JPH11120836A - 直流電力同軸ケーブル - Google Patents

直流電力同軸ケーブル

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JPH11120836A
JPH11120836A JP27772397A JP27772397A JPH11120836A JP H11120836 A JPH11120836 A JP H11120836A JP 27772397 A JP27772397 A JP 27772397A JP 27772397 A JP27772397 A JP 27772397A JP H11120836 A JPH11120836 A JP H11120836A
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Shotaro Yoshida
昭太郎 吉田
Kazuo Watanabe
和夫 渡辺
Hiroshi Yamanouchi
宏 山之内
Takayuki Hirasawa
隆行 平澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同軸ケーブル外部導体を直流送電の中性線と
して使用できる最適な直流電力同軸ケーブルを提供する
こと。 【解決手段】 直流電力同軸ケーブルの絶縁コア上に、
外部導体を多数本の撚り線を前記絶縁コア用に撚り巻き
することにより形成され、その上に外部導体として必要
な絶縁処理を施して形成され、外部導体総断面積が導体
断面積の６０〜９０％であることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部導体（中性
線）を有する直流電力同軸ケーブルに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】直流送電路は交流送電路に比して、略２
〜３倍に送電容量を増加させることが可能である。これ
は、直流送電では常に最大電流を導体に流しうること、
及び送電ロスが交流では導体、誘電体（絶縁体）、金属
シース及び外装鉄線に大幅に生じるのに対し、直流では
導体の抵抗によるいわゆるオーム損のみであるからであ
る。
【０００３】この様な利点から、大容量直流送電を採用
されることも多い。この場合に、同一構造の直流ケーブ
ルを中性線として使用されることがある。
【０００４】この１条のケーブルに替えて、直流電力同
軸ケーブルの外部導体を中性線として使用することが試
みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力同軸ケーブ
ルの外部導体は、絶縁コアの周りに単線の導線を同心撚
り巻きして形成されている。また、上述したように中性
線として使用するためには単線は相当太くなり、外部導
体断面積が１０００ｍｍ2 越えると機械的特性、ケーブ
ル製造上に問題が生じる。
【０００６】また、電力同軸ケーブル特有の構造上か
ら、外部導体にはケーブル導体とほぼ等しい断面積の導
体が使用されている。
【０００７】また、一般に電力ケーブルは有限長しか製
造出来ず、一方海底ケーブルでは、総必要長を接続して
船積して撚る後布設するため、ケーブルをフレキシブル
ジョイントである同径の工場ジョイント（以下ＦＪとい
う）が必要である。従来の電力同軸ケーブル外部導体の
同心撚り巻きではＦＪの施工が困難であった。すなわわ
ち、特にＣＶケーブルのＦＪにおいて従来の同心撚り巻
き構造の場合、ＣＶケーブル絶縁コア外部半導体層上で
外部導体の素線（単線）一本づつ接続せねばならず、接
続時の熱の為め、ケーブル絶縁コアに熱的な損傷を及ぼ
す。
【０００８】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、外部導体を中性線とし
て使用できる最適な直流電力同軸ケーブルを提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかる直流電力同軸ケーブルは、中心の
導体の外周に、内部半導電層と、絶縁体と、外部半導電
層とを順次設けてなるケーブル絶縁コア上に、外部導体
を多数本の撚り線を前記ケーブル絶縁コア周りに撚り巻
