專利名稱：超導(dǎo)電纜的相分離夾具及超導(dǎo)電纜的相分離結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)電纜相分離的夾具及使用該夾具的超導(dǎo)電纜的相分離結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
常溫電纜三芯一束的電纜正在被付諸實用。形成該三相一束的電纜的連接部時，解開扭絞在一起的各相的扭絞，擴(kuò)大成合適的間隔，將各芯逐個分離后，向連接部移動。那時，常溫電纜對彎曲的制約比較小，只要簡單地彎曲電纜的各芯，不使用任何夾具就能形成這樣的分離結(jié)構(gòu)。
而使用Bi系高溫超導(dǎo)帶線的超導(dǎo)電纜也正在開發(fā)三芯一束的電纜，期望用于連接時各芯散開后就與連接部連結(jié)的結(jié)構(gòu)。
但是，由于高溫超導(dǎo)電纜Bi系高溫超導(dǎo)導(dǎo)線由彎曲使臨界電流減少，因此對彎曲的制約遠(yuǎn)比常溫電纜嚴(yán)格。這樣，必須吸收冷卻時產(chǎn)生的電纜的大量的熱收縮成份。因此，如常溫電纜那樣，只簡單地使電纜的各芯彎曲，恐怕在收縮時會產(chǎn)生超過容許范圍的異常變形，有必要考慮其對策。
因而本發(fā)明的主要目的在于提供一種能在相分離處防止把過分彎曲加在電纜上的超導(dǎo)電纜的相分離夾具和使用該夾具的分離結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過在打開多芯超導(dǎo)電纜的扭絞、使各芯分開時，使用保持各芯彎曲狀態(tài)的夾具達(dá)到上述目的。
即根據(jù)該發(fā)明的超導(dǎo)電纜的相分離夾具包括電纜把持部，其保持多芯超導(dǎo)電纜的各芯處于規(guī)定的容許彎曲的狀態(tài)；連結(jié)部，其按規(guī)定的間隔保持各芯的把持部。
通過擴(kuò)開多芯超導(dǎo)電纜的各芯(電纜芯)的間隔，用把持部維持那時容許的彎曲狀態(tài)，可以得到能限制由冷卻時的熱收縮產(chǎn)生的電纜芯的變形且防止超導(dǎo)電纜異常變形的相分離結(jié)構(gòu)。
下面對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行詳細(xì)說明。
(把持部)把持部是將多芯超導(dǎo)電纜的各芯保持在規(guī)定的容許彎曲狀態(tài)下的地方，例如可以利用覆蓋各芯的筒狀體。也可以將該筒狀體分割成半圓筒片，用該半圓筒片夾住電纜芯。
把持部的長度最好能達(dá)到解開扭絞在一起的電纜芯的扭絞，直到各電纜芯保持規(guī)定的間隔的整個曲線區(qū)間。通過在該曲線區(qū)間的整個區(qū)域限制電纜芯的彎曲，抑制熱收縮時在各電纜芯中產(chǎn)生過份彎曲。
另外，也可以以在該曲線區(qū)間中離散地覆蓋著多個地方能實際限制曲線區(qū)間的彎曲的方式以構(gòu)成把持部。此時，由于把持部的數(shù)量多，可以收到幾乎與能達(dá)到曲線區(qū)間整個區(qū)域的把持部相同的效果。
作為把持部的具體形式，可以作成分離前的電纜芯的排列與分離后電纜芯的排列相同及分離前的電纜芯排列與分離后電纜芯的排列不同的兩種。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以使電纜芯的相排列與按照超導(dǎo)電纜連接的機(jī)器和設(shè)備的相排列一致。
超導(dǎo)電纜特別在終端連接部連接架空線及GIS(氣體絕緣開關(guān)裝置)等的相位變換電設(shè)備，這些設(shè)備一般可以確定相排列。為了適應(yīng)該相排列，有必要使電纜的相排列與之一致。而超導(dǎo)電纜由于冷卻的必要性，通常收納在二重容器內(nèi)。若按每個相排列個別地設(shè)計該二重容器，價格非常高。因此，通過用相分離夾具進(jìn)行超導(dǎo)電纜的相排列，可以簡單地使超導(dǎo)電纜的相排列與機(jī)器一致。
例如，所謂分離前后的電纜芯排列相同的把持部，在分離前后是按右旋一相、二相、三相的順序配置的把持部。所謂分離前后的電纜芯排列不同的把持部是分離前按右旋一相、三相、二相的順序配置，而分離后按一相、二相、三相的順序配置的把持部。
把持部在其內(nèi)部使電纜芯無偏移地捆緊電纜芯，該緊固可以使用如纏在把持部外周的緊固帶等。
