JP2018006227A - Power cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーブル内部に浸水が生じた際の水走り現象を抑制する電力ケーブルに関する。 The present invention relates to a power cable that suppresses a water running phenomenon when water is flooded inside the cable.
従来、海底電力ケーブルや水底電力ケーブルといった水中用電力ケーブルでは、事故が発生した際に、事故点からケーブル内部に海水や淡水(以降ではいずれも水と称する)が浸入し、浸入した水がケーブル長手方向に広がっていく(進展していく)という水走りが発生する場合がある。 Conventionally, underwater power cables such as submarine power cables and submarine power cables, when an accident occurs, seawater and fresh water (hereinafter referred to as water) infiltrate the cable from the accident point, and the infiltrated water enters the cable. A water run that spreads (progresses) in the longitudinal direction may occur.
このような水走りが発生すると、事故点を起点として広範囲にわたってケーブル内部に水が浸入し、ケーブル絶縁層が浸水することとなる。ケーブル絶縁層が浸水すると、著しい電気性能の劣化(例えば、水トリー劣化や、電気抵抗の低下による漏れ電流の増加など)が起こることが知られているため、ケーブル絶縁層が浸水した領域のケーブル部は使用できない(再利用できない)状態となってしまう。このように、ケーブル内部に水が浸入すると、事故復旧の際に、事故点を除いて使用できる(再利用できる)ケーブルの長さが短くなってしまうという問題や、どの範囲まで浸水しているのかを特定しなければならないといった問題を引き起こすこととなる。 When such water running occurs, water enters the cable over a wide area starting from the accident point, and the cable insulation layer is submerged. It is known that when the cable insulation layer is submerged, significant electrical performance degradation (for example, water tree degradation and increased leakage current due to a decrease in electrical resistance) occurs, so the cable in the area where the cable insulation layer is submerged The part becomes unusable (cannot be reused). In this way, if water enters the cable, the length of the cable that can be used (reusable) except for the point of accident will be shortened during accident recovery, and to what extent It will cause problems such as having to specify whether or not.
なお、海底電力ケーブルや水底電力ケーブルに限らず、例えば、浸水しやすい環境下や水分や湿気の多い環境下に布設される陸上ケーブルの場合も、ケーブルの事故が発生した際に水走り現象(問題)が懸念される。 In addition to submarine power cables and submarine power cables, for example, in the case of land cables laid in environments that are easily submerged or in environments with high moisture or moisture, water running phenomenon ( Problem).
上記のような水走り問題に対しては、水走り防止構造を備えた電力ケーブルが適用されている。
このような水走り防止機能を有する電力ケーブルとしては、中心導体の外周に内部半導電層、絶縁層、外部半導電層、金属(被覆)層を順次設けた一般的なケーブル構造に加えて、例えば、中心導体部や、外部半導電層(ケーブルコア: 中心導体から外部半導電層までを通常ケーブルコアと称する)と被覆層との間に吸水材料を介在させた水走り防止構造が知られている。
上記吸水材料は、吸湿あるいは吸水すると膨潤する特性を備え、水走りが発生した際に、吸水材料が吸水・吸湿して膨潤することで水分が通る経路を塞いて水走りの防止を図っている。
The power cable provided with the water running prevention structure is applied to the above water running problem.
In addition to a general cable structure in which an inner semiconductive layer, an insulating layer, an outer semiconductive layer, and a metal (coating) layer are sequentially provided on the outer periphery of the center conductor as a power cable having such a water running prevention function, For example, a water running prevention structure is known in which a water absorbing material is interposed between a central conductor portion or an outer semiconductive layer (cable core: the central conductor to the outer semiconductive layer is usually called a cable core) and a covering layer. ing.
The above water-absorbing material has the property of swelling when it absorbs or absorbs water, and when water running occurs, the water-absorbing material absorbs and absorbs moisture and swells to block the passage of moisture and prevent water running. .
