(57)【要約】【課題】多層に形成された超電導層の各層に均一に電流を流すことができる超電導ケーブルの端末構造の提供。【解決手段】芯材の周囲に複数層の超電導層が、絶縁層を介して積層された超電導ケーブルの端末構造であって、それぞれの超電導層に一対一に接続される複数の接続部材と、外部接続端子とを有し、各々の接続部材は、超電導層に接続される端子部と、端子部から延び外部接続端子と接続される電流リード部とを有し、端子部と超電導層との接続抵抗値に対して電流リード部の抵抗値が大きい超電導ケーブルの端末構造。【選択図】図３
2015211580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材の周囲に複数層の超電導層が、絶縁層を介して積層された超電導ケーブルの端末構造であって、
それぞれの超電導層に一対一に接続される複数の接続部材と、外部接続端子とを有し、
各々の前記接続部材は、前記超電導層に接続される端子部と、前記端子部から延び前記外部接続端子と接続される電流リード部とを有し、
前記端子部と前記超電導層との接続抵抗値に対して前記電流リード部の抵抗値が大きい超電導ケーブルの端末構造。
【請求項２】
前記接続部材は、前記端子部と前記超電導層との接続抵抗値に対して前記電流リード部の抵抗値が１６倍以上である請求項１に記載の超電導ケーブルの端末構造。
【請求項３】
前記電流リード部の抵抗値が１．６μΩ以上、１００μΩ以下である請求項１又は２に記載の超電導ケーブルの端末構造。
【請求項４】
前記超電導ケーブルが直流電流を流すための超電導ケーブルである、請求項１〜３の何れか一項に記載の超電導ケーブルの端末構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超電導ケーブルの端末構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導ケーブルは、電力需要の増大する地域における送電線容量不足の解消を図るとともに、電力送電時の損失低減を図ることができる技術として注目されている。超電導ケーブルとして、酸化物超電導導体を線材に加工したものをフォーマの周囲に螺旋巻きして構成された物が知られている。このような超電導ケーブルでは、酸化物超電導体からなる線材（酸化物超電導線材）が、絶縁層を介し多層に巻きつけられている。
【０００３】
このような超電導ケーブルの端末構造は、外部電源から延びる接続端子に半田付けして電気的に接続されている（例えば特許文献１、特許文献２）。このような端末構造において、接続端子は、その抵抗値を極力小さくすることで抵抗成分による電力のロスを少なくするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５９２１１号公報
【特許文献２】特開平１０−１２６９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に従来の端末構造の一例として、超電導ケーブル１０１の端末構造１１０を示し、図９にこの端末構造１１０の部分断面図を示す。
図８に示す超電導ケーブル１０１は、フォーマ（芯材）１８１の周囲に２層の超電導層１０６、１０７が、絶縁層１８２を介して積層されている。この超電導ケーブル１０１の端末は、フォーマ１８１と各超電導層１０６、１０７が階段状に露出されている。この露出された各層を覆うように接続部材１０４の端子部１０４Ａが取り付けられている。接続部材１０４と露出された各層の間は、半田１０５が満たされている。接続部材１０４は、外部電源に接続された電流リード部１０４Ｂを備えている。外部電源から電圧を加えることで、超電導ケーブルの超電導層１０６、１０７に電流を流すことができる。
接続部材１０４のリード部１０４Ｂは、抵抗値をできるだけ低くするためにできるだけ短く形成して抵抗成分によるロスを少なくするように構成されている。
【０００６】
超電導ケーブルの端末構造１１０は、半田１０５を介して超電導層１０６、１０７と接続部材１０４が一括して接続されている。また、半田１０５と超電導層１０６、１０７との間では、それぞれ異なる接続抵抗が生じる。この接続抵抗は、１ｎΩ〜１００ｎΩ程度と非常に小さく、この接続抵抗値を正確に制御することは困難である。銅などの常電導導体の接続において、このようなわずかな接続抵抗が問題になることはない。しかしながら、超電導導体は、極低温で抵抗値を示さないために、わずかな接続抵抗の差により各層に流れる電流値が大きく変わってしまうという問題がある。
【０００７】
