三相同轴超导电缆的制作方法

本发明涉及超导电缆。更详细地说，本发明涉及能够有效地防止因供三相电流流动的同轴(coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而导致在遮蔽层发生的发热，并且能够减小直径的三相同轴超导电缆。

背景技术：

最近，不断研发出能够减少超导电缆的成本和直径的送电用或配电用三相同轴电缆。

具体地说，使用使多个超导体层在同一轴上以彼此绝缘的状态重叠为三层，并且使第一相电流、第二相电流以及第三相电流在每个超导体层流动的方法。在理想地条件下，第一相电流、第二相电流以及第三相电流分别以相同的大小且具有120度相位差，理论上，由于具有因各个电流引起的电磁波能够被抵消的结构，因此设置于三个重叠的超导体层外侧的具有相对大的直径的遮蔽层，不会采用高成本的超导线材，通常可使用如铜等的导体，试探性地引入了设置有由普通导体构成的遮蔽层的三相同轴超导电缆。

即，作为不使用超导线材，而是用使用一般导体线材来形成构成遮蔽层的导体的方法，配置于一个缆芯的最外部区域而将直径最大的遮蔽层构成为一般导体，由此与现有的三相超导电缆相比，具有能够通过最小化超导线材的消耗量来减小成本，并且能够通过使超导体层具有重叠的结构来使电缆的直径整体上变小的效果。

如上所述的方法，不仅使用三相超导电缆的优点，而且还具有能够减少使用的超导线材的量和整个电缆的直径的优点，从而正在积极地研发三相同轴超导电缆。

但是，当在各个缆芯流动的第一相电流、第二相电流以及第三相电流的大小不同或不能分别保持120度的相位差时，在构成为三层的缆芯外侧的由一般导体线材构成的遮蔽层的遮蔽电流可能会大幅度增加，在此情况下，由一般导体线材构成的遮蔽层的发热会加重。这是因为由一般导体构成的线材在充分低的温度条件下具有比在常温时低的电阻率，但是与构成超导体层的超导线材相比导电能力非常小，从而当遮蔽电流增大时，由一般导体构成的遮蔽层的导电能力欠缺，因此会加重发热。

为了将缆芯冷却到作为构成超导体层的高温超导体的超导条件的约零下200摄氏度，超导电缆使超低温的液相制冷剂流向内部金属管的内部。

但是，在由一般导体构成的遮蔽层的遮蔽电流增加而使温度上升的情况下，会使液相制冷剂的温度上升，这会导致增加超导电力系统的冷却负荷，并且降低系统的稳定性，从而需要改善的方法。

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明的课题在于，提供一种能够有效地防止因供三相电流流动的同轴(coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而导致在遮蔽层发生的发热，并且能够减小直径的三相同轴超导电缆

解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明可提供一种三相同轴型超导电缆，所述三相同轴型超导电缆包括：缆芯部；内部金属管，包围所述缆芯部，用于所述缆芯部的冷却的液相制冷剂在该内部金属管流动；隔热部，通过在所述内部金属管的外侧缠绕多次隔热材料而构成；真空部，在所述隔热部外侧至少设置有一个隔件；以及外部金属管，设置于所述真空部外侧，通过所述隔件来阻断与所述隔热部接触，所述缆芯部包括：充实型前层；第一超导体层至第三超导体层，以彼此绝缘且层叠的状态依次缠绕所述前层外周，具有沿所述充实型前层的长度方向并排配置的多个超导线材；以及遮蔽层，在所述第一超导体层至第三超导体层外侧配置，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。

