(57)【要約】【課題】現地で組み立てた後でも、簡易な構成でベーキングすることができ、ベーキング及び真空引きの施工時間を大幅に短縮すること。【解決手段】ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブル２０と、極低温ケーブル２０の両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニット３０、４０と、を有する。断熱管２２は、導電性を有する内管２２１と導電性を有する外管２２２とを有し、内管２２１と外管２２２の間に真空層が形成される。断熱管２２の一端部には、内管２２１と外管２２２とを電気的に接続する第１導電部２４が設けられ、断熱管２２の他端部には、内管２２１に電気的に接続され、且つ、絶縁体７２を介して外管２２２の他端部と接続される第２導電部２６が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、
前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニットと、
を有し、
前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、前記内管と前記外管の間に真空層が形成されるものであり、
前記断熱管の一端部には、前記内管と前記外管とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、
前記断熱管の他端部には、前記内管に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記外管の他端部と接続される第２導電部が設けられている、
ことを特徴とする極低温ケーブルシステム。
【請求項２】
前記第１導電部は、前記複数の端末ユニットに絶縁されて固定されている、
ことを特徴とする請求項１記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項３】
前記外管の他端部及び前記第２導電部にそれぞれ接続される電極を介して前記断熱管に通電して前記断熱管を加熱する通電装置、
を有する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項４】
前記通電装置は、前記断熱管に通電する際の電流を調整する調整部を備える、
ことを特徴とする、
請求項３記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項５】
前記通電装置は、前記断熱管、前記第１導電部及び前記第２導電部と同じ材料で同形状で構成されるダミーケーブル装置を有し、
前記ダミーケーブル装置に通電した際の電流値と前記ダミーケーブル装置における断熱管の温度上昇値とに基づいて、前記極低温ケーブルに通電する、
ことを特徴とする、
請求項３または４記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項６】
前記通電装置は、前記極低温ケーブルの前記断熱管の温度が、前記ダミーケーブル装置の断熱管の温度と同じ温度になるよう、前記極低温ケーブル及び前記ダミーケーブル装置に通電する、
ことを特徴とする請求項５記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項７】
ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、
前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する端末ユニットと、
を有する極低温ケーブルシステムのベーキング方法であって、
前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、前記内管と前記外管の間に真空層が形成されるものであり、
前記断熱管の一端部には、前記内管と前記外管とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、
前記断熱管の他端部には、前記内管に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記外管の他端部と接続される第２導電部が設けられており、
前記断熱管の他端部で、前記外管と、前記第２導電部とに通電装置を接続して通電することで前記外管及び前記内管を加熱する、
極低温ケーブルシステムのベーキング方法。
【請求項８】
ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、
前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニットと、
を有し、
前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、
前記内管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、
前記外管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの真空槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの真空槽に接続され、
前記一方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽との間、前記内管と前記外管との間、及び、前記他方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽には、それぞれ真空層が形成されて連通するように設けられ、
前記一方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽と前記真空槽とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、