図１０は、超電導ケーブル１０１に直流電流を流したときの、各層に流れる電流のシミュレーション結果である。なお、このシミュレーションにおいて、超電導ケーブル１０１の内側の超電導層１０６と接続部材１０４と間の接続抵抗を５０ｎΩ、外側の超電導層１０７と接続部材１０４との間の接続抵抗を０とする。
なお、横軸は、超電導ケーブル全体に流れる電流値（即ち、内側の超電導層と外側の超電導層とに流れる電流値）を示す。
図１０に示すように、内側の超電導層１０６は接続部材１０４との間にわずかな接続抵抗（５０ｎΩ）を有する為に、全体の電流が５０００Ａ程度になるまで、ほとんど電流が流れない。これに対して、外側の超電導層１０７には、電流が集中して流れる。
【０００８】
図１０に示すシミュレーション結果からわかるように、従来の端末構造においては、超電導ケーブルの各超電導層と接続部材との間の接続抵抗に起因して、各層に流れる電流値が大きく異なってしまう。これにより、一部の超電導層に集中して電流が流れ、この電流が臨界電流値に達して、線材の発熱が起こる虞がある。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みなされたものであり、多層に形成された超電導層の各層に均一に電流を流すことができる超電導ケーブルの端末構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超電導ケーブルの端末構造は、芯材の周囲に複数層の超電導層が、絶縁層を介して積層された超電導ケーブルの端末構造であって、それぞれの超電導層に一対一に接続される複数の接続部材と、外部接続端子とを有し、各々の前記接続部材は、前記超電導層に接続される端子部と、前記端子部から延び前記外部接続端子と接続される電流リード部とを有し、前記端子部と前記超電導層との接続抵抗値に対して前記電流リード部の抵抗値が大きい。
端子部と超電導層との接続抵抗は、例えば半田などによってなされるため、数ｎΩ程度の接続抵抗のばらつきが生じる。上記構成によれば、電流リード部において端子部と超電導層との接続抵抗のばらつきに対して大きな抵抗値を生じさせることで、相対的に接続抵抗のばらつきを小さくすることができる。これにより、各超電導層に流れる電流の比（即ち、分流比）の決定させる要因として、電流リード部の抵抗値が支配的な要因となる。電流リード部の抵抗は、容易に制御できるため、分流比を容易に制御できる。
【００１１】
上記超電導ケーブルの端末構造において、前記接続部材は、前記端子部と前記超電導層との接続抵抗値に対して前記電流リード部の抵抗値が１６倍以上であっても良い。
この構成によれば、電流リード部において端子部と超電導層との接続抵抗に対して１６倍以上の抵抗値を生じさせることで、分流比に対する接続抵抗のばらつきの影響を極端に小さくすることができる。これによって、各超電導層に流れる電流値に差が生じることを抑制できる。
【００１２】
上記超電導ケーブルの端末構造において、前記電流リード部の抵抗値が１．６μΩ以上、１００μΩ以下であっても良い。
端子部と超電導層との接続抵抗は、例えば１ｎΩ〜１００ｎΩ程度である。リードの抵抗値が１．６μΩ以上とすることによって、分流比に対する接続抵抗のばらつきの影響を極端に小さくすることができる。これによって、各超電導層に流れる電流値に差が生じることを抑制できる。また、電流リード部の抵抗値を１００μΩ以下とすることで、抵抗による電力のロスを抑制できる。
【００１３】
上記超電導ケーブルの端末構造において、前記超電導ケーブルが直流電流を流すための超電導ケーブルであっても良い。
端子部と超電導層との接続抵抗に起因して、各超電導層に流れる電流に差が生じることは、超電導ケーブルに直流電流を流すときにより顕著となる。したがって、上記の端末構造を、直流電流を流すための超電導ケーブルに採用することが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電流リード部において端子部と超電導層との接続抵抗のばらつきに対して大きな抵抗値を生じさせることで、相対的に接続抵抗のばらつきを小さくすることができる。これにより、各超電導層に流れる電流の比（即ち、分流比）の決定させる要因として、電流リード部の抵抗値が支配的な要因となる。電流リード部の抵抗は、容易に制御できるため、分流比を容易に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の端末構造が採用される超電導ケーブルの構造を示す部分断面略図である。
【図２】実施形態の端末構造の側面図である。
【図３】実施形態の端末構造の部分断面図である。
【図４】実施形態の接続部材の斜視図である。
【図５】端末構造の電流モデルである。
【図６】図５に示す電流モデルに基づく、第１、第２線材層に生じる電圧降下のシミュレーション結果である。
