JP6329808B2

JP6329808B2 - Submarine cable

Info

Publication number: JP6329808B2
Application number: JP2014088890A
Authority: JP
Inventors: 規昭堀口
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: JP2015207518A

Description

本発明は、海底、海中で使用される海底ケーブルに関する。 The present invention relates to a seabed and a submarine cable used in the sea.

海底ケーブルは、布設時に発生する大きな張力からケーブル心線を保護するため、また船舶の錨害対策のために、ケーブル心線の周囲に配設された複数の鉄線からなる鎧装を備えている（例えば、特許文献１参照）。これらの鉄線は錨が食い込まないように、ケーブル心の外周に対して適度な隙間(1〜3mm程度)を空けた状態で巻きつけるため、ケーブルの外径に応じてその本数が決まっていた。 The submarine cable is equipped with an armor made of a plurality of iron wires arranged around the cable core to protect the cable core from a large tension generated during installation and to prevent damage to the ship. (For example, refer to Patent Document 1). Since these iron wires are wound with an appropriate gap (about 1 to 3 mm) around the outer periphery of the cable core so that no wrinkles get caught, the number of these wires is determined according to the outer diameter of the cable.

実開平０５−６６８１６号公報Japanese Utility Model Publication No. 05-66816

数百m〜数千m程度の水深に対応する超高圧の海底ケーブルを布設する場合、海底ケーブルの重量が大きくなるため、布設時の張力に耐えるために鉄線の鎧装を二重以上にする等の対策が必要となる。しかし、その場合、ケーブルの外径が大きくなり、鉄線の本数が増えてさらなる重量の増加が生じるため、さらなる張力の向上が要求される。
また、ケーブルの外径が大きくなり、鉄線の鎧装を二重以上とした場合、ケーブルの許容曲げ径が大きくなり、また、捻りにくくなるため、コイル取りができず、大型のターンテーブル取りでケーブルを巻いて布設作業を行わなければならない。しかし、ターンテーブルは装置が大がかりであり、非常に高コストとなるという問題があった。 When laying an ultra-high-pressure submarine cable corresponding to a water depth of several hundreds to thousands of meters, the weight of the submarine cable increases, so the armor of the iron wire is doubled or more to withstand the tension during installation. Measures such as these are necessary. However, in that case, the outer diameter of the cable is increased, the number of iron wires is increased, and the weight is further increased. Therefore, further improvement in tension is required.
Also, when the outer diameter of the cable is increased and the armor of the iron wire is made more than double, the allowable bending diameter of the cable increases and it becomes difficult to twist, so the coil cannot be removed and a large turntable can be removed. The cable must be wound and laid. However, the turntable has a problem that the apparatus is large and the cost is very high.

本発明の目的は、より軽量な海底ケーブルを提供することである。 An object of the present invention is to provide a lighter submarine cable.

本発明は、導体部と当該導体部の周囲に設けられた絶縁層とを有するケーブル心線の周囲に巻き付けて配置する複数の鎧装がカーボンファイバーを含むとすることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the plurality of armor pieces wound and arranged around a cable core having a conductor portion and an insulating layer provided around the conductor portion include carbon fibers.

上記発明は、鎧装がカーボンファイバーを含んでいるので、鉄線の鎧装と比べて海底ケーブルの許容張力を飛躍的に高めることが可能である。
また、カーボンファイバーは鉄線よりも許容張力が大きいので、鉄線の鎧装に比べてカーボンファイバーの外径を縮小することができ、海底ケーブル全体の小径化を図ることが可能となる。そして、この小径化により海底ケーブルの許容曲げ径の拡大を回避することができ、許容張力を高めつつターンテーブル取りを不要とし、運搬、布設作業のコスト低減を図ることが可能である。
さらに、カーボンファイバーは鉄線よりも軽量であることから、海底ケーブルの軽量化を図ることが可能である。従って、運搬、布設作業の作業負担や作業コストの低減を図ることが可能であるとともに、より大水深への布設も可能となる。 In the above invention, since the armor includes carbon fiber, it is possible to dramatically increase the allowable tension of the submarine cable as compared with the iron wire armor.
Further, since the allowable tension of carbon fiber is larger than that of iron wire, the outer diameter of carbon fiber can be reduced compared to the armor of iron wire, and the diameter of the entire submarine cable can be reduced. By reducing the diameter, it is possible to avoid an increase in the allowable bending diameter of the submarine cable, making it unnecessary to remove the turntable while increasing the allowable tension, and reducing the cost of transportation and installation work.
Furthermore, since carbon fiber is lighter than iron wire, it is possible to reduce the weight of the submarine cable. Therefore, it is possible to reduce the work load and work cost of transportation and laying work, and it is also possible to lay deeper water.