前記他方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記真空槽と接続される第２導電部が設けられている、
ことを特徴とする極低温ケーブルシステム。
【請求項９】
前記第１導電部は、前記一方の端末ユニットにおいて前記第１導電部より先端側と絶縁されて固定されている、
ことを特徴とする請求項８記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項１０】
前記他方の端末ユニットにおける前記真空槽及び前記第２導電部にそれぞれ接続される電極を介して前記真空槽、前記冷媒槽、及び前記断熱管に通電して加熱する通電装置、
を有する、
ことを特徴とする請求項８または９記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項１１】
前記通電装置は、前記断熱管に通電する際の電流を調整する調整部を備える、
ことを特徴とする、
請求項１０記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項１２】
前記通電装置は、前記断熱管、前記第１導電部、前記第２導電部、前記冷媒槽、及び前記真空槽と同じ材料で同形状で構成されるダミーケーブル装置を有し、
前記ダミーケーブル装置に通電した際の電流値と前記ダミーケーブル装置における断熱管の温度上昇値とに基づいて、前記極低温ケーブルに通電する、
ことを特徴とする、
請求項１０または１１記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項１３】
前記通電装置は、前記極低温ケーブルの前記断熱管の温度が、前記ダミーケーブル装置の断熱管の温度と同じ温度になるよう、前記極低温ケーブル及び前記ダミーケーブル装置に通電する、
ことを特徴とする請求項１２記載の極低温ケーブルシステム。
【請求項１４】
ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、
前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニットと、
を有する極低温ケーブルシステムのベーキング方法であって、
前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、
前記内管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、
前記外管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの真空槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの真空槽に接続され、
前記一方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽との間、前記内管と前記外管との間、及び、前記他方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽には、それぞれ真空層が形成されて連通するように設けられ、
前記一方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽と前記真空槽とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、
前記他方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記真空槽と接続される第２導電部が設けられており、
前記他方の端末ユニットにおいて前記外管と、前記第２導電部とに通電装置を接続して通電することで前記外管及び前記内管を加熱する、
ことを特徴とする極低温ケーブルシステムのベーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブル等の極低温ケーブルを有する極低温ケーブルシステム及び極低温ケーブルシステムのベーキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。
【０００３】
超電導ケーブルは、一心又は複数心のケーブルコアを有し、断熱管内に収容される構造を有する。ケーブルコアは、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する。断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒（例えば液体窒素）が充填される内管（以下「断熱内管」）と、断熱内管の外周を覆う外管（以下「断熱外管」）を有する。断熱内管と断熱外管の間は、断熱のために真空状態とされる。
【０００４】
超電導ケーブルを常電導機器に接続するためのケーブルシステムでは、超電導ケーブルの終端接続部において、低温部となる低温容器に超電導ケーブルの端末部を収容し、超電導ケーブルの導体（例えばフォーマ及び超電導導体層）を、導体引出部を介して常温部に引き出す。低温容器は、超電導ケーブルの端末部を収容し運転時に液体窒素等の冷媒が充填される冷媒槽と、冷媒槽を収容し運転時に真空状態とされる真空槽とからなる二重構造を有する。冷媒槽に断熱内管が接続され、真空槽に断熱外管が接続される。冷媒槽は、真空容器に吊設する等して真空槽内に設置される。
【０００５】
このような構造のケーブルシステムでは、超電導ケーブルを囲む断熱内管と断熱外管の間の真空状態及び終端接続部における真空槽の真空状態は、ケーブルシステムを現地で組み付けた後で、真空ポンプ等を用いた真空引きにより形成される。
【０００６】
このとき、断熱内管と断熱外管の間や、真空槽内において、真空断熱空間に残留する水分や、断熱内管、断熱外管或いは真空槽に吸着したガス等を除去するベーキングを行うことにより、真空度を向上させることができる。このベーキングは、真空引きと同時に行うことで、真空引きしながら水分等を除去できる。
【０００７】