另外在把持部中最好包括多個制冷劑通過孔。用本發(fā)明的夾具固定的相分離結(jié)構(gòu)其整體收放在充滿液態(tài)氮等制冷劑的分支箱內(nèi)。那時通過從制冷劑通過孔把制冷劑導(dǎo)入把持部內(nèi)使電纜芯直接接觸制冷劑，進(jìn)行有效的冷卻。
(連接部)連接部使保持各電纜芯的把持部保持規(guī)定的間隔。例如，可舉出使用裝有環(huán)狀體的連接部并在該環(huán)狀體的圓周方向上按規(guī)定的間隔固定把持部的結(jié)構(gòu)。
由于由扭絞在一起狀態(tài)慢慢散開，故最好使各電纜芯的間隔與保持該把持部的連接部的尺寸的電纜芯的間隔一致，并準(zhǔn)備多種。即可以在開始打開電纜芯的扭絞使用直徑小的連接部，在各芯充分打開處使用直徑大的連接部。而使尺寸各異的多個連接部在電纜軸方向排列，形成相分離結(jié)構(gòu)。
使用能達(dá)到解開電纜芯的扭絞，到按規(guī)定的間隔保持各電纜芯的曲線區(qū)間的整個區(qū)域的把持部時，連接部的數(shù)量也可以少。對此，在使用在該曲線區(qū)間離散地覆蓋多處的把持部時，增加連接部的數(shù)量，在電纜芯的軸方向上配置多個連接部，使得實際上可以限制曲線區(qū)間的彎曲。
把持部長時，可以用把持部本身連接相鄰的連接部間。與此相反，把持部短時，相鄰的連接部間用與把持部不同的另外連接部件相互連接。
(滑動部)最好具有相對覆蓋連接部外周的分支箱滑動自如地支持連接部的滑動部。裝有上述把持部和連接部的本發(fā)明的夾具在保持電纜芯的狀態(tài)下被收放在分支箱內(nèi)用制冷劑冷卻。在冷卻時，伴隨著由熱收縮產(chǎn)生的大幅移動。為了與該熱收縮相應(yīng)在分支箱內(nèi)使把持部和連接部圓滑地滑動，設(shè)置滑動部。
滑動部也可以是使連接部相對分支箱圓滑地滑動的任一種結(jié)構(gòu)。但由于本發(fā)明的夾具浸在極低溫制冷劑中，最好滑動部是沒有可動部的結(jié)構(gòu)。例如不是滾等，最好是由低摩擦系數(shù)的材料構(gòu)成，與分支箱內(nèi)表面點接觸的突起等。
(相分離結(jié)構(gòu))用上述的相分離夾具將多芯超導(dǎo)電纜分成一個個的電纜芯。另外，將保持用相分離夾具規(guī)定的彎曲狀態(tài)和間隔的電纜芯用由制冷劑充滿的分支箱覆蓋。之后，可以用真空隔熱層覆蓋該分支箱，形成相分離結(jié)構(gòu)。


圖1是用本發(fā)明的相分離夾具支持超導(dǎo)電纜的狀態(tài)的立體圖；
圖2是本發(fā)明的相分離結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是在本發(fā)明的相分離夾具中第一連接部的平面圖；圖4是在本發(fā)明的相分離夾具中第二連接部的平面圖；圖5是用本發(fā)明的相分離夾具保持的三芯一束超導(dǎo)電纜的截面圖；圖6A是表示本發(fā)明的相分離夾具的把持部結(jié)構(gòu)的立體圖；圖6B是表示在相分離前的超導(dǎo)電纜中芯的排列和分離后芯的排列的示意圖；圖7A是表示本發(fā)明的相分離夾具的把持部結(jié)構(gòu)的立體圖；圖7B是表示在相分離前的超導(dǎo)電纜中芯的排列和分離后芯的排列的示意圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖對該發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
(整體結(jié)構(gòu))參照圖1和圖2，本發(fā)明的相分離夾具100打開三芯一束的超導(dǎo)電纜2的扭絞，在規(guī)定的彎曲狀態(tài)下將各電纜芯80保持規(guī)定的間隔。相分離夾具100包括保持各電纜芯的把持部10和將該把持部10按規(guī)定間隔固定的第一連接部20和第二連接部30。本實施方式用三個把持部10連接直徑不同的兩個連接部。另外，相分離夾具100利用隔板40在第二連接部30和隔板40之間形成各相的密封分流部70。本發(fā)明的相分離結(jié)構(gòu)200，用該夾具進(jìn)行相分離的各電纜芯80被收納在充滿制冷劑的箱50內(nèi)。在以上的結(jié)構(gòu)中，在本實施例，三芯一束的超導(dǎo)電纜2相當(dāng)于多芯超導(dǎo)電纜；電纜芯80相當(dāng)各芯；箱50相當(dāng)于分支箱；第一連接部20和第2連接部30相當(dāng)于連接部，把持部10相當(dāng)于電纜把持部。
