ケーブルコアの試験方法
【課題】超電導ケーブルのケーブルコアを全長試験する際、コアを冷却する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法を提供する。
【解決手段】 試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコア100がドラム10に巻き付けられたものを準備する準備工程と、試験対象を容器（冷却容器1）に収納する収納工程と、容器に冷媒（液体冷媒2L）を充填する充填工程と、冷媒により超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、コア100に通電又は課電して当該コア100の全長に亘るケーブル特性を測定する測定工程とを備える。収納工程は、ドラム10の軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する。
【解決手段】 試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコア100がドラム10に巻き付けられたものを準備する準備工程と、試験対象を容器（冷却容器1）に収納する収納工程と、容器に冷媒（液体冷媒2L）を充填する充填工程と、冷媒により超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、コア100に通電又は課電して当該コア100の全長に亘るケーブル特性を測定する測定工程とを備える。収納工程は、ドラム10の軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルのケーブルコアの特性を全長に亘って試験する方法に関する。特に、ケーブルコアを冷却するために同コアを収納する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給路を構成する電力ケーブルとして、超電導ケーブルが開発されつつある。超電導ケーブルは、代表的には、超電導導体層を有するケーブルコアと、このケーブルコアを収納すると共に、液体窒素といった冷媒が満たされる断熱管とを備える。
【０００３】
OFケーブルやCVケーブルなどの常電導ケーブルでは、その電気的特性を調べるにあたり、工場出荷前、全長を対象とする全長試験(枠試験)が行われている。一方、超電導ケーブルでは、その電気的特性を調べるにあたり、超電導導体層を超電導状態にするために冷却する必要がある。従って、仮に、超電導ケーブルの全長試験を行う場合、細い断熱管内に冷媒を充填しなければならず時間がかかる上に、超電導ケーブルをドラムに巻回した状態で冷却すると、超電導ケーブルの曲げ径がドラムの巻胴の径に規制される。すると、断熱管内のケーブルコアに過大な機械的応力が作用して、当該コアを損傷する恐れがある(特許文献1の明細書0011)。そのため、超電導ケーブルでは、短いサンプルを利用した抜き取り試験が行われている。一方、特許文献1では、断熱管内に気体を充填して、常温下で、超電導ケーブルの全長試験を行うことを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第4683371号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献1に提案される全長試験では、ケーブルコアが断熱管内に収納された状態の超電導ケーブルを対象としているが、超電導ケーブルの電気的特性は、実質的にケーブルコアの特性であることから、そのケーブルコアに対して、全長試験を行うことが望まれている。
【０００６】
しかし、従来、超電導ケーブル用のケーブルコアに対して、適切な全長試験方法が提案されていない。
【０００７】
例えば、超電導ケーブルに利用されるケーブルコアは、長尺であることから、取り扱い易いように、ケーブルコアをドラムに巻き取っておき、この状態でドラムと共に冷却し、特性を調べることが考えられる。この場合、ドラムに巻き取ったケーブルコアを容器に収納し、この容器に冷媒を充填すればよく、例えば、断熱管内に冷媒を充填して循環冷却する場合に比較して、簡易な冷却設備で試験を実施できる。
【０００８】
ところが、この場合、ケーブルコアを収納する容器は、ドラムも含めた容積を有する必要があり、大型になる。容器が大型であれば、当該容器に充填する冷媒量も多くなり、充填時間の長大化、ひいては試験時間の長大化を招く。更に、冷媒量の増加により、試験コストの増大も招く。従って、ドラムを含めて容器に収納する場合にも、できるだけ容器を小型にすることが望まれる。その他、ドラムに巻き付けられたケーブルコアは重量物であるため、できるだけ容器への収納を容易に行えることも望まれる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、超電導ケーブルのケーブルコアを全長試験するのに際し、そのコアを収納する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のケーブルコアの試験方法は、次の工程を備える。
準備工程：試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコアがドラムに巻き付けられたものを準備する。
収納工程：試験対象を容器に収納する。
充填工程：容器に冷媒を充填する。
測定工程：冷媒により超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、コアに通電又は課電して当該コアの全長に亘るケーブル特性を測定する。
そして、収納工程は、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する。
【００１１】
この構成によれば、ケーブルコアがかなり長尺でドラムに巻き取った際に巻胴が長くなる場合でも、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する（以下、この収納形態を「縦置き収納」と呼ぶことがある）ことで、容器の底面のサイズをドラムの鍔部の直径に応じたサイズとすることができる。そのため、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と直交するように試験対象を容器に収納する（以下、この収納形態を「横置き収納」と呼ぶことがある）場合に比べて、容器のサイズを小型化することができる。また、縦置き収納にてドラムを容器に収納することで、横置き収納に比べてコアに作用する張力の不均一を少なくできる。
【００１２】
本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記ドラムは、前記コアが巻回される巻胴と、巻胴の両端に設けられた鍔部とを備え、その少なくとも一方の鍔部は巻胴に対して着脱自在であり、前記収納工程は、前記一方の鍔部を外した状態で、試験対象を容器内に収納することが挙げられる。
【００１３】
この構成によれば、ドラムを容器に収納する際、一方の鍔部を取り外すことで、ケーブルコアの端部の引き出しが容易になり、この端部に課電用や通電用のリード電極を容易に取り付けることができる。また、一方の鍔部を取り外すことで、試験対象の軽量化を図ることができる。
