JP2017168279A - 電力ケーブル、電力ケーブルシステム、電力ケーブルシステムの接地方法、および電力ケーブルシステムの構築方法 - Google Patents

電力ケーブル、電力ケーブルシステム、電力ケーブルシステムの接地方法、および電力ケーブルシステムの構築方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電力ケーブルが長い距離に亘って布設される場合であっても安全性を確保することができる技術を提供する。
【解決手段】中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルであって、電力ケーブルの軸方向の一端では、内部遮蔽層および外部遮蔽層のうちの内部遮蔽層のみが直接接地され、電力ケーブルの軸方向の他端では、内部遮蔽層および外部遮蔽層のうちの外部遮蔽層のみが直接接地される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力ケーブル、電力ケーブルシステム、電力ケーブルシステムの接地方法、および電力ケーブルシステムの構築方法に関する。
片端接地系統の電力ケーブルシステムでは、並行地線を電力ケーブルに併設することがある（例えば、非特許文献１）。これにより、地絡事故が発生した際に、並行地線に事故電流を安全に逃がすことができる。このような並行地線は、国際規格においてＥＣＣ（Ｅａｒｔｈ Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ばれている。国際規格では、上記した安全上の観点から、ＥＣＣの設置が推奨されている。
ＣＩＧＲＥ ＴＢ ２８３
しかしながら、ＥＣＣを用いた従来の電力ケーブルシステムでは、電力ケーブルを長い距離に亘って布設する場合に、ＥＣＣを電力ケーブルに併設することが困難となっていた。
本発明の目的は、電力ケーブルが長い距離に亘って布設される場合であっても安全性を確保することができる技術を提供することである。
本発明の一態様によれば、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルであって、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地される電力ケーブルが提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを備え、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地される電力ケーブルシステムが提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
地中に埋められ、水平方向に互いに離れて設けられる複数の管路のそれぞれ内に、複数の電力ケーブルのそれぞれが挿通される電力ケーブルシステムであって、
前記複数の電力ケーブルのそれぞれは、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有し、
前記複数の電力ケーブルのそれぞれの一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
前記複数の電力ケーブルのそれぞれの他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地され、
前記導体に電力を供給する電源が前記電力ケーブルの軸方向の一端または他端のうちのどちらに設けられていても、前記電力ケーブルに地絡事故が発生したときに、前記内部遮蔽層または前記外部遮蔽層のうちのいずれか一方を介して前記電源側のアースに事故電流が流れるよう構成される電力ケーブルシステムが提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを用意する工程と、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみを直接接地させるとともに、前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみを直接接地させる工程と、を有する電力ケーブルシステムの接地方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
地中に水平方向に沿って管路挿通孔を掘削する工程と、
前記管路挿通孔内に管路を挿通させる工程と、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを前記管路内に挿通させる工程と、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみを直接接地させるとともに、前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみを直接接地させる工程と、を有する電力ケーブルシステムの構築方法が提供される。
本発明によれば、電力ケーブルが長い距離に亘って布設される場合であっても安全性を確保することができる。
本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムにおける電力ケーブルの軸方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムにおける電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。 本発明の一実施形態に係る電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。 本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合の第１例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合の第２例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムの構築方法を示すフローチャートである。 掘削工程を示す模式図である。 管路挿通工程を示す模式図である。 比較例１に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合を示す模式図である。 比較例２に係る電力ケーブルシステムを示す模式図である。 比較例３に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合を示す模式図である。 （ａ）は、比較例３に係る電力ケーブルシステムの第１例における電力ケーブルの軸方向と直交する断面図であり、（ｂ）は、比較例３に係る電力ケーブルシステムの第２例における電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。 比較例３に係る電力ケーブルシステムの第３例における電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。
＜発明者の得た知見＞
まず、従来の電力ケーブルシステムの接地方法に関して、発明者の得た知見の詳細を説明する。以下では、従来例として、３つの比較例の電力ケーブルシステムについて説明する。
なお、本明細書において、「接地」とは、アースに接続されることをいい、「直接接地」とは、抵抗素子などを介さずにアースに直接接続されることをいう。
（比較例１）
図１０を用い、比較例１に係る電力ケーブルシステムについて説明する。図１０は、比較例１に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合を示す模式図である。なお、図１０では、３相の電力ケーブル９１０のうち、１相の電力ケーブル９１０を示している。
図１０に示すように、比較例１に係る電力ケーブルシステム９１は、いわゆる片端接地系統として構成されている。具体的には、電力ケーブル９１０は、例えば、中心から外周に向けて、導体９１１、絶縁体（不図示）、遮蔽層９１３、および防食層（不図示）を有している。電力ケーブル９１０の軸方向の一端Ｅ１では、遮蔽層９１３が直接接地され、電力ケーブル９１０の軸方向の他端Ｅ２では、遮蔽層９１３が開放されている。
