[发明专利]用于室温绝缘型超导电缆的连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于室温绝缘型超导电缆的连接结构，并且具体地涉及将室温绝缘型超导电缆的导体部和被连接对象的导体进行电连接的结构。

背景技术

与现有技术的电力电缆(例如，常规导电电缆诸如交联聚乙烯绝缘乙烯基护套(CV)电缆或充油(OF)电缆)相比，超导电缆能够以较低的损耗传输较多的电力。因此，超导电缆是节能所期望的技术。现在，正进行着超导电缆的验证测试。在鉴定测试中，布置超导电缆并用其进行实际电力传输。

超导电缆的类型分为室温绝缘型超导电缆和低温绝缘型超导电缆。在室温绝缘型超导电缆中，主电绝缘层维持于室温(例如见第0003段以及PTL1的图2和PTL2的图4)。在低温绝缘型超导电缆中，将主电绝缘层冷却到制冷剂(例如液氮(LN2))的温度(例如见第0004段以及PTL1的图3和PTL2的图3和5)。在室温绝缘型超导电缆中，导体部布置在热绝缘管中，其中导体部在超导体层的外侧没有主电绝缘层，主电绝缘层形成在绝缘热管的外侧。在低温绝缘型超导电缆中，一个或多个导体部(所谓的电缆芯部)布置在热绝缘管中，所述一个或多个导体部都在超导体层的外侧具有主电绝缘层。主电绝缘层指的是具有绝缘强度的绝缘层，该绝缘强度是当电缆被施加额定电压时为了对于该电压绝缘所需的强度。热绝缘管典型地使用双管结构热绝缘管，其包括内管和外管。为了改善热绝缘性能，可以抽空内管和外管之间的空间以形成真空热绝缘层，并且此外，可以将热绝缘材料诸如超绝热物布置在内管和外管之间。

当通过使用超导电缆来构造线路时，需要中间连接结构和端子连接结构。中间连接结构在线路的中间位置处将超导电缆彼此连接。端子连接结构在线路的端部处将超导电缆连接到另一电力装置(例如常规导电电缆)(在下文中，中间连接结构和端子连接结构简称为连接结构)。例如PTL3-6公开了与用于低温绝缘型超导电缆的连接结构相关的技术。

引用文件列表：

专利文件

PTL1：日本待审专利申请公布No.8-64041

PTL2：日本待审专利申请公布No.2006-59695

PTL3：日本待审专利申请公布No.2006-197702

PTL4：日本待审专利申请公布No.2007-287388

PTL5：日本待审专利申请公布No.2006-221877

PTL6：日本待审专利申请公布No.2006-196628

发明内容

技术问题

在超导电缆中，当使用超导电缆时制冷剂流过热绝缘管，并且导体部被制冷剂冷却到制冷温度(cryogenic temperature)。因此，导体部收缩。例如，当超导电缆从室温冷却到液氮温度(约-200℃)时，导体部缩短约0.3％。也就是说，每100m发生约30cm的热收缩。因此，500m的超导电缆发生约1.5m的热收缩。典型地，中间连接结构或端子连接结构形成在超导电缆的端部部分处，并且导体部固定到端子连接盒(热绝缘容器)。因此，由于热收缩而在导体部上施加了应力。这可能损坏超导体。此外，当由于导体部的热收缩而使得导体部牢固地挤压热绝缘管的内管时，由施加到热绝缘管上的横向压力使得超导电缆弯曲部上的热侵(heat invasion)增加。因此，超导电缆需要解决热收缩的问题。

为了解决热收缩，提出了通过吸收导体部的热收缩以减小由热收缩产生的应力的技术。例如，PTL3和PTL4描述了如下技术：多个电缆芯部集中地布置在多导体超导电缆的热绝缘管中，将所述多个芯部绞合成束，并且线束是松弛的。这种松弛吸收热收缩。专利文件6描述了如下技术：端子连接盒布置在用于超导电缆端子的连接结构的交换装置中，使得当超导电缆受到热收缩时端子连接盒能够被移动。

然而，在上述专利文件中描述的解决热收缩的技术是用于低温绝缘型超导电缆。成束的导体部是松弛的该结构不能应用于单个导体部布置在热绝缘管中的单导体室温绝缘型超导电缆。在用于超导电缆的端子连接结构中，热连接盒(热绝缘容器)难以被超导电缆的热收缩移动。此外，还可能存在由于热绝缘容器的移动而导致的问题。

具体地，由固定到热绝缘容器的导体部的热收缩导致的应力能够通过允许热绝缘容器被移动而减小。然而，热绝缘管连接到热绝缘容器，并且热绝缘管的外管维持在室温。因此，当由于导体部受到热收缩而使得热绝缘容器移动时，室温部会受到例如施加到热绝缘管的外管上的应力的影响。