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超電導ケーブルの解体方法
説明

超電導ケーブルの解体方法

【課題】外部部材内から内部部材を引き出す際の摩擦抵抗を低減することができる超電導ケーブルの解体方法を提供する。
【解決手段】管状の外部部材20と、外部部材20の内部空間に収納される内部部材10とを備える超電導ケーブルにおいて、外部部材20内から内部部材10を引き出すことで、外部部材20と内部部材10とを分離して、超電導ケーブルを解体する方法である。この解体方法は、振動台30上に、内部部材10が収納された外部部材20を載置する工程と、内部部材10の一端に引き抜き用部材(引き抜きワイヤ)40を取り付ける工程と、外部部材20内から内部部材10を引き抜く方向の張力をワイヤ40に加えた状態で、振動台30により振動を与えながら、外部部材20内から内部部材10を引き出す工程とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管状の外部部材と、外部部材の内部空間に収納される内部部材とを備える超電導ケーブルの解体方法に関する。特に、摩擦抵抗を低減することで、外部部材内から内部部材を引き出すことができる超電導ケーブルの解体方法に関する。
【背景技術】
【0002】
超電導ケーブルは、既存の常電導ケーブル(例、OFやCVケーブル)に比較して、大容量の電力を低損失で送電できることから、省エネルギー技術として期待されている。最近では、超電導ケーブルを布設し、実際の送電線に利用する実証試験が行われつつある。
【0003】
超電導ケーブルには、超電導導体層の外側に主電気絶縁層を有しない超電導導体部材が断熱管内に収納され、この断熱管の外側に主電気絶縁層が形成され、当該主電気絶縁層が常温に保持される常温絶縁型のもの(例えば、特許文献1の段落0003及び図2、特許文献2の図4参照)と、超電導導体層の外側に主電気絶縁層を有する超電導導体部材(所謂ケーブルコア)が断熱管内に一つ或いは複数収納され、当該主電気絶縁層も冷媒(例、液体窒素(LN2))の温度に冷却される低温絶縁型のもの(例えば、特許文献1の段落0004及び図3、特許文献2の図3及び図5参照)とがある。主電気絶縁層とは、ケーブルの定格電圧が印加され、その電圧に対して絶縁に必要な絶縁強度を有する絶縁層のことである。断熱管には、通常、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管が利用されており、断熱性を高めるために、内管と外管との間の空間を真空引きして真空断熱層を形成したり、さらに、内管と外管との間にスーパーインシュレーションといった断熱材を配置したりすることが行われている。
【0004】
また、超電導ケーブルの製造方法が、例えば特許文献3に開示されている。特許文献3には、断熱管内にケーブルコア(超電導導体部材)が収納された超電導ケーブルの製造方法の一例として、撚り合わせた3心のケーブルコアを供給しながら、これらケーブルコアを被覆するように板材(ステンレス板)を管状に成形、溶接して断熱管を形成することを内管と外管とで繰り返すことにより、断熱管内にケーブルコアを配置する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平8−64041号公報
【特許文献2】特開2006−59695号公報
【特許文献3】特開2001−67950号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、管状の外部部材と、この外部部材の内部空間に収納される内部部材とを備える超電導ケーブルにおいて、各部材を再利用可能な形で分離・回収する解体方法については、未だ有効な方法は提案されていない。
【0007】
超電導ケーブルの解体方法としては、例えば、ケーブル外側の外部部材(例えば断熱管)を剥ぎ取ることで、外部部材内の内部部材(例えば超電導導体部材)を取り出す方法が考えられる。しかしこの方法では、内部部材を回収して再利用することは可能であるが、外部部材は原形を留めないことになるため、外部部材を再利用することができない。また、外部部材を切開或いは寸断して除去する過程で、その内部に設けられた内部部材に損傷を与える可能性がある。別の解体方法としては、例えば、外部部材の端部から内部部材を引っ張り出すことで、外部部材と内部部材とを分離することが考えられる。しかし、内部部材を引き出す際、内部部材の許容張力を超えない範囲内で引っ張る必要があり、ケーブル(内部部材)が長尺であると、許容張力を超えてしまい、引き出せなくなる虞がある。また、内部部材と外部部材との間の摩擦抵抗が大きいと、両部材が摩擦によって損傷する可能性もある。
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、外部部材と内部部材との摩擦抵抗を低減することで、外部部材内から内部部材を引き出すことができる超電導ケーブルの解体方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の超電導ケーブルの解体方法は、管状の外部部材と、外部部材の内部空間に収納される内部部材とを備える超電導ケーブルにおいて、外部部材と内部部材とを分離する方法であり、以下の工程を備えることを特徴とする。