具体的には、導体素線間に吸水材料の粉末を介在させることで水走り防止機能を持たせたもの(例えば、特許文献1及び6参照)、導体素線の撚り合わせ層間に吸水テープ層を介在させたもの(例えば、特許文献2参照)、外部半導電層の外側に吸水材料の層と遮水層を形成したもの(例えば、特許文献3参照)、銅線を撚り合わせてなる遮蔽層に吸水材料からなる紐状体を介在させたもの(例えば、特許文献4参照)、ケーブルコアと金属シースとの間に吸水材料からなる膨潤層を設けたもの(例えば、特許文献5参照)等がある。 Specifically, a water-absorbing tape layer is provided between the twisted layers of the conductor strands (see Patent Documents 1 and 6, for example) having a water running prevention function by interposing a powder of water-absorbing material between the conductor strands. (For example, refer to Patent Document 2), a water-absorbing material layer and a water shielding layer formed on the outside of the external semiconductive layer (for example, refer to Patent Document 3), and a shield formed by twisting copper wires together A layer in which a string-like body made of a water-absorbing material is interposed (for example, see Patent Document 4), and a swelling layer made of a water-absorbing material between a cable core and a metal sheath (for example, see Patent Document 5) Etc.
上述した特許文献1〜6は、いずれも、中心導体の導体素線間の間隙に吸水材料を介在させて中心導体部を水走り防止構造(止水構造)としたケーブルとケーブルコア(外部半導電層)と被覆層との間に吸水材料を設けて水走り防止構造(止水構造)としたケーブルのいずれか又は両方に該当しており、外傷や絶縁破壊等の事故発生時に被覆層の一部が破れることによって外部からケーブル内部へ水(海水等も含む)が浸入することに対して、吸水部材が吸水・膨潤することによって水が走りやすい空隙を埋めることでケーブル長手方向への水走りを防止し、浸水領域を限定させることを狙ったものである。 In each of Patent Documents 1 to 6 described above, a cable and a cable core (external half) in which a water-absorbing material is interposed in the gap between the conductor wires of the center conductor and the center conductor portion is configured to prevent water running (water-stopping structure). Corresponds to one or both of the cables with water-absorbing material provided between the conductive layer) and the coating layer to prevent water running (water-stopping structure). Water (including seawater, etc.) enters the cable from the outside when a part is broken, while water in the longitudinal direction of the cable is filled by filling the gap where water can easily run by absorbing and swelling the water absorbing member It aims to prevent running and limit the flooded area.
ところで、上記特許文献1〜6で使用されている吸水材料は、ケーブル製造時点での水分含有量(単位重量当りの水分量)が、ケーブルの他の構成部材の水分量と比較して過大である場合が多い。例えば、ケーブルの絶縁層水分量が30〜50ppm(μg/g)であるのに対して、吸水材料の水分量は50000〜200000ppm(μg/g)であり、極めて多い。
一方、吸水材料は、吸水・吸湿した水分を常時吸水・吸湿している訳ではなく、例えば、温度上昇によって、吸水・吸湿している水分の一部を水蒸気として放出するという特性がある。
By the way, the water-absorbing material used in the above Patent Documents 1 to 6 has an excessive moisture content (amount of moisture per unit weight) at the time of cable manufacture compared to the moisture content of other components of the cable. There are many cases. For example, the moisture content of the insulating layer of the cable is 30 to 50 ppm (μg / g), whereas the moisture content of the water absorbing material is 50000 to 200,000 ppm (μg / g).
On the other hand, the water-absorbing material does not always absorb / absorb moisture that has been absorbed / absorbed, but has a characteristic that, for example, a part of the moisture that is absorbed / absorbed is released as water vapor as the temperature rises.
このため、ケーブル運転時の送電負荷、周囲の環境温度の上昇、ケーブルの端末処理やケーブル同士の接続処理時に行われるケーブル加熱処理等によってケーブルの温度上昇が生じた場合に吸水材料からの水分の放出が起こり得る。
そして、吸水部材から水分(水蒸気)が放出されると、ケーブル内は水蒸気が存在できる空間自体が少ない設計となっているため、急激な水蒸気圧の上昇が生じて、絶縁層中への水蒸気の移行が促進されて絶縁層水分量の上昇が生じることとなる。
絶縁層は、水分量の増加が起こると、著しい絶縁性能の低下、例えば、絶縁抵抗の低下や水トリー劣化といった長期的な絶縁劣化を生じることが懸念される。
For this reason, when the cable temperature rises due to power transmission load during cable operation, ambient temperature rise, cable end treatment or cable heating treatment during cable connection treatment, moisture from the water-absorbing material Release can occur.
When moisture (water vapor) is released from the water absorbing member, the cable itself is designed to have a small space in which water vapor can exist, so that the water vapor pressure suddenly rises and the water vapor flows into the insulating layer. The migration is promoted and the moisture content of the insulating layer is increased.
