超電導ケーブルコア及び超電導ケーブル
【課題】内部に配置された光ケーブルを外力から保護することができる超電導ケーブルコアを提供することである。
【解決手段】巻芯１の周囲に配置される第１の超電導体層３と、第１の超電導導体層３の周囲に配置される電気絶縁層６と、電気絶縁層６の周囲に配置される第２の超電導体層７と、少なくとも１本の光ファイバ１１を収めた温度モニタリング層１０とを有する。
【解決手段】巻芯１の周囲に配置される第１の超電導体層３と、第１の超電導導体層３の周囲に配置される電気絶縁層６と、電気絶縁層６の周囲に配置される第２の超電導体層７と、少なくとも１本の光ファイバ１１を収めた温度モニタリング層１０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルコア及び超電導ケーブルに関し、より詳しくは、温度検出機能を有する超電導ケーブルコア及び超電導ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導ケーブルは、送電路の送電容量を上げ、トータルの送電コストを削減することが可能であるが、温度が上昇すると超電導状態から常電導状態に転移するクェンチが発生することがある。クェンチは、超電導ケーブルの抵抗の発生により熱的な損失を生じさせ、さらにその熱により超電導ケーブルの温度をさらに上昇させ、ケーブルの焼損や冷却系の障害発生の原因となる。
【０００３】
そこで、温度センサを超電導ケーブル内に配置して超電導ケーブルの温度上昇を監視し、超電導ケーブルを構成する超電導線を液体窒素温度以下に保持する必要がある。
【０００４】
温度センサとして電気ノイズなどの影響を受けにくい光ファイバを使用し、この光ファイバを超電導ケーブルの超電導線に沿って取り付けることが下記の特許文献１、２に記載されている。また、特許文献３には、超電導機器内の絶縁筒の外周に巻き付けられる超電導線材に添って光ファイバを取り付けることが記載されている。光ファイバは温度変化により光特性が変化するので、その光特性の変化を測定することにより超電導ケーブルの温度を検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】実開平２−１３３８１７号公報
【特許文献２】特開平６−２７５１４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６２２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超電導ケーブルとして、ケーブルコアの超電導線を極低温に保つためにケーブルコアを断熱管の内部に入れた構造を有するものがあり、その中に光ファイバを配置すると図１０、図１１に示すようになる。
【０００７】
図１０、図１１において、巻芯（former）１０１の外周に、第１カーボン紙１０２、超電導導体層１０３、第２カーボン紙１０４、電気絶縁層１０５、超電導遮蔽層１０６、絶縁性保護層１０７、不織布１１０が順に巻き付けられ、これらはフレキシブルなコルゲート状の断熱用金属管１１１に収められている。絶縁性保護層１０７、不織布１１０は、断熱用金属管１１１と超電導遮蔽層１０６の接触を防止するために配置されている。
【０００８】
また、絶縁性保護層１０７と不織布１１０の間においては、光ファイバ１０８が絶縁性保護層１０７上でケーブルの長さ方向に沿って配置され、また、光ファイバ１０８及び絶縁性保護層１０７の上には第３カーボン紙１０９が巻かれている。
【０００９】
このような構造によれば、図１２に示すように、波付き形状を有する断熱用金属管１１１の内側に一定間隔で山が現れるため、断熱用金属管１１１内のケーブルコアの自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力が断熱用金属管１１１内側の山から光ファイバ１０８に加わり、これにより光ファイバ１０８が損傷されるおそれがある。
【００１０】
本発明の課題は、内部に配置された光ケーブルを外力から保護することができる超電導ケーブルコア及び超電導ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る第１の態様は、巻芯の周囲に配置される第１の超電導体層と、前記第１の超電導導体層の周囲に配置される電気絶縁層と、前記電気絶縁層の周囲に配置される第２の超電導体層と、少なくとも１本の光ファイバを収めた温度モニタリング層とを有することを特徴とする超電導ケーブルコアである。
【００１２】
本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係る超電導ケーブルコアを管に収めたことを特徴とする超電導ケーブルである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光ファイバを収めた温度モニタリング層を第１、第２の超電導体層のいずれか一方の周囲に配置しているので、ケーブルコア中の温度をモニタリングすることが出来ると同時に、超電導ケーブルコアを構成する要素を温度モニタリング層によって側圧等の応力から保護することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す超電導ケーブルの構成図であり、図２は、図１に示す超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【００１５】
図１、図２において、ステンレス、アルミニウム、銅等からなる可撓性を有する円筒状の巻芯１の外周には、テープ状の第１のカーボン紙２が巻かれ、さらに第１のカーボン紙２の上には超電導導体層３が配置されている。
【００１６】
超電導導体層３は、第１のカーボン紙２の外周に沿ってテープ状の超電導線材を１層当たり複数本螺旋状に巻き、これを単層又は複数層に巻き付けて構成される。超電導線材を複数層に巻く場合には、上の層と下の層の間に絶縁テープを介在させてもよい。
【００１７】
超電導導体層３を構成する超電導線材として、酸化物超電導体線材と金属超電導体線材のいずれでもよいが、本実施形態では、ビスマス（Bi）系の酸化物超電導体線材、例えばBi2 Sr2 Ca2 Cu3 Ox 線材に銀マグネシウム合金シースを施してなる高温超電導テープを用いる。超電導線材の幅は、例えば幅４ｍｍ程度である。
【００１８】
なお、酸化物超電導線材として、Bi系の他に、イットリウム（Y） 系、ネオジウム（Nd）系、水銀（Hg）系、鉛（Pb）系、タリウム（TI）系等の酸化物超電導線材を適用してもよい。また、金属超電導線材には、バナジウム・ガリウム（V3Ga）系等がある。
【００１９】
また、シースの材料として、銀マグネシウムの他に、銀マンガン合金、銅、アルミニウム等を適用してもよい。さらに、超電導線材に施すシースの代わりに銀、ニッケルなどのテープ状基材を用いてもよい。
