JP3429234B2 - DC transmission line - Google Patents

DC transmission line

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JP3429234B2
JP3429234B2 JP30312699A JP30312699A JP3429234B2 JP 3429234 B2 JP3429234 B2 JP 3429234B2 JP 30312699 A JP30312699 A JP 30312699A JP 30312699 A JP30312699 A JP 30312699A JP 3429234 B2 JP3429234 B2 JP 3429234B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、長距離大容量送に
最適な電力ケーブルを用いた海底送電線路に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submarine power transmission line using a power cable most suitable for long-distance and large-capacity transmission.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から長距離大容量直流ケーブルに
は、クラフト紙を絶縁テープ材料とし、高粘度絶縁油
(例えば120℃で25〜100cst、ケーブルの使用
最高温度(50〜60℃)で500〜2000cst)を
含浸したソリッドケーブル(マスインプリグネイティッ
ドケーブル:Mass-Impregnated Cableあるいはノンド
レイニングケーブル:Non-Draining Cable)が用いら
れてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, for long-distance, large-capacity DC cables, kraft paper is used as an insulating tape material, and high-viscosity insulating oil (for example, 25 to 100 cst at 120 ° C., 500 at the maximum cable temperature (50 to 60 ° C.)). A solid cable (Mass-Impregnated Cable: Non-Draining Cable: Non-Draining Cable) impregnated with ~ 2000 cst) has been used.

【0003】ソリッドケーブルの大容量化を図るには、
高電圧化と大電流化を実現すればよい。その内、大電流
化については、できるだけ大きな断面積の導体を用いる
か、導体最高使用温度をできるだけ高くすればよい。一
方、高電圧化と高温度使用化は絶縁体の性能に関係し、
新技術の開発がなされないと不可能である。
To increase the capacity of a solid cable,
It suffices to realize high voltage and large current. Among them, in order to increase the current, it is only necessary to use a conductor having a cross-sectional area as large as possible or to raise the maximum operating temperature of the conductor as much as possible. On the other hand, higher voltage and higher temperature are related to the performance of the insulator.
It is impossible without the development of new technology.

【0004】近年、従来のクラフト紙絶縁のソリッドケ
ーブルでは実現が困難か不可能であった大容量の送電を
行うために、ポリオレフィン系樹脂フィルムを絶縁材料
に用いたソリッドケーブルが提唱される様になってき
た。例えば直流(DC)500kV以上の高電圧あるいは
導体最高温度使用60℃以上(例えば約80℃程度)で
も使用可能なケーブルが検討されている。
In recent years, solid cables using a polyolefin resin film as an insulating material have been proposed in order to transmit a large capacity, which has been difficult or impossible to achieve with conventional kraft paper insulated solid cables. It's coming. For example, a cable that can be used at a high voltage of direct current (DC) of 500 kV or more or at a conductor maximum temperature of 60 ° C. or more (for example, about 80 ° C.) is being studied.

【0005】しかし、この場合でも用いる絶縁油は旧来
のソリッドケーブルに用いてきた高粘度絶縁油であっ
た。これは、どのような条件下でも電気特性を低下させ
ないようにするには、工場で含浸したケーブルの絶縁油
が流動現象(マイグレーション:Migration)により偏
在または枯渇(スターベイション:Starvation)しない
ようにしなければならないからである。すなわち、特に
長距離の海底ソリッドケーブルの場合、ケーブル線路が
長すぎて両端で絶縁油を供給あるいは吸収することがで
きないため、ケーブルの使用最大温度(通常55℃以
下)でも流動現象を生じない程度の高粘度油しか使用で
きないとしてきたからである。
However, even in this case, the insulating oil used is the high-viscosity insulating oil used in the conventional solid cable. This means that in order to prevent the electrical characteristics from deteriorating under any conditions, the insulating oil of the cable impregnated at the factory should not be unevenly distributed or depleted (Starvation) due to the flow phenomenon (migration). Because it must be. That is, especially in the case of long-distance submarine solid cables, since the cable line is too long to supply or absorb insulating oil at both ends, the flow phenomenon does not occur even at the maximum operating temperature of the cable (usually 55 ° C or less). This is because it has been said that only the high viscosity oil of

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のソリッ
ドケーブルでは、高電圧化、高温度使用化して大容量化
するためには次のような問題が著しい障害となってき
た。
However, in the conventional solid cable, the following problems have become serious obstacles in order to increase the capacity by increasing the voltage and operating at high temperature.

【0007】負荷オン(ON)で導体が最大温度になった
後に負荷遮断(OFF)をすると、導体近傍が急速に温度
低下するために絶縁油の収縮が起こる。高粘度油は絶縁
層の外側からこの内側に急速に移動出来ないために導体
近傍に絶縁油のスターベイションを生じ、ボイドが発生
して著しく電気性能を低下させることがある。
When the load is turned off (OFF) after the conductor reaches the maximum temperature when the load is turned on (ON), the temperature of the vicinity of the conductor is rapidly lowered, and the insulating oil contracts. High-viscosity oil cannot move rapidly from the outer side to the inner side of the insulating layer, so that starvation of the insulating oil occurs in the vicinity of the conductor, and voids are generated, which may significantly reduce electrical performance.

【0008】すなわち、導体使用最高温度を上げるほ
ど、膨張する絶縁油の量が増えるので絶縁油の処理が
難しくなること、絶縁油の粘度が下がってマイグレー
ションし易くなることの対策も必要となる。また、負荷
OFF時の温度低下も益々急峻になって厳しいスターベイ
ションが生じ大きなボイドを発生し易くなるため、高い
電気ストレスをケーブル絶縁体に容易にかけられないと
いう問題がある。
That is, as the maximum temperature of the conductor used increases, the amount of insulating oil that expands increases, making it difficult to treat the insulating oil and reducing the viscosity of the insulating oil and making it easier to migrate. Also the load
There is a problem that high electrical stress cannot be easily applied to the cable insulator because the temperature drop at the time of OFF becomes steeper and severe starvation easily occurs and large voids are easily generated.

【0009】さらに、ポリオレフィン系樹脂フィルムあ
るいはそれとクラフト紙との複合絶縁テープの適用も試
みられているが、多孔質の天然木材パルプ繊維からなる
クラフト紙に比して、ポリオレフィン系樹脂フィルムに
は液体が貫通して流れ得る孔が存在せず、高粘度絶縁油
を通過させ得ない。従って、工場でケーブルコアに絶縁
油を含浸する場合、高粘度絶縁油では、絶縁層が厚くな
るほど含浸不十分か不可能か著しく困難な事態が生じる
ようになる。その結果、工業生産性を高めることあるい
は所期の目的を得るためにポリオレフィン樹脂フィルム
の比率をあげることが殆ど困難であった。
Further, attempts have been made to apply a polyolefin resin film or a composite insulating tape of the polyolefin resin film and kraft paper. However, compared to kraft paper made of porous natural wood pulp fiber, the polyolefin resin film is more liquid. Since there is no hole through which the oil can flow, high-viscosity insulating oil cannot pass through. Therefore, when the cable core is impregnated with the insulating oil in the factory, the thicker the insulating layer, the more difficult or impossible the impregnation becomes. As a result, it has been almost difficult to increase the ratio of the polyolefin resin film in order to improve the industrial productivity or achieve the intended purpose.

【0010】従って、本発明の主目的は、高電圧化、高
温度使用化して大容量送電ができる海底ソリッドケーブ
ルを用いた送電線路を提供することにある。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a power transmission line using a submarine solid cable capable of high voltage transmission and high temperature use for large capacity transmission.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するもので、その特徴は、ソリッドケーブルの絶縁油
に中粘度の絶縁油を用いたケーブルにより送電線路を構
成することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and is characterized in that a power transmission line is constituted by a cable using insulating oil of medium viscosity as insulating oil of a solid cable.

【0012】ここで、中粘度絶縁油とは、60℃での粘
度が10センチストークス(cst)以上500センチス
トークス(cst)未満である絶縁油のことをいう。特
に、絶縁油のSP値(Solubility parameter:溶解度
指数)が、絶縁層に用いるポリオレフィン系樹脂フィル
ムのSP値より±1.5の範囲内にあることが好まし
い。中粘度絶縁油の具体例としては、ポリスチレン系絶
縁油、ポリブテン、鉱油、アルキルベンゼン主体の合成
油、重質アルキレートあるいはこれらの1種以上を含む
混合物が挙げられる。これら混合絶縁油を用いる場合、
特に、SP値の最適なドデシルベンゼン(DDB)を含むこ
とが好ましい。
Here, the medium viscosity insulating oil refers to an insulating oil having a viscosity at 60 ° C. of not less than 10 centistokes (cst) and less than 500 centistokes (cst). In particular, the SP value (Solubility parameter: solubility index) of the insulating oil is preferably within a range of ± 1.5 from the SP value of the polyolefin resin film used for the insulating layer. Specific examples of the medium-viscosity insulating oil include polystyrene-based insulating oil, polybutene, mineral oil, synthetic oil mainly containing alkylbenzene, heavy alkylate, or a mixture containing at least one of these. When using these mixed insulating oils,
In particular, dodecylbenzene (DDB) with the optimum SP value should be included.
And are preferred.

【0013】本発明線路に用いるケーブル絶縁層の少な
くとも一部には、ポリオレフィン系樹脂フィルムを含む
テープを用いることが望ましい。ポリオレフィン系樹脂
フィルムを含むテープには、ポリオレフィン系樹脂フィ
ルム単独の絶縁テープの他、ポリオレフィン系樹脂フィ
ルムの片側または両側にクラフト紙をラミネートした複
合テープが含まれる。特に、ポリオレフィン系樹脂フィ
ルムの両側にクラフト紙をラミネートした複合テープと
ポリオレフィン系樹脂フィルム単独の絶縁テープとを交
互に巻回して絶縁層に適用することが好ましい。
It is desirable to use a tape containing a polyolefin resin film for at least a part of the cable insulating layer used in the line of the present invention. The tape containing the polyolefin-based resin film includes an insulating tape of the polyolefin-based resin film alone, and a composite tape obtained by laminating kraft paper on one side or both sides of the polyolefin-based resin film. In particular, it is preferable that the composite tape in which the kraft paper is laminated on both sides of the polyolefin resin film and the insulating tape of the polyolefin resin film alone are alternately wound and applied to the insulating layer.

【0014】また、絶縁層にρ(抵抗率)−グレーディ
ングおよびε(誘電率)−グレーディングの少なくとも
一方を形成することも好ましい。例えば、絶縁テープに
はポリオレフィン系樹脂フィルムの両面にクラフト紙を
ラミネートした複合テープを用い、絶縁テープ全体の厚
さに対するポリオレフィン系樹脂フィルムの厚さ比率を
変えることでグレーディングを構成する。もちろん、用
いる絶縁テープにはクラフト紙の厚さが0、つまりポリ
オレフィン系樹脂フィルム単独のものも含まれて良い。
It is also preferable to form at least one of ρ (resistivity) -grading and ε (dielectric constant) -grading in the insulating layer. For example, a composite tape in which kraft paper is laminated on both sides of a polyolefin resin film is used as the insulating tape, and the grading is configured by changing the thickness ratio of the polyolefin resin film to the total thickness of the insulating tape. Of course, the insulating tape used may include a kraft paper having a thickness of 0, that is, a polyolefin resin film alone.

【0015】さらには、ポリプロピレンフィルムの両面
にクラフト紙がラミネートされた複合テープを絶縁層に
用いた場合、この複合テープ全体の厚さに対するポリプ
ロピレンフィルムの厚さの比率を40%以上90%未満
とすることが適切である。特に、この比率を60%超と
することが一層好ましい。
Furthermore, when a composite tape in which kraft paper is laminated on both sides of a polypropylene film is used as an insulating layer, the ratio of the thickness of the polypropylene film to the total thickness of the composite tape is 40% or more and less than 90%. Is appropriate. In particular, it is even more preferable to set this ratio to more than 60%.

【0016】通常、ソリッドケーブルには絶縁層の外周
に金属シース(通常は鉛被)が設けられているが、この
金属シースの外周に補強層を形成することも好適であ
る。この補強層は、金属シースにかかるフープストレス
(油圧により生じる金属シース内部の金属シースを破断
させようとする応力)を分担補強する役割を果たす。従
って、補強層の材質としては高抗張力が得られるものが
望ましく、ステンレスなどの金属テープの他、ポリアミ
ド、イミド系樹脂テープ(商品名:ケブラー)などが挙
げられる。
Usually, a solid cable is provided with a metal sheath (usually covered with lead) on the outer periphery of the insulating layer, but it is also preferable to form a reinforcing layer on the outer periphery of this metal sheath. The reinforcing layer plays a role of sharing and reinforcing the hoop stress applied to the metal sheath (stress that tends to break the metal sheath inside the metal sheath caused by hydraulic pressure). Therefore, it is desirable that the material of the reinforcing layer has a high tensile strength, and examples thereof include metal tapes such as stainless steel, polyamide, imide resin tape (trade name: Kevlar), and the like.

【0017】上記ソリッドケーブルは、前記中粘度絶縁
油をそのまま従来通りの方法で含浸することで得られ
る。
The solid cable has the medium viscosity insulation.
It can be obtained by impregnating the oil as it is with the conventional method.
It

【0018】さらに、本発明送電線路は、海底に布設さ
れた上述のソリッドケーブルからなる海底部ソリッドケ
ーブルと、この海底部ソリッドケーブルの両端末に油止
め接続箱を介して接続される陸上部ケーブルとを具え、
この油止め接続箱を渚部に配置し、陸上部ケーブルに
は、中粘度以下の粘度の絶縁油を陸上部ケーブルに供給
する給油槽を接続したことを特徴とする。
Further, the power transmission line of the present invention comprises an undersea solid cable made of the above-mentioned solid cable laid on the undersea, and a land cable connected to both terminals of this undersea solid cable through oil-stop connection boxes. With
This oil stop connection box is arranged at the beach, and the land cable is connected to an oil tank for supplying insulating oil having a viscosity of medium or less to the land cable.

