(57)【要約】【課題】絶縁破壊時に生じ得るアーク放電による損傷を低減できる超電導ケーブルを提供する。【解決手段】超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有するケーブルコアと、前記ケーブルコアを収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に設けられ、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第一の複合層とを備える超電導ケーブル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有するケーブルコアと、
前記ケーブルコアを収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、
前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に設けられ、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第一の複合層とを備える超電導ケーブル。
【請求項２】
超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有する複数のケーブルコアと、
前記複数のケーブルコアを一括して収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、
少なくとも一部が隣り合う前記ケーブルコア間に介在され、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第二の複合層とを備える超電導ケーブル。
【請求項３】
前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に設けられ、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第一の複合層を備える請求項２に記載の超電導ケーブル。
【請求項４】
前記複合層における前記ケーブルコアに近い領域における前記耐熱布の割合が、前記複合層における前記ケーブルコアから遠い領域における前記耐熱布の割合よりも大きい請求項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。
【請求項５】
前記複合層は、１枚以上の前記耐熱紙と、１枚以上の前記耐熱布とが交互に積層されてなる交互層を含む請求項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。
【請求項６】
抵抗接地系統に用いられる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超電導ケーブル。
【請求項７】
前記耐熱紙及び前記耐熱布の少なくとも一方は、アラミド繊維を含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の超電導ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超電導ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、地絡時に超電導ケーブル自体に生じ得るアーク放電の対策として、ケーブルコアの接地層の外周に耐アーク層を備えることを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１０９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁破壊時に生じ得るアーク放電に起因して、超電導ケーブルが損傷することを低減することが望まれる。
【０００５】
例えば、地絡時、即ち絶縁破壊時にアーク放電が生じて断熱管に達すると、断熱管に孔があく等の溶損が生じる。断熱管に大きな孔があくと、この孔からケーブル外に液体冷媒が大量に漏出したり、液体冷媒が気化した気化ガスが大量に流出したりして、ケーブル外部に悪影響を及ぼすことが考えられる。従って、上記溶損といった断熱管の損傷を小さくすること、好ましくは無くすことで、ケーブル外部に及ぼす悪影響を低減することが望まれる。
【０００６】
特許文献１に記載される三心一括型ケーブルのような一つの断熱管に複数のケーブルコアが収納された多心一括型のケーブルでは、地絡から短絡に移行する可能性がある。短絡電流は大電流であり、超電導ケーブルの損傷も大きいため、短絡を防止することが求められる。
【０００７】
そこで、本開示は、絶縁破壊時に生じ得るアーク放電による損傷を低減できる超電導ケーブル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】
本開示に係る超電導ケーブルは、
超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有するケーブルコアと、
前記ケーブルコアを収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、
前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に設けられ、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第一の複合層とを備える。
【０００９】
本開示に係る別の超電導ケーブルは、
超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有する複数のケーブルコアと、
前記複数のケーブルコアを一括して収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、
少なくとも一部が隣り合う前記ケーブルコア間に介在され、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第二の複合層とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の超電導ケーブルは、絶縁破壊時に生じ得るアーク放電による損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１の超電導ケーブルの概略を示す横断面図である。
【図２】実施形態２の超電導ケーブルの概略を示す横断面図である。
【図３】実施形態３の超電導ケーブルの概略を示す横断面図である。
【図４】実施形態４の超電導ケーブルの概略を示す横断面図である。
【図５】実施形態５の超電導ケーブルの概略を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本開示の実施形態の説明］
以下、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は、
超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有するケーブルコアと、
前記ケーブルコアを収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、
前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に設けられ、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第一の複合層とを備える。