【００２０】
そのような構成の超電導導電層３の外周には、超電導導電層３を押さえるためにテープ状の第２のカーボン紙４が巻き付けられている。
【００２１】
第２のカーボン紙４の上には、光ファイバを備えた温度モニタリング層１０が配置されている。この温度モニタリング層１０は、図３に示すような光ファイバ１１を内部に収めた金属管１２と、金属管１２を収める溝１３を有する金属層１４とから構成されている。
【００２２】
金属層１４は、テープ状の金属線を第２のカーボン紙４上に螺旋状に巻いて形成され、その構成材料として良導体である銅素材を用いることが好ましい。また、金属管１２は、光ファイバ１１を被覆するもので、金属層１４と同じ材料から構成してもよいし、異なる材料から構成してもよい。また、金属管１２と金属層１４は、何等かの事故が起きた場合に電流を分流させる機能も有する。
【００２３】
光ファイバ１１が収められる金属管１２は、巻芯１の長手方向に沿って螺旋状に配置され、１条の超電導ケーブルに対して少なくとも１本必要であるが、本実施形態では第２のカーボン紙４上の周方向にほぼ等間隔で複数本、例えば３本配置されている。
【００２４】
金属層１４は、金属管１２とともに光ファイバ１１を保護する役割を有効に果たすために、その厚さを金属管１２の外径と一致させるかそれ以上であることが好ましい。金属管１２の外径は１ｍｍ〜２ｍｍであり、例えば、低温冷却時に金属管１２が熱収縮することを考慮して１．４ｍｍとする場合には、金属層１４の厚さも１．４ｍｍ相当とする。
【００２５】
また、金属層１４を構成する金属線は、超電導層３を構成する超電導線材を巻き付ける機械を使用して巻き付けられる。従って、金属層１４を構成する金属線の幅は、超電導層３を構成する超電導線材の幅と一致する大きさとする。例えば、その金属線の幅を、超電導体線材の幅と同じ幅、例えば４ｍｍとする。これにより、応力に弱い超電導体線材の上にも金属線を巻き付けることができるようになる。
【００２６】
即ち、剛性の高い材料を巻き付ける機械は一般に２０Ｎ以上の張力で導体線材を巻き付ける構造を有しているのに対して、超電導体素線を巻き付ける機械はその張力を１０Ｎ以下で巻き付けることができる構造を有している。金属線を２０Ｎ未満の低張力で巻き付けることにより、超電導導体層３に加わる応力を低減することが可能になる。
【００２７】
それらの条件を満たす金属線としては、素線の径と編み方によって幅と厚さが簡単に調整でき、且つ良導体からなる編組線を適用することが効率がよい。編組線を構成する素線として銅線を適用する。
【００２８】
以上のような温度モニタリング層１０は、その上に第３のカーボン紙５を巻き付けることにより押さえられる。
【００２９】
第３のカーボン紙５の上にはクラフト紙、半合成紙等よりなる絶縁テープを巻き付けて構成される電気絶縁層６が形成されている。絶縁テープの層数は、超電導ケーブルに必要な耐電圧値に応じて適宜調整される。なお、半合成紙として、例えばオリエンテッドポリプロピレンラミネートペーパ、ポリプロピレンラミネートペーパ等が適用される。
【００３０】
さらに、電気絶縁層６の外周には、複数本の超電導線材を螺旋状に巻くことにより形成される超電導遮蔽層７が配置されている。その超電導線材として、上記した酸化物超電導線材と金属超電導線材のいずれかを用い、例えば、ビスマス（Bi）系の酸化物超電導線材に銀マグネシウム合金シースを施してなる高温超電導テープを用いる。その超電導線材の幅は、例えば４ｍｍ程度である。
【００３１】
また、超電導遮蔽層７は、単層又は複数層形成して構成される。超電導線材を複数層で巻く場合には、上の層と下の層の間に絶縁テープを介在させてもよい。
【００３２】
なお、シースとして超電導導体層３に用いられる他の材料を使用してもよく、さらに、シースの代わりに銀、ニッケルなどのテープ状基材を用いてもよい。
【００３３】
超電導遮蔽層７の外周には、テープ状のカーボン紙、絶縁クラフト紙等を螺旋状に巻いて構成される絶縁性保護層８が配置され、その上には第３のカーボン紙９が巻かれている。さらに、第３のカーボン紙９の外周には不織布１５が巻かれている。なお、不織布１５の代わりに金巾を用いてもよい。
【００３４】
巻芯１から不織布１５までの各層により構成されるケーブルコアは、金属から構成されて可撓性を有するコルゲート状の断熱用内管１６に収納されており、断熱用内管１６内に流される液体窒素等の冷媒により極低温に保たれる。また、断熱用内管１６は、その外径より口径の大きなコルゲート状の断熱用外管１８の中に収納される。
【００３５】
さらに、断熱用外管１８と断熱用内管１６の間に形成される空間は減圧されて真空状態に保持されることにより、外部から断熱用内管１８への熱の侵入が抑制されている。また、その空間には、例えばスーパーインシュレーションを多層に巻き付けて形成された断熱層１７が介在されている。
【００３６】
以上のような構成を有する超電導ケーブルによれば、温度モニタリング用に配置される光ファイバ１１を金属管１２内に収めるとともに、その金属管１２をその両側で金属層１４により挟むようにしている。
【００３７】
これによって、断熱用内管１６内でのケーブルコア１〜１５の自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力によって断熱用内管１６内側での波形の突出部とケーブルコア１〜１５の相互間に力が作用しても、光ファイバ１１に加えられる応力が金属管１２及び金属層１４によって抑制されるので、光ファイバ１１が保護されて損傷を受け難くなる。
さらに、超電導導電層３は、その外周に配置された温度モニタリング層１０によって断熱用内管１６の応力から保護される。
【００３８】
温度モニタリング層１０内の光ファイバ１１を用いて超電導ケーブルの温度分布を測定する場合には、例えば光時間領域反射測定法（ＯＴＤＲ：Optical Time Domain Reflectometry）を用いるが、温度モニタリング層１０の光ファイバ１１が金属管１２と金属層１４により保護されているので、測定エラーが生じにくくなって超電導ケーブルの温度管理の信頼性が高まる。特に、超電導導体層３から最も近い位置に光ファイバ１１が配置されているので、超電導導体層３の温度を正確に測定できる。
【００３９】
ところで、温度モニタリング層１０の配置位置は、ケーブルコア１〜１５の中であれば特に制約されるものではなく、絶縁層６中であってもよい。そこで、次の実施形態では、温度モニタリング層１０を超電導遮蔽層７の外周に配置した構造について説明する。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す超電導ケーブルの層構造を示す構成図であり、図５は、図４に示す超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。図４、図５において、図１、図２、図３と同じ符号は同じ要素を示している。
