに開放される。そのため、仮に貯液部３内で漏出液の一部が気化しても、気化したガスを構造物８内に拡散できる。従って、漏出液２６の気化による体積増加に起因して貯液部３が圧壊することも防止できる。このことからも、貯液部３は漏出液２６を適切に保持できる。
【００８５】
実施形態１の超電導ケーブル線路１は、超電導ケーブル自体とは独立して漏出検知機構を備える。そのため、漏出検知機構の点検や交換等を容易に行える。このことからも、超電導ケーブル線路１は、液体冷媒２５の漏出を適切に検知できる。
【００８６】
［試験例１］
超電導ケーブルの断熱管から漏れ出た液体冷媒を容器状の貯液部で受け取る場合に、この貯液部の温度変化が１０℃になるまでの時間を以下のように試算した。また、上記貯液部の温度変化が１０℃になるまでの時間に漏出する液体冷媒の漏出量を以下のように試算した。
【００８７】
容器状の貯液部の仕様を以下に示す。比熱、密度は、２０℃における値である。
構成材料：銅（比熱：３７９Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、密度：８９６０ｋｇ／ｍ３）
形状：正方形状の底部を有する直方体状の箱体
寸法：箱体の底部における一辺の長さ＝３０００ｍｍ（＝３ｍ）、箱体の側壁部の高さ（容器の深さ）＝２０ｍｍ（＝０．０２ｍ）
液体冷媒は、液体窒素（気化熱：１９９ｋＪ／ｋｇ≒１６１ｋＪ／Ｌ）とする。「Ｌ」はリットルである。
【００８８】
上記貯液部の熱容量（ｋＪ／Ｋ）は、比熱と密度と体積との積で表される。具体的には、３７９×８９６０×（３×３×０．０２）≒６１１ｋＪ／Ｋである。温度変化量が１０Ｋであることから、上記貯液部に対して必要な吸熱量は、熱容量×温度変化量≒６１１０ｋＪである。液体窒素の気化熱から、上記吸熱量は、６１１０／１６１≒３８Ｌの窒素蒸発量に相当する。
【００８９】
例えば、断熱管の損傷箇所から液体窒素が漏出するときの最大漏出速度を１３５Ｌ／ｍｉｎと仮定すれば、貯液部の温度変化量が１０Ｋになるまでの時間は、３８／１３５≒０．２８分≒１６．９秒である。即ち、液体窒素が上述の速度で漏出すれば、１７秒程度で貯液部の温度が１０℃低下する。そのため、例えば貯液部の温度変化が１０℃に達したときに液体窒素の漏出を判定するように制御部を構成すれば、液体窒素の漏出を速やかに検知できるといえる。
【００９０】
なお、上述の最大漏出速度は、ケーブル長が３０００ｍの単心ケーブルの断熱管に液体窒素を流通しているときに、断熱管の一端から１０００ｍの地点に直径５ｍｍ〜２５ｍｍの貫通孔があいたと仮定して求めた値である。断熱管の内管径は１０７ｍｍとする。液体窒素の流速は６０Ｌ／ｍｉｎとする。液体窒素の密度は８１０ｋｇ／ｍ３とする。液体窒素の粘度係数は０．０００１３Ｐａ・ｓ＝０．０００１３Ｎ・（ｓ／ｍ２）とする。また、ここでは、超電導ケーブルの両端を冷却システムに接続し、超電導ケーブルの一端から他端に向かって冷却システムから液体窒素が循環供給される構成とする。ケーブルの入口圧力は０．５ＭＰａとする。冷却システムのリザーバ圧力は０．２ＭＰａ程度とする。
【００９１】
上記試験から、低比熱材料からなる貯液部を含む漏出検知機構を備える超電導ケーブル線路は、液体冷媒の漏出を速やかに検知できることが示された。ここでは１分未満、更に４５秒以内、更には３０秒以内で液体冷媒の漏出を検知できる。
【００９２】
［試験例２］
貯液部の有無による液体冷媒の蒸発速度及び積算蒸発量の相違をシミュレーションにより評価した。ここでは、蒸発速度及び積算蒸発量を評価する試料Ｎｏ．１，Ｎｏ．１０１は、実際に製造したものではなく、解析モデルである。解析モデルは、シミュレーションソフトウェア上で構築した積層構造体であり、各層の厚さ、構成材料、比熱等のパラメータを以下のように設定したものである。シミュレーションには、市販のソフトウェア（Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ社製のＭＡＴＬＡＢ）を使用した。
【００９３】
（試料Ｎｏ．１）
試料Ｎｏ．１の積層構造体は、下から上に向かって順に、土壌、マンホール、貯液部、液体冷媒のそれぞれに相当する部材を積層したものである。以下、単に、土壌、マンホール、貯液部、液体冷媒という。マンホールの構成材料は、コンクリートに設定する。貯液部の構成材料は、銅に設定する。液体冷媒は、液体窒素に設定する。
【００９４】
以下、各層の厚さ、熱伝導率、比熱、及び密度の設定値を示す。
土壌：厚さ１０００ｍｍ、熱伝導率０．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱１７００Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、密度１３４０ｋｇ／ｍ３
