JP6013149B2

JP6013149B2 - 送電用ケーブル及びその製造方法

Info

Publication number: JP6013149B2
Application number: JP2012255573A
Authority: JP
Inventors: 久和石橋; 新次郎小西
Original assignee: Kanzacc
Current assignee: Kanzacc
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: JP2014103041A

Description

本発明は、送電用ケーブルに関するものである。

水中ポンプへの送電用ケーブルとして、Electric Submersible Pumps ケーブル（以下、ESPケーブルという。）が用いられている（非特許文献）。ESPケーブルは、その先端が油井に沈められた水中ポンプに接続されて、水中ポンプから地上又は海上にのびる送油管に沿わせて配設される。ESPケーブルは、一列に配置された複数の電線と、この複数の電線に、螺旋状に、一部を重ね合わせながら巻き付けられた金属テープとから構成される。ESPケーブルの屈曲の自由度を高めるため、金属テープのテープ幅は狭い。

しかしながら、金属テープを重ね合わせながら巻き付けていくので、製造に時間を要する。またケーブル自体が重量化し、その輸送、設置が困難である。さらに、金属テープの使用量が多く、その材料コストがかかる。また、設置されたESPケーブルの屈曲部分にある金属テープは、隙間が生じ易く、気密性及び水密性が低下する。このため、ケーブル内に異物が混入し電線の劣化が生じ易い。

http://www.kerite.com/product.pump.1htf3.asp http://www.imexbb.com/esp-cable-10697252.htm

本発明は、軽く、気密性及び水密性に優れ、製造速度が速く、材料コストの低い送電用ケーブルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の送電用ケーブルは、一列に配置された複数の電線と、前記複数の電線を気密に覆い、断面が長円形状に形成された波付管とを備えたことを特徴とする。

また、前記波付管は、幅方向に丸められた金属テープが接合されて成り、前記金属テープの合せ目が、前記波付管の断面において、長円形状の短手部分に位置していることを特徴とする。

さらに、前記波付管の内方に前記複数の電線と一列に配置された導管を備えたことを特徴とする。

さらに、前記電線が撚り線で形成されたことを特徴とする。

本発明の送電用ケーブルの製造方法は、金属テープと複数の電線を準備する工程と、前記金属テープの長手方向に沿って前記複数の電線を縦添えし、該金属テープを該複数の電線と共に長手方向に搬送しながら、該金属テープを幅方向に丸めて管状体を形成する工程と、前記金属テープの合せ目を気密接合する工程と、合せ目が気密接合された前記管状体をその管軸方向に起伏を付け、その管軸方向に直交する一方向に押圧する工程とを含むことを特徴とする。

複数の電線を気密に覆う波付管は、屈曲可能であり、かつ、屈曲部分において隙間が生じることがない。よって、本発明の送電用ケーブルは、気密性及び水密性に優れており、送電用ケーブル内に水、油等の異物が混入せず、電線の劣化は生じにくい。

また、この波付管は金属テープが丸められて形成される。この波付管は金属テープに重ね合わせ部分がないため、ケーブル自体を軽量化でき、また材料コストを低減することができる。さらに、金属テープを螺旋状に巻き付ける必要がないので、製造速度を向上させることができる。

本発明の送電用ケーブルの斜視図である。管軸方向に直交する方向における送電用ケーブルの断面図である。（ａ）管軸方向における送電用ケーブルの断面図である。（ｂ）管軸方向における他の送電用ケーブルの断面図である。本発明の送電用ケーブルの製造工程の説明図である。管軸方向に直交する方向における断面図であり、（a）は本発明の他の送電用ケーブルを示し、（ｂ）は本発明のさらに他の送電用ケーブルを示し、（ｃ）は本発明のさらに他の送電用ケーブルを示す。

本発明の送電用ケーブルを水中ポンプの送電用ケーブルとして用いた場合を例に、図面に従って説明する。なお、本明細書においては、各図にわたって示される同じ符号は同一又は同様の部材や物を示す。