振動台上に、内部部材が収納された外部部材を載置する工程。
内部部材の一端に引き抜き用部材を取り付ける工程。
外部部材内から内部部材を引き抜く方向の張力を引き抜き用部材に加えた状態で、振動台により振動を与えながら、外部部材内から内部部材を引き出す工程。
【0010】
本発明の解体方法では、内部部材の一端に引き抜き用部材を取り付け、この引き抜き用部材に張力を加えた状態で振動台により振動を与えながら、外部部材内から内部部材を引き出す。例えば、振動を与えずに、単に引き抜き用部材を介して内部部材を引っ張る場合、内部部材と外部部材との間の摩擦力を超える張力で引っ張る必要があり、内部部材にかかる張力が過大になって、引き出せなくなる虞がある。何故ならば、引き出し張力の許容値は、内部部材の材料や寸法、構造によって決まり、その許容張力の範囲内で引っ張る必要がある。例えば、摩擦係数μ:0.4、内部部材の単位質量:10kg/m、許容張力:1トン(1000kg)とした場合、引き出し可能な長さは250mとなる。また、内部部材と外部部材との間に働く摩擦により、両部材に損傷を与える可能性があり、引き出し長を長くする、及び摩擦による損傷を防止するために、摩擦係数(抵抗)を低減することが望まれる。特に、外部部材内から内部部材を引き出す際、曲がり部が存在すると、当該曲がり部における張力が大きくなることで曲がり部での摩擦力が大きくなるため、曲がり部が存在する場合は、摩擦抵抗の低減が重要である。これに対し、本発明の解体方法では、振動を与えることで、内部部材と外部部材との間の摩擦抵抗を低減することができるので、引き抜き用部材に加える張力(即ち、内部部材にかかる張力)を小さくすることができる。その結果、長尺の内部部材の引き出しを可能にすると共に、摩擦による両部材(内部部材及び外部部材)の損傷を防止することができる。
【0011】
よって、本発明の解体方法を利用することで、内部部材と外部部材とを再利用可能な形で分離・回収することができる。本発明の解体方法は、次のような場合に有用である。(1)内部部材又は外部部材のいずれか一方が損傷・劣化した場合に、一方を新しいものと交換する場合、(2)内部部材又は外部部材のいずれか一方をより機能の高いものに交換する場合、(3)内部部材及び外部部材のそれぞれを異なる新しいケーブルの構成部材に再利用する場合、等が挙げられる。(1)、(2)の場合、少なくとも他方の部材を再利用することが可能である。(2)の場合の具体例としては、超電導導体部材を電流容量の大きいものに交換し、超電導ケーブルの大容量化を図ることが挙げられる。
【0012】
引き抜き用部材に加える張力は、振動を与えていないときは内部部材が移動せず、振動を与えているとき(即ち、振動による摩擦低減効果が得られているとき)に内部部材が移動するような範囲で設定することが挙げられる。この場合、上記した振動を与えない場合に比較して、小さな張力で内部部材を引き出すことができる。そして、内部部材の引き出し作業中、引き抜き用部材に常に張力を加えながら振動を与えることで、引き抜き方向に向かって内部部材が徐々に移動する。
【0013】
振動台により与える振動は、振動による摩擦低減効果が得られるのであれば特に限定されないが、例えば、その方向を上下方向としたり、引き抜き方向に向かって斜め上方方向としたりすることが挙げられる。引き抜き方向に向かって斜め上方方向とした場合、内部部材に対して引き抜き方向の推進力が得られることが期待される。また、振動の周波数や振幅も適宜調整するとよい。外部部材は振動台に固定しておくとよい。
【0014】
引き抜き用部材としては、内部部材を引き出す際の張力に耐えられる強度を有するものであればよく、例えば、鋼線や鋼撚り線等の金属線、FRPやPTFE、アラミド等の樹脂線といったワイヤを用いることができる。
【0015】
本発明の解体方法の一形態としては、列状又は面状に並べられた複数の振動台の上に跨るように外部部材を載置することが挙げられる。
【0016】
この構成によれば、複数の振動台を用い、外部部材を複数の振動台の上に跨るように載置することで、長尺の超電導ケーブルの解体にも対応することが容易である。複数の振動台の並置状態としては、特に限定されるものではなく、列状や面状に並置することが挙げられる。各振動台は、隣り合う振動台と接するようにして配置してもよく、隣り合う振動台と間隔をあけて配置してもよい。また、各振動台は、振動を同期させてもよく、非同期としてもよい。引き抜き用部材に張力を加えながら振動を与えることで、外部部材との摩擦力で止まっていた内部部材の局所的な箇所が、摩擦係数の低減により摩擦力を解放するように動く。動くことで引張力が内部部材に伝達され、その箇所での摩擦係数が低減したときに内部部材が移動する。この繰り返し故、摩擦抵抗を低減するための振動は必ずしも同期させる必要はない。さらに、複数の振動台を列状に並べた場合は、外部部材を直線状に載置し、一方、面状に並べた場合は、例えば渦巻状に載置することが挙げられる。
【0017】
本発明の解体方法の一形態としては、外部部材を巻回したドラムを振動台上に載置することが挙げられる。