【００１４】
本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記容器は蓋部を備え、前記収納工程は、前記蓋部に取り付けられた試験対象を前記容器内に収納することが挙げられる。
【００１５】
容器に蓋部を設けることで、試験時における冷媒及び試験対象を容器の外部空間に対して断熱し易い。また、蓋部に試験対象を取り付けることで、試験対象の容器内への収納と、蓋部での容器の封止とを同時に行うことができ、ケーブルコアの試験作業性に優れる。
【００１６】
容器に蓋部を設けた本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記試験対象は、前記蓋部に吊り下げられており、前記試験対象を前記容器内に収納した際、ドラムが容器の底面と非接触であることが挙げられる。
【００１７】
試験対象を蓋部から吊り下げることで、ドラムを容器の底面と非接触に保持することが容易にできる。それに伴い、ドラムの全周を冷媒で囲み、容器と非接触にすることで、容器とドラムが接触する場合に比べて熱侵入を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のケーブルコアの試験方法によれば、ドラムを縦置き収納することで、容器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る超電導ケーブル用ケーブルコアの試験方法を説明する説明図である。
【図２】ケーブルコアを冷却容器に収納する手順を説明する説明図である。
【図３】超電導ケーブル用ケーブルコアを模式的に示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図において同一符号は、同一名称物を示す。まず、試験対象である超電導ケーブル用ケーブルコア、このケーブルコアを巻き取るドラム、試験対象を収納する冷却容器を説明し、次に、上記ケーブルコアの試験方法を説明する。
【００２１】
[ケーブルコア]
図3を参照してケーブルコアを説明する。ケーブルコア100は、例えば、中心から順にフォーマ101、超電導導体層102、電気絶縁層103、外側超電導層104、保護層105を具える。
【００２２】
フォーマ101は、超電導導体層102の支持部材であり、ケーブルコア100の抗張力材としても機能する。また、フォーマ101は、短絡や地絡などの事故時に事故電流を分流する通電路に利用される。通電路に利用する場合、フォーマ101は、銅やアルミニウム、その合金などの常電導材料からなる中実体や中空体(管体)が好適に利用できる。より具体的には、例えば、ポリビニルホルマール(PVF)やエナメルなどの絶縁被覆を具える銅線を複数本撚り合わせた撚り線材が挙げられる。フォーマ101の外周にクラフト紙やPPLP(住友電気工業株式会社 登録商標)といった絶縁テープ材を巻回してクッション層を設けることができる。
【００２３】
超電導導体層102及び外側超電導層104は、超電導線材を螺旋状に巻回した線材層を単層又は多層に具える形態が挙げられる。超電導線材は、酸化物超電導相を具える線材、具体的には、REBa2Cu3Ox(RE123:REは希土類元素)、例えばYBCO,HoBCO,GdBCOといった希土類系酸化物超電導相を具える薄膜線材や、Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi2223)といったBi系酸化物超電導相を具え、Agやその合金を金属マトリクスとする高温超電導線材がある。多層構造の場合、各線材層の層間にクラフト紙などの絶縁紙を巻回した層間絶縁層を形成することができる。超電導導体層102の直上にカーボン紙などを巻回して内側半導電層を設けることができる。
【００２４】
外側超電導層104は、例えば、交流送電の場合、磁気シールド、直流送電の場合、帰路導体や中性線として利用することができる。超電導導体層102及び外側超電導層104を構成する超電導線材の数や線材層の数は、所望の電力供給容量に応じて設計される。
【００２５】
電気絶縁層103は、超電導導体層102(或いは内側半導電層)の上に、クラフト紙やPPLP(登録商標)といった半合成絶縁紙などの絶縁テープ材を巻回することで形成することができる。電気絶縁層103の直上に、カーボン紙などを巻回して外側半導電層を設けることができる。
【００２６】
外側超電導層104の外周に、上述した事故電流の誘導電流の通電路に利用する常電導シールド層を設けることができる。常電導シールド層は、例えば、銅といった常電導材料からなる金属テープ材を巻回して形成することができる。
【００２７】
外側超電導層104(或いは常電導シールド層)の外周に、クラフト紙やPPLP(登録商標)といった半合成絶縁紙などの絶縁テープ材を巻回して、外側超電導層104を機械的に保護するための保護層105を設けることができる。
【００２８】
上述のケーブルコア100は、超電導ケーブルの構成部材に利用される。超電導ケーブルは、1条又は複数条(代表的には3条)のコア100を一つの断熱管(図示せず)に収納して製造する。断熱管は、内管と外管との二重管からなり、内管と外管との間が真空引きされた真空断熱構造のものが代表的である。超電導ケーブルは、断熱管内に冷媒(例えば、液体窒素や液体ヘリウムといった液体冷媒)が充填され、この冷媒により超電導導体層102や外側超電導層104を冷却して超電導状態として、電力供給路に利用される。
【００２９】
全長試験にあたり、ケーブルコア100の各端部にはそれぞれ、図1に示すように接続部200を介してリード電極210が取り付けられる。リード電極210及び接続部200は、通電又は課電が可能なように、銅や銅合金といった適宜な導電性材料からなる適宜な形状、長さのものを利用できる。
【００３０】
[ドラム]
図1,図2を参照して、ケーブルコア100を巻き取るドラム10を説明する。ドラム10は、横断面が円状の外周輪郭を有する巻胴11と、巻胴11の両端部の各周縁からそれぞれ、巻胴11の外方に突出する円環状の鍔部12A(図2),12Bとを具える。
【００３１】
ドラム10は、冷媒に浸漬されることから、その構成材料には、冷媒に対する耐性があり、コア100を巻回可能な強度を有する材料、例えば、高炭素鋼やステンレス鋼といった高強度な金属材料が挙げられる。金属材料は、一般に、冷却されると収縮し、上記鉄系合金は、銅や銅合金よりも線膨張率が小さく、同時に冷却した場合、熱収縮量が銅や銅合金よりも小さくなる虞がある。従って、ドラム10(特に巻胴11)が上述の鉄系合金で構成されている場合、例えばドラムがコアよりも先に冷却されるように試験対象の冷却を行うことで、巻胴11とケーブルコア100とが熱収縮したときに、コア100が損傷することを防止できる。
【００３２】
或いは、少なくとも巻胴11が、ケーブルコア100の構成部材のうち、コア100に作用する張力を分担する主要部材、つまり抗張力材の構成材料よりも熱収縮率が大きい材料から構成されていることが好ましい。この抗張力材としては、例えば、上述のように銅や銅合金といった常電導の金属材料からなるフォーマ101が挙げられる。従って、ドラム10の巻胴11は、代表的には、フォーマ101の構成材料である銅や銅合金よりも熱収縮率が十分に大きい材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金から構成されるものが挙げられる。
