(57)【要約】【課題】超電導ケーブルのコアを収納すると共に極低温の冷媒が流通されるケーブル断熱管とこのケーブル断熱管の端部に接続される端末部とを電気的に絶縁する断熱管絶縁ユニットを提供する。【解決手段】超電導ケーブルのコアを収納したケーブル断熱管の端部と導通して接続されるケーブル側筒部と、ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、コアを収納した状態で端末部と導通して接続される端末側筒部と、ケーブル側筒部および端末側筒部の重複部分に一体に介在され、ケーブル側筒部と端末側筒部との間を電気的に絶縁する絶縁部と、絶縁部の軸方向の一端側から突出し、内管との導通部となる内管用導通部と、絶縁部の軸方向の一端側から突出し、内管用導通部と絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で外管との導通部となる外管用導通部と、絶縁部の軸方向の他端側から突出し、端末部の真空槽および冷媒槽との導通部となる端末用導通部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導ケーブルのコアを収納したケーブル断熱管の端部と導通して接続されるケーブル側筒部と、
前記ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、前記コアを収納した状態で前記超電導ケーブルの端部側に配設される端末部と導通して接続される端末側筒部と、
前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部の重複部分に一体に介在され、前記ケーブル側筒部と前記端末側筒部との間を電気的に絶縁する絶縁部と、
前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記ケーブル断熱管を構成する内管との導通部となる内管用導通部と、
前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管用導通部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で前記ケーブル断熱管を構成する外管との導通部となる外管用導通部と、
前記絶縁部の軸方向の他端側から突出し、前記端末部を構成する真空槽および冷媒槽との導通部となる端末用導通部と、を備え、
前記ケーブル側筒部は、
前記内管用導通部および前記外管用導通部の少なくとも一方を有し、
前記ケーブル断熱管に連結される二重構造の第一真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材であり、
前記端末側筒部は、
前記端末用導通部を有し、
前記端末部に連結される二重構造の第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である断熱管絶縁ユニット。
【請求項２】
前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で、前記内管用導通部または前記外管用導通部の一方を有する端子筒部を備え、
前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部または前記外管用導通部の他方を有する請求項１に記載の断熱管絶縁ユニット。
【請求項３】
超電導ケーブルのコアを収納すると共に前記コアとの空間が冷媒の流通経路となる内管と、前記内管の外側に真空層を形成する外管とを有するケーブル断熱管と、
前記コアを収納した状態で前記超電導ケーブルの端部側に配設される端末部と、
前記ケーブル断熱管と前記端末部とを電気的に絶縁する断熱管絶縁ユニットと、を備え、
前記断熱管絶縁ユニットは、
前記ケーブル断熱管の端部と導通して接続されるケーブル側筒部と、
前記ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、前記端末部と導通して接続される端末側筒部と、
前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部の重複部分に一体に介在され、前記ケーブル側筒部と前記端末側筒部との間を電気的に絶縁する絶縁部と、
前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管との導通部となる内管用導通部と、
前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管用導通部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で前記外管との導通部となる外管用導通部と、
前記絶縁部の軸方向の他端側から突出し、前記端末部を構成する真空槽および冷媒槽との導通部となる端末用導通部と、を備え、
前記ケーブル側筒部は、
前記内管用導通部および前記外管用導通部の少なくとも一方を有し、
前記ケーブル断熱管に連結される二重構造の第一真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材であり、
前記端末側筒部は、
前記端末用導通部を有し、
前記端末部に連結される二重構造の第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である超電導ケーブル線路。
【請求項４】
前記断熱管絶縁ユニットは、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で、前記内管用導通部または前記外管用導通部の一方を有する端子筒部を備え、
前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部または前記外管用導通部の他方を有する請求項３に記載の超電導ケーブル線路。
【請求項５】
前記断熱管絶縁ユニットと、前記ケーブル断熱管との径差に応じた一端部と他端部とを有する筒状部材で、前記内管用導通部と前記内管とを導通して接続する内管用介在部材、および前記外管用導通部と前記外管とを導通して接続する外管用介在部材の少なくとも一方を備える請求項３または請求項４に記載の超電導ケーブル線路。
【請求項６】
前記ケーブル断熱管の端部の曲げを矯正する矯正部を備える請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の超電導ケーブル線路。
【請求項７】
前記ケーブル断熱管は、少なくとも内管が一点接地されている請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の超電導ケーブル線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルのコアを収納すると共に極低温の冷媒が流通されるケーブル断熱管とこのケーブル断熱管の端部に接続される端末部とを電気的に絶縁し、冷媒の冷却負荷を低減できる断熱管絶縁ユニット、及びこの断熱管絶縁ユニットを備える超電導ケーブル線路に関する。
【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、省エネルギー技術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、実際に送電を行う実証試験が進められている。