另外，在所述遮蔽层，导体线材的数量可大于超导线材的数量。

另外，所述遮蔽层的超导线材的数量可以是一个至五个。

并且，当在所述遮蔽层存在三个以上的超导线材时，至少两个超导线材可彼此隔开。

在此情况下，在所述遮蔽层可配置有四个以90度间隔配置的超导线材。

并且，所述遮蔽层的导体线材可由铜或铜合金材质构成，超导线材可由二代超导线材构成。

在此，在所述第一超导体层至所述第三超导体层以及所述遮蔽层之间可分别设置有绝缘层。

在此情况下，可在各个所述第二超导体层和所述第三超导体层的内侧、内部以及外侧中至少一处分别设置有前层。

在此，所述前层可由并排配置为包围各个所述第二超导体层和所述第三超导体层内侧、内部以及外侧中的至少一处的多个一般导体线材构成。

另外，在构成所述超导体层和所述遮蔽层的超导线材的两侧附加有在常温条件下具有通电性的金属材质的通电层，所述通电层可通过侧面焊接或表面金属涂布来与所述超导线材电连接，所述通电层在发生故障电流时可作为故障电流的接地导体使用。

在此，附加有所述通电层的超导线材的拉伸强度可以以95％电流衰减为基准为200mpa至800mpa。

并且，在所述超导线材的表面附加的所述通电层可以为黄铜(brass)材质，其厚度可以是0.1mm至0.2mm。

另外，还可以包括包围所述外部金属管外侧的外部套。

另外，为了解决上述课题，本发明可提供一种三相同轴型超导电缆，所述三相同轴型超导电缆包括：缆芯部；第二内部金属管，设置于所述缆芯部外侧，供液相制冷剂流动；隔热部，通过在所述第二内部金属管的外侧缠绕多次隔热材料而构成；真空部，在所述隔热部外侧至少设置有一个隔件；以及，外部金属管，设置于所述真空部外侧，通过所述隔件来阻断与所述隔热部接触，所述缆芯部包括：第一内部金属管，供液相制冷剂流动；第一超导体层至第三超导体层，以彼此绝缘且层叠的状态依次缠绕所述第一内部金属管外周，具有沿所述第一内部金属管的长度方向并排配置的多个超导线材；以及遮蔽层，在所述第一超导体层至第三超导体层外侧配置，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。

在此，当在所述遮蔽层存在三个以上的超导线材时，至少两个超导线材彼此隔开。

发明效果

根据本发明的三相同轴超导电缆，在因供三相电流流动的同轴(coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而增加在遮蔽层流动的遮蔽电流的情况下，遮蔽电流可以通过构成遮蔽层的至少一个超导线材流动，由此能够有效地防止在遮蔽层产生的发热。

另外，根据本发明的三相同轴超导电缆，不采用配置超导线材方法构成整个遮蔽层，而主要使用一般导体线材，由此能够最小化超导电缆的费用增加。

另外，在构成本发明的三相同轴超导电缆的超导体层或遮蔽层的超导线材，附加有金属薄膜层形态的通电层，由此能够加强超导线材的物理刚性，并且通过所述金属薄膜层形态的通电层，使事故电流的分流路径多样化，由此能够减小前层的直径(截面积)或重量，此外在超导线材自身附加能够使事故电流流动的通电层，由此能够使用于发挥事故电流的接地导体作用的前层等面积相比于现有减小，从而能够减小超导电缆的整个直径。

附图说明

图1示出了本发明的三相同轴超导电缆的一个实施例的多级剥离立体图。

图2示出了图1所示的超导电缆的剖视图。

图3示出了本发明的三相同轴超导电缆的另一实施例的多级剥离立体图。

图4示出了图3所示的超导电缆的剖视图。

图5示出了本发明的三相同轴超导电缆的另一实施例的剖视图。

图6是能够适用于本发明的三相同轴超导电缆的超导体层或遮蔽层的超导线材和现有的超导线材的比较图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细的说明。但是，本发明不限定于在此说明到的实施例，也可以以其他方式实施。在此介绍的实施例仅是为了使公开的内容完整、清楚并且使本发明的思想充分传递给本领域普通技术人员。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。

图1示出了本发明的三相同轴超导电缆的一个实施例的多级剥离立体图，图2示出了图1所示的超导电缆的剖视图。

与现有的三相超导电缆不同地，在本发明的三相同轴超导电缆1000中，设置有层叠在同轴上的、用于使分别具有120度的相位差的第一相电流、第二相电流以及第三相电流流动的超导体层130。