ここで、電源としての変電所９５０は、電力ケーブル９１０の一端Ｅ１側に配置されているか、或いは、電力ケーブル９１０の他端Ｅ２側に配置されているか、分からない場合がある。つまり、変電所９５０が遮蔽層９１３の直接接地されている側と同じ側に設けられている場合だけでなく、図１０の例のように、変電所９５０が遮蔽層９１３の直接接地されている側と反対側に設けられている場合も考えられる。
図１０の例では、電力ケーブル９１０に地絡事故が発生したとき、事故電流（ＦＣ）は、導体９１１の他端Ｅ２側から事故点ＡＰを介して遮蔽層９１３の一端Ｅ１に向かって流れる。遮蔽層９１３の一端Ｅ１側のアースは、変電所９５０側のアースから離れているため、遮蔽層９１３の一端Ｅ１からアースに流れた事故電流は、地中の深い経路を通って変電所９５０側のアースまで流れる。このとき、地中の深い経路では抵抗が高いため、事故電流をアースに充分に逃がすことができない可能性がある。また、事故電流が長い距離に亘って地中を流れるため、あらゆる導体（例えば水道管等）に事故電流が流れ、電力ケーブルシステム９１の送電経路よりも外側に事故電流が発散するおそれがある。
また、図１０の例では、電力ケーブル９１０に事故電流が流れた際に、電力ケーブル９１０の周囲に大きな磁界が発生する可能性がある。ここで、遮蔽層９１３が直接接地されている側と同じ側に変電所９５０が設けられている場合では、事故電流が導体９１１に流れる方向と、事故電流が遮蔽層９１３に流れる方向とは、互いに反対となる。このため、導体９１１に流れる事故電流によって電力ケーブル９１０の周囲に生じる磁界と、遮蔽層９１３に流れる事故電流によって電力ケーブル９１０の周囲に生じる磁界とは、互いに打ち消される。しかしながら、図１０の例のように、遮蔽層９１３が直接接地されている側と反対側に変電所９５０が設けられている場合では、電力ケーブル９１０の導体９１１および遮蔽層９１３の両方に同じ方向に事故電流が流れる。また、電力ケーブル９１０の導体９１１および遮蔽層９１３に流れる事故電流と、遮蔽層９１３の一端Ｅ１からアースに流れた事故電流との距離が遠い。このため、電力ケーブル９１０の周囲には、磁界が打ち消されず、大きな磁界が発生する。その結果、図１０の例では、電力ケーブルシステム９１に近接する通信機器等に通信障害が生じるおそれがある。
（比較例２）
次に、図１１を用い、比較例２に係る電力ケーブルシステムについて説明する。図１１は、比較例２に係る電力ケーブルシステムを示す模式図である。なお、図１１では、３相の電力ケーブル９１０のうち、１相の電力ケーブル９１０を示している。
図１１に示すように、比較例２に係る電力ケーブルシステム９２は、両端接地系統として構成されている。電力ケーブル９１０の軸方向の一端Ｅ１および他端Ｅ２の両方において遮蔽層９１３が直接接地されている。
比較例２のような両端接地系統では、電力ケーブル９１０に地絡事故が発生したとき、常に変電所９５０側のアースに事故電流が流れる。このため、事故電流の発散を抑制することができる。
しかしながら、比較例２では、導体９１１に通常時の電流（ＮＣ）が流れるとき、電力ケーブル９１０の軸方向の一端Ｅ１および他端Ｅ２の両方において遮蔽層９１３が直接接地され、閉回路となっているため、導体９１１の周囲に発生する磁界を打ち消すように、導体９１１に流れる電流の方向と反対の方向に遮蔽層９１３に循環電流（誘導電流）が流れる。このため、比較例２のような両端接地系統では、電力ケーブル９１０に通常時の電流が流れる際に、遮蔽層９１３に流れる循環電流によって電力ケーブル９１０の遮蔽層９１３がジュールロスで発熱するため、導体９１１の温度も上昇させてしまう可能性がある。その結果、電力ケーブル９１０が送電できる容量が低下してしまう可能性がある。
（比較例３）
次に、図１２〜図１４を用い、比較例３に係る電力ケーブルシステムについて説明する。図１２は、比較例３に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合を示す模式図である。なお、図１２では、３相の電力ケーブル９１０のうち、１相の電力ケーブル９１０を示している。図１３（ａ）は、比較例３に係る電力ケーブルシステムの第１例における電力ケーブルの軸方向と直交する断面図であり、図１３（ｂ）は、比較例３に係る電力ケーブルシステムの第２例における電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。図１４は、比較例３に係る電力ケーブルシステムの第３例における電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。
図１２に示すように、比較例３に係る電力ケーブルシステム９３は、上述した片端接地系統での課題と、両端接地での課題と、を解決するため、電力ケーブル９１０の遮蔽層９１３とは別に並行地線９１９を有している。具体的な構成としては、例えば、電力ケーブル９１０の軸方向の一端Ｅ１では、遮蔽層９１３が直接接地され、電力ケーブル９１０の軸方向の他端Ｅ２では、遮蔽層９１３が開放されている。並行地線９１９は、電力ケーブル１００に隣接し、電力ケーブル１００の軸方向に沿って併設されている。並行地線９１９の軸方向の一端Ｅ１は、電力ケーブル９１０の遮蔽層９１３に接続されるとともに、直接接地されている。また、並行地線９１９の軸方向の他端Ｅ２は、電源としての変電所９５０のアース側に接続されるとともに、直接接地されている。このような並行地線９１９は、上述のように国際規格においてＥＣＣと呼ばれている。
比較例３の電力ケーブルシステム９３における電力ケーブル９１０と並行地線９１９との配置としては、例えば、以下の２つの例が挙げられる。
図１３（ａ）に示す第１例では、管路挿通孔（ドリル孔）９２８内に、４つの管路９２０（９２０ａ〜９２０ｄ）が挿通されている。管路９２０ａ〜９２０ｃには、それぞれ、電力ケーブル９１０ａ〜９１０ｃが挿通されている。また、管路９２０ｄには、並行地線９１９が挿通されている。
図１３（ｂ）に示す第２例では、管路挿通孔９２８内に、鋼管９２９が挿通されている。鋼管９２９内には、３つの管路９２０が挿通され、管路９２０ａ〜９２０ｃには、それぞれ、電力ケーブル９１０ａ〜９１０ｃが挿通されている。鋼管９２９が、並行地線９１９として機能するよう構成されている。
比較例３では、図１２に示すように、地絡事故が発生したとき、事故電流（ＦＣ）は、導体９１１の他端Ｅ２側から事故点ＡＰを介して遮蔽層９１３の一端Ｅ１に向かって流れる。そして、遮蔽層９１３の一端Ｅ１からアース側に流れた事故電流は、並行地線９１９を通って変電所９５０側のアースまで流れる。これにより、変電所９５０側のアースに事故電流を安全に逃がすことができる。また、事故電流が並行地線９１９に流れることにより、電力ケーブルシステム９１の送電経路よりも外側に事故電流が発散することを抑制することができる。また、事故電流が導体９１１および遮蔽層９１３に流れる方向と、事故電流が並行地線９１９に流れる方向とは、互いに反対となる。これにより、導体９１１および遮蔽層９１３に流れる事故電流によって電力ケーブル９１０の周囲に生じる磁界と、並行地線９１９に流れる事故電流によって電力ケーブル９１０の周囲に生じる磁界とを、互いに打ち消すことができる。
また、比較例３では、３相の電力ケーブル９１０のそれぞれに通常時の電流が流れるとき（不図示）、３相の電力ケーブル９１０のそれぞれに流れる電流の位相は互いに２π／３ずれているため、３相の電力ケーブル９１０のそれぞれに流れる電流によって電力ケーブル９１０の周囲に生じる磁界は、３相全体として打ち消される。このため、電力ケーブル９１０ａ〜９１０ｃに隣接して併設された並行地線９１９には、循環電流があまり流れず、並行地線９１９等が発熱することが抑制される。
（長距離布設について）
ここで、電力ケーブル９１０が長い距離に亘って布設される場合に、ＥＣＣとしての並行地線９１９を電力ケーブル９１０に併設する際、以下のような課題が生じうる。