【0018】
この構成によれば、外部部材をドラムに巻回した状態で振動台上に載置することで、長尺の超電導ケーブルの解体にも対応することが容易であり、また、上記した外部部材を直線状、又は渦巻状で載置する場合に比較して、引き出し作業スペースを確保し易い。外部部材をドラムに巻回する場合、ドラムの軸方向一端側から他端側に向かって外部部材をドラムに1層のみ巻く単層巻きでも、ドラムの一端側と他端側との間を往復して外部部材をドラムに多層に巻く多層巻きであってもよい。ドラムの載置状態としては、ドラムの軸方向を上下方向として載置してもよいし、ドラムの軸方向を水平方向として載置してもよい。外部部材内から内部部材を引き出す際、内部部材は、外部部材の下側に位置する端部から引き出してもよいし、上側に位置する端部から引き出してもよい。
【0019】
特に、外部部材をドラムに単層巻きした場合は、ドラムの軸方向を上下方向として、ドラムを振動台上に載置することが好ましく、一方、外部部材をドラムに多層巻きした場合は、ドラムの軸方向を水平方向として、ドラム振動台上に載置することが好ましい。前者の場合、後者の場合に比較して、振動による摩擦低減効果がより有効に作用すると考えられる。
【0020】
本発明の解体方法の一形態としては、超電導ケーブルが常温絶縁型又は低温絶縁型の場合、外部部材と内部部材とが表1の関係を満たす組み合わせの少なくとも一つであることが挙げられる。
【0021】
【表1】

【0022】
ここでは、内部部材及び外部部材は主要な構成部材を示し、各部材において付加的な構成を備える場合は、その付加的な構成も各部材に含まれる。また、外部部材は、内部部材と境界を形成する部材(即ち、内部部材の外側直近に位置する部材)であり、外部部材の外側に他の構成部材(以下、最外側部材と呼ぶ場合がある)が配置されている場合は、その部材も含まれる。この場合、少なくとも外部部材が振動台に対して固定されるように、外部部材の両端部を振動台に固定したり、外部部材が最外側部材に接合されている、或いは摩擦力で固定されている場合は、最外側部材を振動台に固定し、最外側部材を介して外部部材を振動台に固定してもよい。
【0023】
常温絶縁型の場合、外部部材としては、表1に記載するように、「断熱管(内管及び外管)」、「断熱管外管」、「管状支持部材」が挙げられる。ここで、表1に記載の「断熱管(内管及び外管)」とは、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管のことである。「断熱管外管」とは、上記した二重管構造の断熱管を構成する外管のみのことであり、この場合、断熱管端部において外管と内管との封止接合を予め解除しておく。断熱管の内管と外管との間には、スーパーインシュレーション等の断熱材や、内管と外管との間隔を保持するためのスペーサーが配置されていてもよい。断熱管(外管)の外側には、主電気絶縁層が形成されていてもよく、更にテンションメンバーや防食層等を予め形成されていてもよい。「管状支持部材」は、その詳細な説明は後述するが、管状の部材であり、上述した常温絶縁型の超電導ケーブルを構成する断熱管の外側に配置される。常温絶縁型の超電導ケーブルでは、断熱管の外側に主電気絶縁層を形成して常温にて絶縁を行う構造であるが、管状支持部材を備える場合は、この管状支持部材の外側に主電気絶縁層が形成され、管状支持部材と断熱管との間には主電気絶縁層が形成されなくてもよい。
【0024】
本発明において、外部部材内から内部部材を引き出す場合、内部部材の重量が軽いほど摩擦力が小さいことから、内側(中心)から順に引き出すのが有効である。具体的には、外部部材が「断熱管(内管及び外管)」の場合は、内部部材として、表1に記載するように、「超電導導体部材(単心)」が挙げられる。ここで、表1に記載の「超電導導体部材(単心)」とは、超電導導体層の外側に主電気絶縁層を有しない超電導導体部材が1本(単心)である。また、外部部材が「断熱管外管」の場合は、内部部材として、「断熱管内管」、「断熱管内管+超電導導体部材(単心)」が挙げられる。ここで、「断熱管内管」とは、上記した二重管構造の断熱管を構成する内管のみのことである。「断熱管内管+超電導導体部材(単心)」の場合、断熱管の内管の内側に超電導導体部材が収納された状態で、断熱管内管と超電導導体部材とを一緒に引き出す。次に、外部部材が「管状支持部材」の場合は、内部部材として、「断熱管外管」、「断熱管(内管及び外管)」、「断熱管+超電導導体部材(単心)」が挙げられる。ここで、「断熱管外管」、「断熱管(内管及び外管)」については、上記のとおりである。「断熱管+超電導導体部材(単心)」の場合、上記した二重管構造の断熱管の内側に超電導導体部材が収納された状態で、超電導導体部材と断熱管とを一緒に引き出す。
【0025】
一方、低温絶縁型の場合、外部部材としては、表1に記載するように、「断熱管(内管及び外管)」、「断熱管外管」が挙げられる。ここで、表1に記載の「断熱管(内管及び外管)」及び「断熱管外管」については、上記した常温絶縁型のところで説明したとおりである。
【0026】