【図７】図５に示す電流モデルに基づく、電流リード部の長さと全体電流のシミュレーション結果である。
【図８】従来の端末構造の側面図である。
【図９】従来の端末構造の部分断面図である。
【図１０】図８、図９に示す従来の端末構造に電流を流した際の各層に流れる電流のシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る酸化物超電導線材の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
図１に本実施形態の端末構造を採用可能な超電導ケーブルの一例である超電導ケーブル１の部分断面略図を示す。
超電導ケーブル１は、ケーブルコア８５と、このケーブルコア８５を収納する金属製の断熱二重管８４とを有している。
断熱二重管８４は、可撓性を有する。また、断熱二重管８４は、内管８４ａと外管８４ｃを有し、内管８４ａと外管８４ｃの間には、真空断熱層８４ｂが形成されており、外部からの熱の影響を排除する構造となっている。内管８４ａの内部には、冷媒流通用の間隙８７をあけてケーブルコア８５が収容されている。
【００１８】
ケーブルコア８５は、複数の層を同心に積層した構造を有しており、内側から順にフォーマ（芯材）８１と、第１線材層６と、絶縁層８２と、第２線材層７と、ケーブル安定化層８６と、保護層８３と、を有している。
フォーマ８１は、金属製（例えば銅製）の撚線からなる。
第１線材層（超電導層）６は、複数本のテープ状の超電導線材２がフォーマ８１に螺旋状に巻きつけられて形成されている。
第１線材層６の周囲には、絶縁層８２が形成されており、絶縁層８２の内側の層（第１線材層６）と外側の層（第２線材層７）とを絶縁している。
第２線材層（超電導層）７は、第１線材層６と同様に、複数本のテープ状の超電導線材３が螺旋状に巻きつけられて形成されている。第２線材層７を構成する超電導線材３は、第１線材層６を構成する超電導線材２と同一の線材を用いても良く、また超電導線材２よりも幅広のものを用いても良い。また、図１には、第１線材層６の超電導線材２と第２線材層７の超電導線材３との螺旋方向を一致させた例を示しているが、螺旋方向を互いに逆向きとしても良い。
第１、第２線材層６、７は、超電導ケーブル１の内部に形成される超電導体層として機能し、互いに絶縁層８２によって絶縁されている。
ケーブル安定化層８６は、導電性の金属からなり、ケーブルに流れる電流を安定化する役割を果たす。保護層８３は、冷媒からケーブルコア８５を保護する役割を果たす。
【００１９】
本実施形態のテープ状の超電導線材２、３は、金属基材上に配向中間層、ＲＥ系超電導層、安定化層が形成されたＲＥ１２３系酸化物超電導線材であり、その寸法は幅３〜１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ程度である。また、ビスマス系の多芯構造の酸化物超電導線材を適用することもできる。
超電導線材２、３は、超電導ケーブル１において、内側に金属基材が配置され外側に安定化層が配置されるように螺旋巻きされている。
【００２０】
本実施形態において、超電導線材２、３が螺旋状に巻きつけられて形成される線材層は、第１線材層６と第２線材層７との２層構造とされているが、これより多くの層を形成しても良い。また、第２線材層７の外周に絶縁層を介して超電導シールド層を形成しても良い。この場合超電導シールド層として、第１、第２線材層６、７の超電導線材２、３と同様の線材を、螺旋巻きして形成することができる。超電導シールド層を設けることで、超電導導体層に流れ得る電流によって発生する電磁界を打ち消して、電磁界による影響を超電導ケーブル１の外部に及ぼさないようにできる。
【００２１】
図２に実施形態の超電導ケーブル１の端末構造１０の側面図を示し、図３にこの端末構造１０の断面図を示す。
端末構造１０は、上述の超電導ケーブル１と、超電導ケーブル１の第１、第２線材層６、７にそれぞれ取り付けられる接続部材４、５と、接続部材４、５と電気的に接続された外部接続端子１１と、を有している。
なお、図示を省略するが、超電導ケーブル１は、その端末部１ａに至るまで第１、第２線材層６、７の超電導線材２、３は、冷媒により冷却することができる構造となっている。
【００２２】
外部接続端子１１は、外部電源（例えば電力を供給する発電装置）そのものか、又は外部電源と接続された端子であって、接続部材４、５の各電流リード部４Ｂ、５Ｂに同電圧で電流を流すものである。外部接続端子１１から供給された電流は、接続部材４、５を介して第１、第２線材層６、７にそれぞれ流される。
【００２３】
