JPH0245285B2 - Sosenzetsuendotainoseizohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電力ケーブル導体特に大容量送電に使
用される表皮効果を低減した素線絶縁ケーブル導
体の製造方法の改良に関するものである。 従来電力ケーブル導体には導体として２〜３mm
銅線を撚合せた撚線が使用され、撚り合せた後ロ
ール等にて圧縮成形して各素線の空〓を少くしコ
ンパクトにすることも行われている。又大容量導
体においては分割導体と称して、素線を撚り合せ
た後断面形状を扇形に圧縮成形したセグメントを
所望数用いて断面円形に組合せて使用している。
このような分割導体は各セグメント間が紙やプラ
スチツクを巻いて絶縁されている場合が多い。例
えば導体断面積2000mm²の６分割導体における各セ
グメントは直径2.3mmの銅素線を88本撚り合せた
後、体積充填率85〜90％に圧縮され且つ扇形に成
形されている。 近時交流送電の大容量化と共に導体サイズが巨
大化されつつあるが、導体サイズが巨大化すると
急激に表皮効果及び近接効果に起因する送電損失
が顕著におこる。特に表皮効果による損失は重大
であり、導体を多分割化し、各セグメント間を絶
縁すると共に各素線とも絶縁して導体外表面への
電流集中を防止することが本質的な対策とされて
いる。 而して素線を絶縁する方法としては、エナメル
被覆した銅素線を使用する例がある。然し素線の
撚り合せと圧縮成形の加工工程にたえうるには20
〜30μ以上の膜厚のエナメル被覆を必要とするた
め極めてコスト高になる。このためより安価な絶
縁物として酸化銅を表面に形成した銅線を利用す
る試みがある。この酸化銅は銅線を大気中で高温
例えば300℃以上にて酸化することによつて容易
にその表面に生成することが出来るが皮膜が脆弱
であり且つ密着性に乏しく実用的でない。従つて
これに代つてアルカリ性の水溶液中に亜塩素酸な
どの酸化剤を添加した溶液により化学的に処理す
る方法が利用されている。このように湿式的に生
成した酸化銅は微結晶体からなり、比較的加工性
及び密着性に富む特性を有する。 又酸化銅被膜による絶縁素線は撚り合せや圧縮
成形の加工にたえるためには１〜3μ以上の膜厚
が必要であるが、湿式的方法によりこのような厚
膜のものを形成するには多大な化学薬品と長時間
を要するのでコスト高になることは不可避であ
る。これを改善する方法として撚り合せや圧縮成
形等の加工を行つた後、湿式的に酸化銅を形成す
る所謂撚線又はセグメントについて化成処理する
試みがある。しかしこの方法は撚線やセグメント
の内部の素線、特に撚り合せや圧縮成形による素
線同志の線接触部分を完全に絶縁するには、超音
波の作用などにより線間への処理液の浸入を促進
せしめるなどの工夫を行つたとしても1μ以上の
平均膜厚を形成しなければならないという欠点が
あつた。 又表面に銅酸化物皮膜を設けた銅撚線導体によ
り電力ケーブルを製造した場合、その導体接続に
おいて酸化物皮膜を除去しなければならないが、
導体の内層に比して最外層に近づくにつれて酸化
皮膜の厚みが厚くなるという傾向があり、且つ最
外層は素線数も多いためこの酸化物皮膜を除去す
ることは極めて困難を伴うものであつた。 本発明はかかる欠点を改善せんとして鋭意研究
を行つた結果、酸化皮膜を極薄にしても、表皮効
果係数低減効果を損なうことなく、かつ、該酸化
皮膜を容易に形成しうる素線絶縁導体の製造方法
を見出したものである。即ち、本発明の製造方法
は表面にカーボンブラツクを含有する気体透過性
テープを設けた銅撚線導体を50〜100℃の飽和水
蒸気中に保持した後、引続き該飽和水蒸気にアン
モニアガスを充填した混合気体中に保持し、銅撚
線導体の表面に酸化銅皮膜を形成せしめたもので
ある。 本発明において銅撚線導体にカーボンブラツク
を含有する気体透過性テープを設ける理由は、カ
ーボンブラツクと銅を接触せしめた状態で酸化処
理を行うと、カーボンブラツクが酸素や酸化性ガ
スを吸着するため、銅の酸化を抑制できるという
実験結果に基づくものである。即ち、銅撚線導体
をそのままま酸化処理すると銅撚線導体内部に比
して最外層付近の銅素線が過度に酸化されるのに
対して、カーボンブラツクを含有する気体透過性
テープを銅撚線導体の外周に巻くことにより、こ
のテープと接触する撚線導体最外層付近の素線の
過度の酸化が抑制されるとともにカーボンブラツ