そして、外部部材が「断熱管(内管及び外管)」の場合は、内部部材として、表1に記載するように、「超電導導体部材(単心又は多心)」が挙げられる。ここで、「超電導導体部材(単心又は多心)」とは、超電導導体層の外側に主電気絶縁層を有するケーブルコアが1本(単心)又は2本以上(多心)である。多心構造の場合、ケーブルコアを撚り合わせてもよい。また、外部部材が「断熱管外管」の場合は、内部部材として、「断熱管内管」、「断熱管内管+超電導導体部材(単心又は多心)」が挙げられる。ここで、「断熱管内管」については、上記した常温絶縁型のところで説明したとおりであり、「断熱管内管+超電導導体部材(単心又は多心)」の場合、断熱管の内管の内側に単心又は多心のケーブルコアが収納された状態で、断熱管内管とケーブルコアとを一緒に引き出す。断熱管(外管)の外側には、テンションメンバーや防食層等が形成されていてもよい。
【0027】
なお、表1において、異なる組み合わせを複数選択することも可能である。例えば常温絶縁型の場合、断熱管から超電導導体部材を引き出した後、断熱管の外管から内管を引き出す場合は、[外部部材:「断熱管(内管及び外管)」,内部部材:「超電導導体部材(単心)」]の組み合わせの次に[外部部材:「断熱管外管」,内部部材:「断熱管内管」]の組み合わせを選択することに相当する。或いは、断熱管から超電導導体部材を引き出した後、管状支持部材から断熱管を引き出す場合は、[外部部材:「断熱管(内管及び外管)」,内部部材:「超電導導体部材(単心)」]の組み合わせの次に[外部部材:「管状支持部材」,内部部材:「断熱管(内管及び外管)」]の組み合わせを選択することに相当する。
【発明の効果】
【0028】
本発明の超電導ケーブルの解体方法は、振動を与えながら、外部部材内から内部部材を引き出すことで、外部部材内から内部部材を引き出す際の摩擦抵抗を低減することができる。その結果として、長尺の内部部材の引き出しを容易にすると共に、摩擦による内部部材及び外部部材の損傷を防止することができる。つまり、超電導ケーブルを構成する内部部材と外部部材とを再利用可能な形で分離・回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】常温絶縁型超電導ケーブルの一例を示す概略断面図である。
【図2】常温絶縁型超電導ケーブルの別の例を示す概略断面図である。
【図3】低温絶縁型超電導ケーブルの一例を示す概略断面図である。
【図4】実施例1に係る超電導ケーブルの解体方法を示す概略図である。
【図5】実施例2に係る超電導ケーブルの解体方法を示す概略図である。
【図6】実施例3に係る超電導ケーブルの解体方法を示す概略図である。
【図7】変形例2に係る超電導ケーブルの製造方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、各図において、同一又は相当の部材には同一の符号を用いる。
【0031】
まず、図1〜3を参照して、本発明に係る超電導ケーブルの解体方法を適用可能な超電導ケーブルの構成について説明する。この超電導ケーブルには、常温絶縁型又は低温絶縁型の場合がある。
【0032】
<常温絶縁型超電導ケーブル(1)>
図1は、常温型超電導ケーブルの一例を示す図である。図1に示す超電導ケーブル101は、断熱管120と、この断熱管120の内部空間に収納される超電導導体部材110とを備え、超電導導体層112を有する超電導導体部材110が断熱管120内に流通する冷媒によって冷却される。また、断熱管120の外側に主電気絶縁層130が形成されており、常温にて絶縁を行う構造である。この例では、超電導導体部材110が1本(単心)である。
【0033】
超電導導体部材110は、代表的には、中心から順にフォーマ111、超電導導体層112、保護層115を有する。フォーマ111は、超電導導体層112の支持体や異常時電流(短絡電流等)の流路に利用され、銅やアルミニウム等の常電導導体で形成されている。より具体的には、例えば、エナメル等の絶縁被覆を有する複数の金属線を撚り合わせた撚り線等の中実体、金属パイプや金属帯を螺旋状に成形したスパイラルパイプ等の中空体が挙げられる。金属パイプ等の中空体とした場合、その内部空間を冷媒の流路に利用することが可能である。
【0034】
超電導導体層112は、例えば、酸化物超電導体を有するテープ状線材が好適に利用できる。テープ状線材は、例えば、Bi2223系超電導テープ線(Ag-MnやAg等の安定化金属中に酸化物超電導体からなるフィラメントが配されたシース線)、RE123系薄膜線材(RE:希土類元素(例えばY、Ho、Nd、Sm、Gd等)。金属基板に酸化物超電導相が成膜された積層線材)が挙げられる。超電導導体層112は、上記テープ状線材をフォーマ111の外周に螺旋状に巻回して形成した単層構造又は多層構造が挙げられる。
【0035】
超電導導体層112の外周には保護層115が形成されている。保護層115は、その内側に配された超電導導体層112等を断熱管120と電気的に絶縁すると共に、機械的に保護するためのものであり、クラフト紙等を巻回することで形成されている。
【0036】