また、上記海底ケーブルにおいて、前記複数の鎧装を、鉄線と前記カーボンファイバーから構成しても良い。
これにより、鎧装をカーボンファイバーのみとする場合よりも製造コストの低減を図ることが可能となる。さらに、鉄線とカーボンファイバーの比率を調節することで、海底ケーブルの許容張力、重量又は外径等の要求と製品コスト低減の要求との調和を図ることが可能となる。 Further, in the submarine cable, the plurality of armoring may be constituted by iron wires and the carbon fibers.
As a result, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the armor is made of only carbon fiber. Furthermore, by adjusting the ratio between the iron wire and the carbon fiber, it becomes possible to reconcile the requirements for the allowable tension, weight, outer diameter, etc. of the submarine cable with the requirements for reducing the product cost.

また、上記海底ケーブルにおいて、前記複数の鎧装において、前記カーボンファイバーの本数が鉄線の本数以下となる構成としても良い。
その場合、鉄線に対するカーボンファイバーの割合を調節することにより海底ケーブルの許容張力、重量又は外径を適宜調節することが可能となる。
さらに、カーボンファイバーをケーブル心線の周囲に均一の間隔で配置しても良い。その場合、海底ケーブルの可撓性をいずれの方向に対しても均一とすることができる。 In the submarine cable, in the plurality of armored jackets, the number of the carbon fibers may be equal to or less than the number of iron wires.
In that case, the allowable tension, weight or outer diameter of the submarine cable can be appropriately adjusted by adjusting the ratio of the carbon fiber to the iron wire.
Furthermore, carbon fibers may be arranged around the cable core wire at a uniform interval. In that case, the flexibility of the submarine cable can be made uniform in any direction.

また、上記海底ケーブルにおいて、前記鉄線の鎧装に対して前記カーボンファイバーの鎧装の外径を四分の一程度または四分の一より小さくしてもよい。
鉄線の鎧装に対してカーボンファイバーの鎧装の外径を四分の一程度とすると、ケーブル心線の周囲に並んだ鉄線と鉄線の間にカーボンファイバーを配置することができ、海底ケーブルの拡径を殆ど生じさせることなく許容張力の増加を図ることが可能となる。ここでいう四分の一程度とは鉄線の巻き状態によってはカーボンファイバーの外径が鉄線外径の四分の一よりやや大きくなる場合を含む。 Further, in the submarine cable, the outer diameter of the carbon fiber armor may be set to about a quarter or smaller than a quarter of the iron wire armor.
If the outer diameter of the armor of the carbon fiber is about a quarter of the armor of the iron wire, the carbon fiber can be placed between the iron wires arranged around the cable core wire, and the submarine cable It is possible to increase the allowable tension with almost no diameter expansion. The term “about one quarter” here includes a case where the outer diameter of the carbon fiber is slightly larger than a quarter of the outer diameter of the iron wire depending on the winding state of the iron wire.

以上のように、本発明は、上記の構成により、より軽量で許容張力が大きな海底ケーブルを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a submarine cable that is lighter and has a large allowable tension.

海底ケーブルの長手方向に垂直な断面図である。It is sectional drawing perpendicular | vertical to the longitudinal direction of a submarine cable. 海底ケーブルの一端部において各層を順番に切り開いた状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which cut and opened each layer in order in the one end part of a submarine cable. 亜鉛メッキ鉄線の外径とカーボンファイバーの外径との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the outer diameter of a galvanized iron wire, and the outer diameter of a carbon fiber. 三本のケーブル心線を備える海底ケーブルの長手方向に垂直な断面図である。It is sectional drawing perpendicular | vertical to the longitudinal direction of a submarine cable provided with three cable core wires. カーボンファイバーの配置の他の例を示す海底ケーブルの長手方向に垂直な部分断面図である。It is a fragmentary sectional view perpendicular | vertical to the longitudinal direction of the submarine cable which shows the other example of arrangement | positioning of carbon fiber. カーボンファイバーの配置のさらに他の例を示す海底ケーブルの長手方向に垂直な部分断面図である。It is a fragmentary sectional view perpendicular | vertical to the longitudinal direction of the submarine cable which shows the further another example of arrangement | positioning of carbon fiber.

［実施形態の概要］
本発明の実施形態である海底ケーブル１００について図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は海底ケーブル１００の長手方向に垂直な断面図、図２は海底ケーブル１００の一端部において各層を順番に切り開いた状態を示す側面図である。 [Outline of Embodiment]
The submarine cable 100 which is embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. 1 thru | or FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the submarine cable 100, and FIG. 2 is a side view showing a state in which each layer is sequentially opened at one end of the submarine cable 100.

様々な構成があるが、一例としては、図１に示すように、海底ケーブル１００は、ケーブル心線１０を中心として半径方向外側に向かって座床層２０、鎧装３０、防食層４０が順番に形成されている。 As an example, as shown in FIG. 1, the submarine cable 100 has a floor layer 20, an armor 30, and an anticorrosion layer 40 in order from the cable core 10 toward the outside in the radial direction. Is formed.

