TWI385675B

TWI385675B - 超導電纜

Info

Publication number: TWI385675B
Application number: TW095112819A
Authority: TW
Inventors: Masayuki Hirose
Original assignee: Sumitomo Electric Industries
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2013-02-11

Description

超導電纜

本發明係關於一種超導電纜。尤其是，關於可吸收因構成超導電纜之常導電層之冷卻而引起的收縮的超導電纜。

作為超導電纜，提出有第4圖所記載之超導電纜。此超導電纜100係將3根電纜芯10收容於隔熱管20內的構成(例如，專利文獻1)。

電纜芯10係從其中心起依序具有：型芯11、超導電導體層12、絕緣層15、超導電屏蔽層16、及保護層18。通常，型芯11係由絞合線或管材所構成。導體層12係構成為將超導電線材多層地呈螺旋狀捲繞於型芯11上。而具代表性之超導電線材，係使用係將氧化物超導電材料所構成的複數根纖絲配設於銀包層等之母體中的帶狀者。在交流電纜之情況，為了抑制越是位於導體層12外周側之超導電線材，其電流密度越是增大之偏流，減低交流損失，亦進行改變各層之超導電線材之捲繞間距的作業。絕緣層15係捲繞絕緣紙所構成。屏蔽層16係於絕緣層15上呈螺旋狀捲繞與導體層12相同的超導電線材所構成。保護層18係使用絕緣紙等。

另外，隔熱管20係將隔熱材(未圖示)配置於由內管21及外管22所構成之二重管之間，且將二重管內抽成真空的構成。在隔熱管20之外側形成有防腐蝕層23。然後，在形成於型芯11(中空的情況)內或內管21與電纜芯10之間的空間，充填並循環液氮等的冷媒，在使冷媒含浸於絕緣層15的狀態下作成使用狀態。

另一方面，在上述般之超導電纜中，為了防止在短路事故等時，事故電流流動於超導電線材上，因過度之溫度上昇而損傷同線材的情況，需要確保事故電流之分流路。因此提出將常導電材料組合於超導電纜之構成材料的方案。例如，在專利文獻2中，揭示有在由超導電線材構成之導體層外側形成成為事故電流之分流路的常導電的金屬層。另外，在專利文獻3中，揭示有將由常導電材料構成之絕緣被覆線材之絞合線構造用於芯材(型芯)之構成材料，而作為事故電流之分流路的方案。

[專利文獻1]日本特開2001－202837號公報(第1圖)[專利文獻2]日本特開2000－67663號公報[專利文獻3]日本特開2001－325838號公報

但是，在上述般之超導電纜中，在運轉時，藉由冷媒而冷卻為極低溫，使得電纜之構成材料收縮。因此需求一種能吸收此收縮量之構造。但是，在超導電纜之構成材料中，尤其是針對由常導電材料所構成的構件，並未提出可用以吸收此收縮量的適宜構造。

在具有3芯之電纜芯之構成中，可尋求一種藉由使此等電纜芯之絞合具有鬆弛，以吸收電纜構成材料之收縮量的對策。但是，在此情況時，需要將電纜之外徑增大電纜芯所具之鬆弛量之大小。另一方面，在單芯之超導電纜中，則無法採用如3芯電纜般之對策。因此，當無法充分吸收隨冷卻帶來之超導電線材及常導電線材之收縮時，應力將會作用於此等兩線材。此時，有招致超導電線材之劣化、或隨電纜之收縮，在電纜之彎曲部，有側壓施加於隔熱管，而使得隔熱性能降低的情況。

本發明係鑒於上述事情而提出並完成者，其主要目的在於，提供一種可以簡單之構成來極力吸收超導電纜之構成材料中隨冷卻帶來之常導電層的收縮量的超導電纜。

本發明之另一目的在於，提供一種可以簡單之構成來極力吸收超導電纜之構成材料中隨冷卻帶來之常導電層的收縮量，更可極力吸收超導電層之收縮量的超導電纜。

本發明之又一目的在於，提供一種可以簡單之構成來極力吸收隨冷卻帶來之常導電層的收縮量，且更可減低常導電材料之使用量的超導電纜。

本發明之超導電纜，係具有超導電層，及配置於此超導電層內側及外側之至少一者的常導電層之超導電纜，其特徵為：構造上在此常導電層內側具有應力緩和層，藉由此應力緩和層，以吸收伴隨冷媒之冷卻而朝常導電層的徑向之收縮量。

