JP2002533895A

JP2002533895A - 超伝導ケーブル

Info

Publication number: JP2002533895A
Application number: JP2000591631A
Authority: JP
Inventors: ナッシ，マルコ; ラディエ，ピエルルイジ
Original assignee: Pirelli Cavi e Sistemi SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2002-10-08
Also published as: NZ512544A; AU2103500A; AU755112B2; CA2356922A1; TR200101827T2; EP1147524B1; WO2000039813A1; EP1147524A1; BR9916545A; HUP0201328A2; DE69928129T2; HUP0201328A3; CN1331831A; US6835892B2; AR023359A1; ATE308794T1; US20030164246A1; DE69928129D1

Abstract

(57)【要約】ａ）超伝導材料から成るテープ層２０と、ｂ）超伝導材料から成る前記テープ層２０を支持する管状要素６と、ｃ）超伝導材料をその臨界温度以下の加工温度まで冷却し得るようにされた冷却流体とを備える超伝導ケーブル１は、上記管状要素６は複合的であり、第一の熱膨張率を有する第一の材料の所定の量及び該第一の材料の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する第二の材料の所定の量を有し、上記管状要素が室温とケーブルの作用温度との間に全体的な熱収縮率を有し、超伝導材料から成る上記テープに該テープの臨界変形よりも小さい変形を生じさせるような仕方にて上記第一及び第二の材料の上記熱膨張率及び上記量が予め設定されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

その全体的な１つの面において、本発明は、いわゆる超伝導率状態、すなわち
電気抵抗が略零の状態にて電流を伝導するために使用されるケーブルに関する。

【０００２】より具体的には、本発明は、ａ）超伝導材料から成るテープ層と、ｂ）半導体材料から成る、上記テープ層を支持する管状要素と、ｃ）超伝導材料をその臨界温度以下の作用温度まで冷却し得るようにされた冷
却回路とを備える、超伝導ケーブルに関する。

【０００３】以下の説明及び特許請求の範囲にて、超伝導材料という語は、臨界温度（以下
の説明にて、Ｔｃと略す）として規定された、所定の温度下にて略零抵抗率の超
伝導位相を備える、例えば、銅、バリウム及びイットリウムの混合酸化物、又は
ビスマス、鉛、ストロンチウム、カルシウム、銅、タリウム及び水銀の混合酸化
物系の特殊なニオブ酸塩−チタン酸塩合金又はセラミックのような材料を意味す
るものとする。

【０００４】高電力用ケーブルという語は、励起された磁界が超伝導状態下にて、実現可能
な最大の電流密度の値を低下させ始めるように、全体として、３，０００Ａを超
える量の電流を伝送するために使用されるケーブルを意味するものとする。

【０００５】超伝導ケーブルという語は、以下の説明において、例えば、支持コアに巻かれ
た超伝導材料のテープのような、超伝導率状態にて電流を伝送することのできる
任意の要素を意味するものとする。

【０００６】超伝導ケーブルは、超伝導材料で出来た管状の支持要素から成る構造的要素を
備えている。当該出願人の名による欧州特許第９７２０２４３３．５号には、典型的に、ポ
リテトラフロオロエチレン又はポリアミドのような、重合系材料で出来た管から
全体として成る管状の支持要素が開示されている。

【０００７】また、当該欧州特許出願第９７２０２４３３．５号には、鋼、銅又はアルミニ
ウムのような、金属材料で出来た管状の支持要素も開示されている。超伝導ケーブルは、室温にて且つ電気的接続（端子に対して）及び液圧的接続
（ケーブルの冷却回路に取り付けられたとき）にて付設される。

【０００８】付設後、ケーブルは、冷却液体によってその作用温度にする。かかる冷却中、
ケーブルの構成要素の各々には、構成する材料の熱膨張率に従って、熱的性質の
機械的応力が加えられる。

【０００９】特に、超伝導材料の層内にて且つケーブルの端部に接続された端子にて機械的
応力が発生される。当該出願人は、支持要素は、１つ又は２つ以上の超伝導材料層に対する満足し
得る機械的支持体を提供するのみならず、これと同時に、ケーブルが良好に作用
する上で少なからず重要である多数の追加的な機能を果たすものでなければなら
ないことが分った。

【００１０】より具体的には、支持要素は、ｉ）ケーブルが冷却する間、超伝導材料内にて又はケーブルの端部の何れにて
も何ら内部応力は発生されないことを確実にすること；ｉｉ）ケーブルの機械的安定性を確実にすること、すなわち、輸送のためケー
ブルが巻かれるリールの直径と適合可能な曲げ半径に従ってケーブルを曲げるこ
とができることを確実にすること；ｉｉｉ）付設中、ケーブルの機械的抵抗に寄与すること；ｉｖ）短絡の場合に、ケーブルの低温安定性に実質的に寄与することを行なう
ことを要する。この語は、超伝導材料をその臨界温度以下に保ち且つ冷却流体を
液体状態に保つことの双方を意味するものとする。

【００１１】当該出願人は、実質的に複合的な管状の支持要素を使用することは、半径方向
及び長手方向の双方に沿って超伝導材料に付与される応力を軽減すると同時に、
ケーブルの低温安定性を確保するため十分な量の金属材料を確保することを許容
することが分かった。

【００１２】第一の側面に従って、本発明は、上述した型式の超伝導ケーブルであって、上
記の管状要素が複合的であり、第一の熱膨張率を有する第一の材料の所定の量と
、上記第一の材料の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する第二の材料の所定の
量とから成り、上記管状要素が室温とケーブルの上記加工温度との間にて全体的
な熱収縮率を有し、超伝導材料から成る上記テープに該テープの臨界変形よりも
小さい変形を生じさせるような仕方にて、上記第一の熱膨張率及び上記第一及び
第二の材料の上記量が予め設定されることを特徴とする超伝導ケーブルに関する
。

【００１３】本発明の第二の面において、本発明は、超伝導要素であって、上記の管状要素
が実質的に複合的であり、また、該管状要素が超伝導材料層と電気的に接触した
所定の量の第一の金属材料と、該第一の材料と関係した少なくとも１つの第二の
重合系材料とから成ることを特徴とする超伝導要素に関する。

