JP5101065B2 - 電力ケーブル - Google Patents

Description

この発明は、電力ケーブルに関し、特に、互いに撚り合わされ、各々が外部を半導電層で覆われた絶縁導体を有する３本の心線（コア）と、該３本の心線（コア）を包囲する共通の外被（サーヴィング）とから成る電力ケーブルであって、少なくとも１つの光導波路（オプティカルウエーブガイド）と、前記心線と外被との間の隙間に充填された充填物とを備えた電力ケーブルに係る。

ドイツ特許（ＤＥ １９５ ０８ ８８８ Ｃ２）

電力ケーブルは、電気エネルギを送電および配電するために用いられる。該ケーブルは、電圧が１ＫＶ迄の低電圧ケーブルおよび、電圧が２４５ＫＶ迄の中、高圧ケーブルとして周知である。これらのケーブルは、しばしば付加的に、信号伝送および／又は、制御用に使用される少なくとも１本の光導波路（オプティカルウエーブガイド、以下ＯＷＧという）が装着される。このＯＷＧは、シングル光ファイバーまたは光ファイバーを複数本束めてチューブに収めた多心光ファイバから成る。

ケーブルの製造および輸送中の損傷を、使用時と同様に、防止しなくてはならない。例えば、上記ドイツ特許文献（ＤＥ１９５０８８８８Ｃ２）に開示されている従来技術によれば、ＯＷＧは小さな金属チューブ内に配置され、ケーブルの一つの隙間に隣接する導体の半導電層に直接接触して装着されている。ケーブルの他の２つの隙間には、充填物が充填されている。ＯＷＧと充填物は、内部シースに埋め込まれている。ケーブルの外部シースは内部シースを包囲している。

本発明の目的は、上述した従来のケーブルの構造を、ＯＷＧを効果的に保護しながら、簡略化することにある。

上記課題は、下記の特徴を有する本発明により克服される。すなわち、
互いに撚り合わされ、各々が外部を半導電層で覆われた絶縁導体を有する３本の心線（コア）と、該３本の心線（コア）を包囲する共通の外被（サーヴィング）とから成る電力ケーブルであって、
少なくとも１つの光導波路（オプティカルウエーブガイド）と、
前記心線と外被との間の隙間に充填された充填物とを備え、
（ａ）前記各隙間には、空洞室（ホロウ チェンバー）を有するプラスチックで作られた形状体（プロファイルドボディ）（１６）を、前記各隙間の寸法に適合するように配置し、それにより前記隙間を形状体（プロファイルドボディ）（１６）により略完全に充填し、
（ｂ）少なくとも１つの前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）は前記空洞室（１７）を有し、各形状体（プロファイルドボディ）（１６）と一体に形成した半導電材料から成り少なくとも１つの心線（１，２，３）の外部半導電層に対して緩衝効果をもつ壁（１８，１９）により、前記空洞室の外側を仕切り、
（ｃ）半導電性の前記壁(１８，１９)を有する少なくとも１つの前記空洞室（１７）内に、少なくとも１つの光導波路（オプティカルウエーブガイド）（２０）を配置する、ことを特徴とする。

上記ケーブルにおいて、導体とスクリーン間の隙間は、唯一の形状体（プロファイルドボディ）、すなわち、唯一のエレメントによって、略充填されている。
形状体（プロファイドボディ）は、押し出し成型により作られることが望ましく、該形状体に少なくとも１本のＯＷＧが挿入された後は、ケーブルの製造中、前記隙間内に配置されている。
各形状体（プロファイドボディ）は２つの隣接したコアに対して緩衝材の役割を担い、外被（サーヴィング例えばポリプロピレン糸巻き等のシース）に対して良好なサポートとなる。

少なくとも１つのＯＷＧを有する空洞室の半導電壁は、ＯＷＧが心線と同じ電位（電気的ポテンシャルレベル）にあることを保障する。
上記のように、ケーブルは１作業工程で、ＯＷＧを含む種々のエレメントの組み立てと共に、製造される。
ＯＷＧは機械的ストレスと電気的過渡電流に対し十分保障される。

