(57)【要約】【課題】冷媒の導入時でも、超電導ケーブルを冷却して低温状態を維持しつつ、安定した超電導特性を有する極低温ケーブルの終端接続部を提供する。【解決手段】極低温ケーブルの端末部と、極低温ケーブルの端末部の導体に接続され、電流を外部に引き出すための電極部と、極低温ケーブルの端末部及び電極部を収容し、運転時に冷媒が導入される冷媒槽と、冷媒槽を収容し、運転時に真空状態とされる真空槽と、冷媒槽から冷媒槽の軸方向に突出して設けられ、かつ極低温ケーブルの端末部を冷媒槽の中心位置で保持するケーブル保持部材と、を有し、ケーブル保持部材に、冷媒が導入される導入部と電極部との間に邪魔板を設けた構成を採る。【選択図】図１
2018078720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温ケーブルの端末部と、
前記極低温ケーブルの端末部の導体に接続され、電流を外部に引き出すための電極部と、
前記極低温ケーブルの端末部及び前記電極部を収容し、運転時に冷媒が導入される冷媒槽と、
前記冷媒槽を収容し、運転時に真空状態とされる真空槽と、
前記冷媒槽から前記冷媒槽の軸方向に突出して設けられ、かつ前記極低温ケーブルの端末部を前記冷媒槽の中心位置で保持するケーブル保持部材と、
を有し、
前記ケーブル保持部材に、冷媒が導入される導入部と前記電極部との間に位置する邪魔板を設けた、
極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項２】
前記ケーブル保持部材は、
前記極低温ケーブルの延在方向において当該極低温ケーブルの先端側に位置する前記冷媒槽の端面から前記冷媒槽の軸方向に突出して設けられるロッドを有する、
請求項１記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項３】
前記邪魔板は、前記冷媒槽の内面積と略同等の面積を有する板本体部を有し、前記板本体部の一部に切欠き部が形成されている、
請求項３記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項４】
前記邪魔板は、複数設置されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブル等の極低温ケーブルの終端接続部に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。
【０００３】
超電導ケーブルは、断熱管内に一心又は複数心のケーブルコアが収容された構造を有する。ケーブルコアは、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する。断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒（例えば液体窒素）が充填される内管（以下「断熱内管」）と、断熱内管の外周を覆う外管（以下「断熱外管」）を有する。断熱内管と断熱外管の間は、断熱のために真空状態とされる。
【０００４】
超電導ケーブルの終端接続部においては、低温部となる低温容器に超電導ケーブルの端末部が収容され、超電導ケーブルの導体（例えば超電導導体層）が導体引出部を介して常温部に引き出される。低温容器は、超電導ケーブルの端末部を収容し運転時に液体窒素等の冷媒が充填される有蓋有底の円筒状の冷媒槽と、冷媒槽を収容し運転時に真空状態とされる真空槽とからなる二重構造を有する（例えば特許文献１、２）。冷媒槽に超電導ケーブルの断熱内管が接続され、真空槽に断熱外管が接続される。冷媒槽は、適当な方法（例えば特許文献２では真空容器に吊設）によって真空槽内に設置される。
【０００５】
冷媒槽内に収容される超電導ケーブルの端末部としてのケーブルコアは、終端接続部の運転時では高電圧となるので、アースとして機能する冷媒槽の外周面からの距離が極力一定となるように冷媒槽の軸上、つまり、冷媒槽の中心位置に位置される。例えば、特許文献３では、冷媒槽内のケーブルコアの先端から引き出したフォーマを、ケーブルコアが挿入される端面とは逆の冷媒槽の端面（ケーブルコアの先端面と対向する面）に絶縁体を介して固定することにより、ケーブルコアを冷媒槽の軸心上に位置させて固定する。
また、超電導ケーブルの終端接続部は、一般的に、断熱内管内に充填される冷媒を循環させるために、循環ポンプが接続されている。循環ポンプは、超電導ケーブルの両端に設けられる終端接続部のそれぞれに接続される。
超電導ケーブルの終端接続部を用いた超電導ケーブルシステムは、循環ポンプを介して、冷媒は超電導ケーブルの両端の一方の終端接続部から供給され、超電導ケーブルの断熱内管を通して、他方の終端接続部から循環ポンプに戻り循環するように構成される。これにより断熱内管内を低温に維持し、熱の侵入を防止して超電導ケーブルの導電性能は維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７８４８５２号公報