本発明の送電用ケーブル2は、図１に示すように、複数の電線6と、この複数の電線6を覆う波付管4とを含む。

電線6は、水中ポンプに３相交流電流を供給するものであり、図１及び図２に示すように、３本の電線6が波付管4の内周面に沿って横一列に配置されている。この電線6は、導体線16を絶縁層18、シース20の順に被覆して構成される。導体線16は、代表的には銅線であり、ダイスに通されることにより所定の太さに引き延ばされる。引き延ばし後の断面積は、例えば13.30ｍｍ^２〜42.41ｍｍ^２である。絶縁層18は、例えば、ポリプロピレン，エチレンプロピレンゴムから成り、押出機により導体線16の外周面上に形成される。その層の厚みは例えば1.9ｍｍ〜2.3ｍｍである。シース20は、例えばニトリルゴム，エチレンプロピレンゴム，鉛から成り、シース押出機により絶縁層18の外周面上に形成される。その厚みは例えば2.0ｍｍ〜3.0ｍｍである。なお、電線6の本数は、送電先に応じて適宜定められる。

波付管4は、その内方に一列に配置された複数の電線6を気密に覆い、保護するものである。この波付管4の断面は長円形状であり、例えば、図１及び図２に示すように、長手の一対の平行面8と、この一対の平行面8の両端を繋いで互いに外側に湾曲して成る一対の湾曲面10とから構成される。波付管4の断面形状はこれに限られず、楕円、角部が丸い略長方形であってもよい。この波付管4は、例えば、鋼、ステンレス、モネル、亜鉛メッキ鋼等の金属製の金属テープ12（図４）がその幅方向に丸められ、その合せ目14が気密接合され、管軸方向が波形に形成される。合せ目14の接合方法としては、例えば、不活性ガス雰囲気で連続的に溶接する方法がとり得る。また、波付管4の波形は、図１及び図３に示すように螺旋状に形成される。図３（ａ）に示すように、波形の頂部5aが平坦であり、底部7aが略鋭角的に折れ曲がっても良い。また、図３（ｂ）に示すよう、頂部5b及び底部7bが緩やかに湾曲していても良い。波形の頂部及び底部の間隔は適宜定められる。また波形は、螺旋状に限られず平行状に形成されたものであっても良い。

この様な波付管4としては、例えば、丸型の金属製コルゲートチューブが管軸方向に直交する一方向に押圧されて平たく形成されたものが用いられる。その断面寸法は、例えば、幅（ｗ）が60mm、高さ（ｈ）が20mmであり、肉厚は0.4ｍｍである。寸法は、これに限られず、電線6の本数や、電線6の外形に応じて定められる。送電用ケーブル2をコンパクトにするため、各平行面8が各電線6を挟むように高さ（ｈ）を定めることが好ましい。また、コルゲートチューブの断面において、合せ目14の位置は、特に限定されないが、押圧時における接合箇所の破損を防止するため、長円形状の短手部分である一対の湾曲面10に位置するのが好ましい。

本発明の送電用ケーブル2の製造工程を図４に従って説明する。図４において製造工程は左側から右側へ進む。
（１）金属テープ12と３本の電線6を準備する。
（２）図４の左側に示すように、金属テープ12の長手方向に沿って電線6を縦添えし、この金属テープ12を電線6と共に金属テープ12の長手方向に搬送する。
（３）複数の成形ローラー22の間に金属テープ12と電線6を通し、金属テープ12を徐々に幅方向に丸め、管状に形成する。これにより全ての電線6を内方に収納した断面が円状、楕円状等の管状体24が形成される。
（４）この管状体24の合せ目14をレーザ溶接、アーク溶接等の溶接機26で溶接し、溶接個所を検査機28で確認する。これにより、気密性及び水密性に優れた管状体24が形成される。
（５）管軸方向に起伏を付ける波付機30に管状体24を通して、管軸方向の断面が波形に形成された波付管4aが形成される。
（６）この波付管4aを、例えば波付管4aを挟んで押圧する一対のローラーが複数配置された押圧機32に通して、管軸方向に直交する一方向に押圧する。これにより、断面が長円形状に変形された波付管4が形成され、３本の電線6が波付管4の内周面に沿って一列に配置される。上記工程により本発明の送電用ケーブル2が製造される。
なお、断面における合せ目14の位置は特に限定されないが、上記工程（６）において波付管4の溶接個所の破損を防止するため、合せ目14が断面において長円形状の短手部分に位置するように押圧して変形することが好ましい。