前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に複合層を備える具体例として、ケーブルコアの最外層として複合層を備える形態、ケーブルコアの外周を囲むように複合層が配置される形態（絶縁破壊が生じていない通常時において、複合層の内面の一部がケーブルコアに非接触である部分を有していてもよい）、断熱管の内面に接するように複合層を備える形態等が挙げられる。
この超電導ケーブルは、一つの断熱管に一つのケーブルコアを備える単心ケーブルであることが挙げられる。
【００１３】
本開示の超電導ケーブルは、耐熱紙と耐熱布との双方を含む複合層を備えることで、以下に説明するように、地絡時、即ち絶縁破壊時にアーク放電が生じても、このアーク放電による断熱管の損傷を小さくして、ケーブル外部に及ぼす悪影響を低減できる。
【００１４】
上記ケーブルコアに絶縁破壊が生じると、高電位である超電導導体層とゼロ電位である接地層との間でアーク放電が生じ得る。アーク放電が生じると、ケーブルコアの絶縁破壊点（地絡点）近傍に位置する構成部材、例えば接地層を含む導体だけでなく絶縁紙等が焼損して気化したり、上記絶縁破壊点近傍の液体冷媒が気化したりする。この気化時の体積膨張によって複合層の内圧が瞬時に上昇して、気化ガスが導体側から絶縁破壊箇所を通って断熱管側に流出しようとする。アークは、この気化ガスの流れに乗じて断熱管側に向かって放出され易い。そのため、気化ガスにおける断熱管側に向かう流れを絶縁破壊点から離れる方向、例えばケーブルコアの表面に沿った方向等に分散できればアーク放電による断熱管の溶損を低減できると考えられる。
【００１５】
ここで、耐熱布は、織り目や編み目等によって不可避的に生じる隙間を有することで熱伝導性に劣るため、アーク放電に起因する熱を断熱管側に伝わり難くすることに寄与すると考えられる。但し、上記隙間は、上述の気化ガスが断熱管側に向かう経路になり得る。耐熱布の構成繊維同士が互いに固定されておらず、織り目や編み目等の隙間が広がった場合には、気化ガスが更に断熱管側に流れ易い。そのため、断熱管の損傷防止対策として、仮に耐熱布のみの積層体を接地層の外周に設けることを考えると、上述の気化ガスにおける断熱管側への流れの阻止に必要な上記積層体の厚さが非常に厚くなる。その結果、ケーブル外径が非常に大きくなり、布設環境等に応じた許容寸法の範囲を超える可能性がある。ケーブル外径が大き過ぎることで、ケーブルの製造性の低下や曲げ等の機械的特性の低下も招く。
【００１６】
一方、耐熱紙は、その構成繊維同士が緻密な状態で互いに固定されているため、上記隙間を実質的に有しておらず、上述の気化ガスにおける断熱管側への流れを阻止して、流れ方向を耐熱紙の表面に沿った方向に変更することに寄与すると考えられる。但し、耐熱紙は耐熱布よりも熱を伝え易く、アーク放電に起因する熱で焼損し易い。そのため、断熱管の損傷防止対策として、仮に耐熱紙のみの積層体を設けることを考えると、一般に紙は布より薄いため、ケーブルに適用可能な現実的な厚さとすることが難しい。また、同じ厚さの積層体を紙のみで形成する場合は、布で形成する場合よりも積層数が多くなり易く、この点から製造性に劣る。紙を厚くすれば柔軟性が損なわれて、ケーブルコアの外周や、断熱管の内面に対して変形させて積層させ難くなる。この点から製造性に劣る上に曲げ等の機械的特性にも劣る。
【００１７】
本開示の超電導ケーブルに備えられる複合層は、上述の気化ガスの流出を阻止し難いが熱を伝え難い耐熱布と、熱を伝え易いが気化ガスの流出を阻止し易い耐熱紙との双方を含むことで、複合層の積層方向に耐熱布と耐熱紙とを分散して存在させられる。また、耐熱紙によって気化ガスにおける断熱管側に向かう流れを例えば耐熱紙の表面に沿った方向に変えられる。つまり上記気化ガスの流れを分散できる。更に、耐熱布によって耐熱紙への熱伝達を低減して、耐熱紙が焼損して孔があくまでの時間を長くし易くなる。結果として耐熱紙の熱損傷を低減できる。この紙と布との両者の作用を奏する複合層を備えることで、本開示の超電導ケーブルは、絶縁破壊時にアーク放電による断熱管の溶損を低減できる。
【００１８】
また、耐熱布と耐熱紙との複合層は、布及び紙のいずれか一方のみの積層体に比較して、形成し易く製造性に優れる上に、製造コストも低減できる。曲げ等の機械的特性にも優れる。布のみとしないことで複合層を過度に厚くする必要が無い上に、紙のみとしないことで紙の積層数を少なくし易いからである。更に、製造過程では耐熱布によって耐熱紙を機械的に保護できる。この段落に記載の効果は、後述する（２）の超電導ケーブルも同様に奏する。
【００１９】
（２）本開示の別の態様に係る超電導ケーブルは、
超電導導体層と、前記超電導導体層の外周に電気絶縁層を介して設けられる接地層とを有する複数のケーブルコアと、
前記複数のケーブルコアを一括して収納すると共に液体冷媒が充填される断熱管と、
少なくとも一部が隣り合う前記ケーブルコア間に介在され、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第二の複合層とを備える。
【００２０】
本開示の超電導ケーブルは、多心一括型のケーブルであるものの、耐熱紙と耐熱布との双方を含む複合層の少なくとも一部が隣り合うケーブルコア間に介在されることで、以下に説明するように地絡から短絡に移行することを防止できる。絶縁破壊が生じたケーブルコアに上述のように気化ガスが生じると、この気化ガスは隣り合う別のケーブルコアの接地層側に向かって流れようとする。上記複合層を備えることで、耐熱紙によって上記気化ガスの流れを例えば耐熱紙の表面に沿った方向に変えられて分散できると共に、耐熱布によって耐熱紙の熱損傷を低減できるからである。
【００２１】
（３）第二の複合層を備える上記（２）の超電導ケーブルの一例として、
前記ケーブルコアの外周と前記断熱管の内周との間に設けられ、耐熱紙と、耐熱布とが積層されてなる第一の複合層を備える形態が挙げられる。
【００２２】
上記形態は、隣り合うケーブルコア間に加えて、ケーブルコアと断熱管との間にも複合層を備えるため、上述の（１）の超電導ケーブルと同様に、絶縁破壊時にアーク放電による断熱管の溶損を低減できる。
【００２３】
（４）本開示の超電導ケーブルの一例として、
前記複合層における前記ケーブルコアに近い領域における前記耐熱布の割合が、前記複合層における前記ケーブルコアから遠い領域における前記耐熱布の割合よりも大きい形態が挙げられる。
【００２４】
ケーブルコアに絶縁破壊が生じると、複合層におけるケーブルコアに最も近い箇所及びその近傍は瞬時に焼損し、この焼損箇所からある程度離れた領域には、断熱管側又は隣り合う別のケーブルコアの接地層側に向かう気化ガスに乗じて、継続するアークが到達し得る。上記形態は、複合層におけるケーブルコアに近い領域（以下、近接領域と呼ぶことがある）に耐熱布が相対的に多く、遠い領域（以下、遠方領域と呼ぶことがある）に耐熱紙が相対的に多いことで、耐熱紙によって上記の気化ガスの流れ方向を変え易く、上記気化ガスをより分散し易いと期待される。また、近接領域に耐熱布が相対的に多いことで近接領域の熱損傷を低減し易いと期待される。
【００２５】
（５）本開示の超電導ケーブルの一例として、
前記複合層は、１枚以上の前記耐熱紙と、１枚以上の前記耐熱布とが交互に積層されてなる交互層を含む形態が挙げられる。
【００２６】
上記形態は、交互層を備えるため、耐熱紙による効果、即ち気化ガスが断熱管側又は隣り合う別のケーブルコアの接地層側に向かう流れ方向を変更して、上記気化ガスを分散する効果と、耐熱布による耐熱紙の熱損傷の低減効果とを交互に得られる。従って、上記形態は、気化ガスに乗じてアークが断熱管側又は別のケーブルコアの接地層側に向かうことをより低減し易い。上記形態は、上記（４）の形態と組み合わせると、上述の気化ガスの分散効果を更に得易いと期待される。