具体而言，本发明的三相同轴超导电缆1000包括：缆芯部100；第二内部金属管300b，设置于所述缆芯部100外侧，供液相制冷剂流动；隔热部400，通过在所述第二内部金属管300b外侧缠绕多次隔热材料而形成；真空部500，在所述隔热部400外侧至少设置有一个隔件560；以及外部金属管600，设置于所述真空部500外侧，被所述隔件560切断与所述隔热部400接触。所述缆芯部包括：第一内部金属管300a，供液相制冷剂流动；第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130b，以彼此绝缘且层叠的状态依次包围所述第一内部金属管300a外周，具有在所述第一内部金属管300a的长度方向上并排配置的多个超导线材；以及遮蔽层180，配置于所述第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130b外侧，具有多个一般导体线材和至少一个超导线材。

在构成本发明的三相同轴超导电缆1000的缆芯部100的最内侧和最外侧设置有第一内部金属管300a和第二内部金属管300b。

即，若液相制冷剂在设置于缆芯部100的最内部的第一内部金属管300a沿一方向流动，则液相制冷剂在设置于缆芯部100的最外部的第二内部金属管300b沿所述一方向或与该一方向相反的方向流动。通过这种方法，能够将构成缆芯部100的第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c和遮蔽层180冷却为超低温。

第一超导体层130a至第三超导体层130c可依次层叠于所述第一内部金属管300a外周。

所述第一内部金属管300a和后述的第二内部金属管300b分别形成液相制冷剂的流路200a、200b，使用铝、sus等材质以加强针对机械应力的刚性，可具有在长度方向上反复隆起和凹陷的曲折结构(corrugated)，以具有弯曲特性。

在所述第一内部金属管300a表面设置有用于使凹凸的第一内部金属管300a表面平滑的平滑层，或者利用半导电碳纸胶带来形成用于保护超导体层130的缓冲层和半导电层等。

第一前层至第三前层和超导体层可以以预先决定的顺序设置于所述第一内部金属管300a外侧。

具体而言，在本发明的三相同轴电缆的情况下，前层可在各个第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c的内部、之间或外侧，由与超导线材相同形状的一般导体线材以螺旋形交叉缠绕设置为具有预先确定的间距。

设置所述前层的目的在于，在超导电力系统发生故障或事故时提供事故电流的通电路径以及提供超导线材的安装面等。

各个前层可由通电性能好的具有常温通电性的导体线材c等构成。

在本发明的超导电缆中，第一前层至第三前层，可分别与用于传送三相交流电力的第一超导体层至第三超导体层相邻设置。

即，在所述第一内部金属管300a外侧可依次设置有第一超导体层130a和第一前层110a、第二超导体层和第二前层以及第三超导体层和第三前层。

但是，如图1和图2所示，第一前层至第三前层和第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c可依次沿电缆的径向层叠设置，但是超导体层130a、130b、130c和前层110a、110b、110c的层叠顺序可以变更。

具体而言，如图1和图2所示，第一前层110a可在第一超导体层130a的内侧设置为两层，第二前层110b可构成为两层并且在其之间设置有第二超导体层130b，第三前层110c可构成为两层而设置于第三超导体层130c的外侧。

另外，与如图1和图2所示的不同地，各个第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130b设置为单层，但是层数可根据电力容量或电缆的直等而改变。

另外，可通过在各个层的超导体层和前层的内侧和外侧设置内部半导电层(未图示)和外部半导电层(未图示)等，来缓和电场集中。

半导电层可用将半导电胶带缠绕成多层的方法来构成。

各个超导体层和前层可用将各个多个超导线材sc和一般导体线材c排列为并排的方法构成。

在各个超导体层和前层中以多层构成的超导体层和前层，可在层之间设置有绝缘胶带或绝缘片(未图示)，以统一电流的流动方向并且防止趋肤效应。

并且，由于在各个第一前层、第一超导体层至第三前层、第三超导体层以及遮蔽层分别流动存在相位差的电流或遮蔽电流，因此需要彼此绝缘。

因此，在所述第一前层、第一超导体层至第三前层、第三超导体层以及遮蔽层之间可设置有绝缘层160a、160b、160c。

设置所述绝缘层160a、160b、160c的目的在于增加介电强度，可适用纸质的绝缘纸，可通过将绝缘纸缠绕成多层的方式构成。通常，在绝缘高电压电缆时主要使用如xlpe的聚合物材质，但是存在在超低温条件下发生破损的问题，因此需要在超低温环境下保持绝缘性能的超导电缆，会使用纸质的绝缘纸。

