JP2016110749A

JP2016110749A - 電力ケーブル

Info

Publication number: JP2016110749A
Application number: JP2014244968A
Authority: JP
Inventors: 一洋米家; Kazuhiro Yoneya
Original assignee: Viscas Corp
Current assignee: Viscas Corp
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-20

Abstract

【課題】製造が容易であり、曲げ変形に対して遮蔽層および遮水層の座屈等に伴う皺の発生を抑制可能な電力ケーブルを提供する。【解決手段】外部半導電層９の外周側には、遮蔽・遮水層１１が設けられる。遮蔽・遮水層１１は、電力ケーブル１から生じる電磁波を遮蔽するとともに、外部から電力ケーブル１の内部に、水分が浸入することを防止するものである。遮蔽・遮水層１１は、複層テープ１７によって形成される。複層テープ１７は、ケーブルコア１０の外周に、螺旋巻されることが望ましい。この際、複層テープ１７が互いに重なり合うようにラップ巻きされることが望ましい。複層テープ１７は、遮蔽層と遮水層の複層からなるテープである。複層テープ１７は、例えば、遮蔽テープと遮水テープとを貼りあわせて形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、遮蔽層および遮水層を有する電力ケーブルに関するものである。

電力ケーブルにおいて、シールド性を確保するために、遮蔽層が形成される場合がある。また、水の浸入を防ぐために、遮水層を形成する場合がある。このような、遮蔽層や遮水層は、種々提案されている。

例えば、樹脂で挟み込んだ波状の金属層を遮蔽層に適用することにより、海中ケーブルの疲労特性向上を図ったものが提案されている（特許文献１）。

また、鉛箔と銅メッシュ箔を、ポリエステルフィルムを介してホットメルト接着剤により積層一体化した金属積層体を縦添え巻きして遮蔽兼遮水層として電力ケーブルに適用したものが提案されている（特許文献２）。

また、遮蔽層と遮水層の機能を兼ね備えたラミネートテープ層を設けた電力ケーブルにおいて、ラミネートテープ層がアルミテープの一面にクロメート化成処理を施し、他面に接着剤層を設けたアルミラミネートテープを、クロメート化成処理層を内側にしてケーブルコア上に縦添え巻きしたものが提案されている（特許文献３）。

また、１枚の遮水テープを縦添え巻きで２周に巻くことにより、遮水層を形成したものが提案されている（特許文献４）。

国際公開２０１３／０２７７４８号実開平５−６５４３号公報特開２０００−２９４０４９号公報特開２０１４−１４９９７７号公報

しかし、特許文献１のように、２方向に凹凸形状をもつ金属板の加工が困難であるとともに、このような金属板同士の接着あるいは溶接が困難である。

また、特許文献２〜４は、金属層（テープ）を縦添え巻きによって形成するため、電力ケーブルの曲げ変形の際に、しわの発生やラップ部の開きなどの恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、製造が容易であり、曲げ変形に対して遮蔽層および遮水層の座屈等に伴う皺の発生を抑制可能な電力ケーブルを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、電力ケーブル接続部の防水処理構造であって、ケーブルコアと、前記ケーブルコアの外周に設けられ、遮蔽および遮水の機能を有する遮蔽・遮水層と、前記遮蔽・遮水層の外周に設けられる保護層と、を具備し、前記遮蔽・遮水層は、金属製の遮蔽層と、吸水性樹脂からなる遮水層が積層されて一体化された複層テープによって形成されることを特徴とする電力ケーブルである。

前記遮蔽・遮水層は、前記複層テープが螺旋状にラップ巻によって積層されて形成されることが好ましい。

前記遮水層は、吸水導電性不織布で構成されてもよい。

前記複層テープの内面および外面には、いずれも接着層が形成されず、電力ケーブルの曲げに伴い、前記複層テープのラップ部において、前記複層テープ同士がずれて、電力ケーブルの曲げに追従可能であることが望ましい。

本発明によれば、遮蔽・遮水層が、金属製の遮蔽層と吸水性樹脂からなる遮水層とが積層されて一体化された複層テープによって形成されるため、遮蔽・遮水層を形成するのが容易である。また、遮水層が吸水性樹脂からなるため、電力ケーブルの長手方向に対する水走りを防止し、絶縁体中の水分量を低く抑えることができる。

また、複層テープが螺旋状にラップ巻きされることで、テープ幅を調整することにより、縦添え巻の場合と比べ、遮蔽層にかかる曲げによる応力を緩和することができる。例えば、縦添え巻の場合は、テープの端部同士の接合部と曲げの内側が重なってしまうと、円周方向に複層テープを開かせる応力が作用するがこのような応力を緩和することができる。また、金属製の遮蔽層と吸水性樹脂からなる遮水層が交互に積層されることにより、遮水層が遮蔽層に対してクッションの役割を果たす。