【０００３】
超電導ケーブルは、フォーマの外周に超電導線材を螺旋状に巻回して形成された超電導層（超電導導体層、超電導シールド層）を有するケーブルコアを断熱管内に収納し、この断熱管内に冷媒（例えば、液体窒素）を流通させることで、超電導層を冷却する構造が代表的である（特許文献１）。交流送電を行う場合、超電導シールド層には、超電導導体層に流れる電流と逆向きでほぼ同じ大きさの誘導電流が流れる。誘導電流から生じる磁場にて、超電導導体層から生じる磁場を打ち消すことで、磁場がケーブル外部に漏れることを抑制している。断熱管は、一般的に、内管と外管とを有する二重構造管であり、内管と外管との間の空間が真空引きされ、この空間に真空層が形成されている。特許文献２には、超電導ケーブルの断熱管を接地することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０５９６９５号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、超電導ケーブルを実用化する上で、すでに常電導ケーブルが布設されている既存の地中管路や洞道内に超電導ケーブルを増設することが検討されている。増設にあたり、超電導ケーブルと常電導ケーブルとを近接配置した場合、超電導ケーブルは、常電導ケーブルからの磁場の影響を受ける虞がある。特に、超電導ケーブルのうち断熱管がこの磁場の影響を受けると、後述するように損失が生じる。
【０００６】
また、常電導ケーブルの代替として超電導ケーブルを布設することが検討されている。ここで、例えば超電導シールド層を省略すれば、超電導線材を節約してケーブル径を小さくできる上に、コストも低減できる。しかし、超電導シールド層を備えない超電導ケーブルでは、超電導導体層から生じる磁場の変化によって、断熱管には後述するように比較的大きな損失が生じ得る。
【０００７】
断熱管は一般的に金属で構成されているため、断熱管に電磁誘導を受けるような磁場が印加されると、磁場の変化によって断熱管には誘導電流が流れる。断熱管に誘導電流が流れるとジュール熱によって断熱管は発熱する。断熱管内には冷媒が流通されているため、断熱管（特に内管）が発熱すると、冷媒を冷却する冷凍機の負荷が大きくなり、損失となる。特に、超電導シールド層を備えない超電導ケーブルコアを収納する断熱管には、後述するように大きな誘導電流が流れて損失が大きくなることが判明した。そこで、断熱管に電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設される断熱管に対して、冷凍機の負荷（冷却負荷）を低減できる構造の開発が望まれる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、超電導ケーブルのコアを収納すると共に極低温の冷媒が流通されるケーブル断熱管とこのケーブル断熱管の端部に接続される端末部とを電気的に絶縁し、冷媒の冷却負荷を低減できる断熱管絶縁ユニットを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、ケーブル断熱管の内部に流通される冷媒の冷却負荷を低減できる超電導ケーブル線路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る断熱管絶縁ユニットは、ケーブル側筒部と、端末側筒部と、絶縁部と、内管用導通部と、外管用導通部と、端末用導通部とを備える。ケーブル側筒部は、超電導ケーブルのコアを収納したケーブル断熱管の端部と導通して接続される。端末側筒部は、前記ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、前記コアを収納した状態で前記超電導ケーブルの端部側に配設される端末部と導通して接続される。絶縁部は、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部の重複部分に一体に介在され、前記ケーブル側筒部と前記端末側筒部との間を電気的に絶縁する。内管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記ケーブル断熱管を構成する内管との導通部となる。外管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管用導通部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で前記ケーブル断熱管を構成する外管との導通部となる。端末用導通部は、前記絶縁部の軸方向の他端側から突出し、前記端末部を構成する真空槽および冷媒槽との導通部となる。前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部および前記外管用導通部の少なくとも一方を有し、前記ケーブル断熱管に連結される二重構造の第一真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。前記端末側筒部は、前記端末用導通部を有し、前記端末部に連結される二重構造の第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。
【００１１】
本発明の一態様に係る超電導ケーブル線路は、超電導ケーブルのコアを収納すると共に前記コアとの空間が冷媒の流通経路となる内管と、前記内管の外側に真空層を形成する外管とを有するケーブル断熱管と、前記コアを収納した状態で前記超電導ケーブルの端部側に配設される端末部と、前記ケーブル断熱管と前記端末部とを電気的に絶縁する断熱管絶縁ユニットとを備える。前記断熱管絶縁ユニットは、ケーブル側筒部と、端末側筒部と、絶縁部と、内管用導通部と、外管用導通部と、端末用導通部とを備える。ケーブル側筒部は、前記ケーブル断熱管の端部と導通して接続される。端末側筒部は、前記ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、前記端末部と導通して接続される。絶縁部は、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部の重複部分に一体に介在され、前記ケーブル側筒部と前記端末側筒部との間を電気的に絶縁する。内管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管との導通部となる。外管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管用導通部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で前記外管との導通部となる。端末用導通部は、前記絶縁部の軸方向の他端側から突出し、前記端末部を構成する真空槽および冷媒槽との導通部となる。前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部および前記外管用導通部の少なくとも一方を有し、前記ケーブル断熱管に連結される二重構造の第一真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。前記端末側筒部は、前記端末用導通部を有し、前記端末部に連結される二重構造の第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。
