JP2004178870A

JP2004178870A - 遮水ケーブル

Info

Publication number: JP2004178870A
Application number: JP2002341490A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Uematsu; 忠之植松
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】ケーブルコアの熱膨張による変形、外傷、シールドワイヤーの座屈、折損によるワイヤーシールド層の損傷を確実に防止してケーブルの長期信頼性を向上させると共に、ケーブルの解体作業が容易で作業性を向上させ、解体作業場が清潔で環境を良好な状態に保持することができる遮水ケーブルを提供する。
【解決手段】導体１上に内部半導電層２、プラスチック絶縁体層３及び外部半導電層４を設けたケーブルコア５の上に、ワイヤーシールド層６及び遮水層８を備えた遮水ケーブルにおいて、前記ケーブルコア５の外部半導電層４をその外周面に凸部４Ａと凹部４Ｂを周方向に交互に、且つ、長手方向に連続して設けることにより断面歯車状に形成し、その凹部４Ｂにシールドワイヤー６Ａを収納してワイヤーシールド層６を設け、その凹部４Ｂに水膨潤性ポリマー７を充填し、その外部半導電層４の上に遮水層８を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遮水ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、６６ｋＶ級以上の遮水ケーブルは、導体上に、内部半導電層、架橋ポリエチレンからなるプラスチック絶縁体層及び外部半導電層を順次設けたケーブルコアの上に、銅線、アルミニウム線（各合金線を含む）等からなる多数本のシールドワイヤーをスパイラル巻き、又は、ＳＺ巻きしたワイヤーシールド層、遮水テープを両側縁部が重なるように縦添え包被した遮水層及びＰＶＣ等からなる防食層（シース）を順次設けて構成されている。このようなケーブルはプラスチック絶縁体層の熱膨張が大きいために、高温時に熱膨張したケーブルコアがワイヤーシールド層から外力を受け、変形したり、時には外傷を受けたりする恐れがある。
【０００３】
そこで、通常、ケーブルコアの外部半導電層の上に、ケーブルコアの熱膨張による変形、外傷を抑制するために、その熱膨張を吸収するクッション層として導電布テープを巻回して座床テープ層を設けるほか、その上に、前記シールドワイヤーを巻回してワイヤーシールド層を設けた後、更に、その上にシールドワイヤーがほぐれるのを防止し、且つ、断面円形状に整形するために、導電布テープを巻回して導電押えテープ層を設けるようにしており、その上に前記遮水層を設け、その上に防食層（シース）を押し出して、遮水層を構成する遮水テープと防食層を熱接着することにより遮水ケーブルを完成させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２８１１９号公報（段落０００１乃至０００６、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遮水ケーブルでは、ケーブルコアが熱膨張したとき、座床テープ層によりその熱膨張を吸収しているが、テープ層でケーブルコアを締め付けるため、クッション効果が弱く、熱膨張によるケーブルコアの変形、外傷を防止できないことがあった。また、ケーブルコアの熱膨張により座床テープ層が膨張してワイヤーシールド層を内側から押圧するため、該層のシールドワイヤーが座屈したり、折損したりしてワイヤーシールド層を損傷する恐れがあった。更に、座床テープ層及び導電押えテープ層を有するため、ケーブルの故障、損傷による修理又は経年使用による廃棄のために遮水ケーブルを撤去等して解体する場合、これらテープ層のテープを巻き解く必要があり、ケーブルの解体作業が煩雑で手数を要するほか、解体作業場が巻き解かれたテープの散乱で汚れ環境を悪化させる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ケーブルコアの熱膨張による変形、外傷、シールドワイヤーの座屈、折損によるワイヤーシールド層の損傷を確実に防止してケーブルの長期信頼性を向上させると共に、ケーブルの解体作業が容易で作業性を向上させ、解体作業場が清潔で環境を良好な状態に保持することができる遮水ケーブルを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は導体上に内部半導電層、プラスチック