図４、図５において、円筒状の巻芯１の外周には、第１の実施の形態と同様に、第１のカーボン紙２、超電導導電層３、第２のカーボン紙４が順に配置されている。
【００４１】
第２のカーボン紙４の上には、クラフト紙、半合成紙等よりなる絶縁テープを巻き付けて構成される電気絶縁層６が形成されている。絶縁テープの層数は、超電導ケーブルに必要な耐電圧値に応じて適宜調整される。
【００４２】
さらに、電気絶縁層６の外周には、複数本の超電導線材を螺旋状に巻いて超電導遮蔽層７が形成されている。その超電導線材として、ビスマス（Bi）系の酸化物超電導線材に銀マグネシウム合金シースを施してなる高温超電導テープを用いる。その超電導線材の幅は、例えば４ｍｍ程度である。なお、超電導線材を複数層で巻く場合には、上の層と下の層の間に絶縁テープを介在させてもよい。
【００４３】
超電導遮蔽層７を構成する超電導線材として、第１の実施形態と同様に、Bi系以外の酸化物超電導導線材、又は金属超電導線材のいずれかを選択してもよい。また、シースとして、銀マグネシウムの他に第１実施形態で示した材料を適用してもよく、さらに、シースの代わりに銀、ニッケルなどのテープ状基材を用いてもよい。
【００４４】
超電導遮蔽層７の外周には、テープ状のカーボン紙、絶縁クラフト紙等を螺旋状に巻いて構成される保護層８が形成されている。
【００４５】
そして、保護層８の上には、光ファイバを備えた温度モニタリング層１０が配置されている。この温度モニタリング層１０は、第１の実施形態と同様に、光ファイバ１１を内部に収めた金属管１２と、金属管１２を収める溝１３を有する金属層１４とから構成されている。金属管１２、金属層１４は、第１の実施形態と同じ構成である。
【００４６】
金属管１２は、巻芯１の長手方向に沿って螺旋状又は直線状に配置され、１条の超電導ケーブルに対して少なくとも１本必要であるが、本実施形態では保護層８の周方向に３本配置されている。
【００４７】
金属層１４の厚さは、第１の実施形態で説明したように、金属層１４に光ファイバ１１を保護する役割を有効に果たせるために、金属管１２の外径と一致させるかそれ以上であることが好ましい。
【００４８】
また、金属層１４を構成する金属線は、超電導層３や超電導遮蔽層７を構成する超電導線材を巻き付ける機械を使用して巻き付けられる。従って、金属層１４を構成する金属線の幅は、超電導層３や超電導遮蔽層７を構成する超電導線材の幅と一致する大きさであることが好ましい。例えば、その金属線の幅を、超電導体線材の幅と同じ幅、例えば４ｍｍとする。これにより、応力に弱い超電導体線材の上にも金属線を巻き付けて、超電導導体層３、超電導遮蔽層７に加わる応力を低減することが可能になる。
【００４９】
それらの条件を満たす金属線としては、素線径と編み方によって幅と厚さが簡単に調整でき、且つ良導体である銅の編組線を適用するのが効率がよい。
【００５０】
以上のような温度モニタリング層１０は、その上に第３のカーボン紙５が巻き付けられて束ねられている。さらに、第３のカーボン紙５の外周には不織布１５が巻かれている。なお、不織布１５の代わりに金巾を用いてもよい。
【００５１】
以上の巻芯１から不織布１５までのケーブルコアは、可撓性を有する金属からなるコルゲート状の断熱用内管１６に収納されて、断熱用内管１６内に流される液体窒素等の冷媒により極低温に保たれる。また、断熱用内管１６は、その外径より口径の大きなコルゲート状の断熱用外管１８の中に収納される。
【００５２】
さらに、断熱用外管１８と断熱用内管１６の間には、断熱層１７が介在され、さらに、その間に形成される空間は減圧されて真空状態に保持されることにより、外部から断熱用内管１６への熱の侵入が抑制されている。
【００５３】
以上のような超電導ケーブルによれば、温度モニタリングに用いられる光ファイバ１１を金属管１２内に収めるとともに、その金属管１２をその両側で金属層１４により挟むようにして超電導遮蔽層７の外周に巻かれている。
【００５４】
従って、断熱用内管１６内のケーブルコア１〜１５の自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力が生じて、断熱用内管１８内側の波状の山部からケーブルコア１〜１５に力が加えられても、金属管１２と金属層１４によって光ファイバ１１は保護されて損傷されにくくなる。これにより、光ファイバ１１を用いて超電導ケーブルの温度分布を測定する場合の信頼性が高まる。
【００５５】
また、超電導遮蔽層７及び超電導導電層３は、その外周に配置された温度モニタリング層１０によって断熱用内管１６の応力から保護される。なお、温度モニタリング層１０は、超電導遮蔽層７の外周に配置されているので、高電圧の影響を受けずに信号出力装置の煩雑化が避けられる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態を示す超電導ケーブルの層構造を示す構成図であり、図７は、図６に示す超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。図６、図７において、図３、図４、図５と同じ符号は同じ要素を示している。
【００５７】
図６、図７において、巻芯１の外周には、第２の実施の形態と同様に、第１のカーボン紙２、超電導導電層３、第２のカーボン紙４、電気絶縁層６、超電導遮蔽層７、絶縁性保護層８が順に配置されている。
【００５８】
絶縁性保護層８の外周には、第１実施形態と同様な構成で、巻芯１の長手方向に沿って螺旋状又は直線状に配置される金属管１２と、金属管１２を収める隙間１３を有する金属層１４とを有する温度モニタリング層１０が配置されている。金属管１２内には、図３に示したように光ファイバ１１が収められている。
【００５９】
温度モニタリング層１０の上には第３のカーボン紙５が巻き付けられている。さらに、第３のカーボン紙５の上には、良導体からなる金属編組線を巻き付けて構成される金属保護層２０が一層以上配置されている。金属保護層２０を構成する金属編組線は、例えば、温度モニタリング層１０を構成する金属層１４に適用されると同じ構造の金属編組線を選択してもよい。
【００６０】
その金属保護層２０は、その上に巻かれる第４のカーボン紙２１によって押さえられている。第４のカーボン紙２１の外周には不織布１５が巻かれている。なお、不織布１５の代わりに金巾を用いてもよい。
【００６１】
以上の巻芯１から不織布１５までのケーブルコアは、可撓性を有する金属からなるコルゲート状の断熱用内管１６に収納され、断熱用内管１６内に流される液体窒素等の冷媒により極低温に保たれる。また、断熱用内管１６は、その外径より口径の大きなコルゲート状の断熱用外管１８の中に収納される。