【発明の効果】
【００１２】
上記断熱管絶縁ユニットは、超電導ケーブルのコアを収納すると共に極低温の冷媒が流通されるケーブル断熱管とこのケーブル断熱管の端部に接続される端末部とを電気的に絶縁し、冷媒の冷却負荷を低減できる。
【００１３】
上記超電導ケーブル線路は、ケーブル断熱管の内部に流通される冷媒の冷却負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１の超電導ケーブル線路の概要を説明する模式図である。
【図２】実施形態１に係る超電導ケーブルの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［本発明の実施形態の説明］
本発明者らは、断熱管をその長手方向に電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設したとき、断熱管に生じるジュール損について検討した。例えば、超電導ケーブルに用いる断熱管は、液体窒素といった冷媒が流通されるため、一般的にステンレス鋼といった超電導ケーブルの運用温度に対する耐性に優れる材料から構成される。ステンレス鋼といった金属は、磁場が印加されて誘導電流が流れるとジュール熱が生じる。そこで、断熱管をその長手方向に電磁誘導を受けるような磁場が印加され得る環境に布設した際（例えば、超電導シールド層を備えないケーブルコアを内部に収納した）を模擬して、断熱管に流れる誘導電流をＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）解析によって調べた。その結果、特定の状態であると、断熱管の内管及び外管ともに誘導電流が流れて大きなジュール熱による損失が発生することがわかった。
【００１６】
通常、超電導ケーブルの両端部は、超電導ケーブルのコアと導体を常温環境に引き出すための常電導リードとの接続部分が収納される端末部に接続される。この端末部は通常接地されているため、両端部において端末部と導通状態で接続された超電導ケーブルは多点接地（両端接地）された状態となる。この状態で、断熱管に電磁誘導を受けると、断熱管の長手方向には、誘導電流が大地を帰路として非常に大きな循環電流として流れると考えられる。断熱管に流れる誘導電流は、低温側に位置することで電気抵抗が小さい内管に最も流れる。その内管で発生するジュール熱は、冷媒を冷却する冷凍機の負荷の増大を招く。よって、この冷凍機の負荷を低減するために断熱管に生じる誘導電流を極力低減することが望まれる。
【００１７】
本発明者らは、超電導ケーブルのコアを収納した状態で、超電導ケーブルの断熱管と端末部とを電気的に絶縁することを検討した。断熱管と端末部とを電気的に絶縁することで、断熱管の接地形態を変えることができ、断熱管に流れる誘導電流のうち大地を帰路とする循環電流を遮断することができると考えられるからである。しかし、断熱管に流れる誘導電流のうち非常に大きな上記循環電流を遮断したにもかかわらず、内管および外管の双方に電流が流れることがわかった。これは、内管と外管とが導通していることで、内管と外管とで構成されるループに鎖交する磁場による誘導電流（内管と外管とで循環するループ電流）が流れるからと考えられる。超電導ケーブルのコアを収納した状態で、断熱管と端末部とを電気的に絶縁し、かつ内管と外管とを電気的に絶縁して接続するにあたり、断熱管と端末部との接続部分において容易に断熱構造を構築できる構成が、現在確立されていない。そこで、上記循環電流に加えて、内管と外管とで流れるループ電流も電気的に絶縁でき、かつ容易に断熱構造を構築できる断熱管絶縁ユニットを検討し、本発明を完成するに至った。以下、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１８】
（１）実施形態の断熱管絶縁ユニットは、ケーブル側筒部と、端末側筒部と、絶縁部と、内管用導通部と、外管用導通部と、端末用導通部とを備える。ケーブル側筒部は、超電導ケーブルのコアを収納したケーブル断熱管の端部と導通して接続される。端末側筒部は、前記ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、前記コアを収納した状態で前記超電導ケーブルの端部側に配設される端末部と導通して接続される。絶縁部は、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部の重複部分に一体に介在され、前記ケーブル側筒部と前記端末側筒部との間を電気的に絶縁する。内管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記ケーブル断熱管を構成する内管との導通部となる。外管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管用導通部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で前記ケーブル断熱管を構成する外管との導通部となる。端末用導通部は、前記絶縁部の軸方向の他端側から突出し、前記端末部を構成する真空槽および冷媒槽との導通部となる。前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部および前記外管用導通部の少なくとも一方を有し、前記ケーブル断熱管に連結される二重構造の第一真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。前記端末側筒部は、前記端末用導通部を有し、前記端末部に連結される二重構造の第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。
【００１９】
上記構成によれば、ケーブル断熱管と端末部とを電気的に絶縁し、かつケーブル断熱管の内管と外管とを電気的に絶縁することができる。ケーブル断熱管と端末部のそれぞれに、絶縁部によって電気的に絶縁されたケーブル側筒部と端末側筒部のそれぞれを導通して接続することで、ケーブル断熱管と端末部とを電気的に絶縁して接続できる。そして、ケーブル断熱管の内管および外管に、絶縁部によって電気的に絶縁された内管用導通部および外管用導通部のそれぞれを導通して接続することで、内管と外管とを電気的に絶縁することができる。ケーブル側筒部および端末側筒部はそれぞれ二重構造の第一真空断熱部および第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材であり、互いに径方向に重複部分を有するため、ケーブル断熱管と端末部との間に断熱管絶縁ユニットを組み込むだけで、容易に断熱構造を構築できる。よって、ケーブル断熱管と端末部との間に上記構成の断熱管絶縁ユニットを組み込むことで、断熱構造を有しながらケーブル断熱管の接地形態を変えることができ、ケーブル断熱管に流れる誘導電流のうち、接地された端末部と大地とを介してケーブル断熱管に流れる非常に大きな循環電流を遮断することができる。さらに、内管と外管とを電気的に絶縁でき、内管と外管とで循環してケーブル断熱管に流れるループ電流を遮断することができる。以上より、ケーブル断熱管が電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設されたとしても、上記循環電流およびループ電流がケーブル断熱管に流れることを抑制でき、冷媒の冷却負荷を低減できる。