【００１４】本発明の第三の面によれば、クランプ止め式ヘッド部を有する型式の超伝導ケ
ーブルであって、少なくとも１つの超伝導材料層を備える超伝導ケーブルの両固
着端子に対して、冷却の結果として加わる引張り応力を制限する方法であって、
超伝導材料の層を支持する複合的な管状要素をケーブル内に提供することを含む
ことを特徴とする方法が提供される。

【００１５】以下の説明及び特許請求の範囲において、クランプ止め式ヘッドを有する型式
の超伝導ケーブルという語は、テープと支持体との間にて軸方向に且つ端子自体
に対し何ら実質的な摺動が生じないような仕方にて、その両端がそれぞれの固着
端子に対して機械的に拘束されたケーブルを意味するものとする。

【００１６】好ましくは、上記の複合的な管状の支持要素は、超伝導材料を十分に支持する
のみならず、超伝導材料の層内にて且つケーブルの両端に接続された端子内にて
長手方向に沿って励起された応力を制限することができ、これと同時に、過渡短
絡中に、ケーブルの低温安定性に実質的に寄与することのできる量の金属を超伝
導材料と電気的接続状態にて提供することができるものとする。

【００１７】特に、かかる複合的な管状の支持要素は、大きい熱膨張率を有する上述の第二
の材料が存在するため、超伝導材料の熱膨張率に等しく又はそれ以上の熱膨張率
を有し、このため、ケーブルの冷却ステップ中、完全な金属製の支持体に対して
より大きい程度、すなわち、何れにせよ、テープに許容し得ない変形を生じさせ
ない程度だけ半径方向に収縮することのできるようにすることが可能であること
が分かった。

【００１８】このようにして、本発明による複合的支持体は、長手方向に沿ったそのより大
きい収縮を許容し、従って、いわゆる、クランプ止め式ヘッド部による拘束され
た収縮に起因して超伝導材料内にて長手方向に沿った応力を軽減することを許容
する。

【００１９】更に、複合的な管状の支持要素を使用することは、複合的な管状の支持要素の
第二の材料が第一の材料よりも小さいヤング弾性率（Ｅ）を有するとき、完全に
金属製の管状要素に対して、端子上の超伝導ケーブルの両端により長手方向に沿
って加えられた応力を実質的に軽減することになる点にても好ましい。

【００２０】作用中に、ケーブルの支持要素に加わる長手方向への応力は、事実上、管状の
支持要素を構成する材料の熱膨張率とそれぞれのヤング弾性率（Ｅ）との積に比
例する。

【００２１】更に、完全に重合系材料で出来た管状要素と相違して、本発明の複合的な管状
要素は、何れの場合でも、過渡短絡中に、ケーブルの低温安定性を確保するのに
十分な量の通常の導体を超伝導材料と電気的に接続した状態にて有することを許
容する。

【００２２】本発明の目的上、複合的な支持要素の第一の金属材料は、７７Ｋ＜５^*１０−
９Ωｍの抵抗率、７７Ｋ＞１０６Ｊ／ｍ３Ｋの比熱及び７７Ｋ＞５Ｗ／ｍＫの熱
伝導率を有することが好ましい金属である。

【００２３】特に、複合的な支持要素の第一の金属材料は、銅、アルミニウム及びその合金
から成る群から選ばれる。好ましくは、上述の第二の材料は、非金属材料であり、１７^*１０−６℃−１
以上、好ましくは、２０^*１０−６℃−１以上、更により好ましくは、４０乃至
６０^*１０−６℃−１の範囲の熱膨張率を有するものとする。

【００２４】１つの好ましい実施の形態において、上述の第二の非金属材料はプラスチック
材料である。本発明の目的上、プラスチック材料は、例えば、ナイロンのようなポリアミド
、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンから成る群から選ぶ
ことが好ましい。

【００２５】本発明に従った複合的な支持要素を製造するときに、提供される何らかの材料
の室温と７７Ｋとの間の熱収縮率（ε）と７７Ｋにおけるヤング弾性率（Ｅ）と
の比率の値は、以下の表に掲げてある。

【００２６】材料 ε（％）Ｅ（ＧＰａ）Ｃｕ０．３０１００Ａｌ０．３９７７Ａｇ０．３６１００ＰＴＦＥ２．００５１つの好ましい実施の形態によれば、上記の第一及び第二の材料は、隣接する
環状セクターとして形成される。かかる設計は、特に、複合的な管状要素を製造
するステップを容易にすることを許容する。

【００２７】本発明の目的上、上記第一及び第二の材料のセクターの数及びかかるセクター
の配置は、ケーブルの構造上の必要条件に基づいて当業者が容易に決定すること
ができる。例えば、特に大きい熱収縮が望まれるならば、金属部分は、例えば、
１０％以下まで縮小させることができる一方、より大きい硬さ又は特定の弾性特
性が必要とされるならば、重合系部分はそれに応じて縮小させることができる。

【００２８】好ましくは、複合的な管状支持要素を製造するためのセクターの数は、３乃至
５０の範囲にある。１つの好ましい実施の形態において、かかる数は、セクター
の厚さ「ｓ」とその幅「ｌ」との間の比「Ｋ」が０．４乃至０．７の範囲にある
ような仕方にて複合的な管状支持要素の外径及びセクターの厚さの関数として選
ばれる。

【００２９】好ましくは、上記第一及び第二の材料のセクターは、一方が他方の後になるよ
うに交互に配置される。かかる配置は、実際上、管状支持要素を可能な限り均一
な機械的特性を有するように形成することを可能にし、このことは、管状支持要
素の製造に使用される撚り機械の満足し得る動的安定性、及びケーブルの冷却中
、複合的な管状支持要素が全体として機械的に調和することの双方を確実にする
ことを許容する。

【００３０】好ましくは、上記第一及び第二の材料の環状セクターは、５°乃至５０°の範
囲の巻き付け角度にてら旋状に巻かれるようにする。かかる仕方にて、隣接する
セクターの間にて満足し得且つ持続的なクランプ止め作用を確保することが可能
である。

【００３１】更なる実施の形態によれば、超伝導材料から成る複合的な管状支持要素は、上
記第一の金属材料から略成るフォイル又はワイヤーが巻かれる上記の第二の材料
から略成っている。

