(57)【要約】【課題】超電導ケーブルの接続部の補強絶縁層を補強絶縁紙で形成しても、ケーブルコアの絶縁層を形成する絶縁紙に巻き皺が発生するのを防止する。【解決手段】超電導ケーブルの接続部は、超電導導体12と、超電導導体12と接続対象とをつなぐ導体接続部32と、超電導導体12を部分的に露出させて覆う絶縁層13と、少なくとも導体接続部32、露出した超電導導体12および絶縁層13の端部を覆う補強絶縁層31とを有する。さらに、補強絶縁層31を、絶縁潤滑油を含浸させた補強絶縁紙で巻回して形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導導体と、超電導導体と接続対象とをつなぐ導体接続部と、超電導導体を部分的に露出させて覆う絶縁層と、少なくとも導体接続部、露出した超電導導体および絶縁層の端部を覆う補強絶縁層とを有する超電導ケーブルの接続部であって、
前記補強絶縁層を、絶縁潤滑油を含浸させた補強絶縁紙で巻回して形成していることを特徴とする超電導ケーブルの接続部。
【請求項２】
前記補強絶縁紙として、クラフト紙、および、クラフト紙とプラスチックフィルムとが積層されてなる複合紙の少なくとも一種を用いていることを特徴とする請求項１に記載の超電導ケーブルの接続部。
【請求項３】
超電導導体を覆う前記絶縁層を絶縁紙で形成し、この絶縁紙として、絶縁潤滑油が含浸された紙を用いていることを特徴とする請求項１に記載の超電導ケーブルの接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルの接続部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超電導ケーブルとして、図２に記載の超電導ケーブルが提案されている。この超電導ケーブル100は、３条のケーブルコア10を撚り合わせた多芯コアを断熱管20内に収納した構成である。
【０００３】
各ケーブルコア10は、中心から順にフォーマ11、超電導導体12、絶縁層13、外部導体層14、保護層15を具えている。通常、絶縁層13は絶縁紙を巻回して構成される。超電導導体12及び外部導体層14はいずれも、超電導線材にて形成されている。外部導体層14は、例えば超電導導体12を電流往路とした場合の電流帰路として利用される。
【０００４】
一方、断熱管20は、内管21と外管22とからなる二重管の間に断熱材(図示せず)が配置され、かつ二重管内が真空引きされた構成である。断熱管20の外側には、防食層23が形成されている。このようなケーブルにおいて、通常、内管21と各ケーブルコア10とで囲まれる空間が冷媒の流路となる。
【０００５】
このような超電導ケーブルを用いて長距離に亘る線路を構築する場合、線路途中において、異なるケーブルから引き出したケーブルコア同士を接続する接続部が必要となる。この接続部の構成として、例えば、特許文献１に記載のものがある。この接続部は、ケーブルコア端部を段剥ぎして超電導導体を露出させ、各コアの超電導導体同士を接続スリーブにて接続し、露出した超電導導体、接続スリーブ、絶縁層の端部を覆うように、これらの外周に補強絶縁層を形成する構成である。
【０００６】
この補強絶縁層は、特許文献１においては、超電導導体、接続スリーブ、絶縁層の外周に補強絶縁紙を巻回して形成している。補強絶縁紙としては、ケーブルコアの絶縁層を形成する絶縁紙と同じ、クラフト紙やポリプロピレンフィルムとクラフト紙とをラミネートした複合紙（PPLP：住友電気工業株式会社の登録商標）を用いている。
【０００７】
【特許文献１】特開2005-011669号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、超電導ケーブルでは、ケーブル布設や出荷ドラム巻き時に、ケーブルコアに曲げが加わるため、ケーブルコアの絶縁層を形成する際に、若干弛めに絶縁紙を巻回している。
【０００９】
また、ケーブルコア絶縁層上に補強絶縁紙を巻回して接続部の補強絶縁層を形成する場合、この補強絶縁紙が、乾燥した状態であるために、ケーブルコア絶縁層上に摩擦抵抗の大きい乾いた補強絶縁紙を巻いていくことになる。
【００１０】
従って、ケーブルコア絶縁層の上に、補強絶縁層を形成する場合、弛めに巻回された絶縁紙の上に、摩擦抵抗の大きい補強絶縁紙が巻回されていくことになる。その結果、補強絶縁紙の巻回により、ケーブルコアに大きな締め付けトルクが加わり、補強絶縁層の直下のケーブルコア絶縁層に巻き皺が生じる虞があった。
【００１１】
さらに、ケーブルに少し曲がりがあると、補強絶縁紙がケーブルコア絶縁層上に沿い難くなるので、ケーブルコア絶縁層に巻き皺が生じる可能性がさらに大きくなる。例えば、三心ケーブルを撚り戻して単相毎にケーブルコア同士を接続する場合は、各ケーブルコアの直出しが困難なので、ケーブルコアに少し撓んだ部分ができる場合がある。このようにケーブルコアが少し撓んだままで、ケーブルコア同士を接続して、補強絶縁層を形成すると、ケーブルコア絶縁層に巻き皺が生じる可能性はかなり大きくなる。