ケーブル心線１０は、中心に導体部１１を備え、当該導体部１１から外側に向かって順番に内部半導電層１２，絶縁層１３，外部半導電層１４，軟銅線からなるシールド層１５，押さえテープ１６，遮水層（金属被など）１７，ポリエチレンシースやテープ層１８が形成されている。
また、ケーブル心線の他の例としては、導体部１１から外部半導電層１４までは同じ構成で、その外側が吸水層、鉛被、テープからなるもの、外部半導電層１４の外側が吸水層、鉛被、ポリエチレンシース、テープからなるもの等が挙げられる。 The cable core 10 includes a conductor portion 11 at the center, and in order from the conductor portion 11 to the outside, an inner semiconductive layer 12, an insulating layer 13, an outer semiconductive layer 14, a shield layer 15 made of an annealed copper wire, a presser A tape 16, a water shielding layer (metal cover, etc.) 17, a polyethylene sheath and a tape layer 18 are formed.
As another example of the cable core, the conductor portion 11 to the outer semiconductive layer 14 have the same configuration, and the outer side is made of a water absorbing layer, a lead coat, and a tape, and the outer side of the outer semiconductive layer 14 is water absorbing. Examples thereof include a layer, a lead coat, a polyethylene sheath, and a tape.

座床層２０は、ケーブル心線１０の外周面上に巻き付けられたポリプロピレン製のヤーンのラップ巻きから形成されている。この座床層２０は、鎧装３０を巻き付ける作業時にケーブル心線１０を傷つけないように保護するためのものである。ケーブル心線１０のポリエチレンシース１８の強度が十分である場合や鎧装３０の巻き付けがポリエチレンシース１８に傷を生じないように行われる場合には、座床層２０を省略することができる。 The floor layer 20 is formed by wrapping of a yarn made of polypropylene wound around the outer peripheral surface of the cable core wire 10. This floor layer 20 is for protecting the cable core wire 10 from being damaged during the operation of winding the armor 30. When the strength of the polyethylene sheath 18 of the cable core wire 10 is sufficient, or when the armor 30 is wound so that the polyethylene sheath 18 is not damaged, the floor layer 20 can be omitted.

［鎧装］
鎧装３０は、複数の亜鉛メッキ鉄線３１と、複数のワイヤ状のカーボンファイバー３２とからなり、これらがケーブル心線１０の周囲に並んで配置されている。また、図２に示すように、各亜鉛メッキ鉄線３１と各カーボンファイバー３２は、いずれもケーブル心線１０に対して螺旋状に巻かれた状態で配置されている。 [Armor]
The armor 30 is composed of a plurality of galvanized iron wires 31 and a plurality of wire-like carbon fibers 32, which are arranged around the cable core wire 10. Further, as shown in FIG. 2, each galvanized iron wire 31 and each carbon fiber 32 are arranged in a state of being spirally wound around the cable core wire 10.

各亜鉛メッキ鉄線３１は、ケーブル心線１０の外周に外接するように並べた状態で各亜鉛メッキ鉄線３１同士が互いに密接するようにその外径の大きさが設定されているが、実際には、各亜鉛メッキ鉄線３１はケーブル心線１０の外周面に対して1〜3mm程度の隙間が生じるように配置されている。
仮に、各亜鉛メッキ鉄線３１をケーブル心線１０の外周に外接し互いに密接するように配置すると、当該各亜鉛メッキ鉄線３１により海底ケーブル１００の剛性が高くなり、許容曲げ径が大きくなるためである。
なお、各亜鉛メッキ鉄線３１同士の隙間には、後述するカーボンファイバー３２の他にポリプロピレン製のヤーンやジュート等の介在物を充填してもよい。 Each galvanized iron wire 31 is sized so that the galvanized iron wires 31 are in close contact with each other in a state where they are arranged so as to circumscribe the outer periphery of the cable core wire 10. The galvanized iron wires 31 are arranged so that a gap of about 1 to 3 mm is generated with respect to the outer peripheral surface of the cable core wire 10.
If the galvanized iron wires 31 are arranged so as to circumscribe the cable core wire 10 and be in close contact with each other, the galvanized iron wires 31 increase the rigidity of the submarine cable 100 and increase the allowable bending diameter. .
In addition, you may fill the clearance gap between each galvanized iron wire 31 with inclusions, such as a yarn and jute made from a polypropylene, in addition to the carbon fiber 32 mentioned later.