【００２７】
（６）本開示の超電導ケーブルの一例として、
抵抗接地系統に用いられる形態が挙げられる。
【００２８】
送電系統が抵抗接地系である場合、例えば日本国では送電電圧が１５４ｋＶ以下の送電系統である場合、地絡電流は１ｋＡ級であり、直接接地系に比較して地絡電流値が格段に小さい。そのため、上述のケーブルコアの外周と断熱管の内周との間に第一の複合層を備える形態では、絶縁破壊時に生じるアーク放電による断熱管の損傷をより低減し易い。地絡電流値によっては断熱管の溶損自体を防止できると期待される。上述の多心一括型のケーブルであり、隣り合うケーブルコア間に第二の複合層を備える形態では、地絡から短絡への移行を防止し易いと期待される。
【００２９】
（７）本開示の超電導ケーブルの一例として、
前記耐熱紙及び前記耐熱布の少なくとも一方は、アラミド繊維を含む形態が挙げられる。
【００３０】
アラミド繊維を含む耐熱紙や耐熱布として市販品を利用でき、複合層の構成材料を容易に入手できるため、上記形態は、製造し易い。
【００３１】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図中、同一符号は、同一名称物を示す。
図１〜図５は、超電導ケーブル１Ａ〜１Ｅをその軸方向に直交する平面で切断した横断面図である。
図１〜図５に示す複合層３において、耐熱紙３１，耐熱布３２が分かり易いように強調して示す。また、耐熱紙３１，耐熱布３２の配置状態は例示であり、適宜変更できる。
【００３２】
［実施形態１］
図１を参照して、実施形態１の超電導ケーブル１Ａを説明する。
（全体構成）
超電導ケーブル１Ａは、超電導導体層１２と、超電導導体層１２の外周に電気絶縁層１３を介して設けられる接地層１４とを有するケーブルコア１０と、コア１０を収納すると共に液体冷媒４が充填される断熱管２とを備える。ケーブルコア１０は、代表的に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、接地層１４、保護層１５を備える。断熱管２は、内管２１と外管２２とを備える真空断熱管である。この例の超電導ケーブル１Ａは、一つの断熱管２に一つのケーブルコア１０を備える単心ケーブルである。また、この例の超電導ケーブル１Ａは、超電導導体層１２と電気絶縁層１３との双方が断熱管２に収納されて、液体窒素等の液体冷媒４で冷却される低温絶縁型のケーブルである。超電導ケーブル１Ａの基本的構成は、従来の超電導ケーブルを参照できる。
【００３３】
実施形態１の超電導ケーブル１Ａは、更に、ケーブルコア１０の外周と断熱管２の内周との間に設けられる複合層３（３Ａ、第一の複合層）を備える。複合層３は、耐熱紙３１と耐熱布３２とが積層されてなる。この複合層３は、地絡時、即ち絶縁破壊時にケーブルコア１０にアーク放電及び気化ガスが生じた際に上記気化ガスにおける断熱管２側に向かう流れ方向を変えて気化ガスを分散させることで、上記アーク放電に起因する超電導ケーブル１Ａの損傷を小さくすることに寄与する。以下、まず、ケーブルコア１０及び断熱管２を簡単に説明し、その後、複合層３を詳細に説明する。
【００３４】
（ケーブルコア）
〈フォーマ〉
フォーマ１１は、超電導導体層１２を支持する。フォーマ１１の具体例として、管等の中空体や、複数の素線を撚り合せた撚り線、複数の撚り線を更に撚り合せた撚り合せ体といった中実体等が挙げられる。フォーマ１１の構成材料は、銅やアルミニウム、その合金といった常電導材料が挙げられる。上記素線は、金属線の外周に絶縁被覆を備える被覆線が挙げられる。
【００３５】
〈超電導導体層〉
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が挙げられる。超電導線材は、Ｂｉ２２２３といったビスマス酸化物系銀シース線材や、ＲＥ１２３といった希土類元素の酸化物系薄膜線材等のテープ状線材が挙げられる。線材層の数や線材の使用本数等は適宜選択できる。複数の線材層を備える場合、線材層間に層間絶縁層（図示せず）を備えることができる。また、フォーマ１１と超電導導体層１２との間に、クッション性や地絡電流の分流等の目的に応じて介在層（図示せず）を備えることができる。
【００３６】
〈電気絶縁層〉
電気絶縁層１３は、超電導導体層１２と接地層１４との間の電気的絶縁を確保する。電気絶縁層１３は、クラフト紙や、樹脂とクラフト紙とを含む半合成紙等の絶縁紙が超電導導体層１２の外周に巻回されてなる巻回層が挙げられる。半合成紙は、ポリプロピレン樹脂とクラフト紙とを含むもの、例えばＰＰＬＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｌａｍｉｎａｔｅｄ  Ｐａｐｅｒ）（登録商標）が挙げられる。電気絶縁層１３内外に半導電層（図示せず）を備えることができる。
【００３７】
〈接地層〉
接地層１４は、接地電位をとるための導体である。接地層１４は、上述の超電導線材からなる線材層、及び銅等の常電導材料からなる線材やテープ材の巻回層の少なくとも一方を含むことが挙げられる。双方を備えることもできる。接地層１４が上記超電導線材の線材層を含む場合、交流送電では上記線材層を超電導シールド層に利用できる。
【００３８】
〈保護層〉
保護層１５は、接地層１４の外周に配置されて、保護層１５よりも内側に位置する部材の機械的保護、接地層１４と断熱管２との間の電気的絶縁の確保を主な目的として設けられる。保護層１５は、上述の絶縁紙が巻回されてなる巻回層が挙げられる。
【００３９】
（断熱管）
断熱管２は、内管２１と、内管２１の外周に設けられる外管２２とを有する二重管であり、両管２１，２２の間に真空断熱層を備える。内管２１の内部空間は、ケーブルコア１０の収納空間であると共に、超電導導体層１２や超電導シールド層の超電導状態を維持するための液体冷媒４が充填され、流通される空間である。内管２１及び外管２２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。両管２１，２２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。
【００４０】
断熱管２（外管２２）の外側には、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。
【００４１】
（複合層）
この例の超電導ケーブル１Ａは、複合層３として、保護層１５の上に設けられた複合層３Ａを備える。この複合層３Ａはケーブルコア１０の最外層をなす。
【００４２】
〈全体構成〉
複合層３は、電気絶縁材料からなる１枚以上の耐熱紙３１と電気絶縁材料からなる１枚以上の耐熱布３２とが積層されてなる多層構造層である。ここでの耐熱紙３１、耐熱布３２とは、例えば熱分解温度が４００℃以上であり、電気絶縁材料からなる繊維を含むものが挙げられる。耐熱布３２は、上記繊維の織物や編物が挙げられる。織物や編物は、織り目や編み目といった不可避的に生じる隙間を有する。耐熱紙３１は、上記繊維同士が緻密な状態で互いに固定され、上記の不可避的な隙間を実質的に有しない。複合層３は、耐熱紙３１のシート材や耐熱布３２のシート材等がケーブルコア１０の外周等に巻回されたり縦添えされてなること等が挙げられる。
【００４３】
〈耐熱紙〉
耐熱紙３１の一例として、アラミド繊維を含むものが挙げられる。アラミド繊維を含む紙として、代表的には、メタ系アラミド繊維及びパラ系アラミド繊維の少なくとも一方を含む紙が挙げられる。メタ系アラミド繊維を含む紙として、ノーメックス（登録商標）紙、パラ系アラミド繊維を含む紙として、ケブラー（登録商標）紙等の市販品を利用できる。