When the moisture content increases, there is a concern that the insulating layer may cause a significant decrease in insulation performance, for example, long-term insulation deterioration such as a decrease in insulation resistance or water tree deterioration.
上記のようなケーブルの温度上昇に対する吸水部材からの水分放出を抑制する対策としては、ケーブル製造時において、使用する吸水材料の十分な乾燥処理を行うことや、吸水材料を取り扱うケーブル製造工程での周囲環境からの吸水を抑制するために、周囲環境の温湿度管理や吸水部材の露出時間の管理等を行う対策が考えられる。
しかし、そのような対策は、吸水材料の水分管理を含めた製造工程管理の煩雑化や高コスト化が生じることが問題であった。
As a measure to suppress moisture release from the water absorbing member against the temperature rise of the cable as described above, in the cable manufacturing process, perform sufficient drying treatment of the water absorbing material to be used or in the cable manufacturing process handling the water absorbing material In order to suppress water absorption from the surrounding environment, measures to control the temperature and humidity of the surrounding environment, the exposure time of the water absorbing member, and the like can be considered.
However, such measures have been problematic in that the manufacturing process management including the water management of the water-absorbing material becomes complicated and expensive.
請求項1記載の発明は、電力ケーブルにおいて、
中心導体の周囲に、その外側に向かって、内部半導電層、絶縁層、外部半導電層、外部吸水層、金属被覆層が順番に形成された電力ケーブルにおいて、
前記外部半導電層と前記外部吸水層と間に水分の通過を抑える外部防湿層が設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a power cable,
In the power cable in which the inner semiconductive layer, the insulating layer, the outer semiconductive layer, the outer water absorption layer, and the metal coating layer are formed in order around the center conductor toward the outside.
An external moisture-proof layer that suppresses the passage of moisture is provided between the external semiconductive layer and the external water absorption layer.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電力ケーブルにおいて、
前記外部防湿層は導電性を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the power cable according to claim 1,
The outer moisture-proof layer has conductivity.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の電力ケーブルにおいて、
前記外部吸水層は導電性を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the power cable according to claim 1 or 2,
The external water absorbing layer has conductivity.
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の電力ケーブルにおいて、
前記中心導体は、複数の導体素線が撚り合わされて構成され、前記導体素線間の間隙に吸水材料が介在されており、
前記中心導体と前記内部半導電層との間に内部防湿層が設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the power cable according to any one of claims 1 to 3,
The center conductor is formed by twisting a plurality of conductor strands, and a water absorbing material is interposed in a gap between the conductor strands,
An internal moisture-proof layer is provided between the central conductor and the internal semiconductive layer.
請求項5記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の電力ケーブルにおいて、
前記中心導体は、その外周に内部吸水層が形成されており、
前記内部吸水層と前記内部半導電層との間に内部防湿層が設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the power cable according to any one of claims 1 to 3,
The central conductor has an inner water absorption layer formed on the outer periphery thereof,
An internal moisture-proof layer is provided between the internal water absorbing layer and the internal semiconductive layer.
請求項6記載の発明は、請求項5記載の電力ケーブルにおいて、
前記内部吸水層は導電性を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the power cable according to claim 5,
The inner water absorption layer is characterized by having conductivity.
請求項7記載の発明は、請求項4から6のいずれか一項に記載の電力ケーブルにおいて、
前記内部防湿層は導電性を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the power cable according to any one of claims 4 to 6,
The inner moisture-proof layer has conductivity.
請求項8記載の発明は、請求項4から7のいずれか一項に記載の電力ケーブルにおいて、
前記内部防湿層は形成材料にブチルゴムを含んでいることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the power cable according to any one of claims 4 to 7,
The internal moisture-proof layer includes butyl rubber as a forming material.
請求項9記載の発明は、請求項8記載の電力ケーブルにおいて、
前記内部防湿層は、導電性ブチルゴムテープ、又は、繊維若しくはプラスチックフィルムを基材として導電性ブチルゴムを塗布若しくは積層した導電性テープからなることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the power cable according to claim 8,
The internal moisture-proof layer is composed of a conductive butyl rubber tape, or a conductive tape obtained by applying or laminating conductive butyl rubber using a fiber or plastic film as a base material.