本発明の、好ましい実施例を図に示す。
図１、図２は本発明に係る２種類のケーブルの断面図である。
図３は、形状体（プロファイルドボディ）の拡大断面図である。

図１のケーブルは、互いに撚り合わされた３本の心線（１）、（２）、および（３）を有している。
上記各心線は（１）、（２）、および（３）は、好ましくは、複数の撚り合わされた銅線（線引きされ、焼鈍された）から構成される金属導体から成り、該金属導体は、例えば半導電性架橋ポリエチレンからなる内部導体スクリーン（５）によって覆われている。
例えば架橋ポリエチレンからなる絶縁物（６）は、スクリーン（５）を包囲し、架橋ポリエチレン等の絶縁物スクリーン（７）により覆われている。

上記スクリーン（７）の周囲には、金属スクリーン（８）が形成され、該金属スクリーンは外部半導電層により包囲されている。
上記各心線（１）、（２）、および（３）は互いにその外側の半導電層（９）に対して緩衝効果をもつ。
３本の心線は（１）、（２）、および（３）は、図１に示すように、共通の外被（サーヴィング）（１０）により包囲されている。

図２のケーブルは、約３６KVで使用される３相海底ケーブルの例である。
該ケーブルで、絶縁スクリーン（７）は半導電性繊維テープ（１１）で包囲され、さらに鉛シースで被覆され、水の浸入に対するバリアーとなり、同時に充電電流や非対称故障電流の流出路（ドレイン）となっている。鉛シース（１２）の周囲には外部半導電層（９）が形成されている。

図２のケーブルの外被（サーヴィング）（１０）は、例えばプリプロピレン糸を巻いてなる防護層（１３）と、腐食防止のためアスファルトに埋め込まれた亜鉛メッキされた鋼線からなる外部保護層（１４）と、例えば、ポリプロピレン糸を２層に巻いて成る外部シース（１５）とより構成されている。

図１、図２に示すように、ケーブルの各２本の心線と外被（１０）の間は、実質的に断面が３角形の隙間が設けられている。前記各隙間にはプラスチックからなる形状体（１６）が配置され、あたかも、複数の空洞室を有する枠組み（フレームワーク）のように構築されている。
前記空洞室は、図２に示すようにケーブル内において壁で仕切られ、該壁は、前記空洞室に海水が侵入できる穴が穿たれていることが望ましい。

少なくとも１つの前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）は、半導電材料から成る壁により仕切られた空洞室を有している。図１、図２に示す好ましい実施例によれば、前記空洞室（１７）は、形状体（プロファイルドボディ）（１６）が形成する三角形の頂点エリアに設けられている。前記空洞室（１７）は半導電材料から成る２つの壁（１８，１９）により、外側を仕切られている。

図１、図２に示すように、各空洞室（１７）には、光導波路（オプティカルウエーブガイド）２０すなわち、“ＯＷＧ２０”が配置されている。ＯＷＧ（２０）として、シングルファイバー又は金属チューブ内に複数本束ねたファイバーが使用される。
壁（１８）および（１９）は、各心線（１，２，３）の外部半導電層（９）に対して緩衝材の役割をする。

上述したように、形状体(１６)は、心線(１，２，３)間の隙間の断面形状に適合している。
前記形状体は、押し出し成型により予め作られ（プレハブされ）、また高密度ポリエチレンのような良好な電気特性を有する絶縁材料で作られることが望ましい。

前記壁（１８，１９）は、半導電性ポリエチレンのような半導電材料でつくられている。前記壁は、形状体（１６)の他の部分と一体に、例えば共同押し出し成型により、形成される。
空洞室（１７）の壁（１８，１９）の好ましい実施例としては、その自由端（フリーエンド)がスロット（２１）によって分離されていて、これにより空洞室（１７）は、ＯＷＧ（２０）を挿入する際に該スロット部分で開くことができる。