【００２０】
（２）実施形態の断熱管絶縁ユニットの一形態として、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で、前記内管用導通部または前記外管用導通部の一方を有する端子筒部を備えることが挙げられる。このとき、前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部または前記外管用導通部の他方を有する。
【００２１】
内管用導通部と外管用導通部がそれぞれ、絶縁部を介して電気的に絶縁された異なる筒部に備わることで、内管と外管とを容易に電気的に絶縁することができる。第一真空断熱部が内部に真空部を形成する両端が閉じた二重管である場合、ケーブル側筒部がこの閉じた二重管を構成したとしても、内管用導通部と外管用導通部とが異なる筒部に備わるため、ケーブル側筒部を金属製とすることができる。
【００２２】
（３）実施形態の超電導ケーブル線路は、超電導ケーブルのコアを収納すると共に前記コアとの空間が冷媒の流通経路となる内管と、前記内管の外側に真空層を形成する外管とを有するケーブル断熱管と、前記コアを収納した状態で前記超電導ケーブルの端部側に配設される端末部と、前記ケーブル断熱管と前記端末部とを電気的に絶縁する断熱管絶縁ユニットとを備える。前記断熱管絶縁ユニットは、ケーブル側筒部と、端末側筒部と、絶縁部と、内管用導通部と、外管用導通部と、端末用導通部とを備える。ケーブル側筒部は、前記ケーブル断熱管の端部と導通して接続される。端末側筒部は、前記ケーブル側筒部と径方向に重複部分を有し、前記端末部と導通して接続される。絶縁部は、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部の重複部分に一体に介在され、前記ケーブル側筒部と前記端末側筒部との間を電気的に絶縁する。内管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管との導通部となる。外管用導通部は、前記絶縁部の軸方向の一端側から突出し、前記内管用導通部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で前記外管との導通部となる。端末用導通部は、前記絶縁部の軸方向の他端側から突出し、前記端末部を構成する真空槽および冷媒槽との導通部となる。前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部および前記外管用導通部の少なくとも一方を有し、前記ケーブル断熱管に連結される二重構造の第一真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。前記端末側筒部は、前記端末用導通部を有し、前記端末部に連結される二重構造の第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材である。
【００２３】
上記構成によれば、超電導ケーブル線路におけるケーブル断熱管と端末部とを電気的に絶縁し、断熱構造を有しながらケーブル断熱管の接地形態を変えることができる。そして、ケーブル断熱管の内管と外管とを電気的に絶縁することができる。そのため、ケーブル断熱管に流れる誘導電流のうち、接地された端末部と大地とを介してケーブル断熱管に流れる非常に大きな循環電流と、内管と外管とで循環してケーブル断熱管に流れるループ電流とを遮断することができる。よって、ケーブル断熱管内を流通する冷媒を冷却する冷凍機の負荷（冷却負荷）を低減できる。ケーブル側筒部および端末側筒部はそれぞれ二重構造の第一真空断熱部および第二真空断熱部の少なくとも一部を構成する部材であり、互いに径方向に重複部分を有するため、ケーブル断熱管と端末部との間に断熱管絶縁ユニットを組み込むだけで、容易に断熱構造を構築できる。以上より、ケーブル断熱管が電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設された場合でも、ケーブル断熱管に流れる誘導電流のうち上記循環電流およびループ電流を遮断できるため、超電導ケーブルのコアの超電導シールド層を省略することができる。よって、高価な超電導線材の使用量を抑制することができ、超電導ケーブルのコストを抑制することができる。
【００２４】
（４）実施形態の超電導ケーブル線路の一形態として、前記断熱管絶縁ユニットは、前記ケーブル側筒部および前記端末側筒部と前記絶縁部を介して電気的に絶縁された状態で、前記内管用導通部または前記外管用導通部の一方を有する端子筒部を備えることが挙げられる。このとき、前記ケーブル側筒部は、前記内管用導通部または前記外管用導通部の他方を有する。
【００２５】
内管用導通部と外管用導通部がそれぞれ、絶縁部を介して電気的に絶縁された異なる筒部に備わることで、内管と外管とを容易に電気的に絶縁することができる。第一真空断熱部が内部に真空部を形成する両端が閉じた二重管である場合、ケーブル側筒部がこの閉じた二重管を構成したとしても、内管用導通部と外管用導通部とが異なる筒部に備わるため、ケーブル側筒部を金属製とすることができる。
【００２６】
（５）実施形態の超電導ケーブル線路の一形態として、前記断熱管絶縁ユニットと、前記ケーブル断熱管との径差に応じた一端部と他端部とを有する筒状部材で、前記内管用導通部と前記内管とを導通して接続する内管用介在部材、および前記外管用導通部と前記外管とを導通して接続する外管用介在部材の少なくとも一方を備えることが挙げられる。
【００２７】
上記構成によれば、断熱管絶縁ユニットとケーブル断熱管との間に径差が生じていても、介在部材によってその径差を補うことができるので、断熱管絶縁ユニットとケーブル断熱管とを容易に接続することができる。よって、断熱管絶縁ユニットの径方向の大きさの自由度が高い。
【００２８】
（６）実施形態の超電導ケーブル線路の一形態として、前記ケーブル断熱管の端部の曲げを矯正する矯正部を備えることが挙げられる。
【００２９】
超電導ケーブルは、工場で製造されてドラムに巻き取られており、超電導ケーブルの布設現場では、超電導ケーブルをドラムから繰り出しながら布設する。よって、超電導ケーブルは巻き癖が付いているため、この曲げを矯正する必要がある。上記構成によれば、ケーブル断熱管が長手方向に切断されたときに生じる切断端部の曲げを矯正することができる。
【００３０】
（７）実施形態の超電導ケーブル線路の一形態として、前記ケーブル断熱管は、少なくとも内管が一点接地されていることが挙げられる。
【００３１】
上記構成によれば、ケーブル断熱管が電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設されたとしても、大地を介して流れる非常に大きな誘導電流（循環電流）が真空断熱管（少なくとも内管）に流れることを抑制できる。ケーブル断熱管の接地状態は、上述したように、接地部を有する端末部と導通して接続されることで間接的に一点接地される場合以外に、ケーブル断熱管に接地線などの一点接地部を設けることで直接的に一点接地される場合などが挙げられる。ケーブル断熱管の両端部を断熱管絶縁ユニットによって電気的に絶縁した場合、上記端末部によって接地されないケーブル断熱管（浮遊断熱管と呼ぶ）となる。この浮遊断熱管は、個別に接地線などの一点接地部を設けることで一点接地にすることができる。