請求項10記載の発明は、請求項8記載の電力ケーブルにおいて、
前記内部防湿層は、導電性ブチルゴムの押出層からなることを特徴とする。
The invention according to
The internal moisture-proof layer is composed of an extruded layer of conductive butyl rubber.
請求項11記載の発明は、請求項1から10のいずれか一項に記載の電力ケーブルにおいて、
前記外部防湿層は形成材料にブチルゴムを含んでいることを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the power cable according to any one of claims 1 to 10,
The external moisture-proof layer includes butyl rubber as a forming material.
請求項12記載の発明は、請求項11記載の電力ケーブルにおいて、
前記外部防湿層は、導電性ブチルゴムテープ、又は、繊維若しくはプラスチックフィルムを基材として導電性ブチルゴムを塗布若しくは積層した導電性テープからなることを特徴とする。
The invention according to claim 12 is the power cable according to claim 11,
The external moisture-proof layer is composed of a conductive butyl rubber tape or a conductive tape obtained by applying or laminating conductive butyl rubber using a fiber or plastic film as a base material.
請求項13記載の発明は、請求項11記載の電力ケーブルにおいて、
前記外部防湿層は、導電性ブチルゴムの押出層からなることを特徴とする。
The invention according to claim 13 is the power cable according to claim 11,
The external moisture-proof layer is composed of an extruded layer of conductive butyl rubber.
本発明の電力ケーブルによれば、外部半導電層の外側に外部吸水層が設けられているので、被覆層の破損等によりケーブル内に水分が浸入した場合でも、外部吸水層により水走りの抑止を図ることが可能となる。
さらに、外部半導電層と外部吸水層の間には外部防湿層が形成されているので、例えば、ケーブル運転時といった送電負荷が与えられたり、その負荷上昇がある場合や、日射の影響やケーブル布設環境温度が上昇する場合、ケーブルの端末処理やケーブル同士の接続処理に行われるケーブルの加熱処理等によって電力ケーブルの温度上昇がある場合において、外部吸水層から放出される水分(水蒸気)が絶縁層に移行、拡散することを抑制することができるため、電力ケーブルの製造時の吸水材料の水分管理を含めた煩雑な製造工程管理を行わずとも、絶縁層の長期絶縁性能を高めた信頼性の高い電力ケーブルを提供することが可能となる。
According to the power cable of the present invention, since the external water absorption layer is provided outside the external semiconductive layer, even if moisture enters the cable due to damage to the coating layer, the external water absorption layer prevents water running. Can be achieved.
In addition, an external moisture barrier layer is formed between the external semiconductive layer and the external water absorption layer. For example, when a power transmission load is applied or there is an increase in load during cable operation, the influence of solar radiation, cable When the laying environment temperature rises, the moisture (water vapor) released from the external water-absorbing layer is insulated when there is a rise in the temperature of the power cable due to the cable heat treatment performed for the cable end processing or cable connection processing. Since it is possible to suppress migration and diffusion to the layer, reliability that improves the long-term insulation performance of the insulating layer without performing complicated manufacturing process management including moisture management of the water absorbing material at the time of power cable manufacturing It is possible to provide a high power cable.
さらに、内部半導電層の内側に内部防湿層が形成された構成の場合には、中心導体内の水走りの抑止を図ると共に、ケーブルの温度上昇によって、中心導体内の吸水材料や中心導体外周の内部吸水層から放出された水分(水蒸気)が、絶縁層に移行、拡散することを抑制し、この場合も、電力ケーブルの製造時の吸水材料の水分管理を含めた煩雑な製造工程管理を行わずとも、絶縁層の絶縁性能の低下を抑制することが可能となる。 Furthermore, in the case of an internal moisture-proof layer formed inside the internal semiconductive layer, while preventing water running in the center conductor, the water absorption material in the center conductor and the outer periphery of the center conductor due to the temperature rise of the cable The moisture (water vapor) released from the internal water absorption layer of this product is prevented from moving and diffusing into the insulating layer. In this case, too, complicated manufacturing process management including water management of the water absorbing material at the time of manufacturing the power cable is performed. Even if it does not perform, it becomes possible to suppress the fall of the insulation performance of an insulating layer.
[電力ケーブルの概略構成]
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
本実施形態は、浸水しやすい環境下や水分や湿気の多い環境下に布設される電力ケーブルを示す。
[Schematic configuration of power cable]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present embodiment shows a power cable that is laid in an environment that is easily submerged or in an environment with a lot of moisture and moisture.
