JP5696942B2

JP5696942B2 - Test method for cable core for superconducting cable

Info

Publication number: JP5696942B2
Application number: JP2011172827A
Authority: JP
Inventors: 忠瀬戸口; 正義大屋; 和晃畳谷
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-08-08
Also published as: JP2013036843A

Description

本発明は、超電導ケーブルの主要構成部材であるケーブルコアの試験方法に関するものである。特に、試験時の熱収縮によりケーブルコアが損傷することを防止できる超電導ケーブル用ケーブルコアの試験方法に関するものである。 The present invention relates to a test method for a cable core that is a main component of a superconducting cable. In particular, the present invention relates to a method for testing a cable core for a superconducting cable that can prevent the cable core from being damaged by heat shrinkage during the test.

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具える。 Superconducting cables are being developed as power cables constituting power supply paths. A superconducting cable typically includes a cable core having a superconducting conductor layer, and a heat insulating tube that houses the cable core and is filled with a refrigerant such as liquid nitrogen.

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。また、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。 For normal conducting cables such as OF cables and CV cables, a full length test (frame test) is performed on the full length before shipping to the factory to investigate the electrical characteristics. On the other hand, when examining the electrical characteristics of a superconducting cable, it is necessary to cool the superconducting conductor layer to bring it into a superconducting state. Therefore, if a full-length test of a superconducting cable is performed, it takes time because a thin heat insulating tube must be filled with a refrigerant. Further, when the superconducting cable is cooled while being wound around the drum, the bending diameter of the superconducting cable is regulated by the diameter of the drum drum. Then, an excessive mechanical stress acts on the cable core in the heat insulating tube, and the core may be damaged (specification 0011 of Patent Document 1). Therefore, a superconducting cable is subjected to a sampling test using a short sample. On the other hand, Patent Document 1 proposes that a full length test of a superconducting cable is performed at room temperature by filling a gas in a heat insulating tube.

特許第4683371号公報Japanese Patent No.4683371

超電導ケーブルに用いられる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。 It is desired to perform a full length test on a cable core used for a superconducting cable.

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。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、断熱管内への収納前においてケーブルコア自体の特性が良くなければ、このケーブルコアを用いた超電導ケーブルの全長試験の結果も当然に良くない。また、ケーブルコア単体で出荷する場合には、出荷試験の対象はケーブルコアになる。従って、断熱管に収納する前のケーブルコアについて全長試験を行うことが望まれる。 In the full length test proposed in Patent Document 1, a superconducting cable in which the cable core is housed in a heat insulating tube is targeted. Since the electrical characteristics of the superconducting cable are essentially the characteristics of the cable core, if the characteristics of the cable core itself are not good before storage in the heat insulation tube, the result of the full-length test of the superconducting cable using this cable core Of course not good. In addition, when the cable core is shipped alone, the object of the shipping test is the cable core. Therefore, it is desired to perform a full length test on the cable core before being housed in the heat insulating tube.

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。 However, conventionally, an appropriate full length test method has not been proposed for a cable core for a superconducting cable.

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。しかし、ケーブルコアをドラムに巻回した状態で冷却すると、ケーブルコアは、その巻き径が小さくなるように、つまり、ドラムの巻胴を締め付けるように熱収縮する。この収縮により、ケーブルコアの少なくとも一部は、巻胴に強く押し付けられ、超電導導体層といった構成部材を損傷する恐れがある。 For example, since a cable core used for a superconducting cable is long, it is conceivable that the cable core is wound around a drum so that it can be easily handled, and cooled in this state together with the drum to check the characteristics. In this case, the cable core wound around the drum may be housed in a container, and the container may be filled with a refrigerant. For example, compared with the case where the heat insulation pipe is filled with a refrigerant and circulated and cooled, a simple cooling facility is used. The test can be conducted. However, when the cable core is cooled in a state of being wound around the drum, the cable core is thermally contracted so as to reduce its winding diameter, that is, tighten the drum drum. Due to this contraction, at least a part of the cable core is strongly pressed against the winding drum, and there is a risk of damaging components such as the superconducting conductor layer.

そこで、本発明の目的は、試験時のケーブルコアの損傷を抑制することができる超電導ケーブル用ケーブルコアの試験方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for testing a cable core for a superconducting cable that can suppress damage to the cable core during testing.

本発明は、冷却を特定の順序で行うことで、上記目的を達成する。 The present invention achieves the above object by performing cooling in a specific order.

本発明の超電導ケーブル用ケーブルコアの試験方法は、超電導ケーブルの主要構成部材であるケーブルコアをその全長に亘って特性を調べる試験方法に係るものであり、以下の準備工程と、検査工程とを具える。
準備工程:試験対象として、超電導導体層を具えるケーブルコアであって、ドラムに巻き取られたものを準備する工程。
検査工程:冷却容器に上記試験対象を収納し、上記冷却容器に充填した冷媒により上記超電導導体層を冷却して超電導状態に維持しながら、上記ケーブルコアの全長の特性を調べる工程。
そして、本発明試験方法では、上記冷媒を上記冷却容器に充填するとき、上記ドラムの巻胴を冷却した後、上記ケーブルコアを冷却するように上記冷媒を導入する。 The test method for a cable core for a superconducting cable according to the present invention relates to a test method for examining characteristics of a cable core, which is a main component of a superconducting cable, over its entire length, and includes the following preparation process and inspection process. Have.
Preparatory step: A step of preparing a cable core having a superconducting conductor layer and wound around a drum as a test target.
Inspection step: A step of examining the characteristics of the overall length of the cable core while storing the test object in a cooling container and cooling the superconducting conductor layer with a refrigerant filled in the cooling container to maintain the superconducting state.
In the test method of the present invention, when the refrigerant is filled in the cooling container, the refrigerant is introduced so as to cool the cable core after cooling the winding drum of the drum.

ケーブルコアが巻き付けられたドラムの巻胴を冷媒によって冷却して熱収縮させると、巻胴の径が冷却前よりも小さくなり、熱収縮していないケーブルコアがつくるターンの内周面と巻胴との間に、巻胴が熱収縮した分だけ隙間が生じる。この状態でケーブルコアが冷却されて熱収縮しても、当該ケーブルコアは、上記隙間によって巻胴に押し付けられ難く、或いは実質的に押し付けられない。従って、本発明試験方法では、試験時の冷却による熱収縮によりケーブルコアが損傷することを防止して、健全な状態のケーブルコアの全長試験を行うことができる。 When the drum drum around which the cable core is wound is cooled by the refrigerant and thermally contracted, the diameter of the drum becomes smaller than before cooling, and the inner peripheral surface of the turn and the drum formed by the cable core that is not thermally contracted A gap is created between the two and the winding cylinder by the amount of heat shrinkage. Even if the cable core is cooled and thermally contracted in this state, the cable core is hardly pressed against the winding drum due to the gap or is not substantially pressed. Therefore, in the test method of the present invention, it is possible to prevent the cable core from being damaged due to thermal contraction due to cooling during the test, and to perform a full length test of the cable core in a healthy state.