【００３２】好ましくは、位相導体は、少なくとも１つの超伝導テープから成り、該超伝導
材料の層が金属被覆内に組み込まれたものであるようにする。好ましくは、本発明のケーブルは、５°乃至６０°の範囲、好ましくは、１０
°乃至４０°の範囲の巻き付け角度に従って管状支持要素の表面上にら旋状に巻
かれた複数の超伝導テープを備えている。かかる仕方にて、上述のテープの各々
内にて発生された機械的応力を更に軽減することが可能であることは好ましい。

【００３３】１つの代替的な実施の形態によれば、位相導体は、超伝導テープの金属被覆に
、好ましくは、実質的に不可逆的な仕方にて結合され且つ超伝導材料と電気的に
接続した金属材料の少なくとも１つの補強フォイルを備えている。

【００３４】このようにして、過渡短絡中に、過電流は、テープの金属材料と、管状支持要
素の金属材料と、超伝導材料に対し平行に電気的に接続され且つ該超伝導材料を
バイパスして抵抗型導体を構成する補強フォイルとの間にて分割される。過渡短
絡の終了時、再度、超伝導状態にて超伝導材料により電流を運ぶことができる。

【００３５】特に、上述の材料を互いに直接的に接触する状態に配置するか又はその間に、
本質的に既知の導電性要素を介在させることにより、導電性要素において、一方
にて、テープの金属材料を管状の支持要素の金属材料と電気的に接続し、他方に
て、補強フォイルと電気的に接続する。

【００３６】好ましくは、補強フォイルは、金属被覆の厚さの１／２以下の厚さを有し、ま
た、付設中又は使用中に付与された色々な機械的応力又は熱的応力を受けたとき
にケーブルの導電性要素の抵抗を増大させることに寄与するようにする。

【００３７】更により好ましくは、かかる厚さは、０．０３乃至０．０８ｍｍの範囲にある
ようにする。本発明の１つの好ましい実施の形態において、加えられた色々な応力に対する
ケーブルの導電性要素の抵抗は、更に増大し、超伝導材料に対し、長手方向に沿
って所定のプレストレス力が加わるようにすることは好ましい。

【００３８】かかるプレストレスは、フォイルに対し、実質的に長手方向に沿って方向決め
された引張り応力が付与されると同時に、補強フォイルを超伝導材料のテープの
被覆材料に接続することにより得られることが好ましい。

【００３９】好都合であることに、ケーブルを室温から冷却流体の温度まで冷却するとき、
超伝導材料のかかるぶれストレスは、クランプ止めヘッド付き式ケーブル構造内
にて超伝導材料に加わる引張り作用を部分的に、補償することができることが分
かった。

【００４０】好ましくは、上述の型式の補強テープが設けられた導電性要素は、例えば、そ
の一方が巻き取り、もう一方が巻き戻すためのものであり、その１つに適宜にブ
レーキが掛けられる、２つのコイルのような、本質的に既知の装置によって３．
４^*１０７Ｐａ（３．５ｋｇ／ｍｍ²）乃至３４．３^*１０７Ｐａ（３５ｋｇ／ｍ
ｍ²）の範囲の引張り応力を補強フォイルに加えることにより得られるようにす
る。

【００４１】かかる引張り応力に起因して、このようにして得られた補強テープの超伝導材
料は、以下のように規定された、長手方向又は「γ」に沿って、ある％程度のプ
レストレスを有する。

【００４２】 γ＝［（Ｌｉ−Ｌｆ）／Ｌｉ］^*１００ここで、Ｌｉ＝テープの最初の長さＬｆ＝プレストレスを加えた後のテープの最終的長さ； γの値は０．０５乃至０．２％の範囲である。

【００４３】好ましくは、位相導体は、金属被覆の両側面に接続された金属材料から成る２
つの補強フォイルを備えるものとする。好ましくは、補強フォイル及び金属被覆は、溶接又はろう付けによって実質的
に不可逆的に且つ一度び結合が為されたならば、超伝導材料の所望のプレストレ
スを保つことを確実にし得るような仕方にて相互に結合されるものとする。好ま
しくは、補強フォイルと超伝導材料の金属被覆との間の所望の電気的接触は、溶
接又はろう付けにより接続する場合に自動的に確保されるようにする。

【００４４】好ましくは、１つ又は２つ以上の強化フォイル及び上記少なくとも１つの超伝
導テープの金属被覆は、銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、ニッケル、青銅
、ステンレス鋼、ベリリウム及びその合金から成る群から選ばれた材料から成る
ものとする。

【００４５】更に好ましくは、１つ又は２つ以上の超伝導テープに結合された１つ又は２つ
以上の強化フォイルは、磁気性であることが好ましいステンレス鋼、青銅、ベリ
リウム、アルミニウム及びその合金から成る一方、金属被覆は銀、マグネシウム
、アルミニウム、ニッケル及びその合金から成る群から選んだ材料から成るもの
とする。

【００４６】本発明の超伝導ケーブルは同軸ケーブル及び非同軸ケーブルの双方とすること
ができる。以下の説明及び特許請求の範囲において、同軸ケーブルという語は、管状支持
要素と、管状支持要素を同軸状に取り巻く位相導体と、該位相導体の外側にある
誘電性材料層と、誘電性材料層により支持され且つ位相導体に対して同軸状の戻
し導体とを備えるケーブルを意味するものとする。

【００４７】本発明の目的上、戻し導体内では、位相導体内を循環する電流により発生され
た磁界に等しく且つ該磁界と反対の磁界を発生させ、該磁界を２つの導体の間に
形成されたケーブルの部分内に封じ込めると共に、戻し導体に対して外部から支
持されたケーブル部分内で放散電流が存在する量を少なくし得るように、位相導
体内を循環する電流に等しく且つ該電流と反対の電流が流れる。

【００４８】好ましくは、戻し導体は、金属被覆内に組み込まれた超伝導材料層を含む少な
くとも１つの超伝導テープと、金属被覆と電気的に接触した所定の量の金属材料
（安定化金属）であって、短絡状態にて超伝導材料が安定化するのを許容する機
能を果たす金属材料とを備えるものとする。

【００４９】好ましくは、更に、安定化金属の全体量は、位相導体に適用され且つ以下の説
明にて記載するように完全及び断熱安定性と同一の基準を適用することにより決
定されるようにする。

