(57)【要約】【課題】コンパクトに設計されたＩＴＥＲ（国際核融合実験炉）のトカマク建屋と電源建屋間に配置して免震構造のトカマク建屋の揺れを吸収するＩＴＥＲ以外にも利用可能な高電圧、大電流用水冷ケーブルを提供する。【解決手段】ラバーコア２の外周に、撚線３ａを巻き添わせて構成される軟導体３を配置し、さらにその外側にゴムホース４を設け、このゴムホースとの間を液封する端子を軟導体３の両端に取付け、各端子に設ける出入口からゴムホース４内に純水を流し、水冷しながら高電圧、大電流を流す構造にした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に数条の縦溝を設けた屈曲可能なコア又は可撓性に優れる内部ゴムホースと、撚線を前記コア又は内部ゴムホースの外周に巻き添わせて形成される軟導体と、その軟導体の外側に被せる絶縁層兼用のゴムホースと、当該ゴムホースとの間を液封して軟導体の両端部に各々取り付ける端子とを有し、前記端子にゴムホースの内部空間に連通する出入口を設け、その出入口から軟導体を収納したゴムホース内に冷却用の純水を流すようにした高電圧、大電流用水冷ケーブル。
【請求項２】
軟導体の外側に被せたゴムホースの端末外周に保護ホースを装着し、この保護ホースを外側からバンドで締付けてゴムホースに固定し、この保護ホースで軟導体の端末部を曲がり難くして保護するようにした請求項１に記載の高電圧、大電流用冷水ケーブル。
【請求項３】
ゴムホースと保護ホースの表面に加硫接着してガラスクロス層を設けた請求項２に記載の高電圧、大電流用水冷ケーブル。
【請求項４】
軟導体の外側に被せたゴムホースを外側からバンドで締付けて端子に固定し、端子と軟導体を半田接続等で互いに固定した請求項１に記載の高電圧、大電流用水冷ケーブル。
【請求項５】
各端子の端部にそれぞれケーブル吊下用のアイボルトを設けた請求項１乃至４のいずれかに記載の高電圧、大電流用水冷ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高電圧、大電流の送電に用いる常伝導タイプの水冷ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
国際核融合実験炉、所謂ＩＴＥＲは、コスト削減を目指したコンパクト炉の最終設計段階であり、地震が考えられる我が国にＩＴＥＲを誘致する場合、トカマク型の炉を収納する建屋（以下、トカマク建屋と云う）は水平免震構造となる。このため、非免震構造の電源建屋と免震構造のトカマク建屋を渡る電力供給路が必要である。この要求に対し、本出願人等は、ＩＴＥＲ用として使用できるコンパクトな剛体の水冷常伝導導体を開発して別件で特許出願したが、ＩＴＥＲでは、その剛体の導体と併せて、トカマク建屋と電源建屋間で地震発生時にトカマク建屋の揺れを吸収するフレキシブル導体が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＴＥＲは、コスト削減のためのコンパクト設計がなされており、裸導体を充分な絶縁空間距離を保って配置できるだけのスペースを確保し難い。従って、トカマク建屋と電源建屋間で揺れを吸収するフレキシブル導体は、絶縁処理されたケーブルを検討する必要がある。ところが、国内で使用されているケーブルは、低電圧大電流用又は高電圧低電流用であり、ＩＴＥＲで使用するような高電圧大電流用ケーブルは他に類を見ない。
【０００４】
このため、ＩＴＥＲなどに使用できる高電圧、大電流用のコンパクトな絶縁ケーブルを新たに開発する必要性が生じた。
【０００５】
この発明は、その要求に応えることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、外周に数条の縦溝を設けた屈曲可能なコア又は可撓性に優れる内部ゴムホースと、撚線を前記コア又は内部ゴムホースの外周に巻き添わせて形成される軟導体と、その軟導体の外側に被せる絶縁層兼用のゴムホースと、当該ゴムホースとの間を液封して軟導体の両端部に各々取り付ける端子とを有し、前記端子にゴムホースの内部空間に連通する出入口を設け、その出入口から軟導体を収納したゴムホース内に冷却用の純水を流すようにした高電圧、大電流用水冷ケーブルを提供する。
【０００７】
軟導体の外側に被せるゴムホースの端末外周に保護ホースを装着し、この保護ホースを外側からバンドで締付けてゴムホースに固定することにより、その部分が曲がり難くなり、端末内部の軟導体を保護（断線防止）することができる。
【０００８】
また、軟導体の外側に被せるゴムホースを外側からバンドで締付けて端子に固定し、その端子と軟導体を半田接続等で互いに固定することにより、冷却用純水の液封と電気的接続を確実にすることができる。
【０００９】
上記において高電圧とは、例えば６．６ｋＶを超えるような電圧をいう。
なお、ゴムホースは、電気絶縁性、耐圧性、放射能耐性等に優れるもの、例えば、ＳＢＲ、ＥＰＲ、ＩＩＲ等の合成ゴム中にポリエステル繊維などで形成される非導電性編組補強材を埋めて補強したホースを用いると好ましい。また、このゴムホースや保護ホースの表面にガラスクロス層を複合化して設けるのも好ましい。
【００１０】
このほか、各端子の端部にそれぞれケーブル吊下用のアイボルトを設けておくのも好ましい。
【００１１】
【作用】
この発明の水冷ケーブルは、軟導体をゴムホース内に通す純水で強制冷却するので、高電圧、大電流を流すことができる。
【００１２】