また、遮水層が吸水導電性不織布で構成されれば、電力ケーブルの長手方向に対する水走りを防止するとともに、遮蔽層同士の導通を確保することができる。

また、複層テープの内面および外面の、いずれにも接着層を形成しなければ、複層テープのラップ部のずれにより、電力ケーブルの曲げ時における複層テープの皺の発生を抑制することができる。

本発明によれば、製造が容易であり、曲げ変形に対して遮蔽層および遮水層の座屈等に伴う皺の発生を抑制可能な電力ケーブルを提供することができる。

電力ケーブル１の長手方向に垂直な断面図。図１のＡ部における、長手方向に平行な断面図。複層テープ１７の巻き付け工程を示す図。複層テープ１７の断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、電力ケーブル１の長手方向に垂直な断面図である。電力ケーブル１は、内部に導体３を有し、導体３の外周側に内部から順に、内部半導電層５、絶縁体７、外部半導電層９、遮蔽・遮水層１１、押さえテープ１３、保護層１５が設けられる。なお、導体３、内部半導電層５、絶縁体７、外部半導電層９を合わせて、ケーブルコア１０と称する。

導体３は、例えば、銅線やアルミニウム線の撚り線である。導体３の外周側には、内部半導電層５が配置される。内部半導電層５の外周面側には、絶縁体７が設けられ、絶縁体７の外周面側には、外部半導電層９が形成される。導体３、内部半導電層５、絶縁体７、外部半導電層９は、いずれも可撓性を有する。したがって、電力ケーブル１の変形に追従する。

外部半導電層９の外周側には、遮蔽・遮水層１１が設けられる。遮蔽・遮水層１１は、電力ケーブル１から生じる電磁波を遮蔽するとともに、外部から電力ケーブル１の内部に、水分が浸入することを防止するものである。なお、外部半導電層９と遮蔽・遮水層１１との間に、座床テープを巻き付けてもよい。

遮蔽・遮水層１１は、複層テープからなる。遮蔽・遮水層１１および複層テープの構成については、詳細を後述する。

遮蔽・遮水層１１の外周側には、押さえテープ１３が巻きつけられる。押さえテープ１３は、遮蔽・遮水層１１を構成する複層テープを外周から押えて保持するものである。遮蔽・遮水層１１および押さえテープ１３も可撓性を有する。

押さえテープ１３の外周側には、保護層１５が設けられる。保護層１５は、電力ケーブル１の内部の各層を保護するものである。保護層１５は、例えば可撓性を有する樹脂で構成される。

次に、遮蔽・遮水層１１について、より詳細に説明する。図２は、図１のＡ部における、電力ケーブル１の長手方向に平行な部分拡大断面図である。前述した様に遮蔽・遮水層１１は、複層テープ１７によって形成される。複層テープ１７は、図３に示すように、ケーブルコア１０の外周に、螺旋巻されることが望ましい。

また、複層テープ１７を螺旋状に巻き付ける場合には、複層テープ１７が互いに重なり合うようにラップ巻きされることが望ましい。この場合、ラップ幅（電力ケーブル１の長手方向の長さ）としては、複層テープ１７のテープ幅（螺旋巻した状態の電力ケーブル１の長手方向の長さ）の１／２とすることが望ましい。複層テープ１７のラップ幅がテープ幅の１／２を下回ると、遮蔽性能および遮水機能が低下するおそれがある。すなわち、複層テープ１７のラップ幅を、複層テープ１７のテープ幅の１／２とすることで、実質的に、複層テープ１７を２重に隙間なく巻き付けたのと同様の効果を得ることができる。したがって、十分な遮蔽性能および遮水性能を確保することができる。

また、このように、複層テープ１７のラップ幅を、複層テープ１７のテープ幅の１／ｎ（ｎは整数）とすることで、電力ケーブル１の長手方向に平行な断面において、遮蔽・遮水層１１の内外周面を略平坦にすることができる。

次に、複層テープ１７について、詳細に説明する。図４は、複層テープ１７の断面図である。複層テープ１７は、遮蔽層１９と遮水層２１の複層からなるテープである。複層テープ１７は、例えば、遮蔽テープと遮水テープとを貼りあわせて形成される。なお、複層テープ１７は、遮蔽層１９が内層側（ケーブルコア１０側）となり、遮水層２１が内層側（押さえテープ１３側）となるように用いられる。遮蔽層１９を内側とすると、下層の外部半導電層９に傷がつくおそれがある。

遮蔽テープは、例えば金属テープであり、銅テープやアルミニウムテープを用いることができる。なお、本発明では、表面に凹凸形状を有しない平坦な金属テープを用いることができる。このため、製造性に優れ低コストである複層テープ１７を得ることができる。