断熱管120は、内管121と外管122とを有し、両管121,122の間に真空断熱層が形成された二重管構造の真空断熱管である。そして、この断熱管120(内管121)内に超電導導体部材110が収納される。また、断熱管120(内管121)内には、超電導導体部材110の超電導導体層112を冷却して超電導状態に維持するための冷媒(代表的には液体窒素や液体ヘリウム)が流通する。
【0037】
内管121及び外管122の構成材料には、ステンレス鋼、アルミニウムやその合金等を用いることができる。また、断熱管120に屈曲性を付与するため、内管121及び外管122のそれぞれに全長に亘ってコルゲート加工を施してもよい。その他、内管121と外管122との間に、スーパーインシュレーション等の断熱材やスペーサーを配置すると、断熱性をより高めることができる。
【0038】
この断熱管120(外管122)の外側には、主電気絶縁層130が形成されている。主電気絶縁層130の構成材料には、既存の常電導ケーブルで実績があり、常温での電気絶縁強度に優れる材料、代表的にはCVケーブルに使用されている架橋ポリエチレン(XLPE)等の絶縁性樹脂を用いることができる。この主電気絶縁層130は、断熱管120(外管122)の外側に架橋ポリエチレン等の絶縁性樹脂を押出しにより被覆することで形成することができる。なお、主電気絶縁層130の内側又は外側には、常電導ケーブルと同様に、内部半導電層又は外部半導電層(図示せず)を主電気絶縁層130と同時押出しにより形成してもよい。主電気絶縁層130の外側には、図示しないが、銅やアルミニウム等のしゃへいや、ビニルやポリエチレン等のシースを施すことが好ましい。このしゃへいは主として電界しゃへい層として機能する。一方、シースは、しゃへいに誘起する電位に対する電気的絶縁性能を有すると共に、機械的な保護層として機能する。これらの機能は、常電導ケーブルと同様である。
【0039】
また、この例では、断熱管120(外管122)と主電気絶縁層130との間に常電導導体で形成された外部導体131を有する。この外部導体131は、超電導ケーブル線路の接続箇所(超電導ケーブルの中間接続部や終端接続部等)でフォーマ111及び超電導導体層112と電気的に接続され、異常時電流(短絡電流等)の分流路として機能する。外部導体131の構成材料には、銅やアルミニウム、銀等を用いることができる。この外部導体131は、例えば、銅撚り線からなるセグメント導体等、既存の常電導ケーブルの導体に準じた部材を外管122に巻回することで形成することができる。
【0040】
このように、外部導体131を有することで、異常時電流の分流路を十分に確保することができ、大きな異常時電流が流れることによるフォーマ111及び超電導導体層112の温度上昇を低減し、断熱管120内の冷媒の温度上昇を低減することができる。
【0041】
さらに、主電気絶縁層130の外側には、布設用のテンションメンバーを設けたり、更にその外側に防食層等を設けてもよい(図示せず)。
【0042】
<常温絶縁型超電導ケーブル(2)>
図2は、常温型超電導ケーブルの別の一例を示す図である。図2に示す超電導ケーブル102は、管状支持部材140を備える点が、上記した図1に示す超電導ケーブル101と異なり、基本的な構成は超電導ケーブル101と同じであるので、以下では相違点を中心に説明する。
【0043】
超電導ケーブル102では、断熱管120(外管122)に主電気絶縁層130が形成されておらず、断熱管120(外管122)の外側に配置される管状支持部材140の外側に主電気絶縁層130が形成されている。つまり、管状支持部材140は、その外側に形成される主電気絶縁層130を支持する部材であり、この部材に最も求められる特性は強度である。また、超電導ケーブル102に可撓性を持たせるために、管状支持部材140も可撓性を有することが好ましく、以上の点を考慮して、管状支持部材140には、アルミニウム(その合金を含む)製のストレート管や、ステンレス製のコルゲート管が好適に用いることができる。その他、管状支持部材140は、樹脂等の非金属材料で形成してもよい。管状支持部材140を常電導導体で形成した場合、上記した超電導ケーブル101の外部導体131と同様に、フォーマ111及び超電導導体層112と電気的に接続することで、異常時電流の分流路として機能させることも可能である。
【0044】
さらに、管状支持部材140と主電気絶縁層130との間には、図示するように、常電導導体で形成された外部導体131を形成してもよい。この外部導体131は、上記した超電導ケーブル101の外部導体131と同様に、フォーマ111及び超電導導体層112と電気的に接続することで、異常時電流(短絡電流等)の分流路として機能する。また、断熱管120(外管122)の外周には、図示しないが、断熱管120を保護する保護層等を形成してもよい。
【0045】
その他、主電気絶縁層130の外側に、銅やアルミニウムなどの常電導導体でしゃへい層(図示せず)を形成したり、上記したテンションメンバーや防食層等を設けてもよい。
【0046】
このように、管状支持部材140を備えることで、断熱管120(超電導導体部材110を含む場合もある)と主電気絶縁層130を含む管状支持部材140とを別個に取り扱うことができる。
【0047】
<低温絶縁型超電導ケーブル>