所述绝缘纸可使用聚丙烯层压纸(pplp：polypropylenelaminatedpaper)。所述pplp(polypropylenelaminatedpaper)绝缘纸具有容易缠绕和介电强度特性优异的特性。

如图1所示，所述第一前层、第一超导体层至第三前层、第三超导体层以及遮蔽层分别以扁的带形状构成，并且分别在电缆长度方向上具有规定的间距，可通过交叉缠绕成螺旋形来形成各个层。

并且，构成所述第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c的超导线材sc的螺旋形交叉缠绕方向可在相邻处彼此相反。

如此前所述，在配置于最外廓的第三超导体层130c和第三前层110c外侧设置有绝缘层，在绝缘层上部可设置有遮蔽层180。

当在所述第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c流动的第一相电流、第二相电流以及第三相电流的大小相同并且分别保持120度相位差的情况下，感应磁场仍然彼此抵消，从而在所述遮蔽层180流动的电流不会大，因此所述遮蔽层180可以不用超导线材sc构成。

即，所述遮蔽层180也可以仅由能够用作事故电流的接地导体的铜或铜合金材质的一般导体线材c构成。但是，当各个在缆芯流动的第一相电流、第二相电流以及第三相电流的大小不同或不能够分别保持120度相位差时，在由一般导体线材构成的遮蔽层流动的遮蔽电流会大幅度增加，这种情况下，由一般导体线材c构成的遮蔽层180的发热会被加重，因此本发明的三相同轴超导电缆1000的遮蔽层180可包括多个导体线材c和至少一个超导线材sc，所述多个导体线材c以与所述第三超导体层130c绝缘的状态并排配置为包围所述第三超导体层130c外周。

图1和图2所示的实施例示出了在所述遮蔽层180配置有四个超导线材sc的情形，但是其数量可增减。具体地说，可根据因在遮蔽层流动的超导体层的电流的相间不平衡引起的遮蔽电流的大小，而增减。

当然，可将构成遮蔽层180的所有的线材用超导线材sc，由此即便发生相别电流不均衡也可以降低在遮蔽层180发热的危险，但是由于在超导电缆的构成要素中超导线材sc的价格最高，因此作为用于对应非正常电流的流动的方法不合适。

因此，在本发明的三相同轴超导电缆1000中，遮蔽层180以混合一般导体线材c和超导线材sc的方式配置，由此在遮蔽电流增加的情况下，可通过使遮蔽电流流向遮蔽层180的超导线材sc，来防止因遮蔽电流引起的遮蔽层180的发热。

构成所述遮蔽层180的一般导体线材c和超导线材sc可形成为相同的形状，具体地说可形成为扁的带形状，与超导体层130相同地，可用将超导线材sc和一般导体线材c配置为并排且无缝的方法构成。

即，构成所述遮蔽层180的一般导体线材c可由与构成此前所述的各个前层的导体线材相同的线材构成。

并且，在所述遮蔽层，导体线材的数量可大于超导线材的数量。所述遮蔽层的超导线材的数量可以是一个至五个左右，在所述遮蔽层设置有三个以上超导线材的情况下，优选至少两个超导线材彼此隔开。

图1和图2所示的实施例示出了四个超导线材以90度间隔配置于所述遮蔽层的例子。

当在所述遮蔽层180设置有多个超导线材sc时，以最大限度分散各个超导线材sc的理由在于，在遮蔽层180流动的遮蔽电流会向电阻低的超导线材sc集中，因此使在遮蔽电流的集中过程中经由一般导体线材c的路径最小化并由此来防止发热，并且可通过使由遮蔽电流流动引起的磁场沿遮蔽层180的外周方向均一地形成为圆形来确保电磁波遮蔽性能。