図１３（ａ）および（ｂ）に示したような管路挿通孔９２８を掘削する際には、いわゆる水平ドリル工法（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ）が用いられる。上記図の構成では、管路挿通孔９２８内に複数の管路９２０が挿通できるように、直径の大きな管路挿通孔９２８を掘削する必要がある。このため、管路挿通孔９２８を掘削するためのドリルが大きくなる。ドリルが大きいと、長い距離に亘って管路挿通孔９２８を掘削することが困難となる。
一方で、長距離に亘って管路挿通孔を掘削するためには、管路挿通孔の直径を小さくすることが考えられる。例えば、１つの管路挿通孔内に１つの管路だけを挿通させることで、管路挿通孔の直径を小さくする。しかしながら、水平ドリル工法では掘削位置精度が低いため、電力ケーブルのための管路挿通孔に隣接して、並行地線のための管路挿通孔を掘削することが困難となる。
また別の方法として、図１４に示す第３例のように、１つの管路９２０内に電力ケーブル９１０および並行地線９１９の両方を挿通させることも考えられる。この場合、例えば、管路９２０ａ〜９２０ｃ内には、それぞれ、電力ケーブル９１０ａ〜９１０ｃが挿通され、電力ケーブル９１０ａ〜９１０ｃに沿うように、それぞれ、並行地線９１９ａ〜９１９ｃが併設される。このように構成すれば、管路挿通孔９２８の直径を小さくすることができ、長い距離に亘って管路挿通孔９２８を掘削することができる。
しかしながら、図１４の第３例では、電力ケーブル９１０に通常時の電流が流れるとき、３相の電力ケーブル９１０が互いに離れているため、電流の位相の違いによる磁界の打ち消しが生じない。このため、電力ケーブル９１０に隣接する並行地線９１９は、両端接地された遮蔽層と同様に機能する。これによって、それぞれの電力ケーブル９１０の周囲に発生する磁界を打ち消すように、電力ケーブル９１０に流れる電流の方向と反対の方向に並行地線９１９に循環電流が流れてしまう。その結果、並行地線９１９に流れる循環電流によって並行地線９１９がジュールロスで発熱するため、電力ケーブル９１０の導体の温度も上昇させてしまう可能性がある。その結果、電力ケーブル９１０が送電できる容量が低下してしまう可能性がある。
以上のように、並行地線を用いた従来の電力ケーブルシステムでは、例えば、３相の電力ケーブルを互いに離れた状態で長い距離に亘って布設する場合に、並行地線を電力ケーブルに併設することが困難となっていた。したがって、電力ケーブルが長い距離に亘って布設される場合であっても安全性を確保することができる技術が望まれていた。本発明は、本発明者が見出した上記知見に基づくものである。
＜本発明の一実施形態＞
（１）電力ケーブルシステム
本発明の一実施形態に係る電力ケーブルシステムについて、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る電力ケーブルシステムを示す模式図である。なお、図１では、３相の電力ケーブル１００のうち、１相の電力ケーブル１００を示している。図２は、本実施形態に係る電力ケーブルシステムにおける電力ケーブルの軸方向に沿った断面図である。図３は、本実施形態に係る電力ケーブルシステムにおける電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。図４は、本実施形態に係る電力ケーブルの軸方向と直交する断面図である。
なお、以下において、後述する電力ケーブル１００の軸方向の一方の端末を「一端Ｅ１」とし、電力ケーブル１００の軸方向の他方の端末を「他端Ｅ２」とする。これに倣って、内部遮蔽層１３０の軸方向の一方の端部を「内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１」と称したり、内部遮蔽層１３０の軸方向の他方の端部を「内部遮蔽層１３０の他端Ｅ２」と称したりすることがある。導体１１０、または外部遮蔽層１５０についても、内部遮蔽層１３０と同様である。
また、以下において、複数の構成要素を総称する場合は、符号にアルファベットの添え字を付けず、一方で、複数の構成要素のうちのいずれかを称する場合は、符号にアルファベットの添え字を付ける。例えば、電力ケーブルを総称する場合の符号は、１００とし、個別の電力ケーブルを称する場合の符号は、１００ａ等とする。
図１〜図３に示すように、本実施形態の電力ケーブルシステム１０は、高圧の地中送電線路として構成され、ＥＣＣとしての並行地線を用いない新規な接地構造を有している。電力ケーブルシステム１０は、例えば、電力ケーブル１００と、管路２００と、を有している。
（管路）
図２および図３に示すように、電力ケーブルシステム１０は、例えば、３つの管路２００のそれぞれ内に３相の電力ケーブル１００のそれぞれを延線するよう構成されている。具体的には、地中には、３つの管路挿通孔（ドリル孔）２８０（２８０ａ〜２８０ｃ）が例えば水平ドリル工法により形成されている。管路挿通孔２８０のそれぞれは、地表から地中に向かって斜め下方向に傾斜して掘削された第１傾斜部２８１と、第１傾斜部２８１の端部から所定の深さで水平方向に添って掘削された水平部２８２と、水平部２８２の端部から地表に向かって斜め上方向に傾斜して掘削された第２傾斜部２８３と、を有している。管路挿通孔２８０ａ〜２８０ｃは、互いに水平方向に所定距離離れて配置され、互いに同じ方向に延在している。管路挿通孔２８０ａ〜２８０ｃ内には、それぞれ、管路２００ａ〜２００ｃが挿通されている。管路２００ａ〜２００ｃのそれぞれは、例えば、ポリエチレン、ＰＶＣ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ）、またはＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などからなっている。管路２００ａ〜２００ｃ内には、それぞれ、電力ケーブル１００ａ〜１００ｃが挿通されている。
具体的な各寸法としては、電力ケーブル１００の軸方向の距離（管路挿通孔２８０の軸方向の距離、または管路２００の軸方向の距離）は、例えば、１ｋｍ以上５ｋｍ以下である。電力ケーブル１００の軸方向の距離が１ｋｍ未満であると、大型のドリルを用いた水平ドリル工法を適用することが可能であり、上述の図１３に示した例のように、３相の電力ケーブル９１０を同一の管路挿通孔９２８内に布設することが可能となる。このため、後述する本実施形態の接地構造を適用するメリットが小さくなる。これに対して、電力ケーブル１００の軸方向の距離が１ｋｍ以上である場合では、大型のドリルを用いた水平ドリル工法を適用して３相の電力ケーブルを同一の管路挿通孔内に布設することが困難となるため、後述する本実施形態の接地構造を適用する効果を充分に得ることができる。一方で、電力ケーブル１００の軸方向の距離が５ｋｍ超であると、小型のドリルを用いた水平ドリル工法を適用しても、管路挿通孔２８０の掘削が困難となるため、実用性が欠ける。これに対して、電力ケーブル１００の軸方向の距離が５ｋｍ以下であることにより、水平ドリル工法を適用して、管路挿通孔２８０の掘削を行うことができ、後述する本実施形態の接地構造を安定的に適用することが可能となる。
また、例えば、電力ケーブル１００の公称電圧が６６ｋＶ以上５００ｋＶ以下であって、電力ケーブル１００の直径（外径）が５０ｍｍ以上１７０ｍｍ以下であるとき、管路２００の内径は、例えば、電力ケーブル１００の直径の１１５％以上である。管路２００の内径が電力ケーブル１００の直径の１１５％未満であると、管路２００内に電力ケーブル１００を挿通し難くなる。これに対して、管路２００の外径が電力ケーブル１００の直径の１１５％以上であることにより、管路２００内に電力ケーブル１００を挿通し易くなる。一方で、管路２００の内径の最大値は特に限定されるものではないが、実質的な管路２００の外径を規定すると、管路２００の外径は、例えば、４００ｍｍ以下である。管路２００の外径が４００ｍｍ超であると、すなわち、管路挿通孔２８０の直径が約５００ｍｍを超えると、管路挿通孔２８０を掘削するドリルが過大となり、ドリルによる掘削後に別の管路挿通孔２８０の拡張工程が必要となるため、長い距離に亘って管路挿通孔２８０を掘削することが経済的に困難となる。これに対して、管路挿通孔２８０の外径が４００ｍｍ以下であることにより、長い距離に亘って管路挿通孔２８０を掘削することが可能となる。