クに吸着されずにこのテープを透過した酸素や酸
化性ガスが導体内部の素線を酸化するため、撚線
導体全体にわたつて素線表面に酸化皮膜が過度に
厚くならず均等且つ均質に形成されるためであ
る。 この気体透過性テープとしては、紙、繊維布、
ゴムテープ、プラスチツクテープを使用し、これ
にケツチエンブラツクEC、アセチレンブラツク、
Vulcan XC−72、グラフアイト、活性炭等のカ
ーボンブラツク特に表面積の大きいケツチエンブ
ラツクEC、Vulcan XC−72、活性炭を混入する
ことが望ましい。 次にこの銅撚線導体を水蒸気中に保持する理由
は、加熱した飽和水蒸気によつて銅の濡れ性をよ
くしたものであり、銅の表面に１種の銅水和物を
形成せしめるためである。この水蒸気の温度を
50°〜100℃に限定したが50℃未満では反応がおそ
くなり、100℃を越えると銅表面にカサブタ状の
皮膜が形成され酸化皮膜が形成し難くなるためで
ある。従つて水蒸気中に保持する時間は導体径、
撚合本数等に影響するため特に限定することがで
きないものである。 次いで銅撚線導体を飽和水蒸気にアンモニアガ
スを混入した混合ガス中に保持する理由は、上記
の銅撚線導体がCu（NH₄）⁺の如き醋イオンによつ
て、該導体の表面に酸化銅の皮膜を形成し易くす
るためである。なおアンモニアの混入量は２〜
20Vol％が好ましい。 次に本発明方法の実施例について説明する。 実施例 １ 銅素線を扇形状に撚合せたセグメント導体を７
本撚合せた後、この導体の外周にナイロン基布に
導電性ゴムを糊引きしたテープを1/2ラツプにて
１層巻いた後、60℃の飽和水蒸気中に30分保持
し、その後、アンモニアガスを濃度10％に混入せ
しめた飽和水蒸気中に24時間保持して2500mm²、７
分割素線絶縁導体を製造した。 実施例 ２ 銅素線を扇形状に撚合せたセグメント導体にカ
ーボン紙を纒巻した後、80℃の飽和水蒸気中に10
分間保持し、その後アンモニアガスを濃度５％に
混入せしめた飽和水蒸気中に24時間保持して酸化
皮膜を形成し、このセグメント導体を７本撚合せ
て2500mm²の７分割素線絶縁導体をえた。 比較例 １ 実施例１において、ナイロン基布に導電性ゴム
を糊引きしたものの代わりに、ナイロン基布（導
電性ゴムの糊引きした層はなし）を使用して、同
様の実験を行つた。 比較例 ２ 実施例２において、カーボン紙を纒巻せずに裸
のセグメント導体のまま処理した。 比較例 ３ 素線絶縁していない2500mm²、７分割導体を製造
した。 斯くして得た本発明絶縁導体と比較例絶縁導体
について１部切断しカーボン入テープと接する銅
素線と、接していない内部の銅素線とについて、
カソード還元法（電解液0.1N−KCl、電流密度
0.5ｍＡ／cm²）により酸化皮膜厚及び本発明絶縁
導体と比較例導体の表皮効果係数を測定した。そ
の結果は第１表に示す通りである。

【表】 上表から明らかなように、本発明の製造方法に
よれば、カーボンブラツク入りテープと接する銅
撚線導体最外層の付近の銅表面に過度の酸化皮膜
が形成するのを抑制することができ、且つ気体透
過性のよいテープを使用しているため、銅撚線導
体内部まで酸化性ガスが届くので撚線導体の内層
にも表皮効果低減に有効な膜厚の酸化皮膜が形成
される。したがつて、本発明方法によつて製造さ
れたケーブル導体は、表皮効果低減に足る酸化皮
膜を有しながら、接続に際しては酸化皮膜の膜厚
が適度に薄いために皮膜の剥離作業が容易である
など、電力ケーブル導体として工業的に極めて有
用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面にカーボンブラツクを含有する気体透過
   性テープを設けた銅撚線導体を50〜100℃の飽和
   水蒸気中に保持した後、引続き該飽和水蒸気にア
   ンモニアガスを混入した混合気体中に保持し銅撚
   線導体の表面に酸化銅皮膜を形成せしめることを
   特徴とする素線絶縁導体の製造方法。 ２ 気体透過性テープとして紙、繊維布、プラス
   チツクテープ、ゴムテープの内から選ばれた１種
   よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の素線絶縁導体の製造方法。 ３ 混合気体としてアンモニアガスを２〜20％含
   有せる飽和水蒸気からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の素線絶縁導体の製造方
   法。