(57)【要約】【課題】本発明は、少なくとも一つの超伝導材料層で構成される少なくとも一つのフェーズ層（１Ａ，１Ｂ）とニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）とを各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、これらの層が同心であって、極低温流体が充填されたシェル（８）に格納され、隣接している内側フェーズ層（１Ａ，１Ｂ）が剥ぎ出されて直接的に接続される二つの隣接ケーブルの間のジョイントに関する。【解決手段】本発明によれば、各ケーブルのニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）も剥ぎ出され、剥ぎ出されたニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）の間に少なくとも一つのブリッジ支持部材（６，６０）が配置され、ニュートラル層の伝導または超伝導材料の電気接続のための層（７）が、ブリッジ支持部材（６，６０）に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの隣接ケーブルの間のジョイントであって、少なくとも一つの超伝導材料層で構成される少なくとも一つのフェーズ層（１Ａ，１Ｂ）とニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）とを各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、前記フェーズ層及び前記ニュートラル層が同心であって、極低温流体が充填されたシェル（８）に格納され、隣接している内側の前記フェーズ層（１Ａ，１Ｂ）が剥ぎ出されて直接的に接続される、ジョイントにおいて、
各ケーブルの前記ニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）も剥ぎ出され、剥ぎ出された前記ニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）の間に少なくとも一つのブリッジ支持部材（６，６０）が配置され、前記ニュートラル層を電気的に接続するための伝導または超伝導材料の層（７）が前記ブリッジ支持部材（６，６０）に配置されることを特徴とする、ジョイント。
【請求項２】
端部が傾斜した管状の絶縁材料のブリッジ要素により前記ブリッジ支持部材（６）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のジョイント。
【請求項３】
極低温流体が充填された長手方向管状スペース（９）が、超伝導材料の内側の前記フェーズ層（１Ａ，１Ｂ）の接続部と前記ブリッジ支持部材（６０）との間に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のジョイント。
【請求項４】
前記ブリッジ支持部材（６０）が少なくとも部分的に金属で製作されることを特徴とする、請求項３に記載のジョイント。
【請求項５】
前記ブリッジ支持部材（６０）が少なくとも部分的に絶縁材料で製作されることを特徴とする、請求項３または４に記載のジョイント。
【請求項６】
請求項１に記載の、二つの隣接ケーブルの間のジョイントであって、
少なくとも一つの超伝導材料層で各々が構成される三つの同心フェーズ層およびニュートラル層（１Ａ，２Ａ，３Ａ，４Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ）を各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、前記フェーズ層および前記ニュートラル層が絶縁材料層（１´Ａ，２´Ａ，３´Ａ，１´Ｂ，２´Ｂ，３´Ｂ）により分離され、隣接している最も内側の前記フェーズ層（１Ａ，１Ｂ）が剥ぎ出されて直接的に接続される、ジョイントにおいて、
前記超伝導材料層が、最も内側の前記フェーズ層（１Ａ，１Ｂ）から前記ニュートラル層（４Ａ，４Ｂ）まで接続端部から離れながら段階的に剥ぎ出されるのに対して、剥ぎ出された各前記フェーズ層または前記ニュートラル層と他の同一層（２Ａ，３Ａ，４Ａ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ）との間にブリッジ支持部材（６，６０）が配置され、同一の前記フェーズ層または前記ニュートラル層の電気接続のための伝導または超伝導材料の層（７）が各前記ブリッジ支持部材（６，６０）に配置されることを特徴とする、ジョイント。
【請求項７】
端部が傾斜した管状の絶縁材料のブリッジ要素により前記ブリッジ支持部材（６）の各々が形成されることを特徴とする、請求項６に記載のジョイント。
【請求項８】
極低温流体が充填された長手方向管状スペース（９）が、超伝導材料の最も内側の前記フェーズ層（１Ａ，１Ｂ）と後続の前記ブリッジ支持部材（６０）との間に設けられ、極低温流体が充填された長手方向管状スペース（９）が、各前記ブリッジ支持部材（６０）と、最も内側の前記ブリッジ支持部材に配置された電気接続のための伝導または超伝導材料の前記層との間にも設けられることを特徴とする、請求項６に記載のジョイント。
【請求項９】
前記ブリッジ支持部材（６０）が少なくとも部分的に金属で製作されることを特徴とする、請求項８に記載のジョイント。
【請求項１０】
