用于检测超导电缆用电缆芯的方法和冷却容器的制造方法_4

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“线圈本体”)。在本发明的结构中,液体冷却剂2L不经受循环冷却。因此,例如,即使液体冷却剂2L处于适于在一个轴端侧测试的条件下,也不能说液体冷却剂2L在另一端也处于相同的条件。考虑到液体冷却剂2L的温度可以根据测量位置而改变的可能性,可以沿着线圈本体的轴向方向,对于每预定数目的线圈本体圈数,设置多个电阻温度计51。
[0088]此外,如图所示,也可以在与筒10的轴向方向垂直的方向上,在筒10的凸缘部12B上,并排地布置多个电阻温度计51,或者沿着冷却容器I的主体部的侧壁并排地布置多个电阻温度计51。当电阻温度计51围绕作为测试对象的电缆芯100布置时,可以对电缆芯100是否处于适于进行测试的条件作出正确的确定。此外,通过该布置,能够确定来自冷却容器I外侧的热透性的状态,从而能够根据热透性的状态预估测试终止的期限。
[0089](压力测量装置)
[0090]压力测量装置6包括压力计61,与气相2A连通的连通管62,和信号线63,由压力计61测量的压力数据通过该信号线被传送到控制设备4的输入接口 41 ;并且,压力测量装置6测量冷却容器I内的气相2A的压力。压力计61被构成为输出测定的压力数据作为电信号。此外,信号线63被连接到控制设备4的输入接口 41。
[0091](气相增压装置)
[0092]气相增压装置7将冷却气体导入冷却容器I内的气相2A中,以将气相2A的压力增加到高于大气压的压力。例如,气相增压装置7包括罐71,从罐71贯穿冷却容器I的盖部3延伸且通向气相2A的导气管72,和将冷却气体从罐71供给到导气管72的泵73。泵73经由信号线74被连接到控制设备4的命令装置43。供给的冷却气体可以被冷却到与冷却容器I内的液体冷却剂2L的温度接近的温度。具体地,冷却气体可以是与液体冷却剂2L相同类型的气体冷却剂。例如,当液体冷却剂2L是液态氮时,氮气用作由气相增压装置7供给的冷却气体。
[0093](液面测量装置)
[0094]液面测量装置8包括:液面计81,该液面计81测量液体冷却剂2L的液面高度;和信号线82,测定的液面高度通过该信号线82被传送到控制设备4的输入接口 41。例如,使用激光的液面计可以适当地用作液面计81。
[0095](搅拌装置)
[0096]例如,搅拌装置9可以使用旋转本体而构成,例如鳍状物。当设置搅拌装置9时,可以搅拌填充在主体部2中的液体冷却剂2L,使得能够减小取决于位置的液体冷却剂2L的温差。
[0097][控制设备]
[0098]例如,控制设备4可以包括:输入接口 41,将来自温度测量装置5、压力测量装置6和液面测量装置8的信息输入到该输入接口 ;确定装置42,其基于输入信息来确定电缆芯100是否处于适于进行测试的条件;以及命令装置43,其发布用于操作气相增压装置7的命令。此外,例如,控制设备4可以包括:存储装置44,其存储诸如液体冷却剂2L的饱和蒸气压力曲线的数据;和显示装置45,其显示确定装置42的确定结构。包括上述元件的控制设备4主要执行以下两项任务。
[0099]控制设备4的第一项任务是通过命令装置43控制气相增压装置7的泵73,以将冷却气体导入气相2A中,从而将气相2A置于压力高于大气压的增压状态。冷却气体的导入可以在使用确定装置42考虑了由温度测量装置5检测的液体冷却剂2L的温度数据、由压力测量装置6检测的气相2A的压力数据和由液面测量装置8检测的液体冷却剂2L的液面高度之后执行。此外,命令装置43可以根据预定时间表来控制气相增压装置7。
[0100]控制设备4的第二项任务是由确定装置42参考温度数据和压力数据来确定当前检测条件是否合适,并且将确定结果显示在显示装置45上。在该确定中,确定装置42可以参考存储在存储装置44中的液体冷却剂2L的饱和蒸气压力曲线,来确定由每个电阻温度计测量的液体冷却剂2L的温度是否变得等于或高于就气相2A的当前压力而言的沸点。除了确定当前测试条件是否合适以外,确定装置42还可以预估测试能够持续的期限。在这样的情况下,如下所述地,除了温度数据和压力数据以外,还可以使用液面测量装置8的测量结果。
[0101][检测方法]
[0102]将描述执行用于检验上述电缆芯100整个长度上的电缆芯100的电气特性的测试的顺序。首先,如图2(A)所示,电缆芯100缠绕在筒10上。不像图2(A)中示出的状态一样,可以在筒10的轴线与水平面平行地布置的状态下,执行电缆芯100在筒10上的缠绕。此时,当在由合适的旋转机构旋转筒10的同时缠绕芯100时,使缠绕时施加到电缆芯100各圈上的自重一致。制造的电缆芯100可以顺序地缠绕在筒10上。当电缆芯100多层缠绕时,上述的卷筒构件可以被安装在每一层上。此外,当在将电缆芯100缠绕在筒10上的同时将能够安装/能够拆卸的凸缘部12A附接时,易于将电缆芯100缠绕在筒10上。
