[发明专利]超导电缆的连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于输送电力的超导电缆的连接结构。

背景技术

以往，已知有使用在极低温度下成为超导状态的超导线材作为导体的超导电缆。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，并朝向实用化而进行开发。

超导电缆是将缆芯收纳在隔热管内的结构，缆芯是从中心起层叠骨架、超导导体层和电绝缘层等而构成的。

此外，隔热管采用由内管和外管构成的双重管结构，在内管与外管之间抽真空，使液氮等制冷剂在内管的内部循环，在极低温度状态下进行输电。

上述超导电缆是按照一定的长度制造的，因此，在需要敷设较长距离的情况下，需要通过中间连接部将电缆的各个端部彼此连接。

在该中间连接部中，对于缆芯的连接，应用了其绝缘构造类似的油浸纸绝缘电缆（OF[oil-filled]电缆）的连接技术。即，如图17所示，在进行连接的各个超导电缆中，在超导导体101的外侧形成电绝缘部的绝缘纸以笔尖状（铅笔形状）剥露而形成为锥状。

并且，在将超导导体彼此连接后，在彼此相对的、被剥成笔尖状的一方的电绝缘部102的锥状部与另一方的电绝缘部102的锥状部之间，通过缠绕新绝缘纸来形成新的电绝缘部103，并且，以其周边直径大于现有的绝缘部102的方式缠绕绝缘纸，形成加强了绝缘部的加强绝缘部104，实现中间连接部的绝缘（例如，参照非专利文献1）。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：饭塚喜八郎编新版電力ケーブル技術ハンドブック電気書院P.429-4301989年3月5日出版

发明内容

发明要解决的问题

然而，在绝缘电缆的情况下，为了填充彼此相对的电绝缘部的锥状部彼此之间的谷，使用了用油浸泡过的绝缘纸。因此，通过紧紧地缠绕绝缘纸，能够彼此贴紧、不产生松动地形成绝缘部。

另一方面，在超导电缆的情况下，向缆芯的周围提供制冷剂，因此，为了填充彼此相对的电绝缘部的锥状部彼此之间的谷，使用干绝缘纸。在紧紧地缠绕干绝缘纸时，容易撕裂，因此比较柔和地进行缠绕。

因此，在锥状部中，原有的绝缘部与为了填充谷而新形成的绝缘部之间的贴合性变弱，产生沿着锥状部的锥面的沿层方向的耐电位梯度（耐电场应力）下降这样的问题。

此外，还存在如下问题：越靠近超导导体内侧，则该耐电场应力越大，但是，电绝缘部的内侧由于导体从外部气温降温至-200℃，因而不仅在长度方向收缩而且在径向收缩，因此，越靠近电绝缘部的内侧，则贴合性越弱，容易产生间隙，从而更加降低了中间连接部的电气性能。

本发明的目的在于，在超导电缆的中间连接部，实现锥状部的耐电场应力的耐受的提高。

用于解决问题的手段

为了解决该问题，本发明是将超导电缆彼此连接的超导电缆的连接结构，其中，所述超导电缆是将具有骨架和超导导体层的缆芯，与制冷剂一起收纳在隔热管内而形成的，所述超导电缆的连接结构的特征在于，所述缆芯具有在所述超导导体层的周围缠绕绝缘性纸类而成的电绝缘层，在连接所述骨架与所述超导导体层而成的导体连接部的两侧的所述电绝缘层均具有锥状部，该锥状部随着朝向所述导体连接部，直径缩小，该锥状部是通过越靠近所述导体连接部倾斜角度越小的多个锥部，倾斜角度阶梯性地变化而形成的，在各个所述锥状部之间具有加强绝缘层。

此外，本发明也可以构成为：各个所述锥状部在倾斜角度阶梯性地变化的多个锥部的边界位置处，具有外径固定的阶梯部。

此外，本发明也可以是：所述加强绝缘层由从内侧依次层叠的多个层构成，该多个层是缠绕绝缘性纸类至外径与各个所述阶梯部相等为止而形成的，所述依次层叠的多个层分别是以覆盖其内侧的层和外径与该内侧的层相等的所述阶梯部的边界的方式，缠绕所述绝缘纸类而形成的。

此外，本发明也可以是：所述加强绝缘层由从内侧依次层叠的多个层构成，该多个层分别由在所述超导电缆的长度方向上宽度大的绝缘层和对在该宽度大的绝缘层的两侧产生的间隙进行填充的宽度小的绝缘层构成，所述宽度大的绝缘层形成为覆盖其内侧的所述宽度小的绝缘层的外周整体。

此外，所述阶梯部的电缆长度方向上的长度可以是20[mm]以上、100[mm]以下。

此外，本发明可以构成为：关于所述锥状部，在设最靠近所述导体连接部的锥部为第1锥部的情况下，该第1锥部～第n锥部的倾斜角度α₁～α_n满足下式的条件，

[式1]

第1

第2