【特許文献２】特許第４０９６３６０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２０４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した超電導ケーブルの終端接続部では、循環ポンプにより一度、冷媒の循環を開始すると、長期間連続運転を行うが、性能を確認するための試験あるいはメンテナンス等において短時間のうちに循環ポンプの運転をオンオフする場合がある。
これらオンオフによる循環ポンプの起動時あるいは停止時において、特に、循環ポンプの起動時に発生する圧力変動が、導入部を介して断熱内管内の冷媒である液体窒素に伝播して揺らぎ、液体窒素の界面および電界緩和部の液体窒素が揺らぐことで、外部からの熱が侵入して液体窒素の界面および電界緩和部で温度上昇が生じる。この温度上昇により熱効率が低下し熱が頻繁に起こると、温度上昇した部分の部品が損傷する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、冷媒の導入時でも、超電導ケーブルを冷却して低温状態を維持しつつ、安定した超電導特性を有する極低温ケーブルの終端接続部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る極低温ケーブルの終端接続部は、
極低温ケーブルの端末部と、
前記極低温ケーブルの端末部の導体に接続され、電流を外部に引き出すための電極部と、
前記極低温ケーブルの端末部及び前記電極部を収容し、運転時に冷媒が導入される冷媒槽と、
前記冷媒槽を収容し、運転時に真空状態とされる真空槽と、
前記冷媒槽から前記冷媒槽の軸方向に突出して設けられ、かつ前記極低温ケーブルの端末部を前記冷媒槽の中心位置で保持するケーブル保持部材と、
を有し、
前記ケーブル保持部材に、冷媒が導入される導入部と前記電極部との間に位置する邪魔板を設けた構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷媒の導入時でも超電導ケーブルを冷却して低温状態を維持しつつ、安定した超電導特性を有する超電導ケーブルの終端接続部を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る終端接続部を示す図である。
【図２】邪魔板を先端側からみた図である。
【図３】図１のＡ―Ａ線矢視部分の断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る超電導ケーブルの終端接続部の変形例を示す図である。
【図５】循環ポンプの起動により発生する圧力変動によるである冷媒の挙動の揺らぎを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る終端接続部１を示す図である。説明の便宜上、極低温ケーブル１０が導入される側を後端側（図１では右側）、反対側を先端側（図１では左側）として説明する。
【００１４】
図１に示すように、終端接続部１は、極低温ケーブル１０の端末部、低温容器２０、導体引出部３０、シールド通電部４０、碍管５０、ケーブル保持部材８０、邪魔板２００等を備える。低温容器２０（詳細には冷媒槽２１）に極低温ケーブル１０の端末部が所定の状態で収容され、導体引出部３０を介して極低温ケーブル１０の導体電流が電力機器等の実系統側に引き出される。
【００１５】
極低温ケーブル１０は、断熱管１２内に一心のケーブルコア１１が収容された単心型の超電導ケーブルである。なお、極低温ケーブル１０は、ケーブルコア１１が３本撚り合わせた状態で断熱管１２内に収容される三心一括型の三相超電導ケーブルであってもよい。
【００１６】
ケーブルコア１１は、例えば中心から順に、フォーマ１１１、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３、ケーブルシールド層１１４、及び保護層１１５等を有する。
【００１７】
極低温ケーブル１０の端末部においては、ケーブルコア１１に段剥ぎ加工が施され、先端側から順に各層が露出する。超電導導体層１１２の外周には、超電導導体層１１２に電気的に接続される導体接続端子等の電極部１３が配置される。冷媒槽２１内において、導入部と電極部１３との間に、導入部９２から供給される冷媒（例えば液体窒素）Ｎが循環する際の電極部１３への直線的な圧力の伝播を阻害する障壁となる邪魔板２００が配置されている。ケーブルシールド層１１４の外周には、ケーブルシールド層１１４に電気的に接続されるシールド接続端子１４が配置される。電極部１３とシールド接続端子１４の間に位置する電気絶縁層１１３の外周には、ストレスコーン等の電界緩和層１５が配置される。
【００１８】
断熱管１２は、内側の断熱内管１２１と外側の断熱外管１２２とからなる二重管構造を有する。断熱内管１２１は、ケーブルコア１１を収容し、運転時には冷媒Ｎが充填される。これにより、超電導導体層１１２は、超電導状態に維持される。断熱内管１２１と断熱外管１２２の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。
【００１９】
低温容器２０は、内側の冷媒槽２１と外側の真空槽２２とからなる二重構造を有する。
【００２０】