例えば、特許文献１には、内管と外管との間に真空層が形成された断熱管を超電導ケーブルに用いた構成において、内管と外管をそれぞれ別々に通電して加熱し、発熱させることで、気体分子を除去するベーキング方法が開示されている。これにより、別途ヒーターやガス等の加熱手段を必要とせず、ベーキングを行う装置の構成の簡略化を図っている。
【０００８】
また、特許文献２では、超電導ケーブルの接続部を冷却する液体冷媒槽を断熱状態に保つ断熱構造が開示されている。この文献では、液体冷媒槽の外側には、現地で組付けられる独立断熱槽が配設されている。この独立断熱槽は、予め内部が真空引きされた複数の分割単位に分割されており、これにより、現地で真空引きのために行われるベーキングを省略している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４５２８４９５号公報
【特許文献２】特許第４９８６１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のケーブルシステムにおけるベーキングは、現地で、超電導ケーブルの両端末部に終端接続部を接続する等して超電導ケーブルシステムを組み立てて設置した後で、内管の内側や冷媒層の内側に液体窒素等の冷媒が充填される前に行われることが一般的である。
【００１１】
そして、超電導ケーブル自体（特に超電導層）にダメージを与えない温度に制約されることから、ベーキング自体に長い期間が必要となる。特に、真空引きだけでも１ヶ月といった長期間かかることが知られている。
【００１２】
したがって、超電導ケーブルなどの極低温ケーブルを用いたケーブルシステムを設置した後のベーキング及び真空引きの施工期間をより短縮したいという要望があった。
【００１３】
また、特許文献１の方法を用いてベーキングを行う場合、内管と外管のそれぞれの両端部に接続して通電するので、ベーキング対象が長尺になる場合、例えば、超電導ケーブルの両端末間の長さが１００ｍ、あるいは５００ｍ離れており、これに伴い内管、外管も同様の長尺の長さである場合、現地で組み立てた後にベーキングを行うことは現実的に困難である。
【００１４】
本発明の目的は、現地で組み立てた後でも、簡易な構成でベーキングすることができ、ベーキング及び真空引きの施工時間を大幅に短縮できる極低温ケーブルシステム及び極低温ケーブルシステムのベーキング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る極低温ケーブルシステムは、ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニットと、を有し、前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、前記内管と前記外管の間に真空層が形成されるものであり、前記断熱管の一端部には、前記内管と前記外管とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、前記断熱管の他端部には、前記内管に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記外管の他端部と接続される第２導電部が設けられている、構成を採る。
【００１６】
本発明に係る極低温ケーブルシステムのベーキング方法は、ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されて終端接続部を構成する端末ユニットと、を有する極低温ケーブルシステムのベーキング方法であって、前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、前記内管と前記外管の間に真空層が形成されるものであり、前記断熱管の一端部には、前記内管と前記外管とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、前記断熱管の他端部には、前記内管に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記外管の他端部と接続される第２導電部が設けられており、前記断熱管の他端部で、前記外管と、前記第２導電部とに通電装置を接続して通電することで、前記外管及び前記内管を加熱する、ようにした。
【００１７】
本発明に係る極低温ケーブルシステムは、ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニットと、を有し、前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、前記内管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、前記外管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの真空槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの真空槽に接続され、前記一方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽との間、前記内管と前記外管との間、及び、前記他方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽には、それぞれ真空層が形成されて連通するように設けられ、前記一方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽と前記真空槽とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、前記他方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記真空槽と接続される第２導電部が設けられている、構成を採る。
【００１８】