【0019】ここで、陸上部ケーブルはソリッドケーブ
ルであってもOFケーブル(Self-Contained Oil-Fill
ed Cable)であっても構わない。陸上部ケーブルがソ
リッドケーブルの場合は中粘度以下の絶縁油を、OFケ
ーブルの場合は低粘度絶縁油を給油層から供給する。ま
た、上記線路において、油止め接続箱の海底部ソリッド
ケーブル側に給油管を接続し、この給油管を給油槽に連
結して、給油槽から中粘度絶縁油を海底部ソリッドケー
ブルに供給するよう構成することが好ましい。さらに、
この給油管に逆止弁を設け、油止め接続部側にのみ中粘
度絶縁油を流通できるように構成することがより好まし
い。
Even if the land cable is a solid cable, the OF cable (Self-Contained Oil-Fill) is used.
ed Cable). If the land cable is a solid cable, insulating oil having a medium viscosity or less is supplied from the oil supply layer, and if it is an OF cable, insulating oil having a low viscosity is supplied from the oil supply layer. In addition, in the above-mentioned line, connect an oil supply pipe to the sea bottom solid cable side of the oil stop connection box, connect this oil supply pipe to the oil supply tank, and supply medium viscosity insulating oil from the oil supply tank to the sea bottom solid cable. It is preferable to configure. further,
It is more preferable to provide a check valve on this oil supply pipe so that the medium viscosity insulating oil can flow only to the oil stop connection side.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明に至った経緯を含め
て本発明の実施の形態を説明する。海底ケーブルは、敷
設後その深さに比例する海水圧を外部から内部に向かっ
て受ける。一般的には、10m毎に1kg/cmの割合を
乗じた圧力がケーブルの外から内へ向かってかかること
になる。例えば、海底ケーブルの金属シースの中にOF
ケーブルに用いられる低粘度絶縁油が充填されている場
合は、絶縁油に十分な流動性が確保されている。すなわ
ち、油の圧力が十分短い時間の間に全ての油に伝播する
ことができる。そのため、ケーブルには、海水とこの低
粘度絶縁油の比重の差に「10m毎に1kg/cmの割
合」を乗じた圧力が外側から内側へ向かってかかること
になる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below, including the background to the present invention. After being installed, the submarine cable receives seawater pressure proportional to its depth from the outside toward the inside. Generally, a pressure multiplied by a rate of 1 kg / cm 2 is applied from the outside of the cable to the inside of the cable every 10 m. For example, OF in the metal sheath of a submarine cable.
When the low-viscosity insulating oil used for the cable is filled, the insulating oil has sufficient fluidity. That is, the oil pressure can propagate to all oils in a sufficiently short time. Therefore, the cable is subjected to pressure from outside to inside, which is obtained by multiplying the difference in specific gravity between seawater and this low-viscosity insulating oil by "a rate of 1 kg / cm 2 every 10 m".

【0021】また、絶縁体の電気性能を規定する絶縁体
内部の油圧そのものについては、油の比重に「10mに
つき1kg/cmの割合」を乗じただけの圧力が内部油圧
として一様にかかる。そのため、OFケーブルでは高油
圧を得やすく、安定した電気性能を容易に確保すること
ができる。
Regarding the oil pressure inside the insulator, which regulates the electrical performance of the insulator, the pressure obtained by multiplying the specific gravity of the oil by "a rate of 1 kg / cm 2 per 10 m" is uniformly applied as the internal oil pressure. . Therefore, with the OF cable, high hydraulic pressure can be easily obtained, and stable electric performance can be easily ensured.

【0022】ところが、極めて粘度の高い絶縁油を充填
したソリッドケーブルでは、絶縁油は前述した流動性が
保証されておらず不連続性を示す。すなわち、一部の油
の圧力が変動しても十分短い時間のうちに他の部分の油
に圧力変動が伝搬し難いか全く伝搬しない。あるいは一
部の油が流動してもその流動に他の部分が十分短い時間
のうちに追従しないか全く追従しない。そのため、固体
の棒が海水の外水圧を100%受ける様に、ケーブルは
海水の深さに比例した水圧をそのまま外から内に向かっ
て受ける状況に近いものと推定された。
However, in a solid cable filled with insulating oil having an extremely high viscosity, the insulating oil does not guarantee the above-mentioned fluidity and exhibits discontinuity. That is, even if the pressure of a part of the oil fluctuates, the pressure fluctuation hardly propagates to the oil of another part or does not propagate at all in a sufficiently short time. Alternatively, even if some oil flows, other parts do not follow the flow within a sufficiently short time or do not follow at all. Therefore, it was presumed that the cable receives the water pressure proportional to the depth of the seawater from the outside to the inside, just as the solid rod receives the outside water pressure of the seawater 100%.

【0023】また、前述した絶縁油の不連続性ゆえに、
絶縁体内の油圧そのものも水深に比例して大きくでき
ず、ケーブル各部で絶縁体に絶縁油を十分含浸してお
き、その油で各部の電気性能を保ちうる使用条件の範囲
でしかケーブルの運用を行ってはならないと考えられて
きた。従って、使用温度も約55℃以下に、運転電圧も
約450kV以下に制限され、負荷遮断時にCDVC
(Cable Dependent Voltage Control)等を採用せざ
るを得なかった。CDVCは、負荷遮断(低減)すると
き、その操作に入る前にあらかじめ十分な時間をかけて
運転電圧を下げ、負荷遮断で導体近傍の絶縁層に生じる
であろうボイドにかかる電気ストレスを緩和しておいて
から負荷遮断(低減)を行なう特殊な運用システムであ
る。しかし、運用を自由に行うという観点からは大きな
障害となる。
Further, because of the discontinuity of the insulating oil described above,
The oil pressure itself inside the insulator cannot be increased in proportion to the water depth, so the insulator should be sufficiently impregnated with insulating oil at each part of the cable, and the cable should be used only within the range of operating conditions where the electrical performance of each part can be maintained. I've been thought not to go. Therefore, the operating temperature is limited to about 55 ° C or less, and the operating voltage is also limited to about 450 kV or less.
(Cable Dependent Voltage Control) had to be adopted. When the load is cut off (reduced), the CDVC takes a sufficient time to reduce the operating voltage before starting the operation, and alleviates the electrical stress applied to the void that may occur in the insulating layer near the conductor when the load is cut off. This is a special operation system that cuts off (reduces) the load. However, it is a major obstacle in terms of free operation.

【0024】一方、最も問題にすべきなのは、満負荷の
後負荷をOFFした時の急激な温度低下とそれに伴う油収
縮による導体近傍の絶縁層中のオイルスターベイション
である。負荷OFF時に生ずる導体近傍の油圧減少を補償
するには、まずその部分の内部油圧を高くしておき、油
の温度降下による体積減少分をその部分の油圧を減じて
体積膨張させて補償可能にしておくことが好ましい。次
に、油圧の高い絶縁層外部から速やかに絶縁油が内部に
移行して内部の油圧減少を補償できる様にすればスター
ベイションは起こらない。それには、適用する絶縁油
が、油の流動の連続性が保たれるほどに低粘度である
か、ソリッドケーブル絶縁油ではあっても可能な限り粘
度の低いことが好ましい。
On the other hand, what is most problematic is the oil starvation in the insulating layer in the vicinity of the conductor due to the rapid temperature drop when the load is turned off after full load and the resulting oil contraction. To compensate for the decrease in hydraulic pressure in the vicinity of the conductor that occurs when the load is turned off, first increase the internal hydraulic pressure in that part, and then reduce the volume decrease due to the oil temperature decrease by expanding the volume by compensating for the hydraulic pressure in that part. It is preferable to keep. Next, if the insulating oil quickly moves from the outside of the insulating layer having high hydraulic pressure to the inside to compensate for the decrease in the internal hydraulic pressure, starvation does not occur. For that purpose, it is preferable that the insulating oil to be applied has such a low viscosity that the continuity of oil flow can be maintained, or even the solid cable insulating oil has the lowest possible viscosity.

【0025】また、これらの油流の連続性および外から
内へ向かう油の移行の容易性は、絶縁体の油に対する流
体抵抗(油流抵抗)の大きさにも関係する。絶縁油を透
過させない樹脂フィルムを一部に含む絶縁層では、絶縁
油は樹脂フィルムテープを迂回してしか流れないから、
必然的にクラフト絶縁層に比較して油流抵抗が高くな
る。従って、このような樹脂フィルムを絶縁体に含むソ
リッドケーブルでは、絶縁油の浸透を可能にするため及
び負荷OFF時の導体近傍の油圧低下の補償のためにも出
来るだけ粘度の低い絶縁油を用いることが好ましい。
The continuity of these oil flows and the ease of oil migration from the outside to the inside are also related to the magnitude of the fluid resistance (oil flow resistance) of the insulator to the oil. In an insulating layer that partially contains a resin film that does not permeate insulating oil, insulating oil flows only around the resin film tape,
Inevitably the oil flow resistance is higher than that of the craft insulation layer. Therefore, in a solid cable containing such a resin film in the insulator, use insulating oil with the lowest possible viscosity to allow the penetration of insulating oil and to compensate for the hydraulic pressure drop near the conductor when the load is off. It is preferable.

【0026】以上の基礎的な考察から、本発明者等は以
下の各項目を満足させる絶縁油を用いたソリッドケーブ
ルの開発を検討した。 <絶縁油粘度の低さに関する指標> ポリオレフィン樹脂フィルムとクラフト紙との複合テ
ープまたは表面にエンボス加工したポリオレフィン樹脂
フィルムテープ(特公昭61-26168号公報参照)を含む絶
縁層を採用した場合でも、含浸が十分容易に出来るほど
に粘度が低いこと。特に、複合テープの場合、ポリオレ
フィン樹脂フィルムの厚さ比率が約80%の場合でも絶
縁油の含浸が十分容易にできること。
From the above basic consideration, the present inventors have examined the development of a solid cable using insulating oil that satisfies the following items. <Indicator for low viscosity of insulating oil> Even when an insulating layer including a composite tape of a polyolefin resin film and kraft paper or a polyolefin resin film tape embossed on the surface (see Japanese Patent Publication No. 61-26168) is used, Viscosity is low enough to allow easy impregnation. Particularly in the case of a composite tape, the impregnation of insulating oil can be sufficiently facilitated even when the thickness ratio of the polyolefin resin film is about 80%.

【0027】約100m以上の深さの海水圧で、負荷
遮断時に負圧を生じない程度に低粘度であること。
At a depth of sea water of about 100 m or more, the viscosity should be low enough not to generate a negative pressure when the load is cut off.

【0028】特に、クラフト紙絶縁のソリッドケーブ
ルまたはポリオレフィン系樹脂フィルムを含む絶縁体よ
りなるソリッドケーブルであっても極力CDVCシステ
ムの採用を避けられる程度に低粘度であること。
In particular, even a solid cable of kraft paper insulation or a solid cable made of an insulator containing a polyolefin resin film should have a low viscosity to the extent possible to avoid using the CDVC system.

【0029】負荷の大きさや遮断の仕方によって絶縁
層中に負圧が生じたとしても、それが十分導体直上の局
所部分に限定出来る程度に粘度が低いこと。
Even if a negative pressure is generated in the insulating layer due to the magnitude of the load and the way of blocking, the viscosity is low enough to be confined to the local portion directly above the conductor.

【0030】<絶縁油粘度の高さに関する指標> ケーブルハンドリング中(製造中、敷設中、現地での
ケーブル接続中、撤去中および何らかの事故でケーブル
の金属被覆が損傷を受けた場合など)にソリッド絶縁油
がケーブルの端末および損傷部から容易に漏洩してこな
い程度に粘度が高いこと。
<Indicator for high viscosity of insulating oil> Solid during cable handling (manufacturing, laying, connecting cables at the site, removing, and when the metal coating of the cable is damaged due to some accident) Viscosity is high enough so that insulating oil does not easily leak from the cable ends and damaged parts.

【0031】満負荷時の高温で粘度の下がった高油圧
の絶縁油が、その膨張の影響を逐次ケーブルの長手方向
に及ぼし、ケーブル線路の両端部に大量の油が移動して
くる程に低粘度でないこと。但し、この影響が無視でき
ない場合は別途その対策を考えることも考慮する。
The high-hydraulic insulating oil whose viscosity has decreased at high temperature under full load exerts the influence of its expansion in the longitudinal direction of the cable, and is low enough that a large amount of oil moves to both ends of the cable line. Not be viscosity. However, if this effect cannot be ignored, consider taking other measures.

【0032】ケーブルのジョイント作業に伴ってケー
ブルの金属シースを剥いだとき、水深に基づく外水圧と
ケーブル内の絶縁油圧の差圧でケーブル内部の絶縁油が
押し上げられて止めどなく流れ出し、ジョイントの施工
ができないほどに粘度が低くないこと。ジョイントの種
類としては、海底に敷設されたソリッドケーブルを海上
でジョイントして一連長に仕上げて行く場合に適用され
る現地ジョイント(サイトジョイント:Site-Joint)、
ほぼ同様の作業条件の下に施行されるケーブルの事故点
を現地で修理する時に適用される修理ジョイント(リペ
アージョイント:Repair-Joint(RJ))、渚で適用され
るストップジョイント(SJ)またはトランジションジョ
イント(TJ)等が挙げられる。
[0032] When the stripped metal sheath of the cable with the joint work of the cable, endlessly flows without it cables inside the insulating oil is pushed up by the insulating oil of the differential pressure of the outer water pressure and the cable based on the water depth, construction joints The viscosity is not so low that it cannot be processed. As a type of joint, a local joint (site joint: Site-Joint) that is applied when a solid cable laid on the seabed is jointed on the sea and finished in a series of lengths,
Repair joints (Repair-Joint (RJ)) applied when repairing accident points of cables under almost the same working conditions, stop joints (SJ) or transitions applied at beaches. Examples include joints (TJ).