また、管路２００同士の水平方向の間隔は、例えば、１．５ｍ以上である。管路２００同士の水平方向の間隔が１．５ｍ未満であると、水平ドリル工法での掘削位置精度が低いため、管路挿通孔２８０を掘削する際に、隣接する管路挿通孔２８０同士が干渉してしまう可能性がある。これに対して、管路２００同士の水平方向の間隔が１．５ｍ以上であることにより、隣接する管路挿通孔２８０同士（すなわち、隣接する管路２００同士）が干渉することを抑制することができる。一方で、管路２００同士の水平方向の間隔の最大値は特に限定されるものではないが、管路２００同士の水平方向の間隔は、例えば、２０ｍ以下である。管路２００同士の水平方向の間隔が２０ｍ超であると、上述の図１４に示した例のように、１つの管路９２０内に電力ケーブル９１０および並行地線９１９の両方を挿通させた構成において、並行地線９１９の循環電流によって発熱した場合であっても、３相の電力ケーブル９１０間の熱放散が改善し、電力ケーブル９１０の送電容量が低下しなくなる可能性がある。このため、後述する本実施形態の接地構造を適用するメリットが小さくなる。これに対して、管路２００の水平方向の間隔が２０ｍ以下であることにより、上述の図１４に示した例では３相の電力ケーブル９１０間で熱放散させることが困難となるため、後述する本実施形態の接地構造を適用する効果を充分に得ることができる。
（電力ケーブル）
図４に示すように、本実施形態の電力ケーブル１００は、例えば、いわゆる固体絶縁ケーブル（ＣＶケーブル：Ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓｈｅａｔｈｅｄ Ｃａｂｌｅ、またはＸＬＰＥケーブル）として構成され、中心から外周に向けて、導体１１０、絶縁体１２０、内部遮蔽層１３０、内部防食層１４０、外部遮蔽層１５０、および外部防食層１６０を有している。
導体１１０は、例えば、複数の銅線を撚り合わせることにより構成されている。絶縁体１２０は、導体１１０の外周を覆うように設けられ、例えば、架橋ポリエチレンからなっている。
内部遮蔽層１３０は、事故電流を流すための経路として構成されている。具体的には、内部遮蔽層１３０、例えば、絶縁体１２０の外周を覆う筒状の押出シースとして構成されている。内部遮蔽層１３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）または鉛（Ｐｂ）からなっている。
内部防食層１４０は、内部遮蔽層１３０の外周を覆うように設けられ、内側の内部遮蔽層１３０等の腐食を抑制するとともに、内部遮蔽層１３０と外部遮蔽層１５０とを互いに絶縁（電気的に分離）するよう構成されている。内部防食層１４０は、例えば、架橋ポリエチレン、またはＰＶＣからなっている。
外部遮蔽層１５０は、事故電流を流すための経路として構成されている。具体的には、外部遮蔽層１５０は、例えば、内部防食層１４０の外周に、銅からなる複数の平角線１５２を縦添え又は螺旋状に巻回することにより構成されている。また、外部遮蔽層１５０を構成する平角線１５２は、内部遮蔽層１３０の同心円上に配置されている。外部遮蔽層１５０がこのように構成されることにより、長距離に亘って電力ケーブル１００を牽引する際に、電力ケーブル１００の張力を外部遮蔽層１５０に負担させることができる。
外部防食層１６０は、外部遮蔽層１５０の外周を覆うように設けられ、内側の外部遮蔽層１５０等の腐食を抑制するよう構成され、例えば、架橋ポリエチレン、またはＰＶＣからなっている。
具体的な寸法としては、電力ケーブル１００の公称電圧が６６ｋＶ以上５００ｋＶ以下であるとき、例えば、導体１１０の直径は、２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であり、絶縁体１２０の厚さは、９ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、内部遮蔽層１３０は、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。また、内部防食層１４０の厚さは、例えば、１ｍｍ以上８ｍｍ以下である。内部防食層１４０の厚さが１ｍｍ未満であると、内部遮蔽層１３０と外部遮蔽層１５０とを互いに充分に絶縁することが困難となる。一方で、内部防食層１４０の厚さが８ｍｍ超であると、電力ケーブル１００の外径が過剰に大きくなる。また、外部遮蔽層１５０の厚さ（径方向の厚さ）は、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、外部防食層１６０の厚さは、１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。
（接地構造）
図１に示すように、本実施形態の電力ケーブルシステム１０では、電力ケーブル１００における内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０が、互いに異なる態様で接地されている。なお、電力ケーブルシステム１００ａ〜１００ｃは、互いに同様の接地構造を有している。また、図１の例では、電源としての変電所５００は、例えば、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において導体１１０に接続されている。
内部遮蔽層１３０は、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において直接接地されている。内部遮蔽層１３０は、変電所５００の敷地内（点線部）で変電所５００側のアースと同電位となるように接地されている。一方で、内部遮蔽層１３０は、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において開放されている。
これに対して、外部遮蔽層１５０は、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において直接接地されている。一方で、外部遮蔽層１５０は、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において開放されている。
内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０のそれぞれが、互いに反対の端部で直接接地されていることにより、変電所５００が電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１または他端Ｅ２のどちらに接続されていても、電力ケーブル１００に地絡事故が発生したときに、内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０のうちのいずれか一方を介して、変電所５００側のアースに事故電流を流すことができる。この点については、詳細を後述する。
（２）地絡事故発生時の事故電流の流れ方
次に、図５および図６を用い、本実施形態の電力ケーブルシステム１０において、地絡事故が発生したときの事故電流の流れ方について説明する。図５は、本実施形態に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合の第１例を示す模式図である。図６は、本実施形態に係る電力ケーブルシステムにおいて地絡事故が発生した場合の第２例を示す模式図である。
ここで、電源としての変電所５００は、上述したように、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１側に配置されているか、或いは、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２側に配置されているか、分からない場合がある。以下、電源としての変電所５００が電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において導体１１０に接続されている場合を第１例とし、電源としての変電所５００が電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において導体１１０に接続されている場合を第２例として、説明する。