冷媒槽２１は、例えば中空の有底円筒形状を有し、極低温ケーブル１０の端末部を収容する冷媒槽本体２１Ａ、導体引出部３０を導入する導体引出口に接続された導体引出筒状部２１Ｃ及びシールド通電部４０を導入するシールド引出口２１Ｂを有する。なお、冷媒槽本体２１Ａは、一体で構成された有底円筒形状でなくてもよい。本実施の形態の冷媒槽本体２１Ａは、筒状部分の先端側開口を円盤状の先端部２１１で閉塞することにより形成されている。冷媒槽２１は、例えば、真空槽２２に吊設されてもよいし、真空槽２２内に配置された架台（図示略）に載置してもよい。
【００２１】
冷媒槽２１には後端側（詳細には、冷媒槽本体２１Ａの後端側）から極低温ケーブル１０の端末部が導入される。冷媒槽２１の後端側は、冷媒槽２１内の冷媒Ｎが冷媒槽２１の外部に漏れないように、後端部２１２で気密に封止される。この後端部２１２の中央部には、極低温ケーブル１０の断熱内管１２１が気密に接続される。
【００２２】
冷媒槽２１には、冷媒循環装置としての循環ポンプ９が接続される。冷媒槽２１には、循環ポンプ９に接続された供給管９０の一端側の開口部を構成する導入部９２が、先端側に配置される。導入部９２は、冷媒槽２１の上方から冷媒槽２１内に開口する。
【００２３】
なお、図１に示す極低温ケーブル１０の端末部とは逆側の端末部には、例えば、本実施の形態のお終端接続部１と同様の構成の終端接続部が設けられる。この終端接続部には、冷媒槽内に連通し、冷媒Ｎを外部に導出する導出部（本実施の形態の導入部９２を用いてもよい）が設けられている。この導出部は、循環ポンプ９に接続される。循環ポンプ９は、運転時に冷媒Ｎを冷媒槽２１に導入部９２を介して導入し、極低温ケーブル１０の断熱内管１２１を通して、極低温ケーブル１０の反対側の端末の終端接続部から導出部を介して汲み上げて再び導入部９２を介して冷媒槽２１に導入する。これを繰り返すことで、極低温ケーブル１０の終端接続部１では、循環ポンプ９より冷媒Ｎが循環供給される。
冷媒槽２１に連通する断熱内管１２１の内部も冷媒Ｎで充填される。冷媒槽２１の先端側は、冷媒槽２１内の冷媒Ｎが冷媒槽２１の外に漏れないように、板状の先端部２１１により気密に封止されている。
【００２４】
冷媒槽２１には、供給される液体冷媒Ｎが貯留し、冷媒Ｎにより極低温ケーブル１０の端末部を冷却する。冷媒槽２１では、冷媒Ｎの界面（ここでは液面）ＮＳの下側に液体冷媒（例えば液体窒素）からなる液体冷媒層が形成され、液面ＮＳの上側に気体冷媒（例えば、気体窒素）ＡＮからなる気体冷媒層が形成されている。例えば、冷媒槽２１に液体冷媒Ｎを貯留することによって、冷媒槽２１に貯留する液体冷媒Ｎの液体冷媒層と、液体冷媒Ｎが気化して、液体冷媒層の上方で、且つ、液体冷媒層に連続する気体冷媒ＡＮの気体冷媒層とが形成される。
【００２５】
気体冷媒層は、ここでは、冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｃ内部に形成される。引出筒状部２１Ｃは、冷媒槽２１の有底円筒形状の冷媒槽本体２１Ａの上部に、互いの内部を連通させた状態で垂設されている。引出筒状部２１Ｃの上部には、一般に、常温部と呼ばれる碍管５０が互いの内部を連通させた状態で、固定されている。引出筒状部２１Ｃ内の気体冷媒層には、気体冷媒層を複数層に仕切りつつ連通する複数のバッフル板７１を有する仕切りユニット７０が配置されている。
冷媒槽２１は、先端部２１１に、後述するロッド部８２を固定するためのロッド取付孔２１１１（図３参照）が形成される。なお、冷媒槽２１は、先端部２１１及び後端部２１２を有することにより軸を水平に配置した有底有蓋の円筒状をなしている。
【００２６】
また、冷媒槽２１の先端部２１１には、冷媒槽２１の内部で軸方向（極低温ケーブル１０の延在方向）に突出し、前記極低温ケーブル１０の端末部を所定の位置で保持するケーブル保持部材８０が設けられている。所定の位置とは、冷媒槽２１において極低温ケーブル１０の延在方向（ここでは水平方向）に沿う中心軸線上、つまり、冷媒槽２１の中心位置である。ケーブル保持部材８０による極低温ケーブル１０の端末部の具体的な保持構造については後述する。
【００２７】
真空槽２２は、例えば円筒形状を有し、冷媒槽２１を収容する真空槽本体部２２Ａ、真空槽本体部２２Ａから上方に向けて垂設される第１の筒状部２２Ｂ、及び第１の筒状部２２Ｂと離間して真空槽本体部２２Ａから上方に向けて垂設される第２の筒状部２２Ｃを有する。一般に、第１の筒状部２２Ｂ及び第２の筒状部２２Ｃは、温度勾配部と呼ばれる。真空槽２２の先端側、つまり、真空槽本体部２２Ａの先端側と、真空槽２２の後端側、つまり、真空槽本体部２２Ａの後端側とは、真空槽２２内を真空状態に確保するために、板状の先端部２２１、後端部２２２により気密に封止されている。真空槽本体部２２Ａは、先端部２２１及び後端部２２２を有することにより軸を水平に配置した有底有蓋の円筒状をなしている。
【００２８】
真空槽２２の内部には、第１の筒状部２２Ｂ内に引出筒状部２１Ｃが位置し、第２の筒状部２２Ｃの下方にシールド引出口２１Ｂが位置するように位置決めされた状態で、冷媒槽２１が配置される。真空槽２２の後端部２２２には、極低温ケーブル１０の断熱外管１２２が接続される。
【００２９】
