JP2018129889A - 常電導接続部材及び超電導ケーブルの端末構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】超電導ケーブルと常電導部とを接続する際に、大きさに応じた好適な通電容量を確保しつつ、超電導ケーブルへの外部からの熱侵入量を低減すること。
【解決手段】超電導ケーブルの外周に配置され、超電導ケーブルに接続されるケーブル接続部と、ケーブル接続部の外周を囲むように配置され、ケーブル接続部に電気的に接続されるとともに、常温側の機器に接続される端子部が外周側に設けられる板状の導電フランジ部とを有し、導電フランジ部には、端子部とケーブル接続部との間に、同心で且つ異なる直径の欠円状の複数のスロットが形成され、複数のスロットのうち、導電フランジの最外周に配置される第１スロットは、第１スロットの端部が挟む欠円部を、ケーブル接続部を挟み端子部とは逆側に配置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、超電導ケーブルの終端接続部等に用いられる常電導接続部材及び超電導ケーブルの端末構造体に関する。

従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。

超電導ケーブルは、断熱管内に一心又は複数心のケーブルコアが収容された構造を有するものが知られている。一心のケーブルコアとしては、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する。また、ケーブルコアとしては、フォーマの外周に、超電導導体層と、電気絶縁層とを交互に同心円状に配置した複数の超電導導体層を同一心で有する同軸型のケーブルコアが知られている。

断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒（例えば液体窒素）が充填される内管（以下「断熱内管」）と、断熱内管の外周を覆う外管（以下「断熱外管」）を有する。断熱内管と断熱外管の間は、断熱のために真空状態とされる。

超電導ケーブルの終端接続部等に適用される超電導ケーブルの端末構造体においては、低温部となる低温容器に超電導ケーブルの端末部が収容され、超電導ケーブルの導体（例えば超電導導体層）がリード部の導体引出部を介して常温部に引き出される。低温容器は、超電導ケーブルの端末部を収容し運転時に液体窒素等の冷媒が充填される冷媒槽と、冷媒槽を収容し運転時に真空状態とされる真空槽とからなる二重構造を有する。

このような超電導ケーブルの端末構造体において、液体窒素が充填される冷媒槽内で、超電導ケーブルの超電導導体層に、導体引出部の機能を有する常電導接続部材を接続する構造として、例えば、特許文献１に示す超電導ケーブルの端末構造が知られている。

特許文献１では、円環状の外フランジの内側に、超電導ケーブルの外周に電気的に接続して取り付けた円環状の内フランジを、超電導ケーブルを中心に回転自在に電気的に取り付けた円盤状の常電導接続部材が開示されている。

図１に示す常電導接続部材では、円環板状の外フランジの内側に、内フランジが、接触子を介して相対的に回動可能に取り付けられている。外フランジの外周には、常温部に接続される端子が突設されている。

ところで、一般的に超電導ケーブルの終端に常電導接続部材を設置する構成では、端子から超電導ケーブルまでの通電経路が、外部から超電導ケーブルへの熱の侵入経路（伝導熱の経路）にもなる。よって、伝導熱の経路を長くして、超電導ケーブル側への熱侵入量を低くすることが考えられている。

特許文献１の常電導接続部材では、外側フランジにおいて、外周の端子から内側フランジまでの領域に、外フランジの表裏面を貫通する同心円の複数の円弧状のスロットを設けている。スロットによって、スロットが形成されていない部分（スロットの端部が挟む欠円部分）から、内フランジの方向（中心方向）に電流が流れるようにして、端子と内フランジとの間の通電距離を確保している。この通電距離を長くすることにより、外部からの熱を伝達しにくくして、超電導ケーブルの超電導層への熱の進入を防止している。

米国特許出願公開第２０１２／２８９４０５号明細書

ところで、特許文献１の常電導接続部材では、外フランジにおいて最外周に位置する円弧状のスロットは、スロットが形成されていない欠円部分を、常温側の機器（電力用同軸ケーブルも含む）に接続される端子のある方向に、つまり端子と半径方向で連続するように形成されている。これにより、通電時には、外フランジにおいて最外周のスロットの外側には、電流が流れない。よって、特許文献１の常電導接続部材において外側部分を無駄にせず有効に使用したいという要望があった。