【0033】以上の下に、最高使用温度でも極力油垂
れや損傷部分からの絶縁油の漏洩を生じない程度に粘度
が高いこと。
Under the above conditions, the viscosity is high enough to prevent oil dripping and leakage of insulating oil from the damaged portion even at the maximum operating temperature.

【0034】(試験例)以上の条件の絶縁油を見いだす
ため、次の各試験を行った。 <絶縁油のマイグレーションと海水深さ(海水圧)の関
係>容器に絶縁体厚さ20〜25mmの400〜500
kVクラスのクラフト紙絶縁ソリッドケーブルを入れて
水で浸し、その水圧を変化させて海水の深さを模擬し
た。なお、海水圧は「水深(m)/10(kg/cm)」で表
される。
(Test Example) In order to find insulating oil under the above conditions, the following tests were conducted. <Relationship between migration of insulating oil and seawater depth (seawater pressure)> 400 to 500 with an insulator thickness of 20 to 25 mm in a container
A kV class kraft paper insulated solid cable was placed and immersed in water, and the water pressure was changed to simulate the depth of seawater. The seawater pressure is expressed as “water depth (m) / 10 (kg / cm 2 )”.

【0035】用いたケーブルの構造を図1に示す。図1
はDC海底ソリッドケーブルの一例の構造を示す横断図面
である。中心から順に、導体1,内部半導電層2,油浸
絶縁層3,外部半導電層4,金属シース5,防食層6,
金属テープ7,保護ヤーン層8,外装線9を具えてい
る。
The structure of the cable used is shown in FIG. Figure 1
1 is a cross-sectional view showing the structure of an example of a DC submarine solid cable. In order from the center, conductor 1, inner semiconductive layer 2, oil-impregnated insulating layer 3, outer semiconductive layer 4, metal sheath 5, anticorrosion layer 6,
It comprises a metal tape 7, a protective yarn layer 8 and a sheathing wire 9.

【0036】油浸絶縁層3は巻回したクラフト紙テープ
に絶縁油を含浸して構成されている。ここでは絶縁油に
高粘度油を用いた。絶縁テープにはポリオレフィン樹脂
フィルムの片面または両面にクラフト紙をラミネートし
た複合テープやポリオレフィン樹脂フィルム単独の絶縁
テープが用いられることもある。
The oil-immersed insulating layer 3 is formed by impregnating wound kraft paper tape with insulating oil. Here, high-viscosity oil was used as the insulating oil. As the insulating tape, a composite tape obtained by laminating kraft paper on one side or both sides of a polyolefin resin film or an insulating tape made of a polyolefin resin film alone may be used.

【0037】外部半導電層4は場合によっては内部に金
属テープや金属テープとクラフト紙を張り合わせた金属
化紙を含む場合がある。金属シース5としては、海底ケ
ーブルの場合、通常は鉛被が使用される。防食層6に
は、海底ケーブルでは主としてポリエチレン(PE)が用
いられる。金属テープ7は、通常2枚程度の金属テープ
が布テープとともに巻かれる。この金属テープは海水と
触れるので防食の観点から、亜鉛塗布スティールテープ
またはブロンズ(青銅)または真鍮等が用いられること
が多い。
In some cases, the outer semiconductive layer 4 may include a metal tape or a metallized paper obtained by laminating kraft paper with a metal tape inside. In the case of a submarine cable, a lead sheath is usually used as the metal sheath 5. Polyethylene (PE) is mainly used for the anticorrosion layer 6 in a submarine cable. As for the metal tape 7, usually about two metal tapes are wound together with the cloth tape. Since this metal tape comes into contact with seawater, a zinc-coated steel tape, bronze (bronze), brass or the like is often used from the viewpoint of corrosion protection.

【0038】保護ヤーン層8は、ベッディング(座床)
ジュート81またはサービングジュート82から構成され
る。近年、天然ジュートに代えてポリプロピレンヤーン
等の人工繊維が用いられることも多い。外装線9は鉄線
や亜鉛塗布鉄線などを1重または2重に巻回して構成さ
れる。時にはアラミド繊維などの人工外装線も用いられ
ることがある。
The protective yarn layer 8 is a bedding (seat floor).
It consists of jute 81 or serving jute 82. In recent years, artificial fibers such as polypropylene yarn are often used instead of natural jute. The exterior wire 9 is formed by winding an iron wire, a zinc-coated iron wire, or the like in a single or double winding. Sometimes artificial armor wires such as aramid fibers are also used.

【0039】上記のソリッドケーブルは通電して導体を
所定の温度まで昇温できるようにしておき、水圧を変化
させながら通電をON,OFFさせてヒートサイクル試験を行
って、ケーブルの端末につけた圧力計でケーブルの内圧
(特に導体部分の圧力)の変化が読めるようにした。
The above solid cable is energized so that the conductor can be heated to a predetermined temperature, and a heat cycle test is performed by turning on and off the energization while changing the water pressure, and the pressure applied to the end of the cable. It was made possible to read the change of the internal pressure of the cable (especially the pressure of the conductor part) with a meter.

【0040】この試験の結果、水圧を7〜10kg/cm
(単位は気圧に置き換えてもほぼ等しい)以上に保つ
と、1〜3サイクルのヒートサイクル(常温から50〜
60℃)の後には、孔のあるクラフト紙絶縁層では、従
来の高粘度油でも無負荷時に導体近傍では負圧になら
ず、正圧を保ち得ることが分かった。これは、水圧によ
って鉛被を通して絶縁層中の絶縁油に外圧が伝わるから
であると考えられた。
As a result of this test, the water pressure was 7 to 10 kg / cm 2.
(If the unit is almost the same even if it is replaced by atmospheric pressure) If kept above, heat cycle of 1-3 cycles (from room temperature to 50-
After 60 ° C., it was found that, in the kraft paper insulating layer having holes, even if the conventional high viscosity oil was used, a negative pressure could be maintained in the vicinity of the conductor without load and a positive pressure could be maintained. It is considered that this is because water pressure causes external pressure to be transmitted to the insulating oil in the insulating layer through the lead cover.

【0041】クラフト紙絶縁ソリッドケーブルの上記実
験結果を評価するために、コンピュータを用いて、ケー
ブルの負荷ON,負荷OFF時の導体通電電流による導体ロ
ス、その熱流の拡散およびケーブル絶縁体の温度上昇と
その結果生ずる絶縁油の過度油圧変化を順次計算して求
めた。その結果の一例を図2に示す。
In order to evaluate the above experimental results of the kraft paper-insulated solid cable, a computer was used to conduct a conductor loss due to the current flowing through the conductor when the cable was turned on and off, the heat flow was diffused, and the temperature of the cable insulator was increased. And the resulting changes in the excessive oil pressure of the insulating oil were calculated sequentially. An example of the result is shown in FIG.

【0042】負荷ONで導体側の油圧が急激に上昇し、時
間の変化とともに金属シース側の油圧が追従し、ケーブ
ル絶縁体内部の温度変化が無くなって定常状態になると
ケーブル内部の絶縁油の圧力差による移動も無くなって
ほぼ一定の正圧になる。逆に負荷を遮断すると、導体直
上の急峻な温度降下によって油圧も急激に降下し、導体
直上の絶縁層がわずかに負圧になるが、時間の経過とと
もに金属シース直下の油圧にも変化が生じ、最終的には
油の移動が無くなってケーブル全体の圧力がやや正圧で
一定することが分かる。
When the load is turned on, the hydraulic pressure on the conductor side suddenly rises, the hydraulic pressure on the metal sheath side follows with the change in time, and when the temperature inside the cable insulator disappears and a steady state is reached, the pressure of the insulating oil inside the cable The movement due to the difference disappears and the pressure becomes almost constant. On the other hand, when the load is cut off, the hydraulic pressure drops sharply due to the steep temperature drop directly above the conductor, and the insulating layer immediately above the conductor becomes slightly negative pressure, but over time, the hydraulic pressure immediately below the metal sheath also changes. Finally, it can be seen that the movement of the oil disappears and the pressure of the entire cable becomes a little positive.

【0043】この計算結果は、実験結果を極めてよく模
擬しており、このコンピュータシュミレーションを用い
れば様々の条件を変化させた場合の効果を評価すること
が可能である。クラフト紙絶縁テープと高粘度絶縁油の
組み合わせによる従来の構造の400〜500kVクラ
スのソリッドケーブルで、導体使用最高温度50〜60
℃とすれば、おおむね最大油圧は10kg/cm内外にな
ることもわかった。
This calculation result very well simulates the experimental result, and it is possible to evaluate the effect when various conditions are changed by using this computer simulation. A solid cable of 400-500 kV class with a conventional structure that uses a combination of kraft paper insulating tape and high-viscosity insulating oil, with a maximum conductor operating temperature of 50-60
It was also found that the maximum hydraulic pressure is approximately 10 kg / cm 2 inside / outside at ℃.

【0044】次に、同じ高粘度油を用い、絶縁層をポリ
プロピレン(PP)フィルムの両面にクラフト紙をラミネー
トした複合テープ(PPLP)として同様に油圧変化を試験し
た。ここではPPLPにおけるPPの厚さ比率k「(PPフィル
ム厚さ)/(PPLP全体の厚さ)」を10,40,60,
80%と変化させて試験した。さらに、ヒートサイクル
の温度を常温から50〜60℃および80〜90℃まで
変化させてみた。
Next, using the same high-viscosity oil, a hydraulic pressure change was similarly tested as a composite tape (PPLP) having an insulating layer laminated with kraft paper on both sides of a polypropylene (PP) film. Here, the PP thickness ratio k “(PP film thickness) / (total thickness of PPLP)” in PPLP is 10, 40, 60,
The test was conducted by changing it to 80%. Furthermore, the temperature of the heat cycle was changed from room temperature to 50 to 60 ° C and 80 to 90 ° C.

【0045】ヒートサイクルの高温部が50〜60℃で
は、推定通りPPLPでは負荷遮断時の圧力の戻り方がクラ
フト紙ケーブルに比して遅くなる。それも比率kが大き
くなほど圧力の戻り方が遅くなる。従って、負荷の大き
さと遮断条件によっては、導体近傍に負圧が生じ易くな
ってくることがわかった。ところが、ヒートサイクルの
高温部が80〜90℃では、逆に負圧が生じにくいこと
が分かった。
When the high temperature part of the heat cycle is 50 to 60 ° C., as expected, PPLP causes a slower pressure return when the load is cut off than the kraft paper cable. The larger the ratio k is, the slower the pressure returns. Therefore, it was found that negative pressure is likely to be generated in the vicinity of the conductor depending on the size of the load and the breaking condition. However, it was found that when the high temperature part of the heat cycle is 80 to 90 ° C., negative pressure is unlikely to occur.

【0046】さらに、思い切って60℃での粘度が40
0〜500cstの中粘度油を含浸したPPLP絶縁ソリッド
ケーブルで同様の実験を行った。その結果、50〜60
℃でもまた80〜90℃でも、負荷遮断時の導体近傍の
負圧特性(負圧の生じ易さ及び負圧の範囲)は非常に改
善されることがわかった。
Furthermore, the viscosity at 60 ° C. is drastically 40.
A similar experiment was conducted with a PPLP insulated solid cable impregnated with 0-500 cst medium viscosity oil. As a result, 50-60
It was found that the negative pressure characteristics (easiness of generation of negative pressure and the range of negative pressure) in the vicinity of the conductor at the time of load shedding were significantly improved at both C and 80 to 90 ° C.

【0047】これは、油流抵抗が油の粘度に比例し、絶
縁油の粘度が低くなるほど油の移動がし易いからであ
る。すなわち、温度差によって油が膨張収縮してその単
位体積当たりの体積(量)が変化して油が移動すると
き、油流と油流が生じる部分のパスにおける油流抵抗と
の積が油圧差となるため、粘度を下げれば油圧差が生じ
じくくなる。
This is because the oil flow resistance is proportional to the viscosity of the oil, and the lower the viscosity of the insulating oil, the easier the movement of the oil. In other words, when the oil expands and contracts due to the temperature difference and the volume (amount) per unit volume changes and the oil moves, the product of the oil flow and the oil flow resistance in the path of the part where the oil flow occurs is the hydraulic pressure difference. Therefore, if the viscosity is lowered, a difference in hydraulic pressure is likely to occur.

【0048】次に60℃で10cstの中粘度絶縁油を含
浸したソリッドケーブルで、同様の油圧変化試験を行っ
たところ、ほとんど全く負圧を生じることがなかった。
Next, when a similar hydraulic pressure change test was conducted on a solid cable impregnated with 10 cst of medium viscosity insulating oil at 60 ° C., almost no negative pressure was generated.

【0049】これらの結果から次のことが示唆される。 高粘度ソリッド絶縁油で含浸されたソリッドケーブル
であっても、ある程度の水深(例えば70〜100m)
以上の深さに敷設されれば、ケーブルの油の内圧は外圧
に押されて無負荷時でも正圧になる。海底ケーブルの両
端部、つまりこれより浅海部では、ある程度粘度が低い
絶縁油を用いるか、新たに別の手段を講じなければ無負
荷時に負圧になる可能性がある。
These results suggest the following. Even with a solid cable impregnated with high-viscosity solid insulating oil, some depth of water (for example, 70-100m)
If the cable is laid to the above depth, the internal pressure of the oil in the cable is pushed by the external pressure and becomes positive even when there is no load. At both ends of the submarine cable, that is, at shallower seas, a negative pressure may occur at no load unless insulating oil having a somewhat low viscosity is used or new measures are taken.