【００３３】
アルミニウムやマグネシウム、及びその合金は、熱収縮率がフォーマ101の構成材料(銅など)よりも大きい他、(1)軽量であり、試験対象の軽量化を図ることができる、(2)非磁性体であるため、例えば、通電電流値が大きな試験を行う場合でもケーブルコアがつくる磁場を乱し難い、といった利点がある。その他、アルミニウムやその合金は、耐食性に優れ、マグネシウムやその合金は、構造用金属の中で比強度・比剛性が最も高く、高強度なドラムとすることができる。
【００３４】
巻胴11と鍔部12A,12Bとは、代表的には、同じ材質とする。後述するように一方の鍔部12Aが着脱可能な形態では、この鍔部12Aは、巻胴11と異なる材質でもよい。
【００３５】
巻胴11は、上述のように横断面が円状の外周輪郭を有する。具体的には、円筒部材で巻胴を構成する場合や、断面が扇状の複数の円弧片を円周上に配列した構成や、複数の棒材を円周上に配列する構成が挙げられる。巻胴11が円筒部材の場合、その外周面にケーブルコア100がつくるターンを整列する整列溝や整列用仕切りを具える形態とすると、コア100を巻き取り易い。巻胴11は、中空の円筒部材とすることで、軽量である上に、冷却容器1に収納した後、巻胴11の内周空間に冷媒を充填可能なため、コア100を効率よく冷却できる。この点は、複数の円弧片や棒材で巻胴11を構成した場合も同様である。また、複数の棒材で巻胴11を構成した場合、この棒材をコアの冷却前に径方向中心側に付け替えたり、棒材を鍔部に対してスライドさせる移動機構を設け、その棒材を径方向中心側に移動可能に構成することで、コア100の縮径に応じて巻胴11自体も縮径させることができる。巻胴11の外径(＝鍔部12A,12Bの内径＋巻胴11の厚さ×2)は、コア100の許容曲げ半径に応じて選択するとよい。さらに、巻胴11の軸方向の長さは、コア100の長さに応じて選択するとよい。
【００３６】
鍔部12A,12Bはいずれも、上述のように円環体が代表的である。鍔部12A,12Bの外径は、ケーブルコア100がつくるターンの外径よりも大きいと、当該ターンの端面を鍔部12A,12Bによって保持でき、巻き崩れを防止し易い。
【００３７】
鍔部12A,12Bの少なくとも一方を、複数の円弧片を組み合わせて円環状に配置される形態、或いは円環体の一部に切欠を具える形態とすることができる。前者の場合、巻胴11の周方向の一部に鍔部が設けられていない形態とすることができる。この鍔部が存在しない間隙部分や上述の切欠部分から、ケーブルコア100の端部やリード電極210を引き出すことができる。
【００３８】
鍔部12A,12Bは、巻胴11に一体に保持された形態が代表的である。その他、図1,図2(C)などに示すように、一方の鍔部12Aが巻胴11に対して着脱可能な形態とすることができる。この巻胴11と鍔部との着脱は、巻胴11の一端を鍔部12Aに対してネジ止めなどで容易に行える。より具体的には、巻胴11が円筒部材や円弧片で構成される場合、これら部材の端部を鍔部12Aの内周面に位置合わせし、両者を貫通するようにボルトを付け外ししたり、巻胴11が棒材で構成される場合、その棒材の先端部に形成した雄ねじを鍔部12Aに形成した雌ねじに嵌め外しすることで、巻胴11と鍔部12Aとの着脱を行うことが挙げられる。このように巻胴11と鍔部とが着脱式の場合、一方の鍔部12Aを取り外した状態で試験対象を冷却容器1に収納することができる。一方の鍔部12Aが無いことで、リード電極210が鍔部12Aに接触することが無く、鍔部12Aとの接触を回避するために、リード電極210を長くして迂回する必要がない。
【００３９】
一方の鍔部12Aを取り外した場合、鍔部12A,12Bによる挟持状態が解放されて、ケーブルコア100が巻き崩れる恐れがある。その対策として、例えば、図2(C)に示すように、巻胴11に巻回されたコア100の外周に、巻き崩れを防止する形状保持部材13を他方の鍔部12Bに取り付けることができる。形状保持部材13は、例えば、複数の棒状体や帯状体、円弧片などの分割部材とし、巻回されたコア100の外周を囲むようにこれら分割部材を円環状に、分割部材間に適宜間隔をあけて配置する形態が挙げられる。他方の鍔部12Bには、形状保持部材13の取付部を設けておく。例えば、鍔部12Bに上記分割部材が挿入される穴又は溝を設けておき、分割部材には、上記穴や溝に挿入したときに当たり止めとなるフランジ部を設けておき、このフランジ部と鍔部12Bとをボルトなどで固定することが挙げられる。形状保持部材13も冷媒に浸漬されることから、その構成材料には、冷媒温度での耐性に優れる材質、例えば、ステンレス鋼などの高強度材料が挙げられる。また、形状保持部材13は、コア100における冷却前の外径よりも外方に配置し、当該形状保持部材13が熱収縮したときにコア100を押圧することが無いように、その位置を調整する。
【００４０】
ドラム10に対してケーブルコア100を単層巻きすることが代表的であるが、多層巻きとすることができる。多層巻きとする場合、ドラム10には、上述の形状保持部材13に代えて、2層目以降の巻胴となる巻胴部材(図示せず)を少なくとも鍔部12Bに取り付ける。この巻胴部材は、上述した形状保持部材13のように複数の分割部材で構成すると、取り付けが容易である。この巻胴部材は、例えば、巻回された下層のコア100の外周を囲むように円環状に、かつ当該下層のコア100における冷却前の外径よりも外方に配置することが挙げられる。本発明では、この巻胴部材も、上述の巻胴11と同様の材質で構成することで、2層目以降のコア100の損傷を防止する。
【００４１】
[冷却容器]
冷却容器1は、一方が開口した箱状体である本体部2と、本体部2の開口部を塞ぐ蓋部3とを具える(図1,図2(D))。
【００４２】
本体部2は、真空層2aを具える真空断熱構造であり、開口部側に蓋部3を取り付ける取付部21を具える。本体部2は、例えば、ステンレス鋼といった、冷媒温度(例えば、液体窒素の場合:77K程度)に対する耐性に優れ、ドラム10に巻き取られたケーブルコア100といった大重量の試験対象の自重を保持可能な高強度な材料を好適に利用することができる。また、本体部2は、試験対象を十分に収納可能な容積を有するようにする。
【００４３】
蓋部3は、冷却容器1内の冷媒(ここでは、液体冷媒2L(図1)及び液体冷媒2Lの上方に形成される気相)を封止するための部材である。蓋部3も真空断熱構造とすることができるが、リード電極210を引き出す場合、複雑な構成となる。従って、蓋部3は、中実体(例えば、ステンレス鋼からなる板材)とし、リード電極210を引き出す貫通孔を具える形態が挙げられる。中実体であっても、蓋部3に適宜な冷却機構を取り付けることで、蓋部3からの侵入熱による液体冷媒2Lの過度な気化を防止できて好ましい。
【００４４】
[試験方法]