本発明の目的は、超電導ケーブルと常電導部とを接続する際に、大きさに応じた好適な通電容量を確保しつつ、超電導ケーブルへの外部からの熱侵入量を低減することができる常電導接続部材及び超電導ケーブルの端末構造体を提供することである。

本発明に係る常電導接続部材は、
超電導ケーブルの外周に配置され、超電導ケーブルに接続されるケーブル接続部と、
前記ケーブル接続部の外周を囲むように配置され、前記ケーブル接続部に電気的に接続されるとともに、常温側の機器に接続される端子部が外周側に設けられる板状の導電フランジ部とを有し、
前記導電フランジ部には、前記端子部とケーブル接続部との間に、同心で且つ異なる直径の欠円状の複数のスロットが形成され、
前記複数のスロットのうち、前記導電フランジ部の最外周に配置される第１スロットは、当該第１スロットの端部が挟む欠円部を、前記ケーブル接続部を挟み前記端子部とは逆側に配置している構成を採る。

本発明に係る超電導ケーブルの端末構造体は、上記構成の常電導接続部材と、前記常電導接続部材に接続される超電導ケーブルと、を有する構成としても良い。

本発明によれば、超電導ケーブルと常電導部とを接続する際に、好適な通電容量を確保しつつ、超電導ケーブルへの外部からの熱侵入量を低減することができる。

本発明の一実施の形態に係る端末構造体を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る端末構造体における超電導ケーブルの概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る端末構造体における常電導接続部材と超電導ケーブルの接続部分を示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係る端末構造体における常電導接続部材と超電導ケーブルの接続部分を示す底面図である。 比較例１としての常電導接続部材の正面図である。 本発明に係る実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体における常電導接続部材の変形例を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体１を示す図である。説明の便宜上、超電導ケーブル１０が導入される側を後端側（図１では右側）、反対側を先端側（図１では左側であり挿入方向側ともいう）として説明する。

図１に示すように、端末構造体１は、超電導ケーブル１０の端末部と、板状の常電導接続部材３０と、冷媒槽２１及び真空槽２２を有する低温容器２０と、支持脚部（支持部）２８を有する。

端末構造体１では、中央部に超電導ケーブル１０が挿通された常電導接続部材３０が所定間隔を空けて配置されている。常電導接続部材３０間に、超電導ケーブル１０を囲むように筒状の内側収容片２１１が架設されることに冷媒槽２１が形成される。また、冷媒槽２１を囲むように、筒状の外側収容片２２１が架設されることにより、真空槽２２が形成されている。

すなわち、低温容器２０は、常電導接続部材３０及び内側収容片２１１で構成される内側の冷媒槽２１と、常電導接続部材３０及び外側収容片２２１で構成される外側の真空槽２２とからなる二重構造となっている。

このように構成される低温容器２０（詳細には冷媒槽２１）に超電導ケーブル１０の端末部が所定の状態で水平方向に延在するように収容された状態となっている。

低温容器２０から、常電導接続部材３０（詳細には、図３に示す常電導接続部材３０の端子部３０１）を介して超電導ケーブル１０の導体電流が電力機器等の実系統側に引き出される。

なお、常電導接続部材３０と同様に、シールド通電部を設けて、このシールド通電部に超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４（図２参照）を接地してもよい。

本実施の形態の超電導ケーブル１０は、端末構造体１において、略水平方向に配置され、超電導ケーブル１０における複層の超電導導体層毎に、水平方向で所定間隔を空けて配置された常電導接続部材３０を介して、超電導ケーブル１０の導体電流を引き出される。

図２は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体における超電導ケーブルの概略構成を示す断面図である。

図１及び図２に示すように、超電導ケーブル１０は、断熱管１２内に、電気絶縁層（導体絶縁層）１１３（１１３−１、１１３−２、１１３−３）を介して超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）を同心円状に複数備えるケーブルコア１１が収容された超電導ケーブルである。超電導ケーブル１０は、各超電導導体層で位相の異なる電流を流す多相超電導ケーブルとしてもよい。ここでは、超電導導体層を、中心から、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を流す導体として３層で同軸上に有する三相同軸超電導ケーブルとしている。