本発明の一形態として、上記ケーブルコアの温度を測定し、上記ケーブルコアの冷媒速度が所定の範囲内となるように上記冷媒の供給状態を調整する形態が挙げられる。 As one form of this invention, the form which measures the temperature of the said cable core and adjusts the supply state of the said refrigerant | coolant so that the refrigerant | coolant speed | rate of the said cable core may become in a predetermined range is mentioned.

上記形態は、ケーブルコアの冷却速度を調整できる、例えば、遅くすることができるため、巻胴が十分に熱収縮してから、ケーブルコアを熱収縮させられて、ケーブルコアの損傷をより確実に防止できる。 The above configuration can adjust the cooling rate of the cable core, for example, it can be slowed down, so that the cable core can be heat-shrinked after the winding drum has sufficiently heat-shrinked, so that the cable core is more reliably damaged. Can be prevented.

本発明の一形態として、上記ドラムの巻胴に設けられた冷媒の流通路に上記冷媒を導入して上記巻胴を冷却し、上記流通路を経た冷媒を上記冷却容器内に充填することで上記ケーブルコアを冷却する形態が挙げられる。 As one form of this invention, the said refrigerant | coolant is introduce | transduced into the flow path of the refrigerant | coolant provided in the winding drum of the said drum, the said winding drum is cooled, and the refrigerant | coolant which passed through the said flow path is filled in the said cooling container. The form which cools the said cable core is mentioned.

上記形態は、冷媒の流通路を利用することで、巻胴をケーブルコアよりも先に冷却して熱収縮させられて、ケーブルコアの損傷をより確実に防止できる。 In the above-described embodiment, by utilizing the refrigerant flow passage, the winding drum is cooled and thermally contracted before the cable core, and damage to the cable core can be prevented more reliably.

本発明の一形態として、上記試験対象を所定の温度に昇温する昇温工程を更に具え、この昇温工程では、上記ケーブルコアを所定の温度に昇温した後、上記ドラムの巻胴を昇温する形態が挙げられる。 As one aspect of the present invention, the method further comprises a temperature raising step for raising the temperature of the test object to a predetermined temperature. In this temperature raising step, the temperature of the cable core is raised to a predetermined temperature, The form which heats up is mentioned.

特性の測定終了後や、試験によっては冷媒温度からある温度に昇温した状態の特性を調べる場合には、ケーブルコアを所定の温度(測定終了後では常温)に昇温する必要がある。昇温時、ケーブルコア及び巻胴が熱膨張するが、上記形態は、ケーブルコアを先に熱膨張させられる。そのため、上記形態は、ケーブルコアが熱膨張するとき、巻胴が縮径した状態であり、巻胴が熱膨張する際にはケーブルコアの巻き径が十分に大きくなっていることから、膨張した巻胴によってケーブルコアが損傷することを防止できる。 When the characteristics are measured or when the characteristics in a state where the temperature is raised from the refrigerant temperature to a certain temperature are examined depending on the test, it is necessary to raise the cable core to a predetermined temperature (normal temperature after the measurement is finished). When the temperature rises, the cable core and the winding drum are thermally expanded. In the above-described embodiment, the cable core is first thermally expanded. Therefore, the above form is a state in which the winding drum is reduced in diameter when the cable core is thermally expanded, and when the winding drum is thermally expanded, the winding diameter of the cable core is sufficiently large, so that the winding is expanded. It is possible to prevent the cable core from being damaged by the winding drum.

上記昇温工程を具える場合であって、上記ケーブルコアが、上記超電導導体層を支持するフォーマを具えており、このフォーマが常電導材料から構成されている場合には、上記ケーブルコアの昇温は、上記フォーマに通電することで行う形態とすることができる。 If the cable core includes a former that supports the superconducting conductor layer, and the former is made of a normal conducting material, the cable core is raised. The temperature can be controlled by energizing the former.

超電導ケーブルに具える超電導導体層が、酸化物超電導相を具える線材を巻回して形成された形態では、当該線材を支持するために、ケーブルコアは、代表的にはフォーマを具える。このフォーマを事故電流の通電路に利用する場合、フォーマは、代表的には銅などの常電導材料で構成する。この場合、フォーマは、通電するとジュール熱により熱膨張する。ここで、上記フォーマを具えるケーブルコアの熱収縮量・熱膨張量は、実質的にフォーマの熱収縮量・熱膨張量に依存する。従って、上記形態は、フォーマを十分に、かつ簡単に昇温可能であり、この昇温によりフォーマを熱膨張させることで、ケーブルコアの巻き径を容易に大きくすることができる。 In a form in which the superconducting conductor layer included in the superconducting cable is formed by winding a wire including an oxide superconducting phase, the cable core typically includes a former in order to support the wire. When this former is used for a current path for an accident current, the former is typically made of a normal conductive material such as copper. In this case, the former expands due to Joule heat when energized. Here, the amount of thermal contraction / expansion of the cable core including the former substantially depends on the amount of thermal contraction / expansion of the former. Therefore, the form can raise the former sufficiently and easily, and the winding diameter of the cable core can be easily increased by thermally expanding the former by this temperature rise.

本発明超電導ケーブル用ケーブルコアの試験方法は、試験時、ケーブルコアの損傷を防止して、ケーブコアの全長の電気的特性を精度よく調べられる。 The test method for a cable core for a superconducting cable according to the present invention can prevent the cable core from being damaged during the test and can accurately check the electrical characteristics of the entire length of the cable core.

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。It is explanatory drawing explaining the test method of the cable core for superconducting cables which concerns on embodiment. 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。It is explanatory drawing explaining the procedure which accommodates a cable core in a cooling container. ケーブルコアを巻き取るドラムであって、冷媒の流通路を具える例を示す概略構成図である。It is a drum which winds up a cable core, Comprising: It is a schematic block diagram which shows the example which provides the flow path of a refrigerant | coolant. 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。It is a cross-sectional view which shows the cable core for superconducting cables typically.

以下、図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。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、ケーブルコアの冷却状態・昇温状態を制御する制御装置を説明し、次に、上記ケーブルコアの試験方法を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numeral indicates the same name object. First, a cable core for a superconducting cable to be tested, a drum for winding the cable core, a cooling container for storing the test object, and a control device for controlling the cooling / heating state of the cable core will be described. A cable core test method will be described.

[ケーブルコア]
図4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。 [Cable core]
The cable core will be described with reference to FIG. The cable core 100 includes, for example, a former 101, a superconducting conductor layer 102, an electrical insulating layer 103, an outer superconducting layer 104, and a protective layer 105 in order from the center.

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。 The former 101 is a support member for the superconducting conductor layer 102 and also functions as a tensile material for the cable core 100. In addition, the former 101 is used for an energization path that diverts an accident current in the event of an accident such as a short circuit or a ground fault. When used in the current path, the former 101 can be preferably a solid body or hollow body (tubular body) made of a normal conducting material such as copper, aluminum, or an alloy thereof. More specifically, for example, a stranded wire material obtained by twisting a plurality of copper wires having an insulation coating such as polyvinyl formal (PVF) or enamel. A cushion layer can be provided by winding an insulating tape material such as kraft paper or PPLP (registered trademark of Sumitomo Electric Industries, Ltd.) around the outer periphery of the former 101.