超電導ケーブル１の端末部１ａは、第１、第２線材層６、７及びフォーマ８１が階段状に露出されている。これらの第１、第２線材層６、７の露出部には、接続部材４、５が取り付けられている。
【００２４】
図４に、接続部材４の斜視図を示す。
接続部材４は、円筒状である端子部４Ａとこの端子部４Ａの外周面から突出する電流リード部４Ｂとから構成されている。接続部材４を構成する材料として、例えば銅や銅合金などを採用することができる。
【００２５】
端子部４Ａの内径部４Ａａは、この接続部材４が取り付けられる第１線材層６の外径に合わせた大きさとなっている。また、端子部４Ａには、外周部から内径部４Ａａに貫通する孔４Ａｂが形成されている。孔４Ａｂは、接続部材４の内径部４Ａａに超電導ケーブル１の端末部１ａにおいて露出された第１線材層６を挿入した状態で、半田１２を流し込むために設けられている。
第１線材層６の超電導線材２は、内周側に基材、外周側に安定化層が配置されているため、第１線材層６の外周と端子部４Ａの内径部４Ａａの間に半田１２を流し込むことで、接続部材４と第１線材層６とを電気的に接続する。また、半田１２を第１線材層６の外周全体にいきわたらせて、第１線材層６を構成する複数の超電導線材２同士を半田１２と端子部４Ａとを介して短絡される。
【００２６】
電流リード部４Ｂは、端子部４Ａの外周から角棒状に延びて形成されている。電流リード部４Ｂは、幅Ｗ、奥行Ｌ、長さＤに形成されている。一例として、幅Ｗを１０ｍｍ、奥行Ｌを５０ｍｍ、長さＤを１００ｃｍとすることができる。
【００２７】
接続部材５は、接続部材４と同様の構造を有し、端子部５Ａと電流リード部５Ｂとから構成されている。
端子部５Ａの内径部５Ａａは、この接続部材５が取り付けられる第２線材層７の外径に合わせた大きさとなっている。接続部材５の内径部５Ａａと、第２線材層７との間は、半田１２が満たすことができる。これにより、接続部材５と第２線材層７とを電気的に接続されるとともに、第２線材層７を構成する複数の超電導線材３を全て短絡する。
電流リード部５Ｂは、電流リード部４Ｂは、幅Ｗ、奥行Ｌ、長さＤに形成されており、例えば、電流リード部４Ｂと同様に、幅Ｗを１０ｍｍ、奥行Ｌを５０ｍｍ、長さＤを１００ｃｍとすることができる。
【００２８】
図２、図３に示すように、端末構造１０において、端子部４Ａと第１線材層６との接合、並びに端子部５Ａと第２線材層７との接合は半田１２を介してなされている。このような半田接合において、接続抵抗は、１ｎΩ〜１００ｎΩ程度と非常に小さくなり、これを正確に制御することは困難である。即ち、端子部４Ａと第１線材層６との接続抵抗と、並びに端子部５Ａと第２線材層７との接続抵抗を同じにすることは、難しい。したがって、第１線材層６と、第２線材層７とは異なる接続抵抗によって、電流を供給する外部接続端子１１と接続される。第１、第２線材層６、７を構成する超電導線材２、３は、低温において抵抗値が０となるため、わずかな接続抵抗の差が生じていても、それぞれに流れる電流が大きく変わってしまう。
【００２９】
本実施形態の端末構造１０は、接続部材４、５の電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを長く（本実施形態では１００ｃｍ）して、電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値を、端子部４Ａと第１、第２線材層６、７との半田１２を介した接続抵抗よりも大きくしている。電流リード部４Ｂ、５Ｂにおいて端子部４Ａと第１、第２線材層６、７との接続抵抗のばらつきに対して大きな抵抗値を生じさせることで、相対的に接続抵抗のばらつきを小さくすることができる。これにより、第１、第２線材層６、７に流れる電流の比（即ち、分流比）の決定させる要因として、電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値が支配的な要因となる。電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗は、容易に制御できるため、分流比を容易に制御できる。
【００３０】
電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値は、端子部４Ａ、５Ａと第１、第２線材層６、７との接続抵抗値に対して１６倍以上とすることが好ましい。端子部４Ａ、５Ａと第１、第２線材層６、７との接続抵抗に対して１６倍以上の抵抗値を生じさせることで、接続抵抗が無視できる程小さくなり、電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値の比に応じて分流比を決めることができる。
