(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物超電導コアを金属シースの内部に複数配して形成したテープ状の超電導導体に金属テープを添設してなる複合超電導導体を複数本、転位撚りして転位超電導テープユニットが構成され、前記転位超電導テープユニットが複数本、パイプ状のフォーマの周囲に巻回されてなり、
前記転位超電導テープユニットが、複数の前記複合超電導導体を２列に横並びに、かつ、それらの厚さ方向に複数積層してそれらの長さ方向において前記複数の複合超電導導体を転位超電導テープユニットの表面側に位置する場合と底面側に位置する場合を繰り返すように、しかも、２列に横並びとした前記複数の複合超電導導体をそれらの厚さ方向に積層する場合に前記複数の複合超電導導体をそれらの長さ方向の途中において２列横並びの左右の列と上下の層間で２列横並びの複合超電導導体の幅内で入れ替えることで転位超電導テープユニットの幅方向両端部に位置する前記複数の複合超電導導体の端部どうしを上下の層間で揃えるように配列構成され、
前記各転位超電導テープユニットが、複数、前記フォーマの外周部に、前記転位超電導テープユニットの幅方向端部どうしを接触させた状態で巻回されてなり、
前記金属テープが、前記金属シースよりも高電気抵抗で高強度の金属材料から構成されることを特徴とする酸化物超電導ケーブル。
【請求項２】
前記金属テープが、前記転位超電導テープユニットにおいて厚さ方向に積層されたテープ状の超電導導体の積層方向上側に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の酸化物超電導ケーブル。
【請求項３】
前記金属テープがハステロイ等の耐熱性高強度Ｎｉ合金からなることを特徴とする請求項２記載の酸化物超電導ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械強度を向上させ交流損失を低減した酸化物超電導ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化物超電導ケーブルの一例として、図６（ａ）に示すように、超電導導体３を銅などからなるパイプ状のフォーマ２の周囲にスパイラル状に巻回してなる酸化物超電導ケーブル１が知られている。
この超電導導体３は、図７（ａ）に示すように、複数の超電導コア６の集合体であるコア４が銀などからなるシース７により覆われて形成され、該超電導導体３をパイプ状のフォーマ２に対して複数層巻回することにより図６（ａ）に示す超電導積層体８が形成されている。
【０００３】
超電導コア４に利用される酸化物超電導物質としては、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ（Ｂｉ系２２１２相），Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｂｉ系２２２３相），
Ｂｉ１．６Ｐｂ０．４Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ，Ｔｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ  等の組成を持つものが利用されている。そのうち、Ｂｉ系、特に、Ｂｉ系２２２３相の酸化物超電導物質が、高い臨界温度を有し安定な物質として超電導コア４に広く適用されている。
次に、酸化物超電導ケーブルの他の構造例として、図６（ｂ）に示すように、超電導線材を塑性加工してセグメント化し、このセグメント化した構成の超電導導体６をフォーマ２に対して巻き付けて構成した超電導ケーブル７が知られている。
【０００４】
図６（ａ）と（ｂ）に示す従来のいずれの構造の超電導ケーブル１、７にあっても、交流通電時の損失を低減するために絶縁構造をとることが好ましいと思われるので、これらの超電導ケーブル１、７にあっては、スパイラル状の超電導導体３に層間絶縁を施すか、セグメント状の超電導導体６に層間絶縁を施し、超電導ケーブルとしての交流損失を低減させることがなされている。そして、従来、この層間絶縁を施すためには、絶縁紙やポリイミドテープを超電導導体３、６の外面に巻き付けてからフォーマ２に巻回することで行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超電導導体間の絶縁に紙絶縁やポリイミドテープによる絶縁を施したのでは、フォーマ２に超電導導体を巻回する際のケーブル作製時にケーブルの長手方向に作用する力、例えば、巻き付け力による応力等が超電導導体３、６自体に直接負荷されてしまうことになる問題があった。この場合、超電導導体３、６には機械的な引張歪が作用することになるので、例えば、３０ＭＰａ程度の引張応力の負荷により超電導導体の臨界電流密度が負荷前の８０％程度に減少してしまうという問題を有していた。