（第１例）
図５の第１例において、電力ケーブル１００の外周側から外力が加わったり、絶縁体１２０の内部破壊が生じたりすることなどによって、電力ケーブル１００に地絡事故が発生し、事故点ＡＰにおいて導体１１０から内部遮蔽層１３０を介して外部遮蔽層１５０までが短絡したと仮定する。このとき、事故電流（ＦＣ）は、変電所５００に接続された導体１１０の一端Ｅ１側から事故点ＡＰに向かって流れる。ここで、上述のように、内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１は直接接地され、内部遮蔽層１３０の他端Ｅ２は開放されている。このため、事故電流は、内部遮蔽層１３０の他端Ｅ２側のアースには流れず、事故点ＡＰで折り返して、内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１側のアースに向かって流れる。このようにして、内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１側のアース、すなわち、変電所５００側のアースに事故電流を安全に逃がすことができる。
このとき、事故点ＡＰでは導体１１０から外部遮蔽層１５０までが短絡しているため、事故電流が外部遮蔽層１５０を通って流れることが考えられる。しかしながら、第１例では、以下の理由により、事故電流は、外部遮蔽層１５０を通って流れ難くなっている。具体的には、上述のように、外部遮蔽層１５０の一端Ｅ１は開放され、外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２は直接接地されている。このため、仮に外部遮蔽層１５０においても事故電流が流れるとした場合、事故電流は、外部遮蔽層１５０の一端Ｅ１側には流れず、事故点ＡＰを介して外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２側のアースに流れる可能性がある。外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２側のアースは、変電所５００側のアースから離れているため、外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２からアースに流れた事故電流は、地中の深い経路を通って変電所５００側のアースに向かって流れようとする（図中点線）。しかしながら、地中の深い経路では抵抗が高いため、事故点ＡＰから外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２側のアースを介して変電所５００側のアースに向かう経路では、事故電流が流れ難い。このため、第１例では、電力ケーブル１００に地絡事故が発生したとき、事故電流は、事故点ＡＰから主に内部遮蔽層１３０を通って内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１側のアースに向かって流れる。これにより、地中において電力ケーブルシステム１０の送電経路よりも外側に事故電流が発散することを抑制することができる。
また、このとき、事故電流が導体１１０に流れる方向と、事故電流が内部遮蔽層１３０に流れる方向とは、互いに反対となる。これにより、導体１１０に流れる事故電流によって電力ケーブル１００の周囲に生じる磁界と、内部遮蔽層１３０に流れる事故電流によって電力ケーブル１００の周囲に生じる磁界とを、互いに打ち消すことができる。
（第２例）
図６の第２例において、第１例と同様に、電力ケーブル１００に地絡事故が発生し、事故点ＡＰにおいて導体１１０から内部遮蔽層１３０を介して外部遮蔽層１５０までが短絡したと仮定する。このとき、事故電流（ＦＣ）は、変電所５００に接続された導体１１０の他端Ｅ２側から事故点ＡＰに向かって流れる。ここで、上述のように、外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２は直接接地され、外部遮蔽層１５０の一端Ｅ１は開放されている。このため、事故電流は、外部遮蔽層１５０の一端Ｅ１側のアースには流れず、事故点ＡＰで折り返して、外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２側のアースに向かって流れる。このようにして、外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２側のアース、すなわち、変電所５００側のアースに事故電流を安全に逃がすことができる。
このとき、事故点ＡＰでは導体１１０と外部遮蔽層１５０とが短絡するだけでなく、導体１１０と内部遮蔽層１３０とも短絡しているため、事故電流が内部遮蔽層１３０を通って流れることが考えられる。しかしながら、第２例では、以下の理由により、事故電流は、内部遮蔽層１３０を通って流れ難くなっている。具体的には、上述のように、内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１は直接接地され、内部遮蔽層１３０の他端Ｅ２は開放されている。このため、仮に内部遮蔽層１３０においても事故電流が流れるとした場合、事故電流は、内部遮蔽層１３０の他端Ｅ２側には流れず、事故点ＡＰを介して内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１側のアースに流れる可能性がある。内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１側のアースは、変電所５００側のアースから離れているため、内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１からアースに流れた事故電流は、地中の深い経路を通って変電所５００側のアースに向かって流れようとする（図中点線）。しかしながら、地中の深い経路では抵抗が高いため、事故点ＡＰから内部遮蔽層１３０の一端Ｅ１側のアースを介して変電所５００側のアースに向かう経路では、事故電流が流れ難い。このため、第２例では、電力ケーブル１００に地絡事故が発生したとき、事故電流は、事故点ＡＰから主に外部遮蔽層１５０を通って外部遮蔽層１５０の他端Ｅ２側のアースに向かって流れる。これにより、地中において電力ケーブルシステム１０の送電経路よりも外側に事故電流が発散することを抑制することができる。
また、このとき、事故電流が導体１１０に流れる方向と、事故電流が外部遮蔽層１５０に流れる方向とは、互いに反対となる。これにより、導体１１０に流れる事故電流によって電力ケーブル１００の周囲に生じる磁界と、外部遮蔽層１５０に流れる事故電流によって電力ケーブル１００の周囲に生じる磁界とを、互いに打ち消すことができる。
（３）電力ケーブルシステムの構築方法および電力ケーブルシステムの接地方法
次に、図１、図２、図７〜図９を用い、本実施形態に係る電力ケーブルシステムの構築方法および電力ケーブルシステムの設置方法について説明する。図７は、本実施形態に係る電力ケーブルシステムの構築方法を示すフローチャートである。図８は、掘削工程を示す模式図である。図９は、管路挿通工程を示す模式図である。
（Ｓ１１０：用意工程）
まず、中心から外周に向けて、導体１１０、絶縁体１２０、内部遮蔽層１３０、内部防食層１４０、外部遮蔽層１５０、および外部防食層１６０を有する電力ケーブル１００を用意する。具体的な電力ケーブル１００の製造方法としては、例えば、導体１１０を軸方向に移動させながら、導体１１０の外周を覆うように、絶縁体１２０を押出被覆する。次に、絶縁体１２０の外周を覆うように、押出シースとして構成される内部遮蔽層１３０を押出被覆する。次に、内部遮蔽層１３０を覆うように、内部防食層１４０を押出被覆する。次に、内部防食層１４０の外周を覆うように、複数の平角線１５２を螺旋状に巻回することにより、外部遮蔽層１５０を形成する。次に、外部遮蔽層１５０の外周を覆うように、外部防食層１６０を押出被覆する。このような製造方法により、３つの電力ケーブル１００を製造する。