利用在常導電層內側設置應力緩和層，在常導電層因冷卻而收縮時，可藉由應力緩和層來吸收相當於隨此收縮而帶來之常導電層的縮徑量(藉由冷卻而使常導電層之直徑減小的量)之量的至少一部分。藉此，可減小產生於常導電層之張力。另外，利用將常導電層加以縮徑，則對超導電層亦產生縮徑作用，尤其是，可減輕伴隨以短間距所捲繞之超導電線材之冷卻時的收縮所產生的應力。

以下，詳細地說明本發明之超導電纜之構成。

本發明之超導電纜，其具代表性者為由電纜芯、及收容有電纜芯之隔熱管所構成。其中，電纜芯係以具應力緩和層、常導電層、超導電導體層、及絕緣層者作為基本構成。通常，更於電纜芯設置由電纜構成構件所構成之型芯。此情況時，例如，於型芯上形成應力緩和層及常導電導體層。

應力緩和層係用以吸收常導電層之熱收縮量的層。常導電層係在電纜之構成材料中由常導電材料所構成的層，其代表構成為相當於為了在短路時等的事故電流的分流而由常導電材料所形成的分流路。更具體而言，可舉出由常導電材料來構成型芯的一部分。

型芯係為了將超導電導體層保持為指定形狀而配置於超導電導體層之內側者。在本發明之電纜中，以在此型芯上形成常導電層及應力緩和層為適宜。例如，從內側起依序形成應力緩和層、常導電導體層，由應力緩和層來吸收常導電導體層的縮徑量。

常導電層例如係由常導電線材所構成。更為具體而言，常導電線材可使用銅線或鋁線。銅線或鋁線之導電率高，所以適宜作為過電流的分流路，且因其為非磁性，故而從降低交流損失之觀點亦佳。常導電線材之剖面形狀並無特別的限定，可為圓線、亦可為帶狀線材。在構成型芯之一部分之常導電導體層的情況，通常因為捲繞直徑小，所以圓線較為容易捲繞。但是，在藉由圓線來構成常導電導體層的情況，為了將其外周面加以平滑化，最好在常導電導體層上設置帶狀捲繞層，或使用僅外周面附近之直徑小的常導電線材等。

此常導電層係以構成為絞合線構造者為佳。例如，由在下述之應力緩和層外側呈螺旋狀地捲繞常導電線材來構成。利用呈螺旋狀地捲繞常導電線材，常導電線材本身在冷卻時可容易縮徑。另外，此絞合線構造亦可將複數根芯線絞合而構成扇形導體，亦可將複數根此扇形導體加以集中來構成。

構成常導電層之常導電線材，係以作芯線絕緣為較佳。利用呈螺旋狀地捲繞已作芯線絕緣之常導電線材，將常導電線材之間的渦電流線路加以切斷，可進一步減小損失。

另一方面，應力緩和層係可作成在藉由冷媒而將電纜冷卻為極低溫時，具有可吸收此常導電層之縮徑量之至少一部分的收縮量者。應力緩和層係可作成具有可獲得此指定收縮量的材質及厚度。

此應力緩和層之構成材料，可適宜利用牛皮紙、塑膠帶及牛皮紙與塑膠帶的複合帶的至少一種。塑膠帶可適宜利用聚烯、尤其是聚丙烯。通常，牛皮紙係廉價且冷卻產生的收縮量少，故而可期待纖維素纖維之緩衝效果。塑膠帶會因冷卻產生的收縮量大。牛皮紙與聚丙烯的複合帶雖高價，但若使用聚丙烯之厚度大者的話，即可確保大的收縮量，且亦可期待構成牛皮紙之纖維素纖維之緩衝效果。藉由以此等材料來構成應力緩和層，即使在常導電線材之縮徑量大的情況，仍可形成不會將過度之張力施於常導電線材的應力緩和層。除此之外，在牛皮紙中，皺紋牛皮紙或調濕牛皮紙可確保大的收縮量。另外，可藉由單獨利用或組合此等材料，來構成具有可吸收常導電層之縮徑量之至少一部分的厚度的應力緩和層。