ケーブルコア１１は、例えば中心から順に、Ｎ_２冷却管である中央冷却管１１１、第１超電導導体層１１２−１、第１電気絶縁層（導体絶縁層）１１３−１、第２超電導導体層１１２−２、第２電気絶縁層（導体絶縁層）１１３−２、第３超電導導体層１１２−３、第３電気絶縁層（導体絶縁層）１１３−３、ケーブルシールド層１１４、及び保護層１１５等を有する。

各超電導導体層１１２及びケーブルシールド層１１４は、例えば、下層の外面に螺旋状に巻き付けた多数本の超電導テープ（テープ状の超電導線材）により構成されるものとした。超電導導体層を構成する各超電導テープは、互いに重ならずに配置されている。

超電導テープは、ここでは、ＲＥＢａ_ｙＣｕ_３Ｏ_ｚ系（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ及びＨｏから選択された１種以上の元素を示し、ｙ≦２及びｚ＝６．２〜７である。）の高温超電導薄膜を備える酸化物超電導材である。この超電導テープは、テープ状の金属基板上に成膜された中間層上に、テープ状の超電導薄膜である酸化物超電導層（以下、「超電導層」と称する）、安定化層が順に積層されることによって作製される。なお、超電導テープの金属基板としては、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、ステンレス鋼又は銀（Ａｇ）である。また、中間層は、例えば、金属基板上に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層、ガリウムドープ酸化亜鉛層（Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７：ＧＺＯ）、或いはイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等による第１層、Ｙ_２Ｏ_３又はＬａＭｎＯ_３等の層である第２層、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等から成る第３層、酸化ランタンマンガン（ＬａＭｎＯ_３）等の層である第４層、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）層である第５層を、順に積層することによって構成される。

超電導層は、有機金属酸塩あるいは有機金属化合物を原料とし、真空プロセスを使用せずに、ＭＯＤ法（Metal Organic Deposition Processes：有機酸塩堆積法）により中間層上に成膜される。ＭＯＤ法は、金属基板上に中間層を設けた複合基板上の金属有機酸塩を加熱して熱分解することによって複合基板上に超電導層である薄膜を形成する。

このように構成される超電導テープを、下層の中央冷却管１１１、電気絶縁層１１３（１１３−１、１１３−２）の外周に、超電導層（超電導薄膜）が外周側、複合基板（基板）が内周側となるように、螺旋状に巻回することによって、各超電導導体層１１２は構成される。

電気絶縁層１１３は、それぞれ下層の超電導導体層１１２の外周に、例えば、半合成絶縁紙を巻回して構成される。

保護層１１５は、例えば、ケーブルシールド層１１４の外周にクラフト紙等を巻回して構成される。

超電導ケーブル１０の端末部においては、図１に示すように、ケーブルコア１１に段剥ぎ加工が施され、先端側から順に各層が露出する。各超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）には、各超電導導体層１１２に電気的に接続される常電導接続部材３０（３０−１には１１２−１、３０−２には１１２−２、３０−３には１１２−３）が接続されている。ここでは、常電導接続部材３０は、超電導導体層１１２の外周に配置される。ケーブルシールド層１１４の外周には、ケーブルシールド層１１４に電気的に接続されるシールド接続端子が配置されてもよい。なお、本実施の形態では、超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）の外周に配置される電気絶縁層１１３（１１３−１、１１３−２、１１３−３）の外周には、ストレスコーン等の電界緩和部１５が配置されている。

断熱管１２は、内側の断熱内管１２１と外側の断熱外管１２２とからなる二重管構造を有する。断熱内管１２１及び断熱外管１２２は、コルゲート状を有することが好ましい。断熱内管１２１及び断熱外管１２２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のコルゲート管（波付き管）によりそれぞれ構成される。

断熱内管１２１は、ケーブルコア１１を収容し、運転時には冷媒（例えば液体窒素）が充填される。これにより、超電導導体層１１２は、超電導状態に維持される。断熱内管１２１と断熱外管１２２の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。

このように超電導ケーブル１０は、フォーマの外周側に、超電導導体層１１２と、波付き管である断熱内管１２１と断熱外管１２２とによる二重構造を採る断熱管１２とを順に有する構成となっている。

断熱内管１２１は、シールド通電部の内周部に気密的に固定され、断熱外管１２２は、シールド通電部の外周部に気密的に固定される。

内側収容片２１１は、筒状であり、エポキシ樹脂や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）等の絶縁材料により構成される絶縁管である。すなわち、超電導ケーブル１０の端末部は、冷媒槽２１である絶縁管に収容された状態となる。