【0050】ある程度の粘度以下(例えば60℃で4
00〜500cst以下)のソリッド絶縁油で含浸したソ
リッドケーブルでは、負荷遮断時に負圧を生じることが
無いか、あってもごく限られた条件、例えば100mよ
り浅い海に敷設されてかつ満負荷時に導体電流密度1.5A
/mm以上の大電流を流していて急激に負荷遮断する場
合などにのみ生ずる。従って、ソリッドケーブルの構造
に工夫を加えれば負圧の発生を回避することが可能であ
る。また、実際に運用する条件を制限して対応するとし
ても、その害はほとんど無いものと考えられる。
Below a certain viscosity (eg 4 at 60 ° C.)
Solid cable impregnated with solid insulating oil (0 to 500 cst or less) does not generate negative pressure when the load is cut off, or even if it is very limited, for example, when it is laid in the sea shallower than 100 m and full load Conductor current density 1.5A
This occurs only when a large current of / mm 2 or more is applied and the load is suddenly cut off. Therefore, it is possible to avoid the generation of negative pressure by modifying the structure of the solid cable. Moreover, even if the actual operating conditions are limited and the measures are taken, it is considered that there is almost no harm.

【0051】満負荷で急峻な負荷遮断を行ったとき、
導体近傍に負圧力を生じさせないためには、満負荷時に
ケーブル内で一様になっている油圧をできるだけ高くし
ておくことが好ましい。
When the load is suddenly cut off at full load,
In order to prevent a negative pressure from being generated in the vicinity of the conductor, it is preferable to make the hydraulic pressure uniform in the cable as high as possible when the load is full.

【0052】項の状態は、課電電圧を高くしてケー
ブルの送電容量を大容量化する場合にも好ましいことで
ある。
The state of the item is also preferable when the applied voltage is increased to increase the transmission capacity of the cable.

【0053】ソリッドケーブルの使用最高温度を従来
の約50〜55℃から80℃に上げた新しいケーブルを
実現する場合、絶縁油の粘度が温度の上昇につれて対数
的に下がるので、80℃近傍の方が油流抵抗が下がり、
満負荷遮断時の負圧は生じにくくなる。
In the case of realizing a new cable in which the maximum operating temperature of the solid cable is raised from about 50 to 55 ° C to 80 ° C, the viscosity of the insulating oil decreases logarithmically as the temperature rises. Lowers the oil flow resistance,
Negative pressure is less likely to occur when the full load is cut off.

【0054】ソリッドケーブルの使用最高温度を従来
の約50〜55℃から80℃に上げた新しいケーブルを
実現する場合、無負荷の常温から最高温度の約80℃ま
での温度変化が従来より大きくなる。従って、最大負荷
時のケーブル内油圧の上昇も大きくなりこれの対策が必
要である。これは、上記項を勘案した場合も重要であ
る。
When realizing a new cable in which the maximum operating temperature of the solid cable is raised from about 50 to 55 ° C to 80 ° C, the temperature change from normal temperature with no load to the maximum temperature of about 80 ° C becomes larger than the conventional temperature. . Therefore, the increase in the hydraulic pressure in the cable at the maximum load becomes large, and a countermeasure against this is necessary. This is important even when the above items are taken into consideration.

【0055】<絶縁油の含浸プロセスと絶縁油の粘度>
以上の検討を踏まえて、ソリッドケーブルの製造にとっ
て最も中枢をなしかつコントロールの難しい絶縁油の含
浸プロセスと絶縁油の粘度について検討した。まず、絶
縁油の含浸プロセスの概略から説明する。
<Insulating Oil Impregnation Process and Insulating Oil Viscosity>
Based on the above studies, we examined the impregnation process of insulating oil and the viscosity of insulating oil, which are the most central and difficult to control for the production of solid cables. First, the outline of the insulating oil impregnation process will be described.

【0056】従来のソリッドケーブルでは、ケーブルコ
アを乾燥タンクに巻き取り、加熱真空引して絶縁体中の
空気と水分を除去する。ケーブルコアの乾燥が終了する
と、通常百数十℃に暖められて粘度を低下させた高い粘
度ソリッド絶縁油を前記タンク中に注入し、所定の圧力
を所定の時間を与えて絶縁体に油を浸透させる。その
後、ケーブルコアを常温まで冷却するが、含浸最高温度
から常温までの温度降下で絶縁油が収縮するので、上記
所定の加圧を行い、所定の温度降下速度を保って冷却し
ていく。
In the conventional solid cable, the cable core is wound around a drying tank and heated and evacuated to remove air and moisture in the insulator. When the cable core is completely dried, high viscosity solid insulating oil, which has been heated to a temperature of a few hundreds of degrees Celsius and whose viscosity has been lowered, is poured into the tank, and a predetermined pressure is applied for a predetermined time to fill the insulation with oil. Infiltrate. After that, the cable core is cooled to room temperature, but since the insulating oil shrinks due to the temperature drop from the maximum impregnation temperature to room temperature, the above-mentioned predetermined pressurization is performed and cooling is performed while maintaining a predetermined temperature drop rate.

【0057】ここで、絶縁油の加熱温度は絶縁層が性能
劣化をきたさない範囲で選択される。絶縁層がクラフト
紙のみの場合、通常110〜140℃の範囲の温度が選
定される。また、絶縁層がポリオレフィン樹脂フィルム
を含む場合、それらの油中融点も勘案して最高許容温度
が決められる。油中融点は、ポリエチレンでは110℃
内外、ポリプロピレンでは130〜140℃程度であ
る。
Here, the heating temperature of the insulating oil is selected within a range in which the performance of the insulating layer does not deteriorate. When the insulating layer is kraft paper only, a temperature in the range of 110 to 140 ° C. is usually selected. In addition, when the insulating layer includes a polyolefin resin film, the maximum allowable temperature is determined in consideration of their melting points in oil. The melting point in oil is 110 ° C for polyethylene.
Inside and outside, the temperature of polypropylene is about 130 to 140 ° C.

【0058】また、絶縁油含浸時の加圧圧力はゲージ圧
力(大気圧を0kg/cmで表した圧力)で1〜3kg/cm2
程度が選択される。さらに冷却に要する期間は、被乾燥
ケーブルコアの量にもよるが、最高含浸温度から常温ま
で1〜3ヶ月程度である。
The pressure applied during impregnation with insulating oil is a gauge pressure (atmospheric pressure expressed as 0 kg / cm 2 ) of 1 to 3 kg / cm 2.
The degree is selected. Further, the period required for cooling is approximately 1 to 3 months from the maximum impregnation temperature to room temperature, depending on the amount of the cable core to be dried.

【0059】注入絶縁油温度は、上記条件を満足する範
囲で高くすれば高くするほど粘度が下がって含浸そのも
のは容易になる。しかし、膨大な量のケーブルコアをタ
ンクの外部からの冷却手段のみで常温にまで冷却するに
は膨大な時間を要するので、工業生産性を損なうことに
なる。従って、十分な含浸がなされるとの条件下ではで
きるだけ低温度の適用で済むことが非常に好ましいこと
になる。
If the temperature of the injected insulating oil is increased within a range satisfying the above conditions, the higher the temperature is, the lower the viscosity becomes, and the impregnation itself becomes easier. However, it takes an enormous amount of time to cool the enormous amount of cable cores to the room temperature only by the cooling means from the outside of the tank, which impairs the industrial productivity. Therefore, it is highly preferable to apply the temperature as low as possible under the condition that sufficient impregnation is performed.

【0060】(クラフト紙絶縁層への含浸)図3に代表
的な絶縁油と本発明に用いる中粘度ソリッド絶縁油にお
ける代表的な温度と粘度との関係を示す。従来のクラフ
ト絶縁紙テープのみの絶縁体よりなるソリッドケーブル
の場合、高粘度油を最高温度110〜120℃で注入す
れば、ほとんど絶縁厚に無関係に十分に含浸できる。例
えば、設計上500kV級のソリッドケーブルに必要と
考えられる20〜25mmの厚さの絶縁1層でも十分に
含浸できることが確認されている。しかし、加圧冷却に
は、例えば1〜3ヶ月という非常に長時間を要し、その
改善は常に大きな課題であった。
(Impregnation of Kraft Paper Insulating Layer) FIG. 3 shows the relationship between typical insulating oil and typical temperature and viscosity of the medium viscosity solid insulating oil used in the present invention. In the case of a conventional solid cable consisting of an insulator made only of kraft insulating paper tape, if high-viscosity oil is injected at a maximum temperature of 110 to 120 ° C, it can be sufficiently impregnated irrespective of the insulation thickness. For example, it has been confirmed that even an insulating single layer having a thickness of 20 to 25 mm, which is considered to be necessary for a 500 kV class solid cable by design, can be sufficiently impregnated. However, the pressure cooling requires a very long time, for example, 1 to 3 months, and its improvement has always been a big problem.

【0061】図3における低粘度絶縁油はOFケーブル
用のもので、常温では十分な流動性を有する液体である
から常温含浸が可能で、例えば1〜3日という非常に短
時間で含浸できる。しかし、常温でサラサラの液体であ
り、前述の<絶縁油粘度の高さに関する指標>を満たさ
ず、ソリッド絶縁油として使用できない。
The low-viscosity insulating oil in FIG. 3 is for an OF cable, and can be impregnated at room temperature because it is a liquid having sufficient fluidity at room temperature, and can be impregnated in a very short time of, for example, 1 to 3 days. However, it is a dry liquid at room temperature, does not satisfy the above-mentioned <index regarding the viscosity of insulating oil>, and cannot be used as a solid insulating oil.

【0062】一方、同じケーブルに、図3の中粘度絶縁
油すなわち60℃で10〜500cst の油を用いて前述
と同様の含浸プロセスで含浸してみたところ、全て1ヶ
月以内という非常に短期間で含浸でき、生産性の観点か
ら非常に好ましいことがわかった。
On the other hand, when the same cable was impregnated with the medium-viscosity insulating oil of FIG. 3, that is, 10 to 500 cst oil at 60 ° C. by the same impregnation process as described above, all were within a short period of one month. It was found that it can be impregnated with, and is very preferable from the viewpoint of productivity.

【0063】(PPLP絶縁層への含浸)次に、ポリオレフ
ィン樹脂の代表としてPPを基にしたPPLPを絶縁層に用い
たソリッドケーブルを試作して含浸特性を調査した。こ
のとき、PP比率kとして40%以上90%未満のものを
選択した。まず、PP比率kの選択理由を説明する。
(Impregnation of PPLP Insulating Layer) Next, a solid cable using PPLP based on PP as a representative of a polyolefin resin as an insulating layer was prototyped and the impregnation characteristics were investigated. At this time, a PP ratio k of 40% or more and less than 90% was selected. First, the reason for selecting the PP ratio k will be described.

【0064】図4にはPPフィルムの両面にクラフト紙を
ラミネートしたPPLPの構造と、PPLPを取り巻く絶縁材料
の抵抗率ρ(Ωcm)と、それに比例する直流(DC)スト
レス分布が示してある。そもそも稠密なPPフィルムは、
多孔質のクラフト紙に比して圧倒的にDC耐電圧特性が高
いが、表面に電気ストリーマーが直接当たると脆いこと
が交流(AC)絶縁体テープの開発のときに判明してい
る。この改善と油通路の確保のためにPPフィルムの両面
にクラフト紙をラミネートしたPPLPが開発された。
FIG. 4 shows the structure of PPLP in which kraft paper is laminated on both sides of PP film, the resistivity ρ (Ωcm) of the insulating material surrounding PPLP, and the direct current (DC) stress distribution proportional thereto. In the first place, the dense PP film is
Although it has overwhelmingly high DC withstand voltage characteristics compared to porous kraft paper, it was discovered during the development of alternating current (AC) insulation tape that it was brittle when the electric streamer directly hits the surface. In order to improve this and to secure an oil passage, PPLP with kraft paper laminated on both sides of PP film was developed.

【0065】当初、ACケーブル用に開発されたPPLPは、
低損失{低誘電率(ε)、低損失角(tanδ)}を実現
することと高インパルス(Imp.)耐圧を実現するため
に、気密度が比較的小さい(例えば約1500ガーレ
秒)クラフト紙をラミネートしていた。また、電気学会
論文誌[A52−A53(昭和52年 97巻8号)]40
3〜410ページ「超高圧及び超高圧電力ケーブル用ポリプ
ロピレンラミネート紙に関する研究」の第4および5図
に示されるように、PP比率が40〜50%でAC,Imp.共
に破壊値がピークになるとされていた。従って、PP比率
kを上げることは、非常に難しくまた高価にもなるの
で、従来のAC(DC)OFケーブルにはPP比率40〜60
%のPPLPが用いられてきた。
Initially, the PPLP developed for AC cables was
Kraft paper with a relatively low airtightness (for example, about 1500 Gurley seconds) to achieve low loss {low dielectric constant (ε), low loss angle (tanδ)} and high impulse (Imp.) Withstand voltage. Was being laminated. Also, the Institute of Electrical Engineers of Japan [A52-A53 (1972, Vol. 97, No. 8)] 40
As shown in Figs. 4 and 5 of "Study on polypropylene laminated paper for ultra-high voltage and ultra-high voltage power cables" on pages 3 to 410, when the PP and B ratios are 40 to 50%, both AC and Imp. It had been. Therefore, it is very difficult and expensive to increase the PP ratio k. Therefore, the PP ratio of 40 to 60 is required for the conventional AC (DC) OF cable.
% PPLP has been used.

