JP2014007042A - Power cable - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤーシールドを有する電力ケーブルに関するものである。 The present invention relates to a power cable having a wire shield.
図5に従来のワイヤーシールド電力ケーブルの一例を示す。このケーブルは、中心に導体1を有し、その上に内部半導電層2、絶縁体3、外部半導電層4を設け、その上に、半導電性布テープ巻きによるクッション層5を介して、多数の導線(軟銅線)6aを間隔をあけてらせん巻きしたワイヤーシールド6を設け、さらに押さえテープ7を巻いた上で、樹脂シース8を設けたものである(非特許文献1参照)。このケーブルでは、絶縁体3とワイヤーシールド6間に外部半導電層4と半導電性クッション層5が介在しており、それらが適度な導電性をもつことにより、絶縁体3とワイヤーシールド6間での部分放電を防いでいる。
FIG. 5 shows an example of a conventional wire shield power cable. This cable has a
しかし、このケーブルは、ワイヤーシールド6の導線6aが押さえテープ7により上から押さえられているだけであるため、ケーブルが曲げられたときに、導線6aに片寄りや座屈などの乱れが発生しやすいという問題があった。
However, in this cable, since the conducting
この問題を解決するものとしては、図6に示すような電力ケーブルが公知である。このケーブルは、ワイヤーシールド6以内の構造は図5のケーブルと同じであるが、ワイヤーシールド6上に押さえテープを設けることなく樹脂シース8を押出被覆することにより、ワイヤーシールドの導線6a間にシース樹脂を入り込ませたものである(特許文献1、2参照)。このようにすると、導線6aがシース8により拘束されるため、ケーブルが曲げられたときの導線6aの乱れを抑制することができる。
As a solution to this problem, a power cable as shown in FIG. 6 is known. This cable has the same structure within the
なお、図5及び図6では、外部半導電層4の上に半導電性クッション層5を設けた場合を示したが、半導電性クッション層5を設けずに、外部半導電層4の上に直接ワイヤーシールド6を設ける場合もある。
5 and 6 show the case where the
しかしながら、ワイヤーシールドの導線間にシース樹脂を入り込ませた電力ケーブルには次のような問題がある。すなわち、ワイヤーシールドの導線間にシース樹脂を入り込ませるには、押出機のクロスヘッド内で加熱加圧された樹脂をシースとして押し出す際に、導線間に樹脂が適度に入り込むように樹脂圧力を調整する必要がある。このとき、シース樹脂が導線の周りに完全に回り込むと、導線と半導電性クッション層(これがない場合は外部半導電層)とがシース樹脂によって絶縁されてしまい、充電電流や事故時の電流がケーブルコアからワイヤーシールドへ流れなくなってしまうことから、遮へいとしての役割が果たせなくなる。また、導線間への樹脂の入り込みが不足すると、シース樹脂による導線の拘束が不十分となり、ケーブルが曲げられたときに導線の乱れが発生しやすくなる。 However, the power cable in which the sheath resin is inserted between the conductors of the wire shield has the following problems. That is, in order to allow sheath resin to enter between the conductors of the wire shield, the resin pressure is adjusted so that the resin enters moderately between the conductors when the heated and pressurized resin is extruded as a sheath in the crosshead of the extruder. There is a need to. At this time, if the sheath resin completely wraps around the conductive wire, the conductive wire and the semiconductive cushion layer (external semiconductive layer in the absence of this) are insulated by the sheath resin, so that the charging current and the current at the time of the accident are Since it does not flow from the cable core to the wire shield, it cannot function as a shield. In addition, when the resin does not enter between the conductors, the conductor is not sufficiently restrained by the sheath resin, and the conductor is likely to be disturbed when the cable is bent.
このように、ワイヤーシールドの導線間にシース樹脂を入り込ませた電力ケーブルは、導線間への樹脂の入り込みが多すぎても、少なすぎても、問題が生じ、その調整が難しかった。 As described above, the power cable in which the sheath resin is inserted between the conductors of the wire shield has a problem even if the resin enters between the conductors too much or too little, and the adjustment is difficult.