【００５０】好ましくは、安定化金属は、例えば、巻かれた超伝導テープの金属被覆と直接
接触した、０．１乃至５ｍｍの厚さを有する複数のストラップ又はテープ内で分
割されるようにする。

【００５１】１つの代替的な実施の形態において、戻し導体は、超伝導材料の金属被覆に好
ましくは、実質的に不可逆的な仕方にて結合され且つ超伝導材料と安定化金属と
の間に介在された少なくとも１つの金属強化フォイルを備えることができる。

【００５２】戻し導体が過渡短絡中に、その超伝導能力を失い、電流が安定化金属材料を通
って流れるならば、位相導体に対して生ずるのと同様に、補強フォイル（存在す
るならば）及びテープの金属被覆（存在するならば）は、短絡の終了時に超伝導
材料内を後方に流れる。

【００５３】好ましくは、超伝導テープに対して外側に配置された戻し導体の安定化金属は
、例えば、同様に同一のテープとしてら旋状に巻かれたような超伝導テープと関
係した銅又はその他の適当な金属から成るストラップ又はワイヤー内で分割する
ことができる。

【００５４】好ましくは、本発明の超伝導ケーブルは、加圧し且つ過冷却した適宜な冷却流
体により冷却し、ケーブルが作用するのに必要な熱交換を確実にし且つケーブル
の長い長さに対して超伝導材料の臨界温度よりも適宜に低い温度が保たれること
を確実にし得るようにする。

【００５５】実際上、その流動中、冷却流体は、ケーブルを構成する要素によって吸収され
る熱の結果として、加熱が増し且つこれと同時にケーブルを通って進む相手の液
圧損失及び冷却流体自体の多少の乱流に起因して、圧力の損失が増す。

【００５６】このため、ケーブルの加工状態の選択は、かかる現象を考慮して行われる。特
に、冷却流体をそれ自体を飽和曲線の温度及び圧力値から異なる状態に保つ加工
状態が好ましい。かかる加工状態は、超伝導材料をその臨界温度以下に冷却する
と共に、冷却流体を液体状態に保つ必要性のため、安全状態が存在する冷却流体
の状態線図の一部分の境を設定するいわゆる「作用窓部」内に含まれる。

【００５７】好ましくは、加圧し且つ過冷却した冷却流体を使用することは、更に、安定化
金属として採用される金属材料の量を軽減することを更に可能にするようにする
。

【００５８】好ましくは、超伝導材料は、いわゆる「高温」型（Ｔｃ約１１０Ｋ）であり、
また、約６３Ｋ乃至９０Ｋの範囲の温度まで冷却されるものとする。かかる冷却は、１０乃至２０バールの範囲の加工圧力にて冷却流体として液体
窒素を使用して行われることが好ましい。

【００５９】本発明によれば、上述した超伝導ケーブルの実施の形態は、色々なものとする
ことができる。特に、上述したように、本発明のケーブルは同軸又は非同軸とし
、位相又は存在する３つの位相が単一要素又は多数要素とから成るものとし、低
温環境（低温誘電材）又は室温（高温誘電材）の双方にて電気的絶縁が可能であ
り、熱絶縁は、単一位相又は接続した３つの位相の各々にて実現することができ
る。

【００６０】本発明の更なる特徴及び有利な点は、添付図面に関して非限定的な一例として
以下に記載した幾つかの好ましい実施の形態の以下の詳細な説明から一層明確に
なるであろう。

【００６１】

【好ましい実施の形態の詳細な説明】

図１を参照すると、本発明による同軸３位相超伝導ケーブル１は、例えば、鋼
、アルミニウム等のような金属で出来た管状の保持殻体９内に収容され（好まし
くはルーズに）た各位相に対する、参照番号３ａ、３ｂ、３ｃで示した複数の導
電性要素３を備える、全体として参照番号２で示した超伝導コアを備えている。

【００６２】一方、導電要素３の各々は、以下の説明にてより明確となるように、各々が少
なくとも１つの超伝導材料層を含む、位相導体４及び戻し導体５という一対の同
軸導体を備えている。

【００６３】同軸位相導体４及び中立導体５は、戻し導体５が直接的に支持された誘電材料
から成る層８を介在させることにより、互いに電気的に絶縁されている。ケーブル１は、選んだ超伝導材料（図１のケーブルにおいて、いわゆる高温型
）の臨界な温度よりも十分に低い温度まで超伝導コア２を冷却し得るようにされ
た冷却流体を循環させる適宜な手段も備えている。

【００６４】上記手段は、本質的に既知であり従って図示しない適当な圧送手段を備えてお
り、かかる圧送手段は、共に導電性要素３の各々の内部にあり且つかかる要素と
管状殻体９との間の隙間内に存在する、典型的に６５乃至９０Ｋの温度の液体窒
素である適宜な冷却流体を供給する。

【００６５】外部環境に向けた熱の放散を可能な限り少なくするため、超伝導コア２は、複
数の積層層と、少なくとも１つの保護シースとにより形成された熱絶縁体から成
る保持構造体すなわち低温保持装置１０内に包み込まれている。

【００６６】当該技術分野で既知の低温保持装置は、例えば、１９９２年１０月の電力供給
に関するＩＥＥＥ会議の論文Ｖｏｌ．７、ｎｒ．４の１７４５−１７５３ページ
に記載されている。

【００６７】より具体的には、記載した例において、低温保持装置１０は、例えば、スペー
サ１３を介在させることでルーズに巻かれた当該技術分野で「熱超絶縁体」とし
て既知のポリエステル樹脂で出来た幾つかの表面金属被覆テープ（例えば１０数
枚）により形成された絶縁材料の層１１を備えている。

【００６８】かかるテープは、管状要素１４により境が設定された環状の中空スペース１２
内に収容され、このスペース内にて、１０−２Ｎ／ｍ２程度の負圧が既知の装置
により維持される。

【００６９】金属で出来た管状の支持要素１４は、環状の中空スペース１２に対し望ましい
流体密の特徴を付与することができ、例えば、ポリエチレンで出来た外側シース
１５により覆われている。

【００７０】好ましくは、管状の支持金属要素１４は、管状の形態に曲げ且つ長手方向に溶
接した鋼、銅、アルミニウム等で出来たテープにより又は押し出し成形管等によ
り形成されるものとする。