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、REBa₂Cu₃O_x(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、Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+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。 Examples of the superconducting conductor layer 102 and the outer superconducting layer 104 include a single layer or a multilayer including a wire layer in which a superconducting wire is spirally wound. Superconducting wire is a wire comprising an oxide superconducting phase, specifically, REBa ₂ Cu ₃ O _x (RE123: RE is a rare earth element), for example, a thin film comprising a rare earth oxide superconducting phase such as YBCO, HoBCO, GdBCO. There are high-temperature superconducting wires that comprise a wire and a Bi-based oxide superconducting phase such as Bi ₂ Sr ₂ Ca ₂ Cu ₃ O _{10 + δ} (Bi2223) and Ag or an alloy thereof as a metal matrix. In the case of a multilayer structure, an interlayer insulating layer in which insulating paper such as kraft paper is wound can be formed between the layers of the wire layers. An inner semiconductive layer can be provided by winding carbon paper or the like directly on the superconducting conductor layer 102.

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。 The outer superconducting layer 104 can be used as, for example, a magnetic shield in the case of AC power transmission, and a return conductor or a neutral wire in the case of DC power transmission. The number of superconducting wires constituting the superconducting conductor layer 102 and the outer superconducting layer 104 and the number of wire layers are designed according to the desired power supply capacity.

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。 The electrical insulating layer 103 can be formed by winding an insulating tape material such as semi-synthetic insulating paper such as kraft paper or PPLP (registered trademark) on the superconducting conductor layer 102 (or inner semiconductive layer). . An outer semiconductive layer can be provided by winding carbon paper or the like directly on the electrical insulating layer 103.

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。 A normal conducting shield layer can be provided on the outer periphery of the outer superconducting layer 104 to be used for the above-described accident current induced current passage. The normal conductive shield layer can be formed, for example, by winding a metal tape material made of a normal conductive material such as copper.

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。 In order to mechanically protect the outer superconducting layer 104 by winding an insulating tape material such as semi-synthetic insulating paper such as kraft paper or PPLP (registered trademark) around the outer periphery of the outer superconducting layer 104 (or normal conducting shield layer) A protective layer 105 can be provided.

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。 The above-described cable core 100 is used as a constituent member of a superconducting cable. A superconducting cable is manufactured by housing one or a plurality of (typically three) cores 100 in one heat insulating tube (not shown). The heat insulation pipe is typically composed of a double pipe of an inner pipe and an outer pipe, and a vacuum heat insulation structure in which a vacuum is drawn between the inner pipe and the outer pipe. A superconducting cable is used in a power supply path by filling a heat insulating pipe with a refrigerant (for example, a liquid refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium), cooling the superconducting conductor layer 102 or the outer superconducting layer 104 with this refrigerant, and making it into a superconducting state. The

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。 In the full length test, a lead electrode 210 is attached to each end portion of the cable core 100 via a connection portion 200 as shown in FIG. The lead electrode 210 and the connecting portion 200 can be made of an appropriate shape and length made of an appropriate conductive material such as copper or a copper alloy so that current can be applied or applied.

[ドラム]
図1〜図3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、円筒状の巻胴11と、巻胴11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。 [drum]
The drum 10 that winds up the cable core 100 will be described with reference to FIGS. The drum 10 includes a cylindrical winding drum 11, and annular flanges 12A (FIG. 2) and 12B that protrude outward from the winding drum 11 from the peripheral edges of the winding drum 11, respectively.

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、ケーブルコア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恐れがある。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、後述するように特定の順序で冷却を行うことで、巻胴11とコア100とが熱収縮したときに、コア100が損傷することを防止する。 Since the drum 10 is immersed in the refrigerant, the constituent material thereof is resistant to the refrigerant and has a strength capable of winding the cable core 100, for example, a high-strength metal such as high carbon steel or stainless steel. Materials. Metal materials generally shrink when cooled, and the iron-based alloy has a smaller linear expansion coefficient than copper or copper alloy, and when it is cooled at the same time, the thermal shrinkage may be smaller than that of copper or copper alloy. is there. Therefore, when the drum 10 (especially the winding drum 11) is made of the above-described iron-based alloy, when the winding drum 11 and the core 100 are thermally contracted by cooling in a specific order as described later. Preventing the core 100 from being damaged.

巻胴11は、上述のように円筒体であって、その外周面が平滑な面から構成された形態が挙げられる。その他、巻胴11は、円筒体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、中空の筒体とすることで、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、最終的にコア100を効率よく冷却できる。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。また、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。 The winding drum 11 is a cylindrical body as described above, and includes a form in which the outer peripheral surface is formed of a smooth surface. In addition, if the winding drum 11 is provided with an alignment groove or alignment partition for aligning the turns formed by the cable core 100 on the outer peripheral surface of the cylindrical body, the core 100 can be easily wound. Since the winding drum 11 is a hollow cylinder, it is lightweight, and after being stored in the cooling container 1, the inner circumferential space of the winding drum 11 can be filled with a refrigerant, so that the core 100 is finally made efficient. Can cool well. The outer diameter of the winding drum 11 (= the inner diameter of the flanges 12A and 12B + the thickness of the winding drum 11 × 2) may be selected according to the allowable bending radius of the core 100. The axial length of the winding drum 11 may be selected according to the length of the core 100.

巻胴11に冷媒の流通路を設けると、巻胴11を効率よく冷却でき、かつ、巻胴11に巻き付けられたケーブルコア100よりも先に冷却・熱収縮させることができる。流通路14は、例えば、図3に示すように巻胴11の内周面に接するように配管を配置して形成することが挙げられる。図3に示す例は、配管を巻胴の軸方向に振幅するように蛇行させ、かつ巻胴11の周方向に沿って環状とし、巻胴11の周方向の全域に流通路14を具える形態である。或いは、流通路14として、コイル状に巻回した配管を具える形態とすることができる。これらの形態では、配管に導入された冷媒によって、巻胴11の全体を冷却し易い。また、冷媒は、蛇行や巻回により長大化した配管を通過途中に巻胴11を冷却することで、その温度が徐々に高くなり、配管から排出された冷媒は、配管に導入された冷媒よりも若干温度が高まっている。この排出された冷媒によってコア100を冷却する構成とすることで、コア100の冷却速度を相対的に遅くすることができる。 If the flow path of the refrigerant is provided in the winding drum 11, the winding drum 11 can be efficiently cooled, and can be cooled and thermally contracted before the cable core 100 wound around the winding drum 11. For example, as shown in FIG. 3, the flow passage 14 may be formed by arranging a pipe so as to be in contact with the inner peripheral surface of the winding drum 11. In the example shown in FIG. 3, the pipe is meandered so as to vibrate in the axial direction of the winding drum, and is annular along the circumferential direction of the winding drum 11, and the flow passage 14 is provided in the entire circumferential direction of the winding drum 11. It is a form. Alternatively, the flow passage 14 can be configured to include a pipe wound in a coil shape. In these forms, the entire winding drum 11 is easily cooled by the refrigerant introduced into the pipe. In addition, the coolant gradually cools the winding drum 11 while passing through a pipe lengthened by meandering or winding, so that the temperature gradually increases, and the refrigerant discharged from the pipe is more than the refrigerant introduced into the pipe. The temperature is also rising slightly. By adopting a configuration in which the core 100 is cooled by the discharged refrigerant, the cooling rate of the core 100 can be relatively slow.