図3は、低温型超電導ケーブルの一例を示す図である。図3に示す超電導ケーブル201は、断熱管220と、この断熱管220の内部空間に収納されるケーブルコア(超電導導体部材)210とを備え、超電導導体層212の外側に主電気絶縁層213を有するケーブルコア210が断熱管220内に流通する冷媒によって冷却される。つまり、主電気絶縁層213も冷媒に浸漬され、低温にて絶縁を行う構造である。この例では、ケーブルコア210が3本(3心)である。また、3心のケーブルコア210は、撚り合わされている。図3に示す低温絶縁型超電導ケーブル201と図1に示す常温絶縁型超電導ケーブル101との大きく異なる点は、主電気絶縁層の形成箇所であり、以下では相違点を中心に説明する。
【0048】
ケーブルコア210は、代表的には、中心から順にフォーマ211、超電導導体層212、主電気絶縁層213、シールド層214、保護層215を有する。フォーマ211や超電導導体層212は、上記した図1に示す超電導ケーブル101のフォーマ111や超電導導体層112と同様の構成とすることができる。一方、主電気絶縁層213は、超電導導体層212の外側に形成され、例えば、低温での絶縁強度に優れるPPLP(登録商標、Polypropylene Laminated Paper)等を超電導導体層212の外周に巻回することで形成することができる。また、シールド層214は、超電導導体層212と同様に、酸化物超電導導体を有するテープ状線材を巻回することで形成してもよいし、常電導導体で形成してもよい。シールド層214を超電導導体で形成した場合は、交流用途では誘導電流によるシールドとして機能し、直流用途では帰路電流用導体として利用することができる。また、超電導導体、常電導導体のいずれの場合も、所定の電圧を主電気絶縁層213に印加するためのしゃへい層の機能も有する。なお、主電気絶縁層213の内外部に半導電層(図示せず)を設けてもよい。保護層215は、シールド層214に誘起する電位に対する電気的絶縁性能を有すると共に、機械的な保護層として機能する。
【0049】
断熱管220は、上記した図1に示す超電導ケーブル101の断熱管120と同様の構成とすることができるが、この断熱管220(外管222)の外側には、主電気絶縁層が形成されていない。また、断熱管220(外管222)の外周には、断熱管220を保護する防食層215が形成されている。さらに、断熱管220(外管222)の外側に、布設用のテンションメンバー(図示せず)を設けてもよい。
【0050】
なお、図3に示す超電導ケーブル201は、ケーブルコア210が2本以上の多心であるが、ケーブルコア210が1本の単心であってもよい。
【0051】
次に、図4〜6を参照して、本発明に係る超電導ケーブルの解体方法の実施例を説明する。本発明に係る超電導ケーブルの解体方法は、管状の外部部材と、この外部部材の内部空間に収納される内部部材とを備える超電導ケーブルにおいて、外部部材内から内部部材を引き出すことで、外部部材と内部部材とを分離して、超電導ケーブルを解体する方法である。そして、超電導ケーブルが上記した常温絶縁型又は低温絶縁型の場合、外部部材と内部部材とはそれぞれ、上記表1の関係を満たす組み合わせの少なくとも一つである。
【0052】
[実施例1]
実施例1では、図4に示すように、列状に並べられた複数の振動台30の上に跨るように、内部部材10が収納された外部部材20を直線状に載置する。各振動台30は、例えば、隣り合う振動台と接するように連接されており、同期して上下方向に振動する。外部部材20は振動台30に固定されている。
【0053】
内部部材10の一端に引き抜き用部材40(この例では、引き抜きワイヤ)を取り付ける。この引き抜きワイヤ40は、例えば、表面にPTFEが被覆された鋼製のワイヤである。
【0054】
次に、引き抜きワイヤ40を所定の張力で引っ張り、外部部材20の一端側から内部部材10を引き抜く方向の張力をワイヤ40に加えた状態で、振動台30により振動を与えながら、外部部材20内から内部部材10を引き出す。これにより、外部部材20内の内部部材10が引き抜き方向に向かって徐々に移動する。ワイヤ40に加える張力は、振動を与えていないときは内部部材10が移動せず、振動を与えているとき(即ち、振動による摩擦低減効果が得られているとき)に内部部材10が移動するように設定する。ワイヤ40に加える張力は、内部部材10を引き出した長さに応じて変化(減少)させてもよい。また、振動台30により与える振動は、周波数や振幅を適宜調整する。
【0055】
このようにして、外部部材20内から内部部材10を引き出すことで、外部部材20と内部部材10とを分離する。この例では、全ての振動台30の振動を同期させているが、非同期としてもよい。
【0056】
[実施例2]
実施例2では、図5に示すように、内部部材10が収納された外部部材20を巻回したドラム25を振動台30上に載置する。この例では、外部部材20をドラム25に多層巻きし、ドラム25の軸方向を水平方向として載置している。振動台30は、上下方向に振動する。外部部材20はドラム25に固定され、ドラム25は振動台30に固定されている。
【0057】
実施例1と同様に、内部部材10の一端に引き抜き用部材(引き抜きワイヤ)40を取り付ける。この例では、内部部材10の両端のうち下側の一端にワイヤ40を取り付ける。この引き抜きワイヤ40は、例えば、表面にPTFEが被覆された鋼製のワイヤである。
