(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーマの外周に超電導導体層を有する超電導導体部が断熱管内に収納された超電導ケーブルと、前記断熱管内に前記超電導導体層を冷却する液体冷媒を供給し、前記断熱管と共に冷媒流路を構成する冷却システムと、を備える超電導ケーブルシステムであって、
前記冷媒流路に接続され、前記冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超えると開き、前記冷媒流路から前記液体冷媒を外部に放出する放出弁と、
前記放出弁の開放端に、前記放出弁から放出される前記液体冷媒を気化する熱交換器と、を備える超電導ケーブルシステム。
【請求項２】
前記熱交換器の出口に消音器を備える請求項１に記載の超電導ケーブルシステム。
【請求項３】
前記放出弁は、前記冷媒流路に備える安全弁の作動圧力より低い圧力で作動する請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導導体部が断熱管内に収納された超電導ケーブルと、断熱管内に液体冷媒を供給し、断熱管と共に冷媒流路を構成する冷却システムと、を備える超電導ケーブルシステムに関する。特に、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制でき、超電導ケーブルや冷媒流路の損傷を回避できる超電導ケーブルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導ケーブルは、既存の常電導ケーブル（例、ＯＦケーブルやＣＶケーブル）と比較して、大容量の電力を低損失で送電できることから、送電線路を構成する電力ケーブルとして期待されている。最近では、超電導ケーブルを布設して超電導ケーブルシステムを構築し、実際に送電を行う実証試験が行われている。
【０００３】
超電導ケーブルは、フォーマの外周に超電導導体層を有する超電導導体部が断熱管内に収納され、この断熱管内に液体冷媒（例、液体窒素など）を流通させることで、超電導導体部（超電導導体層）を冷却する構造が代表的である。
【０００４】
一般に、フォーマは、絶縁被覆を施した複数の銅素線を撚り合わせた撚り線導体で形成されている。また、超電導導体層は、フォーマの外周に複数の超電導線材を螺旋状に巻回して形成されている。
【０００５】
超電導ケーブルシステムは、超電導ケーブルに冷却システムを接続し、冷却システムから断熱管内に超電導導体層を冷却する液体冷媒を供給して流通させることで運用を行う。冷却システムは、液体冷媒を冷却する冷凍機、液体冷媒を圧送するポンプ、液体冷媒を貯留するリザーバタンクなどを備え、超電導ケーブルの断熱管と共に液体冷媒が流通する冷媒流路を構成する。一般に、超電導ケーブルシステムの冷却は、冷凍機で冷却された液体冷媒を直接断熱管内に送る直接冷却方式が採用され、ポンプにより液体冷媒を循環させることで行う。
【０００６】
また、超電導ケーブルシステムを構築する場合、送電線路の途中に超電導ケーブル同士を接続する中間接続部や、送電線路の終端で超電導ケーブルと他の電力機器（例、常電導ケーブル）とを接続する終端接続部が設けられる（以下、中間接続部及び端末接続部を、単に接続部と呼ぶ場合がある）。これら接続部は、通常、超電導導体部の端部を収容する接続箱を備える（例えば、特許文献１を参照）。接続箱も断熱管と同様に冷媒流路の一部を構成することがあり、接続箱内も液体冷媒が充填される。
【０００７】
ところで、超電導ケーブルシステムにおいて、近隣の架空線路に短絡などの事故が起きると、フォーマや超電導導体層に過電流が流れ、フォーマや超電導導体層が発熱して超電導導体部の温度が上昇する場合がある。その際、フォーマを構成する銅素線間や超電導導体層を構成する超電導線材間に存在する液体冷媒の温度が上昇し、温度上昇に伴う液体冷媒の体積膨張によって冷媒流路の冷媒圧力が上昇することにより、超電導ケーブルや冷媒流路を構成する部材（例、断熱管や接続箱、並びに冷却システム）がダメージを受ける可能性がある。