遮水テープは、例えば、吸水導電性不織布などを用いることができる。吸水導電性不織布は、水を吸収した際に、外層からの外圧により、径方向には膨張できない。このため、吸水導電性不織布は電力ケーブル１の長手方向に膨張しようとして、長手方向の止水（吸水）性能を高める方向に作用する。したがって、遮水テープとして吸水導電性不織布を用いることで、水の長手方向への浸入を抑制することができる。また、遮水テープが導電性を有すれば、複層テープ１７をラップ巻きした際に、ラップにおいて遮蔽層１９同士を導通させることができる。

吸水性導電材の材質としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンをベースとした多孔質材料を用いることができる。

なお、複層テープ１７の表面には接着層が形成されることがない。すなわち、複層テープ１７の内面（遮蔽層１９側の外面）および外面（遮水層２１側の外面）には、いずれも接着層が形成されない。この結果、複層テープ１７同士をラップ巻きした際に、複層テープ１７同士は接着されず、互いにずれることができる。

このようにすることで、電力ケーブルを曲げた際における、曲げの外周側の伸びや、曲げの内周側の縮むような変形に対して、ラップ部の滑りによって遮蔽・遮水層１１に皺が発生することを抑制することができる。特に、吸水性導電材として多孔質材料を適用することにより、摩擦係数の低減が可能となる。

なお、遮蔽テープおよび遮水テープは、例えば、２５ｍｍ〜３５ｍｍ程度の同一の幅のものを積層させることができる。また、遮水テープの厚みとしては、例えば、０．２〜０．４ｍｍ程度のものを適用することができる。遮水テープの厚みが薄すぎると、遮水機能を十分に得ることができない。また、遮水テープの厚みが厚すぎると、複層テープ１７の厚みが厚くなるため、複層テープ１７をラップ巻きした際のラップ部において、遮蔽層１９の金属に加わるせん断応力等が大きくなるため望ましくない。

以上、本実施の形態によれば、遮蔽層１９および遮水層２１からなる複層テープ１７を用いて遮蔽・遮水層１１を形成するため、電力ケーブル１の製造が容易である。

また、複層テープ１７を螺旋巻することで、縦添え巻した場合と比較して、電力ケーブル１の曲げ時の皺の発生を抑制することができる。特に、複層テープ１７同士がラップ部で接着しないため、複層テープ１７同士がずれることで電力ケーブル１の曲げに追従可能である。このため、遮蔽・遮水層１１への応力の付与を抑制することができる。

また、遮蔽・遮水層１１は、互いにラップ巻きされるため、径方向からの水分の浸入は、遮蔽層１９（遮蔽金属）によって防ぐことができるとともに、複層テープ１７同士のラップ部からの水の浸入は遮水層２１の吸水導電性不織布によって防ぐことができる。また、複層テープ１７同士のラップ部からの水の浸入については、水の浸入経路として遮水層２１の幅方向を利用することができるため、効果的に水の浸入を防止することができる。

このように形成された電力ケーブル１は、例えば、洋上浮体設備に用いられるライザーケーブルとして有効である。ライザーケーブルは、比較的低圧かつ導体サイズも小さい場合が多いため、遮蔽層１９が金属テープであっても適用可能である。また、ライザーケーブルでは、繰り返し曲げに対する疲労特性が求められる。通常の遮水金属の縦添え巻きでは、曲げによる応力が遮水層２１に直接作用するが、本発明であれば、ラップ部の重なりのズレにより、応力を緩和することが可能である。また、ライザーケーブルでは遮水性能も求められる。本発明の構造であれば、径方向を遮蔽金属、長手方向を遮水テープにより水の浸入を防止することが可能である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………電力ケーブル
３………導体
５………内部半導電層
７………絶縁体
９………外部半導電層
１０………ケーブルコア
１１………遮蔽・遮水層
１３………押さえテープ
１５………保護層
１７………複層テープ
１９………遮蔽層
２１………遮水層

Claims

電力ケーブル接続部の防水処理構造であって、
ケーブルコアと、
前記ケーブルコアの外周に設けられ、遮蔽および遮水の機能を有する遮蔽・遮水層と、
前記遮蔽・遮水層の外周に設けられる保護層と、
を少なくとも具備し、
前記遮蔽・遮水層は、金属製の遮蔽層と、吸水性樹脂からなる遮水層が積層されて一体化された複層テープによって形成されることを特徴とする電力ケーブル。
前記遮蔽・遮水層は、前記複層テープが螺旋状にラップ巻によって積層されて形成されることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
前記遮水層は、吸水導電性不織布で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力ケーブル。
前記複層テープの内面および外面には、いずれも接着層が形成されず、電力ケーブルの曲げに伴い、前記複層テープのラップ部において、前記複層テープ同士がずれて、電力ケーブルの曲げに追従可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電力ケーブル。