図1は本実施形態である電力ケーブル10の断面図を示す。
電力ケーブル10は、中心導体20の外周から外側に向かって、内部防湿層30、内部半導電層40、絶縁層50、外部半導電層60が順番に積層されて形成されたケーブルコア11を備えている。
そして、この電力ケーブル10は、ケーブルコア11の外周(外部半導電層60の外周)と外部吸水層80との間に外部防湿層70を備えている。
また、電力ケーブル10は、ケーブルコア11の外側に外部吸水層80が形成され、さらにその外側には金属被覆層90が形成されている。そして、更に外側には、防食層100が形成されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a
The
The
Further, the
[ケーブルコア:中心導体]
中心導体20は、撚り合わされた複数の導体素線21を備え、撚り合わされた導体素線21同士の隙間には吸水材料22が介在している。
このような中心導体20は、導体素線21を撚り合わせて圧縮した円形圧縮導体でもよく、また、撚り合わされた導体素線21の束からなるセグメント導体を複数備える分割導体構造(分割圧縮導体)であってもよく、中心導体20の構造については多様な構造を採ることができる。
[Cable core: Central conductor]
The
Such a
また、吸水材料22は、例えば、複数の導体素線21の隙間に充填された吸水パウダー或いは当該吸水パウダーを含有させたテープ状または紐状の吸水部材を導体素線21に巻き付ける、あるいは沿わせる等して各導体素線21間に介在させればよく、特に吸水材料の形態や介在方法に限定はない。
吸水材料22の素材としては、例えば、アクリル酸塩系架橋物,酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重体ケン化物,アクリル酸塩・アクリルアミド共重合体等のポリマーが好適である。これらは、吸水材料の重量の数十倍から1000倍近くの水分を吸収することができ、中心導体20が浸水したときに、膨潤して導体素線21の隙間を塞ぎ、中心導体20の長手方向に沿った水分の浸入を効果的に抑止することが可能である。
The
As the material of the
[ケーブルコア:絶縁層等]
内部防湿層30の外周において、内部半導電層40、絶縁層50及び外部半導電層60は、この順で三層同時に押出成形されている。
内部半導電層40、絶縁層50、外部半導電層60の形成方法や使用する材質に関しては、電力ケーブルの使用電圧階級や電圧形態(交流または直流)に応じて適宜選択される。
例えば、一般的な交流用の電力ケーブルでは絶縁層50の形成には架橋ポリエチレンが使用される。
また、内部半導電層40、外部半導電層60の材質としては、例えば、カーボン粒子を含む、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンまたはこれらの混合樹脂などが使用される。
[Cable core: insulation layer, etc.]
On the outer periphery of the internal moisture-
The method for forming the
For example, in a general AC power cable, crosslinked polyethylene is used to form the insulating
Moreover, as a material of the
[外部吸水層]
前述したように、外部防湿層70の外周には、外部吸水層80が形成されている。
この外部吸水層80は、吸水パウダーを含有させた導電性吸水テープ巻きまたは導電性吸水クッションテープ巻きによって形成されている。
吸水パウダーの素材としては、前述した吸水材料22と同様に、例えば、アクリル酸塩系架橋物,酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重体ケン化物,アクリル酸塩・アクリルアミド共重合体等のポリマーが好適である。
また、外部吸水層80は、導電性のカーボンブラックや金属粉末が配合されることで導電性が持たされている。外部吸水層80に導電性を持たせることで、後述する外部防湿層70と被覆層90との間の電位差を小さくすることができ、これにより、電界不整や部分放電の発生などを効果的に低減することが可能となる。
この場合、外部吸水層80の体積固有抵抗(体積抵抗率)は103Ω・m以下であることが好ましい。
[External water absorption layer]
As described above, the outer
The external
As the water-absorbing powder material, for example, a polymer such as an acrylate-based cross-linked product, vinyl acetate / acrylic ester copolymer saponified product, acrylate / acrylamide copolymer is suitable as the water-absorbing
The external
In this case, the volume specific resistance (volume resistivity) of the external
この導電性吸水テープまたは導電性吸水クッションテープの巻き方法に関しては、ラセン状に巻くラップ巻き、縦添えラップ巻きなど周知のテープ巻方法のいずれを採用しても良い。
また、外部吸水層80の厚さは、厚くした方が吸水量を増やすことができる一方で、電力ケーブル10のサイズが大きくなる等によるケーブルコストの増大や重量の増大が生じるので、これら双方の観点から適正な厚さに調整すべきである。
As for the method of winding the conductive water-absorbing tape or the conductive water-absorbing cushion tape, any of well-known tape winding methods such as spiral wrap winding and vertical wrap winding may be adopted.