【０００８】
例えば特許文献１には、接続部を構成する接続箱内に、接続箱内の圧力変化に追従して変形することにより圧力を調整可能な圧力調整部を配置することで、事故時、圧力上昇により超電導ケーブルや接続箱の破壊を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２５３２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
超電導ケーブルシステムにおいて、簡易かつ安全に、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制できる構成の開発が望まれる。
【００１１】
特許文献１に記載の技術は、接続箱内に接続箱内の圧力を調整可能な圧力調整部材を配置するものである。上述したように、接続箱は冷媒流路の一部を構成することがあり、接続箱内に圧力調整部材が配置されていると、圧力調整部材が液体冷媒の流通の妨げとなり、冷媒流路での圧力損失の原因となり得る。また、接続箱内に圧力調整部材を配置する構成では、接続箱が大型化したり、複雑化することも考えられる。接続箱が大型化すると、接続箱を所定の位置に設置することができない虞がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的の一つは、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制でき、超電導ケーブルや冷媒流路の損傷を回避できる超電導ケーブルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る超電導ケーブルシステムは、フォーマの外周に超電導導体層を有する超電導導体部が断熱管内に収納された超電導ケーブルと、前記断熱管内に前記超電導導体層を冷却する液体冷媒を供給し、前記断熱管と共に冷媒流路を構成する冷却システムと、を備える。上記超電導ケーブルシステムは、前記冷媒流路に接続され、前記冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超えると開き、前記冷媒流路から前記液体冷媒を外部に放出する放出弁と、前記放出弁の開放端に、前記放出弁から放出される前記液体冷媒を気化する熱交換器と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
上記超電導ケーブルシステムは、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制でき、超電導ケーブルや冷媒流路の損傷を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】超電導ケーブルの構成の一例を示す模式断面図である。
【図２】実施形態１に係る超電導ケーブルシステムの構成の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［本発明の実施形態の説明］
本発明者らは、超電導ケーブルシステムにおいて、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制する技術について検討した。冷媒流路の圧力上昇を抑制する方法としては、例えば、冷媒流路の一部に気相を設けることで、気相により圧力上昇を緩和することが考えられる。具体的には、超電導ケーブルの接続箱内に気相を形成することが挙げられる。しかし、冷媒流路には液体冷媒を圧送するため、接続箱内に気相を形成することは難しい。接続箱内に気相を確保するには、接続箱内に液体冷媒を気化したガス冷媒（例、窒素ガス）を加圧して供給する装置が別途必要であり、構成が複雑化する虞がある。更に、ガス冷媒を供給しても、ガス冷媒は接続箱内で液体冷媒によって冷却され液化することもあり、接続箱内に気相を維持することが難しい。一方で、接続箱内の気相が増加すると、超電導導体層が液体冷媒に浸漬されず、電気絶縁性の低下が懸念される。したがって、超電導ケーブルシステムでは、冷媒流路となる接続箱内に気相を形成することなく、冷媒流路に液体冷媒を満たした状態で流通（循環）させることが好ましい。