第１の筒状部２２Ｂは、引出筒状部２１Ｃの外周を囲むように配置され、第１の筒状部２２Ｂの上部には、引出筒状部２１Ｃ内と気密に連通する碍管５０が固定される。
第１の筒状部２２Ｂには導体引出部３０が配置され、第１の筒状部２２Ｂの上部には碍管５０が配置される。第２の筒状部２２Ｃには冷媒槽２１内に各種計器類（例えば液面計、温度計、圧力計等）のセンサーを導入するための測定用配管６１、及びシールド通電部４０が配置される。
【００３０】
冷媒槽２１におけるシールド引出口２１Ｂが真空槽２２の真空槽本体部２２Ａに収容されるので、熱伝達経路となるシールド通電部４０、及び測定用配管６１は真空槽本体部２２Ａの内部まで導入される。熱侵入を低減するためには熱伝達経路長を確保する必要があるが、冷媒槽２１の冷媒槽本体２１Ａ及びシールド引出口２１Ｂが真空槽２２の真空槽本体部２２Ａに収容される分、温度勾配部による熱伝達経路長を確保しやすくなるので、第１の筒状部２２Ｂ及び第２の筒状部２２Ｃの高さを低く抑えることができる。したがって、終端接続部１の小型化を図ることができる。
【００３１】
真空槽２２は、運転時に真空ポンプ（図示略）により真空引きされ、真空状態に保持される。真空槽２２に連通する断熱内管１２１と断熱外管１２２の間の空間、及び碍管５０の内部も真空状態に保持される。
【００３２】
導体引出部３０は、極低温ケーブル１０から実系統に電流を引き出すための導体である。導体引出部３０は、例えば銅製の棒材またはパイプ材からなる導体引出棒を有する。なお、導体引出部３０の構成はこれに限定されず、公知の構成を適用することができる。導体引出部３０（導体引出棒）の一端は碍管５０を気密に貫通して外部に引き出され、他端は電極部１３に接続される。導体引出部３０は、電極部１３を介して極低温ケーブル１０の超電導導体層１１２と電気的に接続される。
【００３３】
導体引出部３０は引出筒状部２１Ｃの内において、引出筒状部２１Ｃの内周面から一定の間隔を空けた位置に配置される。ここでは、導体引出部３０は、引出筒状部２１Ｃ内を、その軸心上を挿通するように配置されている。
【００３４】
具体的には、導体引出部３０の下端部は、冷媒槽２１内の液体冷媒Ｎに浸漬されつつ、電極部１３を介して極低温ケーブル１０の端末部に接続されている。
【００３５】
また、導体引出部３０の上端部は、碍管５０内を通過して、碍管５０の上端部を気密に貫通して碍管５０の外部に、電気的に接続可能に露出している。
【００３６】
また、導体引出部３０の下端部では、導体引出部３０において電極部１３と接続される部位（導体引出部３０の下端）の上部分の外周に、電界緩和部（所謂ストレスコーン）３２が配設されている。電界緩和部３２は、電極部１３から引き出されて導体引出部３０を流れる電流の電界を緩和する筒状のものである。電界緩和部３２は、冷媒槽２１内において、電極部１３の近傍で且つ導体引出部３０の周囲に設けられ、極低温ケーブル１０と電極部１３との接続部分において発生する電界を緩和する。電界緩和部３２は、本実施の形態では、液体冷媒Ｎの液面の下方に配置されている。電界緩和部３２の外径は、引出筒状部２１Ｃの内径よりも小さく、引出筒状部２１Ｃの内周面との間で隙間ができるように形成される。
【００３７】
なお、導体引出部３０は、少なくとも一部に、例えば平編銅線等のフレキシブル導体（図示略）を有するのが好ましい。これにより、極低温ケーブル１０の熱伸縮により電極部１３の位置が水平方向に（図１の左右方向）に移動しても、容易に追従できるので、導体引出部３０が冷媒槽２１に固定される場合と異なり、固定箇所の損傷を防止できる。
【００３８】
導体引出部３０は、冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｃ内に配置される仕切りユニット７０の複数のバッフル板７１に遊挿されている。
【００３９】
バッフル板７１は、冷媒槽２１内の気体冷媒層に、仕切りユニット７０を設置することにより、複数のバッフル板７１が、冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｃ内において、導体引出部３０の周囲に、導体引出部３０の延在方向で所定間隔を空けて配置されている。複数のバッフル板７１（最下段のバッフル板７１を除く）は、終端接続部１の冷媒槽２１内において絶縁してない領域に設置される。複数のバッフル板７１は、冷媒槽２１において気体冷媒ＡＮが充填される内部領域、つまり、気体冷媒層を、導体引出部３０の長手方向であり気体冷媒層の長手方向（温度勾配が生じる方向）で、温度勾配に対応した温度範囲毎の間隔である所定間隔で仕切るように配置される。これによりバッフル板７１は、引出筒状部２１Ｃ内に、気体が互いに行き来可能な複数の層を形成する。具体的には、バッフル板７１の設置位置である所定間隔は、導体引出部３０に沿う真空槽２２の長さ（引出筒状部２１Ｃの外周部分の筒状部２２Ｂの長さ）に基づく温度勾配によって設定される。真空槽２２の長さが長ければ、導体引出部３０の延在方向での温度勾配（上端の常温から下端の極低温に向かって温度下降の勾配）は小さくなり、勾配に対応した温度の範囲で仕切るように、バッフル板７１は、配設される。複数のバッフル板７１は、連結部材を介して所定間隔を空けて接続される。また、バッフル板７１は、引出筒状部２１Ｃの内周形状に対応してプラスチックやその他の絶縁体からなる円環状の平板であり、断熱性を備えている。バッフル板７１は、多孔質の円環状平板により構成されてもよい。バッフル板７１は、バッフル板７１の表面側（上側）からの侵入熱が裏面（下側）側の領域に移動をすることを低減し、高い保冷効果を得ることができる。なお、バッフル板７１は、通気性と通水性を有していないので、気体冷媒ＡＮを通過させるために上下に貫通する微小の通気孔が形性されていてもよい。ここでは、バッフル板７１は、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）により構成される。