Further, the thickness of the external
[金属被覆層及び防食層]
外部吸水層80の外周には金属の金属被覆層90として鉛被が設けられている。この金属被覆層90は、鉛被の他に、例えば、ステンレス被(SUS被)、アルミ被などでもよく、あるいはそれらの金属をコルゲート加工した環状波付金属被でもよく、あるいは金属ラミネートテープをラップさせてラップ目で接着させた金属ラミネート被でもよい。即ち、金属被覆層90は、外部からの水分の浸入を防止するとともに、電気的な遮蔽効果を得る金属被であれば、その材料に特に制限はないが、耐腐食性、加工性等が良好なものが好ましい。
[Metal coating layer and anticorrosion layer]
A lead coat is provided as a
金属被覆層90の外周には防食層100が押出成形されている。防食層100の材質は、電力ケーブルの使用環境や仕様などによって適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどを用いることができるが、これらに限定されず、内側の層を保護する強度、耐水性、耐久性等を備える材料であれば他のもので形成してもよい。
An
[内部防湿層及び外部防湿層]
中心導体20と内部半導電層40との間には、導電性ブチルゴムからなる内部防湿層30が形成されている。また、外部半導電層60と外部吸水層80との間には導電性ブチルゴムからなる外部防湿層70が形成されている。
これら内部及び外部の防湿層30,70は、いずれも、ブチルゴム(イソブチレン・イソプレン共重合体)を主要な材料としているので、高い防水・防湿性と、汎用性、加工性、低コスト性、更には温度変化に対するケーブルの各構成部材の膨張・収縮や外力によるケーブルの変形に対する追従性(弾性特性)を備えている。
[Internal moisture barrier and external moisture barrier]
Between the
Since these inner and outer moisture-
ブチルゴムに導電性を与える方法としては、例えば、導電性のカーボンブラックや金属粉末をブチルゴムに所望の導電率(体積抵抗率)が得られる量を配合することが挙げられる。
導電性ブチルゴムを用いた各防湿層30,70は、薄過ぎれば必要な防湿性能が得られず、厚過ぎればケーブルのサイズが大きくなる等によるケーブルコストの増大や重量の増大が生じるので、これらのバランスを考慮して、各防湿層30,70の厚さは、いずれも、実質的に0.5〜3mmの範囲、より好ましくは1〜2mmの範囲とする。
As a method for imparting conductivity to butyl rubber, for example, conductive carbon black or metal powder may be blended with butyl rubber in an amount that provides a desired conductivity (volume resistivity).
The moisture-
また、導電性ブチルゴムのほかに、防水・防湿性の高い合成ゴムに導電性をもたせたものを使用してもよく、例えば、多硫化ゴム、高ニトリルゴム、フッ素ゴム等に導電性を持たせたものを使用することができる。
但し、前述したように、合成ゴムの中でも、導電性ブチルゴムが、防水・防湿性、汎用性、加工性、低コスト性などのバランスが最も良く、より好適である。
In addition to conductive butyl rubber, synthetic rubber with high waterproof / moisture resistance may be used. For example, polysulfide rubber, high nitrile rubber, fluoro rubber, etc. should be made conductive. Can be used.
However, as described above, among the synthetic rubbers, conductive butyl rubber is more preferable because it has the best balance of waterproof / moisture resistance, versatility, processability, and low cost.