【００１７】
また、超電導ケーブルシステムでは、通常、安全性を確保するため、冷媒流路を構成する接続箱やリザーバタンクなどには安全弁が取り付けられており、万が一、接続箱内やリザーバタンク内の冷媒圧力が危険域（許容圧力）を超えると、安全弁が自動的に開いて減圧するように構成されている。しかし、安全弁は高圧で作動するため、安全弁が開くと、液体冷媒が気化したガスと共に液体冷媒が噴出することがある。
【００１８】
以上の知見を踏まえ、本発明者らは、冷媒流路から液体冷媒を外部に放出する放出弁を冷媒流路に接続することで、冷媒流路の圧力上昇を抑制することを考えた。最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１９】
（１）本発明の一態様に係る超電導ケーブルシステムは、フォーマの外周に超電導導体層を有する超電導導体部が断熱管内に収納された超電導ケーブルと、断熱管内に超電導導体層を冷却する液体冷媒を供給し、断熱管と共に冷媒流路を構成する冷却システムとを備える。上記超電導ケーブルシステムは、冷媒流路に接続され、冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超えると開き、冷媒流路から液体冷媒を外部に放出する放出弁と、放出弁の開放端に、放出弁から放出される液体冷媒を気化する熱交換器とを備える。
【００２０】
上記超電導ケーブルシステムによれば、放出弁を備えることで、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制でき、超電導ケーブルや冷媒流路の損傷を回避できる。通常時、放出弁は閉じられている。一方、短絡などの事故により、冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超えると、放出弁が開き、冷媒流路から液体冷媒（液体冷媒が気化したガスも含む）を外部に放出することで、冷媒流路の冷媒圧力を下げることができる。更に、熱交換器を備えることで、放出弁から放出される液体冷媒を気化して外部に放出できることから、液体冷媒を外部に直接放出する場合に比較して安全性が高い。
【００２１】
上記超電導ケーブルシステムは、冷媒流路に放出弁を取り付けるだけであり、冷媒流路を構成する接続箱内に圧力調整部材を配置する従来技術に比較して、通常時における冷媒流路での圧力損失の増加が生じ難い。また、放出弁は、冷媒流路の任意の位置に取り付けることができ、設置スペースを確保することも容易である。
【００２２】
（２）上記超電導ケーブルシステムの一形態として、上記熱交換器の出口に消音器を備えることが挙げられる。
【００２３】
熱交換器内で液体冷媒が気化したガスは、熱交換器の出口から放出される。液体冷媒が熱交換器内で気化すると爆発的に体積膨張して、高圧のガスが熱交換器の出口から放出されることになる。そして、高圧のガスが熱交換器の出口で解放されたときに、出口で大きな爆発音が発生することがある。熱交換器の出口に消音器を備えることで、熱交換器の出口で発生する爆発音を低減できる。
【００２４】
（３）上記超電導ケーブルシステムの一形態として、上記放出弁は、上記冷媒流路に備える安全弁の作動圧力より低い圧力で作動する。
【００２５】
放出弁の作動圧力が安全弁の作動圧力（例えば、冷媒流路を構成する部材の許容圧力）より低いことで、安全弁が作動する前に、放出弁が開いて冷媒流路から液体冷媒を熱交換器により気化して外部に放出し、冷媒流路を減圧することができる。したがって、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した際に、先に、放出弁による冷媒流路の圧力上昇の抑制を図ることで、緊急避難的な措置として液体冷媒を外部に放出する安全弁の作動を低減して、安全弁から液体冷媒が噴出することを抑制できる。