【００７１】ケーブルの可撓性の条件のため必要であるならば、要素１４は波形とすること
ができる。上述した要素に加えて、構造及び使用条件に従って軸方向に又は周方向にケー
ブル牽引要素を配置し、超伝導要素３に加えられる機械的応力を制限することを
確実にすることができる。図示しないかかる牽引要素は、当該技術分野で周知の
技術に従って、例えば、ロープ巻きした鋼ワイヤー又は１本以上の軸方向金属ロ
ープ、又は例えば、アラミド繊維のような誘電材料で出来た補強材により周方向
に配置された金属補強材により形成することができる。

【００７２】特に、一例として、図１に図示するように、各位相に対し幾つかの超伝導要素
が存在し、位相の各々（ａ、ｂ、ｃ）は、図示した３つの超伝導要素３ａ、３ｂ
、３ｃの各々に対しそれぞれ接尾辞１、２で示した２つの超伝導要素を備え、各
位相電流は、幾つかの導体（図示した例において、２つ）内で分割される。

【００７３】図２において、図１の同軸超伝導ケーブル１の導電性要素３は、斜視図で且つ
拡大図で図示されている。説明をより容易にするため、図２及び以下の図３及び図４において、図１に関
して上述したものと構造的に又は機能的に同等のケーブルの要素は、同一の参照
番号で表示してあり、従って更には説明しない。

【００７４】図２に図示した導体要素３ａ１は、それぞれ、例えば、ボリテトラフロオロエ
チレンのような重合系材料、及び例えば、銅のような金属材料で出来ており、一
方が他方の後になるように交互に配置され且つら旋状に巻かれた複数の環状セク
ター１６、１７を有する複合的管状要素６を備えている。

【００７５】同軸位相導体４及び戻し導体５の各々は、複合的な管状要素６及び誘電材料の
層８の上にそれぞれら旋状に巻かれた複数の超伝導テープ１８ａ、１８ｂを備え
ている。かかる超伝導テープ１８ａ、１８ｂの各々は、金属被覆１９内に包み込
まれた超伝導材料の層２０を備えている。

【００７６】戻し導体５は、本質的に既知の仕方にて巻かれた超伝導テープ１８ｂの金属被
覆１９と電気的に接触して安定化金属として作用する複数の銅ストラップ７を更
に備えている。

【００７７】図３に図示したケーブル１の導電性要素３の更なる実施の形態において、同軸
位相導体４及び戻し導体５は、例えば、ろう付けにより超伝導テープ１８ａ、１
８ｂの金属被覆１９に実質的に不可逆的な仕方にて結合された複数の金属補強フ
ォイル２１を更に備えている。

【００７８】好ましくは、位相導体４の補強フォイル２１は、複合的な管状要素６とテープ
１８ａとの間に介在され且つテープに対する機械的保護要素として作用し得るよ
うに、金属被覆１９の半径方向内面に結合されるようにする。

【００７９】かかる仕方にて、フォイル２１は、超伝導テープ１８ａの金属被覆１９及び複
合的な管状要素６の金属材料の環状セクター１７の双方と電気的に接触している
。

【００８０】好ましくは、戻し導体５の補強フォイル２１は、位相導体４に対して鏡状に配
置される、すなわち、これらフォイルは、テープ１８ｂの金属被覆１９の半径方
向外面に結合されて、銅ストラップ７とテープとの間に介在され且つこのように
してテープに対する機械的保護要素として作用し得るようにする。

【００８１】戻し超伝導体５のフォイル２１は、超伝導テープ１８ｂの金属被覆１９及び安
定化金属（銅ストラップ７）の双方と電気的に接触している。更に、好ましくは、同軸位相導体４及び戻し導体５の補強フォイル２１は、短
絡の場合、ケーブル１の低温安定性を保証することと、フォイルが超伝導テープ
１８ａ、１８ｂに結合されるとき、所定の程度のプレストレスを超伝導材料に付
与することができるような仕方にてケーブル１の端子に加わる引張り応力を十分
に軽減することとの双方に寄与する。

【００８２】非同軸で且つ単位相超伝導ケーブル１を図示する図４に示した実施の形態にお
いて、伝導要素３Ｉ、３ＩＩ、．．．、３ＶＩＩは、位相導体４のみを備え、該
位相導体は、この場合、複合的な管状支持要素６の上にら旋状に巻かれた超伝導
テープ１８を備えている。

【００８３】必要であるならば、低温保持装置１０は、管状殻体９と管状支持要素２３との
間に画成された中空のスペース２２（液体窒素がその中を循環する）を備えるこ
とができる。

【００８４】この非同軸の単位相超伝導ケーブル１の外側には、超伝導ケーブルを電気的に
絶縁するための誘電材料層２４が設けられ、該誘電材料層は、半導体材料の２つ
の管状要素２５、２６を内蔵している。

【００８５】上述した事項に関して、短絡状態における振舞いを示し且つ超伝導ケーブルの
幾つかの実施の形態の機械的応力を示す幾つかの実施例を以下に掲げる。

【００８６】

【実施例１−２】（本発明）本発明に従がい、高電力同軸ケーブルの２つの原型を製造し、該ケーブルは、
各々がそれぞれの支持要素の上でら旋状に巻かれた半導体材料のテープから成る
一対の位相導体及び戻し導体を含む３つの導電性要素を備え、この場合、一対の
位相導体及び戻し導体は、位相導体に対し複合的な管状要素から成り、戻し導体
の場合、誘電材料層から成るものとした。

【００８７】特に、複合的な管状支持要素は、重合系材料として銅（第一の金属材料）及び
ポリテトラフロオロエチレンで出来ており、一方が他方の後になるように交互に
配置された環状セクターを有するように製造した。

【００８８】実施例１の場合、位相導体の超伝導テープ（複合的な支持体に結合されている
）及び戻し導体の超伝導テープ（銅ストラップから成る安定化金属に接続されて
いる）の双方には、テープの金属被覆に結合された、金属で出来た補強フォイル
を設けた一方、実施例２の場合、これらテープにはかかる補強フォイルは設けけ
なかった。