上述のケーブルコア100に対して、全長に亘って電気的特性を調べる試験を行う手順を説明する。まず、図2(A)に示すようにコア100をドラム10に巻き取っておく。このとき、ドラム10は、その軸が水平面に対して平行するように配置し、適宜な回転機構(図示せず)によって回転させながらコア100を巻き取ると、巻き取り時、コア100の各ターンに加わる自重が均一的になって好ましい。製造されたコア100を順次、ドラム10によって巻き取るようにしてもよい。多層巻きとする場合には、各層ごとに上述の巻胴部材を取り付ける。
【００４５】
ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を冷却容器1に収納する。このとき、ドラム10の軸が冷却容器1の深さ方向の軸に対して平行となるように収納する（縦置き収納）。換言すれば、冷却容器1の底面が平面の場合、その平面と巻胴11の軸が直交するように試験対象を冷却容器1に収納する。これに対し、横置き収納では、巻胴11に巻回されたコア100がつくる各ターンにおいて、鉛直方向上方に位置する部分と鉛直方向下方に位置する部分とでは、張力の作用状態が異なる。具体的には、上述の鉛直方向上方に位置する部分は、相対的に張力が作用し易く、上述の鉛直方向下方に位置する部分は相対的に張力が作用し難い。そのため、コア100の長手方向における張力がアンバランスになり、コア100の全長の特性を測定するにあたり、コア100を均一な状態にし難い。一方、縦置き収納であれば、上述したコア100に作用する張力のアンバランスが生じ難く、均一的な状態のコア100に対して特性試験を行うことができる。
【００４６】
試験対象を冷却容器1に収納する際、図2(C)に示すように、一方（冷却容器1の開口側）の鍔部12Aを取り外してもよい。また、鍔部12Aの取り外しによるケーブルコア100の巻き崩れを防止するために形状保持部材13をコア100の外周に配置して、他方の鍔部12Bに固定してもよい。
【００４７】
ケーブルコア100の各端部にリード電極210を取り付ける。このとき、鍔部12Aを取り外していたり、或いは形状保持部材13が複数の分割部材からなる形態であったり、鍔部12Aが存在するものの鍔部が切欠を具えた形態であったりすると、分割部材の隙間や切欠などからコア100の端部を引き出し易い。また、この場合、コア100の各端部にリード電極210を取り付け易く、作業性に優れる。冷却容器1の本体部2に試験対象を収納した状態で、リード電極210を取り付けることもできる。
【００４８】
上記リード電極210を具える試験対象(ドラム10に巻き取られたケーブルコア100)を冷却容器1の本体部2内に収納する。図2(D)に示すように、縦置き収納とすることで、冷却容器1の本体部2は、その底部の直径が他方の鍔部12Bの直径よりも若干大きい程度の大きさを有していればよく、冷却容器の設置面積を小さくできる。
【００４９】
試験対象を本体部2に収納するには、例えば、図2(D)に示すように蓋部3に試験対象を吊り下げた状態で固定し、この蓋部3を本体部2に載置するように移動させることが挙げられる。蓋部3からの試験対象の吊り下げは、蓋部の裏面（本体部2の内部に対向する面）と巻胴11又は鍔部12Bの適宜な箇所をワイヤや支持棒（図示略）などで支持して行えばよい。この場合、蓋部3には、リード電極210などを固定しておくとよい。蓋部3においてリード電極210の挿通箇所は例えばハーメチックシールを行う。試験対象は、蓋部3に吊り下げられた状態のまま本体部2の内部に収納し、さらに蓋部3を下げることで、本体部2の開口縁に蓋部3を載置する。そして、蓋部3を本体部2に固定する(図1)。
【００５０】
冷却容器1の適宜な供給口(図示せず)から液体冷媒2L(例えば液体窒素)を本体部2内に充填する。この液体冷媒2Lによりケーブルコア100を冷却して、超電導導体層102(図3)などの超電導層を超電導状態にする。この状態で、リード電極210に、所望の通電用又は課電用の電源300を取り付けて、所望の電気的特性(通電性能、絶縁性能など)を調べる。
【００５１】
[効果]
(1)ドラム10に巻き取ったケーブルコア100を冷却容器1内に縦置き収納することで、冷却容器1の底面のサイズをドラムの鍔部12A,12Bの直径に応じたサイズとすることができる。そのため、横置き収納の場合に比べて、冷媒容器1のサイズ、特に設置面積を小型化することができる。
【００５２】
(2)縦置き収納にてドラム10を冷却容器1に収納することで、横置き収納に比べてコア100に作用する張力の不均一を少なくできる。
【００５３】
(3)ドラム10を冷却容器に収納する際、一方の鍔部12Aを取り外すことで、ケーブルコア100の端部の引き出しが容易になり、この端部に課電用や通電用のリード電極を容易に取り付けることができる。また、一方の鍔部12Aを取り外すことで、試験対象の軽量化を図ることができる。
【００５４】
(4)試験対象を蓋部3に吊り下げることで、試験対象の冷却容器1への収納と蓋部3による本体部2の開口部の閉鎖をほぼ同時に行うことができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、図1では、本体部2に収納された試験対象の鍔部12Bが本体部2の底面に接触しているが、蓋部3から試験対象を吊り下げる吊り材の長さを調整すること等で、この鍔部12Bが本体部2の底面から離れて非接触となるようにしても良い。それにより、本体部から鍔部12Bを介した熱伝導による熱侵入を抑制できる。その他、上記の実施形態では、試験対象を冷却容器に収納した後に冷媒を冷却容器に充填したが、この収納工程と充填工程の順序を逆にし、冷却容器内に冷媒を充填した後、その容器内に試験対象を収納して、冷媒に試験対象を浸漬させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明ケーブルコアの試験方法は、ケーブルコアの出荷試験、超電導ケーブルの製造途中における中間試験、その他、任意のときにケーブルコアの全長の特性を調べる際に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
1 冷却容器 2 本体部 2a 真空層 2L 液体冷媒 21 取付部 3 蓋部
10 ドラム 11 巻胴 12A,12B 鍔部 13 形状保持部材
100 ケーブルコア 101 フォーマ 102 超電導導体層 103 電気絶縁層
104 外側超電導層 105 保護層
200 接続部 210 リード電極 300 電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルのケーブルコアの特性を全長に亘って試験する方法に関する。特に、ケーブルコアを冷却するために同コアを収納する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給路を構成する電力ケーブルとして、超電導ケーブルが開発されつつある。超電導ケーブルは、代表的には、超電導導体層を有するケーブルコアと、このケーブルコアを収納すると共に、液体窒素といった冷媒が満たされる断熱管とを備える。
【０００３】