[0103]如图2(B)所示,分别在电缆芯100的端部处将导线电极210安装在露出的超导层210上,并且将电阻温度计51安装在电缆芯100、筒10和主体部2的内周表面的合适位置处(图1)。此时,当将筒10的凸缘部12A移除时,容易拉出电缆芯100的端部并且分别将导线电极210安装在电缆芯100的端部上。此外,为了防止在移除凸缘部12A时电缆芯100的线圈瓦解,形状保持构件13可以被布置在电缆芯100的外周上并且被固定到另一凸缘部12B上。导线电极210和电阻温度计51的安装可以在将电缆芯100收纳在冷却容器I中之后执tx。
[0104]如图2(C)所示,缠绕在筒10上的电缆芯100被收纳在冷却容器I中。此时,电缆芯100可以被以竖直型收纳方式收纳,其中筒10的轴线与冷却容器I的主体部2的轴线(冷却容器I的深度方向上的轴线)平行。利用该竖直型收纳方式,冷却容器I的主体部2可以具有主体部2的底部的直径稍大于凸缘部12B的直径的尺寸。因此,可以减小冷却容器I的安装面积。也能够避免作用在电缆芯100上的过大应力。然而,在筒10的轴线与冷却容器I的主体部2的底部平行的水平型收纳方式中,过大的应力作用在缠绕在卷筒11上的每圈芯100中的在竖直方向上向上定位的部分上,因此可能损坏电缆芯100的超导层102。
[0105]盖部13被安装在主体部2上,导线电极210和信号线52、82例如从盖部3被适当地拉出,并且导线电极210和信号线52、82被拉出的区域例如使用套管或气密件进行密封。此外,例如,压力测量装置6的连通管62和气相增压装置7的导气管72被安装在盖部3上,并且例如使用套管或气密件进行密封。进一步地,各装置5、6、7、8的信号线被连接到控制设备4上,使得各装置5、6、7、8能够被操作,并且电源300(图1)被连接到从超导层102延伸的导线电极210,使得超导层102能够带电或被充电。
[0106]当主体部2由盖部3密封时,如图1所示,将预定量的液体冷却剂2L(例如液态氮)从冷却容器I的冷却剂进入管2P填充到冷却容器I中,以例如将超导层诸如设置在电缆芯100中的超导层102置于超导状态。当填充液体冷却剂2L时,液体冷却剂2L的液面可以位于比电缆芯100的上端高至少5cm的位置处。此外,液体冷却剂2L的液面和盖部3底表面之间的距离可以被设定为至少20cm。随着这个距离的增加,在气相2A的高度方向上形成温度梯度,从而可以抑制由于热透性导致的液体冷却剂2L的沸腾。
[0107]当完成预定量的液体冷却剂2L的填充时,气相增压装置7由控制设备4操作,以将气相2A置于压力比大气压高的增压状态下。因此,液体冷却剂2L的沸点增加,并且液体冷却剂2L几乎不会被蒸发。此外,可以在填充液体冷却剂2L的同时,执行气相2A的增压。
[0108]接下来,将电源300打开以测量电缆芯100的电气特性(例如,载流性能和电绝缘性能)。在进行该测量时,控制设备4参考由温度测量装置5测量的液体冷却剂2L的温度数据和由压力测量装置6测量的气相2A的压力数据,来监视电缆芯100是否处于适于进行测量的状态。具体地,控制设备4的确定装置42通过输入接口 41获得温度数据和压力数据,并且将这些数据与存储在收纳装置44中的液体冷却剂2L的饱和蒸气压力曲线比较。然后,确定装置42确定在每个测量位置处由温度测量装置5测量的温度是否等于或高于与气相2A的当前压力对应的沸点,并且将确定结果显示在显示装置45上。当测定的温度等于或高于沸点时,确定装置42可以在显示装置45上显示报警,并且使测试自动停止。
[0109]在本发明的结构中,在执行测量的所有时间期间,气相增压装置7由控制设备4控制,以调整从罐71供给到气相2A的冷却气体的导入量,并且很好地调整气相2A的增压状态。在控制气相增压装置7中,使用来自温度测量装置5的温度数据、来自压力测量装置6的压力数据和来自液面测量装置8的液面高度数据。温度数据和压力数据可以用于根据液体冷却剂2L的饱和蒸气压力曲线,来确定直到围绕电缆芯100的液体冷却剂2L的温度到达沸点时留下多少裕度。此外,液面高度数据等于液体冷却剂2L的蒸发量数据,并且用作用于确定热透量和热透率的指数。因此,液面高度数据可以用于确定液体冷却剂2L的温度升高率。如上所述地,液体冷却剂2L的当前状态可以基于来自各装置5
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