【００６２】
さらに、断熱用外管１８と断熱用内管１６の間には、第１実施形態と同様に断熱層１７が介在され、さらに、その間に形成される空間は減圧されて真空状態に保持されることにより、外部から断熱用内管１６への熱の侵入が抑制されている。
【００６３】
以上のような超電導ケーブルによれば、温度モニタリング用に配置される光ファイバ１１を金属管１２内に収めるとともに、その金属管１２をその両側で金属層１４により挟むようにしている。
【００６４】
これによって、断熱用内管１８内のケーブルコア１〜１５，２０，２１の自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力が生じて、断熱用内管１６の内側の突出部とケーブルコア部〜１５，２０，２１の相互間に応力が発生しても、光ファイバ１１は、金属管１２と金属層１４によって保護されて損傷され難くなる。
【００６５】
しかも、光ファイバ１１は、金属管１２、金属層１４のみならず外周で金属保護層２０により囲まれているので、断熱用内管１６からの応力が二重に防護され、外力による損傷をさらに受けにくくなる。特に、金属層１４の剛性よりも金属管１２の剛性が高く、金属層１４が光ファイバ１１を十分に保護できないおそれがある場合には、金属保護層２０は光ファイバ１１の予備的な保護に有効である。
【００６６】
また、超電導遮蔽層７及び超電導導電層３は、温度モニタリング層１０と金属保護層２０の二層以上の構造により、断熱用内管１８内側の波状の突出部からの押圧力による損傷を受けにくくなる。
なお、第１〜第３の実施の形態に示した温度モニタリング層１０において、金属層１４の替わりに導電性カーボンその他の導電性材料からなる層を適用してもよい。
【００６７】
ところで、上述した実施形態の効果を確認するために、第２、第３の実施形態に係る超電導ケーブルと図１０に示す比較例に係る超電導ケーブルを試作し、これらの試料に側圧を与え、それらの超電導ケーブル内の光ケーブルと超電導遮蔽層に与える影響を調査した。
なお、第３の実施形態に係る超電導ケーブルを試料１とし、第２の実施形態に係る超電導ケーブルを試料２とし、比較例に係る超電導ケーブルを試料３とした。比較例に係る超電導ケーブルにおいて、光ファイバは金属管に入れて配置した。
【００６８】
それらの評価は、超電導ケーブルに０kN/m〜５kN/mまでの圧力を与えて、与えた毎に超電導遮蔽層の臨界電流値（Ｉc ）測定と光ファイバのロス測定を行うことにより実施したところ、図８、図９に示すような結果が得られた。なお、臨界電流値、光ファイバロスともに０kN時の値を１００％として表記した。
【００６９】
図８，図９において、試料１では、超電導遮蔽層の臨界電流値の低下も光ファイバのロスの増加も認められないが、試料２では試料１に比べて臨界電流値がわずかに低下する一方、光ファイバのロスがわずかに増加した。これに対して、試料３では、臨界電流値は大幅に低下する一方、光ファイバのロスは大幅に増加した。
【００７０】
また、光ファイバが収められた金属管の外観を調査したところ、試料１では金属管に特に異常が見られないが、試料２、試料３では断熱用の波付き断熱用内管の内側の山で金属管が潰れていることを目視により確認した。ただし、試料２の金属管の潰れは、試料３の金属管の潰れに比べて小さかった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る超電導ケーブルに取り付けられる金属管とその中に収められる光ケーブルを示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る超電導ケーブルと従来技術に係る超電導ケーブルについて、側圧と光ファイバロス増加率の関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る超電導ケーブルと従来技術に係る超電導ケーブルについて、側圧と超電導導体臨界電流値低下率の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、従来技術に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図１１】図１１は、従来技術に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、従来技術に係る問題点を示す超電導ケーブルの長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：巻芯
２，４，５，９：カーボン紙
３：超電導導体層
６：電気絶縁層
７：超電導遮蔽層
８：絶縁性保護層
１０：温度モニタリング層
１１：光ファイバ
１２：金属管
１３：溝
１４：金属層
１５：不織布
１６：断熱用内管
１７：断熱層
１８：断熱用外管
２０：金属保護層
２１：カーボン層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルコア及び超電導ケーブルに関し、より詳しくは、温度検出機能を有する超電導ケーブルコア及び超電導ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導ケーブルは、送電路の送電容量を上げ、トータルの送電コストを削減することが可能であるが、温度が上昇すると超電導状態から常電導状態に転移するクェンチが発生することがある。クェンチは、超電導ケーブルの抵抗の発生により熱的な損失を生じさせ、さらにその熱により超電導ケーブルの温度をさらに上昇させ、ケーブルの焼損や冷却系の障害発生の原因となる。
【０００３】
そこで、温度センサを超電導ケーブル内に配置して超電導ケーブルの温度上昇を監視し、超電導ケーブルを構成する超電導線を液体窒素温度以下に保持する必要がある。
【０００４】
温度センサとして電気ノイズなどの影響を受けにくい光ファイバを使用し、この光ファイバを超電導ケーブルの超電導線に沿って取り付けることが下記の特許文献１、２に記載されている。また、特許文献３には、超電導機器内の絶縁筒の外周に巻き付けられる超電導線材に添って光ファイバを取り付けることが記載されている。光ファイバは温度変化により光特性が変化するので、その光特性の変化を測定することにより超電導ケーブルの温度を検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】実開平２−１３３８１７号公報
【特許文献２】特開平６−２７５１４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６２２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超電導ケーブルとして、ケーブルコアの超電導線を極低温に保つためにケーブルコアを断熱管の内部に入れた構造を有するものがあり、その中に光ファイバを配置すると図１０、図１１に示すようになる。