内側収容片２１１の内側は、常電導接続部材３０に、超電導ケーブル１０の延在方向（「軸方向」ともいう）に貫通して形成された貫通孔３４４（図３参照）を介して連通した状態となっている。
なお、冷媒槽２１は、例えば真空槽２２内に配置された架台（図示略）に載置してもよい。冷媒槽２１には、運転時に冷媒循環装置（図示略）により冷媒が循環供給される。冷媒槽２１に連通する断熱内管１２１の内部も冷媒で充填される。

外側収容片２２１は、外周にがい管部２３を有する筒状であり、冷媒槽２１を収容するように常電導接続部材３０間に設けられる。外側収容片２２１は、例えばエポキシ樹脂やＦＲＰ等の絶縁材料で構成され、常電導接続部材３０に、気密的に固定される。

外側収容片２２１の内側は、常電導接続部材３０に、超電導ケーブル１０の延在方向に貫通して形成されたスロット部３１０を介して連通した状態となっている。がい管部２３は、例えば、ポリマーがい管または磁器がい管により構成される。がい管部２３は、例えば、絶縁筒の外周面に一体的にポリマー被覆体を一体的に設けて形成される。絶縁筒は、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で構成される。冷媒槽２１内の超電導ケーブル１０の外面に電界緩和部１５を取り付ける場合には、この電界緩和層の周囲に、電界緩和部を囲む位置に配置される。ポリマー被覆体は、電気絶縁性能に優れる材料、例えばシリコーンポリマー（シリコーンゴム）などの高分子材料で構成され、外周面に、複数個の傘状の襞部が長手方向に離間して形成される。

がい管部２３の内部、つまり、外側収容片２２１（真空槽２２）の内部は、運転時には真空引きされて真空状態となる。

常電導接続部材３０及び外側収容片２２１により構成される真空槽２２は、運転時に真空ポンプ（図示略）により真空引きされ、真空状態に保持される。真空槽２２に連通する断熱内管１２１と断熱外管１２２の間の空間が真空状態に保持される。

図３は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体における常電導接続部材と超電導ケーブルの接続部分を示す正面図であり、図４は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体における常電導接続部材と超電導ケーブルの接続部分を示す底面図である。なお、図３では、常電導接続部材の通電領域をドットで示している。

図３及び図４に示す常電導接続部材３０は、内側収容片２１１（冷媒槽２１）の内側の超電導ケーブル１０の外周面に位置する超電導導体層の筒状接触部３２に電気的に接続される。

常電導接続部材３０は、超電導ケーブル１０を、端子部３０１を介して常温側の機器に電気的に接続する。

常電導接続部材３０は、超電導ケーブル１０の外周に電気的に接触して配置される筒状接触部３２と、筒状接触部３２の外周に配置され、内側収容片２１１が固定される内側フランジ３４と、内側フランジ３４の外周に配置される外側フランジ３６と、を有する。

常電導接続部材３０では、筒状接触部３２、内側フランジ３４、及び複数の外側フランジ３６は、それぞれ互いに、導電部材により形成され、それぞれ電気的に接続される。なお、内側フランジ３４と外側フランジ３６は、接触子であるマルチコンタクト３５により筒状接触部３２に対して、超電導ケーブル１０を中心に相対的に回動自在となっている。

筒状接触部３２は、内周面で超電導ケーブル１０の外周の超電導導体層に密着して固定される。本実施の形態では、図４に示すように、内側フランジ３４及び外側フランジ３６の厚みよりも、超電導ケーブル１０の延在方向に長い。筒状接触部３２は各常電導接続部材３０において、超電導ケーブル１０の外周面に位置する超電導テープからなる超電導導体層に電気的に接合される。なお、筒状接触部３２は、超電導ケーブル１０の外周に配置され、超電導ケーブル１０に接続されるケーブル接続部を構成する。

内側フランジ３４には、接触子であるマルチコンタクト３３が取り付けられている。このマルチコンタクト３３を介して筒状接触部３２を囲むように、内側フランジ３４が電気的に接続されつつ、周方向及び軸方向に摺動自在に外嵌されている。