【００３２】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態の詳細を、以下に説明する。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及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。また、図において同一符号は、同一名称物を示す。
【００３３】
＜実施形態１＞
〔超電導ケーブル線路〕
実施形態１の超電導ケーブル線路１０００は、図１に示すように、電力を送電する超電導ケーブル１００と、超電導ケーブル１００の両端部に接続された端末部２０１，２０２と、超電導ケーブル１００に冷媒Ｃを供給する供給機構（図示せず）とを備える。本実施形態１の特徴の一つは、超電導ケーブル１００のケーブルコア１１０を収納した状態で、ケーブル断熱管１２０と一端側の端末部２０１とを電気的に絶縁し、かつこのケーブル断熱管１２０の端部において内管１２１と外管１２２とを電気的に絶縁する断熱管絶縁ユニット１を備えることにある。
【００３４】
端末部２０１，２０２は、常電導ケーブルと超電導ケーブル１００との間で電力を受け渡すための端末であり、ケーブルコア１１０と導体を常温環境に引き出すための常電導リードとの接続部分が収納される。この端末部２０１，２０２は、上記接続部分を冷却する冷媒が充填される冷媒槽２０３と、冷媒槽２０３の外周を覆うように配置されて真空部２０５を形成する真空槽２０４とを備え、真空槽２０４が接地部（接地線２０６）を介して接地されている。冷媒槽２０３と真空槽２０４とは、ケーブル断熱管１２０との接続箇所で導通状態となっているため、冷媒槽２０３も接地されていることになる。供給機構は、冷媒Ｃを所定温度に冷却する冷却機構（冷凍機）と、冷却機構で冷却した冷媒Ｃを超電導ケーブル１００に圧送して循環させる圧送機構（ポンプ）とを備える。以下、各構成について詳しく説明する。
【００３５】
《超電導ケーブル》
超電導ケーブル１００は、図２に示すように、一つのケーブルコア１１０がケーブル断熱管１２０に収納された単心のケーブル構造である。ケーブルコア１１０は、中心から順にフォーマ１１１、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３、常電導接地層１１４、保護層１１５を備え、超電導シールド層を備えない。これら各構成部材には、公知の構成・材料を用いることができる。
【００３６】
フォーマ１１１は、超電導導体層の巻付芯、ケーブルの抗張力材、その他、短絡や地絡などの事故時における事故電流を分流させる導体として利用される。導体として利用する場合、フォーマ１１１は、銅やアルミニウムなどの常電導材料からなる中実体や中空体（管体）が好適に利用できる。中実体は、例えば、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）やエナメルなどの絶縁被覆を備える銅線を複数本撚り合わせた撚り線材が挙げられる。フォーマ１１１の外周にクラフト紙やＰＰＬＰ（住友電気工業株式会社の登録商標）といったテープなどを巻回してクッション層（図示せず）を設けることができる。
【００３７】
超電導導体層１１２は、酸化物超電導導体を備えるテープ状線材、例えばＢｉ２２２３系超電導テープ線（Ａｇ−Ｍｎシース線）を単層又は多層に螺旋状に巻回した構成が挙げられる。その他、ＲＥ１２３系薄膜線材（ＲＥ：希土類元素、例えばＹ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄなど）も超電導導体層１１２に利用できる。一つの超電導導体層１１２を多層構造とする場合、各超電導線材の層間にクラフト紙などの絶縁紙を巻回した層間絶縁を形成することができる。
【００３８】
電気絶縁層１１３は、クラフト紙などの絶縁紙テープや、クラフト紙とプラスチックとを複合した半合成絶縁紙、例えばＰＰＬＰをテープ状にして巻回した構成が挙げられる。
【００３９】
常電導接地層１１４は、従来のＯＦケーブルやＣＶケーブルと同様に絶縁層の外側に設けられて、接地電位を形成する層であり、銅といった常電導材料からなる金属テープを巻回した構成が挙げられる。これにより、電気絶縁層１１３内の電界分布の均一化が図れ、安定した絶縁性能が得られるが、これは既存ケーブルも同じである。常電導接地層１１４は、接地線（図示せず）を介して接地されている。常電導接地層１１４は、例えば一点接地することで、超電導導体層１１２からの磁場に対する誘導電流が流れないようにすることができる。
【００４０】
保護層１１５は、ケーブルコア１１０の最外周に配置され、その内側に配置された部材の機械的保護、常電導接地層１１４とケーブル断熱管１２０との間の電気的絶縁の確保を目的として設けられる。保護層１１５は、クラフト紙などの絶縁紙テープや、クラフト紙とプラスチックとを複合した半合成絶縁紙、例えばＰＰＬＰをテープ状にして巻回した構成が挙げられる。
【００４１】
ケーブル断熱管１２０は、ステンレス鋼製の内管１２１と外管１２２とを有する二重構造のコルゲート管であり、内管１２１と外管１２２との間が真空引きされ、この空間に真空層１２３が形成された真空断熱管である。真空層１２３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）を配置してもよい。内管１２１内には冷媒Ｃが流通される。ケーブル断熱管１２０はコルゲート管で構成する他、直管で構成してもよい。外管１２２の外周には、ポリ塩化ビニルなどの樹脂からなる防食層１２４を備える。
【００４２】
ケーブルコア１１０は、超電導シールド層を備えないため、超電導導体層１１２に流れる電流によってケーブルコア１１０の外側に磁場が発生する。この磁場によって、ケーブル断熱管１２０に誘導電流などが誘起され、その電流によって損失（発熱）が生じる場合がある。この誘導電流や損失（発熱）は、磁場の大きさやケーブル断熱管１２０の電気伝導度によって変わり、電流源（超電導導体）が近いほど、またその範囲（長さ）が大きい（長い）ほど大きくなり、かつケーブル断熱管１２０の電気伝導度が大きい（抵抗率が小さい）ほど大きくなる。ケーブル断熱管１２０は長手方向に電流源（超電導導体）を収納しており、その影響は大きく、ケーブル断熱管１２０に誘起電圧が発生すると、冷媒と接触する極低温側に位置することで電気伝導度が大きい内管１２１により大きな誘導電流が流れる。
【００４３】
通常、超電導ケーブル１００（ケーブル断熱管１２０）の両端部は、上述したように接地された端末部２０１，２０２が構成されている。そのため、両端部において端末部２０１，２０２と導通状態で接続されたケーブル断熱管１２０は多点接地（両端接地）された状態となる。この場合、ケーブル断熱管１２０と大地を介した閉回路が形成され、ケーブル断熱管１２０に誘起された誘起電圧によって誘導電流として非常に大きな循環電流が流れる。かつ、ケーブル断熱管１２０の内管１２１と外管１２２とが両端部で導通していると、さらに誘導電流として内管１２１と外管１２２とで循環するループ電流が流れる。そこで、断熱管絶縁ユニット１によって、ケーブル断熱管１２０（特に内管１２１）と端末部２０１とを電気的に絶縁し、かつケーブル断熱管１２０の内管１２１と外管１２２とを電気的に絶縁することで、ケーブル断熱管１２０（特に内管１２１）に流れる上記循環電流およびループ電流を遮断することができる。
【００４４】