【００２６】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る超電導ケーブルシステムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、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。
【００２７】
［実施形態１］
まず、図１を参照して、超電導ケーブルシステムを構成する超電導ケーブルの一例を説明する。
【００２８】
〈超電導ケーブル〉
超電導ケーブル１は、超電導導体層１０２を有する超電導導体部１０と、超電導導体部１０を収納する断熱管２０とを備える。図１に示す超電導ケーブル１は、３本の超電導導体部１０が撚り合わされた状態で断熱管２０内に一括に収納された３心一括型である。超電導ケーブル１は、断熱管２０内に液体冷媒（例、液体窒素）を流通させることで、この液体冷媒により超電導導体部１０（超電導導体層１０２）を冷却して超電導状態とし、例えば３相交流送電に利用される。以下、超電導ケーブル１の構成をより詳しく説明する。
【００２９】
（超電導導体部）
超電導導体部１０は、フォーマ１０１の外周に超電導導体層１０２を有する。この例では、超電導導体部１０（以下、「ケーブルコア」と呼ぶ場合がある）は、中心から順に、フォーマ１０１、超電導導体層１０２、絶縁層１０３、シールド層１０４、保護層１０５が同心状に配置されている。
【００３０】
（フォーマ）
フォーマ１０１は、銅やアルミニウムなどの常電導材料で形成されており、超電導ケーブル１（ケーブルコア１０）では、短絡などの事故による過電流をフォーマ１０１に分流させることができる。この例では、フォーマ１０１は、エナメルなどの絶縁被覆を施した複数の銅素線を撚り合わせた撚り線導体で形成されている。
【００３１】
（超電導導体層）
超電導導体層１０２は、フォーマ１０１の外周に複数の超電導線材を単層又は多層に螺旋状に巻回することで形成されている。超電導線材には、例えば、Ｂｉ系銀シース線材やＲＥ１２３系薄膜線材などの公知のテープ状線材が利用できる。
【００３２】
（電気絶縁層）
電気絶縁層１０３は、超電導導体層１０２と、その外側に配置された部材（この例では、シールド層１０４）との間の電気的絶縁を確保するためのものである。電気絶縁層１０３は、超電導導体層１０２の外周に、例えばＰＰＬＰ（登録商標；ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｌａｍｉｎａｔｅｄ  Ｐａｐｅｒ）に代表される半合成絶縁紙を多層に螺旋状に巻回することで形成されている。
【００３３】
（シールド層）
シールド層１０４は、超電導導体層１０２の外側、具体的には電気絶縁層１０３の外周に導電線材を巻回することで形成されている。導電線材には、例えば、銅やアルミニウムなどの常電導線材を利用したり、超電導線材を利用できる。シールド層１０４は、例えば、銅やアルミニウムなどの常電導材料からなる素線やテープ、或いは超電導線材を単層又は多層に螺旋状に巻回することで形成したり、常電導材料からなる編組線を巻回することで形成することが挙げられる。
【００３４】
（保護層）
保護層１０５は、ケーブルコア１０の最外周に配置され、その内側に配置された部材（この例では、シールド層１０４）と断熱管２０との間の電気的絶縁を確保すると共に、内側に配置された部材を機械的に保護するためのものである。保護層１０５は、例えばＰＰＬＰやクラフト紙などの絶縁紙をシールド層１０４の外周に螺旋状に巻回することで形成されている。
【００３５】
（断熱管）
断熱管２０は、内管２１と外管２２とを有する二重管であり、内管２１と外管２２との間の空間が真空引きされ、この空間に真空断熱層が形成されている。真空断熱層には、断熱性を高めるためにスーパーインシュレーション（商品名）などの断熱材（図示せず）が配置されている。この例では、内管２１及び外管２２がステンレス鋼製のコルゲート管である。断熱管２０内（ケーブルコア１０と断熱管２０（内管２１）との間の空間）には液体冷媒が流通する。断熱管２０（外管２２）の外周にはビニルやポリエチレンなどは防食層２５が形成されている。