【００４０】
シールド通電部４０は、極低温ケーブル１０のケーブルシールド層１１４を接地するための導電部材である。シールド通電部４０の構成は、導体引出部３０の構成とほぼ同様である。すなわち、シールド通電部４０は、例えば銅製の棒材またはパイプ材からなるシールド引出棒を有する。なお、シールド通電部４０の構成はこれに限定されず、公知の構成を適用することができる。シールド通電部４０（シールド引出棒）の一端は真空槽２２の第２の筒状部２２Ｃを気密に貫通して外部に引き出され、他端はシールド接続端子１４に接続される。シールド通電部４０は、シールド接続端子１４を介して極低温ケーブル１０のケーブルシールド層１１４と電気的に接続する。
【００４１】
シールド通電部４０は、少なくとも一部に、例えば平編銅線等のフレキシブル導体（図示略）を有するのが好ましい。これにより、極低温ケーブル１０の熱収縮によりシールド接続端子１４の位置が水平方向に（図１の左右方向）に移動しても、容易に追従することができるので、蓋６３等の損傷を防止できる。
【００４２】
碍管５０は、ポリマー套管５１及び遮へい金具５２を有する。
【００４３】
ポリマー套管５１は、絶縁筒５１ａと、ポリマー被覆体５１ｂと、を有する。絶縁筒５１ａは、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で構成される。ポリマー被覆体５１ｂは、電気絶縁性能に優れる材料、例えばシリコーンポリマー（シリコーンゴム）などの高分子材料で構成される。ポリマー被覆体５１ｂは、絶縁筒５１ａの外周に設けられており、ポリマー被覆体５１ｂの外周面には、複数個の傘状の襞部が長手方向に離間して形成される。ポリマー套管５１の内部（絶縁筒５１ａの内部）は中空となっている。
【００４４】
遮へい金具５２は、ポリマー套管５１と同心状に埋設される円筒部５２ａと、円筒部５２ａの下端から径方向外側に延出するフランジ部５２ｂを有する。円筒部５２ａは電界緩和機能を有し、碍管５０の電界を緩和する。
【００４５】
真空槽２２の第１の筒状部２２Ｂの上部に碍管５０を載置し、遮へい金具５２のフランジ部５２ｂをボルト等の接続部材（図示略）で接続することにより、碍管５０は真空槽２２に気密に固定される。碍管５０の内部は第１の筒状部２２Ｂに連通し、運転時には真空状態となる。これにより、真空断熱部を大きく確保することができるので、導体引出部３０を介する外部からの熱侵入を低減することができる。
【００４６】
邪魔板２００は、導入部９２から導入される冷媒Ｎによる電極部１３近傍の冷媒Ｎの揺らぎを防止する。邪魔板２００は、導入部９２から導入されて冷媒槽２１内に充填された状態の冷媒Ｎを循環させる際に、循環ポンプ起動により発生する圧力変動を、導入部９２から電極部１３へ直線的に伝播することを阻害する。導入部９２から電極部１３へ直線的に圧力が伝播すると、電極部１３近傍の冷媒Ｎに揺らぎが生じて、電極部１３を含む周囲の部品に影響が生じ、インパルス破壊など不具合が生じる恐れがあるからである。
邪魔板２００は、ケーブル保持部材８０（具体的にはロッド部８２）に、冷媒Ｎが導入される導入部９２と電極部１３との間に位置するように設けられる。邪魔板２００は、絶縁性を有し、例えば、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）で形成される。
【００４７】
邪魔板２００は、冷媒槽２１内において、先端側で、導入部９２と電極部１３との間に配置され、特に、導入部９２と、電極部１３の周囲導体引出筒状部２１Ｃの下部内の冷媒Ｎの界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２の周囲を含む電界緩和部３２近傍Ｙとの間に配置される。
邪魔板２００は、図２に示すように、冷媒槽２１の内面積と略同等の面積を有する板本体部２１０を有し、板本体部２１０の一部に切欠部２２０が形成されている。なお、この切欠部２２０の形状は、どのような多角形、円形の貫通穴、多角形の切欠等、板本体部２１０の一部を切り欠いて板本体部２１０の表裏面側を連通させるものであればどのように形成されてもよい。
【００４８】
邪魔板２００は、冷媒槽２１の内面積、つまり内径で囲まれる断面積と略同等の外径を有し、外縁が、冷媒槽２１の内周面に近接し、摺動可能な形状となっている。すなわち、冷媒槽２１内に設置される邪魔板２００は、切欠部２２０部分を除く外縁と、冷媒槽２１の内周面との間には略隙間が無い状態となっている。また、冷媒槽２１の周壁と邪魔板２００とは別部材であるので、冷媒槽２１を介して邪魔板２００に熱が伝達しにくい。