本発明に係る極低温ケーブルシステムのベーキング方法は、ケーブルコアの外周に二重管構造の断熱管を有する極低温ケーブルと、前記極低温ケーブルの両端末部のそれぞれが導入されてケーブル接続部を構成する複数の端末ユニットと、を有する極低温ケーブルシステムのベーキング方法であって、前記断熱管は、導電性を有する内管と導電性を有する外管とを有し、前記内管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの冷媒槽に接続され、前記外管は、一端部側が前記複数の端末ユニットの一方の端末ユニットの真空槽に接続され、他端部側が前記複数の端末ユニットの他方の端末ユニットの真空槽に接続され、前記一方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽との間、前記内管と前記外管との間、及び、前記他方の端末ユニットにおける前記冷媒槽と前記真空槽には、それぞれ真空層が形成されて連通するように設けられ、前記一方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽と前記真空槽とを電気的に接続する第１導電部が設けられ、前記他方の端末ユニットにおいて前記冷媒槽に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して前記真空槽と接続される第２導電部が設けられており、前記他方の端末ユニットにおいて前記外管と、前記第２導電部とに通電装置を接続して通電することで前記外管及び前記内管を加熱する、ようにした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、断熱管の一端部では内管と外管とが電気的に接続され、断熱管の他端部には内管に電気的に接続され、且つ、絶縁体を介して外管の他端部と接続される導電部が設けられているので、断熱管の他端部側から通電することで、内管と外管の双方を効率良く通電できる。現地で組み立てた後でも、簡易な構成でベーキングすることができ、ベーキング及び真空引きの施工時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る極低温ケーブルシステムの要部構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る極低温ケーブルシステムの断熱管の構成の概要を説明する断面図である。
【図３】ベーキング装置の要部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る極低温ケーブルシステムの要部構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る極低温ケーブルシステム１０の要部構成を示す模式図である。
【００２３】
図１に示すように、極低温ケーブルシステム１０は、極低温ケーブル２０、端末ユニット３０、４０、碍管５０、６０を有する極低温ケーブル装置と、通電装置であるベーキング装置８０とを有する。極低温ケーブル装置では、端末ユニット３０、４０に極低温ケーブル２０の端末部がそれぞれ所定の状態で収容され、碍管５０、６０内を挿通する導体引出部（図示省略）を介して極低温ケーブル２０の導体電流が電力機器等の実系統側に引き出される。また、この極低温ケーブルシステム１０では、極低温ケーブル装置を組み立てた後に、極低温ケーブル装置に接続されるベーキング装置８０が、主に極低温ケーブル装置の断熱管２２に対してベーキングを行う。
【００２４】
図２は、断熱管２２の構成を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、極低温ケーブル２０は、断熱管２２を有する一心の単心型の超電導ケーブルである。なお、極低温ケーブル２０は、三心一括型の三相超電導ケーブルであってもよい。また三相同軸型の超電導ケーブルであってもよい。
【００２６】
図２に示す極低温ケーブル２０は、例えば、中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、及びケーブルシールド層を有するケーブルコア２１、断熱管（二重管）２２並びに保護層２３等を有する。
【００２７】
図１では図示しないが、極低温ケーブル２０の両端末部においては、それぞれ段剥ぎ加工が施され、各端末部の先端側から順に各層が露出する。なお、超電導層の外周には、超電導導体層に電気的に接続される導体接続端子が配置されるようにしてもよい。また、ケーブルシールド層の外周には、ケーブルシールド層に電気的に接続されるシールド接続端子が配置されるようにしてもよい。これら導体接続端子とシールド接続端子の間に位置する電気絶縁層の外周には、例えば、ストレスコーン等の電界緩和層が配置される。
【００２８】
極低温ケーブル２０の端末部は、図１では図示しないが、端末ユニット３０、４０の内の冷媒槽に挿入され、この冷媒槽内で、フォーマ及び超電導導体層は、導体接続端子を介して、導体引出部に電気的に接続されている。
【００２９】
断熱管２２は、内側の断熱内管２２１と外側の断熱外管２２２とからなる二重管構造を有し、ケーブルコア２１の外周（具体的にはケーブルシールド層の外周）に配置され、断熱管２２の外周には保護層（防食層）２３が形成されている。断熱内管２２１及び断熱外管２２２は、ステンレスやアルミニウム等の導電性を有する筒状体をなしており、ここではそれぞれ内径が異なり、同心状に配置されたコルゲート管で構成されている。
【００３０】
断熱内管２２１は、ケーブルコア２１を収容し、運転時には冷媒（例えば、液体窒素ＬＮ２）が充填される。これにより、超電導導体層は、超電導状態に維持される。断熱内管２２１と断熱外管２２２の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。つまり、断熱内管２２１と断熱外管２２２の間には真空層が形成される。
【００３１】
断熱内管２２１内からケーブルコア２１の端末部が導出し、端末ユニット３０、４０に導入され、段剥ぎ加工された各部がそれぞれ対応する部位に接続される。
【００３２】
図１の実施の形態では、断熱外管２２２は、断熱内管２２１と略同様の長さを有する。
【００３３】