【００４４】
その他の耐熱紙３１として、アラミド繊維以外の有機繊維、無機繊維、例えばガラス繊維、セラミックス繊維等を含むものが挙げられる。上記有機繊維のうち、特に強度や剛性に優れる繊維として、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサザール（ＰＢＯ）繊維等が挙げられる。特に耐熱性や難燃性に優れる繊維として、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリイミド（ＰＩ）繊維、フッ素繊維等が挙げられる。不燃性繊維として、ガラス繊維（例、酸化珪素等からなるもの）、セラミックス繊維（例、酸化アルミニウム、酸化ホウ素等の金属酸化物、その他の金属炭化物や金属窒化物等からなるもの）、酸化珪素とセラミックスとを含む混合繊維、複数種のセラミックスを含む混合繊維等が挙げられる。
【００４５】
複合層３の具体例として、１枚の耐熱紙３１からなる単層紙部を含む形態（図１の破線円内参照）、複数枚の耐熱紙３１が積層されてなる積層紙部を含む形態、単層紙部と積層紙部との双方を含む形態が挙げられる。単層紙部、積層紙部を構成する各耐熱紙３１の厚さ等は適宜選択できる。１枚の耐熱紙３１の厚さは、例えば０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度が挙げられる。比較的厚い耐熱紙３１（例、厚さ０．２５ｍｍ以上／１枚）は機械的強度に優れるため、単層紙部であっても上述の気化ガスにおける断熱管２側に向かう流れを耐熱紙３１の表面に沿った方向に変え易いと期待される。比較的薄い耐熱紙３１（例、厚さ０．０８ｍｍ以下）の積層紙部を備えれば、上述の気化ガスの流れ方向を積層紙部の表面に沿った方向に変え易い上に、各耐熱紙３１が可撓性に優れて曲げ等を行い易い。
【００４６】
複合層３が複数の単層紙部を備える場合には、各単層紙部をなす耐熱紙３１の仕様（構成材料、厚さ等）が等しい形態、耐熱紙３１の仕様が異なる単層紙部を含む形態が挙げられる。複合層３が複数の積層紙部を含む場合には、各積層紙部をなす耐熱紙３１の仕様及び使用枚数が等しい形態、耐熱紙３１の仕様及び使用枚数の少なくとも一方が異なる積層紙部を含む形態が挙げられる。
【００４７】
〈耐熱布〉
耐熱布３２の一例として、アラミド繊維を含むものが挙げられる。アライド繊維を含む布として、代表的には、パラ系アラミド繊維及びメタ系アラミド繊維の少なくとも一方の繊維の織物、編物が挙げられる。パラ系アラミド繊維を含む布として、ケブラー（登録商標）等、メタ系アラミド繊維を含む布として、ノーメックス（登録商標）等の市販品を利用できる。その他の耐熱布３２として、アラミド繊維以外の有機繊維、無機繊維、例えばガラス繊維、セラミックス繊維等を含むものが挙げられる。上記有機繊維や無機繊維の具体例は、耐熱紙の項を参照するとよい。
【００４８】
複合層３の具体例として、１枚の耐熱布３２からなる単層布部を含む形態、複数枚の耐熱布３２が積層されてなる積層布部を含む形態（図１の破線円内においてケーブルコア１０側の領域を参照）、単層布部と積層布部との双方を含む形態が挙げられる。単層布部、積層布部を構成する各耐熱布３２の厚さ等は適宜選択できる。１枚の耐熱布３２の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下程度、更に１．０ｍｍ以下程度が挙げられる。比較的厚い耐熱布３２（例、厚さ０．３ｍｍ以上／１枚）を備えると、複合層３を構成する耐熱紙３１と耐熱布３２との合計積層数を少なくし易く、製造性に優れる。但し、１枚の耐熱布３２の厚さが厚いほど、耐熱布３２を構成する糸（繊維を撚り合せたもの）の径が大きくなり易く、上述の不可避的に生じる隙間が大きくなり易い上に、積層布部の積層方向に連続した隙間を形成し易い。上述の気化ガスにおける断熱管２側への流れを阻止する効果の向上の観点からは、製造性を考慮しつつ、１枚の耐熱布３２の厚さを薄くすることが好ましい。
【００４９】
複合層３が複数の単層布部を備える場合には、各単層布部をなす耐熱布３２の仕様（構成材料、織り方や編み方、厚さ等）が等しい形態、耐熱布３２の仕様が異なる単層布部を含む形態が挙げられる。複合層３が複数の積層布部を含む場合には、各積層布部をなす耐熱布３２の仕様及び使用枚数が等しい形態、耐熱布３２の仕様及び使用枚数の少なくとも一方が異なる積層布部を含む形態が挙げられる。
【００５０】
〈配置状態〉
複合層３は、耐熱紙３１からなる単層紙層又は積層紙層と、耐熱布３２からなる単層布層又は積層布層との二層構造である形態、単層紙層及び積層紙層の少なくとも一方と単層布層及び積層布層の少なくとも一方とをそれぞれ複数備える多層構造である形態等が挙げられる。
【００５１】
複合層３の一例として、ケーブルコア１０に近い側に耐熱布３２を相対的に多く含み、コア１０から離れた領域に耐熱紙３１を相対的に多く含む形態が挙げられる。具体的には、複合層３におけるケーブルコア１０に近い領域（近接領域３ｃ）における耐熱布３２の割合が、複合層３におけるコア１０から遠い領域（遠方領域３ｄ）における耐熱布３２の割合よりも大きい形態が挙げられる。
【００５２】
ここでの近接領域３ｃとは、ケーブルコア１０に接する最内層（図１の破線円内では最上層）から、複合層３の厚さｔ３の５０％の地点（図１の破線円内では一点鎖線で示す）までの範囲とする。この例の遠方領域３ｄとは、複合層３の厚さｔ３の５０％の地点を超えて複合層３の最外層（図１の破線円内では最下層）までの範囲とする。この最外層は、断熱管２に最も近い層である。
【００５３】
複合層３の近接領域３ｃは、絶縁破壊時に瞬時に焼損する箇所を含むといえる。複合層３の遠方領域３ｄは、絶縁破壊点近傍からある程度離れており、上述の瞬時の焼損後に断熱管２側に向かう気化ガスに乗じて、継続するアークが到達し得る領域といえる。近接領域３ｃに耐熱布３２が相対的に多いことで、遠方領域３ｄに耐熱紙３１が相対的に多くなる。従って、遠方領域３ｄの耐熱紙３１によって、断熱管２側に向かう気化ガスの流れ方向を耐熱紙３１の表面に沿った方向等に変え易く、気化ガスが断熱管２側に向かうことを低減し易い。その結果、気化ガスに乗じてアークが断熱管２に到達することも低減し易い。また、近接領域３ｃに耐熱布３２が相対的に多いと、複合層３を構成する耐熱紙３１と耐熱布３２との合計積層数を少なくし易く、この点から製造性にも優れる。近接領域３ｃに積層布部を含むと、上記合計積層数をより少なくし易く、製造性により優れる（この点は、遠方領域３ｄ等に積層布部を含む形態において同様である）。近接領域３ｃに耐熱布３２が相対的に多いことで近接領域３ｃの熱損傷の低減も期待できる。
【００５４】
遠方領域３ｄに耐熱紙３１が相対的に多い形態として、図１に例示するように、近接領域３ｃの最内層及びその近傍の領域に耐熱布３２からなる積層布部を備える形態が挙げられる。この積層布部の厚さは、例えば複合層３の厚さｔ３の１０％以上５０％以下程度が挙げられる。この形態の具体例として、近接領域３ｃが積層布部であり、遠方領域３ｄが積層紙部である二層構造の形態、近接領域３ｃの一部が積層布部であり、近接領域３ｃの他部及び遠方領域３ｄが積層紙部を含む二層構造の形態等が挙げられる。
【００５５】