OFケーブルやCVケーブルなどの常電導ケーブルでは、その電気的特性を調べるにあたり、工場出荷前、全長を対象とする全長試験(枠試験)が行われている。一方、超電導ケーブルでは、その電気的特性を調べるにあたり、超電導導体層を超電導状態にするために冷却する必要がある。従って、仮に、超電導ケーブルの全長試験を行う場合、細い断熱管内に冷媒を充填しなければならず時間がかかる上に、超電導ケーブルをドラムに巻回した状態で冷却すると、超電導ケーブルの曲げ径がドラムの巻胴の径に規制される。すると、断熱管内のケーブルコアに過大な機械的応力が作用して、当該コアを損傷する恐れがある(特許文献1の明細書0011)。そのため、超電導ケーブルでは、短いサンプルを利用した抜き取り試験が行われている。一方、特許文献1では、断熱管内に気体を充填して、常温下で、超電導ケーブルの全長試験を行うことを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第4683371号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献1に提案される全長試験では、ケーブルコアが断熱管内に収納された状態の超電導ケーブルを対象としているが、超電導ケーブルの電気的特性は、実質的にケーブルコアの特性であることから、そのケーブルコアに対して、全長試験を行うことが望まれている。
【０００６】
しかし、従来、超電導ケーブル用のケーブルコアに対して、適切な全長試験方法が提案されていない。
【０００７】
例えば、超電導ケーブルに利用されるケーブルコアは、長尺であることから、取り扱い易いように、ケーブルコアをドラムに巻き取っておき、この状態でドラムと共に冷却し、特性を調べることが考えられる。この場合、ドラムに巻き取ったケーブルコアを容器に収納し、この容器に冷媒を充填すればよく、例えば、断熱管内に冷媒を充填して循環冷却する場合に比較して、簡易な冷却設備で試験を実施できる。
【０００８】
ところが、この場合、ケーブルコアを収納する容器は、ドラムも含めた容積を有する必要があり、大型になる。容器が大型であれば、当該容器に充填する冷媒量も多くなり、充填時間の長大化、ひいては試験時間の長大化を招く。更に、冷媒量の増加により、試験コストの増大も招く。従って、ドラムを含めて容器に収納する場合にも、できるだけ容器を小型にすることが望まれる。その他、ドラムに巻き付けられたケーブルコアは重量物であるため、できるだけ容器への収納を容易に行えることも望まれる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、超電導ケーブルのケーブルコアを全長試験するのに際し、そのコアを収納する容器を小型化できるケーブルコアの試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のケーブルコアの試験方法は、次の工程を備える。
準備工程：試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコアがドラムに巻き付けられたものを準備する。
収納工程：試験対象を容器に収納する。
充填工程：容器に冷媒を充填する。
測定工程：冷媒により超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、コアに通電又は課電して当該コアの全長に亘るケーブル特性を測定する。
そして、収納工程は、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する。
【００１１】
この構成によれば、ケーブルコアがかなり長尺でドラムに巻き取った際に巻胴が長くなる場合でも、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と平行になるように試験対象を容器に収納する（以下、この収納形態を「縦置き収納」と呼ぶことがある）ことで、容器の底面のサイズをドラムの鍔部の直径に応じたサイズとすることができる。そのため、ドラムの軸が容器の深さ方向の軸と直交するように試験対象を容器に収納する（以下、この収納形態を「横置き収納」と呼ぶことがある）場合に比べて、容器のサイズを小型化することができる。また、縦置き収納にてドラムを容器に収納することで、横置き収納に比べてコアに作用する張力の不均一を少なくできる。
【００１２】
本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記ドラムは、前記コアが巻回される巻胴と、巻胴の両端に設けられた鍔部とを備え、その少なくとも一方の鍔部は巻胴に対して着脱自在であり、前記収納工程は、前記一方の鍔部を外した状態で、試験対象を容器内に収納することが挙げられる。
【００１３】
この構成によれば、ドラムを容器に収納する際、一方の鍔部を取り外すことで、ケーブルコアの端部の引き出しが容易になり、この端部に課電用や通電用のリード電極を容易に取り付けることができる。また、一方の鍔部を取り外すことで、試験対象の軽量化を図ることができる。
【００１４】
本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記容器は蓋部を備え、前記収納工程は、前記蓋部に取り付けられた試験対象を前記容器内に収納することが挙げられる。
【００１５】
容器に蓋部を設けることで、試験時における冷媒及び試験対象を容器の外部空間に対して断熱し易い。また、蓋部に試験対象を取り付けることで、試験対象の容器内への収納と、蓋部での容器の封止とを同時に行うことができ、ケーブルコアの試験作業性に優れる。
【００１６】
容器に蓋部を設けた本発明のケーブルコアの試験方法の一形態として、前記試験対象は、前記蓋部に吊り下げられており、前記試験対象を前記容器内に収納した際、ドラムが容器の底面と非接触であることが挙げられる。
【００１７】
試験対象を蓋部から吊り下げることで、ドラムを容器の底面と非接触に保持することが容易にできる。それに伴い、ドラムの全周を冷媒で囲み、容器と非接触にすることで、容器とドラムが接触する場合に比べて熱侵入を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のケーブルコアの試験方法によれば、ドラムを縦置き収納することで、容器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る超電導ケーブル用ケーブルコアの試験方法を説明する説明図である。
【図２】ケーブルコアを冷却容器に収納する手順を説明する説明図である。
【図３】超電導ケーブル用ケーブルコアを模式的に示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図において同一符号は、同一名称物を示す。まず、試験対象である超電導ケーブル用ケーブルコア、このケーブルコアを巻き取るドラム、試験対象を収納する冷却容器を説明し、次に、上記ケーブルコアの試験方法を説明する。
【００２１】
[ケーブルコア]
図3を参照してケーブルコアを説明する。ケーブルコア100は、例えば、中心から順にフォーマ101、超電導導体層102、電気絶縁層103、外側超電導層104、保護層105を具える。
【００２２】