【０００６】
また、前記のような酸化物超電導ケーブル１において、超電導導体３に交流電流を通電した場合に、各々の超電導導体３において図７（ｂ）における紙面に垂直方向に流れる交流電流による自己磁場の影響によって渦電流Ｆが発生する。このとき、シース５が電気抵抗率の低いＡｇ（Ａｇは２０℃において１．６３μΩｃｍの電気抵抗率）等からなるために、図７（ｃ）に示すように、渦電流Ｆ１が隣接する超電導導体３のシース５に導通してしまう問題がある。その結果、図８に示すように、超電導積層体８の全体を渦電流Ｆ２が横断して導通するために、酸化物超電導ケーブル１の全体として渦電流Ｆ２が支配的となり、交流損失が大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、機械強度を高めることで応力に強く、超電導特性の劣化を生じないようにできるとともに、交流通電時の渦電流損失を少なくして交流損失を少なくすることができる酸化物超電導ケーブルの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る酸化物超電導線材にあっては、酸化物超電導コアを金属シースの内部に複数配して形成したテープ状の超電導導体に金属テープを添設してなる複合超電導導体を複数本、転位撚りして転位超電導テープユニットが構成され、前記転位超電導テープユニットが複数本、パイプ状のフォーマの周囲に巻回されてなり、
前記転位超電導テープユニットが、複数の前記複合超電導導体を２列に横並びに、かつ、それらの厚さ方向に複数積層してそれらの長さ方向において前記複数の複合超電導導体を転位超電導テープユニットの表面側に位置する場合と底面側に位置する場合を繰り返すように、しかも、２列に横並びとした前記複数の複合超電導導体をそれらの厚さ方向に積層する場合に前記複数の複合超電導導体をそれらの長さ方向の途中において２列横並びの左右の列と上下の層間で２列横並びの複合超電導導体の幅内で入れ替えることで転位超電導テープユニットの幅方向両端部に位置する前記複数の複合超電導導体の端部どうしを上下の層間で揃えるように配列構成され、
前記各転位超電導テープユニットが、複数、前記フォーマの外周部に、前記転位超電導テープユニットの幅方向端部どうしを接触させた状態で巻回されてなり、
前記金属テープが、前記金属シースよりも高電気抵抗で高強度の金属材料から構成されることを特徴とする。
前記酸化物超電導導体の超電導コアは、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ  （Ｂｉ２２１２相），Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｂｉ２２２３相），Ｂｉ１．６Ｐｂ０．４Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ，Ｔｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ，などで示される組成を持つものとされ、特に、Ｂｉ系２２２３相またはＢｉ系２２１２相のＢｉ系酸化物超電導材料が選択されることが好ましい。
前記金属シースは、Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ等の貴金属とされることが好ましい。
【０００９】
次に本発明において、前記金属テープが、前記転位超電導テープユニットにおいて厚さ方向に積層されたテープ状の超電導導体の積層方向上側に配置されてなる構成が好ましい。
前記金属テープがハステロイ等の耐熱性高強度Ｎｉ合金からなることが好ましい。ハステロイであればハステロイを介して隣接するシース間の抵抗値を５.９Ωｃｍ２とすることができ、例えばＡｇシースどうしを直接接触させた場合の約１００００倍の高抵抗にすることができるので、渦電流を抑制できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る超電導ケーブルおよびその製造方法の一実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。この形態の超電導ケーブル１０は、転位超電導テープユニット１５がパイプ状のフォーマ（管体）１７の周囲に螺旋状に巻回されてなるものである。