【0066】本発明者等は、DCソリッドケーブルには、
それ専用に適したPPLPがある筈であるとの確信の下に研
究を進めた結果、次のことを見いだした。 クラフト紙とPPフィルムのρの違いより、DCストレス
はDC耐電圧の優れたPPフィルムに集中するから、本来PP
比率kに比例してDC耐電圧が上がる筈である。 PPフィルム表面の脆弱は、溶融PPを2枚のクラフト紙
の間に押し出して作るPPLPの場合に、PPクラフト紙の繊
維が絡まり合うPPフィルム表面の境界域(パウンダリー
ゾーン:図4の斜線部)によって克服できる。 DCケーブルの場合、交流によって生じる誘電体損は存
在しないので、ラミネートするクラフト紙に制限が無
い。そのため、やや高めの気密度、例えば3000ガー
レ秒以上のクラフト紙を使用して、PP比率が40〜50
%を越えるとImp.耐圧が低下し始める弱点を克服でき
る。
The present inventors have found that the DC solid cable is
As a result of conducting research with the belief that there should be a PPLP suitable for it, the following was found. Due to the difference in ρ between kraft paper and PP film, DC stress concentrates on PP film with excellent DC withstand voltage.
The DC withstand voltage should increase in proportion to the ratio k. The fragility of the PP film surface is the boundary area of the PP film surface where the fibers of the PP kraft paper are entangled in the case of PPLP made by extruding molten PP between two pieces of kraft paper (poundary zone: shaded area in Fig. 4). ) Can overcome. In the case of DC cables, there is no dielectric loss caused by alternating current, so there is no limitation on the kraft paper to be laminated. Therefore, using a kraft paper with a slightly higher airtightness, such as 3000 Gurley seconds or more, the PP ratio is 40 to 50.
When it exceeds%, the weak point that Imp. Withstand voltage starts to decrease can be overcome.

【0067】このような観点から、従来は必要性が希薄
であったばかりか、実際に工業生産する事が困難であっ
た高PP比率のPPLPを、全体厚さを従来と同様にしたまま
(100〜150μm)開発した。その製造方法の詳細例は特願
平8-321192号に示されており、例えばPP比率80%超の
PPLPを得ることができる。
From this point of view, the PPLP having a high PP ratio, which is not necessary in the past and was difficult to be industrially produced in the past, has the same overall thickness as the conventional one (100 〜150μm) Developed. A detailed example of the manufacturing method is shown in Japanese Patent Application No. 8-321192, for example, when the PP ratio exceeds 80%.
You can get PPLP.

【0068】これらを用いて測定した電気性能の一例を
図5に示す。ねらい通りPP比率の向上とともに、DC破壊
ストレスは直線的に飛躍的に向上している。また、従来
のピークを越えて、DCと比較してわずかではあるが、Im
p.でも耐圧が向上していることがわかる。
FIG. 5 shows an example of electrical performance measured using these materials. As expected, along with the improvement of the PP ratio, the DC breakdown stress has dramatically improved linearly. Immediately beyond the conventional peak, Im
It can be seen that the withstand voltage is improved even at p.

【0069】また、図6では、従来のソリッドケーブル
に用いられてきたDC用高気密度クラフト紙とのDC耐電圧
値の比較を比率で示した。本来、PPLPの様な高度かつ複
雑な構造で高価な絶縁テープを用いるには、それだけの
改善効果が期待されねばならない。図6よりPP比率が4
0%未満の場合、DC耐電圧値向上の効果が小さいため、
40%以上が好ましいと判断した。一方、高PP比率のPP
LPが、DC耐電圧以外にもいかにソリッドケーブルに適し
ているか、PP比率の異なる幾種類ものPPLPを品揃えして
いることがいかに有利であるかは、本特許の核心でもあ
るので後程説明を加えることにする。
Further, FIG. 6 shows the comparison of the DC withstand voltage value with the high airtightness kraft paper for DC which has been used for the conventional solid cable by the ratio. Originally, in order to use an expensive insulating tape with a high-level and complicated structure such as PPLP, it is necessary to expect such an improvement effect. From Figure 6, PP ratio is 4
If it is less than 0%, the effect of improving the DC withstand voltage value is small, so
It was judged that 40% or more is preferable. On the other hand, PP with high PP ratio
It is also the core of this patent about how LP is suitable for solid cables other than DC withstand voltage, and how advantageous it is to have various types of PPLP with different PP ratios, so I will explain later. I will add it.

【0070】まず、PP比率k=40%で絶縁厚さ15m
mのケーブル(試作例1)を作り、従来の高粘度絶縁油
を用いて前述の含浸プロセスと同様の方法で含浸してみ
た。その結果、含浸時間がクラフト紙ケーブルに比較し
てかなり長くなったが十分含浸は可能であった。
First, the PP ratio k = 40% and the insulation thickness is 15 m.
A m-sized cable (prototype example 1) was prepared and impregnated with a conventional high-viscosity insulating oil in the same manner as the impregnation process described above. As a result, the impregnation time was considerably longer than that of the kraft paper cable, but sufficient impregnation was possible.

【0071】次に、試作例1と同じPPLPを用いて絶縁厚
23mmのケーブル(試作例2)を作り、前述の含浸プロ
セスと同様の方法で高粘度絶縁油を含浸してみたとこ
ろ、絶縁層の最内層まで含浸するには非常に高い圧力と
長い時間が必要なことが分かり、工業生産的には大きな
改善が必要であることがわかった。
Next, a cable having an insulation thickness of 23 mm (Prototype Example 2) was made using the same PPLP as that of Prototype Example 1 and impregnated with high viscosity insulating oil by the same method as the impregnation process described above. It was found that a very high pressure and a long time are required to impregnate the innermost layer of, and it was found that a great improvement is required in industrial production.

【0072】試作例2と同一のケーブルを用いて、図3
の中粘度絶縁油の内、60℃で約500cstの絶縁油を
用いて含浸してみたところ(試作例3)、従来のクラフ
ト紙の含浸条件より容易に含浸できた。
Using the same cable as the prototype example 2, FIG.
When impregnated with about 500 cst of insulating oil at 60 ° C. among the medium viscosity insulating oil (Prototype Example 3), it was easier to impregnate than the conventional kraft paper impregnation conditions.

【0073】次に、PP比率80%強のPPLPを用いて、5
00〜700kV相当のケーブルの絶縁厚と推定される
絶縁厚20mmのケーブルを作り、前述の含浸プロセスと
同様の方法で試作例3に用いた中粘度絶縁油を含浸して
みたところ(試作例4)、かろうじて最内層まで含浸可
能であった。しかし、工業生産的には非常に苦しいとこ
ろであり、これ以上の粘度の絶縁油は使用は好ましくな
いことが分かった。
Next, using PPLP having a PP ratio of more than 80%, 5
A cable having an insulation thickness of 20 mm, which is estimated to be the insulation thickness of a cable equivalent to 00 to 700 kV, was made and impregnated with the medium viscosity insulating oil used in Prototype Example 3 by the same method as the impregnation process described above (Prototype Example 4 ), It was possible to barely impregnate the innermost layer. However, it is very difficult in industrial production, and it has been found that use of insulating oil having a viscosity higher than this is not preferable.

【0074】さらに試作例4と同一構成のケーブルに6
0℃で30〜400cstの中粘度絶縁油を含浸してみた
ところ(試作例5)、粘度が下がるほど含浸しやすさは
著しく向上した。これより、PPLPを用いる場合は500
cst以下の粘度の絶縁油が好ましいことが分かった。
尚、クラフト紙ケーブルの場合にも、前述の通り、含浸
が著しく容易になると共に最高含浸温度も下げることが
でき、含浸時間の短縮が可能で工業生産上非常に好まし
いことが分かった。
Furthermore, the cable having the same structure as the prototype 4 has 6
When impregnated with a medium viscosity insulating oil of 30 to 400 cst at 0 ° C. (Prototype Example 5), the ease of impregnation was remarkably improved as the viscosity decreased. From this, 500 when using PPLP
It has been found that insulating oils with viscosities below cst are preferred.
In the case of the kraft paper cable as well, as described above, it was found that the impregnation is significantly facilitated, the maximum impregnation temperature can be lowered, and the impregnation time can be shortened, which is very preferable for industrial production.

【0075】以上の考察の下に前述の<絶縁油粘度の高
さに関する指標>を満足する油の粘度を調査した。調査
状況と結果を併せて説明する。
Under the above consideration, the viscosity of the oil satisfying the above-mentioned <Indicator regarding the viscosity of insulating oil> was investigated. The survey status and results are also explained.

【0076】常温を日本以南を想定して40℃未満とし
て、ケーブルに含浸した絶縁油のケーブル断面からの滴
下状況を観察した。クラフト紙単独絶縁の従来のソリッ
ドケーブルの場合、40℃で50cst以上であれば、連
続して吹き出すことは無くにじみ出し程度であって十分
にビニールテープ等でシール可能であった。さらに15
cst程度にまで下げても何とかシール可能であったが、
その取り扱いはかなり困難になった。但し、周囲温度
を、日本以北を想定して5〜20℃としたら、同じ絶縁
油でも粘度の上昇に比例してにじみ出しは著しく軽減さ
れた。
Assuming that the temperature was below 40 ° C. assuming that the room temperature was south of Japan, the dripping condition of the insulating oil impregnated in the cable from the cable cross section was observed. In the case of a conventional solid cable with kraft paper alone insulation, if it is 50 cst or more at 40 ° C., it will not be continuously blown out, but it will be bleeding out and can be sufficiently sealed with a vinyl tape or the like. 15 more
Even if it was lowered to about cst, it was possible to seal somehow,
Its handling has become quite difficult. However, when the ambient temperature was set to 5 to 20 ° C. assuming north of Japan, even with the same insulating oil, the bleeding was remarkably reduced in proportion to the increase in viscosity.

【0077】これがポリオレフィン樹脂フィルム層を含
む絶縁テープ(例えばPPLP)になれば、40℃で15cs
tでも絶縁層中の油の量が減少すること及び孔の無いPP
フィルム層が非常に大きな油流抵抗を示すことから、ク
ラフト紙単独の場合に比較して油のにじみ出しの程度は
極めて軽微なものになった。
If this becomes an insulating tape containing a polyolefin resin film layer (eg PPLP), it will be 15cs at 40 ° C.
Even at t, the amount of oil in the insulating layer decreases and PP with no holes
Since the film layer exhibits a very large oil flow resistance, the degree of oil bleeding was extremely small as compared with the case of using kraft paper alone.

【0078】このことを、図7を用いて説明する。図7
で、クラフト紙10の部分は、その30〜50%が孔であ
り、そこに絶縁油を含み、また絶縁油を通過させる。こ
れに対して、PPフィルム層11は絶縁油を吸収するこはあ
ってもそれをフィルムの外に流動させることは無く、絶
縁油を通過させることが全く無い。絶縁油は、クラフト
紙繊維中の孔と、テープの突合わせギャップ(オイルギ
ャップ)を油通路12としてこの中を移動してゆく、従っ
て、PP比率40%でにじみ出し量は約半分以下、PP比率
80%でにじみ出し量は10%以下となった。従って、
40℃で15cstでも、PP比率が40%以上であればソ
リッドケーブルとして極めて好都合となった。
This will be described with reference to FIG. Figure 7
In the portion of the kraft paper 10, 30 to 50% are holes, and the insulating oil is contained therein, and the insulating oil is allowed to pass through. On the other hand, the PP film layer 11 may absorb the insulating oil but does not cause it to flow out of the film, and does not allow the insulating oil to pass through. The insulating oil moves through the holes in the kraft paper fibers and the butt gap (oil gap) of the tape as the oil passage 12, so that the bleeding amount is about half or less at a PP ratio of 40%. The bleeding amount was 10% or less at a ratio of 80%. Therefore,
Even at 15 cst at 40 ° C, if the PP ratio is 40% or more, it is extremely convenient as a solid cable.

【0079】以上より、絶縁油としては、40℃で15
cst以上、つまり60℃のときに約10cst以上の粘度が
好ましいことが分かった(図3参照)。
From the above, the insulating oil is 15 at 40 ° C.
It has been found that viscosities above cst, ie above about 10 cst at 60 ° C. are preferred (see FIG. 3).

【0080】これらの結果をまとめると、ソリッド絶縁
油としては、60℃(クラフトソリッドケーブルの最高
導体温度に余裕を見た温度)で統一して見ると、粘度が
10〜500cst絶縁油が好ましい。最適な粘度の絶縁
油の選択は、絶縁層を構成する材料,PP比率k,絶縁層
全体のPPとクラフト紙の構成比率,ソリッドケーブルの
送電容量、負荷遮断方法を含む送電設計条件,ソリッド
ケーブルの使用される環境を考慮して行えば良い。
Summarizing these results, it is preferable that the solid insulating oil has a viscosity of 10 to 500 cst when it is unified and viewed at 60 ° C. (a temperature with allowance for the maximum conductor temperature of the craft solid cable). Insulating oil with the optimum viscosity is selected by selecting the materials that make up the insulating layer, PP ratio k, PP and kraft paper composition ratio of the entire insulating layer, solid cable transmission capacity, transmission design conditions including load cutoff method, and solid cable. It may be done in consideration of the environment used.

【0081】<補強層による内部油圧の高圧化>次に、
ソリッドケーブルの最もキーとなる負荷遮断時の導体近
傍の負圧化を可能な限り防ぐ手段について説明する。上
述した検討から、従来のクラフト紙絶縁のソリッドケー
ブルであっても、中粘度絶縁油を用いた場合は、図2の
内圧の変化において、殆どどのようなケースの負荷遮断
時でも負圧を生じさせないことが分かった。
<Increasing Internal Hydraulic Pressure by Reinforcing Layer> Next,
A means for preventing negative pressure in the vicinity of the conductor at the time of load shedding, which is the most key of the solid cable, will be described. From the above-mentioned examination, even in the case of the conventional kraft paper-insulated solid cable, when medium viscosity insulating oil is used, a negative pressure is generated when the load is cut off in almost any case when the internal pressure changes in FIG. I knew I wouldn't let it.