本発明の目的は、上記のような問題点に鑑み、ワイヤーシールドの導線の乱れが発生し難く、しかもワイヤーシールドが十分な遮へい性能を発揮できる電力ケーブルを提供することにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a power cable in which the wire shield is less likely to be disturbed and the wire shield can exhibit a sufficient shielding performance.
上記目的を達成するため本発明は、外部半導電層又はその上に設けた半導電性クッション層の上に、多数の導線を間隔をあけてらせん巻きしてなるワイヤーシールドを有する電力ケーブルにおいて、前記ワイヤーシールドを、各導線が露出する部分と露出しない部分ができるようにテープで覆い、その上に樹脂を押出被覆してシースを形成することにより、導線間にシース樹脂が入り込んだ部分と入り込まない部分を設けたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a power cable having a wire shield formed by spirally winding a large number of conductive wires on an external semiconductive layer or a semiconductive cushion layer provided thereon. Cover the wire shield with tape so that the exposed and unexposed portions of each conductor are formed, and then form a sheath by extrusion coating the resin on the wire shield so that the sheath resin enters between the conductors. This is characterized in that no part is provided.
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールド上に縦添えされていることが好ましい。 In the present invention, the tape is preferably vertically attached on a wire shield.
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールド上に、導線のらせん方向と逆方向に、又は導線のらせん方向と同方向に導線のらせんピッチと異なるピッチで、らせん巻きされていてもよい。 In the present invention, the tape may be spirally wound on the wire shield in a direction opposite to the spiral direction of the conductor or in the same direction as the spiral direction of the conductor at a pitch different from the spiral pitch of the conductor.
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールド上に、導線のらせん方向と逆方向及び同方向に、らせん巻きされていてもよい。 In the present invention, the tape may be spirally wound on the wire shield in a direction opposite to the spiral direction of the conductive wire and in the same direction.
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールドを覆ったときに導線が露出する部分ができるように穴を有しているものであってもよい。 In the present invention, the tape may have a hole so that a portion where the conductive wire is exposed when the wire shield is covered is formed.
本発明においては、ワイヤーシールドがテープで覆われていない部分の割合が、テープで完全に覆われている場合を0%、テープ無しの場合を100%としたときに、30〜80%であることが好ましい。 In the present invention, the ratio of the portion where the wire shield is not covered with the tape is 30% to 80%, assuming that the case where the wire shield is completely covered with the tape is 0% and the case where there is no tape is 100%. It is preferable.
本発明によれば、ワイヤーシールドの導線がテープで覆われていない部分では導線間にシース樹脂が十分に入り込むため導線がシース樹脂によって拘束され、導線の乱れを防止することができ、ワイヤーシールドの導線がテープで覆われた部分では導線間にシース樹脂が入り込まないので外部半導電層又はその上に設けた半導電性クッション層とワイヤーシールドの導線との電気的導通状態を良好に保つことができる。このためワイヤーシールドの導線の乱れが発生し難く、しかもワイヤーシールドが十分な遮へい性能を発揮できる電力ケーブルを得ることができる。 According to the present invention, since the sheath resin sufficiently enters between the conductors in the portion where the conductor of the wire shield is not covered with the tape, the conductor is restrained by the sheath resin, and the disturbance of the conductor can be prevented. Since the sheath resin does not enter between the conductors where the conductor is covered with the tape, it is possible to maintain a good electrical continuity between the external semiconductive layer or the semiconductive cushion layer provided thereon and the wire shield conductor. it can. For this reason, it is possible to obtain a power cable in which the wire shield is hardly disturbed and the wire shield can exhibit a sufficient shielding performance.