《断熱管絶縁ユニット》
断熱管絶縁ユニット１は、図１に示すように、ケーブル断熱管１２０と一端側の端末部２０１との間に組み込まれる。そのため、ケーブル断熱管１２０は、一端側において予め所定部分が切断・除去され、ケーブル断熱管１２０と端末部２０１との間に断熱管絶縁ユニット１が組み込まれるスペースが形成される。断熱管絶縁ユニット１は、ケーブル側筒部１１と、端子筒部２１と、端末側筒部１２と、ケーブル側筒部１１と端子筒部２１と端末側筒部１２とを互いに電気的に絶縁する絶縁部３０とを備える。ケーブル側筒部１１は、ケーブル断熱管１２０の外管１２２との導通部となる外管用導通部４２を有する。端子筒部２１は、ケーブル断熱管１２０の内管１２１との導通部となる内管用導通部４１を有する。端末側筒部１２は、端末部２０１の真空槽２０４および冷媒槽２０３との導通部となる端末用導通部５０を有する。各導通部４２，４１，５０を有する各筒部１１，２１，１２が絶縁部３０を介して電気的に絶縁されていることで、ケーブル断熱管１２０と端末部２０１とを電気的に絶縁でき、かつ内管１２１と外管１２２とを電気的に絶縁することができる。以下、断熱管絶縁ユニット１の各構成を詳細に説明する。
【００４５】
〈ケーブル側筒部〉
ケーブル側筒部１１は、ケーブル断熱管１２０の真空層１２３とは独立した真空部６３aを形成する両端が閉じた二重管である。ケーブル側筒部１１の構成材料は、ケーブル断熱管１２０と同様の構成材料とすることが挙げられる。真空部６３ａは、工場で真空引きされている。よって、真空部６３ａの真空度などの品質確認は工場出荷までに行われており、施工現場での断熱構造の検査の簡素化が図れる。この真空部６３ａが形成された二重管のケーブル側筒部１１が、第一真空断熱部６１を構成する。
【００４６】
ケーブル側筒部１１は、絶縁部３０の軸方向にケーブル断熱管１２０側の外方に向かって突出し、ケーブル断熱管１２０を構成する外管１２２との導通部となる外管用導通部４２を備える。外管用導通部４２は、後述する介在部材７０を介して、外管１２２に導通して接続される。外管用導通部４２が絶縁部３０の軸方向外方に突出していることで、外管用導通部４２と介在部材７０とを溶接する際に、溶接の熱で絶縁部３０が劣化することを防止できる。
【００４７】
〈端子筒部〉
端子筒部２１は、内径がケーブル断熱管１２０（内管１２１）の外径と実質的に同一径（内管１２１が挿通可能な径）の一重管である。端子筒部２１の構成材料は、ケーブル断熱管１２０と同様の構成材料とすることが挙げられる。端子筒部２１は、ケーブル側筒部１１と径方向に重複部分を有する。ここでは、端子筒部２１の外径がケーブル側筒部１１の内径よりも小さく、端子筒部２１の外周面が後述する絶縁部３０の内周面に一体化されており、ケーブル側筒部１１の内周面が絶縁部３０の外周面に一体化されている。つまり、端子筒部２１は、ケーブル側筒部１１の内側に絶縁部３０の厚み分の距離を設けて配されている。
【００４８】
端子筒部２１は、絶縁部３０の軸方向にケーブル断熱管１２０側の外方に向かって突出し、ケーブル断熱管１２０を構成する内管１２１との導通部となる内管用導通部４１を備える。端子筒部２１は、ここでは内管１２１が挿通可能な程度の内径である。そのため、内管用導通部４１は、端子筒部２１（内管用導通部４１の領域部分）内に内管１２１が挿通された状態で内管１２１に直接的に導通して接続される。内管用導通部４１が絶縁部３０の軸方向外方に突出していることで、内管１２１を挿通することができ、内管用導通部４１と内管１２１とを溶接する際に、溶接の熱で絶縁部３０が劣化することを防止できる。内管用導通部４１の突出長さは、外管用導通部４２の突出長さよりも長くなっている。そうすることで、内管用導通部４１と内管１２１とを溶接する際、外側に位置する外管用導通部４２が、溶接作業の邪魔になり難い。
【００４９】
〈端末側筒部〉
端末側筒部１２は、端末部２０１の真空部２０５とは独立した真空部６３ｂを形成する両端が閉じた二重管である。端末側筒部１２の構成材料は、端末部２０１と同様の構成材料とすることが挙げられる。端末側筒部１２は、ケーブル側筒部１１と径方向に重複部分を有する。ここでは、端末側筒部１２の外径がケーブル側筒部１１の内径よりも小さく、端末側筒部１２は、ケーブル側筒部１１の内側に所定距離を設けて配されている。この重複部分の長さ（重複長さ）は、長いほど外気から冷媒側への熱侵入経路が長くなり、この熱侵入経路の長さに応じて熱絶縁による断熱効果が得られるため好ましい。この重複長さは、許容する侵入熱量によって定められる。真空部６３ｂは、工場で真空引きされている。よって、真空部６３ｂの真空度などの品質確認は工場出荷までに行われており、施工現場での断熱構造の検査の簡素化が図れる。この真空部６３ｂが形成された二重管の端末側筒部１２が、第二真空断熱部６２を構成する。
【００５０】
端末側筒部１２は、絶縁部３０の軸方向に端末部２０１側の外方に向かって突出し、端末部２０１を構成する冷媒槽２０３および真空槽２０４との導通部となる端末用導通部５０を備える。端末用導通部５０は、冷媒槽２０３および真空槽２０４に直接的に導通して接続される。端末用導通部５０が絶縁部３０の軸方向外方に突出していることで、端末用導通部５０と端末部２０１とを溶接する際に、溶接の熱で絶縁部３０が劣化することを防止できる。
【００５１】
〈絶縁部〉
絶縁部３０は、ケーブル側筒部１１と端末側筒部１２との重複部分、およびケーブル側筒部１１と端子筒部２１との重複部分に一体に介在され、ケーブル側筒部１１と端末側筒部１２と端子筒部２１との各々の間を電気的に絶縁する。各導通部４２，４１，５０を有する各筒部１１，２１，１２が絶縁部３０を介して電気的に絶縁されていることで、ケーブル断熱管１２０と端末部２０１とを電気的に絶縁でき、かつ内管１２１と外管１２２とを電気的に絶縁することができる。
【００５２】
絶縁部３０の構成材料は、電気絶縁性に優れ、冷媒に接触することから冷媒温度に対する耐低温脆性を有する材料を利用することができる。このような構成材料は、例えば、エポキシ樹脂などの電気絶縁性に優れる樹脂、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）といった断熱性や強度にも優れる複合材料、ナイロン６、例えば、ＭＣナイロン（クオドラントポリペンコジャパン株式会社（日本ポリペンコ株式会社）の登録商標）などが挙げられる。また、図１に示すように、絶縁部３０がケーブル断熱管１２０の真空層１２３と接触する場合、外気や冷媒側から真空層へのガスの侵入を抑制するために、絶縁部３０の構成材料は、ガスを透過し難いことが好ましい。例えば、電気絶縁性に優れる樹脂にセラミックや硬質ガラスなどのガス非透過性に優れる材料を絶縁部３０の絶縁機能を損なわない程度に混合することが挙げられる。他に、アルミニウムなどの金属箔などのガス非透過性に優れる材料を絶縁部３０に積層することが挙げられる。
【００５３】
ケーブル側筒部１１と端末側筒部１２との間、およびケーブル側筒部１１と端子筒部２１との間に、異常電圧時に導通するサージ防護素子（図示せず）を設置することが挙げられる。このサージ防護素子（アレスタ）は接地されている。サージ防護素子を設けることで、異常電圧時にサージ防護素子が動作して、サージ防護素子を介して接地側へ異常電流を逃がし、絶縁部３０の破壊などを防止することができる。
【００５４】