并且，实验性地，在66kv配电级三相同轴超导电缆1000中，根据在各个相流动的电流的不均衡而在遮蔽层180流动的遮蔽电流可上升至600a程度，若为了防止因遮蔽电流引起的遮蔽层180的发热，而如图1和图2所示设置有四个一个超导线材sc的通电容量为150a以上的超导线材sc，则超导线材sc的通电容量达到600a，因此能够使大部分遮蔽电流分流到遮蔽层180的超导线材sc，从而能够防止遮蔽层180的一般导体线材c的发热。

综上，构成所述遮蔽层180的一般导体线材c的数量大于构成所述遮蔽层180的超导线材sc的数量，当在所述遮蔽层180设置有多个超导线材sc时，优选将超导线材sc配置为在绝缘层的外周面彼此隔开。另外，当在所述遮蔽层180设置有多个超导线材sc时，优选超导线材配置为以类似的角度隔开。

可通过在所述遮蔽层180外侧设置粘合剂层190来完成缆芯。

在所述缆芯部100外侧可设置有供用于冷却所述缆芯部100的液相制冷剂流动的所述第二内部金属管300b。所述第一内部金属管300a和所述第二内部金属管300b中的任意一个可用作供给被冷却的制冷剂，而另一内部金属管可用作回收在冷却时使用的制冷剂的配管。

在超导电缆中，以铺设区间的预先决定的间隔设置有中间接线盒，在铺设区间两端可设置有终端接线盒和冷却装置等。因此，可使用以下方法：冷却装置提高压力，被冷却的制冷剂供给到超导电缆而用于冷却缆芯部100，重新回收到的制冷剂在冷却装置经过气液分离、压力加强以及冷却之后再供给。

因此，在本发明的超导电缆中，在电缆最内侧设置有第一内部金属管300a，在缆芯部100的外侧设置有第二内部金属管300b，各个金属管内部的制冷剂流路中的一个可用作供给制冷剂的路径，另一个可用作回收制冷剂的路径，因此无需在接线盒等设置额外的制冷剂回收配管。

所述第二内部金属管300b与所述第一内部金属管300a同样地形成液相制冷剂的流路，并且可为了加强针对机器应力的刚性而使用铝、sus等材质，可为了弯曲特性而具有沿长度方向反复隆起和弯曲的结构(corrugated)。

在所述第二内部金属管300b的外侧可设置有隔热部400。所述隔热部400可通过将在反射率高的金属膜薄薄地涂布热传导率低的高分子而形成的隔热材料缠绕成多层的方式构成。

为了构成所述隔热部400而缠绕的隔热材料的层数可调节，以使隔热材料的热侵入最小化，层数越多阻断辐射热的效果会越高，但是由于减小真空部500的厚度，因此基于对流的热阻断效果会下降，从而需要使用适当的层数。所述隔热部400还可以获得基于保温以及辐射的热交换或热侵入的效果。

在所述隔热部400外侧可设置有真空部500。所述真空部500表示容纳所述隔热部400的外部金属管600内部的空间，可通过使内部真空，来防止所述隔热部400和所述外部金属管600之间的对流热侵入等。

但是，若所述隔热部400和外部金属管600接触，则会发生传导热侵入，因此需要防止所述隔热部400和所述外部金属管600的接触，为此，在所述真空部500可设置有至少一个低导热系数的材质的隔件560。

所述隔件560在整个超导电缆区域防止在真空部500内的隔开空间的外侧设置的外部金属管600等和真空部500内侧的隔热部400发生接触。在隔开空间内设置有至少一个隔件560，通常，可设置有三～四个隔件560。

如图2所示，示出了四个隔件560以类似的角度间隔配置于所述真空部500内部的情形，但是其数量可以增减，虽然在图2示出了每个隔件560配置为单层的情形，但是可根据需要使隔件560配置为多层。