また、電力ケーブル１００が挿通可能な内径を有する管路２００を用意する。例えば、電力ケーブル１００の布設距離と同じ長さとなるように、管路２００を連続的に押出成形する。
（Ｓ１２０：掘削工程）
次に、図８に示すように、水平ドリル工法によって、掘削装置７００のドリル７２０を回転させながら地中を掘削することで、地中に管路挿通孔２８０を形成する。具体的には、地表から地中に向かって斜め下方向に傾斜して掘削することで、管路挿通孔２８０の第１傾斜部２８１を形成する。第１傾斜部２８１の端部から所定の深さで水平方向に添って掘削することで、管路挿通孔２８０の水平部２８２を形成する。そして、水平部２８２の端部から地表に向かって斜め上方向に傾斜して掘削することで、管路挿通孔２８０の第２傾斜部２８３を形成する。このような方法により、互いに水平方向に所定距離離れた位置で、互いに同じ方向に延在するように、３つの管路挿通孔２８０を掘削する。なお、管路貫通孔２８０を掘削した後に、管路貫通孔２８０の崩落を抑制するために、管路２００を挿通させる前に、管路挿通孔２８０内に液状物を加圧注入する。
（Ｓ１３０：管路挿通工程）
次に、図９に示すように、管路挿通孔２８０内に管路２００を挿通させる。具体的には、まず、管路２００の先端にプーリングアイ（牽引治具）（不図示）を取り付ける。次に、管路挿通孔２８０内に予め挿通させたワイヤ（不図示）をプーリングアイに連結し、ワイヤを牽引することで、管路挿通孔２８０内に管路２００を挿通させる。このような方法により、３つの管路挿通孔２８０のそれぞれ内に、３つの管路２００のそれぞれを挿通させる。
（Ｓ１４０：ケーブル挿通工程）
次に、図２に示すように、管路２００内に電力ケーブル１００を挿通させる。具体的には、まず、電力ケーブル１００の先端にプーリングアイ（不図示）を取り付ける。次に、管路２００内に予め挿通させたワイヤ（不図示）をプーリングアイに連結し、ワイヤを牽引することで、管路２００内に電力ケーブル１００を挿通させる。このような方法により、３つの管路２００のそれぞれ内に、３つの電力ケーブル１００のそれぞれを挿通させる。
（Ｓ１５０：接地工程）
次に、図１に示すように、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において、内部遮蔽層１３０を直接接地する。一方で、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において、外部遮蔽層１５０を直接接地する。なお、このとき、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において、内部遮蔽層１３０を開放しておき、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において、外部遮蔽層１５０を開放しておく。
次に、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において、導体１１０を変電所５００に接続する。
このようにして、３つの電力ケーブル１００のそれぞれにおいて、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０を所定の接地構造で接地するとともに、導体１１０を変電所５００に接続する。以上により、電力ケーブルシステム１０が構築される。
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
（ａ）電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１では、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０のうちの内部遮蔽層１３０のみが直接接地されている。一方、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２では、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０のうちの外部遮蔽層１５０のみが直接接地されている。変電所５００が電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１または他端Ｅ２のどちらに接続されていても、電力ケーブル１００に地絡事故が発生したときに、内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０のうちのいずれか一方を介して、常に変電所５００側のアースに事故電流を安全に流す（逃がす）ことができる。これにより、事故電流が地中の深い経路を通って変電所５００側のアースに向かって流れることを抑制することができ、電力ケーブルシステム１０の送電経路よりも外側に事故電流が発散することを抑制することができる。
（ｂ）地絡事故が発生したとき、事故電流は、導体１１０から事故点ＡＰで折り返すようにして内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０のうちのいずれか一方に流れる。つまり、事故電流が導体１１０に流れる方向と、事故電流が内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０のうちのいずれか一方に流れる方向とは、互いに反対となる。これにより、導体１１０に流れる事故電流によって電力ケーブル１００の周囲に生じる磁界と、内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０のうちのいずれか一方に流れる事故電流によって電力ケーブル１００の周囲に生じる磁界とを、互いに打ち消すことができる。その結果、地絡事故が発生したときに、電力ケーブルシステム１０に近接する通信機器等に通信障害が生じることを抑制することができる。
（ｃ）本実施形態では、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０が、電力ケーブル１００内に組み込まれ、互いに反対の端部で直接接地されている。これにより、電力ケーブル１００が長い距離に亘って布設され、電力ケーブル１００の近くにＥＣＣとしての並行地線を併設することが困難な場合に、電力ケーブル１００のみを布設するだけで、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０をＥＣＣの代わりに事故電流を逃がす経路とすることができ、内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０のうちのいずれか一方を介して事故電流を安全に逃がすことができる。したがって、本実施形態によれば、電力ケーブル１００が長い距離に亘って布設される場合であっても、ＥＣＣを用いることなく、電力ケーブルシステム１０の安全性を確保することができる。
（ｄ）本実施形態では、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１では、外部遮蔽層１５０が開放され、一方、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２では、内部遮蔽層１３０が開放されている。つまり、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０のそれぞれは、開回路となっている。これにより、電力ケーブル１００に通常時の電流が流れる際に、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０のそれぞれに循環電流が流れることを抑制することができ、内部遮蔽層１３０および外部遮蔽層１５０がジュールロスで発熱することを抑制することができる。その結果、電力ケーブル１００が送電できる容量の低下を抑制することが可能となる。