<実施例1> 図1は本発明の一実施例を示す。図において、1は導体、2は内部半導電層、3は絶縁体、4は外部半導電層、6は外部半導電層4上に多数の導線6aを間隔をあけてらせん巻きしたワイヤーシールドである。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド6上に、テープ9を周方向に間隔をあけて縦添えし(テープの枚数は任意であるが図示の例では2枚)、その上に樹脂を押出被覆してシース8を形成したことである。
Example 1 FIG. 1 shows an example of the present invention. In the figure, 1 is a conductor, 2 is an internal semiconductive layer, 3 is an insulator, 4 is an external semiconductive layer, and 6 is a wire shield in which a large number of
ワイヤーシールド6上にテープ9を周方向に間隔をあけて縦添えすると、ワイヤーシールドの導線6aが露出する部分と、テープ9で覆われて露出しない部分ができる。その上にシース8を押出被覆すると、導線6aが露出する部分では導線6a間の隙間にシース樹脂が入り込み、導線6aが露出しない部分ではテープ9に遮られて導線6a間にシース樹脂が入り込まなくなる。
When the
一方、導線6aはらせん巻きされているのに対し、テープ9はケーブル長手方向に縦添えされているから、各導線6aとテープ9は交差していることになり、各導線6aを長手方向(らせん方向)でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになる。その結果、各導線6aは、導線間に樹脂が入り込んでいる区間では樹脂によって移動が阻止され、樹脂が入り込んでいない区間では外部半導電層4との良好な電気的導通状態が保たれるため、全長でみるとワイヤーシールドの導線6aの乱れが発生し難く、かつワイヤーシールド6が十分な遮へい性能を発揮できることになる。
On the other hand, since the
なお、ワイヤーシールド6上に樹脂シース8を押出被覆する際には、樹脂が個々の導線6aの周りに十分に回り込むように樹脂圧力の調整を行えばよい。テープ9で樹脂の浸入を阻止する箇所が形成されるので、微妙な圧力調整は不要であり、樹脂シースの押出被覆を容易に行うことができる。
When the
この実施例では、外部半導電層4上に直接ワイヤーシールド6を設けた場合を説明したが、外部半導電層上に半導電性クッション層を介してワイヤーシールドを設ける場合も同様な構成で対応できる(以下の実施例でも同じ)。
In this embodiment, the case where the
次に、この実施例の電力ケーブル(22kV、600mm2)の試作、試験結果を説明する。各部の材質、サイズ等は次のとおりである。
・導体:円形圧縮型軟銅撚線 直径約30mm
・内部半導電層:半導電性ポリオレフィン樹脂混和物 厚さ1mm
・絶縁体:架橋ポリエチレン 厚さ6mm
・外部半導電層:半導電性ポリオレフィン樹脂混和物 厚さ1mm
・ワイヤーシールド:軟銅線1.2mmφ×40本 らせんピッチ145mm(ワイヤーシールド層心径の3倍) 右巻き 外周長152mm
・テープ:不織布 厚さ0.2mm 幅各種 2枚縦添え
・シース:ポリ塩化ビニル 厚さ3.5mm ケーブル外径56mm
Next, the trial production and test results of the power cable (22 kV, 600 mm 2 ) of this example will be described. The material and size of each part are as follows.
・ Conductor: Circular compression type annealed copper stranded wire Diameter of about 30mm
・ Inner semiconductive layer: Semiconductive polyolefin resin blend Thickness 1mm
・ Insulator: Cross-linked polyethylene, 6mm thick
・ External semiconductive layer: Semiconductive polyolefin resin blend Thickness 1mm
・ Wire shield: Annealed copper wire 1.2mmφ × 40 helix pitch 145mm (3 times the core diameter of wire shield layer) Right-handed outer circumference 152mm
・ Tape: Non-woven fabric, thickness 0.2mm, various widths, 2 sheets vertically ・ Sheath: Polyvinyl chloride, thickness 3.5mm, cable outer diameter 56mm
テープの幅を変えて、テープ開口率(ワイヤーシールドがテープで覆われていない部分の割合で、テープで完全に覆われている場合を0%、テープ無しの場合を100%とする)が異なるケーブルを試作した。 Varying the width of the tape, the tape opening ratio (the percentage of the part where the wire shield is not covered with tape is 0% when it is completely covered with tape, and 100% when there is no tape) Prototype cable.