【００１１】
前記転位超電導テープユニット１５は、図２、図３に示すようにテープ状の複合超電導導体（複合超電導テープ）１８を複数本（図面では５本）転位撚り合わせしてなる長尺の帯状のものである。この形態の転位超電導テープユニット１５は、テープ状の超電導導体１９に同じ幅の金属テープ２０を添設してなる複合超電導導体１８の複数本を集合して撚り合わせる際に、各テープ状の複合超電導導体１８をその長尺方向において図２と図３に示すように順次その位置を代えて変位するように撚り合わされたものである。即ち複合超電導導体１８は、その長さ方向において転位超電導テープユニット１５の表面側に位置する場合と底面側に位置する場合が交互に繰り返されるように配置されている。
また、転位超電導テープユニット１５は、図２、図３に示すように、２列に横並びとした前記複数の複合超電導導体１８をそれらの厚さ方向に積層する場合に前記複数の複合超電導導体１８をそれらの長さ方向の途中において２列横並びの左右の列と上下の層間で２列横並びの複合超電導導体の幅内で入れ替えることで転位超電導テープユニット１５の幅方向両端部に位置する前記複数の複合超電導導体１８の端部どうしを上下の層間で揃えるように配列構成され、前記各転位超電導テープユニット１５が、図１に示すように複数、前記フォーマ１７の外周部に、前記転位超電導テープユニット１５の幅方向端部どうしを接触させた状態で巻回されてなる。
このような転位超電導テープユニット１５の巻回方向は、Ｓ巻（右巻）の方向またはＺ巻（左巻）の方向となっている。
前記フォーマ１７は、ステンレス鋼、銅パイプなどの金属材料からなるものである。このようなフォーマ１７の表面は、該フォーマ１７と転位超電導テープユニット１５間の通電を抑制するために絶縁処理が施されている。
【００１２】
前記テープ状の超電導導体１８は、図４に示す構造の超電導多心素線（超電導素線）２５を矩形状に塑性加工してテープ状に平坦化されてなるものである。なお、超電導多心素線２５を捻って得られるツイスト超電導素線を平坦化してなるものでも良い。この超電導導体１８は、幅１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲のものとされる。なお、図４中、矢印の方向は、超電導多心素線２５を捻る際の捻り方向の一例を示すものである。
前記超電導多心素線２５は、超電導フィラメントなどの超電導体からなるコア部２８または熱処理により超電導体となる材料を有するコア部２８がシース材からなる金属シース２９の内部に複数備えられてなるものである。
【００１３】
コア部２８の超電導体あるいは熱処理により超電導体となる材料としては、
Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ  （Ｂｉ２２１２相），
Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｂｉ２２２３相），
Ｂｉ１．６Ｐｂ０．４Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ，Ｔｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙなどで示される組成を持つものが用いられ、例えば、Ｂｉ系２２２３相のＢｉ系酸化物超電導材料が用いられる。
金属シース２９を構成する材料としては、Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ等の貴金属あるいはそれらの合金からなるものが用いられる。
従ってこのような超電導多心素線２５から構成された超電導導体１９は、Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ等の貴金属あるいはそれらの合金からなる基地の内部に複数の超電導フィラメント２１が分散された構造とされている。
このような構成の酸化物超電導ケーブル１０の外側には、図示を略した半導体層、絶縁層、保護層、断熱層、防食層などが必要に応じて形成されて実用の超電導ケーブルとして使用される。
【００１４】
前記金属テープ２０は、耐熱性に富み、基地２９を構成するシース材よりも高強度で高耐熱性あるものが好ましい。具体的にはハステロイ（米国  Ｈａｙｎｅｓ  Ｓｔｅｌｌｉｔｅ  社の特許に係るものが好ましく、組成例としてハステロイＡ（Ｎｉ５８％、Ｍｏ２０％、Ｍｎ２％、）、ハステロイＣ（Ｍｏ１５〜１７％、Ｗ３〜５％、Ｃｒ１４〜１６．５％、Ｃｏ２．５％、ＳｉとＭｎ１％、残部Ｎｉ）、ハステロイＤ（Ｎｉ８５％、Ｓｉ１０％、Ａｌ２％）、ハステロイＢ（Ｍｏ２６〜３０％、Ｆｅ４〜７％、Ｃｏ２．５％、Ｃｒ１％、Ｓｉ１％、Ｃ０．０５％、残部Ｎｉ）、ハステロイＸ（Ｃｒ２０〜２３％、Ｍｏ８〜１０％、Ｆｅ１７〜２０％、Ｃｏ０．５〜２．５％、ＳｉとＭｎ１％））などの組成のものを例示することができる。