【０００７】
図１０、図１１において、巻芯（former）１０１の外周に、第１カーボン紙１０２、超電導導体層１０３、第２カーボン紙１０４、電気絶縁層１０５、超電導遮蔽層１０６、絶縁性保護層１０７、不織布１１０が順に巻き付けられ、これらはフレキシブルなコルゲート状の断熱用金属管１１１に収められている。絶縁性保護層１０７、不織布１１０は、断熱用金属管１１１と超電導遮蔽層１０６の接触を防止するために配置されている。
【０００８】
また、絶縁性保護層１０７と不織布１１０の間においては、光ファイバ１０８が絶縁性保護層１０７上でケーブルの長さ方向に沿って配置され、また、光ファイバ１０８及び絶縁性保護層１０７の上には第３カーボン紙１０９が巻かれている。
【０００９】
このような構造によれば、図１２に示すように、波付き形状を有する断熱用金属管１１１の内側に一定間隔で山が現れるため、断熱用金属管１１１内のケーブルコアの自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力が断熱用金属管１１１内側の山から光ファイバ１０８に加わり、これにより光ファイバ１０８が損傷されるおそれがある。
【００１０】
本発明の課題は、内部に配置された光ケーブルを外力から保護することができる超電導ケーブルコア及び超電導ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る第１の態様は、巻芯の周囲に配置される第１の超電導体層と、前記第１の超電導導体層の周囲に配置される電気絶縁層と、前記電気絶縁層の周囲に配置される第２の超電導体層と、少なくとも１本の光ファイバを収めた温度モニタリング層とを有することを特徴とする超電導ケーブルコアである。
【００１２】
本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係る超電導ケーブルコアを管に収めたことを特徴とする超電導ケーブルである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光ファイバを収めた温度モニタリング層を第１、第２の超電導体層のいずれか一方の周囲に配置しているので、ケーブルコア中の温度をモニタリングすることが出来ると同時に、超電導ケーブルコアを構成する要素を温度モニタリング層によって側圧等の応力から保護することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す超電導ケーブルの構成図であり、図２は、図１に示す超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【００１５】
図１、図２において、ステンレス、アルミニウム、銅等からなる可撓性を有する円筒状の巻芯１の外周には、テープ状の第１のカーボン紙２が巻かれ、さらに第１のカーボン紙２の上には超電導導体層３が配置されている。
【００１６】
超電導導体層３は、第１のカーボン紙２の外周に沿ってテープ状の超電導線材を１層当たり複数本螺旋状に巻き、これを単層又は複数層に巻き付けて構成される。超電導線材を複数層に巻く場合には、上の層と下の層の間に絶縁テープを介在させてもよい。
【００１７】
超電導導体層３を構成する超電導線材として、酸化物超電導体線材と金属超電導体線材のいずれでもよいが、本実施形態では、ビスマス（Bi）系の酸化物超電導体線材、例えばBi2 Sr2 Ca2 Cu3 Ox 線材に銀マグネシウム合金シースを施してなる高温超電導テープを用いる。超電導線材の幅は、例えば幅４ｍｍ程度である。
【００１８】
なお、酸化物超電導線材として、Bi系の他に、イットリウム（Y） 系、ネオジウム（Nd）系、水銀（Hg）系、鉛（Pb）系、タリウム（TI）系等の酸化物超電導線材を適用してもよい。また、金属超電導線材には、バナジウム・ガリウム（V3Ga）系等がある。
【００１９】
また、シースの材料として、銀マグネシウムの他に、銀マンガン合金、銅、アルミニウム等を適用してもよい。さらに、超電導線材に施すシースの代わりに銀、ニッケルなどのテープ状基材を用いてもよい。
【００２０】
そのような構成の超電導導電層３の外周には、超電導導電層３を押さえるためにテープ状の第２のカーボン紙４が巻き付けられている。
【００２１】
第２のカーボン紙４の上には、光ファイバを備えた温度モニタリング層１０が配置されている。この温度モニタリング層１０は、図３に示すような光ファイバ１１を内部に収めた金属管１２と、金属管１２を収める溝１３を有する金属層１４とから構成されている。
【００２２】
金属層１４は、テープ状の金属線を第２のカーボン紙４上に螺旋状に巻いて形成され、その構成材料として良導体である銅素材を用いることが好ましい。また、金属管１２は、光ファイバ１１を被覆するもので、金属層１４と同じ材料から構成してもよいし、異なる材料から構成してもよい。また、金属管１２と金属層１４は、何等かの事故が起きた場合に電流を分流させる機能も有する。
【００２３】
光ファイバ１１が収められる金属管１２は、巻芯１の長手方向に沿って螺旋状に配置され、１条の超電導ケーブルに対して少なくとも１本必要であるが、本実施形態では第２のカーボン紙４上の周方向にほぼ等間隔で複数本、例えば３本配置されている。
【００２４】
金属層１４は、金属管１２とともに光ファイバ１１を保護する役割を有効に果たすために、その厚さを金属管１２の外径と一致させるかそれ以上であることが好ましい。金属管１２の外径は１ｍｍ〜２ｍｍであり、例えば、低温冷却時に金属管１２が熱収縮することを考慮して１．４ｍｍとする場合には、金属層１４の厚さも１．４ｍｍ相当とする。
【００２５】
また、金属層１４を構成する金属線は、超電導層３を構成する超電導線材を巻き付ける機械を使用して巻き付けられる。従って、金属層１４を構成する金属線の幅は、超電導層３を構成する超電導線材の幅と一致する大きさとする。例えば、その金属線の幅を、超電導体線材の幅と同じ幅、例えば４ｍｍとする。これにより、応力に弱い超電導体線材の上にも金属線を巻き付けることができるようになる。
【００２６】
即ち、剛性の高い材料を巻き付ける機械は一般に２０Ｎ以上の張力で導体線材を巻き付ける構造を有しているのに対して、超電導体素線を巻き付ける機械はその張力を１０Ｎ以下で巻き付けることができる構造を有している。金属線を２０Ｎ未満の低張力で巻き付けることにより、超電導導体層３に加わる応力を低減することが可能になる。
【００２７】
それらの条件を満たす金属線としては、素線の径と編み方によって幅と厚さが簡単に調整でき、且つ良導体からなる編組線を適用することが効率がよい。編組線を構成する素線として銅線を適用する。
【００２８】