複合層３の別例として、１枚以上の耐熱紙３１と１枚以上の耐熱布３２とが交互に積層されてなる交互層３ａを含む形態が挙げられる。交互層３ａは、上述の単層紙部又は積層紙部と上述の単層布部又は積層布部とが交互に配置されて形成される。この形態は、耐熱紙３１による上述の気化ガスの分散効果と、耐熱布３２による耐熱紙３１の熱損傷の低減効果とを交互に得られる。そのため、断熱管２側に向かう気化ガスに乗じてアーク放電が断熱管２に達することを確実に低減できる。複合層３の全体を交互層３ａとすることもできる。
【００５６】
複合層３の別例として、上述のように近接領域３ｃに耐熱布３２が相対的に多い上に、上述の交互層３ａを備える形態が挙げられる（図１の例示参照）。この形態は、上述の気化ガスの分散効果をより適切に得易い。この形態の具体例として、近接領域３ｃの一部が積層布部であり、近接領域３ｃの他部及び遠方領域３ｄに交互層３ａを含む多層構造の形態、複合層３の全体が交互層３ａであり、近接領域３ｃに含む交互層３ａでは耐熱布３２の割合が遠方領域３ｄよりも大きい形態等が挙げられる。
【００５７】
その他、複合層３の最外層及びその近傍の領域に耐熱布３２を含む形態が挙げられる。上記領域は、複合層３において断熱管２に最も近い領域である。布は紙よりも機械的挙動に追従し易いため、上記領域に耐熱布３２を含むと、曲げや伸縮等といった機械的挙動や、製造過程からケーブル運用時に生じ得るケーブルコア１０と断熱管２との摩擦等で複合層３が損傷することを防止し易い。
【００５８】
〈厚さ〉
複合層３の厚さｔ３は、事故電流の条件（事故電流の大きさ×継続時間）に依存する。例えば、１．５ｋＡ×２ｓｅｃの条件であれば、複合層３の厚さｔ３は２ｍｍ以上２０ｍｍ以上の範囲で、薄いほどケーブル外径を小さくでき、厚いほど事故時の損傷を小さくでき、損傷防止に有効であると考えられる。複合層３の厚さｔ３は事故電流の条件が小さければ、その条件に応じて、複合層３の厚さｔ３をより薄くすることができる。
【００５９】
複合層３における耐熱紙３１の合計厚さの割合と、耐熱布３２の合計厚さの割合とは適宜選択できる。例えば、耐熱布３２の合計厚さの割合が耐熱紙３１の合計厚さの割合よりも大きい形態が挙げられる。定量的には、複合層３の厚さｔ３に対する耐熱布３２の合計厚さ割合が０．５超、更に０．６以上、０．７以上であることが挙げられる。この形態は、耐熱布３２が相対的に多いことで、上述のように製造性に優れる。
【００６０】
（超電導ケーブルの製造方法）
実施形態１の超電導ケーブル１Ａは、複合層３Ａを備えるケーブルコア１０を作製し、このコア１０を断熱管２に収納することで製造することが挙げられる。複合層３を備えるケーブルコア１０は、例えばシート状の耐熱紙３１、耐熱布３２を用意して、これらを保護層１５の外周に巻回したり、縦添えしたりすることで製造することが挙げられる。複合層３が上述の積層紙部や積層布部を備える場合には、複数枚のシート材を予め積層して一体化した多層紙材や多層布材を作製しておくと、積層紙部や積層布部を一度に又は少ない巻回数で形成できる。耐熱紙３１と耐熱布３２とを所定の積層状態で積層して一体化した積層シート材を作製しておくと、複合層３Ａを一度に又は少ない巻回数で形成できる。巻回数が少ない点で、製造性に優れる。積層シート材等は、ばらけない程度に適宜な箇所を固定してもよい。
【００６１】
（主な効果）
実施形態１の超電導ケーブル１Ａは、耐熱紙３１と耐熱布３２との双方を含む複合層３を備えるため、地絡時、即ち絶縁破壊時にケーブルコア１０にアーク放電が生じても、このアーク放電に起因する断熱管２の損傷を小さくして、ケーブル外部に及ぼす悪影響を低減できる。耐熱紙３１によって、ケーブルコア１０の絶縁破壊点近傍で生じる気化ガスの流れ方向を断熱管２側ではなく、耐熱紙３１の表面に沿った方向等に変更して、上記気化ガスの流れを分散できるからである。結果として耐熱布３２によって耐熱紙３１の熱損傷も低減できる。
【００６２】
この例の超電導ケーブル１Ａは、ケーブルコア１０自体に複合層３Ａを備えるため、上述の積層紙材や積層布材等を利用すれば複合層３Ａを形成し易いことで、超電導ケーブル１Ａの製造性にも優れる。
【００６３】
［実施形態２］
以下、図２を参照して、実施形態２の超電導ケーブル１Ｂを説明する。
実施形態２の超電導ケーブル１Ｂの基本的構成は、実施形態１と同様であり、単心の低温絶縁型の超電導ケーブルであり、ケーブルコア１０の外周と断熱管２の内周との間に複合層３を備える。実施形態２の超電導ケーブル１Ｂでは、複合層３の配置状態が実施形態１とは異なる。以下、この相違点を詳細に説明し、実施形態１と重複する構成及び効果等は詳細な説明を省略する。
なお、図２及び後述する図３〜図５の破線円内に示す複合層３において、耐熱紙３１、耐熱布３２の配置状態は例示であり、適宜変更できる。
【００６４】
実施形態２の超電導ケーブル１Ｂに備えられる複合層３Ｂは、ケーブルコア１０の外周を覆うように配置されており、複合層３Ｂの周長がケーブルコア１０の周長（ここでは保護層１５の周長）よりも長い。この複合層３Ｂは、地絡が生じていない通常時、図２に示すようにケーブルコア１０の外周を覆いつつ、複合層３Ｂの内面の少なくとも一部がコア１０（ここでは保護層１５）の外面に接触しない部分、いわば余長部分を有する。図２では、シート状の耐熱紙３１とシート状の耐熱布３２との積層シート材（実施形態１参照）がケーブルコア１０の外周に縦添えされると共に、積層シート材の周縁が重複して配置され、この重複部分が余長部分をなす場合を模式的に示す。上記余長部分は、地絡時、即ち絶縁破壊時にケーブルコア１０にアーク放電及び気化ガスが生じた際に、複合層３Ｂが気化ガスに伴う圧力を受けると、上述の周縁同士の重なりを解くようにスライドすることで外方に向かって広がるように変形するための変形代として機能する。余長部分は、複合層３が上述のように広がったときに、図２において二点鎖線で仮想的に示すように断熱管２の内管２１の内面を覆うことが可能な程度の大きさを有することが挙げられる。複合層３Ｂが上述のように自動的に広がって内管２１の内面を覆うと、複合層３Ｂをなす耐熱紙３１と耐熱布３２とは、ケーブルコア１０の周方向の任意の位置に対して、通常時の積層状態で配置される。複合層３Ｂにおける耐熱紙３１と耐熱布３２との配置状態は、実施形態１を参照するとよい。
【００６５】
超電導ケーブル１Ｂは、複合層３Ｂを備えるケーブルコア１０を断熱管２に収納することで製造することが挙げられる。複合層３Ｂを備えるケーブルコア１０は、例えば、以下のようにして製造することが挙げられる。シート状の耐熱紙３１、耐熱布３２、実施形態１で説明した多層紙材や多層布材を用意し、所定の配置状態となるように積層した積層シート材（実施形態１参照）を用意し、各積層シート材の周縁を重ね合せつつ、ケーブルコア１０の外周に縦添えすることが挙げられる（図２参照）。重複部分の合計長さが所定の余長となるように、各シート材のシート幅（ケーブルコア１０の周方向に沿った大きさ）等を調整する。
【００６６】
実施形態２の超電導ケーブル１Ｂは、実施形態１と同様に、耐熱紙３１と耐熱布３２との双方を含む複合層３を備えるため、地絡時、即ち絶縁破壊時にアーク放電に起因する断熱管２の損傷を小さくして、ケーブル外部に及ぼす悪影響を低減できる。
【００６７】
特に、実施形態２の超電導ケーブル１Ｂは、上述の余長部分を含む複合層３Ｂを備えており、気化ガスのエネルギーの一部を上述のように複合層３Ｂの変形に利用できる。この点から、気化ガスにおける断熱管２側に向かうエネルギーをある程度低減して、気化ガスに伴ってアーク放電が断熱管２側に放出されることを低減できる、ひいては断熱管２の損傷をより低減し易いと期待される。
【００６８】
超電導ケーブル１Ｂの別例として、内管２１の内面に沿って配置された複合層３Ｂを備える形態が挙げられる。この形態は、例えば内管２１の内面に上述の積層シート材を配置することが挙げられる。この形態は、後述する実施形態４，５にも適用できる。