また、図3に示す例では、流通路14を構成する配管の一端を巻胴11の軸方向における一端側(一方の鍔部12A側)から突出するように配置して冷媒の導入口14iとし、他端を巻胴11の他端側(他方の鍔部12B側)に開口させて冷媒の排出口14oとしている。排出口14oの配置位置は適宜選択することができる。例えば、排出口14oは、巻胴11の軸方向の中央部に配置してもよいし、導入口14iと同様に鍔部12A側としてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 3, one end of the pipe constituting the flow passage 14 is arranged so as to protrude from one end side (one flange 12A side) in the axial direction of the winding drum 11 to serve as the refrigerant inlet 14i. The other end is opened to the other end side (the other flange 12B side) of the winding drum 11 to serve as a refrigerant discharge port 14o. The arrangement position of the discharge port 14o can be appropriately selected. For example, the discharge port 14o may be disposed at the center portion in the axial direction of the winding drum 11, or may be on the flange portion 12A side similarly to the introduction port 14i.

その他、冷媒の流通路14は、直線状の配管を少なくとも1本、好ましくは複数本用意して、巻胴11の内周面に接するように配置させた形態が挙げられる。或いは、巻胴11の厚さを厚くして、一方の鍔部12Aから他方の鍔部12Bに貫通する貫通孔を少なくとも1本、好ましくは複数本設けて、この貫通孔を利用する形態、つまり、巻胴11自体に流通路が形成された形態が挙げられる。或いは、複数の配管を周方向に並列することによって巻胴11を構成し、これらの配管を利用する形態、つまり、巻胴11全体が流通路である形態とすることができる。流通路14を構成する配管などの部材の構成材料も、冷媒に接触・浸漬することから、ドラム10の構成材料と同様のものが挙げられる。或いは、巻胴11を内壁と外壁との二重構造とし、一端を袋状に閉じ、他端を開放し、内壁と外壁との間に冷媒を充填し、冷媒が充満したら巻胴11の他端から冷媒を流出させる形態が挙げられる。上述のいずれの形態も、まず、巻胴11が冷媒に直接的又は流通路14を介して接するため、ケーブルコア100よりも先に冷却される。 In addition, the refrigerant flow passage 14 may have a configuration in which at least one, preferably a plurality of straight pipes are prepared and arranged so as to be in contact with the inner peripheral surface of the winding drum 11. Alternatively, the thickness of the winding drum 11 is increased, and at least one, preferably a plurality of through-holes penetrating from one flange portion 12A to the other flange portion 12B are provided, that is, a form using this through-hole, that is, A form in which a flow path is formed in the winding drum 11 itself can be mentioned. Alternatively, the winding drum 11 can be configured by paralleling a plurality of pipes in the circumferential direction, and the piping can be used, that is, the entire winding drum 11 can be a flow path. Constituent materials of members such as piping constituting the flow passage 14 are also the same as the constituent materials of the drum 10 because they contact and immerse in the refrigerant. Alternatively, the winding drum 11 has a double structure of an inner wall and an outer wall, one end is closed in a bag shape, the other end is opened, and a refrigerant is filled between the inner wall and the outer wall. The form which makes a refrigerant | coolant flow out from an end is mentioned. In any of the above-described embodiments, first, the winding drum 11 is in contact with the refrigerant directly or through the flow passage 14, and therefore, the cooling is performed before the cable core 100.

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。 As described above, the collar portions 12A and 12B are typically toric bodies. If the outer diameters of the flange portions 12A and 12B are larger than the outer diameter of the turn formed by the cable core 100, the end surfaces of the turns can be held by the flange portions 12A and 12B, and it is easy to prevent the collapse.

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などを引き出すことができる。 At least one of the flanges 12A and 12B can be formed in a form in which a plurality of arc pieces are combined and arranged in an annular shape, or in a form in which a cutout is provided in a part of the annular body. In the case of the former, it can be set as the form in which the collar part is not provided in a part of the circumferential direction of the winding drum 11. The end portion of the cable core 100, the lead electrode 210, and the like can be pulled out from the gap portion where the flange portion does not exist or the above-described notched portion.

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。鍔部12Aが無いことで、リード電極210などが鍔部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などを長くして迂回する必要がない。 The collar portions 12A and 12B are typically in a form of being integrally held by the winding drum 11. In addition, as shown in FIG. 1, FIG. 2 (C), etc., one flange portion 12A can be detachably attached to the winding drum 11. In this case, the test object can be stored in the cooling container 1 with one of the flanges 12A removed. The absence of the collar portion 12A prevents the lead electrode 210 and the like from coming into contact with the collar portion 12A, and the lead electrode 210 and the like do not need to be detoured in order to avoid contact with the collar portion 12A.

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。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。 When one of the flange portions 12A is removed, the holding state by the flange portions 12A and 12B is released, and the cable core 100 may collapse. For example, as shown in FIG. 2 (C), a shape holding member 13 for preventing collapse can be attached to the other flange 12B on the outer periphery of the core 100 wound around the winding drum 11. The shape holding member 13 is, for example, a plurality of divided members such as a rod-shaped body, a band-shaped body, and an arc piece, and the divided members are formed in an annular shape so as to surround the outer periphery of the wound core 100, and appropriately spaced between the divided members. The form which opens and arrange | positions is mentioned. A mounting portion for the shape holding member 13 is provided on the other flange 12B. For example, the hole 12B is provided with a hole or groove into which the divided member is inserted, and the divided member is provided with a flange part that stops when inserted into the hole or groove. The part 12B may be fixed with a bolt or the like. Since the shape holding member 13 is also immersed in the refrigerant, the constituent material may be a material having excellent resistance at the refrigerant temperature, for example, a high-strength material such as stainless steel. In addition, the shape holding member 13 is disposed outside the outer diameter of the core 100 before cooling, and the position thereof is adjusted so that the core 100 is not pressed when the shape holding member 13 is thermally contracted. To do.