如图1所示，各个隔件560可以以螺旋形交叉缠绕于所述隔热部400外周面，但是也可以根据需要安装为圆形。

所述隔件560可以是聚乙烯(fep、pfa、etfe、pvc、p.e、或ptfe)材质，所述隔件560也可以根据需要由氟化聚乙烯(ptfe，polytetrafluoroethylene)材质构成，或者可在由一般树脂或聚乙烯材质构成之后用氟化聚乙烯等涂布表面。当使用氟化聚乙烯(例如，特氟龙等)时，由于导热系数低，从而具有能够最小化传导热侵入的优点。另外，当由所述氟化聚乙烯材质构成隔件560时，除了低导热系数之外，由于还具有完美的化学惰性和耐热性、非粘性，优异的绝缘稳定性、低摩擦系数特性，从而能够最小化因金属管产生的摩擦而受损或变形等。

所述隔件560可以是圆形、多边形等形状，内部也可构成为中空形。所述隔件560的最大宽度可以是4mm至8mm程度。

与内部金属管300同样地，所述外部金属管600也使用铝、sus等材质，以加强针对机器应力的刚性，可为了弯曲特性而具有沿长度方向反复隆起和弯曲的结构(corrugated)。

在所述外部金属管600外侧可设置有外部套700。所述外部套700可由与一般电缆相同材质构成。例如，所述外部套700可由pe和pvc材质构成。

可通过所述外部套700来防止金属管的腐蚀，并能够从外力保护电缆。

图3示出了本发明的三相同轴超导电缆的另一实施例的多级剥离立体图。图4示出了图3所示的超导电缆的剖视图，图5示出了本发明的三相同轴超导电缆的另一实施例的剖视图。

省略与参照图1和图2进行说明的内容重复的说明，以不同点为中心进行说明。

图3所示的实施例可提供一种三相同轴型超导电缆1000，所述三相同轴型超导电缆1000包括：缆芯部100；内部金属管300，包围所述缆芯部100，供用于所述缆芯部100的冷却的液相制冷剂流动；隔热部400，通过在所述内部金属管300外侧缠绕多层隔热材料而构成；真空部500，在所述隔热部外侧至少设置有一个隔件560；以及外部金属管600，设置于所述真空部500外侧，通过所述隔件560来阻断与所述隔热部400接触，所述缆芯部100包括：充实型前层110a；第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c，以彼此绝缘并且层叠的状态依次包围所述前层的外周，具有沿所述充实型前层的长度方向并排配置的多个超导线材；以及遮蔽层180，在所述第一超导体层至第三超导体层130a、130b、130c外侧配置，具有多个一般导体线材c和至少一个超导线材sc。

图1和图2的实施例中，设置有用于冷却超导电缆的缆芯而进行制冷剂的供给的第一内部金属管200a和用于回收的第二内部金属管200b，从而在超导电力系统不需要用于制冷剂的回收的额外的制冷剂回收配管。

相反，在图3至5示出的实施例中，在超导电缆的中心部设置有的充实型前层并作为第一前层110a，从而成为设置有一个供制冷剂流动的内部金属管300。

即，在电缆的中心部配置充实型前层形态的第一前层110a，以替代用于制冷剂流动的内部金属管，由此减小整体的电缆直径，并且可通过在超导电力系统中设置用于制冷剂的回收的额外的制冷剂回收配管。

如图3所示，在所述第一前层110a外侧可设置有第一超导体层130a。

在作为所述充实型前层的第一前层110a的外侧可设置有用于提供超导线材等的安装面的缓冲层(未图示)等。

在所述第一超导体层130a外侧可设置有绝缘层160a，与1和图2所示的实施例同样地，可依次设置第二超导体层130b、第二前层110b、第三超导体层130c、第三前层110c以及遮蔽层180。