また、ゴムホースが電気絶縁層として働くので、ケーブル間の絶縁空間距離を縮めることができ、限られたスペース内での敷設が可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５に、この発明の水冷ケーブルの実施形態を示す。この水冷ケーブル１は、外周に数条の縦溝を設けたラバーコア２（図３参照）（このラバーコアに代えて可撓性に優れる内部ゴムホースを用いてもよい）と、複数本の撚線３ａをコアと同心の円上に配列し、この撚線３ａをコア２の外周に螺旋状に巻き添わせて形成される軟導体３と、その軟導体３の外側に被せるゴムホース４と、このゴムホースとの間を液封して軟導体３の両端部に各々取り付ける端子５を主たる要素として構成されている。
【００１４】
コア２の外周の縦溝は、撚線３ａの巻きつけ方向と反対方向に捩れていてもよい。
【００１５】
軟導体３は、軟銅撚線を必要本数組み合わせたものを用いている。また、ゴムホース４は、強度に優れるポリエステル繊維で形成される編組補強材４ａをＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）中に埋めたものを用いている。補強材用の繊維はポリエステル繊維に限定されない。他の性能の良い合成繊維を用いてもよいが、導電性のあるカーボン繊維などは、ホースの絶縁破壊を招くので使用を避ける。
【００１６】
ホース４を形成するゴムは、ＥＰＲ（エチレン・プロピレンゴム）やＩＩＲ（ブチルゴム）などであってもよい。例示のゴムホース４は、外面にガラスクロス６を加硫接着処理して複合化しており、傷付き難く、摩擦に強いものになっている。
【００１７】
端子５には、電気接続の妨げとならない位置（図示の端子は先端）を選んでゴムホース４の内部空間に通じる純水出入口５ａ（図２、図５参照）を設けている。また、各端子５の先端に、ケーブルの吊下支持に利用するアイボルト７（図２、図４、図５）をそれぞれ取り付けている。
【００１８】
図２、図４、図５の８は、ゴムホース４の端末外周に装着した保護ホースである。例示のケーブルは、保護ホース８（その表面にもガラスクロスを加硫接着して設けている）の外周を数本のバンド９による締付力でゴムホース４に固定する。さらに、ゴムホース４をバンド９による締付力で端子５に固定し、その端子５と軟導体３を半田接続１０等により互いに固定している。
【００１９】
なお、軟導体３とゴムホース４間には適度の隙間があったほうがよい。コア２と軟導体３間の隙間と、軟導体３とゴムホース４間の隙間は純水の通路となり、それ等の隙間を大きくすれば水冷性能がより良くなる。
【００２０】
図１〜図５に示したケーブルについて、１０ＫＡ用、４５ＫＡ用、６８ＫＡ用のものを試作した。その試作ケーブルの仕様を表１に示す。４５ＫＡ用及び６８ＫＡ用のケーブルは、１本ケーブルでは太くなり過ぎるので、複数本を組み合わせて使用する構成にした。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
これ等の各試作ケーブルについて、ＡＣ３８ＫＶ×１分間と７５ＫＶインパルス電圧印加の耐電圧試験を実施した結果、各ケーブルとも異常は見られなかった。
【００２３】
図６は、この発明の水冷ケーブルのＩＴＥＲでの使用箇所の一例を示す。図中１１はトカマク型核融合実験炉１２を収納する水平免震構造のトカマク建屋、１３は非免震構造の電源建屋である。電源建屋１３内に設置される電源盤１４から建屋の端まで、及びトカマク建屋の端から実験炉１２までの間に剛体の水冷導体１５を敷設し、建屋１１、１３間をトカマク建屋１１の地震等による揺れを吸収するこの発明の水冷ケーブル１で結ぶ構造にしている。
【００２４】
１６は、水冷導体機器取合部、１７は水冷導体直線接続部、１８は水冷導体直角接続部であり、これ等は遮蔽カバー１９で囲われる。２０は水冷導体支持部、２１は接地部、２２は水冷ケーブル１の吊り下げ金具、２３はケーブル１の間隔保持スペーサ、２４はケーブル１の支持碍子である。また、２５は、絶縁ゴムホース２６を介して水冷導体１５の冷媒通路につながれる冷却水出入口である。剛体の水冷導体１５に設けた冷媒通路とフレキシブルな水冷ケーブル１のゴムホース内通路間も絶縁ゴムホース２６でつながれる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の水冷ケーブルは、屈曲可能なコアの回りに撚線で構成される軟導体を配置し、その外側を絶縁層を兼ねるゴムホースで覆い、軟導体の端部に取り付けた端子に水の出入口を設けてそこからゴムホース内に冷却用の純水を流すようにしたので、ケーブル間の絶縁間隔を縮めて高電圧、大電流を流すことができ、コンパクトに設計されたＩＴＥＲのトカマク建屋と電源建屋間のフレキシブル導体としても問題無く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の水冷ケーブルの一例を示す図
【図２】同上のケーブルの一端側の拡大平面図
【図３】図２のII−II線部の拡大断面図
【図４】図２の端子の側面図
【図５】端子取付部の断面図
【図６】ＩＴＥＲにおける水冷ケーブルの使用の一例を示す図
【符号の説明】
１  水冷ケーブル
２  ラバーコア
３  軟導体
３ａ  撚線
４  ゴムホース
４ａ  編組補強材
５  端子
５ａ  純水出入口
６  ガラスクロス
７  アイボルト
８  保護ホース
９  バンド
１０  半田接続
【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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