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。巻胴部材の構成材料には、巻胴11と同様の構成材料が利用できる。 The cable core 100 is typically wound on the drum 10 in a single layer, but can be wound in multiple layers. In the case of multilayer winding, instead of the shape holding member 13 described above, a drum body member (not shown) serving as the second and subsequent drums is attached to at least the flange portion 12B. If the winding drum member is constituted by a plurality of divided members like the shape retaining member 13 described above, it is easy to attach. For example, the winding drum member may be arranged in an annular shape so as to surround the outer periphery of the wound lower layer core 100 and outside the outer diameter of the lower layer core 100 before cooling. As the constituent material of the winding drum member, the same constituent material as that of the winding drum 11 can be used.

[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))。 [Cooling vessel]
The cooling container 1 includes a main body 2 that is a box-shaped body that is open on one side, and a lid 3 that closes the opening of the main body 2 (FIGS. 1 and 2D).

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。 The main body 2 has a vacuum heat insulating structure including a vacuum layer 2a, and includes an attachment 21 for attaching the lid 3 to the opening side. The main body 2 is excellent in resistance to a refrigerant temperature (for example, about 77K in the case of liquid nitrogen) such as stainless steel, and can hold a heavy weight of a test object such as a cable core 100 wound around the drum 10. Such a high-strength material can be suitably used. The main body 2 has a volume that can sufficiently store the test object.

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や後述するその他のリード線220,230などを引き出す場合、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やリード線220,230、流通路14を構成する配管など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。 The lid 3 is a member for sealing the refrigerant in the cooling container 1 (here, the liquid refrigerant 2L (FIG. 1) and the gas phase formed above the liquid refrigerant 2L). The lid 3 can also have a vacuum heat insulating structure, but when the lead electrode 210 and other lead wires 220 and 230, which will be described later, are drawn out, the structure is complicated. Accordingly, the lid 3 may be a solid body (for example, a plate made of stainless steel) and may include a lead electrode 210, lead wires 220 and 230, a through-hole for drawing out the pipes constituting the flow passage 14, and the like. Even if it is solid, it is preferable to attach an appropriate cooling mechanism to the lid 3 so that excessive vaporization of the liquid refrigerant 2L due to intrusion heat from the lid 3 can be prevented.

[制御装置]
ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を冷却容器1に収納して冷媒によって冷却する、或いは冷却後昇温するにあたり、コア100をできるだけゆっくりと冷却又は昇温して、単位時間当たりの熱収縮量又は熱膨張量が過大になることを防止すると、熱収縮や熱膨張によるコア100の損傷を効果的に防止できる。例えば、コア100が少しずつ熱収縮又は熱膨張するように、冷却速度又は昇温速度を調整することが好適である。そこで、図1に示すようにコア100の温度を把握し、測定した温度に応じて、冷却速度又は昇温速度を調整する制御装置4を具えた形態とすることができる。コア100には、温度を測定するために温度センサ(図1においてT字を丸囲みしたもの)を取り付ける。温度センサは、冷媒温度でも使用可能な適宜なもの、例えば、白金測温抵抗体が挙げられる。ドラム10の巻胴11にも温度センサを取り付けてもよい。 [Control device]
When the cable core 100 wound around the drum 10 is stored in the cooling container 1 and cooled by the refrigerant, or the temperature is raised after cooling, the core 100 is cooled or heated as slowly as possible, and the heat shrinkage per unit time. Preventing the amount or thermal expansion from becoming excessive can effectively prevent damage to the core 100 due to thermal contraction or thermal expansion. For example, it is preferable to adjust the cooling rate or the heating rate so that the core 100 gradually heat shrinks or expands. Therefore, as shown in FIG. 1, the temperature of the core 100 can be grasped, and the controller 4 that adjusts the cooling rate or the temperature rising rate according to the measured temperature can be provided. The core 100 is attached with a temperature sensor (a T-shaped circle in FIG. 1) for measuring the temperature. The temperature sensor may be an appropriate one that can be used even at the refrigerant temperature, for example, a platinum resistance temperature detector. A temperature sensor may also be attached to the drum 11 of the drum 10.

制御装置4は、上記温度センサからの情報が入力される入力インターフェース(IF)41と、入力された情報に基づき、ケーブルコア100の冷却速度や昇温速度を演算する演算手段42と、求めた冷却速度や昇温速度が閾値以内かを判定する判定手段43と、冷却速度や昇温速度が閾値を超える場合に冷媒の供給状態や昇温状態を調整するように冷媒の供給や昇温動作に係わる該当部材(後述する昇温用電源310など)に命令する命令手段44とを具える形態が挙げられる。その他、制御装置4は、閾値などの各種のデータを記憶する記憶手段45、閾値などのデータを作業者が直接入力するための直接入力手段(図示せず)、入力した情報や演算結果、判定結果などを表示する表示手段46を具える形態とすることができる。 The control device 4 has an input interface (IF) 41 to which information from the temperature sensor is input, and a calculation means 42 for calculating a cooling rate and a temperature increase rate of the cable core 100 based on the input information. Determining means 43 for determining whether the cooling rate or the temperature rising rate is within the threshold value, and the refrigerant supply or temperature rising operation so as to adjust the refrigerant supply state or the temperature rising state when the cooling rate or the temperature rising rate exceeds the threshold value And a command means 44 for commanding a corresponding member (such as a temperature raising power source 310 described later). In addition, the control device 4 includes storage means 45 for storing various data such as threshold values, direct input means (not shown) for the operator to directly input data such as threshold values, input information and calculation results, determination A display means 46 for displaying a result or the like can be provided.

[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。 [Test method]
A procedure for conducting a test for examining the electrical characteristics over the entire length of the cable core 100 will be described. First, the core 100 is wound around the drum 10 as shown in FIG. At this time, the drum 10 is arranged so that its axis is parallel to the horizontal plane, and when the core 100 is wound while being rotated by an appropriate rotation mechanism (not shown), each turn of the core 100 is It is preferable that the dead weight applied to the is uniform. The manufactured core 100 may be sequentially wound up by the drum 10. In the case of multi-layer winding, the above-described winding body member is attached to each layer.

ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を冷却容器1に収納するにあたり、ドラム10の軸が冷却容器1の底面に対して平行するように収納することができる(以下、この収納形態を横置き収納と呼ぶ)。しかし、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。従って、図1に示すように冷却容器1の底面に対して、ドラム10の軸が直交するように収納することが好ましい(以下、この収納形態を縦置き収納と呼ぶ)。縦置き収納にあたり、コア100が巻き取られたドラム10を、図2(B)に示すように90°回転して、ドラム10の軸が水平面に対して直交するように配置する。 Upon the cable core 100 wound on the drum 10 housed in the cooling vessel 1, can be the shaft of the drum 10 is accommodated to be parallel to the bottom surface of the cooling vessel 1 (hereinafter, transversely to the stored configuration Called storage). However, in the horizontal storage, in each turn made by the core 100 wound around the winding drum 11, the action state of the tension is different between the portion positioned in the vertical direction and the portion positioned in the vertical direction. Specifically, the portion positioned above the vertical direction is relatively easy to apply tension, and the portion positioned below the vertical direction is relatively difficult to apply tension. Therefore, the tension in the longitudinal direction of the core 100 becomes unbalanced, and it is difficult to make the core 100 uniform when measuring the characteristics of the entire length of the core 100. Therefore, it is preferable to store the drum 10 so that the axis of the drum 10 is orthogonal to the bottom surface of the cooling container 1 as shown in FIG. 1 (this storage form is hereinafter referred to as vertical storage). In the vertical storage, the drum 10 around which the core 100 is wound is rotated by 90 ° as shown in FIG. 2B, and the drum 10 is disposed so that the axis of the drum 10 is orthogonal to the horizontal plane.