前記ブリッジ支持部材（６０）が少なくとも部分的に絶縁材料で製作されることを特徴とする、請求項８または９に記載のジョイント。
【請求項１１】
前記絶縁材料が紙であることを特徴とする、請求項２，５，７，１０のいずれか一項に記載のジョイント。
【請求項１２】
前記金属がアルミニウムまたはステンレス鋼であることを特徴とする、請求項４または９に記載のジョイント。
【請求項１３】
前記ブリッジ支持部材（６，６０）が予成形されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のジョイント。
【請求項１４】
電気接続のための伝導または超伝導接続材料の前記層の各々が、前記ブリッジ支持部材に分散状態で敷設されるストランドまたはテープから形成されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のジョイント。
【請求項１５】
電気接続のための前記層の各々が超伝導材料で製作されることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導ケーブルジョイントに関連する。
【０００２】
より具体的には、本発明は二つの隣接ケーブルの間のジョイントに関連し、各ケーブルは、少なくとも一つの超伝導材料層で構成されるフェーズ層とニュートラル層とを中央支持体の周囲に包含し、これらの層が同心であって、極低温流体が充填されたシェルに格納される。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１は、各ケーブルについて三つの単一フェーズケーブルの使用と、同一フェーズの二つの隣接ケーブルの接続とを開示している。隣接している超伝導材料の二つのフェーズ層はこの時、相補的な絶縁材料の層で被覆された中央伝導要素により接続される。
【０００４】
同発明は、少なくとも一つの超伝導材料層で各々が構成される三つの同心フェーズを中央支持体の周囲に包含するケーブルにも関連し、これらの層は絶縁材料の層によって分離されている。
【０００５】
特許文献２に記載されているように、各ケーブルにより形成されるアセンブリは、ニュートラルと外側シースとに接続されたスクリーンにより被覆されうる。これらのケーブルは、極低温流体、概して液体窒素が充填されたシェルに格納されている。後者の文献には、重ね合わせを伴う各段階の構成によって超伝導材料の層と絶縁材料の層とを再構築することにより形成される、製造に時間を要する複雑なケーブルジョイントが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第２００６８６２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２０１０／０１８４６０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、少なくとも一つの超伝導材料層で構成される少なくとも一つのフェーズ層とニュートラル層とを各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、これらの層が同心である二つの隣接ケーブルの間の、製造が確実かつ容易であるジョイントに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明は、二つの隣接ケーブルの間のジョイントを提案し、少なくとも一つの超伝導材料層で構成される少なくとも一つのフェーズ層とニュートラル層とを各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、これらの層が同心であって、極低温流体が充填されたシェルに格納され、隣接している内側フェーズ層が剥ぎ出されて直接的に接続されるジョイントにおいて、各ケーブルのニュートラル層も剥ぎ出され、剥ぎ出されたニュートラル層の間に少なくとも一つのブリッジ支持部材が配置され、これらのニュートラル層を電気的に接続するための伝導または超伝導材料の層がブリッジ支持部材に配置されることを特徴とする。
【０００９】
好適な実施形態では、端部が傾斜した管状絶縁材料のブリッジ要素により支持部材が形成される。
【００１０】
超伝導材料の内側フェーズ層とブリッジ支持部材との間に、極低温流体が充填された長手方向筒状スペースが設けられると、非常に有利である。
【００１１】
この実施形態において、ジョイントの形成は、筐体に格納される極低温流体の誘電特性を利用する。
【００１２】
このブリッジ支持部材は、少なくとも部分的に金属で、および／または少なくとも部分的に絶縁材料で製作されうる。
【００１３】
好ましくは、少なくとも一つの超伝導材料層で各々が構成される三つの同心フェーズ層とニュートラル層とを各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、これらの層が絶縁材料の層で分離され、隣接している最も内側のフェーズ層が剥ぎ出されて直接的に接続され、超伝導材料の層は、最も内側のフェーズからニュートラルまでジョイント端部から離れながら段階的に剥ぎ出されるのに対して、剥ぎ出された各フェーズまたはニュートラル層と他の同一層との間にブリッジ支持部材が配置され、同じフェーズまたはニュートラル層との電気的接続のための伝導または超伝導材料の層が各支持部材に配置される。
【００１４】
好適な実施形態では、端部が傾斜した管状絶縁材料のブリッジ要素によって支持部材の各々が形成される。