【００６９】
［実施形態３］
以下、図３を参照して、実施形態３の超電導ケーブル１Ｃを説明する。
実施形態３の超電導ケーブル１Ｃは、一つの断熱管２に複数のケーブルコア１０が一括して収納される多心の低温絶縁型の超電導ケーブルである。ここでは一つの断熱管２に三つのケーブルコア１０を備える３心ケーブルを例示するが、コア数は適宜変更できる。
【００７０】
実施形態３の超電導ケーブル１Ｃは、耐熱紙３１と耐熱布３２とが積層されてなる複合層３を備える。特に、この例の超電導ケーブル１Ｃは、複合層３として、ケーブルコア１０の外周と断熱管２の内周との間に設けられる複合層３Ｃ（第一の複合層）と、少なくとも一部が隣り合うコア１０，１０間に介在される複合層３Ｆ（第二の複合層）とを備える。複合層３Ｃは、複数のケーブルコア１０を一括して内包するように設けられている。複合層３Ｃ，３Ｆはいずれも、ケーブルコア１０とは独立して設けられている。以下、実施形態１との相違点（多心ケーブルである点、二つの複合層３Ｃ，３Ｆを備える点）を詳細に説明し、実施形態１と重複する構成及び効果等は詳細な説明を省略する。
【００７１】
複合層３Ｃは、複合層３Ｆを含む複数のケーブルコア１０の集合体を覆う。複合層３Ｃの周長は、上記集合体を内包する最小の多角形（この例では三角形）の周長と概ね等しい、又は若干長い程度であり、地絡が生じていない通常時と地絡時とで実質的に変化しない。複合層３Ｃにおける耐熱紙３１と耐熱布３２との配置状態は、実施形態１を参照するとよい。
【００７２】
複合層３Ｆは、隣り合うケーブルコア１０，１０間に介在されることで、あるコア１０に絶縁破壊が生じた際にこのコア１０からのアーク放電が隣り合う別のコア１０に達して短絡することを防止することに寄与する。このような複合層３Ｆの一例として、近接領域３ｃにおける耐熱布３２の割合が遠方領域３ｄにおける耐熱布３２の割合よりも大きいこと、及び交互層３ａを含むことの少なくとも一方を満たすことが挙げられる。ここでの近接領域３ｃとは、ケーブルコア１０に接する最内層（図３の下方の破線円内では左層及び右層）から、複合層３の厚さｔ３の２５％の地点までの範囲とする。この例の遠方領域３ｄとは、厚さ方向の両側に位置する二つの近接領域３ｃ，３ｃに挟まれる中間領域とする。この例の遠方領域３ｄの厚さは、複合層３の厚さｔ３の５０％に相当する。図３の下方の破線円内では、複合層３Ｆにおける各近接領域３ｃ，３ｃに耐熱布３２からなる積層布部を備え、遠方領域３ｄに交互層３ａを備える場合を例示する。
【００７３】
この例では、３つの複合層３Ｆを備える。これら複合層３Ｆはいずれも、横断面が長方形の帯材である。各複合層３Ｆは機械的に接続されず独立している。また、各複合層３Ｆは、各ケーブルコア１０の接線方向に沿って配置され、その一部が隣り合うコア１０，１０間に挟持されるように配置される。各複合層３Ｆは、このような挟持箇所を一つ備える。一つのケーブルコア１０に対して、隣り合う２つのコア１０，１０間にそれぞれ複合層３Ｆ，３Ｆを備える。
【００７４】
各複合層３Ｆの横断面形状、大きさ（厚さｔ３等）、仕様（耐熱紙３１及び耐熱布３２の仕様、配置状態等）は適宜選択できる（例、後述の図５の複合層３Ｇ参照）。複合層３Ｆの厚さｔ３は、隣り合うケーブルコア１０，１０間の間隔に応じて調整することが挙げられる。複合層３Ｆにおけるケーブルコア１０の周方向に沿った大きさ（以下、周長と呼ぶ）は、コア１０の外径に応じて調整することが挙げられる。複合層３Ｆの周長が長いほど（後述の図５も参照）、気化ガスが耐熱紙３１に沿って流れる距離を長くし易く、結果として、気化ガスが断熱管２側に向かう流れを低減し易いと期待される。複数の複合層３Ｆを備える場合には、横断面形状、大きさ、仕様が全て等しいと、製造性に優れる。この段落の記載事項は、後述する実施形態４，５についても適用できる。
【００７５】
複合層３Ｃと複合層３Ｆとはそれぞれ独立した部材である。そのため、複合層３Ｃの仕様（耐熱紙３１の仕様、耐熱布３２の仕様、耐熱紙３１及び耐熱布３２の配置状態等）と複合層３Ｆの仕様（同）とが等しい形態、異なる形態のいずれも利用できる。
【００７６】
超電導ケーブル１Ｃは、複合層３Ｆを備えるケーブルコア１０の集合体を作製し、更にこの集合体の外周に複合層３Ｃを作製し、複合層３Ｆ，３Ｃを備える集合体を断熱管２に収納することで製造することが挙げられる。複合層３Ｆを備えるケーブルコア１０の集合体は、例えば以下のようにして製造することが挙げられる。シート状の耐熱紙３１、耐熱布３２や多層紙材、多層布材を用意して、実施形態１で説明した耐熱紙３１及び耐熱布３２の積層シート材を予め作製し、所定の幅に切断して、複合層３Ｆ用の帯材とする。又は、所定の幅のテープ材を積層して帯材を作製する。ケーブルコア１０，１０間にそれぞれ上記帯材を介在させて撚り合せる。複合層３Ｃは、シート状の耐熱紙３１、耐熱布３２や多層紙材、多層布材を用意して、複合層３Ｆを備えるケーブルコア１０の集合体の外周に巻回し、所定の配置状体となるように巻回層を積層して形成することが挙げられる。
【００７７】
実施形態３の超電導ケーブル１Ｃは、実施形態１と同様に、ケーブルコア１０と断熱管２との間に耐熱紙３１と耐熱布３２との双方を含む複合層３Ｃを備えるため、地絡時、即ち絶縁破壊時にアーク放電に起因する断熱管２の損傷を小さくして、ケーブル外部に及ぼす悪影響を低減できる。
【００７８】
特に、実施形態３の超電導ケーブル１Ｃは、隣り合うケーブルコア１０，１０間に複合層３Ｆをも備えるため、地絡から短絡への移行を防止できる。複合層３Ｆの耐熱紙３１によって、あるケーブルコア１０に絶縁破壊が生じ、この絶縁破壊点近傍で生じる気化ガスの流れ方向を隣り合う別のコア１０の接地層１４側ではなく、耐熱紙３１の表面に沿った方向等に変更して、上記気化ガスの流れを分散できるからである。結果として、複合層３Ｆの耐熱布３２によって耐熱紙３１の熱損傷も低減できる。
【００７９】
ケーブルコア１０，１０間に介在される複合層３Ｆが、近接領域３ｃに耐熱布３２が相対的に多く、遠方領域３ｄに耐熱紙３１が相対的に多ければ、上述の気化ガスの分散効果をより適切に得易い。また、複合層３Ｆが交互層３ａを含めば、耐熱紙３１による気化ガスの分散効果と、耐熱布３２による耐熱紙３１の熱損傷の低減効果とを交互に得られて、隣り合う別のケーブルコア１０側に向かう気化ガスに乗じてアーク放電が上記別のコア１０の接地層１４に達することを確実に低減できる。
【００８０】
［実施形態４］
以下、図４を参照して、実施形態４の超電導ケーブル１Ｄを説明する。
実施形態４の超電導ケーブル１Ｄは、実施形態３と同様に多心の低温絶縁型の超電導ケーブルであると共に、複合層３として、ケーブルコア１０の外周と断熱管２の内周との間に設けられる複合層３Ｄと、少なくとも一部が隣り合うコア１０，１０間に介在される複合層３Ｆとを備える。複合層３Ｄは、余長部分を有する点が、実施形態３で説明した複合層３Ｃとは異なり、実施形態２で説明した複合層３Ｂと共通する。以下、実施形態３との相違点を詳細に説明し、実施形態２と重複する構成及び効果等は詳細な説明を省略する。
【００８１】
複合層３Ｄは、地絡が生じていない通常時（図４の実線参照）、実施形態２で説明した耐熱紙３１及び耐熱布３２の積層シート材であって余長部分を含めた大きさを有するものが、複合層３Ｆを備えるケーブルコア１０の集合体の外周に縦添えされ、かつ上記積層シート材の周縁同士が重ね合された筒状の状態である。地絡時、複合層３Ｄは、上述のように気化ガスに伴う圧力を受けると、上述の周縁同士の重なりを解くようにスライドすることで外方に向かって広がり、実施形態２と同様に断熱管２の内管２１の内面に密着する（図４の二点鎖線参照）。積層シート材における周縁の重複部分の長さは、地絡時に複合層３Ｄが広がって内管２１に密着した際に上記周縁間に隙間が生じず、内管２１の内面が実質的に露出しない長さ以上であることが挙げられる。