断熱管絶縁ユニット１は、後述するように、超電導ケーブル１００を施工現場に布設する際に、ケーブル断熱管１２０と端末部２０１とを電気的に絶縁するものである。超電導ケーブル１００への断熱管絶縁ユニット１の配設方法として、例えば、超電導ケーブル１００を布設後、断熱管絶縁ユニット１を超電導ケーブル１００の端部から嵌め込むことが挙げられる。この場合、断熱管絶縁ユニット１の内径とケーブル断熱管１２０の内径とを実質的に同一とすることができる。つまり、ここでは、内管１２１との導通部となる内管用導通部４１を有する端子筒部２１の内径と内管１２１の外径とを実質的に同一とすることができ、内管１２１と内管用導通部４１とは直接的に溶接して接続できる。このとき、断熱管絶縁ユニット１の外径とケーブル断熱管１２０の外径とは同一であっても異なっていてもよい。いずれにおいても、断熱管絶縁ユニット１とケーブル断熱管１２０とを溶接して接続する際、まず内側の部材から行うため、内側の部材の溶接作業の邪魔にならないように、外管用導通部４２と外管１２２との間にはスペースが形成される。よって、外管用導通部４２と外管１２２とは、介在部材７０を介して接続される。内管用導通部４１と内管１２１との接続も、介在部材を介して行ってもよい。
【００５５】
《介在部材》
上述したように、外管用導通部４２と外管１２２との間にはスペースが形成される。そこで、外管用導通部４２と外管１２２とを接続するにあたり、両者間の径差を補う介在部材７０を備える。介在部材７０は、外管用導通部４２と外管１２２との径差に応じた一端部と他端部とを有する筒状部材である。介在部材７０の構成材料は、ケーブル断熱管１２０と同様の構成材料とすることが挙げられる。
【００５６】
介在部材７０は、上記径差に応じた分割片を複数有し、各分割片の端面を合わせて周方向に溶接することで筒状部材となる構成が挙げられる。各分割片の形状として、ここでは、外管用導通部４２と同径の大径部分と外管１２２と同径の小径部分とを有する階段状の分割片が挙げられる。断熱管絶縁ユニット１をケーブル断熱管１２０の端部に配置したら、介在部材７０の一端部が外管用導通部４２に位置し、介在部材７０の他端部が外管１２２に位置するように、分割片をケーブルコア１１０の外周から被せて、各分割片の周方向に隣り合う分割片同士を溶接する。そして、介在部材７０の一端部と外管用導通部４２とを溶接し、他端部と外管１２２とを溶接して接続する。各分割片の形状として、他に、上記径差に応じたテーパ状の分割片などが挙げられる。
【００５７】
また、介在部材７０は、上記径差のうち大きい方の径を基準とした円弧状の分割片を複数有し、各分割片を周方向に溶接することで円筒状部材となる構成が挙げられる。各分割片の形状は、周方向に沿って山谷を繰り返す蛇腹状である。介在部材７０の一端部が外管用導通部４２に位置し、他端部が外管１２２に位置するように、分割片をケーブルコア１１０の外周から被せて、各分割片の周方向に隣り合う分割片同士を溶接して、上記蛇腹状の円筒状部材とする。そして、円筒状部材の両端部において、径方向に機械応力を加えて絞ることで各端部の径を変え、上記径差に応じた形状とする。円筒状部材の両端部の径を上記径差に対応させたら、一端部と外管用導通部４２とを溶接し、他端部と外管１２２とを溶接する。この形態では、円筒状部材で径方向の変化を可能とすることで、容易に外管用導通部４２と外管１２２との間の径差を補うことができる。
【００５８】
〔超電導ケーブル線路の構築方法〕
上述した超電導ケーブル線路１０００は、構成部材（断熱管絶縁ユニット１、介在部材７０）の準備・超電導ケーブル１００の布設⇒ケーブル断熱管１２０の切断⇒断熱管絶縁ユニット１とケーブル断熱管１２０・端末部２０１との接続⇒超電導ケーブル１００の新たに構成された真空層１２３の真空引き、によって構築することができる。
【００５９】
《構成部材の準備・超電導ケーブルの布設》
断熱管絶縁ユニット１および介在部材７０は、超電導ケーブル１００の大きさに対応したものを準備する。ここでは、断熱管絶縁ユニット１は、内径がケーブル断熱管１２０の内管１２１の外径と実質的に同一であり、外径が外管１２２の外径よりも大きい。介在部材７０は、断熱管絶縁ユニット１の外管用導通部４２と外管１２２との径差を補う大きさである。
【００６０】
超電導ケーブル１００は、工場にてケーブル断熱管１２０をベーキングなどの真空処理を行った後、Ｎ２パージされて出荷する。この超電導ケーブル１００を布設現場に布設する。
【００６１】
《ケーブル断熱管の切断》
ケーブル断熱管１２０の端末部２０１側の端部において、ケーブル断熱管１２０を切断する。ケーブル断熱管１２０の切断にあたり、先に防食層１２４を除去する。ケーブル断熱管１２０の切断は、切断時にケーブル断熱管１２０の曲げ癖により曲げが生じるため、この曲げ癖を矯正しながら行う。まず、外管１２２を切断するにあたり、外管１２２が曲がらないように、外管１２２の切断端部に矯正部８０を装着して外管１２２を固定する。矯正部８０には、周方向に分割される複数の分割片を組み合わせることで円筒状に形成される部材、例えば半円筒部材が利用できる。この矯正部８０の外管１２２への装着は、切断端部となる個所の近傍に対して行う。矯正部８０は、外管１２２の曲げを矯正できる長さを有する必要がある。ここでは、防食層１２４の切断端から一定距離を有して防食層１２４の外周側から矯正部８０を装着している。そして、外管１２２の長さ方向に所定の空間ができるように、外管１２２の円周方向に沿って複数回に分けて外管１２２を切断する。内管１２１が露出したら、不要なスーパーインシュレーションなどは除去し、内管１２１と外管１２２との間に矯正部８０として矯正スペーサ（図示せず）を挿入して、内管１２１を固定する。
【００６２】
外管１２２および内管１２１に装着した矯正部８０は、後述する断熱管絶縁ユニット１の接続後もそのまま残しておいてもよい。外管１２２に装着した矯正部８０は、ケーブル断熱管１２０の固定部材として利用してもよい。また、内管１２１に装着した矯正部８０は、内管１２１に対して外管１２２を固定するスペーサ構造の一部として利用してもよい。その後、内管１２１の長さ方向に所定の空間ができるように、内管１２１の円周方向に沿って複数回に分けて切断する。内管１２１の切断は、外管１２２の切断された空間に対応するため、内管１２１の切断端部は、外管１２２の切断端部よりも突出した形態となる。この切断は、切断位置と反対側のケーブル断熱管端部より乾燥ガスを導入しながら行う。そうすることで、切断作業部において外部から内管１２１と外管１２２との間への水分の侵入を防ぐことができる。
【００６３】
《断熱管絶縁ユニットとケーブル断熱管・端末部との接続》
ケーブル断熱管１２０の端部の上記切断箇所に断熱管絶縁ユニット１を配置する。断熱管絶縁ユニット１は、超電導ケーブル１００の切断端部から嵌め込む。まず、内管用導通部４１と内管１２１とを溶接して接続する。このとき、端子筒部２１（内管用導通部４１の領域部分）内に内管１２１を挿通して、端子筒部２１の内周面が内管１２１の外周面に沿うように配置し、コルゲート管である内管１２１の外周面の山谷の山部分で内管用導通部４１と溶接することが挙げられる。
【００６４】