マンホール（コンクリート）：厚さ２００ｍｍ、熱伝導率２．５６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱１０５０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、密度２３００ｋｇ／ｍ３
貯液部（銅）：厚さ２０ｍｍ、熱伝導率３７９Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱３７９Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、密度９８００ｋｇ／ｍ３
液体冷媒（液体窒素）：熱伝導率０．００７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱２０４０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、密度８００ｋｇ／ｍ３
【００９５】
（試料Ｎｏ．１０１）
試料Ｎｏ．１０１の積層構造体は、貯液部を備えていない点を除いて、試料Ｎｏ．１と同様の構成である。即ち、試料Ｎｏ．１０１は、下から上に向かって順に、土壌、マンホール（コンクリート）、液体冷媒（液体窒素）のそれぞれに相当する部材を積層したものである。各層の厚さ、熱伝導率、比熱、及び密度は、試料Ｎｏ．１の設定値と同じ値に設定する。
【００９６】
（蒸発速度の評価、積算蒸発量の評価）
各試料について、単位面積当たりの液体冷媒の蒸発速度（Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）の推移を以下のように求めた。また、蒸発速度と経過時間との積から積算蒸発量（Ｌ／ｍ２）を求めた。
【００９７】
各試料における蒸発速度の推移（経時的な変化）は、各層の厚さ、熱伝導率、比熱、及び密度と、貯液部と液体冷媒との間の沸騰熱伝達特性（Ｎｏ．１）、又はマンホールと液体冷媒との間の沸騰熱伝達特性（Ｎｏ．１０１）とを用いて求める。
試料Ｎｏ．１の蒸発速度の推移は、貯液部から液体冷媒に侵入する熱量を用いて算出する。
試料Ｎｏ．１０１の蒸発速度は、マンホールから液体冷媒に侵入する熱量を用いて算出する。
各試料の蒸発速度は、土壌、マンホール、及び貯液部の初期設定温度を２７℃（３００Ｋ）とし、液体冷媒の初期設定温度を−１９６℃（７７Ｋ）とし、液体冷媒が無限に有ると仮定して求める。
ここでの液体冷媒が無限に有るとは、蒸発しても減少しないということである。
【００９８】
結果を図３，図４のグラフに示す。図３，図４のグラフの横軸は、時間（ｍｉｎ）を示し、左側の縦軸は蒸発速度（Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）を示し、右側の縦軸は積算蒸発量（Ｌ／ｍ２）を示す。図３，図４のグラフにおいて太実線は、試料Ｎｏ．１の蒸発速度を示し、太破線は試料Ｎｏ．１の積算蒸発量を示す。また、細実線は試料Ｎｏ．１０１の蒸発速度を示し、細破線は試料Ｎｏ．１０１の積算蒸発量を示す。図４のグラフは、図３のグラフにおいて、０ｍｉｎから５．０ｍｉｎまでの範囲の時間を拡大して示す。
【００９９】
（界面の温度差の評価）
試料Ｎｏ．１では、貯液部と液体冷媒との界面の温度差の推移を求めた。
試料Ｎｏ．１０１では、マンホールと液体冷媒との界面の温度差の推移を求めた。
各試料における界面の温度差の推移（経時的な変化）は、上述の蒸発速度の算出方法と同様の仮定で算出する。即ち、土壌、マンホール、及び貯液部の初期設定温度を２７℃（３００Ｋ）とし、液体冷媒の初期設定温度を−１９６℃（７７Ｋ）とし、液体冷媒が無限に有るとの仮定の下で求める。
【０１００】
結果を図５，図６のグラフに示す。図５，図６のグラフの横軸は、時間（ｍｉｎ）を示し、縦軸は界面の温度差（Ｋ）を示す。図５，図６のグラフにおいて太実線は試料Ｎｏ．１の界面の温度差を示し、細実線は試料Ｎｏ．１０１の界面の温度差を示す。図６のグラフは、図５のグラフにおいて、０ｍｉｎから５．０ｍｉｎまでの範囲の時間を拡大して示す。
【０１０１】
（評価結果）
試料Ｎｏ．１の蒸発速度は、図３のグラフに示すように、試験開始（０ｍｉｎ）の直後に急上昇し、その後、極短時間で急激に低下すると、非常に小さい値をとる。詳しくは、図４のグラフに示すように試料Ｎｏ．１の蒸発速度は、約０．５ｍｉｎの時点で最大に達し、約０．５ｍｉｎ経過後、急激に低下する。試料Ｎｏ．１の蒸発速度は、０．５ｍｉｎから１．０ｍｉｎまでの０．５ｍｉｎ程度の間に０．５（Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）以下になり、約２．０ｍｉｎの時点までに０．１（Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）以下になった。試験終了（１８０ｍｉｎ）の時点で、試料Ｎｏ．１の蒸発速度は、実質的に０（Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）であった（図３）。