フォーマ101は、超電導導体層102の支持部材であり、ケーブルコア100の抗張力材としても機能する。また、フォーマ101は、短絡や地絡などの事故時に事故電流を分流する通電路に利用される。通電路に利用する場合、フォーマ101は、銅やアルミニウム、その合金などの常電導材料からなる中実体や中空体(管体)が好適に利用できる。より具体的には、例えば、ポリビニルホルマール(PVF)やエナメルなどの絶縁被覆を具える銅線を複数本撚り合わせた撚り線材が挙げられる。フォーマ101の外周にクラフト紙やPPLP(住友電気工業株式会社 登録商標)といった絶縁テープ材を巻回してクッション層を設けることができる。
【００２３】
超電導導体層102及び外側超電導層104は、超電導線材を螺旋状に巻回した線材層を単層又は多層に具える形態が挙げられる。超電導線材は、酸化物超電導相を具える線材、具体的には、REBa2Cu3Ox(RE123:REは希土類元素)、例えばYBCO,HoBCO,GdBCOといった希土類系酸化物超電導相を具える薄膜線材や、Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi2223)といったBi系酸化物超電導相を具え、Agやその合金を金属マトリクスとする高温超電導線材がある。多層構造の場合、各線材層の層間にクラフト紙などの絶縁紙を巻回した層間絶縁層を形成することができる。超電導導体層102の直上にカーボン紙などを巻回して内側半導電層を設けることができる。
【００２４】
外側超電導層104は、例えば、交流送電の場合、磁気シールド、直流送電の場合、帰路導体や中性線として利用することができる。超電導導体層102及び外側超電導層104を構成する超電導線材の数や線材層の数は、所望の電力供給容量に応じて設計される。
【００２５】
電気絶縁層103は、超電導導体層102(或いは内側半導電層)の上に、クラフト紙やPPLP(登録商標)といった半合成絶縁紙などの絶縁テープ材を巻回することで形成することができる。電気絶縁層103の直上に、カーボン紙などを巻回して外側半導電層を設けることができる。
【００２６】
外側超電導層104の外周に、上述した事故電流の誘導電流の通電路に利用する常電導シールド層を設けることができる。常電導シールド層は、例えば、銅といった常電導材料からなる金属テープ材を巻回して形成することができる。
【００２７】
外側超電導層104(或いは常電導シールド層)の外周に、クラフト紙やPPLP(登録商標)といった半合成絶縁紙などの絶縁テープ材を巻回して、外側超電導層104を機械的に保護するための保護層105を設けることができる。
【００２８】
上述のケーブルコア100は、超電導ケーブルの構成部材に利用される。超電導ケーブルは、1条又は複数条(代表的には3条)のコア100を一つの断熱管(図示せず)に収納して製造する。断熱管は、内管と外管との二重管からなり、内管と外管との間が真空引きされた真空断熱構造のものが代表的である。超電導ケーブルは、断熱管内に冷媒(例えば、液体窒素や液体ヘリウムといった液体冷媒)が充填され、この冷媒により超電導導体層102や外側超電導層104を冷却して超電導状態として、電力供給路に利用される。
【００２９】
全長試験にあたり、ケーブルコア100の各端部にはそれぞれ、図1に示すように接続部200を介してリード電極210が取り付けられる。リード電極210及び接続部200は、通電又は課電が可能なように、銅や銅合金といった適宜な導電性材料からなる適宜な形状、長さのものを利用できる。
【００３０】
[ドラム]
図1,図2を参照して、ケーブルコア100を巻き取るドラム10を説明する。ドラム10は、横断面が円状の外周輪郭を有する巻胴11と、巻胴11の両端部の各周縁からそれぞれ、巻胴11の外方に突出する円環状の鍔部12A(図2),12Bとを具える。
【００３１】
ドラム10は、冷媒に浸漬されることから、その構成材料には、冷媒に対する耐性があり、コア100を巻回可能な強度を有する材料、例えば、高炭素鋼やステンレス鋼といった高強度な金属材料が挙げられる。金属材料は、一般に、冷却されると収縮し、上記鉄系合金は、銅や銅合金よりも線膨張率が小さく、同時に冷却した場合、熱収縮量が銅や銅合金よりも小さくなる虞がある。従って、ドラム10(特に巻胴11)が上述の鉄系合金で構成されている場合、例えばドラムがコアよりも先に冷却されるように試験対象の冷却を行うことで、巻胴11とケーブルコア100とが熱収縮したときに、コア100が損傷することを防止できる。
【００３２】
或いは、少なくとも巻胴11が、ケーブルコア100の構成部材のうち、コア100に作用する張力を分担する主要部材、つまり抗張力材の構成材料よりも熱収縮率が大きい材料から構成されていることが好ましい。この抗張力材としては、例えば、上述のように銅や銅合金といった常電導の金属材料からなるフォーマ101が挙げられる。従って、ドラム10の巻胴11は、代表的には、フォーマ101の構成材料である銅や銅合金よりも熱収縮率が十分に大きい材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金から構成されるものが挙げられる。
【００３３】
アルミニウムやマグネシウム、及びその合金は、熱収縮率がフォーマ101の構成材料(銅など)よりも大きい他、(1)軽量であり、試験対象の軽量化を図ることができる、(2)非磁性体であるため、例えば、通電電流値が大きな試験を行う場合でもケーブルコアがつくる磁場を乱し難い、といった利点がある。その他、アルミニウムやその合金は、耐食性に優れ、マグネシウムやその合金は、構造用金属の中で比強度・比剛性が最も高く、高強度なドラムとすることができる。
【００３４】
巻胴11と鍔部12A,12Bとは、代表的には、同じ材質とする。後述するように一方の鍔部12Aが着脱可能な形態では、この鍔部12Aは、巻胴11と異なる材質でもよい。
【００３５】
巻胴11は、上述のように横断面が円状の外周輪郭を有する。具体的には、円筒部材で巻胴を構成する場合や、断面が扇状の複数の円弧片を円周上に配列した構成や、複数の棒材を円周上に配列する構成が挙げられる。巻胴11が円筒部材の場合、その外周面にケーブルコア100がつくるターンを整列する整列溝や整列用仕切りを具える形態とすると、コア100を巻き取り易い。巻胴11は、中空の円筒部材とすることで、軽量である上に、冷却容器1に収納した後、巻胴11の内周空間に冷媒を充填可能なため、コア100を効率よく冷却できる。この点は、複数の円弧片や棒材で巻胴11を構成した場合も同様である。また、複数の棒材で巻胴11を構成した場合、この棒材をコアの冷却前に径方向中心側に付け替えたり、棒材を鍔部に対してスライドさせる移動機構を設け、その棒材を径方向中心側に移動可能に構成することで、コア100の縮径に応じて巻胴11自体も縮径させることができる。巻胴11の外径(＝鍔部12A,12Bの内径＋巻胴11の厚さ×2)は、コア100の許容曲げ半径に応じて選択するとよい。さらに、巻胴11の軸方向の長さは、コア100の長さに応じて選択するとよい。
【００３６】
鍔部12A,12Bはいずれも、上述のように円環体が代表的である。鍔部12A,12Bの外径は、ケーブルコア100がつくるターンの外径よりも大きいと、当該ターンの端面を鍔部12A,12Bによって保持でき、巻き崩れを防止し易い。
【００３７】