電力ケーブル10の製造過程において、上記各防湿層30,70は、導電性ブチルゴムの押出成形により形成されている。押出成形は、加工性、生産性が高く、これによって形成された各防湿層30,70は、シームレスによる高い防水・防湿性能を容易に得ることができる。
In the manufacturing process of the
また、電力ケーブル10の製造過程において、各防湿層30,70は、導電性ブチルゴムテープ、または、布若しくは綿等の繊維又はプラスチックフィルムを基材として導電性ブチルゴムを塗布又は積層した導電性テープを巻いて形成することも可能である。
この場合、非加硫の導電性ブチルゴムを用いることにより、ゴムの自己融着性や流動性を高めることができるため、テープ巻の際には、テープ層間を自己融着し、空隙の発生を低減することができるため、この場合もシームレス化を図ることができ、高い防水・防湿性能を実現することができる。
なお、導電性ブチルゴムテープ等の導電性テープの巻き方については、ラセン状にラップさせながら巻くラップ巻きや、ケーブル長手方向に導電性テープを沿わせて包み込むようにラップさせながら巻く縦添え巻き等が好適であるが、縦添え巻きの方が生産性に優れている。
In the manufacturing process of the
In this case, by using non-vulcanized conductive butyl rubber, it is possible to improve the self-bonding property and fluidity of the rubber. In this case, seamlessness can be achieved and high waterproof / moisture proof performance can be realized.
In addition, about how to wrap conductive tape such as conductive butyl rubber tape, wrap wrapping wrapped in a spiral shape, vertical wrapping wrapped while wrapping the conductive tape along the longitudinal direction of the cable, etc. Is preferred, but the vertical wrapping is superior in productivity.
内部防湿層30は、中心導体20と内部半導電層40との間に形成されており、外部防湿層70は、外部半導電層60と外部吸水層80との間に形成されている。
そして、内部防湿層30と外部防湿層70は、いずれも導電性を備えているので、中心導体20と内部半導電層40との間の電位差及び外部半導電層60と外部吸水層80との間の電位差を小さくすることができ、これにより、電界不整や部分放電の発生などを効果的に低減することが可能となる。
この場合、各防湿層30,70の体積固有抵抗(体積抵抗率)は103Ω・m以下であることが好ましい。
The internal moisture-
Since both the inner moisture-
In this case, the volume resistivity (volume resistivity) of each of the moisture-
[発明の実施形態の技術的効果]
上記電力ケーブル10では、ケーブルコア11より外側に設けられた外部吸水層80や中心導体20の導体素線21内に介在する吸水材料22を備えているので、電力ケーブル10が外傷や絶縁破壊事故等を受けたり、電力ケーブル10の劣化による損傷等が生じることなどにより、周囲から電力ケーブル10の内部に水分が浸入した場合でも吸水材料22や外部吸水層80の吸水材料が水分を吸収して膨潤し、水分の浸入経路を塞ぐことができ、ケーブルの長手方向に沿った水走りの発生を効果的に抑制することが可能となる。
[Technical effects of the embodiment of the invention]
Since the
さらに、外部半導電層60と外部吸水層80と間には外部防湿層70が設けられ、中心導体20と内部半導電層40との間には内部防湿層30が形成されているので、ケーブルの温度上昇によって、外部吸水層80や中心導体20内の吸水材料22から放出された水蒸気(水分)が、絶縁層50に移行、拡散することを抑制し、従って絶縁層50の水分量の増加を抑制することができる。このため、電力ケーブル10の製造時の吸水材料の水分管理を含めた煩雑な製造工程管理を行わずとも、絶縁層50の絶縁性能の低下を抑制することが可能となる。
Furthermore, an external moisture-
また、上記電力ケーブル10は、内部防湿層30及び外部防湿層70が、いずれも導電性を備えているので、中心導体20から内部半導電層40までの間と、外部半導電層60から外部吸水層80までの間の電位差を少なくすることができ、これにより、電界不整や部分放電の発生などを低減することが可能となる。
上記内部防湿層30及び外部防湿層70は、体積固有抵抗(体積抵抗率)を103Ω・m以下としているので、電界不整や部分放電の発生などをより効果的に低減することができる。
In the
Since the internal moisture-
また、外部吸水層80も導電性を備えているので、その内側の外部防湿層70からその外側の金属被覆層90までの間の電位差を少なくすることができ、電界不整や部分放電の発生などを低減することが可能となる。
Further, since the external
また、電力ケーブル10の各防湿層30,70は形成材料にブチルゴムを含んでいるので、防水・防湿性と、汎用性、加工性、低コスト性、更には温度変化に対するケーブルの各構成部材の膨張・収縮や外力によるケーブルの変形に対する追従性(弾性特性)に優れるという利点がある。
また、各防湿層30,70を、導電性ブチルゴムの押出成形や導電性ブチルゴムテープ、または、布若しくは綿等の繊維又はプラスチックフィルムを基材として導電性ブチルゴムを塗布又は積層した導電性テープを巻いて形成した場合には、シームレスによる高い防水・防湿性能を容易に得ることができる。
Further, since each of the moisture-
Further, each moisture-
ここで、各防湿層30,70としては、低温溶融性の金属(例えば、金属テープ、金属ラミネートテープ等)から形成することも可能である。