亦可在應力緩和層之內側配置芯材。此芯材可容易形成應力緩和層，同時可藉由芯材之直徑來調整應力緩和層之厚度，以調整常導電層之收縮量的吸收量。芯材之形態可為中空亦可為實心。作為中空芯材之具體例，可舉出管材或成型為螺旋狀之帶狀體。管材係以考量到彎曲性而作成為波紋管者為較佳。作為實心芯材之具體例，可舉出絞合線構造。

超導電導體層係由超導電線材構成的導體部分。例如，利用將超導電線材呈螺旋狀地多層捲繞於型芯外側而形成導體層。作為超導電線材之具體例，可舉出將Bi2223系氧化物超導電材料所構成之複數根纖絲配設於銀包層等之母體中的帶狀者。超導電線材之捲繞可為單層亦可為多層。通常，為了抑制導體層之偏流而減低交流損失，可於各層或各複數層改變超導電線材之捲繞方向或捲繞間距。另外，在作成多層之情況，亦可設置層間絕緣層。層間絕緣層係可舉出設有將牛皮紙等之絕緣紙或PPLP(住友電氣工業股份有限公司製，登錄商標)等之複合紙加以捲繞而構成者。

絕緣層係由具有響應導體層之電壓的絕緣耐力的絕緣材料所構成。例如，可適宜利用牛皮紙、塑膠帶、及牛皮紙與塑膠帶之複合帶之至少一種。

在以上之各材料中，僅由牛皮紙來構成絕緣層之構造的成本最低。若將複合帶與牛皮紙加以複合而使用的話，與僅由複合帶構成絕緣層的情況比較，可減低高價之複合帶的使用量，可降低電纜成本。

另一方面，將複合帶用於絕緣層之情況，在電氣特性上較佳。複合帶係以將牛皮紙與聚丙烯薄膜加以疊層者為較佳。

亦可於此絕緣層外側設置超導電屏蔽層。超導電屏蔽層係藉由感應與超導電導體層大致相同大小且反方向之電流而與由超導電導體層所產生之磁場相抵消，以防止磁場被洩漏至外部。此超導電屏蔽層亦螺旋狀地捲繞與超導電導體層相同之超導電線材所構成。通常，與超導電導體層相同，為了抑制偏流，可於各層或指定之各複數層改變構成超導電屏蔽層之超導電線材之捲繞方向或捲繞間距。

另一方面，常導電屏蔽層係由例如接近於超導電屏蔽層而配置之常導電材料所構成的屏蔽層。在平常之電纜運用時，如上述，於超導電屏蔽層上感應與超導電導體層大致相同大小且反方向之電流。相對於此，在因短路事故等而使過電流流動於超導電導體層，並響應於此而於超導電屏蔽層亦流動過電流的情況，常導電屏蔽層係藉由作為其分流路的功能，用以抑制因過度之溫度上昇而造成的超導電屏蔽層之損傷。

此常導電屏蔽層係由與常導電導體層相同之常導電線材所構成，且以螺旋狀捲繞之構成為較佳。尤其是，常導電屏蔽層係以帶狀常導電線材來構成為較佳。常導電屏蔽層之捲繞外徑比常導電導體層大，所以，在帶狀線材中亦容易捲繞，且可更薄地形成所需剖面積之常導電屏蔽層。另外，帶狀線材相比於圓線，各線材間之間距非常小，可提高常導電層之剖面所佔之常導電線材之比例(面積佔有率)。

此常導電屏蔽層之縮徑量，如上述，亦以構成為可由形成於型芯上之應力緩和層來吸收為較佳。即，當型芯縮徑時，則絕緣層變得容易縮徑，而有助於常導電屏蔽層之收縮。除此之外，亦可將絕緣體本身利用作為用以吸收常導電屏蔽層之縮徑量的應力緩和層。若將絕緣體本身利用作為應力緩和層的話，則有助於電纜芯的小徑化。