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
上述の実施形態では、３相の電力ケーブル１００が互いに離れた状態で長距離に亘って布設される場合に電力ケーブルシステム１０の接地構造が適用される場合について説明したが、電力ケーブルが短距離に亘って布設される場合や、３相の電力ケーブルが近接して布設された場合であっても上述の電力ケーブルシステムの接地構造が適用されてもよい。
上述の実施形態では、３相の電力ケーブル１００が布設される場合に電力ケーブルシステム１０の接地構造が適用される場合について説明したが、１つの電力ケーブルのみが布設される場合に、上述の電力ケーブルシステムの接地構造を適用してもよい。または、２つ、或いは４つ以上の電力ケーブルが布設される場合においても、上述の電力ケーブルシステムの接地構造を適用してもよい。
上述の実施形態では、内部遮蔽層１３０が押出シースとして構成され、外部遮蔽層１５０が複数の平角線１５２を巻回することにより構成されている場合について説明したが、内部遮蔽層だけでなく、外部遮蔽層も押出シースとして構成されていてもよい。または、内部遮蔽層および外部遮蔽層のうちいずれか一方が、金属線が筒状に編み込まれた編組層として構成されていてもよい。
上述の実施形態では、内部遮蔽層１３０が電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において直接接地されるとともに、外部遮蔽層１５０が電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において直接接地される一方で、内部遮蔽層１３０が電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２において開放され、外部遮蔽層１５０が電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１において開放される場合について説明したが、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｅ２における内部遮蔽層１３０、および電力ケーブル１００の軸方向の一端Ｅ１における外部遮蔽層１５０のそれぞれは、完全に開放されるのではなく、サージと呼ばれる過渡現象の対策として、サージアレスタを介して接地されていてもよい。サージアレスタとは、通常状態では高抵抗を示すが、過大な電圧が印加されると低抵抗を示す素子のことをいう。このような接地構造を適用することにより、内部遮蔽層１３０または外部遮蔽層１５０にサージ電圧が印加されたときに、サージアレスタが低抵抗化することにより、サージ電流をアースに安全に逃がすことができる。
上述の実施形態では、管路２００が挿通される管路挿通孔２８０が水平ドリル工法により掘削される場合について説明したが、他の方法により地中に管路が布設されてもよい。
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
（付記１）
本発明の一態様によれば、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルであって、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地される電力ケーブルが提供される。
（付記２）
付記１に記載の電力ケーブルであって、好ましくは、
前記導体に電力を供給する電源が前記電力ケーブルの軸方向の一端または他端のうちのどちらに接続されていても、前記電力ケーブルに地絡事故が発生したときに、前記内部遮蔽層または前記外部遮蔽層のうちのいずれか一方を介して前記電源側のアースに事故電流が流れるよう構成される。
（付記３）
付記１又は２に記載の電力ケーブルであって、好ましくは、
前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層は、前記内部防食層を介して互いに絶縁されている。
（付記４）
本発明の更に他の態様によれば、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを備え、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地される電力ケーブルシステムが提供される。
（付記５）
付記４に記載の電力ケーブルシステムであって、好ましくは、
地中に埋められ、前記電力ケーブルが挿通される管路を備える。
（付記６）
付記４又は５に記載の電力ケーブルシステムであって、好ましくは、
前記電力ケーブルは、複数設けられ、
前記管路は、水平方向に互いに離れて複数設けられ、
前記複数の管路のそれぞれ内には、前記複数の電力ケーブルのそれぞれが挿通される。
（付記７）
付記４〜６のいずれかに記載の電力ケーブルシステムであって、好ましくは、
前記電力ケーブルの軸方向の距離は、１ｋｍ以上５ｋｍ以下である。
（付記８）
付記６に記載の電力ケーブルシステムであって、好ましくは、
前記複数の管路の間隔は、１．５ｍ以上２０ｍ以下である。
（付記９）
本発明の更に他の態様によれば、
地中に埋められ、水平方向に互いに離れて設けられる複数の管路のそれぞれ内に、複数の電力ケーブルのそれぞれが挿通される電力ケーブルシステムであって、
前記複数の電力ケーブルのそれぞれは、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有し、
前記複数の電力ケーブルのそれぞれの一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
前記複数の電力ケーブルのそれぞれの他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地され、
前記導体に電力を供給する電源が前記電力ケーブルの軸方向の一端または他端のうちのどちらに設けられていても、前記電力ケーブルに地絡事故が発生したときに、前記内部遮蔽層または前記外部遮蔽層のうちのいずれか一方を介して前記電源側のアースに事故電流が流れるよう構成される電力ケーブルシステムが提供される。
（付記１０）
本発明の更に他の態様によれば、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを用意する工程と、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみを直接接地させるとともに、前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみを直接接地させる工程と、を有する電力ケーブルシステムの接地方法が提供される。
（付記１１）
本発明の更に他の態様によれば、
地中に管路挿通孔を掘削する工程と、
前記管路挿通孔内に管路を挿通させる工程と、
中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを前記管路内に挿通させる工程と、
前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみを直接接地させるとともに、前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみを直接接地させる工程と、を有する電力ケーブルシステムの構築方法が提供される。
（付記１２）
付記１１に記載の電力ケーブルシステムの構築方法であって、好ましくは、
前記管路挿通孔を掘削する工程では、
水平ドリル工法により前記管路挿通孔を掘削する。
１０，１２，１４ 電力ケーブルシステム
１００，１０４，１００ａ〜１００ｃ 電力ケーブル
１１０，１１４ 導体
１２０，１２４ 絶縁体
１３０ 内部遮蔽層
１３４ 遮蔽層
１４０ 内部防食層
１４４ 防食層
１５０ 外部遮蔽層
１５２ 平角線
１６０ 外部防食層
２００，２００ａ〜２００ｃ 管路
