[发明专利]超导线缆

说明书

技术领域

本发明涉及超导线缆。具体地讲，本发明涉及这样一种超导线缆， 其能够吸收构造成超导线缆的常规传导层随着被冷却时而引起的收 缩。

背景技术

作为超导线缆，已经提出了图4中说明的超导线缆。超导线缆100 配置成在热绝缘管20中容纳3个线缆芯10(例如参见专利文献1)。

线缆芯10自其中心开始依次包括线圈架(former)11、超导导体 层12、绝缘层15、超导屏蔽层16和保护层18。通常地，线圈架11由 绞合线、管形构件等构造成。通过将超导导线在线圈架11上螺旋缠绕 多层来构造成导体层12。典型地，使用带状的超导导线，其中包含氧 化物超导材料的多条细丝排列在银护套等的基体中。对于交流线缆， 导体层12中的外部超导导线减少增加的电流密度，即减少非均匀电流 分布的密度，并且因此减少交流损耗。因此，每一层可以使其超导导 线以不同的螺距缠绕。通过缠绕绝缘纸来构造成绝缘层15。与传导层 12相似地，通过将超导导线螺旋缠绕在绝缘层15上来构造成屏蔽层 16。另外，对于保护层18使用绝缘纸等。

热绝缘管20是双层套管，其包括内管21和外管22，在它们之间 设置有热绝缘体(未示出)，并且该热绝缘管20内部被抽真空。在热 绝缘管20的外侧形成抗蚀层23。另外，使用线缆使得液氮等的冷却剂 引入并且通过在线圈架11中形成的空间(如果线圈架11是空心的) 或者在内管21和芯10之间流通，并且绝缘层15被冷却剂浸泡。

对于上述的超导线缆，必须保证一个故障电流分路以防止例如在 意外的短路等中故障电流流过超导导线并且导致温度过度增加而损坏 该线。因此，已经提出将常规传导材料与超导线缆的组成材料结合。 例如，专利文献2公开了在由超导导线形成的导体层的外侧提供常规 传导金属层用作故障电流分路。此外，专利文献3公开了使用由常规 传导材料形成的绝缘包覆线所形成的绞合线结构作为芯构件(或线圈 架)的材料以用作故障电流分路。

专利文献1：日本专利公开号2001-202837(图1)

专利文献2：日本专利公开号2000-67663

专利文献3：日本专利公开号2001-325838

发明内容

本发明解决的问题

当上述线缆工作时，线缆使其的组成材料被冷却剂冷却到低温并 因此收缩，并且因此需要吸收这种收缩的结构。然而，还没有提出适 于吸收由常规传导材料构造成的构件，特别是由超导线缆的组成材料 构造成的构件的这种收缩的结构。

对于具有三个线缆芯的结构，可以将芯绞合成缓和状态等等以吸 收线缆的组成材料的收缩。然而，在这种情况下，需要增加线缆的外 径以对应芯的缓和状态。相反地，单芯超导线缆不能采取对于三芯线 缆所实行的方法。当由于冷却线缆而引起的超导和常规传导导线的收 缩没有被充分吸收时，应力作用在该线上。这可能引起超导导线的退 化，或者由于线缆收缩，可能对位于线缆弯曲部分的一部分上的热绝 缘管施加侧压，导致热绝缘削弱。

考虑到上述情况而作出本发明，且本发明的主要目的是提供通过 简单的结构能够最大程度地吸收由于冷却线缆而引起的超导线缆的组 成材料的常规传导层的收缩量的超导线缆。

此外，本发明的另一目的是提供通过简单的结构能够最大程度地 吸收由于冷却线缆而引起的超导线缆的组成材料的常规传导层的收缩 量以及另外吸收超导线缆的组成材料的超导层的收缩量的超导线缆。

此外，本发明的又一目的是提供通过简单的结构能够最大程度地 吸收由于冷却线缆而引起的常规传导层的收缩量且还能够减少常规传 导材料的使用量的超导线缆。

解决问题的方法

根据本发明，提供超导线缆，所述超导线缆包括超导层和设置在 超导层的内侧和外侧中的至少一个处的常规传导层，超导线缆配置成： 在常规传导层的内侧具有应力缓和层；以及使得应力缓和层吸收常规 传导层由于被冷却剂冷却而引起的常规传导层的径向收缩量的至少一 部分。

在常规传导层的内侧提供的应力缓和层吸收与伴随着常规传导层 由于冷却而引起的收缩的常规传导层的径向收缩量相对应的一部分量 (即，常规传导层冷却时直径减少的量)。这可以减少常规传导层中 引起的拉力。此外，由于常规传导层径向收缩，所以在超导层也产生 径向收缩效应，并且尤其可以减少当以短螺距缠绕的超导导线由于冷 却而收缩时所产生的应力。