【0082】ポリオレフィン樹脂フィルムを含む絶縁層
については、前述のPPLPを用いて検討した。この場合に
は、PPLPの高い電気絶縁体耐力より、最高使用温度は
従来のクラフト紙ソリッドケーブル並の50℃内外にし
ておき、使用電圧を従来の450kV以下から500〜
600kVあるいは700kVクラスまでに高めて大容
量化しようという試みと、使用最高温度を約80℃内
外まで高めて大容量化しようとする試みとがある。若し
くは、この両方を結合させて、さらに高性能大容量化し
ようとする試みがある。いずれの場合も、高性能化する
には、ポリオレフィン樹脂フィルムの比率を高めなくて
はならないが、そうすれば、図7で説明した油流抵抗が
上昇してくるので、可能な限り負圧化対策を採っておく
ことが好ましい。
The insulating layer containing the polyolefin resin film was examined using the above PPLP. In this case, due to the high electrical insulator proof strength of PPLP, the maximum operating temperature should be kept within 50 ° C, which is the same level as the conventional kraft paper solid cable, and the operating voltage should be from 500kV to 450kV.
There are an attempt to increase the capacity by increasing it to 600 kV or 700 kV class and an attempt to increase the maximum operating temperature to within about 80 ° C. to increase the capacity. Alternatively, there is an attempt to combine both of them to further increase the performance and capacity. In any case, in order to improve the performance, it is necessary to increase the ratio of the polyolefin resin film, but if this is done, the oil flow resistance explained in FIG. It is preferable to take measures.

【0083】そこで、ここではソリッドケーブル内部の
油圧を高めることで負圧化を防止することについて検討
する。図2でわかる様に、負荷電流を流して一定の時間
を過ぎると、ケーブル内の温度勾配が飽和して一定にな
り、これに応じて絶縁油の膨張も終了し、その時に生じ
た差圧で油がラディアル方向に外側から内側に速やかに
移動しないと負圧を生じることは既に説明した。この時
の油の移動のしやすさは、絶縁層の油流抵抗の大きさに
反比例し、外側から内側にかかる油圧差に比例する。
Therefore, here, the prevention of negative pressure by increasing the hydraulic pressure inside the solid cable will be examined. As can be seen in Fig. 2, after a certain time has passed since the load current was passed, the temperature gradient in the cable saturates and becomes constant, and the expansion of the insulating oil ends accordingly, and the differential pressure generated at that time It has already been explained that the oil causes negative pressure unless it moves radially from the outside to the inside. The ease of oil movement at this time is inversely proportional to the magnitude of the oil flow resistance of the insulating layer, and is proportional to the hydraulic pressure difference applied from the outside to the inside.

【0084】PPLPの様に油通路がクラフト紙の部分に限
定されて少なくなると、油流抵抗は高まるが、中粘度絶
縁油を使用すれば粘度の比率に応じて油流抵抗は下がる
から、これらは相殺し合う関係にある。しかも満負荷温
度を高めておくほど粘度が下がって好ましい。また、油
圧の差を大きくするには、満負荷時の一定になる油圧、
すなわち図2における負荷遮断直前の油圧を高めておけ
ばよいことになる。
When the oil passage is limited to the kraft paper and is reduced as in PPLP, the oil flow resistance increases, but if medium viscosity insulating oil is used, the oil flow resistance decreases according to the viscosity ratio. Are in a mutually offsetting relationship. Moreover, the higher the full load temperature, the lower the viscosity, which is preferable. To increase the difference in oil pressure, the oil pressure that becomes constant at full load,
That is, the hydraulic pressure just before the load is cut off in FIG. 2 should be increased.

【0085】ところで、高い温度でケーブルを使用する
と、常温とその高温との温度差に比例して油は膨張する
から、その分を吸収するほど絶縁層の容積が増えない
と、著しい油圧上昇を示すことになる。このことは、負
荷遮断直前の油圧を高めておくことにとっては好まし
く、積極的に利用すべきである。しかし、この高い油圧
にケーブルの金属シース(通常は鉛被)が耐えられなけ
ればならない。耐えられない場合、金属シースは膨張し
て圧力の上昇を許さないか、さらにそれがひどくなると
金属シースが破断したり、繰り返し負荷サイクルで金属
疲労を生じたりして致命傷を生じる場合がある。これが
過去最高使用温度を制限してきたもう一つの理由であっ
た。
By the way, when the cable is used at a high temperature, the oil expands in proportion to the temperature difference between the normal temperature and the high temperature. Therefore, if the volume of the insulating layer does not increase to absorb the difference, the hydraulic pressure rises significantly. Will be shown. This is preferable for increasing the hydraulic pressure immediately before the load is cut off, and should be actively used. However, the high hydraulic pressure must be able to withstand the metal sheath of the cable (usually a lead sheath). If unbearable, the metal sheath may expand and not allow the pressure to rise, or if it becomes worse, the metal sheath may rupture or may suffer metal fatigue due to repeated load cycles. This was another reason for limiting the maximum operating temperature ever.

【0086】一方、図1に示す従来のソリッドケーブル
の構造では、金属シース5(鉛被)の直上に弾性に富む
ポリエチレン(PE)防食層6が存在した。これは、鉛の
押し出し機とPEの押出し機をタンデムに結合して生産を
容易かつ安価にするためであった。また、負圧の観点か
ら、従来のソリッドケーブルは、使用温度を低く制限し
てきたので、油圧が上昇せず特に問題にならなかったか
らである。
On the other hand, in the structure of the conventional solid cable shown in FIG. 1, the highly elastic polyethylene (PE) anticorrosion layer 6 was present immediately above the metal sheath 5 (lead coating). This was to combine the lead extruder and PE extruder in tandem to make production easier and cheaper. Further, from the viewpoint of negative pressure, the conventional solid cable has limited the operating temperature to a low level, so that the hydraulic pressure does not rise and it is not a particular problem.

【0087】さらに防食層6の外側に内圧防護の金属テ
ープ7を施してあるが、その部分には海水が到達するの
で、金属テープ7の材質は、亜鉛塗布スティール、ブロ
ンスまたは真鍮に限られてきた。これらはいずれも高い
抗張力は期待できないテープである。しかも防食の影響
は免れず、この点からも高い内圧防護は期待できない構
造である。
Further, a metal tape 7 for protecting the internal pressure is applied to the outside of the anticorrosion layer 6, but since seawater reaches that portion, the material of the metal tape 7 is limited to zinc coated steel, bronze or brass. It was None of these tapes have high tensile strength. Moreover, the effect of corrosion protection is unavoidable, and in this respect too, high internal pressure protection cannot be expected.

【0088】そこで、本発明者等は金属シース5の内圧
防護のための補強層(図示せず)を弾性率の高い防食層
6の内側、すなわち金属シース5の直上に設けることを
見いだした。補強層の材質としては高抗張力が容易に得
られて、工業的に容易に入手できるステンレススティー
ル(SUS),アラミド繊維などが利用できる。中でも価
格的に有利なSUS304が好ましい。なお、補強層は必要に
応じてSUSテープと共に布テープを巻いて構成しても良
い。
Therefore, the present inventors have found that a reinforcing layer (not shown) for protecting the internal pressure of the metal sheath 5 is provided inside the anticorrosion layer 6 having a high elastic modulus, that is, immediately above the metal sheath 5. As the material of the reinforcing layer, stainless steel (SUS), aramid fiber, etc., which can easily obtain high tensile strength and are easily industrially available, can be used. Above all, SUS304, which is advantageous in terms of price, is preferable. The reinforcing layer may be formed by winding a cloth tape together with the SUS tape, if necessary.

【0089】SUS304は海水に接すると防食を生じやす
く、アラミド繊維などでは海水による劣化が心配され
る。しかし、補強層は防食層の内部に収納されているの
で海水から守られて好都合である。SUSの抗張力は、容
易に40kg/mm(キロク゛ラム/平方センチ)程度以上が得られ
るし、100kg/mm(キロク゛ラム/平方センチ)以上のハイテ
ンションSUSも入手できる。これを必要な厚さのテープ
にして必要枚数巻回すれば、容易に高耐内圧型ケーブル
が実現できる。
SUS304 is liable to cause corrosion when it comes into contact with seawater, and aramid fibers or the like may be deteriorated by seawater. However, since the reinforcing layer is housed inside the anticorrosion layer, it is convenient because it is protected from seawater. The tensile strength of SUS can easily be about 40 kg / mm 2 (kilogram / square centimeter) or high tension SUS of 100 kg / mm 2 (kilogram / square centimeter) or more. A high internal pressure resistant cable can be easily realized by forming a tape having a required thickness and winding the required number of sheets.

【0090】図1のクラフト紙ソリッドケーブルでの実
測最高油圧とコンピュータ計算油圧は、過渡的に導体直
上で10kg/cm内外になるが、安定化した後の一定油
圧はせいぜい2〜4kg/cm程度であった。
The maximum measured hydraulic pressure and the computer-calculated hydraulic pressure in the solid kraft paper cable of FIG. 1 are transiently 10 kg / cm 2 or more directly above the conductor, but the constant hydraulic pressure after stabilization is at most 2-4 kg / cm. It was about 2 .

【0091】これに対して、金属シースの直上に補強層
を設けることにより、安定後の一定の油圧を容易に10
kg/cm以上にすることが可能であった。しかも、SUSテ
ープの下、つまり鉛シースとSUSテープとの間に布テー
プ等のクッション層を適宜施せば、この到達一定圧力を
容易にコントロールすることができて好都合である。な
お、この到達一定圧力は、工場での絶縁油の含浸の程
度,金属シース押出工程でのケーブルコアと金属シース
との間隔,金属シースの変形の程度,金属シース押出工
程で暖められる絶縁油の温度とケーブル布設点の周囲温
度もしくは海底布設深度などにより複雑に変化する。
On the other hand, by providing the reinforcing layer directly above the metal sheath, a constant hydraulic pressure after stabilization can be easily maintained.
It was possible to achieve kg / cm 2 or higher. In addition, if a cushion layer such as a cloth tape is appropriately provided under the SUS tape, that is, between the lead sheath and the SUS tape, it is convenient that this constant constant pressure can be easily controlled. The constant pressure that is reached depends on the degree of impregnation of the insulating oil in the factory, the distance between the cable core and the metal sheath in the metal sheath extrusion process, the degree of deformation of the metal sheath, and the insulation oil warmed in the metal sheath extrusion process. It changes intricately depending on the temperature and the ambient temperature of the cable installation point or the depth of seabed installation.

【0092】そして、約10kg/cm以上の飽和一定圧
力を得た場合のクラフト紙ソリッドケーブルでは、負荷
遮断後に負圧を生じるケーブルは殆どないことが分かっ
た。
It was found that, in the case of the kraft paper solid cable in which a saturated constant pressure of about 10 kg / cm 2 or more was obtained, almost no cable produced a negative pressure after the load was cut off.

【0093】次に、最高使用温度を80℃内外に高めう
るPPLPテープを用いた新しいソリッドケーブルについて
検討してみた。この場合は、周囲温度(無負荷温度)と
導体最高温度との温度差が大きくなるので、計算上は鉛
被の膨張収縮をカウントしないと油圧が100kg/cm
以上の圧力となる。この場合でも抗張力100kg/mm
(キロク゛ラム/平方センチ)のSUSを用い、安全率2で複数枚の
テープの合計が約1mmになるように巻回すれば補強可能
である。
Next, a new solid cable using a PPLP tape capable of raising the maximum operating temperature to within 80 ° C. was examined. In this case, the temperature difference between the ambient temperature (no-load temperature) and the maximum conductor temperature becomes large, so the hydraulic pressure is 100 kg / cm 2 unless the expansion / contraction of the lead cover is counted in the calculation.
The above pressure is obtained. Even in this case, tensile strength 100kg / mm 2
It can be reinforced by using (kilogram / square centimeter) SUS and winding it with a safety factor of 2 so that the total of multiple tapes is about 1 mm.

【0094】ただし、実際は、到達一定圧力を左右する
様々な不確定条件や完成ソリッドケーブルに絶縁油を1
00%含浸させておくことが困難なこと、そのほか補強
層および金属シースの伸縮が存在することなどにより、
ここまで圧力が上がることはまれである。
However, in practice, various uncertain conditions that influence the constant pressure to be reached and insulating oil are added to the completed solid cable.
It is difficult to impregnate it with 100%, and due to the presence of expansion and contraction of the reinforcing layer and the metal sheath,
It is rare for the pressure to rise to this level.

【0095】さらに、PPLPの場合、そもそも膨張する絶
縁油のボリュームがクラフト紙に比べてはるかに少ない
こと、PPLPが圧力によって収縮して油の圧力上昇を吸収
することも、内部油圧の上昇を減ずる働きをすることが
分かった。この効果をより多く期待するにはPPLPのPP比
率を高めることが好ましく、k=80%強のPPLPは高温
度使用ソリッドケーブルに適している。
Further, in the case of PPLP, the volume of insulating oil that expands is much smaller than that of kraft paper in the first place, and PPLP contracts due to pressure to absorb the increase in oil pressure, which also reduces the increase in internal hydraulic pressure. It turned out to work. In order to expect more of this effect, it is preferable to increase the PP ratio of PPLP, and PP with k = 80% or more is suitable for high temperature use solid cables.

【0096】このPPLPの効果を高めるためには、油通路
としてのクラフト紙層が樹脂フィルム層と交互になるこ
とを保ちつつ、絶縁層全体に占める樹脂フィルム層の比
率を高めれば良い。
In order to enhance the effect of this PPLP, it is sufficient to increase the ratio of the resin film layer to the entire insulating layer while maintaining that the kraft paper layer as the oil passage alternates with the resin film layer.

【0097】図8(A)はPPフィルム21にクラフト紙22
を積層した複合テープ20のみを用いた絶縁層で、この場
合は、1枚の複合テープ22の樹脂フィルム率k=40%
であれば、絶縁層全体でも40%である。
FIG. 8A shows PP film 21 and kraft paper 22.
An insulating layer using only the composite tape 20 in which the layers are laminated. In this case, the resin film ratio k of the composite tape 22 is 40%.
If so, the whole insulating layer is 40%.