【００８２】
複合層３Ｆは、実施形態３と同様に横断面長方形の帯材であるが、後述の実施形態５のように横断面円弧状等とすることができる。
【００８３】
実施形態４の超電導ケーブル１Ｄは、実施形態３と同様に、ケーブルコア１０と断熱管２との間に複合層３Ｄを備えると共に、隣り合うコア１０，１０間に複合層３Ｆを備えるため、地絡時、アーク放電による断熱管２の損傷を小さくできると共に、地絡から短絡への移行を防止できる。実施形態４の超電導ケーブル１Ｄでは、実施形態２と同様に複合層３Ｄの変形によって、上述の気化ガスに伴ってアーク放電が断熱管２側に放出されること、ひいてはアーク放電による断熱管２の損傷をより低減し易いと期待される。
【００８４】
［実施形態５］
以下、図５を参照して、実施形態５の超電導ケーブル１Ｅを説明する。
実施形態５の超電導ケーブル１Ｅは、実施形態３，４と同様に多心の低温絶縁型の超電導ケーブルであると共に、複合層３として、ケーブルコア１０の外周と断熱管２の内周との間に設けられる複合層３Ｅと、少なくとも一部が隣り合うコア１０，１０間に介在される複合層３Ｇとを備える。複合層３Ｅは、余長部分を有する点が実施形態４で説明した複合層３Ｄに類似するが、余長部分の形態が異なる。複合層３Ｇは、横断面形状がケーブルコア１０の外形に沿った円弧状であり、各コア１０に接して設けられている点が実施形態３で説明した複合層３Ｆとは異なる。以下、実施形態３，４との相違点、特に複合層３Ｇを詳細に説明し、実施形態１，２と重複する構成及び効果等は詳細な説明を省略する。
【００８５】
この例では、３つの複合層３Ｇを備える。これら複合層３Ｇはいずれも、横断面形状が円弧状の帯材である。各複合層３Ｇは機械的に接続されず独立している。また、各複合層３Ｇは、各ケーブルコア１０の外周に沿って配置され、その一部が隣り合うコア１０，１０間に挟持されるように配置される。各複合層３Ｇの周長は、実施形態３で説明した複合層３Ｆよりも長く、上述の挟持箇所を二つ備える。一つのケーブルコア１０に対して、隣り合う２つのコア１０，１０間に一つの複合層３Ｇを備える。一つのケーブルコア１０の外周に設けられる複合層３Ｇは、隣り合う二つのコア１０，１０にそれぞれ設けられる複合層３Ｇ，３Ｇに接するように配置される。そのため、隣り合うケーブルコア１０，１０間には二つの複合層３Ｇ，３Ｇが重ね合わさった状態で介在される。各複合層３Ｇにおける耐熱紙３１と耐熱布３２との配置状態は、実施形態１で説明した複合層３Ａを参照できる。
【００８６】
実施形態５の超電導ケーブル１Ｅは、実施形態３と同様に、ケーブルコア１０と断熱管２との間に複合層３Ｅを備えると共に、隣り合うコア１０，１０間に複合層３Ｇを備えるため、地絡時、アーク放電による断熱管２の損傷を小さくできると共に、地絡から短絡への移行を防止できる。
【００８７】
特に、実施形態５の超電導ケーブル１Ｅでは、複合層３Ｅの周長が複合層３Ｇを含むケーブルコア１０の集合体を内包する最小の多角形（この例では三角形）の周長よりも長く、余長部分を有する。複合層３Ｅは、例えば、上述の耐熱紙３１及び耐熱布３２の積層シート材を予め筒体にし、この筒体内に、複合層３Ｇを備えるケーブルコア１０の集合体を収納することが挙げられる。上記筒体の周長が所定の余長を含むようにシート幅を調整することで、上記筒体の一部がケーブルコア１０の外面に接触せず、弛んだ状態で配置される。余長部分は図５に示すように弛んだ状態で断熱管２内に配置される。このような余長部分を備える複合層３Ｅは、実施形態２と同様に、気化ガスのエネルギーの一部を複合層３Ｅが外方に向かって広がるように変形して、断熱管２の内管２１に密着する（図５の二点鎖線も参照）ことに利用できる。そのため、上記気化ガスに伴ってアーク放電が断熱管２側に放出されること、ひいてはアーク放電に起因する断熱管２の損傷をより低減し易いと期待される。
【００８８】
また、実施形態５の超電導ケーブル１Ｅでは、各複合層３Ｇの周長が実施形態３で説明した複合層３Ｆよりも長い。一つのケーブルコア１０に設けられる複合層３Ｇの両端は、このコア１０に近接していると共に、このコア１０と隣り合う別のコア１０との挟持箇所を基準として、別のコア１０から離れる側に位置する。そのため、絶縁破壊が生じたケーブルコア１０からの気化ガスの流れがこのコア１０に設けられた複合層３Ｇの耐熱紙３１の表面に沿って変えられると、上記気化ガスは、上記コア１０に隣り合う別のコア１０から離れる方向に流れ易い。この点から、地絡から短絡への移行をより防止し易いと期待される。
【００８９】
［実施形態６］
多心の超電導ケーブルに備えられるケーブルコアとして、実施形態１で説明した複合層３Ａを備えるケーブルコア１０や実施形態２で説明した複合層３Ｂを備えるケーブルコア１０を備えることができる。実施形態６の超電導ケーブル（図示せず）は、複合層３Ａを備えるケーブルコア１０、及び複合層３Ｂを備えるケーブルコア１０の少なくとも一方を複数備える多心の低温絶縁型の超電導ケーブルである。複合層３Ａ又は３Ｂは、その一部が隣り合うケーブルコア１０，１０間に介在される複合層３として機能すると共に、残部が各コア１０の外周と断熱管２の内周との間に設けられる複合層３として機能する。実施形態６の超電導ケーブルでは、複数のケーブルコア１０の集合体の外周を覆う複合層３の仕様（耐熱紙３１の仕様、耐熱布３２の仕様、耐熱紙３１及び耐熱布３２の配置状態等）と、隣り合うコア１０，１０間に介在される複合層３の仕様（同）とが等しい。
【００９０】
実施形態６の超電導ケーブルは、実施形態３〜５と同様に、ケーブルコア１０と断熱管２との間に複合層３を備えると共に、隣り合うコア１０，１０間に複合層３を備えるため、地絡時、アーク放電による断熱管２の損傷を小さくできると共に、地絡から短絡への移行を防止できる。特に実施形態６の超電導ケーブルは、隣り合うケーブルコア１０，１０間に二層分の複合層３，３が介在するため、地絡から短絡への移行をより確実に防止できる。また、実施形態６の超電導ケーブルは、実施形態３〜５と比較して、複数のケーブルコア１０の集合体を一括して覆う複合層３Ｃ〜３Ｅを省略でき、この点から製造性に優れる。
【００９１】
（用途）
実施形態１〜６の超電導ケーブル１Ａ〜１Ｅ等はいずれも、送電線路に利用できる。上述の特定の複合層３を備える実施形態１〜５の超電導ケーブル１Ａ〜１Ｅ等は、地絡電流が比較的小さい方が複合層３の厚さｔ３に対する有効性が大きいことから、例えば抵抗接地系の送電線路、日本国では送電電圧が１５４ｋＶ以下である送電線路を構築する場合に好適に利用できる。
【００９２】
［試験例１］
耐熱紙と耐熱布との積層物を備える地絡模擬試料に地絡電流を通電し、地絡エネルギーと試料の損傷状態とを調べた。
【００９３】
ここでは、以下のシート状の積層物を備える地絡模擬試料を用意した。
地絡模擬試料は、銅製の電極棒（超電導導体層を模擬）と、ＰＰＬＰからなる電気絶縁層と、銅製の電極板（接地層を模擬）と、ＰＰＬＰからなる保護層と、耐熱紙と耐熱布との積層物又は耐熱布のみの積層物（試料Ｎｏ．１０１）と、ステンレス鋼板（断熱管を模擬）とを備える。耐熱紙と耐熱布との積層物については、耐熱紙及び耐熱布の配置状態が異なる複数の試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３を用意した。
【００９４】