【００３６】
〈超電導ケーブルシステム〉
図２を参照して、実施形態１に係る超電導ケーブルシステムの概要を説明する。実施形態１の超電導ケーブルシステムＳは、図１を参照して説明した上述の超電導ケーブル１と冷却システム４０とを備える。そして、超電導ケーブルシステムＳは、冷媒流路から液体冷媒Ｌを外部に放出する放出弁６０と、放出弁６０から放出される液体冷媒Ｌを気化する熱交換器６１とを備える点を特徴の１つとする。図２では、超電導ケーブル１における３本のケーブルコア１０のうち、１本のケーブルコアのみを図示し、他のケーブルコアについては図示を省略している。以下、超電導ケーブルシステムＳの構成をより詳しく説明する。
【００３７】
超電導ケーブル１の両端にはそれぞれ、終端接続部３Ａ，３Ｂが設けられている。終端接続部３Ａ，３Ｂは、ケーブルコア１０の端部を収容する接続箱３０Ａ，３０Ｂを備える。接続箱３０Ａ，３０Ｂには断熱管２０が接続され、接続箱３０Ａ，３０Ｂ内の空間は断熱管２０内と連通しており、液体冷媒Ｌが充填される。ここでは、終端接続部の具体的構成の説明は省略するが、終端接続部の構成については、例えば、特開２００５−３２６９８号公報や特開２００６−１９６６２８号公報などに記載の公知の構成が利用できる。
【００３８】
（冷却システム）
冷却システム４０は、超電導ケーブル１の断熱管２０内に、ケーブルコア１０を冷却する液体冷媒Ｌを供給する。冷却システム４０は、液体冷媒Ｌを冷却する冷凍機４１と、液体冷媒Ｌを圧送する循環ポンプ４２と、液体冷媒Ｌを貯留するリザーバタンク４３とを備える。図２に示す超電導ケーブルシステムＳでは、超電導ケーブル１に冷却システム４０を接続し、液体冷媒Ｌを循環させる（図２中、白抜き矢印は液体冷媒Ｌの流通方向を示す）。冷却システム４０は、超電導ケーブル１の終端接続部３Ａ（接続箱３０Ａ）と冷媒配管３４Ａを介して接続され、終端接続部３Ｂ（接続箱３０Ｂ）と冷媒配管３４Ｂを介して接続されている。接続箱３０Ａ，３０Ｂ内の空間と冷媒配管３４Ａ，３４Ｂ内とは連通しており、冷媒配管３４Ａ，３４Ｂ内には液体冷媒Ｌが流通する。そして、超電導ケーブルシステムＳにおいて、液体冷媒Ｌは、循環ポンプ４２により圧送され、冷凍機４１で冷却された後、冷却システム４０から冷媒配管３４Ａを介して接続箱３０Ａに供給されて、断熱管２０内を流通する。断熱管２０内を流通した液体冷媒Ｌは、接続箱３０Ｂから排出され、冷媒配管３４Ｂを介して冷却システム４０に戻されて、リザーバタンク４３を通って再び冷凍機４１に送られる。つまり、断熱管２０、接続箱３０Ａ，３０Ｂ、冷媒配管３４Ａ，３４Ｂ及び冷却システム４０が冷媒流路を構成し、液体冷媒Ｌが冷媒流路を循環する。
【００３９】
（放出弁）
放出弁６０は、冷媒流路に接続され、冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超えると開き、冷媒流路から液体冷媒Ｌを外部に放出する。放出弁６０は、通常時、閉じられている。一方、短絡などの事故により、冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超える異常時には、放出弁６０が自動的に開いて、冷媒流路から液体冷媒Ｌを外部に放出することが可能になる。そのため、異常時は、放出弁６０が開くことで、冷媒流路から液体冷媒Ｌを外部に放出して、冷媒流路の冷媒圧力を下げることができる。
【００４０】
（熱交換器）
熱交換器６１は、放出弁６０の開放端に取り付けられ、放出弁６０から放出される液体冷媒Ｌを気化する。「放出弁の開放端」とは、放出弁６０の両端部のうち、冷媒流路と接続される側とは反対側の端部を指す。熱交換器６１内で液体冷媒が気化したガスは、熱交換器６１の出口から放出される。熱交換器６１を備えることで、放出弁６０から放出される液体冷媒Ｌを熱交換器６１で気化して、熱交換器６１の出口から外部に放出できる。