【０１０２】
試料Ｎｏ．１の積算蒸発量は、図３のグラフに示すように、試験開始（０ｍｉｎ）からある程度の量に達すると、以降の変化が非常に小さい。詳しくは、図４のグラフに示すように、試料Ｎｏ．１の積算蒸発量は約０．５ｍｉｎまでの間に５（Ｌ／ｍ２）程度に達している。試料Ｎｏ．１の積算蒸発量は、０．５ｍｉｎ経過後、経時的に極少量ずつ増加するものの、試験終了（１８０ｍｉｎ）の時点で、６（Ｌ／ｍ２）未満であった（図３）。
【０１０３】
以上のことから、試料Ｎｏ．１では、極短時間で、液体冷媒の気化を抑制できて、液体冷媒を液体状に維持し易いことが分かる。
【０１０４】
一方、試料Ｎｏ．１０１の蒸発速度は、試験開始（０ｍｉｎ）の直後に急上昇し、約０．２ｍｉｎの時点で最大に達した後、緩やかに低下する（図４）。試験終了（１８０ｍｉｎ）の時点では、試料Ｎｏ．１０１の蒸発速度は、０．７（Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）程度であった（図３）。他方、試料Ｎｏ．１０１の積算蒸発量は、試験開始から経時的に右肩上がりに増加し、試験終了（１８０ｍｉｎ）まで増加し続けて、２００（Ｌ／ｍ２）超に達した（図３）。
【０１０５】
これらのことから、試料Ｎｏ．１０１では、試験開始から試験終了までの間に、液体冷媒の気化を実質的に抑制できず、液体冷媒を液体状に維持できないことが分かる。
【０１０６】
図５のグラフに示すように、試料Ｎｏ．１における貯液部と液体冷媒との界面の温度差は、試験開始（０ｍｉｎ）の直後に急激に小さくなり、以降、変化が小さい。詳しくは、図６のグラフに示すように、試料Ｎｏ．１の上記温度差は、約０．５ｍｉｎの時点で５Ｋ以下になると、０．５ｍｉｎ経過後、緩やかに小さくなっており、約４ｍｉｎの時点で１Ｋ以下になった。試験終了（１８０ｍｉｎ）の時点で、試料Ｎｏ．１の上記温度差は０．１５Ｋ以下であった。試料Ｎｏ．１の上記温度差をこのように極短時間で極めて小さくでき、経時的に上記温度差が小さい状態を維持できた理由の一つとして、貯液部の構成材料の比熱が非常に小さいことが考えられる。
【０１０７】
一方、試料Ｎｏ．１０１におけるコンクリートと液体冷媒との界面の温度差は、試験開始（０ｍｉｎ）から試験終了（１８０ｍｉｎ）までの間、比較的緩やかに低下する（図５）。
試料Ｎｏ．１０１の上記温度差は、試験終了（１８０ｍｉｎ）の時点で、２０Ｋ以上であった。試料Ｎｏ．１０１の上記温度差が長時間に亘って大きい状態が維持されて、上記温度差を小さくできなかった理由の一つとして、コンクリートの比熱が非常に大きいことが考えられる。
【０１０８】
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．１０１とを対比すれば、低比熱材料からなる貯液部を備えることで、超電導ケーブルから液体冷媒が漏出しても、極短時間で、液体冷媒の気化を抑制できて、液体冷媒を液体状に維持し易いといえる。また、このような貯液部に温度センサ部を設けておけば、液体冷媒の漏出を速やかに、かつより確実に検知できるといえる。
【０１０９】
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、以下の少なくとも一つの変更が可能である。
（１）超電導ケーブルが、液体冷媒に含浸されない電気絶縁層を備える常温絶縁型ケーブルである。この場合、仮に断熱管から液体冷媒が漏れ出ても、断熱管の外周を覆う電気絶縁層によって、液体冷媒の気化をある程度抑制できると期待される。
（２）超電導ケーブルが、複数のケーブルコアを一つのケーブル断熱管に備える多心ケーブルである。
【符号の説明】
【０１１０】
１  超電導ケーブル線路
１Ｃ  超電導ケーブル
１０  導体部
１００  ケーブルコア、１１  フォーマ、１２  超電導導体層、１３  電気絶縁層
１４  外側導電層、１５  保護層
２  断熱管、２ｉ  内管、２ｏ  外管、２ｘ  損傷箇所
２４  防食層、２５  液体冷媒、２６  漏出液
３  貯液部、３０  底部、３１  側壁部、３２  開口部
４，４２  温度センサ部
５  制御部、５１  判定部、５２  位置特定部、５３  温度差演算部
５４  記憶部、５５  比較部、５６  警報発令部
６  警報部
８  構造物、８０  管路、８１  マンホール、８ｆ  床面
９  地中
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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