そして、図2(C)に示すように、一方の鍔部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。更に、上述した配管を利用した冷媒の流通路14(図1。図2では省略)を具える形態とする場合、巻胴11の内周面に当該配管を固定するとよい。冷却容器1の本体部2内に試験対象を収納した状態で、流通路14を取り付けることもできる。 Then, as shown in FIG. 2 (C), one collar 12A may be removed. Further, in order to prevent the cable core 100 from collapsing due to the removal of the flange portion 12A, the shape holding member 13 may be disposed on the outer periphery of the core 100 and fixed to the other flange portion 12B. Further, in the case of providing a refrigerant flow passage 14 (not shown in FIG. 1 and FIG. 2) using the above-described pipe, the pipe may be fixed to the inner peripheral surface of the winding drum 11. The flow path 14 can also be attached in a state where the test object is stored in the main body 2 of the cooling container 1.

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。更に、コア100及びドラム10の適宜な位置に温度センサを取り付けることができる。温度センサには、測定情報を制御装置4(図1)に入力できるようにリード線230を接続しておく。後述するようにフォーマ101に通電して昇温を行う場合、フォーマ101にリード線220を取り付けることができる。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や温度センサ、リード線220,230を取り付けることもできる。 A lead electrode 210 is attached to each end of the cable core 100. At this time, if the collar portion 12A is removed, or the shape holding member 13 is in the form of a plurality of divided members, or the collar portion of the collar portion 12A is provided with a notch, the divided member It is easy to pull out the end of the core 100 from a gap or notch. In this case, the lead electrode 210 can be easily attached to each end of the core 100, and the workability is excellent. Further, temperature sensors can be attached to appropriate positions of the core 100 and the drum 10. A lead wire 230 is connected to the temperature sensor so that measurement information can be input to the control device 4 (FIG. 1). As will be described later, when the temperature is raised by energizing the former 101, the lead wire 220 can be attached to the former 101. The lead electrode 210, the temperature sensor, and the lead wires 220 and 230 can be attached in a state where the test object is stored in the main body 2 of the cooling container 1.

上記リード電極210などを具える試験対象(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)は、縦置き収納を示す。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、設置面積を小さくできる。 A test object including the lead electrode 210 and the like (the cable core 100 wound around the drum 10) is stored in the main body 2 of the cooling container 1. FIG. 2 (D) shows vertical storage. By adopting the vertical storage, the main body 2 of the cooling container 1 only needs to have a size such that the diameter of the bottom thereof is slightly larger than the diameter of the other flange 12B, and the installation area can be reduced. .

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。この場合、蓋部3には、リード電極210やリード線220,230などを固定しておくとよい。冷媒の流通路14となる配管を具える場合、配管の一端も蓋部3に吊り下げた状態で固定しておく。或いは、蓋部3に流通路14となる配管に接続可能な導入部材を予め設けておき、当該配管の一端と導入部材とを接続してもよい。蓋部3においてリード電極210やリード線220,230、流通路14となる配管などの挿通箇所は例えばハーメチックシールを行う。蓋部3を本体部2に載置したら、蓋部3を本体部2に固定する(図1)。 To store the test object in the main body 2, for example, as shown in FIG. 2 (D), the test object is fixed to the cover 3 in a suspended state, and the cover 3 is placed on the main body 2. It is mentioned that it moves. In this case, the lead electrode 210, the lead wires 220, 230, and the like are preferably fixed to the lid 3. When a pipe serving as the refrigerant flow passage 14 is provided, one end of the pipe is also fixed in a state of being suspended from the lid 3. Alternatively, an introduction member that can be connected to a pipe serving as the flow passage 14 may be provided in the lid 3 in advance, and one end of the pipe may be connected to the introduction member. For example, hermetic sealing is performed on the insertion portion of the lid 3 such as the lead electrode 210, the lead wires 220 and 230, and the pipe that becomes the flow passage 14. After the lid 3 is placed on the main body 2, the lid 3 is fixed to the main body 2 (FIG. 1).

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。ここでは、図1に示すように冷媒の流通路14となる配管の一端(導入口14i)から導入する。流通路14に導入された液体冷媒2Lは、流通路14が設けられたドラム10の巻胴11をまず冷却する。流通路14を経た冷媒は、配管の他端(排出口14o)から排出される。図3に示す例では、排出口14oが冷却容器1の底部側に開口していることで、流通路14を経た冷媒は、冷却容器1の底部側から蓋部3側に向かって満たされ、この冷媒によりケーブルコア100が冷却される。流通路14を経た冷媒は、導入した冷媒よりも若干温度が上昇しているため、コア100は、巻胴11よりも冷却され難くなる、つまり、冷却速度が遅くなる。従って、巻胴11に取り付けた流通路14に液体冷媒2Lを導入することで巻胴11が先に冷却されて十分に熱収縮してから、コア100を熱収縮させることができる。 Liquid refrigerant 2L (for example, liquid nitrogen) is filled into the main body 2 from an appropriate supply port (not shown) of the cooling container 1. Here, as shown in FIG. 1, the refrigerant is introduced from one end (introduction port 14i) of the pipe that becomes the refrigerant flow passage 14. The liquid refrigerant 2L introduced into the flow passage 14 first cools the winding drum 11 of the drum 10 provided with the flow passage 14. The refrigerant passing through the flow path 14 is discharged from the other end (discharge port 14o) of the pipe. In the example shown in FIG. 3, the discharge port 14o opens to the bottom side of the cooling container 1, so that the refrigerant that has passed through the flow path 14 is filled from the bottom side of the cooling container 1 toward the lid part 3 side. The cable core 100 is cooled by this refrigerant. Since the temperature of the refrigerant passing through the flow passage 14 is slightly higher than that of the introduced refrigerant, the core 100 is less likely to be cooled than the winding drum 11, that is, the cooling rate is slow. Therefore, by introducing the liquid refrigerant 2L into the flow passage 14 attached to the winding drum 11, the core 100 can be thermally contracted after the winding drum 11 has been cooled and sufficiently thermally contracted.