【００４１】
放出弁６０の設置箇所は、特に限定されない。放出弁６０は、冷媒流路を構成する、例えば、冷媒配管３４Ａ，３４Ｂ、終端接続部３Ａ，３Ｂ（接続箱３０Ａ，３０Ｂ）、リザーバタンク４３、断熱管２０に取り付けることが挙げられる。放出弁６０の好ましい設置箇所は、接続箱３０Ａ，３０Ｂ、或いは接続箱３０Ａ，３０Ｂ近傍の冷媒配管３４Ａ，３４Ｂであり、より好ましくは、断熱管２０から見て下流側（終端接続部３Ｂ側）に位置する接続箱３０Ｂ、或いは接続箱３０Ｂ近傍の冷媒配管３４Ｂである。この例では、放出弁６０は、接続箱３０Ｂに取り付けられている。
【００４２】
ここで、放出弁６０を、終端接続部（接続箱）、或いはその近傍に設けることが好ましい理由を説明する。まず、超電導ケーブル１は、管路や洞道に布設することが想定され、断熱管２０に放出弁６０を取り付けることは、設置スペースを確保することが困難な場合がある。更に、断熱管２０に放出弁６０を取り付けると、断熱性能が低下して熱侵入が増加することが考えられる。断熱管２０内にはケーブルコア１０が収納され、液体冷媒Ｌによりケーブルコア１０を冷却して低温に保持する必要があるため、断熱管２０において熱侵入の増加は好ましくなく、この点からも、接続箱３０Ａ，３０Ｂや冷媒配管３４Ａ，３４Ｂに設けることが好ましい。上述したように、放出弁６０の設置は熱侵入の原因となり得ることから、断熱管２０から見て下流側に放出弁６０を取り付けることが好ましい。
【００４３】
また、冷媒流路の圧力上昇は、短絡などの事故によりケーブルコア１０に過電流が流れることでケーブルコア１０が温度上昇し、ケーブルコア１０の周囲に存在する液体冷媒Ｌが体積膨張することで起きる。つまり、事故時における冷媒流路の圧力上昇は、基本的に超電導ケーブル１（断熱管２０）側で起きる。超電導ケーブル１から遠く離れた位置に放出弁６０を取り付けた場合、圧力上昇の起点から放出弁６０までの流路距離が長くなることから、放出弁６０までの圧力伝播に時間がかかる。そのため、超電導ケーブル１での圧力上昇に対する放出弁６０の応答性が低下することで、放出弁６０が効果的に機能しない虞があり、超電導ケーブル１での短時間の圧力上昇を緩和することが困難になる可能性がある。したがって、放出弁６０は、超電導ケーブル１の近傍、具体的には、接続箱３０Ａ，３０Ｂ、或いは接続箱３０Ａ，３０Ｂ近傍の冷媒配管３４Ａ，３４Ｂに設けることが好ましいと考えられる。冷却システム４０を超電導ケーブル１の近傍に設置するのであれば、リザーバタンク４３に放出弁６０を設けてもよい。ここでいう「終端接続部（接続箱）の近傍」とは、終端接続部（接続箱）の近くのうち、超電導ケーブル１（断熱管２０）側を除き、超電導ケーブル１での圧力上昇に対して放出弁６０が効果的に圧力上昇抑制機能を発揮できる範囲をいい、例えば、冷媒流路における流路距離が終端接続部（接続箱）から３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内である。
【００４４】
この例では、放出弁６０は、冷媒流路から液体冷媒（液体冷媒が気化したガスも含む）を外部に放出する方向にのみ開く逆止弁である。また、放出弁６０の作動圧力は、適宜設定すればよく、例えば、循環ポンプ４２による液体冷媒Ｌの圧送圧力より高く、冷媒流路を構成する部材の許容圧力以下に設定することが挙げられる。
【００４５】
（安全弁）
この例に示す超電導ケーブルシステムＳでは、放出弁６０とは別に冷媒流路に安全弁７０を備えている。この例では、安全弁７０は、放出弁６０と同じ接続箱３０Ｂに取り付けられている。安全弁７０の作動圧力は、放出弁６０の作動圧力より高く設定されており、例えば、冷媒流路を構成する部材の許容圧力に設定されている。つまり、放出弁６０は、安全弁７０の作動圧力より低い圧力で作動する。
【００４６】
〈圧力上昇抑制メカニズム〉
上述の超電導ケーブルシステムＳにおける放出弁６０による冷媒流路の圧力上昇を抑制するメカニズムを説明する。
【００４７】