各カーボンファイバー３２は、断面円形であって、互いに隣接する亜鉛メッキ鉄線３１，３１とケーブル心線１０の外周面とに囲まれた隙間に配置されている。カーボンファイバー３２の本数は各亜鉛メッキ鉄線３１と同じであり、隣接する亜鉛メッキ鉄線３１，３１とケーブル心線１０の外周面とによる隙間の全てにカーボンファイバー３２が配置されている。
また、図３に示すように、カーボンファイバー３２の外径は、各亜鉛メッキ鉄線３１をケーブル心線１０の外周面に外接させて互いに密接した状態で配置した場合に、互いに隣接する亜鉛メッキ鉄線３１，３１とケーブル心線１０の外周面とに密接して収まるように設定されている。 Each carbon fiber 32 has a circular cross section, and is disposed in a gap surrounded by the galvanized iron wires 31, 31 adjacent to each other and the outer peripheral surface of the cable core wire 10. The number of carbon fibers 32 is the same as that of each galvanized iron wire 31, and the carbon fibers 32 are disposed in all the gaps between the adjacent galvanized iron wires 31 and 31 and the outer peripheral surface of the cable core wire 10.
Further, as shown in FIG. 3, the outer diameter of the carbon fiber 32 is such that the galvanized iron wires adjacent to each other when the galvanized iron wires 31 are arranged in close contact with each other so as to circumscribe the outer peripheral surface of the cable core wire 10. 31 and 31 and the outer peripheral surface of the cable core wire 10 are set so as to fit closely.

即ち、カーボンファイバー３２の半径をｒ、亜鉛メッキ鉄線３１の半径をＲとした場合、図３に示すように、三平方の定理により、
（Ｒ＋ｒ）²＝Ｒ²＋（Ｒ−ｒ）²
が成立し、ここからＲ＝４ｒが導き出される。つまり、カーボンファイバー３２の外径ｒは亜鉛メッキ鉄線３１の外径Ｒの1/4となっている。
なお、前述したように、実際には、各亜鉛メッキ鉄線３１はケーブル心線１０に対して余裕が生じるように配置されているため、各カーボンファイバー３２も周囲のケーブル心線１０や亜鉛メッキ鉄線３１に対して密接せずに余裕が設けられている。このため、海底ケーブル１００の剛性を低減させて許容曲げ径の縮小化が図られている。
また、亜鉛メッキ鉄線３１の隙間を考慮してカーボンファイバー３２の外径ｒを亜鉛メッキ鉄線３１の外径Ｒの1/4以上としても良い。また、カーボンファイバー３２の周囲にも余裕を持たせる場合にはカーボンファイバー３２の外径ｒを亜鉛メッキ鉄線３１の外径Ｒの1/4以下としても良い。
例えば、後述する実施例１のように、カーボンファイバーの外径ｒは鉄線の外径Ｒに対して1/6程度まで縮小しても良い。
また、後述する実施例２のように、カーボンファイバーの外径ｒは鉄線の外径Ｒと同程度にまで拡大しても良い（実施例２では外径ｒは外径Ｒの3/4程度）。 That is, when the radius of the carbon fiber 32 is r and the radius of the galvanized iron wire 31 is R, as shown in FIG.
(R + r) ² = R ² + (R−r) ²
From this, R = 4r is derived. That is, the outer diameter r of the carbon fiber 32 is 1/4 of the outer diameter R of the galvanized iron wire 31.
As described above, since each galvanized iron wire 31 is actually arranged so as to have a margin with respect to the cable core wire 10, each carbon fiber 32 also includes the surrounding cable core wire 10 and galvanized iron wire. A margin is provided without being in close contact with 31. For this reason, the rigidity of the submarine cable 100 is reduced and the allowable bending diameter is reduced.
Further, the outer diameter r of the carbon fiber 32 may be set to 1/4 or more of the outer diameter R of the galvanized iron wire 31 in consideration of the gap between the galvanized iron wires 31. Further, in the case where a margin is also provided around the carbon fiber 32, the outer diameter r of the carbon fiber 32 may be set to 1/4 or less of the outer diameter R of the galvanized iron wire 31.
For example, as in Example 1 described later, the outer diameter r of the carbon fiber may be reduced to about 1/6 with respect to the outer diameter R of the iron wire.
Further, as in Example 2 to be described later, the outer diameter r of the carbon fiber may be expanded to the same extent as the outer diameter R of the iron wire (in Example 2, the outer diameter r is about 3/4 of the outer diameter R). ).