与参照图1和图2说明相同地，可以改变各个层的超导体层和前层层叠的顺序。

即，图3至图5示出的设置有充实型前层的本发明的三相同轴电缆，在各个第二超导体层130b和第三超导体层130c的内部、之间或者外侧可设置有第二前层110b和第三前层110c，所述第二前层110b和第三前层110c由与超导线材同一形态的一般导体线材交叉缠绕成螺旋形并且具有预先确定的间距，与图1和图2所示的实施例同样地，不限定于如图3至图5所示将第二超导体层130b夹设于第二前层110b之间或第三前层110c设置于第三超导体层130c外侧。

并且，图3和图4所示的实施例示出了在所述遮蔽层180配置有四个超导线材sc的情形，但是其数量可以增减。图5示出的实施例为三个超导线材约以120度间隔设置的情形。

如此前所述，在66kv的配电级三相同轴超导电缆1000中，因在各个相流动的电流的不均衡而在遮蔽层180流动的遮蔽电流可上升至600a程度，若为了防止因遮蔽电流引起的遮蔽层180的发热，而如图5所示设置有三个一个超导线材sc的通电容量为150a以上的超导线材sc，则超导线材sc的通电容量达到45a，由此能够使可在遮蔽层产生的大部分遮蔽电流分流到遮蔽层180的超导线材sc，从而能够防止遮蔽层180的一般导体线材c的发热。

并且，构成所述遮蔽层180的一般导体线材c和超导线材sc可构成为同样的形态，具体而言，可构成为扁的带形状，可与超导体层130同样地用将超导线材sc和一般导体线材c并排配置为无缝的方法构成，构成所述遮蔽层180的一般导体线材c可由与此前所述的构成各个前层的导体线材相同的材料构成，在所述遮蔽层，导体线材数量可大于超导线材的数量，在构成所述遮蔽层的线材为多数的情况下，优选彼此隔开配置，这与此前所述相同。

图6是能够适用于本发明的三相同轴超导电缆的超导体层或遮蔽层的超导线材和现有的超导线材的比较图。

具体而言，图6的(a)示出了没有追加设置的通电层的现有的超导线材sc'的剖视图，图6的(b)示出了附加有具有常温通电性的金属材质的通电层的超导线材sc。

图6所示的没有通电层的超导线材sc'可以是一代超导线材或二代超导线材。

将在特定温度条件下电抗成为‘0’的现象称作超导现象，将在作为非绝对零度0k(-273℃)的100k(-173℃)，即相对于绝对温度高的温度条件下出现超导现象的情形称作高温超导(hightemperaturesuperconductor)。在电力电缆领域中使用到的超导线材为高温超导体，有将银(ag)基材和bscco作为主材料的一代线材和将ybco或rebco作为主材料的coatedconductor(cc)型的二代线材。二代超导线材是指在超导线材的蒸镀层设置的超导物质主要使用ybco或rebco(re＝sm、gd、nd、dy、ho)物质等的超导线材。

图6的(a)所示的现有的超导线材，其宽度为xmm为厚度为ymm，图6的(b)所示的适用于本发明的超导电缆的超导线材在现有的超导线材的表面附加有由金属材质构成并且宽度为xmm、厚度为ymm至2ymm的通电层me1、me2。

本发明的超导电缆为了加强超导线材的刚性而在超导线材附加具有通电性的金属材质的通电层me1、me2，所附加的通电层me1、me2也可以与此前所述的前层一起用作事故电流的接地导体。

如图6的(a)所示，若假定在构成所述超导体层130或遮蔽层180的普通超导线材sc'的宽度为xmm、厚度为ymm的情况下，当发生短路事故时，在预先确定的时间期间构成前层的整个导体线材面积即截面积为amm²以上，则当适用在本发明的超导电缆设置有图6的(b)所示的通电层me1、me2的超导线材sc时，各层的前层的整个截面积可小于假定使用普通超导线材时的amm²。

因此，应用于本发明的超导电缆1000的超导线材sc通过在现有的超导线材sc'设置厚度为ymm至2ymm的通电层，而构成为整体上厚度为3ymm至5ymm。

如后述，所述通电层me1、me2可通过焊接而附加于现有的超导线材。

若所述通电层me1、me2附加于现有的超导线材sc'的两表面，并且超导线材sc的侧面焊接或整个超导线材sc的表面涂布金属，则在发生短路等事故时，事故电流分流到各个超导线材sc和各个并联连接的前层的导体线材，此外还分流到各个附加于超导线材的通电层侧，从而通电层me1、me2可与前层一起发挥接地导体的作用。