短絡などの事故により、冷媒流路の冷媒圧力が所定の圧力を超えると、放出弁６０が作動して開き、冷媒流路から液体冷媒Ｌを外部に放出することで、冷媒流路の冷媒圧力を下げることができる。したがって、超電導ケーブルシステムＳは、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した異常時に、圧力上昇を抑制でき、超電導ケーブルや冷媒流路の損傷を回避できる。また、放出弁６０から放出される液体冷媒Ｌを熱交換器６１で気化して外部に放出することから、液体冷媒を外部に直接放出する場合に比較して安全性が高い。
【００４８】
更に、放出弁６０の作動圧力が安全弁７０の作動圧力より低いことから、安全弁７０が作動する前に、放出弁６０が開いて冷媒流路から液体冷媒Ｌを熱交換器６１により気化して外部に放出し、冷媒流路を減圧できる。そのため、冷媒流路の冷媒圧力が上昇した際に、先に、放出弁６０による冷媒流路の圧力上昇の抑制を図ることができ、液体冷媒Ｌを外部に放出する安全弁７０の作動を低減できる。
【００４９】
（消音器）
図２に示す超電導ケーブルシステムＳでは、上述の熱交換器６１の出口に消音器（サイレンサ）６２を備える。液体冷媒Ｌが熱交換器６１内で気化すると爆発的に体積膨張して、高圧のガスが熱交換器６１の出口から放出される。そして、高圧のガスが熱交換器６１の出口で解放されると、出口で大きな爆発音が発生することがある。そこで、熱交換器６１の出口に消音器６２を取り付けることで、熱交換器６１の出口で発生する爆発音を低減できる。消音器６２の構成については、種々の公知の構成が利用できる。例えば、自動車のマフラーに用いられている公知の構成を採用できる。
【００５０】
上述した実施形態１の超電導ケーブルシステムＳでは、放出弁６０を接続箱３０Ｂに設ける場合を例に挙げて説明したが、放出弁６０は、接続箱３０Ｂ近傍の冷媒配管３４Ｂに設ける他、接続箱３０Ａやその近傍の冷媒配管３４Ａ、リザーバタンク４３に設けることも可能である。また、実施形態１の超電導ケーブルシステムＳにおいて、安全弁７０を接続箱３０Ａやリザーバタンク４３にも設けてもよいし、放出弁６０及び安全弁７０をそれぞれ複数備えてもよい。更に、超電導ケーブルシステムＳが超電導ケーブル同士を接続する中間接続部（図示せず）を備える場合、中間接続部に放出弁６０や安全弁７０を設けることも可能である。
【００５１】
実施形態１では、３心一括型超電導ケーブルを用いた超電導ケーブルシステムを例に挙げて説明したが、超電導ケーブルの構成は適宜変更することが可能である。例えば、超電導ケーブルには、１本の超電導導体部が断熱管内に収納された単心型超電導ケーブルであってもよい。超電導ケーブルは、交流送電を行うものであってもよいし、直流送電を行うものであってもよい。また、超電導ケーブルとしては、断熱管内に電気絶縁層が設けられた低温絶縁方式と、断熱管外に電気絶縁層が設けられた常温絶縁方式とがあり、超電導ケーブルシステムを構成する超電導ケーブルには、いずれの方式も採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の一態様に係る超電導ケーブルシステムは、送電線路に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｓ  超電導ケーブルシステム
１  超電導ケーブル
１０  超電導導体部（ケーブルコア）
１０１  フォーマ    １０２  超電導導体層
１０３  電気絶縁層
１０４  シールド層    １０５  保護層
２０  断熱管
２１  内管    ２２  外管
２５  防食層
３Ａ，３Ｂ  終端接続部
３０Ａ，３０Ｂ  接続箱
３４Ａ，３４Ｂ  冷媒配管
４０  冷却システム
４１  冷凍機    ４２  循環ポンプ
４３  リザーバタンク
６０  放出弁    ６１  熱交換器    ６２  消音器
７０  安全弁
Ｌ  液体冷媒
【図１】
0006374306.tif 000002
【図２】
0006374306.tif 000003