内側フランジ３４は、外側フランジ３６とともに、筒状接触部３２の外周を囲むように配置され、筒状接触部３２に電気的に接続されるとともに、常温側の機器に接続される端子部３０１が外周側に設けられる板状の導電フランジ部３８を構成する。

内側フランジ３４は、円環板状の銅等からなる導電部材であり、内部に超電導ケーブル１０及び筒状接触部３２が配置され、表裏面の外周縁部で、内側収容片２１１の開口端部が気密的に固定される。内側フランジ３４は、外周部に、内側収容片２１１を固定する固定穴３４２が形成されるとともに、この固定穴３４２に固定された内側収容片２１１の内側部分には、内周縁に沿って、冷媒が通る貫通孔３４４が厚み方向に貫通して複数設けられている。つまり、貫通孔３４４は冷媒槽２１内に配置される。

内側フランジ３４の外周には、接続相手と電気的に接続しつつ、相対的に可動可能にする接触子であるマルチコンタクト３５が取り付けられている。このマルチコンタクト３５を介して、内側フランジ３４の外周には、外側フランジ３６が、電気的に接続されつつ、周方向及び軸方向に摺動自在に外嵌されている。

外側フランジ３６は、板状の通電部分の外周に突出して設けられる端子部３０１と、端子部３０１と内側フランジ３４との間の領域に形成されたスロット部３１０と、スロット部３１０により規定される通電部３２０と、を有する。

外側フランジ３６は、例えば、銅等の導電材料により形成され、ここでは、環状の導電板である。外側フランジ３６は、その外周から端子部３０１が一体に突設される。

外側フランジ３６では、表裏面の少なくとも一面に外周部３６２に外側収容片２２１（図１参照）が気密的に固定される。図１に示す常電導接続部材３０―１の表面（ここでは、先端側の面）には、真空槽２２の先端面となるカバーが気密的に固定される。

外側フランジ３６の厚みは、内側フランジ３４の厚みと略同様としているがこれに限らない。外側フランジ３６は、超電導ケーブル１０の収縮により内側フランジ３４が変位する際に好適に追従を行わせるために、内側フランジ３４の幅よりも短く構成されることが望ましい。

スロット部３１０は、端子部３０１と筒状接触部３２とを連続させるための通電部３２０を規定する。なお、スロット部３１０を内側フランジ３４に設けて、内側フランジ３４にスロット部３１０により規定される通電部３２０を形成してもよい。

スロット部３１０は、中心の超電導ケーブル１０を囲むように配置される複数のスロット３１１、３１３、３１５有する。

スロット部３１０は、端子部３０１と、筒状接触部３２の超電導ケーブル１０との接触部分との間の通電部３２０の長さが、端子部３０１と、筒状接触部３２の超電導ケーブル１０との接触部分との間を少なくとも最短で結ぶ直線よりも長くなるように、通電部３２０を規定する。本実施の形態では、内側フランジ３４は導電板状で超電導ケーブル１０に接続された構成であるので、通電部３２０は、外側フランジ３６において端子部３０１から内側フランジ３４までの領域に形成されるものとして説明する。

本実施の形態では、スロット３１１、３１３、３１５は、それぞれ同心で且つ異なる直径の欠円状（円の一部を直線で切断した形状）をなしている。スロット３１１、３１３、３１５のうち、同心で且つ異なる直径で隣り合うスロット同士が、第１スロット及び第２スロットに相当する。

最外周側のスロット３１１（第１スロットに相当）において欠円部分を挟む端部３１１ａは、半径方向で端子部３０１と超電導ケーブル１０を挟んだ逆側の位置に配置させている。

また、スロット３１１に異なる直径で且つ、同心で隣り合うスロット３１３（第２のスロット）では、スロット３１３の欠円部分を挟む端部３１３ａは、スロット３１１において欠円部分を挟む端部３１１ａとは、同心を挟む逆側の位置、つまり、端子部３０１から離れた位置に配置されている。また、スロット３１３と異なる直径で且つ、同心で隣り合うスロット３１５では、スロット３１５の欠円部分を挟む端部３１５ａは、スロット３１３において欠円部分を挟む端部３１３ａとは、同心を挟む逆側の位置に配置されている。すなわち、複数の欠円状のスロット３１１、３１３、３１５では、隣り合うスロット同士で、欠円部分を挟む端部が、同心を挟んで逆側に配置される。

