[发明专利]超导电缆敷设方法及骨架

说明书

一种超导电缆的敷设方法及骨架，使在冷却时呈直线状并在升温时变形为螺旋状的超导电缆在升温时遍及超导电缆整体地均匀升温。捻线构造的骨架构成为，将最外层和接下来的一层的捻线方向设为相同方向，能够使包括所述骨架的超导电缆的升温时的螺旋变形稳定化。

技术领域

[关于关联申请的记载]

本发明基于日本专利申请：日本特愿2016-105427号(2016年5月26日申请)的优先权主张，该申请的全部记载内容通过引用而包含并记载在本说明书中。本发明涉及超导电缆技术，尤其涉及超导电缆敷设方法及骨架。

背景技术

已知超导电缆在从常温向液氮温度冷却时会发生约0.3％的热收缩。超导电缆越长，则热收缩成为越大的问题。例如在电缆长度为500m的情况下，热收缩为1.5m，存在由冷却时的断裂、升温时的压曲等引起的损伤、破坏等的可能性。在本案申请人(中部大学)的200m实验设备中，进行了冷却·升温时的电缆举动的X射线照片的解析等(参照非专利文献1)。关于超导电缆的螺旋变形，说明其概略(与专利文献1的记载一部分重叠)。在专利文献1中公开了一种如下的超导电缆，所述超导电缆包括：骨架(former)(通过铜线的加工形变而在常温下形成为螺旋状)，所述骨架包括由铜线形成的金属丝(英文：wire)，且通过使多根金属丝捻合而成；和超导线材，所述超导线材隔着绝缘层卷绕于骨架的外层且在冷却时成为超导，在常温时，电缆成为沿其长度方向旋转的螺旋状，在冷却时，电缆成为直线状的形状。

在图1中，作为相关技术，示出了200m超导电缆的一例。HTS带(High-TemperatureSuperconducting tape：高温超导带)线材有3层，由内侧的2层和外侧的1层形成为同轴形状。在中心有骨架(Former)(铜的捻线的卷芯)，在外侧卷绕有多层PPLP(Poly-PropyleneLaminated Paper：聚丙烯层压纸)的绝缘带材。所述200m超导电缆具备2层的HTS带线材(厚度为0.3mm、宽度为4mm)、PPLP绝缘、HTS带线材(成为同轴超导电缆的外侧极)，还具备PPLP，卷绕取得接地电位(接地)的铜薄膜，在其上附加保护层而完成。

在将超导电缆引入绝热双层管内时，一般采用拉伸骨架的方法。此外，也有时同时也采用用柔软的轮胎(英文：tire)等对超导电缆进行夹持并压入的方法。以下，为了简单说明，对拉伸骨架的方法的一例进行说明。

超导电缆的机械性的动作由骨架的动作来决定。骨架一般为铜的捻线构造。若是捻线构造，则残留有扭转方向(日文：捻れ方向)的残余应力。通过实验确认到：若超导电缆因扭转方向的残余应力而变形，则超导电缆会成为螺旋状。因此，超导电缆在扭转方向的残余应力缓和的方向上变形，作为其结果，成为螺旋状。

希望在常温下对超导电缆几乎不施加外力。另外，希望在低温下在超导电缆内部没有残余应力。这是因为临界电流有可能因应力而下降。然而，为了将超导电缆引入绝热双层管，一般会在超导电缆中残留有残余应力。并且，通过向低温冷却，从而可部分地缓和该残余应力。以下对此进行说明。

图8是示意性地示出将超导电缆102引入直线状的配管101的操作的一例的图。在图8所示的例子中，由于在配管101的表面和超导电缆102的表面存在摩擦，所以随着引入距离变长，拉伸力F变大。