カーボンファイバー３２の素材はPAN (Polyacrylonitrile)系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とがあるが、いずれを使用することも可能であり、また、これらの素材の複合繊維を利用することも可能である。
また、いずれの場合でも、上記カーボンファイバー３２は許容張力が150〜300kg/mm²の範囲のものが好ましく、200kg/mm²以上とすることがより望ましい。
亜鉛メッキ鉄線３１の許容張力はおよそ13kg/mm²であり、上述のように、カーボンファイバー３２の外径を亜鉛メッキ鉄線３１の外径の1/4とした場合、その断面積は1/16となる。これに対して、カーボンファイバー３２の許容張力を200kg/mm²以上とすることにより、カーボンファイバー３２の外径を亜鉛メッキ鉄線３１の外径の1/4とした場合でも亜鉛メッキ鉄線３１と同程度の許容張力とすることができる（200/16≒13kg/mm²）。
前述したように、カーボンファイバー３２は亜鉛メッキ鉄線３１と同じ本数がケーブル心線１０の周囲に配置されるので、亜鉛メッキ鉄線３１のみで鎧装を構成する場合に比べて、カーボンファイバー３２を加えた鎧装３０は、海底ケーブル１００の許容張力をおよそ2倍に強化することができる。 The material of the carbon fiber 32 includes a PAN (Polyacrylonitrile) -based carbon fiber and a pitch-based carbon fiber. Either of them can be used, and a composite fiber of these materials can also be used.
Also, in any case, the carbon fiber 32 is preferably in the range allowable tension of 150~300kg / mm ^2, it is more desirable that the 200 kg / mm ² or more.
The allowable tension of the galvanized iron wire 31 is approximately 13 kg / mm ^2. As described above, when the outer diameter of the carbon fiber 32 is 1/4 of the outer diameter of the galvanized iron wire 31, the cross-sectional area is 1/16. It becomes. On the other hand, by setting the allowable tension of the carbon fiber 32 to 200 kg / mm ² or more, even when the outer diameter of the carbon fiber 32 is 1/4 of the outer diameter of the galvanized iron wire 31, it is the same as that of the galvanized iron wire 31. The allowable tension can be as high as possible (200/16 ≒ 13kg / mm ² ).
As described above, since the same number of carbon fibers 32 as the galvanized iron wires 31 are arranged around the cable core wire 10, the carbon fibers 32 are added as compared with the case where the armor is constituted by only the galvanized iron wires 31. The armor 30 can reinforce the allowable tension of the submarine cable 100 by about twice.

また、亜鉛メッキ鉄線３１のみにより海底ケーブル１００の許容張力を2倍に強化するためには、亜鉛メッキ鉄線３１の本数を2倍に増やす必要があり、そのためには、鎧装３０の外周に亜鉛メッキ鉄線３１からなる鎧装をもう一層形成する必要がある。このため、海底ケーブル１００の外径は少なくとも亜鉛メッキ鉄線３１の半径Ｒの4倍の拡径が生じる。一方、カーボンファイバー３２の半径ｒを亜鉛メッキ鉄線３１の半径Ｒの1/4とした場合、カーボンファイバー３２を亜鉛メッキ鉄線３１と亜鉛メッキ鉄線３１との間の隙間に配置することができる。このため、海底ケーブル１００は、外径を維持したまま許容張力をおよそ2倍にすることができる。 Further, in order to double the allowable tension of the submarine cable 100 by using only the galvanized iron wire 31, it is necessary to double the number of galvanized iron wires 31. It is necessary to form another armor made of plated iron wire 31. For this reason, the outer diameter of the submarine cable 100 is expanded at least four times the radius R of the galvanized iron wire 31. On the other hand, when the radius r of the carbon fiber 32 is 1/4 of the radius R of the galvanized iron wire 31, the carbon fiber 32 can be disposed in the gap between the galvanized iron wire 31 and the galvanized iron wire 31. Therefore, the submarine cable 100 can double the allowable tension while maintaining the outer diameter.

また、亜鉛メッキ鉄線３１の比重は7.8g/cm³であり、カーボンファイバー３２の比重は1.6g/cm³であるため、亜鉛メッキ鉄線３１に対するカーボンファイバー３２の比率は21%である。
亜鉛メッキ鉄線３１のみにより許容張力を2倍にするためには亜鉛メッキ鉄線３１の本数を2倍とするため、その総重量も2倍となる。
一方、カーボンファイバー３２の断面積は亜鉛メッキ鉄線３１の1/16であることからカーボンファイバー３２の総体積も亜鉛メッキ鉄線３１の総体積の1/16となる。さらに、カーボンファイバー３２の比重は亜鉛メッキ鉄線３１の比重の21%であることから、カーボンファイバー３２の総重量は亜鉛メッキ鉄線３１の総重量の21/16=1.3%となる。従って、亜鉛メッキ鉄線３１とカーボンファイバー３２とから鎧装３０を構成する場合には、許容張力をおよそ2倍にしても、その重量は亜鉛メッキ鉄線３１の総重量の1.3%しか増加しない。このため、重量の増加を殆ど生じさせることなく海底ケーブル１００の許容張力を2倍近くまで増加させることが可能である。
以上から、カーボンファイバーが鉄線外径の四分の一以下であれば、外径を維持し、重量増加を殆ど生じることなく許容張力等を増加させることが可能である。ただし、鉄線の巻き状態によっては鉄線間で隙間が生じるため四分の一よりやや大きい外径のカーボンファイバーを入れることが可能となる。したがって、ここでいう四分の一程度とは鉄線の巻き状態によってはカーボンファイバーの外径が鉄線外径の四分の一よりやや大きくなる場合を含むものである。 Further, the specific gravity of galvanized iron wire 31 is 7.8 g / cm ^3, the specific gravity of the carbon fibers 32 for a 1.6 g / cm ^3, the ratio of carbon fibers 32 with respect to galvanized iron wire 31 is 21%.
In order to double the allowable tension only by the galvanized iron wire 31, the number of the galvanized iron wires 31 is doubled, and the total weight is doubled.
On the other hand, since the cross-sectional area of the carbon fiber 32 is 1/16 of the galvanized iron wire 31, the total volume of the carbon fiber 32 is also 1/16 of the total volume of the galvanized iron wire 31. Furthermore, since the specific gravity of the carbon fiber 32 is 21% of the specific gravity of the galvanized iron wire 31, the total weight of the carbon fiber 32 is 21/16 = 1.3% of the total weight of the galvanized iron wire 31. Therefore, when the armor 30 is composed of the galvanized iron wire 31 and the carbon fiber 32, even if the allowable tension is approximately doubled, the weight increases only by 1.3% of the total weight of the galvanized iron wire 31. For this reason, it is possible to increase the allowable tension of the submarine cable 100 to nearly twice without causing almost any increase in weight.
From the above, if the carbon fiber is not more than a quarter of the outer diameter of the iron wire, it is possible to maintain the outer diameter and increase the allowable tension and the like with little increase in weight. However, since a gap is generated between the iron wires depending on the winding state of the iron wire, it becomes possible to insert a carbon fiber having an outer diameter slightly larger than a quarter. Therefore, the term “about one quarter” here includes a case where the outer diameter of the carbon fiber is slightly larger than a quarter of the outer diameter of the iron wire depending on the winding state of the iron wire.