この構成によれば、端子部３０１から通電されると、図３のドットで示す通電領域からも明らかなように、電流は、通電部３２０、マルチコンタクト３５，内側フランジ３４、マルチコンタクト３３を介して筒状接触部３２に流れる。

具体的には、電流は、端子部３０１からスロット３１１で仕切られた外周部を流れる。そして、電流は、同心を挟み端子部３０１とは逆側のスロット３１１の端部３１１ａで挟まれる欠円部分を通り、スロット３１１、３１３で仕切られる領域を通り、スロット３１３の端部３１３ａで挟まれる欠円部分を介してスロット３１３、３１５で仕切られる領域を通り、スロット３１５の端部３１５ａで挟まれる欠円部分を介して内側フランジ３４に流れる。

このように、常電導接続部材３０では、端子部３０１に最も近接する最外周のスロット３１１の欠円部分を、端子部３０１とは正対する方向に位置させることにより、熱伝導経路を長くすることができる。

よって、図５に示す常電導接続部材８０のように、常電導接続部材３０と同じ形状であるが、外側フランジ３６１１において、端子部３０１に最も近接する最外周のスロット３１１１の欠円部分３１１１ａを、端子部３０１１側に配置し、端子部３０１１に連続させた構成と比較して、同じ大きさで熱侵入量を低減できる。

なお、常電導接続部材３０において外側フランジ３６の外周をグラスウール等の断熱材３００で覆うようにしてもよい（図３に二点鎖線で示す）。これにより、外側フランジ３６に外部からの熱侵入をより防止できる。

（変形例１）
図６は、変形例としての常電導接続部材３０Ａを示す平面図である。

常電導接続部材３０Ａは、常電導接続部材３０と同様の基本的構成を有する。常電導接続部材３０Ａは、超電導ケーブル１０の外周に電気的に接触して配置される筒状接触部３２と、筒状接触部３２の外周に配置され、内側収容片２１１が固定される内側フランジ３４と、内側フランジ３４の外周に配置される外側フランジ３６Ａと、を有する。

外側フランジ３６Ａは、板状の導電材の外周に突出して設けられる端子部３０１と、端子部３０１Ａと内側フランジ３４との間の領域に形成されたスロット部３１０Ａ（スロット３１３Ａ、３１５Ａ）と、スロット部３１０Ａにより規定される通電部３２０Ａと、を有する。

図６に示す常電導接続部材３０Ａは、外径（具体的には、外側フランジ３６Ａの外径）を、常電導接続部材８０よりも最外径を小さくして、最外周に位置する欠円状のスロット３１３Ａの端部３１３Ａａで欠円部分を、常温機器等の系統につながる電力ケーブルに接続する端子部３０１Ａに正対する方向に配置している。これにより、端子部３０１Ａから通電されると、外周部３６２Ａに沿って通電する。

この構成によれば、常電導接続部材８０と比較して、侵入熱が同値でも最外径を小さく、すなわち小型化することができる。この常電導接続部材３０Ａの小型化により、超電導ケーブルの端末構造体１の小型化を行うことができ、これを備える超電導ケーブルシステム全体の小型化も図ることができる。なお、システムを小型化できれば、冷却システムの負荷も下げることができ、超電導ケーブルの初期導入コストを低減できる。加えて、設置場所の制約が軽減され、超電導ケーブルシステムの敷設工事も容易となる。
なお、常電導接続部材３０Ａにおいて、外側フランジ３６Ａの外周をグラスウール等の断熱材３００Ａで覆うようにしてもよい（図６に二点鎖線で示す）。これにより、外側フランジ３６Ａへの外部からの熱侵入をより防止できる。

［実施例１］
図３に示す常電導接続部材３０を、無酸素銅に銀メッキした材料を用いて、図１に示す端末構造体を製造した。常電導接続部材３０は、外側フランジ３６を厚さ４０ｍｍ、最大外径Φ４６０ｍｍ、スロット幅５ｍｍ、スロット３１１、３１３、３１５間の幅１９ｍｍとして、内側フランジ３４の外周に設けた構成とした。