【0098】しかし、図8(B)に示すように、複合テ
ープ20と樹脂フィルム単体のテープ30とを交互に積層し
ていけば、各々の樹脂フィルム層から見れば必ず両面に
クラフト紙22層が介在していて油通路とクッション層を
確保していることになる。例えば、各テープ厚さが同一
で複合テープ20の樹脂フィルム率k=40%とすると、
この交互巻きによって絶縁層全体の樹脂フィルム率は7
0%にまで高めることができる。これにより、単位体積
中の絶縁油量を減らして内圧によるフィルムの収縮量を
大きくでき、かつ絶縁油の油流抵抗を減らすことができ
て、中粘度絶縁油ソリッドケーブルにとって極めて好ま
しい。
However, as shown in FIG. 8B, if the composite tape 20 and the tape 30 of the resin film alone are alternately laminated, 22 layers of kraft paper are surely formed on both sides from the viewpoint of each resin film layer. Means that the oil passage and the cushion layer are secured. For example, if the tape thickness is the same and the resin film ratio k of the composite tape 20 is 40%,
By this alternate winding, the resin film ratio of the entire insulating layer is 7
It can be increased to 0%. As a result, the amount of insulating oil per unit volume can be reduced, the amount of shrinkage of the film due to internal pressure can be increased, and the oil flow resistance of insulating oil can be reduced, which is extremely preferable for medium viscosity insulating oil solid cables.

【0099】また、本来抵抗率が低くてDCストレスをほ
どんど分担しないと考えられるクラフト紙層の比率が減
って、DCストレスに強い樹脂フィルム層の比率が増加す
るため、電気性能上も好ましい。
Further, the ratio of the kraft paper layer which originally has a low resistivity and is considered to hardly share the DC stress decreases, and the ratio of the resin film layer resistant to the DC stress increases, which is also preferable in terms of electric performance.

【0100】<送電線路の構成>この温度差と絶縁油の
膨張による内圧の上昇は、ケーブル全長にわたって生じ
る現象であり、当然ケーブルの端末近傍でも生じる。従
って、中粘度絶縁油を高温度にして粘度を下げると、こ
の膨張油が端末を損傷する場合がある。そこで、図9に
示すように、海底部ソリッドケーブル40の両端末の近
傍、好ましくは周囲温度の異なる陸上と海底を分ける渚
に油止め接続箱41(ストップジョイント:Stop-Joint)
を設けて陸上部ケーブル42を接続し、これによって高温
絶縁油の膨張による移動を防ぐことが好ましい。この陸
上部ケーブル42の種類は問わない。なお、陸上部ケーブ
ル42の種類が海底部ソリッドケーブルと異る場合、異形
ジョイントまたはトランジションジョイント(Transiti
on Joint(TJ))を用いる。
<Structure of Transmission Line> This increase in internal pressure due to temperature difference and expansion of insulating oil is a phenomenon that occurs over the entire length of the cable, and naturally occurs near the end of the cable. Therefore, when the medium viscosity insulating oil is heated to a high temperature to reduce the viscosity, the expanded oil may damage the terminal. Therefore, as shown in FIG. 9, an oil stop connection box 41 (stop joint: Stop-Joint) is provided in the vicinity of both ends of the seabed solid cable 40, preferably on the beach where the seabed is separated from the land where the ambient temperature is different.
Is preferably provided to connect the land portion cable 42 to prevent the hot insulating oil from moving due to expansion. The type of the land cable 42 does not matter. If the type of land cable 42 is different from the seabed solid cable, a deformed joint or a transition joint (Transiti
on Joint (TJ)) is used.

【0101】ところで、既に述べた通り、約70〜10
0m以浅のソリッド海底ケーブル、つまり渚の近くのケ
ーブルは、外水圧が不足するので無負荷時に負圧になる
場合がある。特に、ケーブル金属シース内の絶縁油が不
足してケーブルが布設された場合にはこの傾向が顕著に
なり、負荷投入時の電気性能上好ましくない。
By the way, as described above, about 70 to 10
A solid submarine cable having a depth of 0 m or less, that is, a cable near the beach, may have a negative pressure when there is no load because the external water pressure is insufficient. In particular, when the cable is laid by lacking the insulating oil in the cable metal sheath, this tendency becomes remarkable, which is not preferable in terms of electric performance when a load is applied.

【0102】そこで、送電線路の両端末内部の絶縁油の
維持とこれら不足油の補給も兼ねて両端末に給油槽43を
設け、これにより中粘度以下の粘度の絶縁油をわずかに
加圧して、絶縁油の補給ができるようにしておくことが
好ましい。
Therefore, the oil supply tanks 43 are provided at both terminals in order to maintain the insulating oil inside both terminals of the transmission line and replenish these insufficient oils, thereby slightly pressurizing the insulating oil having a viscosity of medium viscosity or less. It is preferable that the insulating oil can be supplied.

【0103】海底部ソリッドケーブル40が従来のクラフ
ト紙ケーブルで、油止め接続箱を介さずにそのまま両端
末に引き込まれる場合(図示せず)には、両端末に給油
槽を設けて、これにより中粘度以下の粘度の絶縁油を供
給する。
When the submarine solid cable 40 is a conventional kraft paper cable and is directly drawn into both terminals (not shown) without going through the oil stop connection box, an oil tank is provided at both terminals. Supply insulating oil with medium viscosity or less.

【0104】海底部ソリッドケーブル40がポリオレフィ
ン系樹脂を含む絶縁層を持つソリッドケーブルで高温使
用する場合には、図9の通り、油止め接続部41の海底ケ
ーブル側に給油管44を接続して給油層43と連結し、油の
補給を行う。もちろん、陸上部ケーブル42にも給油槽43
を接続し、陸上部ケーブル42にも絶縁油の供給を行う。
この場合は、負荷時の高温高油圧により海底部ソリッド
ケーブル40から油が給油槽43に逆流しないように油止め
接続箱41と給油槽43の間に逆止弁を設置するのが好まし
い。
When the submarine solid cable 40 is a solid cable having an insulating layer containing polyolefin resin and is used at high temperature, as shown in FIG. 9, the oil supply pipe 44 is connected to the submarine cable side of the oil stop connection portion 41. It connects with the oil supply layer 43 and supplies oil. Of course, the on-ground cable 42 also has an oil tank 43
And the insulating oil is also supplied to the land cable 42.
In this case, it is preferable to install a check valve between the oil stop connection box 41 and the oil supply tank 43 so that the oil does not flow back from the seabed solid cable 40 to the oil supply tank 43 due to the high temperature and high oil pressure when loaded.

【0105】油止め接続部42の陸上側にある陸上部ケー
ブル42はOFケーブルでもソリッドケーブルでも良い。
ケーブルの種類に応じて給油槽中の絶縁油を適宜変更す
れば良い。すなわち、OFケーブルならば低粘度絶縁油
を、ソリッドケーブルならば中粘度以下の油を用いれば
良い。
The land cable 42 on the land side of the oil stop connection portion 42 may be an OF cable or a solid cable.
The insulating oil in the oil tank may be appropriately changed according to the type of cable. That is, for the OF cable, low-viscosity insulating oil may be used, and for the solid cable, oil of medium viscosity or less may be used.

【0106】<絶縁油のSP値とポリオレフィン樹脂フ
ィルムのSP値との関係>ここで、ポリオレフィン系樹
脂フィルムを少なくとも一部に用いた絶縁テープをソリ
ッドケーブルに用いて、その電気性能を如何なく発揮さ
せるにはフィルムと絶縁油のSP値(溶解度指数)の組
み合わせを選ぶことが重要である。
<Relationship between SP Value of Insulating Oil and SP Value of Polyolefin Resin Film> Here, an insulating tape using a polyolefin resin film as at least a part is used for a solid cable, and its electric performance is exhibited without any limitation. In order to achieve this, it is important to select the combination of the SP value (solubility index) of the film and insulating oil.

【0107】図10に樹脂ポリマーと油のSP値を対比
して示す。また、図11に各樹脂フィルムにおける鉱油
系絶縁油(SP値が8弱)の吸収量とImp.破壊強度との
関係を、図12にSP値が8弱の鉱油系絶縁油に含浸さ
れた樹脂フィルムのImp.破壊強度を樹脂フィルムのSP
値との関係で示す。
FIG. 10 shows the SP values of the resin polymer and oil in comparison. Further, FIG. 11 shows the relationship between the absorption amount of the mineral oil type insulating oil (SP value is less than 8) and the Imp. Fracture strength in each resin film, and FIG. 12 is the impregnated with the mineral oil type insulating oil having the SP value of less than 8. Imp. Breaking strength of resin film SP of resin film
Shown in relation to the value.

【0108】これらの図より、樹脂フィルムのSP値と
絶縁油のSP値が近いほど、樹脂フィルムが絶縁油を吸
収して電気性能を向上させることがわかる。電気性能の
向上は、AC,インパルス,DCの全てにわたって認められ
る。特に、ポリオレフィン系樹脂フィルムの場合は、S
P値8の合成油、すなわちアルキルベンゼン系絶縁油
(例えばドデシルベンセン系絶縁油:DDB)を用いれ
ば、この効果が顕著で、DC,インパルス共に破壊強度が
10%内外向上させられることが判明した。
From these figures, it is understood that the closer the SP value of the resin film is to the SP value of the insulating oil, the more the resin film absorbs the insulating oil and improves the electric performance. Improvements in electrical performance are observed over AC, impulse, and DC. Especially in the case of polyolefin resin film, S
It was found that when a synthetic oil having a P value of 8, that is, an alkylbenzene-based insulating oil (for example, dodecylbenzene-based insulating oil: DDB) is used, this effect is remarkable, and both DC and impulse fracture strength can be improved by 10%.

【0109】このような効果を引き出す中粘度絶縁油と
しては、ポリエステル系絶縁油,ポリブテン系絶縁油,
鉱油系絶縁油,アルキルベンゼン系絶縁油あるいはその
一種である重質アルキレート等の1種以上の混合絶縁油
を用いて粘度調整をして作製するのが好ましい。
As the medium viscosity insulating oil that brings out such effects, polyester type insulating oil, polybutene type insulating oil,
It is preferable that the viscosity is adjusted by using one or more kinds of mixed insulating oils such as mineral oil type insulating oil, alkylbenzene type insulating oil or heavy alkylate which is one of them.

【0110】さらにこの効果を顕著にするには、樹脂フ
ィルムの吸油量を予め十分に確保しておくことが好まし
い。そのためにはSP値の近い低粘度油でフィルム層に
十分油を吸収させておいてからソリッドケーブルに最適
の中粘度絶縁油を含浸する方法が有力である。
Further, in order to make this effect remarkable, it is preferable to secure a sufficient oil absorption amount of the resin film in advance. For that purpose, it is effective to use a low viscosity oil having an SP value close to the film layer to sufficiently absorb the oil and then impregnate the solid cable with the optimum medium viscosity insulating oil.

【0111】OFケーブル用低粘度絶縁油は常温で10
cst以下の粘度であり、非常に含浸し易い絶縁油であ
る。中でもアルキルベンゼン系絶縁油のDDBはSP値
が8でポリオレフィン系樹脂フィルムに極めて良く吸収
される。そこで、ケーブルコアの乾燥後、予めDDBを
含浸し、その後に80℃以上で24時間以上保ってフィ
ルムに油を吸収させる。その後にDDBを脱油して、中
粘度絶縁油を含浸させると、生産性をほとんど落とさず
に前述の効果を安定して得ることができる。
Low viscosity insulating oil for OF cable is 10 at room temperature.
Insulating oil with a viscosity of cst or less and very easy to impregnate. Among them, the alkylbenzene type insulating oil DDB has an SP value of 8 and is extremely well absorbed by the polyolefin type resin film. Therefore, after the cable core is dried, it is impregnated with DDB in advance and then kept at 80 ° C. or higher for 24 hours or longer so that the film absorbs oil. Then, if DDB is deoiled and the medium viscosity insulating oil is impregnated, the above-mentioned effects can be stably obtained with almost no decrease in productivity.

【0112】<絶縁層のグレーディング>さらに、本発
明者等はクラフト紙とポリオレフィン系樹脂フィルムの
複合比率が異なる絶縁テープを入手するに至ったので、
これらを巧みに組み合わせてソリッドDCケーブルのスト
レス分担を適性にして、ケーブルの性能向上を図った。
ここでの絶縁テープには、クラフト紙だけのテープから
クラフト紙とポリオレフィン系樹脂フィルムの複合テー
プおよびポリオレフィン系樹脂フィルムだけのテープが
含まれる。
<Grading of Insulating Layer> Further, since the present inventors have obtained an insulating tape having a different composite ratio of kraft paper and polyolefin resin film,
By skillfully combining these, the stress sharing of the solid DC cable was optimized and the performance of the cable was improved.
The insulating tape here includes a tape made only of kraft paper, a composite tape made of kraft paper and a polyolefin resin film, and a tape made only of a polyolefin resin film.

【0113】例えば、クラフト紙(誘電率ε=3.4,
抵抗率ρ=1014〜1018Ω・cm)、PPLP(k=40%
相当,ε=2.8,ρ=1016〜1018Ω・cm)を用い
て、図13に示すように、導体上のAゾーンおよび金属
シース直下のCゾーンにクラフト紙テープ層を、中央の
主絶縁層となるBゾーンにPPLPを配置する。これによ
り、インパルスではε−グレーディングでA,Cゾーン
の設計ストレスの分布を下げることができ、DCではρ−
グレーディングにより同じくA,Cゾーンの設計ストレ
ス分布を下げることができる。通常、絶縁層が導体およ
び金属シースと接する箇所は大きな弱点となり得るの
で、図14に示すように、この部分のストレス分布を下
げることは極めて好ましいことである。
For example, kraft paper (dielectric constant ε = 3.4,
Resistivity ρ = 10 14 -10 18 Ω · cm), PPLP (k = 40%)
(Equivalent, ε = 2.8, ρ = 10 16 to 10 18 Ω · cm), as shown in FIG. 13, a kraft paper tape layer is placed in the A zone on the conductor and the C zone directly below the metal sheath in the center. Place PPLP in zone B, which will be the main insulating layer. As a result, the distribution of design stress in the A and C zones can be reduced by ε-grading for impulse, and ρ-for DC.
Grading can also reduce the design stress distribution in the A and C zones. Usually, a place where the insulating layer contacts the conductor and the metal sheath can be a big weak point, so that it is extremely preferable to reduce the stress distribution in this portion as shown in FIG.