【００１５】
最も内側の超伝導材料のフェーズ層と後続ブリッジ支持部材との間に、極低温流体が充填された長手方向管状スペースが設けられ、各ブリッジ支持部材と、最も内側のブリッジ支持部材に配置された伝導または超伝導性の電気接続材料の各層との間にも、極低温流体が充填された長手方向管状スペースが設けられると、非常に有利である。
【００１６】
ブリッジ支持部材は、少なくとも部分的に金属で、および／または少なくとも部分的に絶縁材料で製作されうる。
【００１７】
絶縁材料は、好ましくは紙である。
【００１８】
金属は、好ましくはアルミニウムまたはステンレス鋼である。
【００１９】
ブリッジ支持部材が予成形されると、非常に有利である。
【００２０】
予成形された要素は、人的ミスまたは近似値と無関係である精密な形状および寸法を有するので、この予成形は、ジョイントが非常に迅速かつ容易に製造されることを可能にするとともに高度な安全性の達成を可能にするため、特に有利である。
【００２１】
伝導または超伝導電気接続材料の各層は、ブリッジ要素に分散状態で敷設されたストランドまたはテープから形成されることが好ましい。
【００２２】
各電気接続層が超伝導材料で製作されると、やはり有利である。
【００２３】
こうして、ストランドまたはテープの間の接続抵抗は極低温では極めて低いので、ジョイント全体での電気的接続は実際には専ら超伝導性である。そのため、ジョイントは、ケーブルの超伝導特性に実質的な連続性を付与し、ジュール効果損失が実質的に見られない。第一に、これはシステムの損失の軽減を可能にする。さらに、臨界温度の外側でケーブルの局所遷移を発生させて破損を招く結果を生む可能性のある抵抗接続部と比較して、局所加熱のリスクをかなり軽減する。
【００２４】
また、超伝導性の銅ストランドまたはテープを使用したこの接続部の全体寸法は、抵抗性の銅テープまたはストランドを使用した同じ接続部よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の好適な実施形態を示す図を利用して、本発明が以下でより詳しく説明される。
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の長手方向断面図である。
【図２】本発明の実施形態の長手方向断面図である。
【図３】本発明の実施形態の長手方向断面図である。
【図４】本発明の実施形態の長手方向断面図である。
【図５】本発明の実施形態の長手方向断面図である。
【図６】好適な実施形態の部分的斜視図である。
【図７】好適な実施形態の部分的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明による第一実施形態を示す。
【００２８】
この第一実施形態は、二つの隣接ケーブルの間のジョイントに関連し、少なくとも一つの超伝導材料層により各々が形成される三つの同心フェーズ層１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂを各ケーブルが中央支持体の周囲に包含し、これらの層は絶縁材料の層１´Ａ，２´Ａ，３´Ａ，１´Ｂ，２´Ｂ，３´Ｂにより分離されている。この事例では、ニュートラル層４Ａ，４Ｂそのものが絶縁シース４´Ａ，４´Ｂに被覆されているが、この絶縁シースは必ずしも存在するものではない。このニュートラル層４Ａ，４Ｂは、超伝導材料の層、または銅など従来の抵抗性伝導材料の層を含みうる。以下の文章では、ニュートラル層４Ａ，４Ｂは超伝導材料の層を含むと仮定される。
【００２９】
ケーブルおよびその接続部は、極低温流体が充填されたシェル８に格納されている。
【００３０】
隣接している最も内側の超伝導材料フェーズ層１Ａ，１Ｂ、言い換えると第１フェーズ層は剥ぎ出され、この事例では、伝導スリーブタイプの電気接続部５により直接的に接続される。このスリーブも、二つのケーブルの超伝導材料層の間に超伝導リンクを設ける超伝導テープを格納しうる。
【００３１】
超伝導材料の層は、最も内側のフェーズ１Ａ，１Ｂから、ニュートラル層４Ａ，４Ｂである最も外側のフェーズまで段階的に剥ぎ出されて、接続端部から取り外される。同じフェーズまたはニュートラルとの電気的接続のため、剥ぎ出された各フェーズまたはニュートラル層と他の同一層２Ａ，３Ａ，４Ａ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂと伝導または超伝導材料の層７との間には、ブリッジ支持部材６が配置される。
【００３２】
この伝導または超伝導材料の層７は、超伝導テープ、銅テープ、および／または銅ブレードや格子により形成されうる。これらの追加層７の各端部の電気的接続は、伝導部材５´、好ましくはスズタイプのろう合金が充填された伝導スリーブにより形成される。
【００３３】
支持部材６は、端部が傾斜した管状絶縁材料のブリッジ要素により各々が形成される。これらの部材は好ましくは、ケーブルの周囲に巻かれたストリップ形状の紙で製作される。
【００３４】
これらのブリッジ要素６は、伝導または超伝導材料の層７の間のスペース全体を埋めて、伝導または超伝導材料の層７のための機械的支持体となるとともに、各フェーズおよびニュートラルの電気ジョイントを電気的に絶縁するのに役立つ。
【００３５】
この第一実施形態は、二つの単一フェーズケーブルの間のジョイントにも適用されうる。
【００３６】
図２は、本発明による第二実施形態を示す。
【００３７】