(把持部)把持部10是覆蓋各電纜芯80的彎曲的金屬筒。扭絞在一起的各電纜芯80的扭絞被解開，隨著舒緩的S狀彎曲，被散開成規(guī)定的間隔。那時，在容許的彎曲半徑形成該曲線區(qū)間，而通過用金屬筒的把持部10覆蓋其曲線區(qū)間的整體，即使在電纜芯熱收縮時也能繼續(xù)維持曲線區(qū)間的彎曲狀態(tài)，可以防止在電纜芯上發(fā)生過度的彎曲。在此，將把持部10的彎曲半徑作成1000mm，內(nèi)徑作成42mm，把持部10的材料是不銹鋼。
在該實施方式，如圖2所示，由把第一連接部20和第二連接部30連成一串的桶狀體11和把電纜芯80收納在與該桶狀體11間的多個半圓筒片12構(gòu)成把持部10。用桶狀體11使第一連接部20和第二連接部30結(jié)合成一體。另外，通過將多個半圓筒片12在電纜芯的長度方向連接、并列，可以形成經(jīng)過桶狀體11相同長度的管，覆蓋電纜芯80的外周。
在該把持部10中在長度方向連續(xù)形成多個制冷劑透過孔13(圖1)。由于收納電纜芯80的把持部10浸在液態(tài)氮等制冷劑中，故可以通過制冷劑透過孔13向把持部10內(nèi)導(dǎo)入制冷劑，更有效地冷卻電纜芯80。
而且，在該把持部10在外周安裝金屬帶(圖中未示出)，并捆緊，使得能沒有偏離地保持電纜芯80。
(連接部)連接部20和30是按規(guī)定的間隔保持上述三個把持部10部件，其包括與把持部10成為一體的環(huán)狀部21和31，由環(huán)狀部21和31向外周方向延伸的扇狀框22和32，在扇狀框22和32的外周形成的滑動部23和33。在本實施例，如圖3和圖4所示，使用第一連接部20和第二連接部30。
第一連接部20在開始打開扭絞在一起的電纜芯的間隔的地方把把持部10固定在環(huán)狀體21的外周上。第二連接部30將在充分打開間隔的地方把把持部10固定在環(huán)狀體31的外周上。因此，第二連接部30的環(huán)狀體31形成比第一連接部20的環(huán)狀體21大的外徑。
在這些環(huán)狀體21和31的外周沒有把持部10的地方形成3個扇狀框22和32。扇狀框22和32在后述的箱50內(nèi)，將各環(huán)狀體21和31保持在該軸上，其外徑在第一連接部20和第二連接部30中作成相同的。
而在各扇狀框22和32的周邊部形成與箱50內(nèi)周面接觸的滑動部23和33，電纜熱收縮時，可以用該滑動部23和33原樣保持各電纜芯80的彎曲狀態(tài)，使相分離夾具100在箱50內(nèi)圓滑地滑動。在滑動部23和33中，在貫通扇狀框22和32的螺栓的前端設(shè)置含氟樹脂制的突起。突起的前端形成球面狀，與箱50的內(nèi)表面大致成點接觸狀態(tài)。
電纜熱收縮時，三芯一束超導(dǎo)電纜2由于是三芯扭絞在一起形成的，故連接部20和30也在圓周方向進(jìn)行若干旋轉(zhuǎn)，但由于相分離后的各個電纜芯80在箱50的端部旋轉(zhuǎn)方向固定，故連接部20和30只要產(chǎn)生過分旋轉(zhuǎn)，在各電纜芯80上就加上過分變形。因此，為了向連接部20及30周圍方向旋轉(zhuǎn)最好設(shè)置限制旋轉(zhuǎn)角度的擋塊。作為擋塊可以舉出把作為滑動部23和33的動作在規(guī)定的周圍方向范圍內(nèi)的突起設(shè)在箱50的內(nèi)表面上。
(隔板)如圖2所示，比第二連接部30更靠末端設(shè)置隔板40，在隔板40和第二連接部30之間形成各相的密封短路部70。該隔板40除把持部的長度短之外與第二連接部30幾乎是同樣的結(jié)構(gòu)，與第一連接部20和第二連接部30同樣具有滑動部43，電纜芯熱收縮時可以在箱50內(nèi)在電纜芯的軸方向圓滑地滑動。另外，該隔板40用連結(jié)螺栓60與第二連結(jié)部30形成一體。
相分離后的各電纜芯80通過密封短路部70用該隔板40保持各電纜芯80的間隔。而各電纜芯80連接在終端末端部，各種機(jī)器或相位變換電設(shè)備(圖中未示出)等上。
(制冷劑相及真空相)用相分離夾具100保持的各電纜芯80用形成制冷劑槽的箱50(圖2)覆蓋其外周，進(jìn)而在箱50的外周用形成隔熱層的真空層(圖中未示出)覆蓋。箱50是在內(nèi)部充滿液態(tài)氮等制冷劑的圓筒狀容器。