次に、外管用導通部４２と外管１２２とを介在部材７０を介して接続する。介在部材７０は、複数の分割片を切断箇所の外周から被せて、各分割片の周方向に隣り合う分割片同士を溶接する。そして、介在部材７０の径が大きい側の一端部と外管用導通部４２とを溶接し、径が小さい側の他端部と外管１２２とを溶接して接続する。このとき、介在部材７０は、径が大きい側では外管用導通部４２の外周面に重複部分を有し、径が小さい側では外管１２２の外周面に重複部分を有する。介在部材７０の径が小さい側では、コルゲート管である外管１２２の外周面の山谷の山部分で介在部材７０と溶接することが挙げられる。介在部材７０には、真空ポート（図示せず）が設けられている。この真空ポートは、後述する超電導ケーブル１００の真空引き（本引き）の際に必要となるが、介在部材７０に設けずに、外管１２２の切断箇所近傍に設けることもできる。介在部材７０の一端側の溶接と他端側の溶接は、どちらを先に行ってもよい。
【００６５】
その後、端末用導通部５０と端末部２０１とを接続する。ここでは、端末側筒部１２を冷媒槽２０３の開口部に挿入し、この開口部のケーブル断熱管１２０側の端部と端末用導通部４２とを溶接して接続する。このとき、端末側筒部１２の外周面と冷媒槽２０３の内周面との間に極小の隙間が形成される。しかし、この隙間において冷媒槽２０３の外方に向かって温度が徐々に高くなる温度勾配が形成され、この間で気化した冷媒と液体の状態との冷媒の境界が形成される。この隙間の長さは、所定の温度勾配が得られるような長さとすることで、断熱構造を構築することができる。
【００６６】
断熱管絶縁ユニット１をケーブル断熱管１２０の端部の絶縁箇所に配設するにあたり、ケーブル断熱管１２０が切断・除去された箇所において、ケーブルコア１１０の外周面にケーブルコア１１０を保護する保護部材（図示せず）を設けることが挙げられる。保護部材は、例えば、周方向に分割される複数の分割片を組み合わせることで円筒状に形成される部材と、円筒状に形成された部材からケーブルコア１１０にまで放射状に延び、ケーブルコア１１０に固定するための複数の棒状体とを有するものが挙げられる。この保護部材を設けたとしても冷媒Ｃの流路が分断されることはない。この保護部材を設けることで、断熱管絶縁ユニット１とケーブル断熱管１２０とを溶接する際に、ケーブルコア１１０を保護できる。
【００６７】
《真空層の真空引き》
ケーブル断熱管１２０と端末部２０１との間に断熱管絶縁ユニット１を組み込み、それぞれを接続したら、例えば、介在部材７０に設けられた真空ポートから真空引きを行う。ここでは、ケーブル断熱管１２０と断熱管絶縁ユニット１とで形成される空間が真空引きされる。
【００６８】
〔効果〕
実施形態１の超電導ケーブル線路１０００は、ケーブル断熱管１２０と端末部２０１とを電気的に絶縁し、かつケーブル断熱管１２０の内管１２１と外管１２２とを電気的に絶縁することができ、断熱構造を有しながらケーブル断熱管１２０の接地形態を変えることができる。そのため、ケーブル断熱管１２０に磁場が印加される場合（例えば、ケーブルコア１１０が超電導シールド層を備えないとき）、ケーブル断熱管１２０と大地とを介した閉回路が形成されず、誘導電流として大地を介した非常に大きな循環電流は流れない。さらに、内管１２１と外管１２２においても閉回路が形成されず、誘導電流として内管１２１と外管１２２とで循環するループ電流も流れない。よって、ケーブル断熱管１２０に生じるジュール熱を低減でき、冷媒の冷却負荷を低減できる。ここでは、ケーブル断熱管１２０の一端側を断熱管絶縁ユニット１によって電気的に絶縁したが、ケーブル断熱管１２０の両端部を断熱管絶縁ユニット２によって電気的に絶縁することもできる。この場合、ケーブル断熱管１２０は、端末部２０１，２０２によって接地されないことになる。このとき、ケーブル断熱管に個別に接地線などの一点接地部を設けることで一点接地にすることができる。
【００６９】
断熱管絶縁ユニット１は、ケーブル側筒部１１および端末側筒部１２がそれぞれ二重構造の第一真空断熱部６１および第二真空断熱部６２の少なくとも一部を構成する部材であり、互いに径方向に重複部分を有する。そのため、ケーブル断熱管１２０と端末部２０１との間に断熱管絶縁ユニット１を組み込むだけで、容易に断熱構造を構築できる。
【００７０】
＜実施形態２＞
実施形態１では、ケーブル側筒部１１が二重構造の第一真空断熱部６１を構成する例を説明したが、ケーブル側筒部１１は一重の円筒状体であってもよい。この場合、第一真空断熱部６１はケーブル側筒部１１と別部材で構成され、ケーブル側筒部１１の周面と真空断熱部６１を構成する別部材の周面とが接合されることで断熱管絶縁ユニットの断熱構造を構築する。この場合、第一真空断熱部６１の真空引きは、断熱管絶縁ユニット１への取付現場で行う。また、他に、ケーブル側筒部１１が、ケーブル断熱管１２０に連結される側が開口し、反対側が閉じた二重構造の第一真空断熱部であってもよい。この場合、第一真空断熱部の真空部とケーブル断熱管の真空層とが連通する断熱構造を構築できるため、ケーブル断熱管の真空引きを行うことで、第一真空断熱部も真空断熱構造にできる。
【００７１】
＜実施形態３＞
実施形態１では、ケーブル側筒部１１が外管用導通部４２を有する例を説明したが、ケーブル側筒部１１が内管用導通部を有する形態であってもよい。この場合、ケーブル側筒部が絶縁部の内側にあり、端末側筒部が絶縁部の外側にあり、端子筒部が絶縁部を介してケーブル側筒部の外側にある。この端子筒部が外管用導通部を有する。そして、ケーブル側筒部と端末側筒部と端子筒部とは、絶縁部を介してそれぞれ電気的に絶縁されている。
【００７２】
上述した実施形態１〜３では、一つのケーブルコア１１０がケーブル断熱管１２０に収納された単心のケーブル構造を説明した。この他に、例えば、冷媒のリターン管をケーブルコアと並列してケーブル断熱管に収納することもできる。つまり、ケーブルコアおよびリターン管とケーブル断熱管との間の空間を往路とし、リターン管を復路として、冷媒を超電導ケーブルと供給機構との間で循環させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の断熱管絶縁ユニットは、ケーブル断熱管が長手方向に電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設される線路に好適に利用することができる。本発明の超電導ケーブル線路は、超電導ケーブルにおいてケーブル断熱管が長手方向に電磁誘導を受けるような磁場環境下に布設される送電線路に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  断熱管絶縁ユニット
１１  ケーブル側筒部    １２  端末側筒部
２１  端子筒部
３０  絶縁部
４１  内管用導通部    ４２  外管用導通部
５０  端末用導通部
６１  第一真空断熱部    ６２  第二真空断熱部
６３ａ，６３ｂ  真空部
７０  介在部材
８０  矯正部
１０００  超電導ケーブル線路
１００  超電導ケーブル
１１０  ケーブルコア
１１１  フォーマ    １１２  超電導導体層    １１３  電気絶縁層
１１４  常電導接地層    １１５  保護層
１２０  ケーブル断熱管
１２１  内管    １２２  外管    １２３  真空層
１２４  防食層    Ｃ  冷媒
２０１，２０２  端末部
２０３  冷媒槽    ２０４  真空槽    ２０５  真空部
２０６  接地線
【図１】
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【図２】
2016067167.tif 000004