先行実施形態のものと同一である構成要素は、再び説明されない。
【００３８】
この実施形態では、極低温流体が充填された長手方向管状スペース９が、最も内側の超伝導材料フェーズ層１Ａ，１Ｂと後続のブリッジ支持部材６０との間に設けられ、極低温流体が充填された長手方向管状スペース９は、各ブリッジ支持部材６０と、内側ブリッジ支持部材６０に配置された伝導または超伝導電気接続材料の各層７との間にも設けられている。
【００３９】
ブリッジ支持部材６０は、円錐台状端部６０Ａと直線管状円筒部６０Ｂとにより形成される。
【００４０】
この実施形態では、金属、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼でこの部材が製作され、接続長にわたって各側に一つずつ配置される二つの半管状ハーフ部材の形状で予成形される。
【００４１】
図３は、本発明による第三実施形態を示す。
【００４２】
先行実施形態のものと同一である構成要素は、再び説明されない。
【００４３】
この実施形態において、ブリッジ部材６０は絶縁材料、例えば紙で製作され、接続長にわたって片側に一つずつ配置される二つの半管状ハーフ部材の形状で各々が予成形されうる。
【００４４】
図４は、本発明による第四実施形態を示す。
【００４５】
先行実施形態のものと同一である構成要素は、再び説明されない。
【００４６】
この実施形態において、ブリッジ部材６０は、部分的に絶縁材料６０Ｂ、例えば紙で、また部分的に金属６０Ａ、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼で製作され、好ましくは、接続長にわたって片側に一つずつ配置される二つの半管状ハーフ部材の形で各々が予成形される。
【００４７】
図５は、本発明による別の実施形態を示す。
【００４８】
この事例では、二つの隣接ケーブルは単一フェーズであり、各ケーブルは、少なくとも一つの超伝導材料層で構成されるフェーズ層とニュートラル層とを中央支持管の周囲に包含し、極低温流体が充填されたシェルに格納されている。
【００４９】
隣接している内側の超伝導材料フェーズ層１Ａ，１Ｂは剥ぎ出され、伝導スリーブタイプの電気接続部５により直接的に接続される。
【００５０】
各ケーブルの超伝導材料ニュートラル層４Ａ，４Ｂも剥ぎ出され、剥ぎ出された超伝導材料ニュートラル層の間にブリッジ支持部材６０が配置され、これらの超伝導材料ニュートラル層４Ａ，４Ｂの電気接続のための伝導または超伝導材料層７が、支持部材６０に配置される。
【００５１】
極低温流体が充填された長手方向管状スペース９が、超伝導材料フェーズ層１Ａ，１Ｂの接続部とブリッジ支持部材６０との間に設けられる。
【００５２】
このブリッジ支持部材６０は、金属および／または絶縁材料６０Ｂ、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼および／または紙で製作され、好ましくは、接続長にわたって片側に一つずつ配置される二つの半管状ハーフ部材の形状で予成形される。
【００５３】
図６および図７は、電気接続層７の二つの好適な実施形態を示す。
【００５４】
伝導または超伝導電気接続材料の各層７は、対応のブリッジ要素６，６０の表面での等間隔分散状態でこの要素に敷設されたストランドまたはテープ７Ａから形成される。
【００５５】
これらの導体７Ａの数は、好ましくは、ケーブルの対応フェーズ層１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂまたはニュートラル層４Ａ、４Ｂで接続される超伝導テープ１０の数に等しい。テープまたはストランド７Ａは各端部で、ケーブルの対応フェーズまたはニュートラル層のテープに接続される。これらの超伝導ストランドまたはテープ７Ａは、好ましくは、接続されるフェーズまたはニュートラル層を形成するテープ１０のものより大きい臨界電流を有する。
【００５６】
各電気接続層７は、超伝導材料、例えばＢＳＣＣＯまたはＹＢＣＯタイプの高温超伝導テープ７Ａで製作されることが好ましい。
【００５７】
層は、対応のフェーズまたはニュートラル層で接続される超伝導テープ１０の数と少なくとも等しい数の銅導体でも製作されうる。この場合、ジョイントの加熱を回避するように、電流を流すための銅などの抵抗材料の総断面積が決定される。
【００５８】
図６に示された実施形態では、テープ７Ａがジョイントの長手軸に対して平行に配置され、超伝導テープ１０との接続部ではブリッジ要素の端部と隣接している。
【００５９】
図７に示された実施形態では、テープ７Ａが対応のブリッジ要素に巻かれ、超伝導テープ１０との接続部でブリッジ要素の端部と隣接している。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ  フェーズ層
１´Ａ，２´Ａ，３´Ａ，１´Ｂ，２´Ｂ，３´Ｂ  絶縁材料層
４Ａ，４Ｂ  ニュートラル層
４´Ａ，４´Ｂ  絶縁シース
５  電気接続部
５´  接続部材
６，６０  ブリッジ支持部材
７  超伝導性電気接続材料層
７Ａ  ストランドまたはテープ
８  シェル
９  長手方向管状スペース
１０  超伝導テープ
【図１】
2015060836.tif 000003
【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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