【００８９】補強フォイルを超伝導テープに結合するステップは、第一のステップにて、補
強フォイルに対し実質的に長手方向に引張り応力を加え、第二のステップにおい
て、該フォイルをテープに結合して、超伝導材料にプレストレスを加え得るよう
にすることにより行った。特に、フォイルには、約１５．４^*１０７Ｐａ（１５
．７ｋｇ／ｍｍ²）の引張り応力を加え、これにより、超伝導材料に対し約０．
１％に等しい程度のプレストレスが得られるようにした。

【００９０】実施例１のケーブルにおいて、複合的な管状要素の位相導体及び金属材料の補
強フォイルは、本質的に既知の仕方にて超伝導材料のテープに電気的に接続した
。

【００９１】ケーブルの製造のために考慮した加工特性は次の通りであった。電力０．７ＧＶＡ公称電圧（位相−位相）１３２ｋＶ公称電流３０７０Ａ臨界電流９２１０Ａ長さ５０ｋｍケーブルは、次の短絡状態にて安定し得るような仕方にて設計した。

【００９２】短絡電流Ｉｃｃ５０ｋＡ短絡持続Δｔｃｃ０．５ｓ更に次のことを想定した。

【００９３】１）過渡短絡中に放散した電力は、完全に超伝導材料の層、超伝導材料を組み
込む金属被覆の層及び金属層内の温度上昇に変換され、何れにおいてもこれら（
管状の支持要素、金属補強フォイル及び銅ストラップ）と電気的に接触するよう
にする。

【００９４】２）この放散は、超伝導材料と電気的に接続した状態で金属材料を通って流れ
る全ての電流に対して抵抗可能であること、３）最高加工圧力時に超伝導の臨界温度と冷却流体の沸騰温度との間の最低温
度として規定された許容可能な最高温度Ｔａｍｍ以下に短絡回路の終了時に超伝
導により達した最高温度を制限するため、最高加工圧力時に、短絡に起因する温
度上昇ΔＴは、次式により与えられると想定する。

【００９５】 ΔＴａｍｍ≦（Ｔａｍｍ−Ｔｗｏｒｋｉｎｇｍａｘ）／ｆここで、Ｔｗｏｒｋｉｎｇｍａｘは、最高加工温度、ｆは安全率である。上記の加工特性にて製造したケーブルは、液体窒素に対する次の加工温度及び
圧力範囲を有する。

【００９６】最低加工温度＝６３．２Ｋ最高加工温度＝８２Ｋ最高加工圧力＝２０バール最低加工圧力＝１０バール臨界温度が約１１０ＫのＢＳＣＣＯ型高温度超伝導材料を使用し、また１０バ
ール圧力時の液体窒素の沸騰温度は１０４Ｋに等しいから、許容可能な最高温度
Ｔａｍｍはこの値と一致するものと想定する。

【００９７】短絡状態にてケーブルの低温安定性を保証する金属材料の量は次式に従って決
定した。 ΔＴａｍｍ＝［（ΣＲｉＩｃｃｉ²）／（Σｍｉｃｐｉ）］^*Δｔｃｃ（Ｉ） ΔＴａｍｍは、短絡に起因する許容可能な温度上昇を表し、Ｒｉは超伝導ケーブルのｉ番目の要素の抵抗を表し、Ｉｃｃｉは超伝導ケーブルのｉ番目の要素の短絡電流を表し、ｍｉは超伝導ケーブルのｉ番目の要素の質量を表し、ｃｐｉは超伝導ケーブルのｉ番目の要素の比熱を表し、 Δｔｃｃは短絡の持続時間を表す。

【００９８】その結果、ｍｉ＝δｉ＊Ｖｉ＝δｉ＊Ｓｉ＊ｌｉ（ＩＩ）ここで、 δｉはｉ番目の要素の密度を表し、Ｖｉはｉ番目の要素の体積を表し、Ｓｉはｉ番目の要素の断面積を表し、ｌｉはｉ番目の要素の長さを表す。

【００９９】同様に次式となる。Ｒｉ＝ρｉ＊（ｌｉ／Ｓｉ）（ＩＩＩ）ここで、ρｉはｉ番目の要素の電気比抵抗率を表す。

【０１００】 ΔＴａｍｍ、δｉ、ｌｉ、ρｉ、Ｉｃｃｉ、ｃｐｉ、Δｔｃｃの値及び超伝導
テープ、金属補強フォイル及び銅ストラップの断面積の値は、既知の設計データ
であるから、（Ｉ）にて等式（ＩＩ）、等式（ＩＩＩ）を置換することにより、
管状支持要素の金属材料の断面積を決定することが可能となる。

【０１０１】２つのケーブルの原型の構造的特徴は、位相導体に関してのみ具体的に以下の
表Ｉに掲げてある。全く同様の仕方にて戻し導体の構造的特徴は、同一の短絡電
流がその双方を通って流れることを考慮して決定することができる。

【０１０２】単一セクターの寸法は、付設及び冷却条件に適合し得るように実質的に選んだ
ものである。特に、内径３８．７ｍｍ及び外径４８．５ｍｍセクターを選び、こ
の場合、セクターの数は１４とすることが適当であることが分かった。

【０１０３】次に、原型に対し多数の試験を行い、この試験は、超伝導材料中に生じた変形
、規制された収縮の反応としてケーブルにより端子に加えられた牽引力を評価す
ることを可能にした。

【０１０４】かかる試験の結果は以下の表ＩＩに掲げてあり、この場合、臨界変形値すなわ
ち、その値を超えると、超伝導材料の電流伝送能力の低下が検出される（その理
由は多分、超伝導材料の破断及び粒子の分離によるものと考えられる）値も記載
されている。

【０１０５】上記の表ＩＩには、本発明の安定基準に従ってケーブルの完全及び断熱安定性
を保証するのに必要な量に関して伝導材料の使用量も記載されている。

【０１０６】

【実施例３】（比較）比較する目的のため、各々がそれぞれの支持要素の上にら旋状に巻かれた超伝
導材料のテープから成る一対の位相導体及び戻し導体を含む複数の導電性要素を
備えるケーブルを製造した。この場合、これらテープは、位相導体に対し完全に
金属で出来た管状要素と、戻し導体に対し誘電性材料層とから成るものとした。

【０１０７】完全に金属で作った管状要素は、金属セクター、特に銅製のセクターから成る
ものとした。上記の実施例１及び２に記載した方法に従い、上記の実施例に掲げた短絡状態
にて安定的であるような仕方にて本発明の低温安定性の判断基準に従って上記の
ケーブルを設計した。