又，以在電纜芯之最外周設置保護層為較佳。此保護層具有用以機械性地保護外部導體層，同時與隔熱管有絕緣的功能。保護層之材質可利用牛皮紙等的絕緣紙或塑膠帶。

另一方面，隔熱管只要可維持冷媒之隔熱的構造的話，可為任何一種的構造。例如，可舉出在由外管及內管所構成之二重構造的二重管之間配置隔熱材，且將內管及外管之間抽成真空的構成。通常，在內管及外管之間配置有將金屬箔與塑膠網狀物疊層之超絕緣材料。在內管內至少收容有導體層，並充填有冷卻導體層之液氮等的冷媒。

此冷媒係可將超導電線材維持於超導電狀態者。目前，可以認為將液氮用於冷媒最為實用。除此之外，亦可考慮利用液氦、液氫等。尤其是在液氮的情況，其為不使聚丙烯膨潤之液體絕緣，即使在由使用聚丙烯之複合帶來構成絕緣層的情況，仍可構成直流耐電壓特性、Imp.耐壓特性超優異之超導電纜。

除此之外，在上述之本發明之電纜中，以單獨或複合地設置以下的構成為佳。

(1)使常導電線材之捲繞間距為捲繞直徑的4~6倍。

捲繞直徑係指捲繞有常導電線材備件的直徑、即由常導電線材所構成之層的內徑。利用如上述般來限定捲繞間距相對於捲繞直徑的比率，可作成可減小因冷卻而使得常導電線材收縮時的縮徑量的短間距，且可作成可抑制常導電線材之使用量的捲繞間距。

若常導電線材之捲繞間距減小的話，因冷卻而使得常導電線材收縮時的縮徑量、即可由應力緩和層吸收之量亦減小，所以，可容易形成應力緩和層。但是，當捲繞間距減小時，常導電線材之使用增加，連帶使成本亦增加，因此選擇能極力抑制常導電線材之使用量之增加的捲繞間距變得很重要。在此，利用如上述般來限定捲繞間距相對於捲繞直徑的比率，可以可減小因冷卻而使得常導電線材收縮時的縮徑量的短間距，且較可抑制常導電線材之使用量的間距，來構成超導電纜。

如此之常導電線材之較佳的捲繞間距，可藉由如下之試算或實測來求得。首先，調查構成常導電層之常導電線材的捲繞間距與捲繞直徑的比率「(間距/直徑)比」及常導電線材之冷卻時的縮徑量的關係。其次，調查「(間距/直徑)比」與常導電線材之使用量的關係。然後，選擇可使常導電線材之縮徑量為規定值以下，且可使常導電線材之使用量為規定值以下的常導電線材的捲繞間距與捲繞直徑。

又，在由多層地捲繞之常導電線材構成常導電層(常導電導體層或常導電屏蔽層)的情況，以可在各層或指定之各複數層改變常導電線材之捲繞方向或捲繞間距為較佳。藉此，可抑制常導電層之偏流。即使在如此般改變常導電線材之捲繞間距的情況，從縮徑量及線材使用量之觀點考慮仍以在捲繞直徑的4~6倍的範圍內來改變常導電線材之捲繞間距為較佳。

(2)形成半導體層例如，亦可在絕緣層之內外周之至少一者、即超導電導體層與絕緣層之間、絕緣層與超導電屏蔽層之間形成半導體層。利用形成前者之內部半導體層、後者之外部半導體層，可有效穩定電氣性能。半導體層可藉由捲繞碳紙等來構成。

(3)使用藉由加壓鍛燒法所製造之Bi系氧化物超導電線材。

在呈螺旋狀地捲繞超導電線材而構成超導電層(超導電導體層或超導電屏蔽層)的情況，通常，從抑制偏流之觀點考慮，將各種不同間距加以組合而捲繞超導電線材。另一方面，若超導電線材之捲繞直徑相同的話，捲繞間距越長則縮徑量越大。因此，根據應力緩和層之吸收量，需要對於捲繞間距大之超導電線材允許作用伴隨收縮之應力。在此情況時，若超導電線材為抗張力性優良之線材的話，可構成充分實用之超導電纜。作為可獲得此抗張力性優良之超導電線材的手段之其一，可舉出藉由加壓鍛燒法製造超導電線材的方法。