まず、各ケーブルについてワイヤーシールドと外部半導電層間の抵抗値を測定し、テープ開口率0%のときの抵抗値を基準として、各ケーブルの抵抗比を求めた。電力ケーブルの電気的特性を保つため、ワイヤーシールドと外部半導電層の間での抵抗比が2.0以下のものを良品(○)、2.0より大きいものを不良品(×)と判定した。
なお、抵抗比の算出方法は次のとおりである。
抵抗比=(試作したケーブルのワイヤーシールドと外部半導電層間の抵抗値)÷(試作したケーブルとテープ開口率を0%にした点のみが異なるケーブルのワイヤーシールドと外部半導電層間の抵抗値)
試作したケーブルとテープ開口率を0%にした点のみが異なるケーブルは、既製品の中から調達した。
First, the resistance value between the wire shield and the external semiconductive layer was measured for each cable, and the resistance ratio of each cable was determined based on the resistance value when the tape opening ratio was 0%. In order to maintain the electrical characteristics of the power cable, the resistance ratio between the wire shield and the external semiconductive layer was determined to be a non-defective product (○) when the resistance ratio was 2.0 or less, and the defective product (×) when the resistance ratio was greater than 2.0.
The calculation method of the resistance ratio is as follows.
Resistance ratio = (resistance value between the wire shield of the prototype cable and the external semiconductive layer) ÷ (resistance value between the cable shield of the prototype cable and the external semiconductive layer that differs only in that the tape opening ratio is 0%)
Cables that differ from the prototype cable only in that the tape opening rate was set to 0% were procured from off-the-shelf products.
次に、ケーブル外径の4倍の直径をもつマンドレルに、ケーブルを繰り返し10回巻き付けた(繰り返し曲げ試験)後の、ワイヤーシールドの座屈状況を調べた。繰り返し曲げ試験後にワイヤーシールドが著しく急激に曲がっている箇所が認められたものを座屈あり(×)、ワイヤーシールドが著しく急激に曲がっている箇所が無いものを座屈なし(○)と判定した。その結果を表1に示す。 Next, the state of buckling of the wire shield after the cable was repeatedly wound around the mandrel having a diameter four times the outer diameter of the cable (repeated bending test) was examined. After the repeated bending test, the part where the wire shield was bent sharply abruptly was judged to be buckled (×), and the part where the wire shield was bent sharply abruptly was judged to be buckled (O). . The results are shown in Table 1.
この試験結果によれば、テープ開口率は30〜80%にすることが好ましいことが分かる。 According to this test result, it is understood that the tape opening ratio is preferably 30 to 80%.
<実施例2> 図2は本発明の他の実施例を示す。図において、図1と同一部分には同一符号を付してある。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド6上に、テープ9を周方向に間隔をあけて、導線6aのらせん方向と逆方向にらせん巻きし(テープの枚数は任意であるが図示の例では2枚)、その上に樹脂を押出被覆してシース8を形成したことである。
<
ワイヤーシールド6上にテープ9を周方向に間隔をあけて、導線6aのらせん方向と逆方向にらせん巻き(ギャップ巻き)すると、ワイヤーシールドの導線6aが露出する部分と、テープ9で覆われて露出しない部分ができる。その上からシース8を押出被覆すると、導線6aが露出する部分では導線6a間の隙間にシース樹脂が入り込み、導線6aが露出しない部分ではテープ9に遮られて導線6a間にシース樹脂が入り込まなくなる。
When the
したがって、実施例1と同様、各導線6aを長手方向(らせん方向)でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになり、実施例1と同様な効果を得ることができる。
Therefore, as in Example 1, when each
らせんピッチ230mm(ワイヤーシールド層心径の5倍)でワイヤーシールド6を施した上に、前述のようにテープ9をらせん巻きした点が実施例1のものとは異なる電力ケーブルを試作して、同様な効果が得られることを確認した。
Prototype a power cable different from that of Example 1 in that the
この実施例では、テープ9を、導線6aのらせん方向と逆方向にらせん巻きした場合を説明したが、テープ9は、導線のらせん方向と同方向に、らせんピッチを異ならせてらせん巻きしてもよく、このような構成でも実施例1と同様な効果を得ることができる。