鍔部12A,12Bの少なくとも一方を、複数の円弧片を組み合わせて円環状に配置される形態、或いは円環体の一部に切欠を具える形態とすることができる。前者の場合、巻胴11の周方向の一部に鍔部が設けられていない形態とすることができる。この鍔部が存在しない間隙部分や上述の切欠部分から、ケーブルコア100の端部やリード電極210を引き出すことができる。
【００３８】
鍔部12A,12Bは、巻胴11に一体に保持された形態が代表的である。その他、図1,図2(C)などに示すように、一方の鍔部12Aが巻胴11に対して着脱可能な形態とすることができる。この巻胴11と鍔部との着脱は、巻胴11の一端を鍔部12Aに対してネジ止めなどで容易に行える。より具体的には、巻胴11が円筒部材や円弧片で構成される場合、これら部材の端部を鍔部12Aの内周面に位置合わせし、両者を貫通するようにボルトを付け外ししたり、巻胴11が棒材で構成される場合、その棒材の先端部に形成した雄ねじを鍔部12Aに形成した雌ねじに嵌め外しすることで、巻胴11と鍔部12Aとの着脱を行うことが挙げられる。このように巻胴11と鍔部とが着脱式の場合、一方の鍔部12Aを取り外した状態で試験対象を冷却容器1に収納することができる。一方の鍔部12Aが無いことで、リード電極210が鍔部12Aに接触することが無く、鍔部12Aとの接触を回避するために、リード電極210を長くして迂回する必要がない。
【００３９】
一方の鍔部12Aを取り外した場合、鍔部12A,12Bによる挟持状態が解放されて、ケーブルコア100が巻き崩れる恐れがある。その対策として、例えば、図2(C)に示すように、巻胴11に巻回されたコア100の外周に、巻き崩れを防止する形状保持部材13を他方の鍔部12Bに取り付けることができる。形状保持部材13は、例えば、複数の棒状体や帯状体、円弧片などの分割部材とし、巻回されたコア100の外周を囲むようにこれら分割部材を円環状に、分割部材間に適宜間隔をあけて配置する形態が挙げられる。他方の鍔部12Bには、形状保持部材13の取付部を設けておく。例えば、鍔部12Bに上記分割部材が挿入される穴又は溝を設けておき、分割部材には、上記穴や溝に挿入したときに当たり止めとなるフランジ部を設けておき、このフランジ部と鍔部12Bとをボルトなどで固定することが挙げられる。形状保持部材13も冷媒に浸漬されることから、その構成材料には、冷媒温度での耐性に優れる材質、例えば、ステンレス鋼などの高強度材料が挙げられる。また、形状保持部材13は、コア100における冷却前の外径よりも外方に配置し、当該形状保持部材13が熱収縮したときにコア100を押圧することが無いように、その位置を調整する。
【００４０】
ドラム10に対してケーブルコア100を単層巻きすることが代表的であるが、多層巻きとすることができる。多層巻きとする場合、ドラム10には、上述の形状保持部材13に代えて、2層目以降の巻胴となる巻胴部材(図示せず)を少なくとも鍔部12Bに取り付ける。この巻胴部材は、上述した形状保持部材13のように複数の分割部材で構成すると、取り付けが容易である。この巻胴部材は、例えば、巻回された下層のコア100の外周を囲むように円環状に、かつ当該下層のコア100における冷却前の外径よりも外方に配置することが挙げられる。本発明では、この巻胴部材も、上述の巻胴11と同様の材質で構成することで、2層目以降のコア100の損傷を防止する。
【００４１】
[冷却容器]
冷却容器1は、一方が開口した箱状体である本体部2と、本体部2の開口部を塞ぐ蓋部3とを具える(図1,図2(D))。
【００４２】
本体部2は、真空層2aを具える真空断熱構造であり、開口部側に蓋部3を取り付ける取付部21を具える。本体部2は、例えば、ステンレス鋼といった、冷媒温度(例えば、液体窒素の場合:77K程度)に対する耐性に優れ、ドラム10に巻き取られたケーブルコア100といった大重量の試験対象の自重を保持可能な高強度な材料を好適に利用することができる。また、本体部2は、試験対象を十分に収納可能な容積を有するようにする。
【００４３】
蓋部3は、冷却容器1内の冷媒(ここでは、液体冷媒2L(図1)及び液体冷媒2Lの上方に形成される気相)を封止するための部材である。蓋部3も真空断熱構造とすることができるが、リード電極210を引き出す場合、複雑な構成となる。従って、蓋部3は、中実体(例えば、ステンレス鋼からなる板材)とし、リード電極210を引き出す貫通孔を具える形態が挙げられる。中実体であっても、蓋部3に適宜な冷却機構を取り付けることで、蓋部3からの侵入熱による液体冷媒2Lの過度な気化を防止できて好ましい。
【００４４】
[試験方法]
上述のケーブルコア100に対して、全長に亘って電気的特性を調べる試験を行う手順を説明する。まず、図2(A)に示すようにコア100をドラム10に巻き取っておく。このとき、ドラム10は、その軸が水平面に対して平行するように配置し、適宜な回転機構(図示せず)によって回転させながらコア100を巻き取ると、巻き取り時、コア100の各ターンに加わる自重が均一的になって好ましい。製造されたコア100を順次、ドラム10によって巻き取るようにしてもよい。多層巻きとする場合には、各層ごとに上述の巻胴部材を取り付ける。
【００４５】
ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を冷却容器1に収納する。このとき、ドラム10の軸が冷却容器1の深さ方向の軸に対して平行となるように収納する（縦置き収納）。換言すれば、冷却容器1の底面が平面の場合、その平面と巻胴11の軸が直交するように試験対象を冷却容器1に収納する。これに対し、横置き収納では、巻胴11に巻回されたコア100がつくる各ターンにおいて、鉛直方向上方に位置する部分と鉛直方向下方に位置する部分とでは、張力の作用状態が異なる。具体的には、上述の鉛直方向上方に位置する部分は、相対的に張力が作用し易く、上述の鉛直方向下方に位置する部分は相対的に張力が作用し難い。そのため、コア100の長手方向における張力がアンバランスになり、コア100の全長の特性を測定するにあたり、コア100を均一な状態にし難い。一方、縦置き収納であれば、上述したコア100に作用する張力のアンバランスが生じ難く、均一的な状態のコア100に対して特性試験を行うことができる。
【００４６】
試験対象を冷却容器1に収納する際、図2(C)に示すように、一方（冷却容器1の開口側）の鍔部12Aを取り外してもよい。また、鍔部12Aの取り外しによるケーブルコア100の巻き崩れを防止するために形状保持部材13をコア100の外周に配置して、他方の鍔部12Bに固定してもよい。
【００４７】
ケーブルコア100の各端部にリード電極210を取り付ける。このとき、鍔部12Aを取り外していたり、或いは形状保持部材13が複数の分割部材からなる形態であったり、鍔部12Aが存在するものの鍔部が切欠を具えた形態であったりすると、分割部材の隙間や切欠などからコア100の端部を引き出し易い。また、この場合、コア100の各端部にリード電極210を取り付け易く、作業性に優れる。冷却容器1の本体部2に試験対象を収納した状態で、リード電極210を取り付けることもできる。
【００４８】
上記リード電極210を具える試験対象(ドラム10に巻き取られたケーブルコア100)を冷却容器1の本体部2内に収納する。図2(D)に示すように、縦置き収納とすることで、冷却容器1の本体部2は、その底部の直径が他方の鍔部12Bの直径よりも若干大きい程度の大きさを有していればよく、冷却容器の設置面積を小さくできる。