加壓鍛燒法係在製造超導電線材之Power in tube法中，在二次燒結超導電線材之元線材時進行氣體之加壓而將外壓等向性地施加於線材上的方法。藉由此加壓可抑制線材之纖絲密度的降低，可獲得高拉伸強度之超導電線材。在本發明電纜之情況，雖藉由應力緩和層來吸收常導電層之縮徑量，以緩和應力對超導電線材之作用，但即便如此仍考慮使應力、尤其是拉伸應力作用於超導電線材。因此，若為抗張力性優良之超導電線材的話，可允許張力作用於超導電線材，可有效地抑制超導電線材的劣化。

尤其是，在由捲繞間距互異之超導電線材來構成超導電層的情況，以將藉由加壓鍛燒法所製造之超導電線材應用於捲繞間距大之超導電線材為較佳。因為捲繞間距大之超導電線材比捲繞間距小之超導電線材的縮徑量大，所以，當無法很好地吸收此縮徑量時，則張力將作用於超導電線材上。因此，若將藉由加壓鍛燒法所獲得之超導電線材應用於容易作用張力之超導電線材的話，可有效地抑制超導電線材的劣化。

作為藉由加壓鍛燒法之加壓時的氣體，以惰性氣體與氧氣的混合氣體為較佳，加壓壓力為15~30MPa為較佳。有關此加壓鍛燒法，例如，揭示於「鉍系超導電線材之開發」山崎浩平等「SEI技術瞭望」第164號36－41頁2004年3月中。

(4)於超導電線材上設置用以補強其拉伸強度之補強層。

如前述，超導電線材之拉伸強度最好越高，而可允許應力作用於超導電線材，但是利用在超導電線材上設置補強層，亦可構成抗張力性的超導電線材。此補強層例如可舉出於超導電線材上貼合不鏽鋼帶，或於超導電線材上施以清漆等的樹脂塗層。

(5)設置壓捲層、緩衝層亦可於超導電層(超導電導體層或超導電屏蔽層)外側形成壓捲層。利用於超導電層外側形成壓捲層，可期待對超導電層施以朝內側收緊的作用。藉由此收緊的作用，可圓滑地帶動超導電層之縮徑。壓捲層之材質係可對超導電層產生指定收緊力者，例如，可適宜地利用金屬帶、尤其是銅帶等。

在使用此壓捲層之情況，以在壓捲層與超導電層之間介入緩衝層為較佳。在將金屬帶用於壓捲層之情況，通常，超導電線材亦使用銀等之金屬，所以，壓捲層與超導電層形成金屬彼此的接觸，而有損傷超導電線材之可能性。因此，若在兩層之間介入緩衝層的話，可避免此等金屬彼此之直接接觸，可防止超導電線材之損傷。緩衝層之具體材質，可適宜利用絕緣紙或碳紙。

根據本發明之超導電纜，可獲得如下之效果。

(1)利用在常導電層內側設置應力緩和層，在常導電線材因冷卻而收縮時，可藉由應力緩和層來吸收相當於隨此收縮而帶來之常導電層的縮徑量的至少一部分。藉此，尤其是對以短間距捲繞之超導電線材作用之應力亦可被緩和或解消。

(2)藉由應力緩和層來吸收相當於常導電層之縮徑量的至少一部分，可減小作用於電纜芯之張力，可減小施加於電纜終端的應力。伴隨此，可簡單進行電纜終端的設計。又，藉由減低作用於電纜芯之張力，亦可抑制因電纜彎曲部之側壓而引起的隔熱層之隔熱性能的降低。

(3)利用於電纜芯本身設置可吸收熱收縮的機構，多芯超導電纜自然不用說，即使在習知被認為是難以設置吸收機構之單芯超導電纜中，亦可吸收常導電線材及超導電線材之收縮量的至少一部分。在3芯電纜等之多芯電纜的情況，可減小更為合而為一之鬆弛，可減小電纜之外徑。