上述の電気絶縁層と、電極板と、保護層と、積層物と、ステンレス鋼板とを順に積層し、電気絶縁層に糸半田を貫通させて模擬地絡点を設け、地絡電流を通電することで地絡模擬試験を可能にした。
【００９５】
液体窒素を充填した試験槽に上記の地絡模擬試料を浸漬した状態で、１．５ｋＡ×２秒という地絡条件で電流を通電した後に各試料の損傷状態を目視確認した。また、このときの模擬地絡点に生じる電圧と電流とから求められる地絡エネルギーを測定し、地絡エネルギーと試料の損傷状態との関係を調べた。
【００９６】
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３，Ｎｏ．１０１の積層物は、以下の通りである。各試料に用いた耐熱紙はアラミド繊維を含む紙（市販品、１枚の厚さ０．０８ｍｍ）、耐熱布はアラミド繊維を含む布（市販品、１枚の厚さ０．６ｍｍ）である。また、各試料の積層物の厚さ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３では耐熱紙と耐熱布との合計厚さ、Ｎｏ．１０１では耐熱布の合計厚さ）は、ほぼ６．０ｍｍとした。
【００９７】
Ｎｏ．１０１の積層物は、耐熱紙を含まず、耐熱布のみのものである。
Ｎｏ．１の積層物は、複数枚の耐熱紙からなる積層紙部と１枚の耐熱布からなる単層布部とを交互に積層したものである。
Ｎｏ．２，Ｎｏ．３の積層物は、電極板に接する層及びその近傍、ステンレス鋼板に接する層及びその近傍が耐熱紙を含まず耐熱布のみからなり、積層方向の中間領域に上述の積層紙部と単層布部との交互層を含むものである。
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３における耐熱布の積層数はＮｏ．１０１の耐熱布の積層数と同じである。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３における耐熱紙の積層数は全て同じである。
【００９８】
Ｎｏ．１の積層物は、その全体が積層紙部と単層布部との交互層であり、積層方向に等間隔（耐熱布の厚さに応じた間隔）に耐熱紙が存在する。Ｎｏ．１の積層物では、電極板に近い近接領域における耐熱布の割合と、電極板から遠い遠方領域における耐熱布の割合とが実質的に等しい。ここでの近接領域、遠方領域の定義は、実施形態１と同義とする（この点は後述するＮｏ．２，３も同様である）。
【００９９】
Ｎｏ．２の積層物は、積層紙部と単層布部との交互層がステンレス鋼板に近い側に位置する。そのため、Ｎｏ．２の積層物では、電極板に近い近接領域における耐熱布の割合が電極板から遠い遠方領域における耐熱布の割合よりも小さく、近接領域に耐熱紙を相対的に多く含む。Ｎｏ．２の積層物では、各積層紙部における耐熱紙の積層数及び合計厚さが試料Ｎｏ．１よりも多い及び厚いと共に、積層紙部の合計数がＮｏ．１よりも少ない（この点は後述するＮｏ．３も同様である）。
【０１００】
Ｎｏ．３の積層物は、積層紙部と単層布部との交互層が電極板に近い側に位置する。そのため、Ｎｏ．３の積層物では、電極板に近い近接領域における耐熱布の割合が電極板から遠い遠方領域における耐熱布の割合よりも大きく、遠方接領域に耐熱紙を相対的に多く含む。Ｎｏ．３に備えられる各積層紙部の積層数及び合計厚さは、Ｎｏ．２と同じである。
【０１０１】
試験の結果、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３，Ｎｏ．１０１の積層物にはいずれも、電極板側からステンレス鋼板側に向かって焼損が生じるものの、この焼損が積層物におけるステンレス鋼板側の最外層にまで達していなかった。試料Ｎｏ．１の焼損深さは、試料Ｎｏ．１０１の焼損深さと同等以下程度である。試料Ｎｏ．２，Ｎｏ．３の焼損深さは、試料Ｎｏ．１０１の焼損深さよりも浅い。その他、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３はいずれも、試料Ｎｏ．１０１よりも焼損範囲が少ない。
【０１０２】
また、耐熱紙と耐熱布との双方を含む試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３はいずれも、耐熱布のみである試料Ｎｏ．１０１と比較して、地絡エネルギーが小さい。試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の地絡エネルギーは、順に、試料Ｎｏ．１０１の地絡エネルギーの８０％程度、７２％程度、６２％程度であった。
【０１０３】
この試験から、耐熱紙と耐熱布とが積層されてなる複合層を備えると、耐熱布のみを備える場合に比較して、地絡時にアーク放電が生じた際に、地絡エネルギーそのものを低減し易いといえる。また、この試験から、上記複合層は、耐熱紙と耐熱布との交互層を含むこと、近接領域に耐熱布を相対的に多く含み、遠方領域に耐熱紙を多く含むこと、ケーブルコアの近傍領域、及びケーブルコアから離れた領域に耐熱布のみを含むと、地絡エネルギーをより低減し易いと考えられる。そして、地絡エネルギーが小さい方が地絡時に損傷状況を軽減できるといえる。
【０１０４】
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、以下の変更が挙げられる。
（１）実施形態３で説明した複合層３Ｃに、その表裏に貫通する貫通孔を備える。
貫通孔を備える複合層３Ｃでは、ケーブルコア１０の絶縁破壊点近傍で生じた気化ガスを貫通孔から内管２１側に素早く流動させられる。そのため、上記気化ガスにおける断熱管２側又は隣り合う別のケーブルコア１０側に向かうエネルギーをある程度低減し、結果として断熱管２の損傷をより低減し易いと期待される。貫通孔の大きさ、個数、形成位置等は、上記気化ガスを逃がして複合層３Ｃ内外の圧力差を低減でき、複合層３Ｃの強度を維持できる範囲で選択できる。
【０１０５】
（２）実施形態３〜５で説明した複合層３Ｃ〜３Ｅとケーブルコア１０との間にスペーサ（図示せず）を備える。
この場合、複合層３Ｃ〜３Ｅとケーブルコア１０との間にスペーサの厚さに応じた隙間を設けられる。この隙間によって、ケーブルコア１０の絶縁破壊点近傍に生じた気化ガスをある程度流動させられ、上述のように上記気化ガスにおける断熱管２側又は隣り合う別のケーブルコア１０側に向かうエネルギーをある程度低減し、結果として断熱管２の損傷をより低減し易いと期待される。
スペーサは、線材やテープ材等をケーブルコア１０の外周、又は複数のコア１０の集合体の外周に巻き付けたり、縦添えしたりしてコア１０の表面から突出するように設けることが挙げられる。スペーサの構成材料は、例えばシリコーン樹脂等が挙げられる。スペーサの厚さはケーブルコア１０の大きさ等にもよるが例えば１ｍｍ以上６ｍｍ以下が挙げられる。
【符号の説明】
【０１０６】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  超電導ケーブル
１０  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  接地層
１５  保護層
２  断熱管
２１  内管
２２  外管
２４  防食層
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ  複合層
３１  耐熱紙
３２  耐熱布
３ｃ  近接領域
３ｄ  遠方領域
３ａ  交互層
４  液体冷媒
【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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