以上のような温度モニタリング層１０は、その上に第３のカーボン紙５を巻き付けることにより押さえられる。
【００２９】
第３のカーボン紙５の上にはクラフト紙、半合成紙等よりなる絶縁テープを巻き付けて構成される電気絶縁層６が形成されている。絶縁テープの層数は、超電導ケーブルに必要な耐電圧値に応じて適宜調整される。なお、半合成紙として、例えばオリエンテッドポリプロピレンラミネートペーパ、ポリプロピレンラミネートペーパ等が適用される。
【００３０】
さらに、電気絶縁層６の外周には、複数本の超電導線材を螺旋状に巻くことにより形成される超電導遮蔽層７が配置されている。その超電導線材として、上記した酸化物超電導線材と金属超電導線材のいずれかを用い、例えば、ビスマス（Bi）系の酸化物超電導線材に銀マグネシウム合金シースを施してなる高温超電導テープを用いる。その超電導線材の幅は、例えば４ｍｍ程度である。
【００３１】
また、超電導遮蔽層７は、単層又は複数層形成して構成される。超電導線材を複数層で巻く場合には、上の層と下の層の間に絶縁テープを介在させてもよい。
【００３２】
なお、シースとして超電導導体層３に用いられる他の材料を使用してもよく、さらに、シースの代わりに銀、ニッケルなどのテープ状基材を用いてもよい。
【００３３】
超電導遮蔽層７の外周には、テープ状のカーボン紙、絶縁クラフト紙等を螺旋状に巻いて構成される絶縁性保護層８が配置され、その上には第３のカーボン紙９が巻かれている。さらに、第３のカーボン紙９の外周には不織布１５が巻かれている。なお、不織布１５の代わりに金巾を用いてもよい。
【００３４】
巻芯１から不織布１５までの各層により構成されるケーブルコアは、金属から構成されて可撓性を有するコルゲート状の断熱用内管１６に収納されており、断熱用内管１６内に流される液体窒素等の冷媒により極低温に保たれる。また、断熱用内管１６は、その外径より口径の大きなコルゲート状の断熱用外管１８の中に収納される。
【００３５】
さらに、断熱用外管１８と断熱用内管１６の間に形成される空間は減圧されて真空状態に保持されることにより、外部から断熱用内管１８への熱の侵入が抑制されている。また、その空間には、例えばスーパーインシュレーションを多層に巻き付けて形成された断熱層１７が介在されている。
【００３６】
以上のような構成を有する超電導ケーブルによれば、温度モニタリング用に配置される光ファイバ１１を金属管１２内に収めるとともに、その金属管１２をその両側で金属層１４により挟むようにしている。
【００３７】
これによって、断熱用内管１６内でのケーブルコア１〜１５の自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力によって断熱用内管１６内側での波形の突出部とケーブルコア１〜１５の相互間に力が作用しても、光ファイバ１１に加えられる応力が金属管１２及び金属層１４によって抑制されるので、光ファイバ１１が保護されて損傷を受け難くなる。
さらに、超電導導電層３は、その外周に配置された温度モニタリング層１０によって断熱用内管１６の応力から保護される。
【００３８】
温度モニタリング層１０内の光ファイバ１１を用いて超電導ケーブルの温度分布を測定する場合には、例えば光時間領域反射測定法（ＯＴＤＲ：Optical Time Domain Reflectometry）を用いるが、温度モニタリング層１０の光ファイバ１１が金属管１２と金属層１４により保護されているので、測定エラーが生じにくくなって超電導ケーブルの温度管理の信頼性が高まる。特に、超電導導体層３から最も近い位置に光ファイバ１１が配置されているので、超電導導体層３の温度を正確に測定できる。
【００３９】
ところで、温度モニタリング層１０の配置位置は、ケーブルコア１〜１５の中であれば特に制約されるものではなく、絶縁層６中であってもよい。そこで、次の実施形態では、温度モニタリング層１０を超電導遮蔽層７の外周に配置した構造について説明する。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す超電導ケーブルの層構造を示す構成図であり、図５は、図４に示す超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。図４、図５において、図１、図２、図３と同じ符号は同じ要素を示している。
図４、図５において、円筒状の巻芯１の外周には、第１の実施の形態と同様に、第１のカーボン紙２、超電導導電層３、第２のカーボン紙４が順に配置されている。
【００４１】
第２のカーボン紙４の上には、クラフト紙、半合成紙等よりなる絶縁テープを巻き付けて構成される電気絶縁層６が形成されている。絶縁テープの層数は、超電導ケーブルに必要な耐電圧値に応じて適宜調整される。
【００４２】
さらに、電気絶縁層６の外周には、複数本の超電導線材を螺旋状に巻いて超電導遮蔽層７が形成されている。その超電導線材として、ビスマス（Bi）系の酸化物超電導線材に銀マグネシウム合金シースを施してなる高温超電導テープを用いる。その超電導線材の幅は、例えば４ｍｍ程度である。なお、超電導線材を複数層で巻く場合には、上の層と下の層の間に絶縁テープを介在させてもよい。
【００４３】
超電導遮蔽層７を構成する超電導線材として、第１の実施形態と同様に、Bi系以外の酸化物超電導導線材、又は金属超電導線材のいずれかを選択してもよい。また、シースとして、銀マグネシウムの他に第１実施形態で示した材料を適用してもよく、さらに、シースの代わりに銀、ニッケルなどのテープ状基材を用いてもよい。
【００４４】
超電導遮蔽層７の外周には、テープ状のカーボン紙、絶縁クラフト紙等を螺旋状に巻いて構成される保護層８が形成されている。
【００４５】
そして、保護層８の上には、光ファイバを備えた温度モニタリング層１０が配置されている。この温度モニタリング層１０は、第１の実施形態と同様に、光ファイバ１１を内部に収めた金属管１２と、金属管１２を収める溝１３を有する金属層１４とから構成されている。金属管１２、金属層１４は、第１の実施形態と同じ構成である。
【００４６】
金属管１２は、巻芯１の長手方向に沿って螺旋状又は直線状に配置され、１条の超電導ケーブルに対して少なくとも１本必要であるが、本実施形態では保護層８の周方向に３本配置されている。
【００４７】
金属層１４の厚さは、第１の実施形態で説明したように、金属層１４に光ファイバ１１を保護する役割を有効に果たせるために、金属管１２の外径と一致させるかそれ以上であることが好ましい。
【００４８】
また、金属層１４を構成する金属線は、超電導層３や超電導遮蔽層７を構成する超電導線材を巻き付ける機械を使用して巻き付けられる。従って、金属層１４を構成する金属線の幅は、超電導層３や超電導遮蔽層７を構成する超電導線材の幅と一致する大きさであることが好ましい。例えば、その金属線の幅を、超電導体線材の幅と同じ幅、例えば４ｍｍとする。これにより、応力に弱い超電導体線材の上にも金属線を巻き付けて、超電導導体層３、超電導遮蔽層７に加わる応力を低減することが可能になる。