また、超電導ケーブル２０の両端末部のそれぞれが端末ユニット３０、４０に導入された状態において、断熱管２２は、端末ユニット３０、４０の後端部（図１では、端末ユニット３０に対しては右側、端末ユニット４０に対しては左側）に、第１導電部２４、第２導電部２６を介して固定されている。
【００３４】
第１導電部２４は、導電材料により構成され、極低温ケーブル２０の一端部側（図１では左側）で、断熱内管２２１の一端部と断熱外管２２２の一端部とに架設され、断熱内管２２１と断熱外管２２２とを電気的に接続して導通可能にしている。例えば、第１導電部２４は、円環板状に形成され、中央部には、極低温ケーブル２０が挿通される。第１導電部２４は端末ユニット３０の後端側に対しては絶縁体（図示しない）を介して縁切りされた状態で固定される。
【００３５】
第２導電部２６は、導電材料により構成され、極低温ケーブル２０の他端部側（図１では右側）で、断熱内管２２１の他端部に電気的に接続され、断熱外管２２２の他端部には、絶縁体７２を介して接合されている。第２導電部２６は端末ユニット４０の後端側に対しては絶縁体（図示しない）を介して縁切りされた状態で固定される方が望ましい。
【００３６】
ここでは第２導電部２６は、中央部の開口に極低温ケーブル２０が挿通する円環板状に形成され、断熱外管２２２の他端部との間に絶縁体７２を介して固定されている。絶縁体７２は、例えば、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等で構成された円環状部材であり、断熱外管２２２の他端部と第２導電部２６との間に固定されている。すなわち、第２導電部２６は、断熱管２２の他端部側において、断熱内管２２１の他端部側のみと導通可能であり、断熱外管２２２の他端部側とは絶縁体７２を介して接合されているため短絡しない。また、第２導電部２６は、外周側に露出させているため、外周側で露出する部位を介して、断熱外管２２２の内側にある断熱内管２２１に電気的に接続可能となっている。このような断熱管２２では、断熱外管２２２に取り付ける電極８１と、断熱内管２２１に電気的に接続される第２導電部２６に取り付ける電極８２により、断熱管２２は電極８１、８２を接続する回路を形成する。
【００３７】
端末ユニット３０、４０は、同形状、同機能を有し、導入される極低温ケーブル２０の端末部とともに終端接続部（ケーブル接続部）を構成する。端末ユニット３０、４０は、低温容器３１、４１と、低温容器３１、４１を外部機器から絶縁した状態で支持する絶縁脚部３２、４２とを有する。
【００３８】
低温容器３１、４１は、それぞれ内側の冷媒槽３１２、４１２と外側の真空槽３１４、４１４とからなる二重構造を有する。
【００３９】
冷媒槽３１２、４１２は、例えば中空円筒形状を有し、互いに向かい合う向きで配置された後端側から導入される極低温ケーブル２０の端末部を収容する。また、冷媒槽３１２、４１２の先端側には、それぞれ上方に向けて垂直に突出し、且つ、内部で冷媒槽３１２、４１２に連続する冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａが形成されている。
【００４０】
冷媒槽３１２、４１２は、それぞれ冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａとともに気密に封止されている。図示しないが、冷媒槽３１２、４１２の内部で、導体接続端子を介して極低温ケーブル２０の超電導導体層に接合された導体引出部は、封止された状態で、冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａ内を気密に貫通して、碍管５０、６０内に配置される。
【００４１】
冷媒槽３１２、４１２の後端部には、極低温ケーブル２０の断熱内管２２１が、第１導電部２４、第２導電部２６を介して接続される。冷媒槽３１２、４１２には、極低温ケーブル装置組み立て後の運転時に、冷媒循環装置（図示略）により冷媒が循環供給される。冷媒槽３１２、４１２に連通する断熱内管２２１の内部も冷媒で充填される。
【００４２】
真空槽３１４、４１４は、例えば中空円筒形状を有し、冷媒槽３１２、４１２を収容する真空槽本体部３１４ａ、４１４ａと、真空槽本体部３１４ａ、４１４ａから上方に向けて垂直に突設され、冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａを囲む真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂとを有する。
【００４３】
真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂは、それぞれ内部で真空槽３１４、４１４に連続しており、気密に封止されており、真空状態を確保可能に構成される。
【００４４】
真空槽３１４、４１４の内部に、冷媒槽３１２、４１２が図示しない支持部材を介して支持された状態で配置される。
【００４５】
真空槽３１４の後端部には、極低温ケーブル２０の断熱内管２２１と断熱外管２２２とを導通させる第１導電部２４を介して、極低温ケーブル２０が接続される。
【００４６】
また、真空槽４１４の後端部には、極低温ケーブル２０の断熱内管２２１に導通し、断熱外管２２２には絶縁体７２を介して接続される第２導電部２６を介して、極低温ケーブル２０が接続される。極低温ケーブル２０の両端末部近傍以外の大部分は保護層（防食層）２３が露出した状態で配置される。
【００４７】
真空槽３１４、４１４は、極低温ケーブル装置を組み立てた後、真空ポンプ（図示略）により真空引きされ、真空状態に保持される。
【００４８】
なお、第１導電部２４及び第２導電部２６が、断熱内管２２１と断熱外管２２２の間の空間を連通するように構成されていれば、真空槽３１４、４１４内を真空引きする際に、断熱内管２２１と断熱外管２２２の間の空間も真空引きできる。
【００４９】