另外，虽然各个通电层me1、me2的宽度为xmm、厚度为ymm至2ymm，但是由于分别附加于现有的厚度为ymm的超导线材两表面，因此与现有的在超导线材的一表面仅附加一个2ymm至4ymm的通电层的情况相比，会使基于趋肤效应等的导电能力进一步变大。

另外，与仅在超导线材的一表面附加通电层的情形相比，当在超导线材的两表面附加通电层时，能够最小化在弯曲超导线材时发生通电层的分离现象，并且能够加强刚性，在将通电层作为接地导体使用的情况下，在超导线材的两表面附加通电层也会有利，并且可以预料到有利于减少前层的总面积。

具体而言，如图6的(b)所示，在将附加有黄铜等导电材质的通电层me1、me2的超导线材sc的厚度构成为3y至5y的情况下，附加有所述常温通电性的金属薄膜层的通电层me1、me2的超导线材的拉伸强度被确认到以95％电流衰减基准为200mpa至800mpa程度，从而可以知道当将超导线材缠绕于超导电缆时，能够确保充分的刚性，其结果前层的截面积构成为0.6amm²至0.9amm²，从而可通过实验和模拟结果确认到能够减少前层的面积。

95％电流衰减基准是逐步对超导线材的两端增加拉伸力并测量达到确保初始通电量的95％电流量时的拉伸力的实验方法，因此表示当200mpa至800mpa的拉伸力施加于超导线材时，能够确保至少95％的通电量。

在此情况下，在与前层的截面积相关的模拟中，前层的短路条件使用了在送电时为50ka/sec或在配电时为25ka/0.5sec等，但是可根据国家或供电商存在差异，但是在利用相同的原理加强超导线材的刚性的同时能够减小用于满足最小短路条件的前层的截面积的方面相同。

在此，在现有的超导线材的厚度为约0.1mm，各个通电层为约0.1mm至0.2mm的情况下，设置有通电层的超导电缆的超导线材的厚度可以是0.3mm至0.5mm，与现有的超导线材相比，表现为厚度大幅度增加，但是得到改善的超导线材的厚度也不过是薄膜水准，从而不会对超导电缆的整个厚度产生大的影响，如此前所述，可以得到导体线材的前层截面积减小到10％至40％程度的效果。

即，可以知道根据超导线材的类型而减小的前层的面积大于因超导线材的通电层而增加的超导线材的面积，推测其原因在于，通过将附加于超导线材的通电层附着于现有的超导线材的两表面，能够发生趋肤效应。

如此，根据本发明的三相同轴超导电缆，在因供三相电流流动的同轴(coaxial)超导体层的电流的大小或相位差的不均衡而增加在遮蔽层流动的遮蔽电流的情况下，遮蔽电流也能够通过构成遮蔽层的至少一个超导线材流动，由此能够有效地防止可在遮蔽层产生的发热，并且不用配置超导线材的方法构成整个遮蔽层，而主要使用一般导体线材，因此能够降低超导电缆的成本。

进一步说，通过在构成本发明的三相同轴超导电缆的超导体层或遮蔽层的超导线材附加金属薄膜层形态的通电层，能够加强超导线材的物理刚性，并且通过所述金属薄膜层形态的通电层，事故电流的分流路径变为多样化，从而能够减轻前端的直径(截面积)或重量，通过在超导线材自身附加能够使事故电流流动的通电层，使前层等面积相比于现有的前层减小，因此可以得到减小超导电缆的整个直径的效果。

本说明书参照本发明的优选实施例进行了说明，但是对于本领域普通技术人员而言，可在不脱离权利要求书的范围内作出各种修正以及变更。因此若变形的实施基本包括本方明的权利要求范围的构成要素，应当均认为属于本发明。