【０１０８】ケーブルの構造的特徴は以下の表Ｉに掲げてある。内径３８．７ｍｍ及び外径４５．７ｍｍのセクターを選んだ。かかる配置のた
めの環状セクターの好ましい数は１６であることが分かった。

【０１０９】全く同様の方法にて、ケーブルに対し先の実施例１及び２に記載した試験を行
い、ケーブル内に生じた機械的応力を測定し且つケーブルにより端子に加えられ
た応力を測定した。かかる試験の結果は同一の表ＩＩに掲げてある。

【０１１０】更に、上記のケーブルに対する短絡状態下にて安定性を保証するのに必要とさ
れる最小量に関して金属材料の使用量も表ＩＩに掲げてある。ケーブルの幾何学的形態に関して、液圧的な理由のため、上記の３つの実施例
の全てのケーブルに対して内径を等しく３８．７ｍｍに設定したすることは、完
全に実施例３の金属で出来た支持要素は、構造的理由のため、実施例１及び２の
複合的な管状要素の断面積の１３８％に等しい銅部分を使用することを意味する
。

【０１１１】

【実施例４】（比較）比較の目的のため、管状支持要素は重合系材料、特に、ポリテトラフロオロエ
チレンで出来た管状要素により構成される点を除いて、先の実施例３と同一の特
徴に従い１つのケーブルを製造した。

【０１１２】完全に重合系材料で出来た上記の管状要素は、ケーブルは顕著な量の電流を伝
送し得るようにされた金属材料が基本的に存在せず、短絡状態下にて低温安定性
を欠如するから、超伝導材料内にて及び端子にて生じた機械的応力の点において
のみ本発明による原型と比較した。

【０１１３】表ＩＩの結果から、実施例１及び２の双方の原型において、超伝導材料に生じ
た変形は実質的に臨界値よりも小さいことは明白であり、更に、実施例３の原型
について検出されたものよりも明らかに小さく、そのことは、複合的な管状支持
要素が超伝導材料に対し長手方向に沿って加えられた応力の程度を減少させるの
に効果的であることの追加的な証拠である。

【０１１４】臨界変形値に関して、実施例１の補強フォイルが設けられたケーブルは、かか
るフォイルが設けられないケーブルよりも大きい値を有することは表ＩＩの値か
ら直ちに明確となる。その理由は、フォイルの結合ステップ後の超伝導材料の層
がテープの金属被覆にプレストレス効果を与えることに起因する。

【０１１５】実施例３のケーブルの場合、超伝導材料の変形は臨界値よりも大きい値を有し
、この値は、超伝導率状態下にて伝送する電流の超伝導能力に影響を与えると観
察することが更に可能である。

【０１１６】実施例３の原型に関し、実施例１及び２の原型は、端子に対し与える牽引力が
遥かに小さく、このことは、ケーブルの機械的安定性にとって有益なことである
。

【０１１７】導体の変形、臨界変形、端末に加わる牽引力の点にて、本発明のケーブル原型
と実施例４のケーブルとを比較すると、実施例４のケーブルは、超伝導体の機械
的応力に関して問題点を生ずることなく一層大きい電流伝送能力を保証する点に
てより好ましいと推測されようが、支持要素中に存在する金属材料の量及び短絡
状態に対抗するのに必要な量に関するデータから、実施例４によるケーブルは短
絡の虞れがある状態下にて（また、何ら異なる保護手段が設けられていない場合
に）使用するのに十分でないと推測することができる。

【０１１８】表Ｉ管状支持要素内部ＳＣ ΔＴ．（℃）の金属材料例．１断面積．ｍｍ２３３５８８．６１０Ｃｕ／ＳＣ３．８例．２断面積．ｍｍ２３３５８８．６１０Ｃｕ／ＳＣ３．８例．３断面積．ｍｍ２４６４８８．６５．６Ｃｕ／ＳＣ５．２内部ＳＣ＝内部導体（位相導体）の超伝導材料層 ΔＴ＝超伝導材料の温度上昇表ＩＩＥｘ．１Ｅｘ．２Ｅｘ．３Ｅｘ．４超伝導体の変形（％）０．１８０．１８０．３１０．０５臨界変形（％）０．５０．２９０．２９０．２９牽引力（Ｋｇ）１２５００１２０００１８６００５４００銅の量（％）１００１００１３８ −

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に従って、同軸多数要素の３層超伝導ケーブルの部
分断面斜視図である。

【図２】図１の同軸ケーブルの１つの要素の拡大部分断面斜視図である。

【図３】位相導体及び戻し導体の双方に補強フォイルが設けられた、図１の同軸ケーブ
ルの１つの要素の第二の実施の形態を示す拡大部分断面斜視図である。

【図４】本発明の更なる実施の形態による単一層多数要素非同軸超伝導ケーブルの拡大
部分断面斜視図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１２】第一の側面に従って、本発明は、特許請求の範囲第１項に記載した上述した型
式の超伝導ケーブルに関するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１３】本発明の第二の面において、本発明は、特許請求の範囲第１５項に記載した超
伝導要素に関するものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１４】本発明の第三の面によれば、特許請求の範囲第２３項に記載したクランプ止め
式ヘッド部を有する型式の超伝導ケーブルの両固着端子に冷却の結果として付与
される長手方向に沿った引張り応力を制限する方法に関するものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１７】特に、かかる複合的な管状の支持要素は、特許請求の範囲第１５項及び２３項
に記載したように、大きい熱膨張率を有する上述の第二の材料が存在するため、
超伝導材料の熱膨張率以上の熱膨張率を有し、このため、ケーブルの冷却ステッ
プ中、完全な金属製の支持体に対してより大きい程度、すなわち、何れにせよ、
テープに許容し得ない変形を生じさせない程度だけ半径方向に収縮することので
きるようにすることが可能であることが分かった。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００２３】特に、複合的な支持要素の第一の金属材料は、銅、アルミニウム及びその合金
から成る群から選ばれる。好ましくは、上述の第二の材料は、非金属材料であり、２０^*１０−６℃−１
以上、より好ましくは、４０乃至６０^*１０−６℃−１の範囲の熱膨張率を有す
るものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5G321 BA01 CA99