【００４９】
それらの条件を満たす金属線としては、素線径と編み方によって幅と厚さが簡単に調整でき、且つ良導体である銅の編組線を適用するのが効率がよい。
【００５０】
以上のような温度モニタリング層１０は、その上に第３のカーボン紙５が巻き付けられて束ねられている。さらに、第３のカーボン紙５の外周には不織布１５が巻かれている。なお、不織布１５の代わりに金巾を用いてもよい。
【００５１】
以上の巻芯１から不織布１５までのケーブルコアは、可撓性を有する金属からなるコルゲート状の断熱用内管１６に収納されて、断熱用内管１６内に流される液体窒素等の冷媒により極低温に保たれる。また、断熱用内管１６は、その外径より口径の大きなコルゲート状の断熱用外管１８の中に収納される。
【００５２】
さらに、断熱用外管１８と断熱用内管１６の間には、断熱層１７が介在され、さらに、その間に形成される空間は減圧されて真空状態に保持されることにより、外部から断熱用内管１６への熱の侵入が抑制されている。
【００５３】
以上のような超電導ケーブルによれば、温度モニタリングに用いられる光ファイバ１１を金属管１２内に収めるとともに、その金属管１２をその両側で金属層１４により挟むようにして超電導遮蔽層７の外周に巻かれている。
【００５４】
従って、断熱用内管１６内のケーブルコア１〜１５の自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力が生じて、断熱用内管１８内側の波状の山部からケーブルコア１〜１５に力が加えられても、金属管１２と金属層１４によって光ファイバ１１は保護されて損傷されにくくなる。これにより、光ファイバ１１を用いて超電導ケーブルの温度分布を測定する場合の信頼性が高まる。
【００５５】
また、超電導遮蔽層７及び超電導導電層３は、その外周に配置された温度モニタリング層１０によって断熱用内管１６の応力から保護される。なお、温度モニタリング層１０は、超電導遮蔽層７の外周に配置されているので、高電圧の影響を受けずに信号出力装置の煩雑化が避けられる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態を示す超電導ケーブルの層構造を示す構成図であり、図７は、図６に示す超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。図６、図７において、図３、図４、図５と同じ符号は同じ要素を示している。
【００５７】
図６、図７において、巻芯１の外周には、第２の実施の形態と同様に、第１のカーボン紙２、超電導導電層３、第２のカーボン紙４、電気絶縁層６、超電導遮蔽層７、絶縁性保護層８が順に配置されている。
【００５８】
絶縁性保護層８の外周には、第１実施形態と同様な構成で、巻芯１の長手方向に沿って螺旋状又は直線状に配置される金属管１２と、金属管１２を収める隙間１３を有する金属層１４とを有する温度モニタリング層１０が配置されている。金属管１２内には、図３に示したように光ファイバ１１が収められている。
【００５９】
温度モニタリング層１０の上には第３のカーボン紙５が巻き付けられている。さらに、第３のカーボン紙５の上には、良導体からなる金属編組線を巻き付けて構成される金属保護層２０が一層以上配置されている。金属保護層２０を構成する金属編組線は、例えば、温度モニタリング層１０を構成する金属層１４に適用されると同じ構造の金属編組線を選択してもよい。
【００６０】
その金属保護層２０は、その上に巻かれる第４のカーボン紙２１によって押さえられている。第４のカーボン紙２１の外周には不織布１５が巻かれている。なお、不織布１５の代わりに金巾を用いてもよい。
【００６１】
以上の巻芯１から不織布１５までのケーブルコアは、可撓性を有する金属からなるコルゲート状の断熱用内管１６に収納され、断熱用内管１６内に流される液体窒素等の冷媒により極低温に保たれる。また、断熱用内管１６は、その外径より口径の大きなコルゲート状の断熱用外管１８の中に収納される。
【００６２】
さらに、断熱用外管１８と断熱用内管１６の間には、第１実施形態と同様に断熱層１７が介在され、さらに、その間に形成される空間は減圧されて真空状態に保持されることにより、外部から断熱用内管１６への熱の侵入が抑制されている。
【００６３】
以上のような超電導ケーブルによれば、温度モニタリング用に配置される光ファイバ１１を金属管１２内に収めるとともに、その金属管１２をその両側で金属層１４により挟むようにしている。
【００６４】
これによって、断熱用内管１８内のケーブルコア１〜１５，２０，２１の自重や超電導ケーブル敷設時の側圧等の応力が生じて、断熱用内管１６の内側の突出部とケーブルコア部〜１５，２０，２１の相互間に応力が発生しても、光ファイバ１１は、金属管１２と金属層１４によって保護されて損傷され難くなる。
【００６５】
しかも、光ファイバ１１は、金属管１２、金属層１４のみならず外周で金属保護層２０により囲まれているので、断熱用内管１６からの応力が二重に防護され、外力による損傷をさらに受けにくくなる。特に、金属層１４の剛性よりも金属管１２の剛性が高く、金属層１４が光ファイバ１１を十分に保護できないおそれがある場合には、金属保護層２０は光ファイバ１１の予備的な保護に有効である。
【００６６】
また、超電導遮蔽層７及び超電導導電層３は、温度モニタリング層１０と金属保護層２０の二層以上の構造により、断熱用内管１８内側の波状の突出部からの押圧力による損傷を受けにくくなる。
なお、第１〜第３の実施の形態に示した温度モニタリング層１０において、金属層１４の替わりに導電性カーボンその他の導電性材料からなる層を適用してもよい。
【００６７】
ところで、上述した実施形態の効果を確認するために、第２、第３の実施形態に係る超電導ケーブルと図１０に示す比較例に係る超電導ケーブルを試作し、これらの試料に側圧を与え、それらの超電導ケーブル内の光ケーブルと超電導遮蔽層に与える影響を調査した。
なお、第３の実施形態に係る超電導ケーブルを試料１とし、第２の実施形態に係る超電導ケーブルを試料２とし、比較例に係る超電導ケーブルを試料３とした。比較例に係る超電導ケーブルにおいて、光ファイバは金属管に入れて配置した。
【００６８】
それらの評価は、超電導ケーブルに０kN/m〜５kN/mまでの圧力を与えて、与えた毎に超電導遮蔽層の臨界電流値（Ｉc ）測定と光ファイバのロス測定を行うことにより実施したところ、図８、図９に示すような結果が得られた。なお、臨界電流値、光ファイバロスともに０kN時の値を１００％として表記した。
【００６９】