【0114】また、前述の通り、負荷遮断時に負圧にな
る可能性のある導体直上の範囲を主絶縁層の抵抗率より
低い抵抗率の絶縁層で覆うことは、この負圧の可能性の
ある弱い部分にストレスを分担させないことになるの
で、ソリッドケーブルにとってさらに好ましいことであ
る。
Further, as described above, it is possible to prevent the negative pressure by covering the area directly above the conductor, which may have a negative pressure when the load is cut off, with an insulating layer having a resistivity lower than that of the main insulating layer. This is even more preferable for solid cables, since it will not share stress in certain weak areas.

【0115】さらに、例えば導体に近い絶縁層領域にPP
比率k=80%のPPLPを、次にk=60%のPPLPを、そ
の外側にk=40%のPPLPを配置すれば、通常Kが大き
いほど抵抗率ρが大きいから、負荷ONおよび負荷OFF 時
の絶縁層中のDCストレスを緩和する方向のρ−グレー
ディングが可能である。この構成において、中粘度絶縁
油ではあっても、各種設計条件上できるだけ高い粘度の
絶縁油を用いたい場合、ケーブルの外側ほどクラフト紙
の比率が高くて油流抵抗が小さいから含浸が相対的に容
易になって好ましい。
Further, for example, in the insulating layer region close to the conductor, PP
If a PPLP with a ratio of k = 80%, a PPLP with a ratio of k = 60%, and a PPLP with a ratio of k = 40% are placed outside the PPLP, the higher the K, the higher the resistivity ρ. Ρ-grading in the direction of relieving the DC stress in the insulating layer at the time is possible. In this configuration, even if it is a medium viscosity insulating oil, if you want to use an insulating oil with a viscosity as high as possible under various design conditions, the ratio of kraft paper is higher toward the outside of the cable and the oil flow resistance is smaller, so impregnation is relatively It is easy and preferable.

【0116】以上は2〜3種類の絶縁テープを使用した
場合について述べたが、さらに多種類の絶縁テープを用
いてグレーディングを行えば、より合理的な絶縁設計が
可能であり、1種類の絶縁材料の使用しかできなかった
従来のケーブルの考え方から見れば画期的な進歩であ
る。
Although the case where two or three kinds of insulating tapes are used has been described above, a more rational insulation design can be achieved by performing grading using more kinds of insulating tapes, and one kind of insulating tape can be used. This is an epoch-making progress from the viewpoint of the conventional cable that can only use materials.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように、本発明送電線路に
よれば次の効果を奏することができる。 ソリッドケーブルの高温使用化,大容量化を実現でき
る。 負荷遮断時に導体近傍の絶縁層に負圧を生じることが
なく、ボイドの発生を抑制して電気性能の低下を防止す
る。 ケーブルハンドリング時にケーブル端部から容易に絶
縁油が漏洩することがない。 補強層を設けることで、ケーブル内部の油圧を高圧化
でき、かつ金属シースが破損することがない。
As described above, according to the power transmission line of the present invention, the following effects can be obtained. It is possible to use a solid cable at high temperature and increase its capacity. Negative pressure is not generated in the insulating layer near the conductor when the load is cut off, and the occurrence of voids is suppressed to prevent deterioration of electrical performance. Insulating oil does not easily leak from the cable end when handling the cable. By providing the reinforcing layer, the hydraulic pressure inside the cable can be increased and the metal sheath is not damaged.

【0118】また、本発明線路に用いるケーブルは、低
粘度絶縁油を含浸することなく中粘度絶縁油を直接絶縁
層に含浸することで、生産性を落とすことなく、絶縁層
に確実に絶縁油を含浸させることができる。
In the cable used in the line of the present invention, the insulating layer is securely impregnated with the medium-viscosity insulating oil without impregnating the low-viscosity insulating oil, so that the insulating layer can be reliably insulated. Can be impregnated.

【0119】さらに、本発明送電線路は、油止め接続箱
により満負荷時の絶縁油の膨張によりケーブル端部が破
損することを防止できると共に、給油槽を設けることで
渚部から陸上部にかけてのケーブルに絶縁油を供給して
スターベイションの発生を抑制できる。
Further, the transmission line of the present invention can prevent the cable end portion from being damaged by the expansion of the insulating oil at the time of full load by the oil stop connection box, and by providing the oil supply tank, it can be connected from the beach to the land. Insulation oil can be supplied to the cable to suppress starvation.

【0120】特に、油止め接続箱の海底部ソリッドケー
ブル側と給油槽との間を給油管で接続し、この給油管に
逆止弁を設けることで、海底部ソリッドケーブルに中粘
度絶縁油の供給を行うと共に、給油槽への逆流を抑止で
きる。
In particular, by connecting the sea bottom solid cable side of the oil stop connection box and the oil supply tank with an oil supply pipe, and providing a check valve on this oil supply pipe, the sea bottom solid cable is filled with medium-viscosity insulating oil. It is possible to supply the gas and suppress backflow to the oil tank.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】海底ソリッドケーブルの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a submarine solid cable.

【図2】負荷のON-OFFに伴うソリッドケーブル内の油圧
変化を絶縁層の異なる位置ごとに示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing changes in hydraulic pressure in a solid cable due to ON / OFF of a load for different positions of an insulating layer.

【図3】代表的な絶縁油と本発明に用いる中粘度ソリッ
ド絶縁油における代表的な温度と粘度との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a representative insulating oil and a representative temperature-viscosity of a medium viscosity solid insulating oil used in the present invention.

【図4】PPフィルムの両面にクラフト紙をラミネートし
たPPLPの構造と、PPLPを取り巻く絶縁材料の抵抗率ρ
(Ωcm)と、それに比例する直流(DC)ストレス分布を
示す説明図である。
[Fig. 4] Structure of PPLP laminated with kraft paper on both sides of PP film and resistivity ρ of insulating material surrounding PPLP
It is explanatory drawing which shows the direct-current (DC) stress distribution proportional to ((ohm) cm).

【図5】PP比率kと破壊ストレスとの関係を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between PP ratio k and breaking stress.

【図6】PPLPとDC用高気密度クラフト紙とのDC耐電圧値
の比率をPP比率kとの関係で示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the ratio of DC withstand voltage values of PPLP and high airtight kraft paper for DC in relation to PP ratio k.

【図7】PPLPによる絶縁層の拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view of an insulating layer made of PPLP.

【図8】(A)はPPLPを積層したの絶縁層の部分断面図
で、(B)はPPLPとポリプロピレンフィルムを交互に積
層した絶縁層の部分断面図ある。
FIG. 8A is a partial sectional view of an insulating layer in which PPLP is laminated, and FIG. 8B is a partial sectional view of an insulating layer in which PPLP and a polypropylene film are alternately laminated.

【図9】本発明送電線路の概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a power transmission line of the present invention.

【図10】樹脂ポリマーと油のSP値を対比した説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram comparing SP values of resin polymer and oil.

【図11】各樹脂フィルムにおける鉱油系絶縁油(SP
値が8弱)の吸収量とImp.破壊強度との関係を示すグラ
フである。
FIG. 11: Mineral oil-based insulating oil (SP) in each resin film
It is a graph which shows the relationship between the amount of absorption and the Imp.

【図12】SP値が8弱の鉱油系絶縁油に含浸された樹
脂フィルムのImp.破壊強度を樹脂フィルムのSP値との
関係で示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the Imp. Fracture strength of a resin film impregnated with a mineral oil-based insulating oil having an SP value of a little less than 8 in relation to the SP value of the resin film.

【図13】絶縁層にグレーディングを施したケーブルの
断面説明図である。
FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view of a cable having an insulating layer that is graded.

【図14】導体と金属シースの間における絶縁層のスト
レス分布を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a stress distribution of an insulating layer between a conductor and a metal sheath.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導体 2 内部半導電層 3 油浸絶縁層 4 外
部半導電層 5 金属シース 6 防食槽 7 金属テープ 8 保
護ヤーン 9 外装線 10 ポリプロピレン層 11 クラフト紙層
12 油通路 20 複合テープ 21 ポリプロピレン層 22 クラフト
紙 30 PP単独のテープ 40 海底部ソリッドケーブル 41
油止め接続箱 42 陸上部ケーブル 43 給油層 44 給油管
1 conductor 2 inner semiconductive layer 3 oil-impregnated insulating layer 4 outer semiconductive layer 5 metal sheath 6 anticorrosion tank 7 metal tape 8 protective yarn 9 exterior wire 10 polypropylene layer 11 craft paper layer
12 Oil passage 20 Composite tape 21 Polypropylene layer 22 Kraft paper 30 PP single tape 40 Subsea solid cable 41
Oil stop connection box 42 Land cable 43 Oil supply layer 44 Oil supply pipe

フロントページの続き (72)発明者 依田 潤 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 堀川 隆宏 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 芦辺 祐一 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 関 守弘 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 平10−283852(JP,A) 特開 昭62−44904(JP,A) 特開 昭59−198823(JP,A) 特開 昭56−53522(JP,A) 斉藤幸男、武裕一郎,電気絶縁紙,日 本,コロナ社,1969年12月20日,初版, P308−324 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 7/14 H01B 9/06 H01B 13/00 Front page continued (72) Inventor Jun Yoda 1-3-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka City Sumitomo Electric Industries, Ltd. (72) Inventor Takahiro Horikawa 1-3-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka Sumitomo Electric Industrial Co., Ltd. Osaka Works (72) Inventor Yuichi Ashibe 1-3-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka Sumitomo Electric Industries Co., Ltd. Osaka Factory (72) Inventor Morihiro Seki 1-3-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works (56) Reference JP 10-283852 (JP, A) JP 62-44904 (JP, A) JP 59-198823 (JP, A) JP 56 −53522 (JP, A) Yukio Saito, Yuichiro Take, Electrical insulating paper, Nihon, Corona Publishing, December 20, 1969, first edition, P308-324 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) ) H01B 7/14 H01B 9/06 H01B 13/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 海底に布設される海底部ソリッドケーブ
ルと、この海底部ソリッドケーブルの両端末に油止め接
続箱を介して接続される陸上部ケーブルとを具える直流
送電線路であって、 前記海底部ソリッドケーブルは、導体の外周に絶縁油が
含浸された絶縁層を具える直流ソリッドケーブルで、こ
の絶縁層の少なくとも一部にポリオレフィン系樹脂フィ
ルムを含む絶縁テープを用い、この絶縁テープは、ポリプロピレンフィルムとクラフト
紙の複合テープで、この複合テープ全体の厚さに対する
ポリプロピレンフィルムの厚さの比率kが60%超90
%未満(ただし70%以下の範囲を除く)であり、 前記絶縁油は60℃での粘度が10cst以上500cst未
満の中粘度絶縁油であり、かつ予め低粘度絶縁油を絶縁
層に含浸することなく絶縁層に含浸され、 前記油止め接続箱は渚部に配置され、 前記陸上部ケーブルには、中粘度以下の粘度の絶縁油を
陸上部ケーブルに供給する給油槽が接続されていること
を特徴とする直流送電線路。
1. A seabed solid cave laid on the seabed.
And both ends of this submarine solid cable with oil stoppers.
DC with land-based cables connected via connecting boxes
A transmission line, The submarine solid cable has insulating oil around the conductor.
This is a DC solid cable with an impregnated insulation layer
At least part of the insulating layer of the polyolefin resin
Using insulating tape containing rum,This insulation tape is made of polypropylene film and craft
Paper composite tape, for the total thickness of this composite tape
Polypropylene film thickness ratio k is over 60% 90
% (Excluding the range of 70% or less), The insulating oil has a viscosity at 60 ° C of 10 cst or more and 500 cst or less.
Fully filled with medium viscosity insulating oil and pre-insulated with low viscosity insulating oil
Impregnated into the insulating layer without impregnating the layer, The oil stop connection box is located at the beach, Insulating oil of medium viscosity or less is used for the land cable.
The tank to supply oil to the onshore cable must be connected.
Characterized byDirect currentPower transmission line.
【請求項2】 比率kが80%以上90%未満であるこ
とを特徴とする請求項記載の直流送電線路。
Wherein the ratio k is DC transmission line of claim 1, wherein less than 80% or more 90%.
【請求項3】 海底部ソリッドケーブルにおけるクラフ
ト紙の気密度が3000ガーレ秒以上であることを特徴
とする請求項記載の直流送電線路。
3. A DC transmission line of claim 1, wherein the vapor density of the kraft paper in submarine-portion solid cable, characterized in that at least 3,000 Gurley seconds.
【請求項4】 絶縁油のSP値が、ポリオレフィン系樹
脂フィルムのSP値の±1.5の範囲内にあることを特
徴とする請求項1〜のいずれかに記載の直流送電線
4. A SP value of insulating oil, DC transmission line according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the range of ± 1.5 of the SP value of polyolefin resin film
Road .
【請求項5】 陸上部ケーブルが中粘度絶縁油を用いた
ソリッドケーブルであることを特徴とする請求項1〜
のいずれかに記載の直流送電線路。
5. A method according to claim 1-4, characterized in that land portion cable is <br/> solid cable using a medium-viscosity insulating oil
The DC transmission line described in any one of 1.
【請求項6】 油止め接続箱の海底部ソリッドケーブル
側に給油管を接続し、この給油管を給油槽に連結して、
給油槽から中粘度絶縁油を海底部ソリッドケーブルに供
給するよう構成したことを特徴とする請求項1〜5のい
ずれかに記載の直流送電線路。
6. An oil supply pipe is connected to the sea bottom solid cable side of the oil stop connection box, and the oil supply pipe is connected to an oil supply tank,
The DC power transmission line according to any one of claims 1 to 5, wherein the DC oil transmission tank is configured to supply the medium-viscosity insulating oil to the undersea solid cable.
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