【００１５】
次に、図１に示した実施形態の超電導ケーブル１０の製造方法の一例を工程順に説明する。
〔原料粉末処理工程〕
酸化物超電導物質の原料粉末、例えばＢｉ２Ｏ３，ＰｂＯ，ＳｒＣＯ３  ，ＣａＣＯ３  ，ＣｕＯ、からなるものを、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの混合比が１．８：０．４：２．２：３．０となるように混合し、７５０℃〜８２０℃の範囲の温度条件においておこなう熱処理（仮焼き）と該仮焼きした後における粉砕とを複数回繰り返す。
ここで、混合する原料粉末は、前記の他にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｃｕの各元素の酸化物、炭酸塩のいずれでもよい。
〔充填工程〕
前記粉砕した原料粉末をＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形等により例えば円柱体とし、ついでこの円柱体をＡｇ等のシース材からなる第一のパイプ内部に充填して封入し、シース材複合体（Ａｇシース複合体）を形成する。
【００１６】
〔単心線の伸線（引き抜き）加工工程〕
前記シース材複合体（Ａｇシース複合体）を、ダイス等によって所定の線径にまで伸線加工し、超電導単心素線（単心線）を形成する。
〔多心化工程〕
Ａｇ等のシース材からなる第二のパイプの内部にＡｇ等からなるロッドを配設するとともにこのロッドの周囲に前記単心線を所定数（例えば６本）配置し、封入を行った後、ダイス等により所定の線径にまで伸線加工して、
図４に示すような超電導多心素線（超電導素線）２５を形成する。
【００１７】
〔圧延熱処理反復工程〕
前記超電導素線２５をロール圧延等の圧延加工により、所定の厚さまで圧延して平坦化する。ここでの圧延加工に用いる装置としては、例えば、上下一対のロールを備えた２重圧延機と、このロール間に超電導素線２５を送り出す送出ドラムと前記ロール間で圧延された超電導素線２５を巻き取る巻取ドラムとからなる搬送機からなる圧延装置（図示略）が好適に用いられる。このような圧延装置を用いて超電導素線２５を圧延するには、前記送出ドラムから超電導素線２５を前記ロール間に送り出して圧延するとともに圧延された超電導素線２５を巻取ドラムで巻き取ることにより行われる。
ついで、この平坦化した超電導素線２５を、例えば熱処理ドラムに巻回状態として電気炉等の内部に収容し、温度条件を８２０℃〜８５０℃の範囲とし、処理時間を１０時間〜２００時間の範囲に設定して熱処理を行う。
更に、前記圧延加工（またはプレス処理）および熱処理を複数回繰り返して、所定の厚みのテープ状の超電導導体１９を形成する。
【００１８】
〔転位撚り合せ工程〕
前記テープ状の超電導導体１９の一面にハステロイテープなどの高強度、高耐熱性のＮｉ合金などの金属テープ２０を添設して複合超電導導体１８としてこれを複数本転位撚り合せ機に供給する。
転位撚り合せ機を用いて前記テープ状の複合超電導導体１８の複数本（図面では５本）を所定の転位ピッチで転位撚り合わせて図２、図３に示すような転位超電導テープユニット１５を形成する。ここでの転位ピッチとしては、２０ｍｍ〜５００ｍｍ程度の範囲内とされる。
〔巻回工程〕
前記転位超電導テープユニット１５の複数組（例えば、２４組）を表面に絶縁処理が施されたフォーマ１７の周囲に所定のスパイラルピッチでＺ巻あるいはＳ巻で巻回することにより、図１に示すような超電導ケーブル１０が得られる。ここでのスパイラルピッチとしては、１００〜２００ｍｍ程度の範囲内とされる。
【００１９】
本発明の超電導ケーブル１０にあっては、ツイスト超電導素線２６を平坦化したテープ状の複合超電導導体１８を複数本転位撚り合わせた転位超電導テープユニット１５を用いたことにより、内層側と外層側での層間電流勾配を抑制することができる。即ち、超電導導体１９をそのままフォーマ２の外周に多層巻回した場合に、自己磁場の影響から、ケーブル最外層の超電導導体１９に多くの電流が流れ、ケーブル内層側に向かって実際に流れる電流が少なくなる層間電流勾配を生じる傾向があり、臨界電流密度が低下するので、転位撚り合せすることで１本の超電導導体１９を内層側と外層側を行き来するようにすることで層間電流勾配の発生を抑制できる。これにより、交流通電時の偏流を防止して臨界電流密度の劣化を防止できる。