特に、温度センサによって、ケーブルコア100の温度を測定し、制御装置4(演算手段42)によってコア100の冷却速度を求め、コア100の冷却速度が所定の範囲内となるように、冷媒の導入条件(冷媒温度、単位時間当たりの流量、導入の時間、導入の停止・再開など)を変更するなど、冷媒の供給状態を調整することができる。例えば、判定手段43が、冷却速度が所定の範囲外と判定したら、命令手段44が冷媒の供給機構(図示せず)の制御部(図示せず)に導入条件を調整させる命令を行うように、制御装置4を構成することが挙げられる。このとき、巻胴11の温度を参照して、導入条件を調整するように制御装置4を構成することができる。コア100の温度を監視してコア100の冷却速度を調整することで、より確実に、巻胴11の熱収縮後にコア100を熱収縮させることができる。また、図1に示すようにコア100の各ターンに温度センサを配置することで、各ターンの冷却状態を把握し易い。この例では、各ターンのうち、冷却容器1の底部側に配置されるターンは、液体冷媒2Lの供給開始後、初期に液体冷媒2Lに接触して冷却され、冷却速度が大きく(速く)なり易い。従って、コア100において少なくとも冷却速度が大きくなり易い箇所には、温度センサを取り付けると、コア100の熱収縮状態を制御し易い。また、ドラム10の巻胴11にも温度センサを取り付けて、巻胴11の温度を把握可能な形態では、例えば、巻胴11が十分に冷却されたこと(縮径されたこと)を確認したら、液体冷媒2Lの導入速度を速めて、コア100の冷却速度を速めることができる。 In particular, the temperature of the cable core 100 is measured by the temperature sensor, the cooling rate of the core 100 is obtained by the control device 4 (calculation means 42), and the refrigerant is introduced so that the cooling rate of the core 100 is within a predetermined range. The supply state of the refrigerant can be adjusted by changing conditions (refrigerant temperature, flow rate per unit time, introduction time, introduction stop / restart, etc.). For example, if the determination unit 43 determines that the cooling rate is out of a predetermined range, the command unit 44 instructs the control unit (not shown) of the refrigerant supply mechanism (not shown) to adjust the introduction condition. For example, the control device 4 may be configured. At this time, referring to the temperature of the winding drum 11, the control device 4 can be configured to adjust the introduction condition. By monitoring the temperature of the core 100 and adjusting the cooling rate of the core 100, the core 100 can be more thermally contracted after the thermal contraction of the winding drum 11. Also, as shown in FIG. 1, by arranging a temperature sensor in each turn of the core 100, it is easy to grasp the cooling state of each turn. In this example, of the turns, the turn arranged on the bottom side of the cooling container 1 is cooled in contact with the liquid refrigerant 2L in the initial stage after the supply of the liquid refrigerant 2L is started, and the cooling rate becomes large (fast). easy. Therefore, if a temperature sensor is attached at least in the core 100 where the cooling rate tends to increase, it is easy to control the thermal contraction state of the core 100. Also, in a form in which the temperature of the winding drum 11 can be grasped by attaching a temperature sensor to the winding drum 11 of the drum 10, for example, after confirming that the winding drum 11 is sufficiently cooled (reduced in diameter). The cooling rate of the core 100 can be increased by increasing the introduction rate of the liquid refrigerant 2L.

冷却容器1に充填された液体冷媒2Lによりケーブルコア100に具える超電導導体層102(図4)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。 A superconducting layer such as the superconducting conductor layer 102 (FIG. 4) provided in the cable core 100 is brought into a superconducting state by the liquid refrigerant 2L filled in the cooling container 1. In this state, a desired energizing or applying power source 300 is attached to the lead electrode 210, and desired electrical characteristics (such as energization performance and insulation performance) are examined.

次に、測定が終わって試験対象:ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を常温に戻す場合、或いは、冷却容器1内の温度が通常時よりも高い状態における特性を調べる場合などで、試験対象を昇温する手順を説明する。 Next, when the measurement is finished and the test object: when the cable core 100 wound up on the drum 10 is returned to room temperature, or when the characteristics in the state where the temperature in the cooling container 1 is higher than normal is examined. A procedure for raising the temperature of the object will be described.

ケーブルコア100を昇温するとき、ドラム10の巻胴11が熱収縮によって小さくなった状態(縮径した状態)であると、昇温に伴ってコア100が熱膨張しても、巻胴11に接触することが無く、巻胴11に押圧されるなどによるコア100の損傷を防止できる。従って、試験対象を昇温する場合には、コア100をまず昇温する。コア100が銅や銅合金などといった常電導材料からなるフォーマ101を具える場合、フォーマ101のジュール熱をコア100の加熱に利用できる。そこで、図1に示すようにリード線220に昇温用電源310を取り付けて、フォーマ101に通電する。 When the temperature of the cable core 100 is raised, the winding drum 11 of the drum 10 is in a state where the winding drum 11 has become smaller due to thermal contraction (a reduced diameter state). The core 100 can be prevented from being damaged by being pressed by the winding drum 11 without being in contact with the core. Therefore, when raising the temperature of the test object, the temperature of the core 100 is first raised. When the core 100 includes a former 101 made of a normal conducting material such as copper or a copper alloy, the Joule heat of the former 101 can be used for heating the core 100. Therefore, as shown in FIG. 1, a power supply 310 for heating is attached to the lead wire 220, and the former 101 is energized.

このとき、コア100の温度を温度センサにより測定し、制御装置4(演算手段42)によりコア100の昇温速度を求め、この昇温速度が所定の範囲内になるように、通電条件(通電電流値、通電時間、通電の停止・再開など)を変更するなど、昇温状態を調整することができる。例えば、判定手段43が、昇温速度が所定の範囲外と判定したら、命令手段44が昇温用電源310の制御部(図示せず)に通電条件を調整させる命令を行うように、制御装置4を構成することが挙げられる。コア100の温度を監視してコア100の昇温速度を調整することで、より確実に、コア100の熱膨張後に巻胴11を熱膨張させることができる。 At this time, the temperature of the core 100 is measured by a temperature sensor, the temperature increase rate of the core 100 is obtained by the control device 4 (calculation means 42), and the energization condition (energization condition) is set so that the temperature increase rate is within a predetermined range. The temperature rise state can be adjusted by changing the current value, energization time, energization stop / restart, etc. For example, if the determination unit 43 determines that the temperature increase rate is out of a predetermined range, the control unit 44 instructs the control unit (not shown) of the temperature increase power supply 310 to adjust the energization condition. 4 is included. By monitoring the temperature of the core 100 and adjusting the rate of temperature increase of the core 100, the winding drum 11 can be more thermally expanded after the thermal expansion of the core 100.