また、電流リード部４Ｂ、５Ｂ抵抗値を大きくしすぎると、抵抗成分によるエネルギーロスが大きくなるため、この抵抗値は、端子部４Ａ、５Ａと第１、第２線材層６、７との接続抵抗値に対して１００００倍以下とすることが好ましい。
【００３１】
電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値は、１．６μΩ以上とすることが好ましい。端子部４Ａ、５Ａと第１、第２線材層６、７との接続抵抗は、例えば１ｎΩ〜１００ｎΩ程度であるため、電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値を１．６μΩ以上とすることで、接続抵抗のばらつきの影響を極端に小さくすることができる。また、電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値を１００μΩ以下とすることで、抵抗による電力のロスを抑制できる。
【００３２】
電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値を確保する為に、電流リード部４Ｂ、５Ｂの電流経路中に外部抵抗を挿入しても良い。しかしながら、本実施形態に示すように、同一の素材（例えば銅）からなる接続部材４、５を用いる場合には、電流リード部４Ｂ、５Ｂの電流経路の長さＤを長くすることで、抵抗値を確保できる。
【００３３】
端末構造１０は、直流電流を流すための超電導ケーブルに好適に用いられる。
超電導ケーブル１に直流電流を流す場合は、インダクタンスによる誘導電圧が生じないため、抵抗成分が分流を決める支配的な要因となる。これに対して、超電導ケーブル１に交流電流を流す場合には、超電導ケーブル１にはインダクタンスによる誘導電圧が生じる。この誘導電圧は、端末部１ａの抵抗に起因する電圧と比較して十分に大きいため、分流に与える抵抗成分の影響が小さくなる。したがって、端末構造１０を、直流電流を流すための超電導ケーブル１に採用することで、大きな効果を得ることができる。なお、端末構造１０を、交流電流を流すための超電導ケーブルに採用しても良く、この場合も一定の効果を得ることができる。
【実施例】
【００３４】
次に、このような端末構造１０を備えた超電導ケーブル１に直流電流を流した場合のシミュレーション結果について実施例として説明する。
図５に端末構造１０を備えた超電導ケーブル１の電流モデル２０を示す。
この電流モデル２０は、図２に示す端末構造１０を想定したモデルであり、直流電源としての外部接続端子１１からそれぞれ並列に並ぶ、第１線材層６、第２線材層７にそれぞれ接続部材４、５を介して接続されている超電導ケーブル１の端末構造１０を表している。
【００３５】
第１、第２線材層６、７には、超電導体特有の電圧降下Ｖ＝Ｖｃ（Ｉ／Ｉｃ）ｎが生じる。なお、Ｖｃは超電導体の基準電圧であり、Ｉは第１、第２線材層６、７にそれぞれ流れる電流値であり、Ｉｃは第１、第２線材層６、７の臨界電流値である。この電流モデル２０において、臨界電流値Ｉｃは、各超電導層ともに６０００Ａとした。
【００３６】
端子部５Ａ、５Ａは、それぞれ第１、第２線材層６、７との接続抵抗として異なった抵抗値となる。今回のシミュレーションでは、端子部４Ａと内側の超電導層である第１線材層６との抵抗値を５０ｎΩ、端子部５Ａと外側の超電導層である第２線材層７との抵抗値を０とした。
【００３７】
電流リード部４Ｂ、５Ｂは、抵抗成分として抵抗を生じる。今回のシミュレーションでは、電流リード部４Ｂ、５Ｂの材質は銅として、銅の体積抵抗率を基に計算を行った。また、電流リード部４Ｂ、５Ｂは、ともに幅Ｗを１０ｍｍ、奥行Ｌを５０ｍｍ（即ち、電流経路の断面積を５０ｍｍ２）であり、長さＤを様々に変えた場合の全体の電流について調査した。また、温度を７７Ｋとした。この結果について、図６、図７を基に説明する。
【００３８】
図６は、一例として電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを１０ｃｍとした場合に、第１、第２線材層６、７に流れる全体電流を横軸とし、第１、第２線材層６、７にそれぞれ生じる電圧降下を縦軸としたシミュレーション結果のグラフである。
この例では、全体電流が０Ａ〜約７０００Ａの範囲で、第１、第２線材層６、７に生じる電圧降下は同じである。これは、第１、第２線材層６、７に、同等の電流が流れていることを意味する。しかしながら、全体電流が約７０００Ａを超えるとなると、第２線材層７に生じる電圧が急激に上昇する。これに対して第１線材層６に生じる電圧は、７０００Ａを超えても安定して推移して、１１０００Ａから立ち上がって上昇する。