絶縁体層及び外部半導電層を設けたケーブルコアの上に、ワイヤーシールド層及び遮水層を備えた遮水ケーブルにおいて、前記ケーブルコアの外部半導電層をその外周面に凸部と凹部を周方向に交互に、且つ、長手方向に連続して設けることにより断面歯車状に形成し、その凹部にシールドワイヤーを収納することによりワイヤーシールド層を設け、その凹部に水膨潤性ポリマーを充填し、外部半導電層の上に遮水層を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成によると、ケーブルコアが熱膨張した場合、その外部半導電層の外周面に形成された凸部が遮水層から外力を受けて圧縮し、ケーブルコアの熱膨張を速やかに吸収するので、ケーブルコアの熱膨張による変形、外傷を確実に防止することができる。また、前記凸部が遮水層から外力を受けて圧縮しても、ワイヤーシールド層を構成するシールドワイヤーが前記外部半導電層の外周面に形成された凹部に収納されているので、遮水層から大きな外力を受けず、シールドワイヤーの座屈、折損によるワイヤーシールド層の損傷を確実に防止することができ、遮水ケーブルの長期信頼性が向上する。
【０００９】
また、座床テープ層及び導電押えテープ層を有しないため、ケーブルの故障、損傷による修理又は経年使用による廃棄のために遮水ケーブルを撤去等して解体する必要が生じた場合、これらテープ層のテープを巻き解く必要がなくなり、ケーブルの解体作業が簡単で手数がかからず、解体の作業性を向上させることができるほか、解体作業場が清潔で環境を良好に保持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。図１は本発明に係る遮水ケーブルの一実施形態を示す一部省略断面図である。この遮水ケーブルは、導体１上に内部半導電層２、架橋ポリエチレンからなるプラスチック絶縁体層３及び外部半導電層４を順次押し出し被覆することによりケーブルコア５が形成される。この際、ケーブルコア５の外部半導電層４は、その外周面に複数個の角状の凸部４Ａと角状の凹部４Ｂが周方向に交互に、且つ、長手方向にスパイラル状に連続して設けられるように押し出し成形することにより断面歯車状に形成される。前記外部半導電層４の凸部４Ａの高さはケーブルコア５が熱膨張を適切に吸収し得る高さである１〜３ｍｍに設定される。
【００１１】
前記外部半導電層４の凸部４Ａ間に形成された各凹部４Ｂには、それぞれ銅線、アルミニウム線（これらの合金線を含む）（図示のものは銅線を示す）等からなるシールドワイヤー６Ａを挿入して収納することによりワイヤーシールド層６が設けられる。なお、前記凹部４Ｂはシールドワイヤー６Ａの挿入を容易にするために、凸部４Ａの先端側を少し狭くして凹部４Ｂの開口側を少し広く形成することが望ましい。
【００１２】
前記シールドワイヤー６Ａが収納された凹部４Ｂには水膨潤性ポリマー７を押し出して充填され、凹部４Ｂの空隙が埋められ、外部半導電層４の外周面が平滑面に形成される。水膨潤性ポリマー７としては、例えば、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアクリル酸エチル共重合体等のポリエチレンワックスからなるベース樹脂に、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール等の高吸水性樹脂及びケッチェンブラック、ファネスブラック、アセチレンブラック、グラファイト、黒鉛等の導電性材料を添加（配合）した導電性を有する水膨潤性ポリマーが用いられる。なお、シールドワイヤー６Ａが水膨潤性ポリマー７により凹部４Ｂから飛び出るのを拘束されるので、外部半導電層４の上に従来の導電押えテープ層を設ける必要がなくなる。
【００１３】
このように外部半導電層４の凹部４Ｂにシールドワイヤー６Ａが収納され、凹部４Ｂに水膨潤性ポリマー７が充填された外部半導電層４の上に遮水テープを両側縁部が重なるように縦添え包被することにより遮水層８が設けられる。遮水テープは、通常、０．０３〜０．１ｍｍ厚さの鉛、アルミニウム、銅箔等の金属箔の一方の面に体積固有抵抗が１０^６Ω・ｃｍ以下の半導電性フィルムを、また、金属箔の他方の面に、例えば、ＰＥＴフィルム等の補強層及びＰＶＣ等の接着性プラスチック層を積層した総厚さが０．２５〜０．５０ｍｍの金属ラミネートテープが使用される。そして、この遮水テープをその半導電性フィルムが内側を向くようにしてケーブルコア５の外部半導電層４の上に両側縁部が重なるように縦添え包被することにより遮水層８が設けられ、外部半導電層４の凸部４Ａと遮水層８を構成する遮水テープの半導電性フィルムとが電気的に導通する。なお、９はＰＶＣ等の樹脂を押し出し被覆することにより設けられた防食層（シース）である。本実施形態の遮水ケーブルは以上のような構成になっている。