２８０，２８０ａ〜２８０ｃ 管路挿通孔
２８１ 第１傾斜部
２８２ 水平部
２８３ 第２傾斜部
５００ 変電所（電源）
７００ 掘削装置
７２０ ドリル

Claims (8)

  1. 中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルであって、
    前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
    前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地される電力ケーブル。
  2. 前記導体に電力を供給する電源が前記電力ケーブルの軸方向の一端または他端のうちのどちらに接続されていても、前記電力ケーブルに地絡事故が発生したときに、前記内部遮蔽層または前記外部遮蔽層のうちのいずれか一方を介して前記電源側のアースに事故電流が流れるよう構成される請求項１に記載の電力ケーブル。
  3. 中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを備え、
    前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
    前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地される電力ケーブルシステム。
  4. 地中に埋められ、前記電力ケーブルが挿通される管路を備える請求項３に記載の電力ケーブルシステム。
  5. 前記電力ケーブルは、複数設けられ、
    前記管路は、水平方向に互いに離れて複数設けられ、
    前記複数の管路のそれぞれ内には、前記複数の電力ケーブルのそれぞれが挿通される請求項３又は４に記載の電力ケーブルシステム。
  6. 地中に埋められ、水平方向に互いに離れて設けられる複数の管路のそれぞれ内に、複数の電力ケーブルのそれぞれが挿通される電力ケーブルシステムであって、
    前記複数の電力ケーブルのそれぞれは、
    中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有し、
    前記複数の電力ケーブルのそれぞれの一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみが直接接地され、
    前記複数の電力ケーブルのそれぞれの他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみが直接接地され、
    前記導体に電力を供給する電源が前記電力ケーブルの軸方向の一端または他端のうちのどちらに設けられていても、前記電力ケーブルに地絡事故が発生したときに、前記内部遮蔽層または前記外部遮蔽層のうちのいずれか一方を介して前記電源側のアースに事故電流が流れるよう構成される電力ケーブルシステム。
  7. 中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを用意する工程と、
    前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみを直接接地させるとともに、前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみを直接接地させる工程と、を有する電力ケーブルシステムの接地方法。
  8. 地中に管路挿通孔を掘削する工程と、
    前記管路挿通孔内に管路を挿通させる工程と、
    中心から外周に向けて、導体、絶縁体、内部遮蔽層、内部防食層、外部遮蔽層、および外部防食層を有する電力ケーブルを前記管路内に挿通させる工程と、
    前記電力ケーブルの軸方向の一端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記内部遮蔽層のみを直接接地させるとともに、前記電力ケーブルの軸方向の他端では、前記内部遮蔽層および前記外部遮蔽層のうちの前記外部遮蔽層のみを直接接地させる工程と、を有する電力ケーブルシステムの構築方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202307878A (zh) * 2020-01-14 2023-02-16 美商莫仕有限公司 接地屏蔽線纜組件
CN112002469B (zh) * 2020-08-18 2022-02-11 昆山联滔电子有限公司 一种电缆及电缆的加工方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2547945B1 (fr) * 1983-06-21 1986-05-02 Raffinage Cie Francaise Nouvelle structure de cable electrique et ses applications
JPH02234312A (ja) * 1989-03-07 1990-09-17 Furukawa Electric Co Ltd:The 電力ケーブルとその異常監視方法
JPH07320561A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Satoshi Kamimura 信号ケーブル
JP2000092674A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Fujikura Ltd 電力ケーブルの冷却装置
US6274066B1 (en) * 2000-10-11 2001-08-14 General Cable Technologies Corporation Low adhesion semi-conductive electrical shields
JP2004084766A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Totaku Industries Inc 地中埋設管体の埋設方法
CA2563956C (en) * 2004-04-27 2013-03-26 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Process for manufacturing a cable resistant to external chemical agents
US7402753B2 (en) * 2005-01-12 2008-07-22 Schlumberger Technology Corporation Enhanced electrical cables
NZ565048A (en) * 2005-07-15 2010-06-25 Prysmian Cavi Sistemi Energia Cable having expanded, strippable jacket
CN102870171B (zh) * 2010-08-31 2016-10-26 3M创新有限公司 屏蔽电缆
US8963015B2 (en) * 2011-01-18 2015-02-24 Fisher Controls International Llc Capacitor coupled cable shield feedthrough
KR101457330B1 (ko) * 2011-08-23 2014-11-04 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 해중 케이블, 그 차수층용 복층 테이프 및 해중 케이블의 피로특성 향상방법
JP5214056B1 (ja) * 2012-12-12 2013-06-19 平河ヒューテック株式会社 差動伝送ケーブルの接続方法、差動伝送ケーブル及び電気機器
CN103456402A (zh) * 2013-08-29 2013-12-18 常州苏控自动化设备有限公司 耐腐蚀变频器电缆

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