但し、防湿層30,70として、例えば金属テープ、金属ラミネートテープ等で形成した場合には、電力ケーブル10の温度変化に対するケーブル構成部材の熱膨張・収縮に対する追従性と耐疲労性という面で、ブチルゴムと比べて不利となる。特に、温度変化に対するケーブルコア11の半径方向に対する熱膨張・収縮量は大きく、例えば、ケーブルコア11の熱膨張によって、金属からなる防湿層30,70が弾性領域を超えた変形を受けた場合には、収縮時に元の形状に戻らない問題が生じることや、温度変化によって熱膨張・収縮が繰返されると、防湿層30,70には金属疲労による破断が生じるリスクがある。したがって、各防湿層30,70には、導電性の合成ゴム、特に、導電性のブチルゴムが熱膨張・収縮に対する追従性と耐疲労性の面から有利である。
Here, each of the moisture-
However, when the moisture-
[その他]
なお、電力ケーブルは、内部防湿層30又は外部防湿層70を備える構造であればその構成については適宜変更可能であり、上記実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、図2にその一例として電力ケーブル10Aを示す。この電力ケーブル10Aにおいて、前述した電力ケーブル10と同一の構成については同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この電力ケーブル10Aのように、複数の導体素線21からなり、吸水材料22が介在されてなる中心導体20の外周に内部吸水層110Aを設けても良い。この場合、内部吸水層110Aは、前述した外部吸水層80と同様に導電性が持たされており、吸水パウダーを含有させた導電性吸水テープ巻きまたは導電性吸水クッションテープ巻きによって形成することができる。内部吸水層110Aに導電性を持たせることで、中心導体20と内部防湿層30との間の電位差を小さくすることができ、これにより、電界不整や部分放電の発生などを効果的に低減することが可能となる。この場合、内部吸水層110Aの体積固有抵抗(体積抵抗率)は103Ω・m以下であることが好ましい。
また、内部吸水層110Aを除く他の構成については前述した電力ケーブル10と同一である。
[Others]
In addition, if the structure is provided with the internal moisture-
For example, FIG. 2 shows a
Like this
Further, the configuration other than the internal
この構成の場合、電力ケーブル10(図1)と比較して中心導体20と内部防湿層30との間のわずかな間隙における水走りをより効果的に抑制することが可能となる。
また、内部吸水層110Aの外周には内部防湿層30が形成されているので、ケーブルの温度上昇によって内部吸水層110Aから放出される水蒸気(水分)が、絶縁層50に移行、拡散することを抑制し、従って絶縁層の絶縁性能の低下を抑制することができる。
In the case of this configuration, it is possible to more effectively suppress water running in a slight gap between the
In addition, since the internal moisture-
10,10A 電力ケーブル
11 ケーブルコア
20 中心導体
21 導体素線
22 吸水材料
30 内部防湿層
40 内部半導電層
50 絶縁層
60 外部半導電層
70 外部防湿層
80 外部吸水層
90 金属被覆層
100 防食層
110A 内部吸水層
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記外部半導電層と前記外部吸水層と間に水分の通過を抑える外部防湿層が設けられていることを特徴とする電力ケーブル。 In the power cable in which the inner semiconductive layer, the insulating layer, the outer semiconductive layer, the outer water absorption layer, and the metal coating layer are formed in order around the center conductor toward the outside.
An electric power cable, wherein an external moisture-proof layer that suppresses the passage of moisture is provided between the external semiconductive layer and the external water absorption layer.
前記中心導体と前記内部半導電層との間に内部防湿層が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電力ケーブル。 The center conductor is formed by twisting a plurality of conductor strands, and a water absorbing material is interposed in a gap between the conductor strands,
The power cable according to any one of claims 1 to 3, wherein an internal moisture-proof layer is provided between the central conductor and the internal semiconductive layer.
前記内部吸水層と前記内部半導電層との間に内部防湿層が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電力ケーブル。 The central conductor has an inner water absorption layer formed on the outer periphery thereof,
The power cable according to any one of claims 1 to 3, wherein an internal moisture-proof layer is provided between the internal water absorption layer and the internal semiconductive layer.
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