切欠部２２０は、邪魔板２００の板本体部２１０の表裏面に開口して形成され、冷媒槽２１内では、冷媒Ｎは、この切欠部２２０を通り、先端側の導入部９２側から基端側に移動する。つまりは、冷媒Ｎに伝播する圧力は、邪魔板２００で仕切られて形成された経路を通る（経路内の冷媒Ｎを伝わる）。
【００４９】
本実施の形態の極低温ケーブル１０の終端接続部１では、邪魔板２００は冷媒槽２１内に複数配置され、複数の邪魔板２００のそれぞれの切欠部２２０を、電極部１３から遠い下側にして、軸方向で並べている。これら複数の邪魔板２００は、スペーサ２４２〜２４４を介して一体に構成され、冷媒槽２１内への取付が容易となっている。
邪魔板２００の板本体部２１０には、ロッド部８２が挿通する貫通孔２３０が設けられている。この貫通孔２３０にロッド部８２が挿通され、挿通されたロッド部８２に吊り下げられた状態で設けられ、導入部９２と電極部１３との間に配置される。なお、邪魔板２００を挟むように設けられるスペーサ２４２〜２４４には、貫通孔２３０に連続する貫通孔が形成されている。ロッド部８２は、邪魔板２００の貫通孔２３０とともにスペーサ２４２〜２４４の貫通孔を挿通して、スペーサ２４２〜２４４とともに邪魔板２００を支持する。
【００５０】
次に、邪魔板２００、極低温ケーブル１０の端末部が取り付けられるケーブル保持部材８０について、邪魔板２００、極低温ケーブル１０の端末部の取付構造とともに説明する。
【００５１】
図３は、図１のＡ―Ａ線矢視部分断面図である。
【００５２】
図３に示すように、冷媒槽２１内に収容される極低温ケーブル１０の端末部は、ケーブル保持部材８０を介して冷媒槽２１内に、冷媒槽２１の中心位置に位置させつつ、極低温ケーブル１０の延在方向（冷媒槽２１の軸方向に相当）に移動可能に保持されている。
【００５３】
ケーブル保持部材８０は、極低温ケーブル１０の端末部を保持するとともに、当該ケーブル保持部材８０に設けられた邪魔板２００を保持する。
ケーブル保持部材８０は、ロッド部８２と、金具８３（具体的には、金属フランジ部８４）と、を有する。
【００５４】
ロッド部８２は、絶縁材料として、ここでは金属よりも熱伝導性が低い繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）で構成されている。これにより、外部からの熱侵入を効果的に防止することができる。ロッド部８２は、棒状材、角柱状材により構成されてもよい。
【００５５】
ロッド部８２は、一端部８２ａが止着部（ボルトナット接合）８５を介して冷媒槽２１の先端部２１１に固定されている。ロッド部８２は、冷媒槽２１内において、先端部２１１から水平方向（具体的には、極低温ケーブル１０の長手方向或いは冷媒槽２１の長手方向）に突出して設けられている。ロッド部８２は、終端接続部１の先端側或いは後端側から見て、同心円周上において、所定の角度で回転した位置に複数配置されてもよい。つまり、複数のロッド部８２は、円形の先端部２１１の内側面において、対向する極低温ケーブル１０の投影部分よりも外側で、周方向に等間隔離間して配置される構成としてもよい。本実施の形態では、先端部２１１の内側面から水平方向で離間する２本のロッド部８２（８２Ａ、８２Ｂ）を備える構成としたが、これに限らず、一本のロッド部８２を備える構成としてもよいし、冷媒槽２１の先端部２１１に同心円上に等間隔を空けて３本、４本、５本以上のロッド部８２を設けた構成としてもよい。また、１本のロッド部８２を設けた構成としてもよい。
【００５６】
ロッド部８２（８２Ａ、８２Ｂ）の一端部８２ａは、ロッド取付孔２１１１に挿入され、止着部８５によって先端部２１１に固定されている。止着部８５は、例えば、ロッド取付孔２１１１を介して先端部２１１の外部、つまり、冷媒槽２１の外部に突出する一端部８２ａの部位に、外側から螺合するナットを用いて止着することによって構成される。なお、止着部８５は、ロッド取付孔２１１１に挿入される一端部８２ａを、先端部２１１を挟んで両側から締め込むナットにより構成してもよい。ここではロッド部８２は一端部８２ａにおいてナットに対応する部位に雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部と止着部８５としてのナットとは螺合される。これにより、ロッド部８２は、先端部２１１に固定される。
【００５７】
ロッド部８２は、極低温ケーブル１０に取り付けられた金具８３のロッド挿入孔８６と、邪魔板２００の貫通孔２３０とを挿通している。
【００５８】
終端接続部１では、極低温ケーブル１０は、極低温ケーブル１０の外周に取り付けた金具８３を介して、ケーブル保持部材８０により保持される。
金具８３は、本実施の形態では、中央に極低温ケーブル１０の端末部が挿入される中央孔を有する平板状の金属フランジ部８４と、ロッド挿入孔８６とを有する。金属フランジ部８４は、極低温ケーブル１０のケーブルコア１１の外周から半径方向で突出するように配置されており、ロッド挿入孔８６は、中央孔より外周側の位置に形成され、ロッド挿入孔８６が挿通される。