【００１４】
このような構成の遮水ケーブルが負荷の増大等に熱膨張すると、その外部半導電層４の外周面に形成された凸部４Ａが遮水層８から外力を受けて圧縮し、ケーブルコア５の熱膨張を速やかに吸収するので、ケーブルコア５の熱膨張による変形、外傷を確実に防止することができる。また、前記凸部４Ａが遮水層８から外力を受けて圧縮しても、ワイヤーシールド層６のシールドワイヤー６Ａが前記外部半導電層４の外周面に形成された凹部４Ｂに収納されているので、遮水層８から大きな外力を受けず、シールドワイヤー６Ａの座屈、折損によるワイヤーシールド層６の損傷を確実に防止することができ、遮水ケーブルの長期信頼性が向上する。
【００１５】
また、ケーブルの故障、損傷による修理又は経年使用による廃棄のために遮水ケーブルを撤去等して解体する必要が生じた場合、ケーブルの解体作業が簡単で手数がかからず、解体の作業性を向上させることができる。
【００１６】
更に、遮水層８の遮水テープ重なり部分から遮水層８内に水が浸入すると、これに内側からじかに接触する外部半導電層４の凹部４Ｂに充填された水膨潤性ポリマー７に速やかに到達して水膨潤性ポリマー７が膨潤し、遮水層８を介して防食層９が膨らむので、遮水ケーブルの浸水個所を比較的容易に検出することが可能になる。
【００１７】
図１に示す前記実施形態の遮水ケーブルでは、外部半導電層４の各凹部４Ｂにシールドワイヤー６Ａが収納されているが、図２に示すように、シールドワイヤー６Ａが収納されていない一部の凹部４Ｂにシールドワイヤー６Ａに代えて光ファイバ１０を収納するようにしてもよい。光ファイバ１０は通信輸送（伝送）、ケーブルの温度、浸水センサ等として利用することができる。また、光ファイバ１０がケーブルコア５における外部半導電層４の凹部４Ｂに収納されることにより、ケーブルコア５の熱膨張や屈曲等による変形、外傷等を受けにくく、光ファイバ１０の機能、性能を良好、且つ、安定して維持することができる。
【００１８】
更に、図３に示すように、外部半導電層４のシールドワイヤー６Ａが収納されていない一部の凹部４Ｂに、例えば、銅製の中空管１１を収納するようにしてもよい。中空管１１は光ファイバ１０を空気圧送法等により通線して布設するための布設用管として利用したり、その管内に液相の作動液を封入することによりヒートパイプとして利用し、ケーブルに排熱効果を持たせてケーブルの電流容量を増やすことができるようにすることができる。なお、図示省略するが、一部の凹部４Ｂに光ファイバ１０と中空管１１の両方を収納するようにしてもよい。この中空管１１も外部半導電層４の凹部４Ｂに収納されることにより、ケーブルコア５の熱膨張や屈曲等による変形、外傷等を受けにくく、布設用管やヒートパイプとしての機能、性能を良好、且つ、安定して維持することができる。
【００１９】
【実施例】
本発明の遮水ケーブル（図３参照）を試作した。即ち、先ず銅撚線からなる導体１上に内部半導電層２、架橋ポリエチレンからなるプラスチック絶縁体層３及び外部半導電層４を順次押し出し被覆することによりケーブルコア５を形成した。外部半導電層４は、総厚さが３．５ｍｍで、その外周面に１５個の角状の凸部４Ａと１５個の角状の凹部４Ｂが円周方向に交互に、且つ、長手方向にスパイラル状に連続して設けられるように押し出し成形することにより断面歯車状に形成したものであり、凹部４Ｂの深さ（凸部４Ａの高さ）と幅は約３ｍｍである。
【００２０】
次に、この外部半導電層４の凹部４Ｂに外径２．４ｍｍ、肉厚０．１ｍｍの銅管からなる５本の中空管１１を二つ置きに収納し、残りの２個隣り合う５個所の凹部４Ｂに外径２．４ｍｍの軟銅線からなる１０本のシールドワイヤー６Ａを収納してワイヤーシールド層６を設けた。
【００２１】
次に、シールドワイヤー６Ａ及び中空管１１が収納された１５個の凹部４Ｂに、ポリエチレンワックスにポリアクリル酸及び導電材料を添加（配合）してなる水膨潤性ポリマー７を押し出して充填し、凹部４Ｂの空隙を埋めて外部半導電層４の外周面を円形状の平滑面に形成した。
【００２２】
次に、このような外部半導電層４の上に、アルミ箔（０．０５ｍｍ厚）の一方の面に半導電性フィルム（０．１ｍｍ厚）を、また、アルミ箔の他方の面にＰＥＴフィルム（０．０５ｍｍ厚）及びＰＶＣ接着層（０．０５ｍｍ厚）を積層してなる遮水テープを半導電性フィルムが内側（外部半導電層側）を向くようにして両側縁部が重なるように縦添え包被することにより遮水層８を設け、更に、この遮水層８の上にＰＶＣを押し出し被覆して遮水層８と接着するように防食層９を設けて遮水ケーブルを試作したものである。