［防食層］
防食層４０は、防腐性コンパウンドを塗布したポリプロピレン製のヤーンを鎧装３０の外周に巻き付けて形成されており、当該防食層４０は全ての亜鉛メッキ鉄線３１を被覆している。この防食層４０により、その内側の鎧装３０は海水中の含有成分による腐食が抑制される。 [Anti-corrosion layer]
The anticorrosion layer 40 is formed by winding a polypropylene yarn coated with an antiseptic compound around the outer periphery of the armor 30, and the anticorrosion layer 40 covers all the galvanized iron wires 31. The anticorrosion layer 40 prevents the inner armor 30 from being corroded by components contained in seawater.

［カーボンファイバーによる技術的効果］
このように、海底ケーブル１００は、鎧装３０を亜鉛メッキ鉄線３１とカーボンファイバー３２とにより構成しているので、鉄線３１のみの鎧装と比べて海底ケーブル１００の許容張力を高めることが可能である。
また、カーボンファイバー３２は亜鉛メッキ鉄線３１よりも許容張力が大きいので、亜鉛メッキ鉄線３１の外径に対してカーボンファイバー３２の外径を小さくしても十分な許容張力を得ることが出来る。これにより、亜鉛メッキ鉄線３１のみにより鎧装を構成する場合の隙間にカーボンファイバー３２を配置することができ、海底ケーブル１００の外径の拡大を生じることなく許容張力を引き上げることが可能となる。
例えば、カーボンファイバー３２の外径と亜鉛メッキ鉄線３１の1/4としても亜鉛メッキ鉄線３１と同程度の許容張力とすることができるカーボンファイバー３２を使用すれば、外径の拡径を殆ど生じさせることなく海底ケーブル１００の許容張力をおよそ2倍にまで増やすことが可能である。 [Technical effects of carbon fiber]
As described above, the submarine cable 100 includes the armor 30 made of the galvanized iron wire 31 and the carbon fiber 32. Therefore, the allowable tension of the submarine cable 100 can be increased as compared with the armor only made of the iron wire 31. is there.
Further, since the carbon fiber 32 has a larger allowable tension than the galvanized iron wire 31, a sufficient allowable tension can be obtained even if the outer diameter of the carbon fiber 32 is made smaller than the outer diameter of the galvanized iron wire 31. As a result, the carbon fiber 32 can be disposed in the gap when the armor is constituted by the galvanized iron wire 31 alone, and the allowable tension can be increased without increasing the outer diameter of the submarine cable 100.
For example, if the carbon fiber 32 that can be set to the same allowable tension as that of the galvanized iron wire 31 even if the outer diameter of the carbon fiber 32 and 1/4 of the galvanized iron wire 31 is used, the outer diameter is almost expanded. Without this, the allowable tension of the submarine cable 100 can be increased to about twice.