碍管５０、６０は、ポリマー套管５１、６１及び遮蔽層金具（図示省略）を有する。ポリマー套管５１、６１は、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等で構成された絶縁筒の周囲を、電気絶縁性能に優れる材料、例えばシリコーンポリマー（シリコーンゴム）などの高分子材料からなるポリマー被覆体で覆うことで構成される。また、遮蔽金具は、図示しないが、ポリマー套管５１、６１それぞれの下端部に設けられており、碍管５０、６０を所定の箇所に固定するとともに、碍管５０、６０の電界緩和機能を有する。
【００５０】
碍管５０、６０は、真空槽３１４、４１４の真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂの上部に載置され、ここでは遮蔽金具を介して固定されている。碍管５０、６０は、内部を冷媒槽３１２、４１２に連通させた状態で、真空槽３１４、４１４の真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂに気密に固定される。なお、碍管５０、６０は、ポリマー套管５１、６１に限定されず、磁器碍管でもよい。
【００５１】
極低温ケーブル２０の他端部側において、断熱管２２の他端部には、断熱内管２２１の他端部に第２導電部２６を介して電気的に接続されるベーキング装置８０の電極８２と、断熱外管２２２の他端部に電気的に接続されるベーキング装置８０の電極８１が接続されている。
【００５２】
ここでは、電極８１は、断熱外管２２２の他端部の外面に取り付けられ、電極８２は、第２導電部２６の外面に取り付けられている。
【００５３】
ベーキング装置８０は、電極８１、８２を用いて、極低温ケーブルシステム１０の断熱管２２に通電し、断熱外管２２２及び断熱内管２２１を加熱する。
【００５４】
図３は、通電装置であるベーキング装置の要部構成を示すブロック図である。
【００５５】
ベーキング装置８０は、図１に示す極低温ケーブル装置を組み立てた後、断熱管２２に通電して断熱管２２を発熱させることでベーキングを行うものである。ここでは、ベーキング装置８０は、電源８３、マグネットスイッチ８４、温度制御器８５、第１電圧調整器８６、第１の電流トランス８７、第２電圧調整器８８、第２の電流トランス８９、ダミーケーブル装置９０を有する。
【００５６】
電源８３は、極低温ケーブル２０を通電するための供給電源であり、マグネットスイッチ８４を介して、第１電圧調整器８６、第２電圧調整器８８に供給させる。なお、第１電圧調整器８６、第２電圧調整器８８としては、摺動式電圧調整器、所謂スライドトランスを用いても良い。第１電圧調整器８６は、極低温ケーブル装置（断熱管２２）への通電のための出力電圧を変換するものであり、第２電圧調整器８８は、ダミーケーブル装置９０への出力電圧を変換するものであり、それぞれ、出力する電圧を零電圧出力から無限段階で連続調整できる調整部として機能する。これにより、第１電圧調整器８６は、極低温ケーブル装置に通電する電流値を調整する。第１電圧調整器８６は、電流トランス８７を介して極低温ケーブル２０の断熱管２２を通電加熱する。第２電圧調整器８８は、ダミーケーブル装置９０に通電する電流値を調整する。また、第２電圧調整器８８は、電流トランス８９を介してダミーケーブル装置９０の断熱管９１を通電加熱する。このように、電流トランス８７、８９を介した通電対象物は、対象物の自己発熱にて均質であれば、迅速に均一加熱される。
【００５７】
ダミーケーブル装置９０は、断熱管２２、第１導電部２４、第２導電部２６により構成される回路とそれぞれ同じ材料で同形状で構成される極低温ケーブル装置のダミーである。すなわち、断熱管９１は、断熱管２２と同様に、断熱内管９１１、断熱外管９１２の２重管構造となっている。そして、断熱管９１の一端部側（図３では左側）では、第１導電部２４と同じ構成の導電部９２により、断熱内管９１１及び断熱外管９１２の一端部同士間に架設され、双方を電気的に接続している。一方、断熱管９１の他端部側（図３では右側）では、第２導電部２６と同じ構成の導電部９３が、断熱内管９１１の他端部に電気的に接続されるとともに、断熱外管９１２の他端部には絶縁体７２と同じ構成の絶縁体９６を介して固定されている。そして、断熱外管９１２の他端部の外面には電極８１と同様の電極９４が接続され、断熱内管９１１の他端部には導電部９３を介して電極８２と同様の電極９５が接続されている。電極９４、９５は、電流トランス８９に接続されている。
【００５８】
このように、ベーキング装置８０では、第２電圧調整器８８が電圧調整を行うことによって、ダミーケーブル装置９０の断熱管９１に流す電流を変化させて、断熱管９１の温度上昇を、断熱管９１に設けた温度センサとしての熱電対を介して温度制御器８５で測定する。これにより、断熱管９１に流れる電流と温度との関係を把握することができる。
【００５９】
このようにベーキング装置８０は、第２電圧調整器８８で電圧を調整して、電流トランス８９に供給することで、電極９４、９５を介して、ダミーケーブル装置９０への通電中に、ダミーケーブル装置９０の断熱管９１での温度を測定する。この測定した温度に対応する電流で、電極８１、８２を介して極低温ケーブル装置の断熱管２２に通電する。ベーキング装置８０は、ダミーケーブル装置への通電電流値と、極低温ケーブル装置への通電電流値とが同一になるように制御する。
【００６０】
ここでは、ベーキング装置８０では、ダミーケーブル装置９０に通電し、その際に測定した温度と、断熱管２２の温度が同様の温度となるように、温度制御器８５が制御する。温度制御器８５は、マグネットスイッチ８４を作動して、第１電圧調整器８６、第２電圧調整器８８に同じ電力を供給し、第１電圧調整器８６、第２電圧調整器８８、電流トランス８７、８９を介して、極低温ケーブル装置とダミーケーブル装置９０とが同じ通電状態になるように制御する。
【００６１】
ベーキング装置８０は、ダミーケーブル装置９０を用いて測定した通電電流値と、温度との関係のテーブルを予め設定しておき、このテーブルに基づいて、極低温ケーブルシステム１０に通電するようにしてもよい。これにより、ダミーケーブル装置９０を現場に用意することなく、ベーキング装置８０をより簡潔な構成にできる。
【００６２】