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）超伝導材料から成るテープ層（２０）と、ｂ）超伝導材料から成る前記テープ層（２０）を支持する管状要素（６）と、ｃ）超伝導材料をその臨界温度以下の加工温度まで冷却し得るようにされた冷
却回路とを備える超伝導ケーブル（１）において、前記管状要素（６）は複合的であり、該管状要素が、第一の熱膨張率を有する第一の材料及び該第一の材料の熱膨張
率よりも大きい熱膨張率を有する第二の材料の所定の量を備え、前記管状要素が室温とケーブルの前記加工温度との間で全体的な熱収縮率を有
し、超伝導材料から成る前記テープに該テープの臨界変形よりも小さい変形を生
じさせるような仕方にて前記第一及び第二の材料の前記熱膨張率及び前記量が予
め設定されることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項２】請求項１による超伝導ケーブル（１）において、前記第一及び第二の材料が、隣接する環状セクター（１６、１７）として形成
されることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項３】請求項２による超伝導ケーブル（１）において、前記環状セクター（１６、１７）が、一方が他方の後になるように周方向に配
置されることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項４】請求項２による超伝導ケーブル（１）において、前記環状セクター（１６、１７）が、５°乃至５０°の範囲の巻き付け角度に
従ってら旋状に巻かれることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項５】請求項１による超伝導ケーブル（１）において、前記第一の材料が７７Ｋ＜５^*１０−９Ωｍの抵抗率、７７Ｋ＞１０６Ｊ／ｍ³ Ｋの比熱及び７７Ｋ＞５Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する金属であることを特徴とす
る、超伝導ケーブル。
【請求項６】請求項１による超伝導ケーブル（１）において、前記第二の材料が１７^*１０−６℃−１以上の熱膨張率を有する非金属材料で
あることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項７】請求項６による超伝導ケーブル（１）において、前記第二の非金属材料が、ポリアミド、ポリテトラフロオロエチレン及びポリ
エチレンから成る群から選ばれた重合系材料であることを特徴とする、超伝導ケ
ーブル。
【請求項８】請求項１による超伝導ケーブル（１）において、超伝導材料が、金属被覆（１９）内に組み込まれることを特徴とする、超伝導ケ
ーブル。
【請求項９】請求項８による超伝導ケーブル（１）において、５°乃至６０°の範囲の巻き付け角度に従って前記少なくとも１つの管状支持
要素（６）の表面上にてら旋状に巻かれた複数の超伝導テープ（１８ａ、１８ｂ
）を備えることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項１０】請求項８による超伝導ケーブル（１）において、前記超伝導材料の金属被覆（１９）に結合された金属材料で出来た少なくとも
１つの補強フォイル（２１）を更に備え、該フォイル（２１）が、前記超伝導材料と電気的に接続していることを特徴と
する、超伝導ケーブル。
【請求項１１】請求項８による超伝導ケーブル（１）において、前記超伝導材料の両面に結合された金属材料で出来た２つの補強フォイル（２
１）を備えることを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項１２】請求項１０又は１１による超伝導ケーブル（１）において
、前記超伝導材料が長手方向に沿って実質的にプレストレスが加えられることを
特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項１３】請求項１２による超伝導ケーブル（１）において、前記材料が、長手方向（γ）に沿って０．０５乃至０．２％の範囲の程度のプ
レストレスを有することを特徴とする、超伝導ケーブル。
【請求項１４】請求項１０又は１１による超伝導ケーブル（１）において
、補強フォイル（２１）及び前記超伝導テープ（１８）の金属被覆（１９）が、
銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、ニッケル、青銅、ステンレス鋼、ベリリ
ウム及びその合金から成る群から選ばれた金属から成ることを特徴とする、超伝
導ケーブル。
【請求項１５】管状要素（６）により支持された少なくとも１つの超伝導
材料層（２０）を備える超伝導要素（３）において、前記管状要素（６）が、実質的に複合的であり、超伝導材料の層（２０）と電
気的に接触した所定の量の第一の金属材料と、前記第一の材料と関係した少なく
とも１つの第二の重合系材料とを備えることを特徴とする、超伝導要素。
【請求項１６】請求項１５による超伝導要素（３）において、前記第一及び第二の材料が、隣接する環状セクター（１６、１７）として形成
されることを特徴とする、超伝導要素。
【請求項１７】請求項１６による超伝導要素（３）において、前記環状セクター（１６、１７）が、一方が他方の後になるように配置される
ことを特徴とする、超伝導要素。
【請求項１８】請求項１６による超伝導要素（３）において、前記環状セクター（１６、１７）が、５°乃至５０°の範囲の巻き付け角度に
従ってら旋状に巻かれることを特徴とする、超伝導要素。
【請求項１９】請求項１５による超伝導要素（３）において、前記第一の金属材料が、７７Ｋ＜５^*１０−９Ωｍの抵抗率、７７Ｋ＞１０６
Ｊ／ｍ³Ｋの比熱及び７７Ｋ＞５Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する金属であることを
特徴とする、超伝導要素。
【請求項２０】請求項１５による超伝導要素（３）において、前記第二の材料が１７^*１０−６℃−１以上の熱膨張率を有する非金属材料で
あることを特徴とする、超伝導要素。
【請求項２１】請求項２０による超伝導要素（３）において、前記第二の重合系材料が、ポリアミド、ポリテトラフロオロエチレン及びポリ
エチレンから成る群から選ばれることを特徴とする、超伝導要素。
【請求項２２】請求項１５による超伝導要素（３）において、少なくとも１つの超伝導テープ（１８ａ、１８ｂ）を備え、前記超伝導材料層（２０）が、金属被覆（１９）内に組み込まれ、金属材料で出来た少なくとも１つの補強フォイル（２１）が前記金属被覆（１
９）に結合されることを特徴とする、超伝導要素。
【請求項２３】クランプ止めヘッド型式の超伝導ケーブルであって、超伝
導材料から成る少なくとも１つの層（２０）を備える前記超伝導ケーブルの両固
着端子に冷却の結果として付与される長手方向に沿った引張り応力を制限する方
法において、超伝導材料の層（２０）を支持すべくケーブル内に複合的な管状要素（６）が
設けられることを特徴とする、方法。