In this embodiment, the case where the
<実施例3> 図3は本発明のさらに他の実施例を示す。図において、図1と同一部分には同一符号を付してある。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド6上に、複数枚(図示の例では4枚)のテープ9を周方向に間隔をあけて、らせん方向を異ならせてらせん巻き(クロスバインド巻き)し、その上に樹脂を押出被覆してシース8を形成したことである。この場合、導線6aのらせん方向と同方向にらせん巻きするテープ9は、そのらせんピッチを導線6aのらせんピッチと異ならせることが好ましい。
<
このような構成でも、各導線6aを長手方向(らせん方向)でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになるので、実施例1と同様な効果を得ることができる。
Even in such a configuration, when each
らせんピッチ230mm(ワイヤーシールド層心径の5倍)でワイヤーシールド6を施した上に、前述のようにテープ9をらせん巻きした点が実施例1のものとは異なる電力ケーブルを試作して、同様な効果が得られることを確認した。
Prototype a power cable different from that of Example 1 in that the
<実施例4> 図4(A)は本発明のさらに他の実施例を示す。図において、図1と同一部分には同一符号を付してある。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド6上に、同図(B)に示すような穴10を形成したテープ9を、周方向に間隔をあけずにらせん巻きし、その上に樹脂を押出被覆してシース8を形成したことである。
Example 4 FIG. 4A shows still another example of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. The characteristic of this power cable is that a
このようにすると、テープ9の穴10の部分では導線6aが露出し、導線間に樹脂が入り込み、穴10のない部分では導線6aがテープ9で覆われて導線間に樹脂が入り込まなくなる。このため上記各実施例と同様、各導線6aを長手方向(らせん方向)でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになり、実施例1と同様な効果を得ることができる。
If it does in this way, the
次に、この実施例の電力ケーブル(22kV、600mm2)の試作、試験結果を説明する。導体、内部半導電層、絶縁体、外部半導電層、ワイヤーシールド及びシースの材質及びサイズは実施例1の試作ケーブルと同じである。テープは厚さ0.2mm、幅50mmで円形の穴を打ち抜いたもので、このテープを幅方向に5mmラップさせてらせん巻きした。テープの穴径とピッチを変えることによって、様々なテープ開口率のケーブルを試作した。各ケーブルについて、実施例1の場合と同様に、テープ開口率0%のときの抵抗値を基準とする各ケーブルの抵抗比を求め、さらに繰り返し曲げ試験を行った。この試験でも、実施例1と同様の結果が得られ、テープ開口率を30〜80%にすることが、電力ケーブルとしての電気的特性を確保し、曲げ特性を良好に保つ上で、好ましいことが分かった。 Next, the trial production and test results of the power cable (22 kV, 600 mm 2 ) of this example will be described. The materials and sizes of the conductor, the inner semiconductive layer, the insulator, the outer semiconductive layer, the wire shield, and the sheath are the same as those of the prototype cable of Example 1. The tape was 0.2mm thick and 50mm wide with a circular hole punched out. This tape was wrapped 5mm in the width direction and spirally wound. By changing the hole diameter and pitch of the tape, we prototyped cables with various tape opening ratios. For each cable, as in the case of Example 1, the resistance ratio of each cable based on the resistance value when the tape opening ratio was 0% was obtained, and a repeated bending test was performed. Even in this test, the same result as in Example 1 was obtained, and it is preferable that the tape opening ratio be 30 to 80% in order to secure the electrical characteristics as a power cable and to keep the bending characteristics good. I understood.
この実施例では、ワイヤーシールド6上に、穴あきテープ9を周方向に間隔をあけずにらせん巻き(ラップ巻き又は密接巻き)した場合を説明したが、穴あきテープ9は、周方向に間隔をあけてらせん巻き(ギャップ巻き)してもよいし、周方向に間隔をあけずに又は間隔をあけて縦添えしてもよい。
In this embodiment, the case where the
1:導体
2:内部半導電層
3:絶縁体
4:外部半導電層
6:ワイヤーシールド
6a:導線
8:樹脂シース
9:テープ
10:穴
1: Conductor 2: Inner semiconductive layer 3: Insulator 4: Outer semiconductive layer 6:
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