(57)【要約】      （修正有）【課題】低損失及び低電圧低下の二相供給系に使用することのできる超伝導ケーブルを備えた装置を設計する。【解決手段】電気鉄道用の二層配電網における電力供給ケーブルとしての二相超伝導ケーブルＳＫであって、互いに同心状に配置され、内側誘電体２によって隔てられた二相導体１，３を含み、クライオスタットＫＲ内に配置され、該クライオスタットＫＲは、同心状に互いに距離を隔てて伸長し、その間に真空断熱１０を備えた、２本の金属管８，９を含み、該二相超伝導ケーブルの他に、冷媒がその中を通過する空間ＦＲを囲み、外側誘電体４，１１が、該二相超伝導ケーブルの外側の相の導体３を覆って取り付けられた、二相超伝導ケーブルの使用方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気鉄道用の二層配電網における電力供給ケーブルとしての二相超伝導ケーブル（ＳＫ）であって、互いに同心状に配置され、内側誘電体（２）によって隔てられた二相導体（１，３）を含み、クライオスタット（ＫＲ）内に配置され、該クライオスタット（ＫＲ）は、同心状に互いに距離を隔てて伸長し、その間に真空断熱（１０）を備えた、２本の金属管（８，９）を含み、該二相超伝導ケーブルの他に、冷媒がその中を通過する空間（ＦＲ）を囲み、外側誘電体（４，１１）が、該二相超伝導ケーブルの外側の相の導体（３）を覆って取り付けられた、二相超伝導ケーブルの使用方法。
【請求項２】
該外側誘電体が、該外側の相の導体に隣接して配置された、請求項１に記載の二相超伝導ケーブルの使用方法。
【請求項３】
該外側誘電体が、該クライオスタットの外側に隣接して配置された、請求項１に記載の二相超伝導ケーブルの使用方法。
【請求項４】
該二相導体のそれぞれが、それに隣接して配置された通常導体（５，６）によって安定化される、請求項１から３のいずれかに記載の二相超伝導ケーブルの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相超伝導ケーブルの電力供給ケーブルとしての使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流及び直流に適したこのような超伝導ケーブルは、特許文献１に開示されている。
【０００３】
超伝導ケーブルを使用した装置及び供給システムは、公知であり、長年世界中で使用されている。この場合に、それは、たとえば、２本のケーブルを備えた伝送要素が使用される高圧直流伝送（ＨＶＤＣＴ）用の装置であってもよい。そのような伝送要素の一つは、たとえば、長距離地点をつなぐのに使用することができる海底ケーブルである。しかし、そのような装置は、たとえば、電気鉄道の電力供給用の二相交流網においても使用される。対応する二相供給系の二相は、たとえば、この場合は、互いに分離されて、鉄塔に吊り下げられる。公知の二相供給系においては、電気損失及び好ましくない電圧低下が生じる。
【０００４】
上記の特許文献１は、互いに同軸であり、内側誘電体によって分離され、ユニットを形成するように組み合わされた、二相導体を備えた超伝導ケーブルの形態の二相電気ケーブルによって負荷に電流を供給する装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００８／１４８３９０Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低損失及び低電圧低下の二相供給系に使用することのできる超伝導ケーブルを備えた装置を設計するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、請求項１に述べられた特徴の全体によって達成される。
【０００８】
本ケーブルによって、二相交流系に対して、非常に低損失の電力供給を提供することが可能となり、直流系に対して、実質的に無損失の電力供給を提供することが可能となる。この場合には、公知の単一導体技術及び交流分野における３導体技術と対照的に、二つの超伝導相の導体を備えた超伝導ケーブルが使用される。本ケーブルを使用する二相電力供給系は、特に簡単に設置することができる。その理由は、単一のコンポーネント、具体的には、二つの超伝導相が結合されユニットを形成するように超伝導ケーブルがその中に配置された、クライオスタットのみを取り付ければよいからである。このことは、電気鉄道の電力供給のための二相配電網の設計に特に有利である。このような網の相電圧は、たとえば、ドイツでは１１０ｋｖである。多くのヨーロッパの国の電気鉄道は、１６．７Ｈｚの周波数の交流を使用しているので、汎用電力供給のための５０Ｈｚ多相系と比較して、交流損失は、さらに３分の１に減少する。
【０００９】
直流及び二相交流の両方に対して、ケーブルの２個の同軸の相導体は、１８０°の位相ズレで動作させられるので、それらの電磁場は互いに打ち消しあい、その結果、装置またはクライオスタットの外側に電磁場が存在することはない。
【００１０】
最近の技術において、超伝導ケーブルは、十分に低い温度で超伝導状態に変化するセラミック材料を含む合成材料からなる電気導体を有する。十分な冷却が使用され、かつ特定の電流レベルを超えない限り、適切に設計された導体の電気直流抵抗は、ゼロである。例として、適切なセラミック材料は、ＲｅＢＣＯ（希土・バリウム・銅酸化物）、特にＹＢＣＯ（イットリウム・バリウム・銅酸化物）またはＢＳＣＣ（ビスマス・ストロンチウム・カルシウム・銅酸化物）である。例として、このような材料を超伝導状態に変化させる十分に低い温度は、６７Ｋ及び１１０Ｋの間である。例として、適切な冷媒は、窒素、ヘリウム、ネオン及び水素、またはこれらの物質の混合物である。
【００１１】
本発明の主題の例示的な実施形態は、図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に使用することのできる実施形態における、２本のケーブル及びそれらを囲むクライオスタットの断面を示す図である。
【図２】本発明に使用することのできる他の実施形態における、２本のケーブル及びそれらを囲むクライオスタットの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、クライオスタットＫＲ中に配置され、低温誘電体を有する超伝導ケーブルＳＫを示す。ケーブルＳＫは、内側の層の導体１、それを取り囲む内側の誘電体２、内側の誘電体２を取り囲む外側の層の導体３を備え、それを覆って誘電体４が配置されている。二相導体１及び３は、ＹＢＣＯまたはＢＳＣＣＯから構成するのが有利である。二相導体１及び３は、たとえば、銅から構成され、それに接して設置される通常の導体によって安定化させることができる。この場合には、内側の通常の導体５が、内側の相の導体１に内側から接して設置され、外側の通常の導体６が、外側の相の導体３に外側から接して設置される。図に示すように、内側の相の導体１は、場合によっては、内側の通常の導体５を介して、円形の断面を有し、好ましくは管の形状である支持体７に取り付けられる。装置の動作中は、その管に冷媒をとおすことができる。しかし、支持体７は、中実の形状であってもよい。
【００１４】
クライオスタットＫＲは、互いに同心状に距離を隔てて配置された、２本の金属管８及び９を含む。金属管８及び９の間には真空断熱が位置する。金属管８及び９は、ステンレス鋼から形成されるのが有利であり、長手方向を基準として横断するように波形を付してもよい。クライオスタットＫＲは、冷媒がその中を通過する空間ＦＲを囲み、空間ＦＲ内には、ケーブルＳＫも配置される。
【００１５】
図２に示す超伝導ケーブルＳＫは、低温及び高温誘電体を備えたケーブルである。その構成は、図１に示したケーブルＳＫの構成に本質的に対応するが、外側の相の導体３を囲む外側誘電体４を備えていない。ケーブルＳＫまたは全体の構成の実施形態において、クライオスタットＫＲは、外側誘電体１１に囲まれ、その上に絶縁材料からなるケーシング１２を取り付けてもよい。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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