第１線材層６と端子部４Ａとの間には、５０ｎΩの接続抵抗がある。これに対して、第２線材層７と端子部５Ａとの間の接続抵抗は０であり、第２線材層７は、第１線材層６に対して電流が流れやすい。この例においては、７０００Ａを超えると、第２線材層７に集中して電流が流れ、第２線材層７に超電導体特有の電圧降下Ｖ＝Ｖｃ（Ｉ／Ｉｃ）ｎが生じ、加速度的に電圧降下が大きくなる。
【００３９】
図６のグラフに、基準電圧Ｖｃ（１μＶ）を示す。基準電圧Ｖｃは、超電導体の臨界電流値Ｉｃを決めるための基準となる電圧である。電圧降下が基準Ｖｃに達すると超電導体に流れる電流は臨界電流値Ｉｃとなり、超電導線材に流れる電流が限界に近くなる。したがって、各超電導層の電圧降下はＶｃ以下とすることが好ましい。
図６に示す例では、約７０００Ａで第２線材層７が基準電圧Ｖｃに達しているため、これ以下の領域で電流を流すことが望まれる。したがって、図６に示す例ように、電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを１０ｃｍとした場合には、全体電流として約７０００Ａまでの電流を超電導ケーブル１に流すことができる。
【００４０】
図７に、電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを０ｃｍ〜１００ｃｍの間で様々に変えた場合に、超電導ケーブル１に流すことができる全体電流を表している。なお、「超電導ケーブル１に流すことができる全体電流」とは、この電流モデル２０において第２線材層７に基準電圧Ｖｃの電圧降下が発生する際の全体電流を意味する。
【００４１】
図７に示すように、電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを長くすることで、超電導ケーブル１に流すことができる全体電流を大きくすることができる。
電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを、４０ｃｍ以上とする場合には、全体電流として８５００Ａ以上の電流を流すことができる。この超電導ケーブル１の第１、第２線材層６、７の臨界電流値Ｉｃは、６０００Ａであるため、臨界電流に対して７０％以上の電流を流すことができる。
これに対して、全体電流が８５００Ａを下回る場合は、臨界電流に対して７０％未満の電流しか流すことができず、超電導ケーブル１の能力（即ち臨界電流値Ｉｃ）に対して３０％以上を無駄にすることとなり効率が悪い。
したがって、今回の電流モデル２０では、電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを、４０ｃｍ以上とすることが好ましい。即ち、長さＤを４０ｃｍ以上とすることで、第１線材層６と端子部４Ａ、並びに第２線材層７と端子部５Ａの接続抵抗の差が５０ｎΩまでの場合において、効率よく電流を流すことができる。
【００４２】
また、電流リード部４Ｂ、５Ｂの長さＤを、４０ｃｍ以上とする場合の電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値は１．６μΩ（温度７７Ｋ）となる。このシミュレーション結果から、電流リード部４Ｂ、５Ｂの抵抗値を１．６μΩとすることが好ましいことが確認された。
なお、電流リード部４Ｂ、５Ｂは、７７Ｋ以上の温度で使用される場合があり、その場合は、電流リードの断面積や長さを調整して１．６μΩ以上にすればよい。
【００４３】
以上に、本発明の各実施形態を説明したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００４４】
１…超電導ケーブル、１ａ…端末部、２、３…超電導線材、４、５…接続部材、４Ａ、５Ａ…端子部、４Ａａ、５Ａａ…内径部、４Ａｂ、５Ａｂ…孔、４Ｂ、５Ｂ…電流リード部、６…第１線材層（超電導層）、７…第２線材層（超電導層）、１０…端末構造、１１…外部接続端子、１２…半田、２０…電流モデル、８１…フォーマ（芯材）、８２…絶縁層、Ｄ…長さ、Ｌ…奥行、Ｗ…幅
【図１】
2015211580.tif 000003
【図２】
2015211580.tif 000004
【図３】
2015211580.tif 000005
【図４】
2015211580.tif 000006
【図５】
2015211580.tif 000007
【図６】
2015211580.tif 000008
【図７】
2015211580.tif 000009
【図８】
2015211580.tif 000010
【図９】
2015211580.tif 000011
【図１０】
2015211580.tif 000012