【００１２】
そして、このように、巻き皺が生じてしまうと、最悪の場合には、絶縁破壊などの重大な事態を引き起こす虞がある。
【００１３】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、超電導ケーブルの接続部の補強絶縁層を補強絶縁紙で形成しても、ケーブルコアの絶縁層を形成する絶縁紙に巻き皺が発生するのを防止できる超電導ケーブルの接続部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明超電導ケーブルの接続部は、超電導導体と、超電導導体と接続対象とをつなぐ導体接続部と、超電導導体を部分的に露出させて覆う絶縁層と、少なくとも導体接続部、露出した超電導導体および絶縁層の端部を覆う補強絶縁層とを有する超電導ケーブルの接続部であって、前記補強絶縁層を、絶縁潤滑油を含浸させた補強絶縁紙で巻回して形成していることを特徴とする。
【００１５】
超電導ケーブルの構成は特に問わない。代表的には、ケーブルコアと、ケーブルコアを収納する断熱管とから構成される超電導ケーブルが挙げられる。そのうち、ケーブルコアは、フォーマ、超電導導体、絶縁層を有することを基本構成とする。
【００１６】
本発明の超電導ケーブルの接続部は、超電導ケーブルの端部に形成される。なお、本発明の超電導ケーブルの接続部の構成は、中間接続部に適用できるのはもちろんのこと、終端接続部にも適用できる。
【００１７】
そして、接続部は、まず、ケーブルコアの端部を段剥ぎし、超電導導体と絶縁層とを部分的に露出させて、その超電導導体を導体接続部で接続する。
【００１８】
中間接続部の場合、通常、一方のケーブルコアの端部と他方のケーブルコアの端部とを突き合せた状態で、これら超電導導体が導体接続部を介して接続される。終端接続部の場合、通常、超電導ケーブルの超電導導体は導体接続部を介して銅などの電流リードと接続される。
【００１９】
導体接続部は、例えば、少なくとも両端部が中空部なった導電部材を用い、超電導導体を中空部に嵌め込んで半田付けしたり、超電導導体と電流リードを中空部に嵌め込んで圧縮接続したり、多面接触型コネクターで接続することにより構成される。
【００２０】
次に、露出した超電導導体を導体接続部で接続した後、少なくとも導体接続部、露出した超電導導体および絶縁層の端部とを覆うように、絶縁潤滑油が含浸された補強絶縁紙をこれらの外周に巻回して補強絶縁層を形成する。
【００２１】
このとき、補強絶縁紙は、ケーブルコアの端部に巻回する前に予め絶縁潤滑油を含浸させておく。そして、少なくとも導体接続部、導体接続部から露出した超電導導体、絶縁層の端部（例えば、テーパー状に形成したペンシルダウン部）までの範囲を補強絶縁層で覆うように、補強絶縁紙をケーブルコアの端部に巻回する。
【００２２】
補強絶縁紙としては、クラフト紙、および、クラフト紙とプラスチックフィルムとが積層されてなる複合紙の少なくとも一種を用いることが好ましい。具体的には、クラフト紙のみで補強絶縁層を形成する場合、複合紙のみで補強絶縁層を形成する場合、クラフト紙と複合紙を組み合わせて補強絶縁層を形成する場合が挙げられる。複合紙としては、代表的にはポリプロピレンフィルムとクラフト紙とをラミネートしたもの（PPLP：住友電気工業株式会社の登録商標）を用いることができる。
【００２３】
本発明の絶縁潤滑油とは、補強絶縁紙に含浸させたとき、乾いた補強絶縁紙に比べて摩擦抵抗が小さくなって潤滑性が得られ、かつ、絶縁性を有する油をいう。絶縁潤滑油は、常温で低粘度で含浸が容易なものが望ましい。絶縁潤滑油としては、合成油またはOFケーブル油が挙げられる。例えば、DDB（ドデシルベンゼン）、アルキルベンゼン、鉱油、ポリブテン油、シリコン油などの電気絶縁性能の良好な油を主体とした油、あるいはこれらの混合油が好ましい。
【００２４】
このように、油含浸した補強絶縁紙を巻回して補強絶縁層を形成するので、油による滑りにより低抵抗でケーブルコア絶縁層の外周に補強絶縁紙を巻回でき、ケーブルコアに大きなトルクが掛からなくなる。
【００２５】
ケーブルコアに掛かるトルクをさらに小さくするためには、ケーブルコア絶縁層を形成する絶縁紙も、絶縁潤滑油を含浸した絶縁紙を使用すると良い。
【００２６】
また、本発明の超電導ケーブルの接続部は、直流送電用の超電導ケーブル線路、または、交流送電用の超電導ケーブル線路として用いることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明超電導ケーブルの接続部によれば、接続部の補強絶縁層を形成する補強絶縁紙に、絶縁潤滑油を含浸した補強絶縁紙を使用しているので、補強絶縁層を形成する際、補強絶縁紙の滑り性が良くなり、ケーブルコアに加わる締め付けトルクを低減できる。その結果、電気絶縁に有害となるケーブルコア絶縁層を形成する絶縁紙の皺の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。ここでは、超電導ケーブルの接続部として、直流超電導ケーブルの中間接続部を例として、以下の各実施の形態を説明する。