【００２３】
【比較例】
従来の遮水ケーブルを試作した。即ち、先ず銅撚線からなる導体上に内部半導電層、架橋ポリエチレンからなるプラスチック絶縁体層及び外部半導電層（０．５ｍｍ厚）を順次押し出し被覆することによりケーブルコアを形成した。
【００２４】
次に、このケーブルコアの上にその熱膨張による変形、外傷を抑制するためのクッション層として導電布テープ（約１ｍｍ厚）を巻回して座床テープ層を設け、この座床テープ層の上に外径１．２ｍｍの軟銅線からなる４０本のシールドワイヤーをスパイラル巻きしてワイヤーシールド層を設け、更に、このワイヤーシールド層の上に導電布テープ（約０．５ｍｍ厚）を巻回して導電押えテープ層を設けた。
【００２５】
次に、この導電押えテープ層の上に、アルミ箔（０．０５ｍｍ厚）の一方の面に半導電性フィルム（０．１ｍｍ厚）を、また、アルミ箔の他方の面にＰＥＴフィルム（０．０５ｍｍ厚）及びＰＶＣ接着層（０．０５ｍｍ厚）を積層してなる遮水テープを半導電性フィルムが内側（導電押えテープ層側）を向くようにして両側縁部が重なるように縦添え包被することにより遮水層を設け、更に、この遮水層の上にＰＶＣを押し出し被覆して遮水層と接着するように防食層を設けて遮水ケーブルを試作したものである。
【００２６】
次に、このようにして試作した本発明の遮水ケーブルと従来の遮水ケーブルについて、各ケーブルの導体に通電し、導体温度を室温（ＲＴ）から１０５℃まで上昇させて室温に戻す操作を１サイクルとして、３０回のヒートサイクル試験を行った。その後、ケーブル外径の１０倍径で５往復ベンド試験を行い、ケーブルを解体した。その結果、本発明の遮水ケーブルでは、ケーブルコア、ワイヤーシールド層及び遮水層とも異常が観察されなかったが、従来の遮水ケーブルでは、熱膨張によるケーブルコアの部分的膨れ（変形）及びワイヤーシールド層のシールドワイヤーの座屈、折損等が観察された。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による遮水ケーブルは、ケーブルコアの外部半導電層をその外周面に凸部と凹部を周方向に交互に、且つ、長手方向に連続して設けることにより断面歯車状に形成し、その凹部にシールドワイヤーを収納することによりワイヤーシールド層を設け、その凹部に水膨潤性ポリマーを充填し、外部半導電層の上に遮水層を設けるようにしたので、ケーブルコアが熱膨張した場合、その外部半導電層の外周面に形成された凸部が遮水層から外力を受けて圧縮し、ケーブルコアの熱膨張を速やかに吸収し、ケーブルコアの熱膨張による変形、外傷を確実に防止することができる。また、前記凸部が遮水層から外力を受けて圧縮しても、ワイヤーシールド層を構成するシールドワイヤーが前記外部半導電層の外周面に形成された凹部に収納されているので、遮水層から大きな外力を受けず、シールドワイヤーの座屈、折損によるワイヤーシールド層の損傷を確実に防止することができ、遮水ケーブルの長期信頼性が向上する。
【００２８】
また、座床テープ層及び導電押えテープ層を有しないため、ケーブルの故障、損傷による修理又は経年使用による廃棄のために遮水ケーブルを撤去等して解体する必要が生じた場合、これらテープ層のテープを巻き解く必要がなくなり、ケーブルの解体作業が簡単で手数がかからず、解体の作業性を向上させることができるほか、解体作業場が清潔で環境を良好に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遮水ケーブルの一実施形態を示す一部省略断面図である。
【図２】本発明に係る遮水ケーブルの他の実施形態を示す一部省略断面図である。
【図３】本発明に係る遮水ケーブルの更に他の実施形態を示す一部省略断面図である。
【符号の説明】
１導体
２内部半導電層
３プラスチック絶縁体層
４外部半導電層
４Ａ凸部
４Ｂ凹部
５ケーブルコア
６ワイヤーシールド層
６Ａシールドワイヤー
７水膨潤性ポリマー
８遮水層
９防食層
１０光ファイバ
１１中空管

Claims

導体上に内部半導電層、プラスチック絶縁体層及び外部半導電層を設けたケーブルコアの上に、ワイヤーシールド層及び遮水層を備えた遮水ケーブルにおいて、前記ケーブルコアの外部半導電層をその外周面に凸部と凹部を周方向に交互に、且つ、長手方向に連続して設けることにより断面歯車状に形成し、その凹部にシールドワイヤーを収納することによりワイヤーシールド層を設け、その凹部に水膨潤性ポリマーを充填し、外部半導電層の上に遮水層を設けたことを特徴とする遮水ケーブル。