本発明の送電用ケーブル2の波付管4は金属テープ12が丸められて成る。この波付管4は金属テープ12に重ね合わせ部分がないため、ケーブル自体を軽量化でき、また材料コストを低減することができる。さらに、金属テープ12を複数の電線6に螺旋状に巻き付ける必要がないので、製造速度を向上させることができる。

また、気密に接合された波付管4は屈曲可能であり、かつ、屈曲部分において隙間が生じない。よって、気密性及び水密性に優れており、送電用ケーブル2内に水、油等の異物が混入せず、電線6の劣化は生じにくい。

さらに、本発明の送電用ケーブル2は横長であり、断面において長手の一対の平行面8を有するため、ケーブルの巻き取りドラムに巻き付け易い。

本発明の送電用ケーブル2は、図５（a）に示すように、金属製の導管34が、複数の電線6と共に波付管4内に設けられ、この導管34と複数の電線6が波付管4の内周面に沿って一列に配置されたものであっても良い。この導管34は、水中ポンプのモータに洗浄液を送るものであり、代表的にはステンレスから成る。図５（a）中において、２本の導管34が複数の電線6を挟んで配置されているが、配置の態様はこれに限られない。例えば、複数の電線6と導管34を交互に並べても良い。また、導管34の本数は、２本に限られず、１本又は３本以上であっても良い。なお、水中ポンプの洗浄を必要としない場合は、導管34を配置しない。

また、本発明の送電用ケーブル2は、図５（ｂ）に示すように、送電用ケーブル2の断面において、波付管4の一対の平行面がそれぞれ同方向に送油管の外形に沿うように湾曲したものであってもよい。この湾曲した一対の平行面36は、押圧機32の各ローラーの形状により定められる。この送電用ケーブル2bは、送油管の表面に沿わせて配設でき、送電用ケーブル2の設置の省スペース化を図ることができる。

また、本発明の各電線6内の導体線16は、単線に限られず、撚り線であってもよい。さらに、図５（ｃ）に示すように、撚り線38を複数本含む電線6aであってもよい。各撚り線38の位置決めをするため、各電線6aの内方には、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂製のテープ40を詰めても良い。また、電線6bをコンパクトに形成するために、各撚り線38を引抜加工して、撚り線38を構成する各導体線16a間の隙間を埋めるように各導体線16aを変形させたものであっても良い。

以上、本発明の送電用ケーブルについて説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の範囲に属するものである。

2...送電用ケーブル
4...波付管
6,6a...電線
8,36...平行面
10...湾曲面
12...金属テープ
14...合せ目
16...導体線
18...絶縁層
20...シース
22...成形ローラー
24...管状体
26...溶接機
28...検査機
30...波付け機
32...押圧機
34...導管
38...撚り線
40...テープ

Claims

一列に配置された複数の電線と、
前記複数の電線を気密に覆い、断面が長円形状に形成された波付管と、
を備え、
前記波付管は、幅方向に丸められた金属テープが接合されて成り、
前記金属テープの合せ目が、前記波付管の断面において、長円形状の短手部分に位置していることを特徴とする送電用ケーブル。
前記波付管の内方に前記複数の電線と一列に配置された導管を備えたことを特徴とする請求項１に記載の送電用ケーブル。
前記電線が撚り線で形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送電用ケーブル。
金属テープと複数の電線を準備する工程と、
前記金属テープの長手方向に沿って前記複数の電線を縦添えし、該金属テープを該複数の電線と共に長手方向に搬送しながら、該金属テープを幅方向に丸めて管状体を形成する工程と、
前記金属テープの合せ目を気密接合する工程と、
合せ目が気密接合された前記管状体をその管軸方向に起伏を付け、その管軸方向に直交する一方向に押圧する工程と、
を含み、
前記押圧する工程において、前記管状体は、前記合せ目が断面において長円形状の短手部分に位置するように押圧されることを特徴とする送電用ケーブルの製造方法。