【００２０】
次に本発明の超電導ケーブル１０にあっては、ハステロイの金属テープ２０で補強した超電導導体１９が多数フォーマ１７の外周に巻回されているので、超電導ケーブル１０に引張応力などが作用してもこの引張応力は金属テープ２０が負担するので、超電導導体１９に歪が作用されるおそれは少なくなり、臨界電流密度の低下などの超電導特性の劣化は起こりにくくなる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を、実施例および比較例により、具体的に説明するが、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
Ｂｉ２Ｏ３，ＰｂＯ，ＳｒＣＯ３，ＣａＣＯ３，ＣｕＯをＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの混合比が１．８：０．４：２．２：３．０となるように混合し、８００℃の温度条件においておこなう熱処理（仮焼き）と該仮焼きした後における粉砕とを複数回繰り返して、原料粉末を得た。
この原料粉末をＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形により円筒状として、外径４０ｍｍ、内径２０ｍｍのＡｇパイプ（第一のパイプ）内部に充填して封入し、Ａｇシース複合体を得た。このＡｇシース複合体をダイス等によって線径３．０ｍｍにまで伸線加工して単心線を形成した。ついで、外径１５ｍｍ、内径１０ｍｍのＡｇパイプ（第二のパイプ）の内部に径３．５ｍｍのＡｇロッドを配設するとともにこのＡｇロッドの周囲に前記単心線を６本配置し、封入を行った後、ダイス等により線径０．９ｍｍにまで伸線加工して、超電導多心素線を形成した。
【００２２】
この超電導多心素線をツイストピッチ５０ｃｍで捻ってツイスト超電導素線を形成した。ついで、ツイスト超電導素線を、上述の２重圧延機と搬送機からなる圧延装置を用いて厚さ０．３０ｍｍまで圧延加工を施し、平坦化した。
更に、前記圧延加工（またはプレス処理）および熱処理を複数回繰り返して、幅１ｍｍ、厚さ０．２０ｍｍの横断面形状が矩形状のテープ状の超電導素線を形成した。
形成したテープ状の超電導素線の表面に幅１ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍのハステロイＣテープを添わせて複合超電導導体とした上で転位撚り合せ機に送った。
【００２３】
転位撚り合せ機を用いて前記テープ状の複合超電導導体の５本を転位の渡りピッチ８０ｍｍで転位撚り合わせて転位超電導テープユニットを得た。
このようにして得られた転位超電導テープユニットを、表面にカプトンテープを貼ることにより絶縁を施した外径２５ｍｍ，長さ２ｍのステンレス鋼製のコルゲート管（管体）に、５０ｃｍのピッチで（２４組）スパイラル状（４巻）に巻回し、酸化物超電導ケーブルを得た。
【００２４】
（比較例）
前記実施例と同様にして超電導導体を形成し、この超電導導体にポリイミドテープを巻き付けて絶縁した後、前記実施例と同様に処理して酸化物超電導ケーブルを得た。また、転位撚りを施すことなくフォーマの周囲に複合超電導導体を巻回した超電導ケーブルも試作した。
【００２５】
前記実施例で得られた酸化物超電導ケーブルと、比較例で得られた酸化物超電導ケーブルにおいて、以下の条件で測定実験を行ない、臨界電流を求め、交流損失とピーク電流の関係を求め、図５に示した。
外部磁場：０Ｔ、温度：７７Ｋ、交流周期：６０Ｈｚ
超電導導体１本の臨界電流：１０Ａ
超電導ケーブルの臨界電流：１．２ｋＡ
更に、ハステロイテープを添設したＡｇのシース材どうしの間の抵抗値を液体窒素温度７７Ｋ中で測定したところ、５．９Ωｃｍ２となり、Ａｇシースどうしを直接接触させた構造の約１００００倍の高抵抗となったので、渦電流を抑制するための構造として好適になっていることが把握できた。
【００２６】
図５に示すように本発明に係る超電導ケーブルの交流損失はポリイミドテープを用いて絶縁した構造の比較例の超電導ケーブルと同等であることが判明した。また、各超電導ケーブルに３０ＭＰａの引張張力を印加する引張試験を行ってみたが、ハステロイテープを複合化したものは臨界電流密度の低下は生じなかったが、ポリイミドテープを複合化したものは臨界電流密度が２０％低下した。
次に、前記の複合超電導導体に転位撚りを施すことなく直に多層スパイラル巻きした場合に得られた超電導ケーブルの試作も行ったが、前述の転位撚りを施した試料に比べて交流損失が３５％増加してしまった。