金属フランジ部８４は、ロッド挿入孔８６にロッド部８２を挿通することにより、冷媒槽２１に極低温ケーブル１０の端部を保持させる。
【００５９】
ロッド部８２は、極低温ケーブル１０に対して水平方向の両側で、貫通孔２３０と、ロッド挿通孔８６とにそれぞれ挿通する。
【００６０】
これにより、冷媒槽２１内部の構成要素、ここでは、邪魔板２００及び極低温ケーブル１０は、ロッド部８２を介して、冷媒槽２１内において、それぞれの軸心が、冷媒槽２１の軸と同一軸心になるように、冷媒槽２１に片持ちで支持される。このとき、極低温ケーブル１０（詳細には、ケーブルコア１１）は、それぞれ極低温ケーブル１０の延在方向に移動自在で吊られて保持された状態となっている。
【００６１】
このように、極低温ケーブル１０の終端接続部１は、極低温ケーブル（超電導ケーブル）１０の端末部と、極低温ケーブル１０の超電導導体層（導体）１１２に接続され、電流を外部に引き出すための電極部１３と、極低温ケーブル１０の端末部を収容し、運転時に冷媒Ｎが導入される冷媒槽２１と、冷媒槽２１を収容し、運転時に真空状態とされる真空槽２２とを有する。また、終端接続部１は、冷媒槽２１から冷媒槽２１の軸方向に突出して設けられ、極低温ケーブル１０の端末部を少なくとも片側で、冷媒槽２１の中心位置で、且つ、極低温ケーブル１０の延在方向に移動自在に保持するロッド部８２及び金属フランジ部８４（ケーブル保持部材８０）と、を有する。
ケーブル保持部材８０は、断熱内管である冷媒槽２１内において、邪魔板２００を、冷媒槽２１（具体的には、冷媒槽２１の周壁）から絶縁した状態で支持する。
【００６２】
すなわち、絶縁性を有する邪魔板２００は、極低温ケーブル１０の端末部とともに、冷媒槽２１に突設されたロッド部８２に吊り下げられており、ロッド部８２により、軸方向に移動自在で、且つ、冷媒槽２１の中心位置に配置される。ここでは、極低温ケーブル１０の端末部は、冷媒槽２１の先端部２１１にロッド部８２、金属フランジ部８４を介して片持ちで簡易な構成で支持される。また、極低温ケーブル１０は、ロッド部８２Ａ、８２Ｂを介して、その延在方向に移動自在で、且つ、冷媒槽２１の中心位置で、冷媒槽２１に保持させることができる。
【００６３】
これにより、終端接続部１によれば、邪魔板２００は、ロッド部８２によって、導入部９２と、界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２の周囲を含む電界緩和部３２近傍Ｙとの間で吊り下げられた状態である。これにより、導入部９２から導入され、界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２の周囲を含む電界緩和部３２近傍Ｙまで至る冷媒Ｎの流路の長さを長くすることができる。
これにより、循環ポンプ９の駆動を開始するにより発生する圧力変動が、冷媒槽２１に導入される冷媒Ｎを介して、冷媒槽２１内の冷媒Ｎに伝播する。導入部９２を介して冷媒槽２１内に導入される冷媒Ｎは、伝播する変動を邪魔板２００に阻害され、当該邪魔板２００を迂回して、界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２の周囲を含む電界緩和部３２近傍Ｙに至る際の圧力を低下させることができる。
【００６４】
図５は、循環ポンプ９の起動により発生する圧力変動によるである冷媒の挙動の揺らぎを示す図である。図５Ａは、図１に示す界面付近Ｘの冷媒の挙動の揺らぎを示し、図５Ｂは、電界緩和部３２の周囲を含む電界緩和部３２近傍Ｙにおける冷媒の挙動の揺らぎを示す。なお、各図において、本実施の形態の終端接続部１との比較のため、本実施の形態の終端接続部１における界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２近傍Ｙにおける冷媒の挙動の揺らぎを実線で示し、本実施の形態の終端接続部１におい、邪魔板２００を除いた構造での界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２近傍Ｙにおける冷媒の挙動の揺らぎを一点鎖線で示した。
【００６５】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、循環ポンプ９（図１参照）の起動時と、所定時間後に邪魔板２００の無い構造において揺らぎが発生している際に、邪魔板２００を好適に有する本実施の形態の終端接続部１では、殆ど揺らぎが生じていない。これにより、邪魔板２００により、界面付近Ｘ、及び、電界緩和部３２近傍Ｙにおける揺らぎが抑制されることがわかった。これにより、本実施の形態の終端接続部１では、電界緩和部３２近傍Ｙ、界面付近Ｘで揺らぎが抑制されるので、その部位で温度上昇することがなく、熱効率は低下せず、超電導ケーブルとしての通電性能（臨界電流値）を確保できる。
このように、本実施の形態によれば、循環ポンプ９の起動の際の冷媒の導入時、循環ポンプ９による循環運転時であっても超電導ケーブルを冷却して低温状態を維持しつつ、安定した超電導特性をうることができる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、極低温ケーブル１０が熱収縮しても、極低温ケーブル１０の端末部が、冷媒槽２１に固定されるロッド部８２上を摺動することで収縮を吸収して、冷媒槽２１自体に負荷がかかることがない。