[効果]
ドラム10に巻き取られたケーブルコア100を冷却容器1に収納して、コア100を超電導状態に維持して、種々の特性を調べるにあたり、本発明試験方法では、まず、ドラム10の巻胴11を冷却するように冷媒を供給して、巻胴11を熱収縮させる。冷却された巻胴11は、その径が小さくなるように熱収縮する(縮径する)。そして、本発明試験方法では、巻胴11を縮径させた状態でコア100が冷却されるように冷媒を供給する。そのため、冷却されたコア100が、その巻き径が小さくなるように熱収縮しても(縮径しても)、巻胴11の外径が縮径していることで、巻胴11を締め付けることが実質的にない。このように本発明試験方法では、コア100の熱収縮前において、ドラム10の巻胴11の外径とコア100の巻き径とが実質的に同一であっても、コア100の熱収縮時には、巻胴11の外径を冷却前よりも十分に小さくすることができる。 [effect]
When the cable core 100 wound around the drum 10 is housed in the cooling container 1 and the core 100 is maintained in a superconducting state and various characteristics are examined, in the test method of the present invention, first, the winding drum 11 of the drum 10 is used. A cooling medium is supplied so as to cool the drum 11, and the winding drum 11 is thermally contracted. The cooled winding drum 11 is heat-shrinked (reduces its diameter) so that its diameter becomes smaller. In the test method of the present invention, the refrigerant is supplied so that the core 100 is cooled in a state where the diameter of the winding drum 11 is reduced. Therefore, even if the cooled core 100 is heat-shrinked so that its winding diameter is reduced (even if the diameter is reduced), the outer diameter of the winding drum 11 is reduced, thereby tightening the winding drum 11. There is virtually nothing. As described above, in the test method of the present invention, before the core 100 is thermally contracted, even when the outer diameter of the winding drum 11 of the drum 10 and the winding diameter of the core 100 are substantially the same, The outer diameter of the winding drum 11 can be made sufficiently smaller than before cooling.

従って、本発明試験方法は、熱収縮に伴うケーブルコア100の損傷を抑制することができ、コア100を健全な状態に維持しながら、全長試験を行うことができ、工業的意義が高い。 Therefore, the test method of the present invention can suppress damage to the cable core 100 due to heat shrinkage, perform a full length test while maintaining the core 100 in a healthy state, and has high industrial significance.

特に、ケーブルコア100の温度を測定して、コア100の冷却速度が所定の範囲内になるように冷媒の供給状態を調整することで、コア100が急激に熱収縮することを防止でき、この点からも、コア100の損傷を防止できる。 In particular, by measuring the temperature of the cable core 100 and adjusting the supply state of the refrigerant so that the cooling rate of the core 100 is within a predetermined range, the core 100 can be prevented from undergoing rapid thermal contraction. From the point of view, damage to the core 100 can be prevented.

特に、ドラム10の巻胴11をケーブルコア100よりも先に冷却するにあたり、巻胴11に冷媒の流通路14を設けることで、巻胴11を効率よく冷却できる。また、上述したように、流通路14を経た冷媒によってコア100を冷却する構成とすることで、コア100の冷却速度を更に小さく(遅く)することができ、コア100を徐々に熱収縮させることができる。 In particular, when the winding drum 11 of the drum 10 is cooled before the cable core 100, the winding drum 11 can be efficiently cooled by providing the coolant passage 14 in the winding drum 11. Further, as described above, by adopting a configuration in which the core 100 is cooled by the refrigerant that has passed through the flow passage 14, the cooling rate of the core 100 can be further reduced (slow), and the core 100 is gradually contracted by heat. Can do.

測定終了後などで昇温する場合には、冷却時とは逆に、ケーブルコア100をドラム10の巻胴11よりも先に昇温することで、昇温によってコア100が熱膨張する場合に巻胴11はまだ低温であり、縮径した状態である。そのため、この形態は、コア100の熱膨張時に膨張した巻胴11に接触してコア100が損傷することを効果的に防止できる。特に、フォーマ101のジュール熱を利用してコア100を昇温する構成とすると、コア100の熱膨張量を実質的に規定するフォーマ101を効率よく昇温することができる。 When the temperature is increased after the measurement is completed, the cable core 100 is heated before the winding drum 11 of the drum 10 and the core 100 is thermally expanded due to the temperature increase. The winding drum 11 is still at a low temperature and has a reduced diameter. Therefore, this embodiment can effectively prevent the core 100 from being damaged by being in contact with the winding drum 11 that has expanded during the thermal expansion of the core 100. In particular, if the core 100 is heated using the Joule heat of the former 101, the former 101 that substantially defines the amount of thermal expansion of the core 100 can be heated efficiently.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

本発明超電導ケーブル用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。 The method for testing a cable core for a superconducting cable of the present invention can be suitably used when examining the characteristics of the total length of a cable core at any time, such as a shipping test of a cable core, an intermediate test during the production of a superconducting cable, and the like. .

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
4 制御装置 41 入力インターフェース 42 演算手段 43 判定手段
44 命令手段 45 記憶手段 46 表示手段
10 ドラム 11 巻胴 12A,12B 鍔部 13 形状保持部材 14 流通路
14i 導入口 14o 排出口
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 220,230 リード線
300 電源 310 昇温用電源 1 Cooling vessel 2 Body 2a Vacuum layer 2L Liquid refrigerant 21 Mounting part 3 Lid
4 Controller 41 Input interface 42 Calculation means 43 Judgment means
44 Command means 45 Memory means 46 Display means
10 Drum 11 Winding drum 12A, 12B Ridge part 13 Shape retaining member 14 Flow path
14i inlet 14o outlet
100 Cable core 101 Former 102 Superconducting conductor layer 103 Electrical insulation layer
104 Outer superconducting layer 105 Protective layer
200 Connection 210 Lead electrode 220,230 Lead wire
300 Power supply 310 Power supply for heating

Claims

As a test object, a cable core having a superconducting conductor layer, which is prepared by winding up a drum,
The test object is stored in a cooling container, and the superconducting conductor layer is cooled with the refrigerant filled in the cooling container and maintained in a superconducting state, and an inspection process for examining the overall characteristics of the cable core is provided.
When charging the cooling container into the cooling container, after cooling the drum drum, the refrigerant is introduced to cool the cable core ,
Wherein the temperature of the cable core is measured, the method of testing the superconducting cable core cable for cooling the speed of the cable core to adjust the supply state of the refrigerant to be within a predetermined range.

As a test object, a cable core having a superconducting conductor layer, which is prepared by winding up a drum,
An inspection step of examining the characteristics of the overall length of the cable core while storing the test object in a cooling container and cooling the superconducting conductor layer with a refrigerant filled in the cooling container to maintain the superconducting state ;
A temperature raising step for raising the temperature of the test object to a predetermined temperature,
When charging the cooling container into the cooling container, after cooling the drum drum, the refrigerant is introduced to cool the cable core ,
Wherein in the heating step, said after the cable core was heated to a predetermined temperature, a method of testing the superconducting cable core cable for raising the temperature of the winding drum of the drum.

The cable core includes a former that supports the superconducting conductor layer,
The former is composed of a normal conductive material,
The heated cable core, a method of testing a superconducting cable core cable according to the line power sale請 Motomeko 2 by energizing the former.

Measuring the temperature of the cable core, cooling speed of the cable core of a superconducting cable core cable according to claim 2 or claim 3 that adjust the supply state of the refrigerant to be within a predetermined range Test method.

Cooling the winding drum by introducing the refrigerant into the refrigerant flow passage provided in the winding drum of the drum;
The method of testing a superconducting cable core cable according to any one of the flow passage of the refrigerant by filling in the cooling vessel 請 Motomeko 1 to claim 4 the cable core you cooled passing through.