また、カーボンファイバー３２の小径化を図ることができるため当該カーボンファイバー３２の可撓性を確保することができ、例えば、亜鉛メッキ鉄線３１のみから鎧装を構成する場合と亜鉛メッキ鉄線３１とカーボンファイバー３２とにより鎧装を構成する場合とでは、許容張力を等しくした場合に、亜鉛メッキ鉄線３１とカーボンファイバー３２とにより鎧装を構成する場合の方が海底ケーブル１００の可撓性を大きくすることができる。つまり、海底ケーブル１００の許容曲げ径の拡大を回避することができ、許容張力を高めつつターンテーブル取りを不要とし、運搬、布設作業のコスト低減を図ることが可能である。
さらに、カーボンファイバー３２は亜鉛メッキ鉄線３１よりも軽量であることから、許容張力を高めても海底ケーブルの重量増加を回避することができ、運搬、布設作業の作業負担や作業コストの低減を図ることが可能である。 In addition, since the carbon fiber 32 can be reduced in diameter, the flexibility of the carbon fiber 32 can be ensured. For example, when the armor is constituted by only the galvanized iron wire 31, the galvanized iron wire 31 and the carbon In the case where the armor is constituted by the fiber 32, when the allowable tension is made equal, the case where the armor is constituted by the galvanized iron wire 31 and the carbon fiber 32 increases the flexibility of the submarine cable 100. be able to. In other words, it is possible to avoid an increase in the allowable bending diameter of the submarine cable 100, increase the allowable tension, eliminate the need for removing the turntable, and reduce the cost of transportation and installation work.
Furthermore, since the carbon fiber 32 is lighter than the galvanized iron wire 31, it is possible to avoid an increase in the weight of the submarine cable even when the allowable tension is increased, and to reduce the work load and work cost of transportation and laying work. It is possible.

［三心電力ケーブルの適用］
上記カーボンファイバー３２を含んだ鎧装３０は、図４に示すように、三本のケーブル心線１０を撚り合わせた三心電力ケーブルを備える海底ケーブル１１０にも適用可能である。
この場合、各ケーブル心線１０の周囲を断面円形に整えるために介在層５０が形成される。この介在層５０は、ポリプロピレン製のヤーンやジュート等が充填される。 [Application of three-core power cable]
As shown in FIG. 4, the armoring 30 including the carbon fiber 32 can be applied to a submarine cable 110 including a three-core power cable in which three cable core wires 10 are twisted.
In this case, the intervening layer 50 is formed to arrange the periphery of each cable core wire 10 into a circular cross section. The intervening layer 50 is filled with a yarn or jute made of polypropylene.

［カーボンファイバーの配置の他の例］
図１では海底ケーブル１００の鎧装３０において、亜鉛メッキ鉄線３１とカーボンファイバー３２とを同じ本数とし、亜鉛メッキ鉄線３１一本に対してカーボンファイバー３２を一本の割合で各々を均一間隔で配置しているが、これに限定されない。
例えば、図５に示す鎧装３０Ａのように、亜鉛メッキ鉄線３１二本に対してカーボンファイバー３２を一本の割合で各々を均一間隔で配置しても良いし、図６に示す鎧装３０Ｂのように、亜鉛メッキ鉄線３１三本に対してカーボンファイバー３２を一本の割合で各々を均一間隔で配置しても良い。なお、図５及び図６では海底ケーブルの中心から下半分の図視を省略している。
また、カーボンファイバー３２をより疎となる間隔で配置しても良い。これらの場合、カーボンファイバー３２の本数が少なくなるので、海底ケーブル１００に求められている許容張力に応じてカーボンファイバー３２の間隔を調節することが望ましい。また、各カーボンファイバー３２の外径を変えて許容張力を調節しても良い。
また、カーボンファイバー３２は不均一な間隔で配置しても良い。 [Other examples of arrangement of carbon fiber]
In FIG. 1, in the armor 30 of the submarine cable 100, the same number of galvanized iron wires 31 and carbon fibers 32 are provided, and one carbon fiber 32 is arranged at a uniform interval with respect to one galvanized iron wire 31. However, it is not limited to this.
For example, as in the armor 30A shown in FIG. 5, the carbon fibers 32 may be arranged at a uniform ratio with respect to the two galvanized iron wires 31, or the armor 30B shown in FIG. As described above, each of the carbon fibers 32 may be arranged at a uniform interval with respect to the three galvanized iron wires 31. 5 and FIG. 6, illustration of the lower half from the center of the submarine cable is omitted.
Further, the carbon fibers 32 may be arranged at a more sparse interval. In these cases, since the number of carbon fibers 32 is reduced, it is desirable to adjust the distance between the carbon fibers 32 according to the allowable tension required for the submarine cable 100. Further, the allowable tension may be adjusted by changing the outer diameter of each carbon fiber 32.
Further, the carbon fibers 32 may be arranged at non-uniform intervals.

［その他］
海底ケーブル１００では、鎧装３０として亜鉛メッキ鉄線３１とカーボンファイバー３２とを混合配置する場合を例示したが、これに限らず、例えば、鎧装をカーボンファイバーのみから構成しても良い。その場合、海底ケーブルをさらに軽量化し、小径化し、許容張力を増加させることができる。 [Others]
In the submarine cable 100, the case where the galvanized iron wire 31 and the carbon fiber 32 are mixedly arranged as the armor 30 is illustrated, but the invention is not limited to this. For example, the armor may be composed of only carbon fiber. In that case, the submarine cable can be further reduced in weight, reduced in diameter, and allowable tension can be increased.