【００６７】
また、冷媒槽２１が軸方向に熱収縮した場合は、後端部２１２の移動によって冷媒槽２１の軸方向への熱収縮が吸収され、これに伴いロッド部８２も、極低温ケーブル１０、邪魔板２００に負荷を与えること無く、軸方向に移動できる。
【００６８】
このように、終端接続部１によれば、冷媒槽２１の中心位置に極低温ケーブル１０を配置しつつ、高電圧となる極低温ケーブル１０を、アースとして機能する冷媒槽２１の中心に位置させて、当該冷媒槽２１からの距離を一定の距離で保持できる。また、冷媒槽２１又は極低温ケーブル１０が冷媒槽２１又は極低温ケーブル１０の軸方向への熱収縮にも対応できる。すなわち、冷媒槽２１又は極低温ケーブル１０の軸方向への熱収縮に対応しつつ、冷媒槽２１の中心位置に極低温ケーブル１０を配置できる。
【００６９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００７０】
例えば、終端接続部１は、極低温ケーブル１０の端末部および邪魔板２００を、冷媒槽２１の先端部２１１に突設されたロッド部８２を介して片持ち状態で支持する構成としたが、これに限らず、ロッド部８２を冷媒槽２１の後端部２１２まで延設した構成としてもよい。すなわち、冷媒槽２１内で、先端部２１１及び後端部２１２の間に、ロッド部８２を軸方向に延在するように架設する。このようにして、極低温ケーブル１０の端末部に取り付けられる金属フランジ部８４と、邪魔板２００の貫通孔２３０とにロッド部８２を挿通する。これにより、極低温ケーブル１０の端末部が、ロッド部８２により、冷媒槽２１の中心位置で、軸方向（延在方向）に移動自在に支持され、且つ、邪魔板２００を冷媒槽２１の内周面に近接する位置に好適に配置した構成としてもよい。
【００７１】
なお、本実施の形態では、複数の邪魔板２００の切欠部２２０が軸方向で並ぶように、邪魔板２００を配置したが、これに限らず、図１の構造において、切欠部２２０を軸方向で異なる位置に配置してもよい。例えば、図４に示すように、図１の終端接続部１の構造と同様の構造の終端接続部１Ａにおいて、邪魔板２００Ａの切欠部２２０の位置を上下で互い違いに配置して良い。なお、図５に示す終端接続部１Ａにおいて、終端接続部１と同様の構成要素には同符号、同名称を付して説明は省略する。図４に示す終端接続部１Ａも終端接続部１と同様の作用効果を発揮できる。
【００７２】
また、ケーブル保持部材８０は、本実施の形態ではロッド部８２と、金属フランジ部８４とを有する構成としたが、これに限らない。ケーブル保持部材８０は、冷媒槽２１から冷媒槽２１の軸方向に突出して設けられ、極低温ケーブル１０の端末部を、冷媒槽２１の中心位置で、且つ、極低温ケーブル１０の延在方向に移動自在に保持する構成であれば、どのように構成してもよい。この場合、ケーブル保持部材８０は、冷媒槽２１と極低温ケーブル１０とを絶縁するように構成される。
【００７３】
例えば、ケーブル保持部材８０を、冷媒槽２１の先端部２１１の内側面から、冷媒槽２１の軸方向に突出する絶縁筒材としてもよい。この場合、先端部２１１から片持ち状態で冷媒槽２１の軸方向に突出する絶縁筒材は、その先端の開口に、極低温ケーブル１０の端末部を挿入し、挿入された端末部を絶縁筒材の内周面で、冷媒槽２１の中心位置で、且つ、極低温ケーブル１０の延在方向に移動自在に、保持するように構成される。
【００７４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１、１Ａ  終端接続部
１０  極低温ケーブル
９  循環ポンプ
１１  ケーブルコア
１２  断熱管
１３  電極部
１４  シールド接続端子
１５  電界緩和層
２０  低温容器
２１  冷媒槽
２１Ａ  冷媒槽本体
２１Ｂ  シールド引出口
２１Ｃ  引出筒状部
２２  真空槽
２２Ａ  真空槽本体部
２２Ｂ  第１の筒状部
２２Ｃ  第２の筒状部
３０  導体引出部
３２  電界緩和部
４０  シールド通電部
５０  碍管
５１  ポリマー套管
５１ａ  絶縁筒
５１ｂ  被覆体
５２  ポリマー遮へい金具
５２ａ  円筒部
５２ｂ  フランジ部
６１  測定用配管
７０  仕切りユニット
７１  バッフル板
８０  ケーブル保持部材
８２、８２Ａ、８２Ｂ  ロッド部
８２ａ  一端部
８３  金具
８４  金属フランジ部
８５  止着部
８６  ロッド挿入孔
９０  供給管
９２  導入部
１１１  フォーマ
１１２  超電導導体層（導体）
１１３  電気絶縁層
１１４  ケーブルシールド層
１１５  保護層
１２１  断熱内管
１２２  断熱外管
２００  邪魔板
２１０  板本体部
２１１、２２１  先端部
２１２、２２２  後端部
２２０  切欠部
２３０  貫通孔
２１１１  ロッド取付孔
【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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