【0058】
次に、実施例1と同様に、引き抜きワイヤ40を所定の張力で引っ張り、外部部材20の一端側から内部部材10を引き抜く方向の張力をワイヤ40に加えた状態で、振動台30により振動を与えながら、外部部材20内から内部部材10を引き出す。この例では、外部部材20の下側に位置する端部から内部部材10を引き出す。ワイヤ40に加える張力は、並びに、振動台30により与える振動の周波数や振幅は、実施例1と同様に、適宜設定・調整する。
【0059】
このようにして、外部部材20内から内部部材10を引き出すことで、外部部材20と内部部材10とを分離する。この例では、外部部材20の下側に位置する端部から内部部材10を引き出すようにしているが、内部部材10の両端のうち上側の一端に引き抜きワイヤ40を取り付け、外部部材20の上側に位置する端部から内部部材10を引き出すことも可能である。
【0060】
[実施例3]
実施例3では、実施例2と同様に、図6に示すように、内部部材10が収納された外部部材20を巻回したドラム25を振動台30上に載置する。この例では、外部部材20をドラム25に単層巻きし、ドラム25の軸方向を上下方向として載置している点が、図5に示す実施例2の解体方法と異なり、他の構成は実施例2と同様であるため説明を省略する。
【0061】
この例では、内部部材10の両端のうち下側の一端に引き抜きワイヤ40を取り付け、外部部材20の下側に位置する端部から内部部材10を引き出すことで、重力により内部部材10が下側に移動し易くなるので、外部部材20内から内部部材10が引き出し易くなる。また、外部部材20をドラム25に単層巻きし、ドラム25の軸方向を上下方向として載置した実施例3の場合、実施例2の場合に比較して、振動による摩擦低減効果がより有効に作用すると考えられる。
【0062】
以上説明した実施例1〜3に係る超電導ケーブルの解体方法では、外部部材(例えば断熱管)内に収納された内部部材(例えば超電導導体部材)の一端に引き抜き用部材を取り付け、この引き抜き用部材に常に張力を加えた状態で振動台により振動を与えながら、外部部材内から内部部材を引き出す。これにより、外部部材内から内部部材を引き出す際の摩擦抵抗を低減することができるので、引き抜き用部材に加える張力(即ち、内部部材にかかる張力)を小さくすることができる。その結果、長尺の内部部材の引き出しを容易にすると共に、摩擦による内部部材及び外部部材の損傷を防止することができる。
【0063】
[変形例1]
次に、本発明に係る超電導ケーブルの解体方法を利用した内部部材の交換方法の例を説明する。
【0064】
上記した実施例1〜3において、内部部材10の他端に連結ワイヤを取り付け、この連結ワイヤを介して交換用の別の内部部材を連結しておく。この状態で、引き抜きワイヤ40を所定の張力で引っ張りながら振動を与えることで、外部部材20の一端側から内部部材10を引き出すと同時に、外部部材20の他端側から別の内部部材を引き入れて、外部部材内20に別の内部部材を配置する。この場合、外部部材内から内部部材を引き出す場合と同様に、外部部材内に別の内部部材を引き入れる際の摩擦抵抗を低減することができる。即ち、別の内部部材にかかる張力を小さくして、摩擦による別の内部部材及び外部部材の損傷を防止することができる。
【0065】
或いは、内部部材10の他端に引き込みワイヤを取り付けておき、この状態で、引き抜きワイヤ40を所定の張力で引っ張りながら振動を与えることで、外部部材20の一端側から内部部材10を引き出すと同時に、外部部材20の他端側から引き込みワイヤを引き入れて、外部部材20内に引き込みワイヤを挿通する。次に、外部部材20内に挿通した引き込みワイヤを交換用の別の内部部材の一端に取り付け、外部部材内から内部部材を引き出す場合と同様に、引き込みワイヤに所定の張力を加えた状態で振動を与えながら、外部部材内20に別の内部部材を引き入れる。具体的には、別の内部部材の一端を外部部材20の他端側の端部に挿入するようにセットし、外部部材20の一端側の端部から引き出された引き込みワイヤを所定の張力で引っ張る。そして、外部部材20内に別の内部部材を引き込む方向(外部部材20の他端側から一端側に向かう方向)の張力を引き込みワイヤに加えた状態で、振動台30により振動を与えながら、外部部材20内に別の内部部材を引き入れることで、外部部材20内に別の内部部材を配置する。この場合、外部部材内から内部部材を引き出す場合と同様に、外部部材内に別の内部部材を引き入れる際の摩擦抵抗を低減することができるので、引き込みワイヤに加える張力(即ち、別の内部部材にかかる張力)を小さくして、摩擦による別の内部部材及び外部部材の損傷を防止することができる。
【0066】
上記した連結ワイヤ及び引き込みワイヤは、例えば、表面にPTFEが被覆された鋼製のワイヤである。連結ワイヤ及び引き込みワイヤとしては、外部部材内に挿通可能で、かつ、内部部材を引き入れる際の張力に耐えられる強度を有するものであればよく、例えば、鋼線や鋼撚り線等の金属線、FRPやPTFE、アラミド等の樹脂線を用いることができる。特に、ワイヤの表面に潤滑性を付与するため、ワイヤの表面にフッ素系樹脂(具体例、PTFE)等が被覆されていることが好ましい。これにより、内部部材を引き入れる際に上記ワイヤとの接触によって外部部材の内周面が疵付くことを防止したり、外部部材との摩擦抵抗を低減することができる。