壁（１８，１９）の他の部分は図３に示すように、互いに緩衝効果を有している。前記壁は、ＯＷＧ（２０）を挿入後自動的に、スロット（２１）が閉じられていた状態に戻ることができるように弾性的に変形する。

本発明のケーブルは、下記に示すように、１つの作業工程（１工程、ワンワーキングオペレーション）により製造されることが望ましい。
（Ａ）．３本の心線がドラムから引き取られ、互いに３本の形状体（１６）とともに、撚り合わされる。
（Ｂ）．少なくとも１つのＯＷＧ（２０）が、前記撚り合わせ作業の前に、形状体（１６）の１つの空洞室（１７）に挿入される。
（Ｃ）．前記（Ｂ）の作業は、ケーブル製造中に行われる。このため、ＯＷＧ（２０）を前記空洞室にスナップ挿入する際に、該空洞室を開くためのＶ字型ガイドが用いられる。
（Ｄ）．３本の心線（１，２，３）と３本の形状体（プロファイルドボディ）（１６）を有する完成されたケーブルコアの周囲に、外被（サーヴィング)(１０)が施される。
その後、前記ケーブルはドラムに巻き取られ、上記１工程が終了する。

第１実施形態に係る本発明の電力ケーブルの断面図である。 第２実施形態に係る本発明の電力ケーブルの断面図である。 本発明に係る形状体（プロファイルドボディ）の拡大断面図である。

Claims (7)

1. 互いに撚り合わされ、各々が外部を半導電層で覆われた絶縁導体を有する３本の心線（コア）と、該３本の心線（コア）を包囲する共通の外被（サーヴィング）とから成る電力ケーブルであって、
   少なくとも１つの光導波路（オプティカルウエーブガイド）と、
   前記心線と外被との間の隙間に充填された充填物とを備え、
   （ａ）前記各隙間には、空洞室（ホロウ チェンバー）を有するプラスチックで作られた形状体（プロファイルドボディ）（１６）を、前記各隙間の寸法に適合するように配置し、それにより前記隙間を形状体（プロファイルドボディ）（１６）により略完全に充填し、
   （ｂ）少なくとも１つの前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）は前記空洞室（１７）を有し、各形状体（プロファイルドボディ）（１６）と一体に形成した半導電材料から成り少なくとも１つの心線（１，２，３）の外部半導電層に対して緩衝効果をもつ壁（１８，１９）により、前記空洞室の外側を仕切り、
   （ｃ）半導電性の前記壁(１８，１９)を有する少なくとも１つの前記空洞室（１７）内に、少なくとも１つの光導波路（オプティカルウエーブガイド）（２０）を配置する、
   ことを特徴とする電力ケーブル。
2. 前記半導電壁（１８，１９）を有する前記空洞室（１７）を、２本の前記心線の間に広がる形状体（プロファイルドボディ）（１６）が形成する三角形の頂点エリアに設けることを特徴とする、請求項１に記載する電力ケーブル。
3. 前記半導電壁（１８，１９）を有する前記空洞室（１７）は、光導波路（オプティカルウエーブガイド）（２０）を挿入する際に一様な弾性力で開くスロット（２１）を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載する電力ケーブル。
4. 前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）に在る空洞室の仕切り壁（１８，１９）に穴があけられていることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載する電力ケーブル。
5. 前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）は、高密度ポリエチレンから成ることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載する電力ケーブル。
6. 前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）の半導電壁（１８，１９）は、半導電性ポリエチレンから成ることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載する電力ケーブル。
7. 前記形状体（プロファイルドボディ）（１６）を押し出し成型により、半導電壁（１８，１９）の共同押し出し成型と共に、１つの作業工程（ワンワーキングオペレーション）で製造することを特徴とする、請求項５又は６に記載する電力ケーブル。