(超導(dǎo)電纜)在該相分離結(jié)構(gòu)中可以使用如圖5所示的超導(dǎo)電纜。該超導(dǎo)電纜是在隔熱管1內(nèi)使三芯的各電纜芯80扭絞在一起并收納的結(jié)構(gòu)。
隔熱管1是在由外管3和內(nèi)管4構(gòu)成的二重管之間配置超絕緣，并在二重管內(nèi)抽真空的結(jié)構(gòu)。各電纜芯80從中心按順序裝有繞線模(フォ—マ)5、超導(dǎo)體6、電絕緣層7、密封層8和保護(hù)層9。繞線模5從機(jī)械強(qiáng)度和交流損失的觀點出發(fā)最好使用細(xì)徑的絕緣銅線捻線。超導(dǎo)導(dǎo)體6在繞線模5上多層螺旋狀地纏繞超導(dǎo)線材。密封層8也在電絕緣層7上螺旋狀地纏繞相同的超導(dǎo)線材。進(jìn)而，隔熱管1的內(nèi)部和各電纜芯80之間的空間形制冷劑的流路。
(把持部的相排列)以上說明了在相分離前后相排列不變的相分離結(jié)構(gòu)。即如圖6A所示，各把持部10其間隔只簡單地隨著從一端向另一端散開，沒有交差。因此，如圖6B所示，相分離前的扭絞在一起的各相是按右旋芯X→芯Y→芯Z的順序，相分離后各相也按右旋芯X→芯Y→芯Z的順序。
與此相對，圖7A中所示的把持部10是各把持部10交差的結(jié)構(gòu)。因此，如圖7B所示，相分離前扭絞在一起的各相雖然是按右旋芯X→芯Z→芯Y的順序，但相分離后各相變成按右旋芯X→芯Y→芯Z的順序。
這樣若準(zhǔn)備多種具有相排列不同的把持部的相分離夾具，就可以選擇、使用適于超導(dǎo)電纜的相排列和相分離后連接的機(jī)器或設(shè)備的相排列的夾具。
本發(fā)明的超導(dǎo)電纜的相分離夾具和超導(dǎo)電纜的相分離結(jié)構(gòu)是用于為將扭絞在一起的多芯超導(dǎo)電纜的各芯連接在相位變換設(shè)備等上的擴(kuò)張各芯成適當(dāng)間隔的夾具。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)電纜相分離夾具，其包括電纜把持部(10)，其將多芯超導(dǎo)電纜(2)的各芯(80)維持在規(guī)定的容許彎曲狀態(tài)；連接部(20、30)，其按規(guī)定的間隔保持每一個芯(80)的所述電纜把持部(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜的相分離夾具，其還包括滑動部(23、33)，其相對覆蓋所述連接部(20、30)外周的分支箱(50)，滑動自如地支持所述連接部(20、30)及所述電纜把持部(10)。
3.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜的相分離夾具，所述電纜把持部(10)把沿各芯(80)長度方向排列的多個所述連接部(20、30)連成一體。
4.一種超導(dǎo)電纜的相分離結(jié)構(gòu)，其用權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜的相分離夾具，將多芯超導(dǎo)電纜(2)分開、保持，并收納在分支箱(50)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明是一種超導(dǎo)電纜的相分離夾具(100)。其包括電纜把持部(10)，其將多芯超導(dǎo)電纜(2)的各芯(80)維持在規(guī)定的容許彎曲狀態(tài)；連接部(20、30)，其將每一個芯(80)的電纜把持部(10)按規(guī)定的間隔保持。通過擴(kuò)大各芯(80)的間隔，用把持部(10)維持其實際容許彎曲狀態(tài)，可以得到能限制電纜的變形，防止超導(dǎo)電纜的異常變形的相分離結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02G15/00GK1516912SQ0281214
公開日2004年7月28日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者廣瀬正幸, 湯村洋康, 加藤武志, 高橋芳久, 松尾公義, 本莊升一, 三村智男, 一, 久, 義, 廣 正幸, 康, 志, 男 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社, 東京電力株式會社