また、各カーボンファイバー３２を隣接する亜鉛メッキ鉄線３１，３１と座床層２０の外周面との間に配置する場合を例示したが、これに限らず、各カーボンファイバー３２を隣接する亜鉛メッキ鉄線３１，３１と防食層４０の内周面との間に配置しても良い。また、亜鉛メッキ鉄線３１，３１と座床層２０の外周面との間と亜鉛メッキ鉄線３１，３１と防食層４０の内周面との間の両方にカーボンファイバー３２を配置しても良い。その場合には、亜鉛メッキ鉄線３１よりも多くのカーボンファイバー３２を配置することが可能である。 Moreover, although the case where each carbon fiber 32 was arrange | positioned between the adjacent galvanized iron wires 31 and 31 and the outer peripheral surface of the seat floor layer 20 was illustrated, not only this but each carbon fiber 32 is adjoined galvanized iron wire. You may arrange | position between 31 and 31 and the internal peripheral surface of the anticorrosion layer 40. FIG. In addition, the carbon fibers 32 may be disposed both between the galvanized iron wires 31 and 31 and the outer peripheral surface of the floor layer 20 and between the galvanized iron wires 31 and 31 and the inner peripheral surface of the anticorrosion layer 40. In that case, it is possible to arrange more carbon fibers 32 than the galvanized iron wire 31.

また、上記海底ケーブル１００は電力ケーブルのみを有する場合を例示したが、光ファイバケーブルをも備える構成としても良い。光ファイバケーブルを設ける場合には、鎧装３０の亜鉛メッキ鉄線３１又はカーボンファイバー３２の一本を光ファイバケーブルに替えて配置しても良いし、図４のように、三心電力ケーブルを備える場合には、介在層５０内に配置しても良い。 Moreover, although the case where the said submarine cable 100 has only a power cable was illustrated, it is good also as a structure also provided with an optical fiber cable. When providing an optical fiber cable, one of the galvanized iron wire 31 or the carbon fiber 32 of the armor 30 may be replaced with the optical fiber cable, or a three-core power cable is provided as shown in FIG. In some cases, it may be disposed in the intervening layer 50.

［実施例１］
ケーブル心線の外周に座床層であるポリプロピレン製のテープを巻き付け、さらにその外周に鎧装としてφ６ｍｍの鉄線とφ１ｍｍのカーボンファイバーを螺旋状に巻きつけた。
（カーボンファイバーの外径／鉄線の外径＝１／６）
そして、ポリプロピレン製のヤーンをその外周に巻き付けて防食層とした。 [Example 1]
A polypropylene tape serving as a floor layer was wound around the outer periphery of the cable core, and a φ6 mm iron wire and a φ1 mm carbon fiber were spirally wound around the outer periphery of the tape.
(Outer diameter of carbon fiber / outer diameter of iron wire = 1/6)
And the yarn made from a polypropylene was wound around the outer periphery, and it was set as the anticorrosion layer.

［実施例２］
ケーブル心線の外周に座床層であるポリプロピレン製のテープを巻き付け、さらにその外周に鎧装としてφ６ｍｍの鉄線とφ４．５ｍｍのカーボンファイバーを螺旋状に巻きつけた。
（カーボンファイバーの外径／鉄線の外径＝３／４）
そして、ポリプロピレン製のヤーンをその外周に巻き付けて防食層とした。 [Example 2]
A polypropylene tape as a floor layer was wound around the outer periphery of the cable core wire, and a φ6 mm iron wire and a φ4.5 mm carbon fiber were spirally wound around the outer periphery of the tape.
(Outer diameter of carbon fiber / outer diameter of iron wire = 3/4)
And the yarn made from a polypropylene was wound around the outer periphery, and it was set as the anticorrosion layer.

１０ケーブル心線
１１導体部
１２内部半導電層
１３絶縁層
１４外部半導電層
１５シールド層
１７遮水層
１８ポリエチレンシース
２０座床層
３０，３０Ａ，３０Ｂ鎧装
３１亜鉛メッキ鉄線
３２カーボンファイバー
５０介在層
１００，１１０海底ケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cable core wire 11 Conductor part 12 Internal semiconductive layer 13 Insulating layer 14 External semiconductive layer 15 Shield layer 17 Water shielding layer 18 Polyethylene sheath 20 Seat floor layers 30, 30A, 30B Armor 31 Galvanized iron wire 32 Carbon fiber 50 Interposition Layer 100, 110 Submarine cable

Claims

A plurality of armor wound around a cable core having a conductor part and an insulating layer provided around the conductor part has an iron wire and the carbon fiber,
A submarine cable, wherein an outer diameter of the carbon fiber is smaller than a quarter or a quarter of the outer diameter of the iron wire .

A plurality of armor wound around a cable core having a conductor part and an insulating layer provided around the conductor part has an iron wire and the carbon fiber,
In the plurality of armor, the number of the carbon fibers is less than the number of iron wires,
A submarine cable, wherein an outer diameter of the carbon fiber is smaller than a quarter or a quarter of the outer diameter of the iron wire.