この結果、ハステロイテープを複合化して転位撚りすることで転位撚りしないものに比べて交流損失を少なくでき、ポリイミド絶縁のものと同等の交流損失値とした上で、更に機械強度を向上させて臨界電流値の劣化を防止できる超電導ケーブルを提供できることが判明した。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の超電導ケーブルにあっては、特に、テープ状の超電導導体に金属テープを添設してなる複合超電導導体を複数本、転位撚りしてなる転位超電導テープユニットをパイプ状のフォーマの周囲に巻回するともに、前記転位超電導テープユニットとして、複数の前記複合超電導導体を２列に横並びに、かつ、それらの厚さ方向に複数積層してそれらの長さ方向において前記複数の複合超電導導体を転位超電導テープユニットの表面側に位置する場合と底面側に位置する場合を繰り返すように、しかも、２列に横並びとした前記複数の複合超電導導体をそれらの厚さ方向に積層する場合に前記複数の複合超電導導体をそれらの長さ方向の途中において２列横並びの左右の列と上下の層間で２列横並びの複合超電導導体の幅内で入れ替えることで転位超電導テープユニットの幅方向両端部に位置する前記複数の複合超電導導体の端部どうしを上下の層間で揃えるように配列構成し、前記各転位超電導テープユニットを、複数、前記フォーマの外周部に前記転位超電導テープユニットの幅方向端部どうしを接触させた状態で巻回したので、超電導導体に付加されようとする張力等の荷重を金属テープが負担し、ケーブルとしての機械強度が向上する。また、金属テープが荷重を負担するので超電導導体に作用する歪は少なくなり、超電導導体の臨界電流密度が劣化するおそれはなくなる。
更に、超電導導体をそのままフォーマの外周に多層巻回した場合に、自己磁場の影響から、ケーブル最外層の超電導導体に多くの電流が流れ、ケーブル内層側に向かって実際に流れる電流が少なくなる層間電流勾配を生じる傾向があり、臨界電流密度が低下するが、前記構成により、転位撚り合せすることで超電導導体を内層側と外層側を行き来するようにすることで層間電流勾配の発生を抑制できる。これにより、交流通電時の偏流を防止して臨界電流密度の劣化を防止できる超電導ケーブルを提供できる。
【００２８】
また、前記金属テープが、前記超電導導体の金属シースよりも高電気抵抗で高強度の金属材料から構成され、前記転位超電導テープユニットにおいて厚さ方向に積層されたテープ状の超電導導体の積層方向上側に配置されてなることで、超電導導体に付加されようとする張力等の荷重を超電導導体の金属シースよりも高強度の金属テープが負担するので超電導ケーブルとしての機械強度が向上する。また、前記金属テープが荷重を負担するので超電導導体に作用する歪は少なくなり、超電導導体の臨界電流密度が劣化するおそれはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図。
【図２】図２は本発明に係る超電導ケーブルに用いられる転位超電導テープユニット示す斜視図。
【図３】図３は同ユニットの横断面図。
【図４】図４は本発明に係る超電導ケーブルの一実施形態における捻り加工前の超電導素線を示す斜視図。
【図５】実施例で得られた超電導ケーブルの交流損失試験結果を示す図。
【図６】図６（ａ）は従来の酸化物超電導ケーブルの一例の一部を断面とした斜視図、図６（ｂ）は従来の酸化物超電導ケーブルの他の例の一部を断面とした斜視図。
【図７】図７（ａ）は従来の超電導導体の模式断面図、図７（ｂ）は従来の超電導導体における渦電流発生状態を示す模式断面図、図７（ｃ）は従来の超電導導体の交流通電時等の渦電流が結合した状態を示す模式断面図。
【図８】従来の超電導ケーブルの超電導導体層において発生した渦電流を示す断面図である。
【符号の説明】
１０・・・超電導ケーブル，１５・・・転位超電導テープユニット、１７・・・フォーマ  （管体）、１８・・・テープ状の超電導導体（超電導テープ）、１９・・・テープ状の超電導素線、２０・・・金属テープ、２５・・・超電導多心素線（超電導素線）、２９・・・金属シース。
【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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【図７】
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【図８】
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