[发明专利]超导电缆的连接结构及其布设方法以及超导电缆的连接结构的抽真空方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于减少热侵入的超导电缆的连接结构及其布设方法以及超导电缆的连接结构的抽真空方法。

背景技术

以往，已知有将在极低温度下变成超导状态的超导线材用作导体的超导电缆。超导电缆作为能够低损耗地输送大电流的电力电缆而备受期待，并朝向实用化对超导电缆进行开发。

图2中示出超导电缆的一个例子。图2所示的超导电缆10是将一芯的电缆缆芯11收纳于隔热管12内而形成的单芯型超导电缆。

电缆缆芯11由骨架111、超导导体层112、电绝缘层113、超导屏蔽层114、普通导电屏蔽层115、保护层116等构成。通过在骨架111上呈螺旋状地缠绕多根超导线材来形成超导导体层112。同样地，通过在电绝缘层113上呈螺旋状地缠绕多根超导线材来形成超导屏蔽层114。

形成超导导体层112及超导屏蔽层114的超导线材具有例如在带状的金属基板上依次形成中间层、超导层、保护层而成的层状结构。作为构成超导层的超导体，存在例如在液态氮温度(大气压下-196℃)以上表现为超导的RE系超导体(RE：稀土类元素)和铋系超导体。在RE类超导体中，特别地，以化学式YBa₂Cu₃O_7-δ所表示的钇系超导体(以下，Y系超导体)为代表。另外，也可以是在金属基体中形成超导体的带状的超导线材。超导体可以应用铋系超导体，例如化学式为Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ(Bi2212)、Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+δ(Bi2223)。其中，化学式中的δ表示氧的不定比量。

隔热管12具有由内管121和外管122构成的双重管结构。在内管121和外管122之间夹设有多层隔热层(超级隔热)123，且被抽真空。并且，外管122的外周被聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯等的防腐蚀层124包覆。

在超导电缆10正常运转时，液态氮等制冷剂在内管121的内部循环，在极低温度状态下超导导体层112中流过送电电流。

上述超导电缆10从工厂出货，多根超导电缆10利用中间连接部进行连结从而构建线路。

在现有的超导电缆中，没有划分真空部，真空部在终端部、电缆和中间连接部中全部相连。或者，如图14所示，在制造阶段将超导电缆10的隔热管12的内部真空化，在隔热管12的端部，以一定的长度(例如大约3m～5m)形成真空的划分部分129(标号129a是划分形成的间隔部)。进而，提出了如下所述方法：在现场组装连接部时，只切断划分部分129而破坏真空，隔热管12整体在维持真空状态的状态下与作为中间连接部的双重结构的隔热容器130连结，利用该隔热容器130实现与其他的超导电缆的连结，由此进行布设作业(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-165552号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在未设置真空的划分部的情况下，每当组装中间连接部或终端连接部时都破坏真空状态，因此对电缆整体的抽真空要在组装全部完成后进行，因此作业时间变长。另一方面，对于专利文献1所述的超导电缆，在布设时所需的长度必须处于能够利用上述的划分部分129的切断来调节的范围内，从而存在其可使用的长度受限的问题。

另外，专利文献1所述的超导电缆的布设作业中，隔热管的划分部分129与隔热容器130的隔热区域连通，并与隔热区域一起进行抽真空。其结果为，能够避免热从真空已破坏的划分部分129侵入。然而，对于构成隔热管12的内管121和外管122，考虑其在残酷的温度变化等中的耐久性的问题而使用金属管，由于高的热传递，存在如下问题：当因上述划分形成的间隔部129a位于隔热容器130的入口附近时，热会从外管122的b部分经由间隔部129a侵入隔热管12的内部。而且，由于被划分的电缆没有真空口，所以无法进行抽真空，真空因隔热层的排气而逐渐恶化。并且，为了提高连接部的真空，需要在各连接部常设有真空泵。

本发明的目的在于，在超导电缆的连接结构中实现热侵入的减少。

用于解决课题的技术方案