この極低温ケーブルシステム１０によれば、先ず、極低温ケーブル２０及び終端接続部（ケーブル接続部）の設計に基づいて、極低温ケーブル装置に必要な部材を製造する。この極低温ケーブル装置を現地に搬入して、現地で極低温ケーブル装置を組み立てる。
【００６３】
次いで、液体窒素ＬＮ２を冷却槽３１２、４１２内及び断熱内管２２１内に注入する前に、極低温ケーブルシステム１０を組み立てて、ベーキング装置８０の電極８１、８２をそれぞれ断熱外管２２２、第２導電部２６に取り付けて、ベーキングと真空引きを行う。
【００６４】
ベーキングと真空引きは、真空槽３１４、４１４と冷媒槽３１２、４１２との間、断熱外管２２２と断熱内管２２１との間の空間、真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂと冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａとの間の空間に対して行う。
【００６５】
ベーキングは、断熱管２２（断熱外管２２２、断熱内管２２１）に通電し、真空引きは図示しない真空ポンプを用いて行う。
【００６６】
ここでは、ベーキング装置８０は、第１電圧調整器８６により電流制御を行って、電極８１、８２に接続された電流トランス８７を介して、極低温ケーブル２０の断熱管２２に通電加熱する。ここでは、極低温ケーブル２０の断熱管２２の加熱温度は、温度制御器８５によって制御され、通電電流を極低温ケーブル装置とダミーケーブル装置とが同一になるようにする。
【００６７】
電流トランス８７から電極８１を介して断熱外管２２２に通電すると、電流は、図１の電流方向（矢印方向）で示すように、極低温ケーブル２０の一端部側、つまり、断熱外管２２２の一端部側に向かって流れる。そして、電流は、断熱外管２２２の一端部側から第１導電部２４へ流れ、さらに第１導電部２４から断熱内管２２１の一端部側へ流れる。そして、電流は、断熱内管２２１の一端部側から他端部側へ流れて、電極８２を介して電流トランス８７に流れることによって、断熱外管２２２及び断熱内管２２１を発熱させる。断熱管２２に通電する際には、上述したように温度制御器８５によりダミーケーブル装置９０に通電した際に測定した断熱内管９１１、断熱外管９１２の温度に基づいて通電する。これにより、ベーキング装置８０は、極低温ケーブル２０の断熱管２２（断熱外管２２２、断熱内管２２１）に対して、断熱管２２（断熱外管２２２及び断熱内管２２１）が所定温度（例えば、６０［℃］〜７０［℃］）で発熱するように通電する。なお、このときの断熱管２２の発熱は、全長に亘って均一で発熱するように制御される。この通電によって、断熱管２２（断熱外管２２２及び断熱内管２２１）を乾燥させ、断熱外管２２２の内外、断熱内管２２１の内外の空間の水分等を除去（ベーキング）する。除去された水分は、端末ユニット３０、４０の一方において、断熱外管２２２と断熱内管２２１との間の空間と外部と連通させる排気管を設けておき、この排気管を介して、外部に放出させる。
【００６８】
このようなベーキングは、真空槽３１４、４１４と冷媒槽３１２、４１２の間の空間、真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂと冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａとの間の空間に対する真空引きと同時に行ってもよい。即ち、極低温ケーブル装置に対し、真空引きしながら水分等を除去するベーキングを行ってもよい。
【００６９】
また、ベーキング、真空引きにより、断熱管２２（断熱外管２２２及び断熱内管２２１）を乾燥させ、断熱外管２２２の内外、断熱内管２２１の内外空間の水分等を除去した後、内外空間の乾燥空気を乾燥ガスに置換してもよい。内外空間を乾燥ガスで置換して封止することで、内外空間への水分の侵入を防ぎ、水分が除去された状態を維持し易い。乾燥ガスとしては、乾燥した窒素やアルゴンなどの不活性ガス、特に窒素ガスが好適である。そして、内外空間の水分などを除去した後、内外空間を封止してもよい。
【００７０】
本実施の形態によれば、極低温ケーブルシステム１０における極低温ケーブル２０において、真空引きされる断熱管２２の断熱内管２２１と断熱外管２２２は、端末ユニット３０が接続される一端部側で導通し、端末ユニット４０が接続される他端部側では絶縁体７２を介して固定することで短絡しない構成となっている。
【００７１】
これにより、ベーキング装置８０は、断熱内管２２１と断熱外管２２２に、断熱内管２２１と断熱外管２２２の他端部側から電極８１、８２を介して接続して通電するだけで、断熱内管２２１と断熱外管２２２全体を通電して発熱させることができる。つまり、二重構造の断熱管２２を直列回路として、断熱内管２２１と断熱外管２２２を一度に通電でき、極低温ケーブル２０が長尺のケーブルであっても、真空層となる断熱内管２２１と断熱外管２２２との間の真空層を容易に効率良くベーキングできる。このように、現地で組み立てた後でも、簡易な構成でベーキングすることができ、ベーキング及び真空引きの施工時間を大幅に短縮できる。具体的には、従来１ヶ月程度かかっていたベーキング及び真空引きの施工時間を数日で完了することができる。
【００７２】
極低温ケーブル装置を組み立てた後で行うベーキングとともに、真空引きの対象となる空間に、加熱した窒素ガスを導入し、排気管から窒素ガスを排出することで、対象となる空間を乾燥させてもよい。つまり、真空槽３１４、４１４内、冷媒槽３１２、４１２内、真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂ内、冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａ内、及び、断熱内管２２１と断熱外管２２２との間に加熱した窒素ガスを充填することにより、ベーキングの施工期間の短縮化は勿論のこと、真空引き処理の施工期間の短縮化も図ることができる。
【００７３】
図４は、本発明の他の実施の形態に係る極低温ケーブルシステム１０Ａの要部構成を示す模式図である。なお、図１と同一の符号を付しているところは図１と同様の構成のため説明を省略する。