図８，図９において、試料１では、超電導遮蔽層の臨界電流値の低下も光ファイバのロスの増加も認められないが、試料２では試料１に比べて臨界電流値がわずかに低下する一方、光ファイバのロスがわずかに増加した。これに対して、試料３では、臨界電流値は大幅に低下する一方、光ファイバのロスは大幅に増加した。
【００７０】
また、光ファイバが収められた金属管の外観を調査したところ、試料１では金属管に特に異常が見られないが、試料２、試料３では断熱用の波付き断熱用内管の内側の山で金属管が潰れていることを目視により確認した。ただし、試料２の金属管の潰れは、試料３の金属管の潰れに比べて小さかった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る超電導ケーブルに取り付けられる金属管とその中に収められる光ケーブルを示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る超電導ケーブルと従来技術に係る超電導ケーブルについて、側圧と光ファイバロス増加率の関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る超電導ケーブルと従来技術に係る超電導ケーブルについて、側圧と超電導導体臨界電流値低下率の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、従来技術に係る超電導ケーブルを示す構成図である。
【図１１】図１１は、従来技術に係る超電導ケーブルの長手方向に対して直角に切断した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、従来技術に係る問題点を示す超電導ケーブルの長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：巻芯
２，４，５，９：カーボン紙
３：超電導導体層
６：電気絶縁層
７：超電導遮蔽層
８：絶縁性保護層
１０：温度モニタリング層
１１：光ファイバ
１２：金属管
１３：溝
１４：金属層
１５：不織布
１６：断熱用内管
１７：断熱層
１８：断熱用外管
２０：金属保護層
２１：カーボン層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯の周囲に配置される第１の超電導体層と、
前記第１の超電導導体層の周囲に配置される電気絶縁層と、
前記電気絶縁層の周囲に配置される第２の超電導体層と、
少なくとも１本の光ファイバを収めた温度モニタリング層と
を有することを特徴とする超電導ケーブルコア。
【請求項２】
前記温度モニタリング層は、前記第２の超電導体層の外周に配置されることを特徴とする請求項１に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項３】
前記温度モニタリング層は、前記光ファイバを金属線と同層で巻き付けて形成して構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項４】
前記金属線は良導体であることを特徴とする請求項３に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項５】
前記光ファイバは、金属管に収納されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の超電導ケーブルコア。
【請求項６】
前記温度モニタリング層の外周に形成される一層以上の保護層をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超電導ケーブルコア。
【請求項７】
前記保護層は良導体からなることを特徴とする請求項６に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の超電導ケーブルコアを管に収めてなることを特徴とする超電導ケーブル。
【請求項１】
巻芯の周囲に配置される第１の超電導体層と、
前記第１の超電導導体層の周囲に配置される電気絶縁層と、
前記電気絶縁層の周囲に配置される第２の超電導体層と、
少なくとも１本の光ファイバを収めた温度モニタリング層と
を有することを特徴とする超電導ケーブルコア。
【請求項２】
前記温度モニタリング層は、前記第２の超電導体層の外周に配置されることを特徴とする請求項１に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項３】
前記温度モニタリング層は、前記光ファイバを金属線と同層で巻き付けて形成して構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項４】
前記金属線は良導体であることを特徴とする請求項３に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項５】
前記光ファイバは、金属管に収納されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の超電導ケーブルコア。
【請求項６】
前記温度モニタリング層の外周に形成される一層以上の保護層をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超電導ケーブルコア。
【請求項７】
前記保護層は良導体からなることを特徴とする請求項６に記載の超電導ケーブルコア。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の超電導ケーブルコアを管に収めてなることを特徴とする超電導ケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−５９７５３（Ｐ２００６−５９７５３Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４２５０３（Ｐ２００４−２４２５０３）
【出願日】平成１６年８月２３日（２００４．８．２３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１６年度新エネルギー・産業技術総合開発機構 「交流超電導電力機器基盤技術研究開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２３日（２００４．８．２３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１６年度新エネルギー・産業技術総合開発機構 「交流超電導電力機器基盤技術研究開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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