【0067】
上記した内部部材の交換方法は、例えば、断熱管内に超電導導体部材が収納された超電導ケーブルにおいて、超電導導体部材を交換する場合に好適に利用できる。具体例としては、超電導導体部材を電流容量の大きいものに交換して、超電導ケーブルの大容量化を図ることが挙げられる。
【0068】
[変形例2]
上記した実施例1では、内部部材10の一端に引き抜き用部材(引き抜きワイヤ)40を取り付け、引き抜きワイヤ40を引っ張ることで、外部部材20内から内部部材10を引き出す場合について説明した。更に、外部部材20を長さ方向に分割することが可能、或いはしてもよい場合、その分断箇所で引き抜き方向に内部部材10を押し込みながら、外部部材20内から内部部材10を引き出してもよい。例えば、図7に示すように、外部部材20の分断箇所に押し込み機構50を設置し、内部部材10に押し込み力を加えて、内部部材10を押し込むことを併用する。この例では、図7に示すように、内部部材10が収納された外部部材20を平面U字状に折り返して配置し、その直線部を振動台30に載置している。また、曲がり部において、外部部材20を長さ方向に分割し、その分断箇所で内部部材10が露出している。そして、外部部材20の分断箇所に押し込み機構50を設置し、ワイヤ40を引っ張りながら、その引っ張り方向と同じ方向に内部部材10を押し込む。これにより、ワイヤ40に加える張力を低減することが可能である。この例のように曲がり部が存在する場合、押し込むことにより張力を低減することは、特に有効である。押し込み機構50としては、例えばキャタピラ式やボールローラー式等の公知の押し込み装置を利用することができる。
【0069】
なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、本発明の範囲は上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明の超電導ケーブルの解体方法は、超電導ケーブルの解体に好適に利用することができ、また、超電導ケーブルが常温絶縁型又は低温絶縁型のいずれの場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【0071】
10 内部部材
20 外部部材 25 ドラム
30 振動台
40 引き抜き用部材(引き抜きワイヤ)
50 押し込み機構
100,101 常温絶縁型超電導ケーブル
110 超電導導体部材
111 フォーマ 112 超電導導体層
115 保護層
120 断熱管
121 内管 122 外管
130 主電気絶縁層
131 外部導体
140 管状支持部材
200 低温絶縁型超電導ケーブル
210 ケーブルコア(超電導導体部材)
211 フォーマ 212 超電導導体層 213 主電気絶縁層
214 シールド層 215 保護層
220 断熱管
221 内管 222 外管 225 防食層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状の外部部材と、前記外部部材の内部空間に収納される内部部材とを備える超電導ケーブルにおいて、前記外部部材と前記内部部材とを分離する超電導ケーブルの解体方法であって、
振動台上に、前記内部部材が収納された前記外部部材を載置する工程と、
前記内部部材の一端に引き抜き用部材を取り付ける工程と、
前記外部部材内から前記内部部材を引き抜く方向の張力を前記引き抜き用部材に加えた状態で、前記振動台により振動を与えながら、前記外部部材内から前記内部部材を引き出す工程と、
を備えることを特徴とする超電導ケーブルの解体方法。
【請求項2】
列状又は面状に並べられた複数の振動台の上に跨るように前記外部部材を載置することを特徴とする請求項1に記載の超電導ケーブルの解体方法。
【請求項3】
前記外部部材を巻回したドラムを振動台上に載置することを特徴とする請求項1に記載の超電導ケーブルの解体方法。
【請求項4】
前記外部部材を前記ドラムに単層巻きし、前記ドラムの軸方向を上下方向として、前記ドラムを振動台上に載置することを特徴とする請求項3に記載の超電導ケーブルの解体方法。
【請求項5】
前記超電導ケーブルが常温絶縁型又は低温絶縁型の場合、前記外部部材と前記内部部材とが下記表1の関係を満たす組み合わせの少なくとも一つであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の超電導ケーブルの解体方法。
【表1】


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−69584(P2013−69584A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−208192(P2011−208192)
【出願日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】