【００７４】
図４の実施の形態では、断熱管２２は、端末ユニット３０、４０の後端部（図４では、端末ユニット３０に対しては右側、端末ユニット４０に対しては左側）において、真空槽３１４、４１４と冷媒槽３１２、４１２にそれぞれ固定されている。
【００７５】
断熱内管２２１は、一端部側（図４では左側）が端末ユニット３０の冷媒槽３１２に接続され、他端部側（図４では右側）が端末ユニット４０の冷媒槽４１２に接続されている。断熱外管２２２は、一端部側（図４では左側）が端末ユニット３０の真空槽３１４に接続され、他端部側（図４では右側）が端末ユニット４０の真空槽４１４に接続されている。
【００７６】
図４の実施の形態では、第１導電部２５は、導電材料により構成され、端末ユニット３０において冷媒槽３１２と真空槽３１４とを導通させるように設けられる。例えば、真空筒状部３１４ｂに導電性のフランジを配置することで、冷媒槽３１２と真空槽３１４とを第１導電部２５を介して導通させることができる。例えば、第１導電部２５は、円環板状に形成され、中央部には、冷媒槽３１２が連通するよう開口されている。第１導電部２５は端末ユニット３０の先端側（碍管５０側）に対しては絶縁体（図示しない）を介して縁切りされた状態で固定される。
【００７７】
図４の実施の形態では、第２導電部２７は、導電材料により構成され、端末ユニット４０において冷媒槽４１２と電気的に接続され、真空槽４１４とは絶縁体７３を介して接合されている。
ここでは第２導電部２７は、中央部が冷媒槽４１２と連通するように開口した円環板状に形成され、真空槽４１４（ここでは真空筒状部４１４ｂ）との間に絶縁体７２を介して固定されている。絶縁体７２は、例えば、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等で構成された円環状部材であり、真空槽４１４と第２導電部２７との間に固定されている。すなわち、第２導電部２７は、端末ユニット４０において、冷媒槽４１２のみと導通可能であり、真空槽４１４とは絶縁体７３を介して接合されているため短絡しない。また、第２導電部２７は、外周側に露出させているため、外周側で露出する部位を介して、真空槽４１２に電気的に接続可能となっている。このような極低温ケーブルシステム１０Ａでは、真空槽４１４に取り付ける電極８１と、冷媒槽４１２に電気的に接続される第２導電部２７に取り付ける電極８２により、断熱管２２は電極８１、８２を接続する回路を形成する。
【００７８】
図４の実施の形態では、冷媒槽３１２と真空槽３１４との間、冷媒槽４１２と真空槽４１４との間、及び、断熱管２２の断熱内管２２１と断熱外管２２２との間には、それぞれ真空層が形成され、連通するように設けられている。図４の実施の形態によれば、極低温ケーブルシステム１０Ａにおいて、真空引きされる真空層は、冷媒槽４１２側で導通し、真空層４１４とは絶縁体７２を介して固定することで短絡しない構成となっている。
【００７９】
図４の実施の形態におけるベーキング装置８０Ａにおいて、図３におけるベーキング装置８０との違いは、ダミーケーブル装置９０が、断熱管９１だけでなく図４の実施の形態のように両側の端末ユニットを備える形態となり、導電部９２、９３、電極９４、９５、絶縁体９６がそれぞれ、図４における第１の導電部２５、第２の導電部２７、電極８１、８２、絶縁体７３に対応する位置に配置される。
【００８０】
すなわち、ベーキング装置８０Ａは、断熱管２２、第１導電部２５、第２導電部２７、冷媒槽３１２、４１２、及び真空槽３１４、４１４と同じ材料で同形状で構成されるダミーケーブル装置を備える。
図４の実施の形態におけるベーキング装置８０Ａの構成は、上記に記載した構成以外は、図３におけるベーキング装置８０と同様のため、説明を省略する。
【００８１】
これにより、ベーキング装置８０は、端末ユニット４０側から電極８１、８２を介して接続して通電するだけで、断熱内管２２１と断熱外管２２２を一度に通電して発熱させるだけでなく、冷媒槽３１２、４１２と真空層３１４、４１４を含めて、極低温ケーブル２０の端末全体を通電して発熱させることができる。つまり、図１の実施の形態の効果とともに、端末全体の真空層を容易に効率良くベーキングできる。このように、現地で組み立てた後でも、簡易な構成で端末全体をベーキングすることができ、ベーキング及び真空引きの施工時間を大幅に短縮できる。
【００８２】
なお、各実施の形態において、極低温ケーブル装置を組み立てた後で行うベーキングとともに、真空引きの対象となる空間に、加熱した窒素ガスを導入し、排気管から窒素ガスを排出することで、対象となる空間を乾燥させてもよい。つまり、真空槽３１４、４１４内、冷媒槽３１２、４１２内、真空筒状部３１４ｂ、４１４ｂ内、冷媒筒状部３１２ａ、４１２ａ内、及び、断熱内管２２１と断熱外管２２２との間に加熱した窒素ガスを充填することにより、ベーキングの施工期間の短縮化は勿論のこと、真空引き処理の施工期間の短縮化も図ることができる。
【００８３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【符号の説明】
【００８５】
１０  極低温ケーブルシステム
２０  極低温ケーブル
２１  ケーブルコア
２２、９１  断熱管
２４、２５  第１導電部
２６、２７  第２導電部
３０、４０  端末ユニット
５０  碍管
７２、９６  絶縁体
８０  ベーキング装置（通電装置）
８１、８２、９４、９５  電極
８３  電源
８４  マグネットスイッチ
８５  温度制御器
８６  第１電圧調整器（調整部）
８７、８９  電流トランス
８８  第２電圧調整器（調整部）
９０  ダミーケーブル装置
９２、９３  導電部
２２１、９１１  断熱内管
２２２、９１２  断熱外管
３１２、４１２  冷媒槽
３１４、４１４  真空槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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