(4)藉由使常導電線材之捲繞間距作成捲繞直徑的4~6倍，可作成以簡單構成來吸收冷卻時之常導電線材的縮徑量，且亦可作成極力減低常導電線材之使用量的超導電纜。

以下，說明本發明之實施形態。

(第1實施例)

[整體構造]

如第1圖所示，本發明之交流超導電纜100，係由1芯之電纜芯10、及收容此電纜芯10之隔熱管20所構成。

[電纜芯]

此電纜芯10從中心依序具有型芯11、超導電導體層12、緩衝層13、壓捲層14、絕緣層15、超導電屏蔽層16、常導電屏蔽層17、及保護層18。

<型芯>

型芯11係形成由超導電線材構成之超導電導體層12用之作為芯的構件，其從中心起依序具有芯材11A、應力緩和層11B、及常導電導體層11C。在此，芯材11A係使用螺旋型鋼帶，並於此芯材11A上捲繞絕緣帶而作為應力緩和層11B，再於應力緩和層11B上捲繞常導電線材而作為常導電導體層11C。

芯材11A係形成應力緩和層11B用之作為芯的構件，且為螺旋狀地捲繞寬度6mm×厚度0.8mm之SUS316鋼帶的構成。

應力緩和層11B係選擇可吸收常導電導體層11C進行熱收縮時之縮徑量的材質及厚度。更為具體而言，絕緣帶係使用將牛皮紙及聚丙烯薄膜加以層疊之住友電氣工業股份有限公司製複合帶PPLP(登錄商標)。聚丙烯薄膜之厚度相對於此PPLP之複合帶整體之厚度的比率為60%。

另外，常導電導體層11C係為了抑制短路事故等時過大事故電流流動於超導電導體層12而損傷超導電導體層12，而作為事故電流之分流路者。在此，是將被覆聚氟乙烯之銅線呈螺旋狀地捲繞於應力緩和層11B上而構成。此常導電導體層11C係由2層所構成，內周側之銅線為直徑1.5mm，外周側之銅線為直徑1.1mm。常導電導體層11C之各層的捲繞方向，係從內側起依序為S－Z。

<超導電導體層>

超導電導體層12係使用厚度0.24mm、寬度3.8mm之Bi2223系Ag－Mn包層帶狀線材。此帶狀線材係由加壓鍛燒法所製造。將此帶狀線材多層地捲繞於型芯11(常導電導體層11C)上用以構成超導電導體層12。在此，捲繞4層超導電線材。各層之捲繞方向係從內側起依序為S－S－Z－Z。

<緩衝層及壓捲層>

於超導電導體層12上形成緩衝層13，再於其上形成壓捲層14。緩衝層13係利用捲繞數層之牛皮紙於超導電導體層12上所構成，壓捲層14係利用捲繞銅帶而構成。緩衝層13係用以避免超導電導體層12與壓捲層14引起之金屬彼此的接觸，壓捲層14係介由緩衝層13而朝內側壓緊超導電導體層12，以圓滑帶動冷卻時之超導電導體層12的縮徑、進一步帶動常導電導體層11C之縮徑。

<絕緣層>

在壓捲層14上形成有絕緣層15。此絕緣層15具有對流動於導體層12之電流的電氣絕緣的功能。在此，由PPLP構成絕緣層15。另外，此絕緣層15具有作為用以吸收後述之常導電屏蔽層17的冷卻帶來之縮徑量的外部應力緩和層的功能。利用將絕緣層15本身作為外部應力緩和層，無需個別地形成外部應力緩和層，而可抑制電纜芯之外徑的增大。

另外，雖未圖示，在此絕緣層15之內周側形成內部半導體層，而於外周側形成外部半導體層。任一之半導體層均由碳紙之捲繞所形成。

<超導電屏蔽層>

在絕緣層15之外側設置超導電屏蔽層16。此超導電屏蔽層16係在電纜運用時，利用感應與超導電導體層12大致相同大小且反方向之電流，而與由超導電導體層12所產生之磁場相抵消，以防止磁場被洩漏至外部。在此，由與超導電導體層12相同之超導電線材所構成。更為具體而言，其構成為2層，且各層之捲繞方向為S－S。