［実施例２］
実施例１と同様の構成において、外側フランジのみ変更して、図６に示す常電導接続部材３０Ａを無酸素銅に銀めっきした材料を用いて、厚さ４０ｍｍ、最大外径Φ３５４ｍｍ、スロット幅５ｍｍ、スロット３１３Ａ、３１５Ａ間の幅１９ｍｍとして、図１に示す端末構造体を実施例２として製造した。

[実施例３]
実施例１と同様の構成の常電導接続部材３０において、外側フランジ３６の外周を、グラスウールの断熱材３００（図３参照）で覆い、実施例１と同様に図１に示す端末構造体を製造した。

[実施例４]
実施例２と同様の構成の常電導接続部材３０Ａにおいて、外側フランジ３６Ａの外周を、グラスウールの断熱材３００Ａ（図６参照）で覆い、実施例１と同様に図１に示す端末構造体を製造した。

［比較例１］
実施例１と同様の構成において、外側フランジ３６のみ変更し、図５に示す常伝導接続部８０を無酸素銅に銀めっきした材料を用いて厚さ４０ｍｍ、最大外径Φ４６０ｍｍ、スロット幅５ｍｍ、スロット３１１１、３１３１、３１５１間の幅１９ｍｍとして、内側フランジ３４の外周に設けた図１に示す端末構造体を比較例１として製造した。

これら実施例１、２及び比較例１のそれぞれについて、通電電流ＡＣ３０００Ａ（実効値）で通電して、熱侵入量を測定したところ、実施例１は２５０Ｗであり、実施例２は３３０Ｗであり、外側フランジ３６をグラスウール断熱材で覆った実施例３は２３０Ｗ、外側フランジ３６Ａをグラスウール断熱材で覆った実施例４は３１５Ｗであり、比較例１は３５０Ｗであった。なお、熱侵入量は、カロリメトリック法にて測定した。
測定の結果、実施例１及び実施例２では、比較例１に対して熱侵入量が減少し、断熱材を有する実施例３及び実施例４は熱侵入量がより減少した。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 端末構造体
１０ 超電導ケーブル
１１ ケーブルコア
１２ 断熱管
２０ 低温容器
２１ 冷媒槽
２２ 真空槽
２３ がい管部
３０、３０Ａ 常電導接続部材
３２ 筒状接触部（ケーブル接続部）
３３、３５ マルチコンタクト
３４ 内側フランジ（導電フランジ部）
３６、３６Ａ 外側フランジ（導電フランジ部）
３８ 導電フランジ部
１１１ 中央冷却管
１１２ 超電導導体層
１１３ 電気絶縁層
１１４ ケーブルシールド層
１１５ 保護層
１２１ 断熱内管
１２２ 断熱外管
２１１ 内側収容片
２２１ 外側収容片
３０１、３０１Ａ 端子部
３１０、３１０Ａ スロット部
３１１、３１１Ａ、３１３、３１３Ａ、３１５、３１５Ａ スロット
３２０、３２０Ａ 通電部
３４２ 固定穴
３４４ 貫通孔
３６２、３６２Ａ 外周部
３１１ａ、３１３ａ、３１５ａ 端部

Claims (4)

1. 超電導ケーブルの外周に配置され、超電導ケーブルに接続されるケーブル接続部と、
   前記ケーブル接続部の外周を囲むように配置され、前記ケーブル接続部に電気的に接続されるとともに、常温側の機器に接続される端子部が外周側に設けられる板状の導電フランジ部とを有し、
   前記導電フランジ部には、前記端子部とケーブル接続部との間に、同心で且つ異なる直径の欠円状の複数のスロットが形成され、
   前記複数のスロットのうち、前記導電フランジ部の最外周に配置される第１スロットは、当該第１スロットの端部が挟む欠円部を、前記ケーブル接続部を挟み前記端子部とは逆側に配置している、
   常電導接続部材。
2. 前記第１スロットに同心円で隣り合う第２スロットを有し、
   前記第２スロットは、当該第２スロットの端部が挟む欠円部を、前記端子部側に位置させて配置されている、
   請求項１に記載の常電導接続部材。
3. 前記導電フランジ部の外周に、当該外周を覆う断熱材が設けられている、
   請求項１または２に記載の常電導接続部材。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の前記常電導接続部材と、
   前記常電導接続部材に接続される超電導ケーブルと、
   を有する、
   超電導ケーブルの端末構造体。

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