【００４９】
試験対象を本体部2に収納するには、例えば、図2(D)に示すように蓋部3に試験対象を吊り下げた状態で固定し、この蓋部3を本体部2に載置するように移動させることが挙げられる。蓋部3からの試験対象の吊り下げは、蓋部の裏面（本体部2の内部に対向する面）と巻胴11又は鍔部12Bの適宜な箇所をワイヤや支持棒（図示略）などで支持して行えばよい。この場合、蓋部3には、リード電極210などを固定しておくとよい。蓋部3においてリード電極210の挿通箇所は例えばハーメチックシールを行う。試験対象は、蓋部3に吊り下げられた状態のまま本体部2の内部に収納し、さらに蓋部3を下げることで、本体部2の開口縁に蓋部3を載置する。そして、蓋部3を本体部2に固定する(図1)。
【００５０】
冷却容器1の適宜な供給口(図示せず)から液体冷媒2L(例えば液体窒素)を本体部2内に充填する。この液体冷媒2Lによりケーブルコア100を冷却して、超電導導体層102(図3)などの超電導層を超電導状態にする。この状態で、リード電極210に、所望の通電用又は課電用の電源300を取り付けて、所望の電気的特性(通電性能、絶縁性能など)を調べる。
【００５１】
[効果]
(1)ドラム10に巻き取ったケーブルコア100を冷却容器1内に縦置き収納することで、冷却容器1の底面のサイズをドラムの鍔部12A,12Bの直径に応じたサイズとすることができる。そのため、横置き収納の場合に比べて、冷媒容器1のサイズ、特に設置面積を小型化することができる。
【００５２】
(2)縦置き収納にてドラム10を冷却容器1に収納することで、横置き収納に比べてコア100に作用する張力の不均一を少なくできる。
【００５３】
(3)ドラム10を冷却容器に収納する際、一方の鍔部12Aを取り外すことで、ケーブルコア100の端部の引き出しが容易になり、この端部に課電用や通電用のリード電極を容易に取り付けることができる。また、一方の鍔部12Aを取り外すことで、試験対象の軽量化を図ることができる。
【００５４】
(4)試験対象を蓋部3に吊り下げることで、試験対象の冷却容器1への収納と蓋部3による本体部2の開口部の閉鎖をほぼ同時に行うことができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、図1では、本体部2に収納された試験対象の鍔部12Bが本体部2の底面に接触しているが、蓋部3から試験対象を吊り下げる吊り材の長さを調整すること等で、この鍔部12Bが本体部2の底面から離れて非接触となるようにしても良い。それにより、本体部から鍔部12Bを介した熱伝導による熱侵入を抑制できる。その他、上記の実施形態では、試験対象を冷却容器に収納した後に冷媒を冷却容器に充填したが、この収納工程と充填工程の順序を逆にし、冷却容器内に冷媒を充填した後、その容器内に試験対象を収納して、冷媒に試験対象を浸漬させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明ケーブルコアの試験方法は、ケーブルコアの出荷試験、超電導ケーブルの製造途中における中間試験、その他、任意のときにケーブルコアの全長の特性を調べる際に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
1 冷却容器 2 本体部 2a 真空層 2L 液体冷媒 21 取付部 3 蓋部
10 ドラム 11 巻胴 12A,12B 鍔部 13 形状保持部材
100 ケーブルコア 101 フォーマ 102 超電導導体層 103 電気絶縁層
104 外側超電導層 105 保護層
200 接続部 210 リード電極 300 電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコアがドラムに巻き付けられたものを準備する準備工程と、
前記試験対象を容器に収納する収納工程と、
前記容器に冷媒を充填する充填工程と、
前記冷媒により前記超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、前記コアに通電又は課電して当該コアの全長に亘るケーブル特性を測定する測定工程とを備え、
前記収納工程は、前記ドラムの軸が前記容器の深さ方向の軸と平行になるように前記試験対象を前記容器に収納することを特徴とするケーブルコアの試験方法。
【請求項２】
前記ドラムは、前記コアが巻回される巻胴と、巻胴の両端に設けられた鍔部とを備え、その少なくとも一方の鍔部は巻胴に対して着脱自在であり、
前記収納工程は、前記一方の鍔部を外した状態で、試験対象を容器内に収納することを特徴とする請求項１に記載のケーブルコアの試験方法。
【請求項３】
前記容器は蓋部を備え、
前記収納工程は、前記蓋部に取り付けられた試験対象を前記容器内に収納することを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブルコアの試験方法。
【請求項４】
前記試験対象は、前記蓋部に吊り下げられており、
前記試験対象を前記容器内に収納した際、ドラムが容器の底面と非接触であることを特徴とする請求項３に記載のケーブルコアの試験方法。
【請求項１】
試験対象として、超電導導体層を有するケーブルコアがドラムに巻き付けられたものを準備する準備工程と、
前記試験対象を容器に収納する収納工程と、
前記容器に冷媒を充填する充填工程と、
前記冷媒により前記超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、前記コアに通電又は課電して当該コアの全長に亘るケーブル特性を測定する測定工程とを備え、
前記収納工程は、前記ドラムの軸が前記容器の深さ方向の軸と平行になるように前記試験対象を前記容器に収納することを特徴とするケーブルコアの試験方法。
【請求項２】
前記ドラムは、前記コアが巻回される巻胴と、巻胴の両端に設けられた鍔部とを備え、その少なくとも一方の鍔部は巻胴に対して着脱自在であり、
前記収納工程は、前記一方の鍔部を外した状態で、試験対象を容器内に収納することを特徴とする請求項１に記載のケーブルコアの試験方法。
【請求項３】
前記容器は蓋部を備え、
前記収納工程は、前記蓋部に取り付けられた試験対象を前記容器内に収納することを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブルコアの試験方法。
【請求項４】
前記試験対象は、前記蓋部に吊り下げられており、
前記試験対象を前記容器内に収納した際、ドラムが容器の底面と非接触であることを特徴とする請求項３に記載のケーブルコアの試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−３６８４４（Ｐ２０１３−３６８４４Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２８２８（Ｐ２０１１−１７２８２８）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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