<常導電屏蔽層>

接著，在超導電屏蔽層16上形成常導電屏蔽層17。此常導電屏蔽層17係為了抑制短路事故等時過大事故電流感應於超導電屏蔽層16而損傷超導電屏蔽層16，而作為事故電流之分流路者。在此，是將被覆聚氟乙烯之銅線呈螺旋狀地捲繞於超導電屏蔽層16上而構成。此常導電屏蔽層17係由2層所構成，並使用帶狀銅線。常導電屏蔽層17之各層的捲繞方向，係從內側起依序為S－Z。

<保護層>

在此常導電屏蔽層17之外側設置由絕緣材料所構成的保護層18。在此，藉由牛皮紙之捲繞來構成保護層18。藉由此保護層18來機械性地保護常導電屏蔽層17，同時取得與隔熱管(內管21)之絕緣，可防止流向隔熱管20之感應電流之分流。

[隔熱管]

隔熱管20係由具備內管21及外管22的二重管所構成，且於內外管21、22之間構成真空隔熱層。在真空隔熱層內配置有積層塑膠網狀物及金飾箔所成之所謂超級絕緣材。形成在內管21之內側及芯10之間的空間，成為冷媒之流路。另外，亦可依需要而於隔熱管20之外周，由聚氯乙烯等形成防腐蝕層23。

(試算例)

其次，在製作上述超導電纜時，以一面目標在於同線材之短間距化而可減小常導電線材之縮徑量，一面可減少常導電線材之使用量的方式，來進行以下之試算。

首先，調查構成常導電層之常導電線材的捲繞間距與捲繞直徑的比率「(間距/直徑)比」及常導電線材之縮徑量的關係。在此，捲繞直徑係20mm Φ、30mm Φ、40mm Φ的3種，並使用各材料之線膨脹係數，來試算各情況之「(間距/直徑)比」與藉由運轉時之冷卻而讓常導電線材收縮0.3%之情況的縮徑量。並將此結果顯示於第2圖之曲線圖中。

如此曲線圖所示，可知若「(間距/直徑)比」相同的話，捲繞直徑越大則縮徑量越小。另外，可知若為相同捲繞直徑的話，「(間距/直徑)比」小者，其縮徑量亦小。從此結果可知，選擇短間距之構成，其應吸收之縮徑量可較小。

其次，調查「(間距/直徑)比」與常導電線材之使用量的關係。在此，在使常導電線材沿著捲繞對象之長度方向的情況，即、將順隨之情況下的常導電線材之使用量設為1.0，而在改變「(間距/直徑)比」的情況，由相對值顯示常導電線材之使用量是如何變化。並將此結果顯示於第3圖之曲線圖中。

如此曲線圖所示，可知「(間距/直徑)比」在6.0左右時，常導電線材之使用量不會極端地增多，但從同比未滿4.0起，其常導電線材之使用量急遽增大。

從以上2個試算結果可知，若欲作成可容易吸收冷卻時之常導電線材之收縮量的程度，且常導電線材之使用量亦少的話，以「(間距/直徑)比」為4.0~6.0程度為較佳。

(產業上之可利用性)

本發明之超導電纜，可用作為電力輸送手段。尤其是可適合於作為單芯之交流電力輸送手段。

100．．．超導電纜

10．．．電纜芯

11．．．型芯

11A．．．芯材

11B．．．應力緩和層

11C．．．常導電導體層

12．．．超導電導體層

13．．．緩衝層

14．．．壓捲層

15．．．絕緣層

16．．．超導電屏蔽層

17．．．常導電屏蔽層

18．．．保護層

20．．．隔熱管

21．．．內管

22．．．外管

23．．．防腐蝕層

第1圖為本發明超導電纜的橫剖視圖。

第2圖為顯示「(間距/直徑)比」與常導電線材之冷卻時的收縮量的關係的曲線圖。

第3圖為顯示「(間距/直徑)比」與常導電線材之使用量的關係的曲線圖。

第4圖為習知超導電纜的橫剖視圖。