【００２９】
[接続部の構成]
この中間接続部は、直流超電導ケーブルの一対のケーブルコアを突き合わせて、各ケーブルコア同士を接続する構造である。
【００３０】
各ケーブルコアは、図１では簡略化して示しているが、図２のコアと同様に中心から順に、フォーマ、超電導導体12、絶縁層13、外部導体層、保護層を具える。なお、図１では、外部導体層、保護層は省略している。フォーマには、素線絶縁された複数本の銅素線を撚り合せた撚り線を用いた。超電導導体12および外部導体層には、Bi2223系Ag-Mnシーステープ線材を用いた。このテープ線材を、フォーマの上に螺旋状に多層に巻回して超電導導体12を構成し、絶縁層13の上に多層に巻回して外部導体層を構成する。また、絶縁層13は、PPLP（登録商標）を巻回して構成した。保護層は絶縁紙を巻回して形成した。
【００３１】
このようなケーブルコアの端部を段剥ぎし、超電導導体12、絶縁層13を段階的に露出させる。実際には、他の層も段階的に露出させるが、図１では説明の便宜上、超電導導体12、絶縁層13を露出した状態を示している。その際、絶縁層13の端部には、先端側ほど径が小さくなるテーパー状のペンシルダウン部13Aが形成されている。
【００３２】
ここで、各コアの端部は、フォーマ同士を接続スリーブを介して圧縮接続されており（図示せず）、その外周の超電導導体12同士を導体接続スリーブ(導体接続部)32に挿入して、半田にて接続している。導体接続スリーブ32の外径は、両端側が小さく、中央部が大きく形成されており、その中央部の外径は絶縁層の外径と実質的に等しく構成されている。
【００３３】
このような導体接続スリーブ32、露出された超電導導体12、絶縁層13の端部の範囲を覆うように補強絶縁層31が形成される。この補強絶縁層31は、ポリプロピレンにクラフト紙をラミネートした複合紙テープ（PPLP：登録商標）に予め合成油からなる絶縁潤滑油を含浸させたものを巻き付けることで構成されている。
【００３４】
より具体的には、絶縁層のペンシルダウン部13Aを含む端部、露出された超電導導体12および導体接続スリーブ32の外周を覆う。その際、補強絶縁層31の両端部は、導体接続スリーブ32から離れるほど外径が小さくなるようにテーパー状に形成されている。この補強絶縁層31の両端部は、その上に半導電材料で形成される電界緩和層（図示せず）の立ち上がり部に相当する。
【００３５】
本実施形態に係る超電導ケーブルの接続部は、接続部の補強絶縁層を、予め絶縁潤滑油を含浸した補強絶縁紙を巻回して形成しているので、補強絶縁紙の滑り性が良くなり、ケーブルコアに加わる締め付けトルクを低減できる。その結果、ケーブルコア絶縁層を形成する絶縁紙の皺の発生を抑制でき、絶縁破壊を防止できる。
【００３６】
なお、本発明の端末構造に接続される超電導ケーブルは、超電導導体を有するケーブルコアを１本具える単相超電導ケーブルでもよいし、同ケーブルコアを複数具える多相超電導ケーブルでもよい。多相超電導ケーブルとしては、例えば、３本のケーブルコアを撚り合わせて断熱管に収納された三心一括型の三相超電導ケーブルが挙げられる。公知の単相超電導ケーブル、多相超電導ケーブルでもよい。
【００３７】
なお、絶縁潤滑油を含浸した補強絶縁紙を、さらに液体窒素などの冷媒で含浸すると、特に、接続部の組み立て時において、この冷媒で接続部を冷却することにより、補強絶縁紙中の絶縁潤滑油を凍結し、ケーブルからの油の流出を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明超電導ケーブルの接続部は、直流送電用の超電導ケーブル線路、または、交流送電用の超電導ケーブル線路に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明実施形態の接続部を示す模式部分縦断面図である。
【図２】超電導ケーブルの横断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
100  超電導ケーブル
10  ケーブルコア
11  フォーマ      12  超電導導体  
13  絶縁層      13A  ペンシルダウン部    
14  外部導体層      15  保護層
20  断熱管
21  内管      22  外管      23  防食層
30  中間接続部
31  補強絶縁層  
32  導体接続スリーブ（導体接続部）
【図１】
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【図２】
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