きつけることにより形成され、その上に外部導体として
必要な絶縁処理を施して形成されていることを特徴とし
ている。
【００１０】また、上記外部導体断面積が、中心導体断
面積の６０〜９０％であることを特徴としている。
【００１１】さらにまた、上記外部導体が多数本の撚り
線を前記ケーブル絶縁コア周りにＳＺ巻きすることによ
り形成されていることを特徴としている。
【００１２】上記の構成を有する本発明の直流電力同軸
ケーブルにおいては、外部導体を直流ケーブル中性線と
して使用しても、中性線として必要な相当大きな断面積
となるが、外部導体を多数の細い素線を撚った撚線を絶
縁コア周りに撚り巻きしているので、可撓性があり、ケ
ーブル機械的特性の向上、ケーブル製造の作業性の向上
等に有効に作用することができる。
【００１３】また、直流ケーブル外部導体にはケーブル
導体と同一の逆向きの電流が流れるのであるから、基本
的には中心導体と同じ断面積を必要とするわけである
が、同軸ケーブル構造上、外部導体と中心導体とからの
熱放散の熱抵抗の違いから、外部導体の断面積は中心導
体の断面積より小さくてよい。その最適な外部導体断面
積と導体断面積との比は、布設環境により０．６〜０．
９の範囲である。
【００１４】また、外部導体を多数本の撚線を絶縁コア
の周りにＳＺ撚り巻きとしているので、ＦＪの外部導体
の接続は、絶縁コア周りに巻きつけられている撚線を絶
縁コアから離して溶接接続し、溶接接続後前記撚線を絶
縁コア上に戻すことが出来る。
【００１５】したがって、接続時の熱の為め絶縁コアに
与える熱的損傷を確実に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２は本発明に係る直流電
力同軸ケーブルの一実施形態を示す。図に示すように、
直流電力同軸ケーブル１はケーブル導体２上に内部半導
電層３、架橋ポリエチレン絶縁体層４および外部半導電
層５が順次設けられ、通常内部半導電層３、架橋ポリエ
チレン絶縁体層４および外部半導電層５は同時押出法に
より形成され、内部半導電層３と架橋ポリエチレン絶縁
体層４との間、ならびに架橋ポリエチレン絶縁体層４と
外部半導電層５との間は一体化されている。
【００１７】外部半導電層５の外周には銅撚線の多数本
を絶縁コア周りに撚巻きされてなる外部導体６が設けら
れ、この外部導体６は、例えば、銅素線２．６ｍｍφ×
１９本の撚線の２０本を絶縁コア外周にＳＺ撚り巻きす
ることにより形成されている。また、この外部導体の総
断面積は、ケーブル導体２の断面積の６０〜９０％の断
面積に設定されている。
【００１８】上記の例では、導体断面積２５００ｍｍ2
外部導体断面積の２０００ｍ2 であって、外部導体の総
断面積は導体断面積の８０％に設定されている。
【００１９】これは後述するが、導体断面積と外部導体
断面積の和が一定とした場合の直流ケーブル送電容量増
大に適した断面積割合である。
【００２０】さらに、外部導体６の上に、半導電層７を
介して外部導体の絶縁層として架橋ポリエチレン絶縁体
層８が設けられ、その上に鉛被９、防食層１０、鉄線鎧
装１１が施されている。
【００２１】外部導体の絶縁体層８の厚さは、例えば、
ケーブル絶縁体層４の厚さを２５ｍｍとすれば、５ｍｍ
程度である。
【００２２】上記の構成の直流電力同軸ケーブルは、外
部導体を帰路電流回路として使用できるので、中性線ケ
ーブルを布設する必要がない。
【００２３】直流ケーブルの場合、中心導体と外部導体
に逆向きに同一の電流が流れる。従って、外部導体は、
基本的には中心導体と同じ断面積となるが、ケーブル構
造上中心導体と外部導体とからの熱放散の熱抵抗の違い
から、最適外部導体の断面積は中心導体の断面積より小
さくてよい。その最適断面積比を図５に示す。
【００２４】図５を求めた計算過程を示すと、直流ケー
ブルにおいて、次の式が成立する。
【数１】 ｒ1 ，ｒ2 の温度特性を無視すれば、導体断面積を
Ａ1 ，外部導体断面積をＡ2 として、
【数２】 として、計算すると（２）式となる。
【００２５】
【数３】 （２）式において、Ｉを最大とする為めには、ΔＴ，Ａ
0 ，Ｋ，Ｒ1 は一定であるからｆ（ｘ）を最小とするｘ
であればよい。
【００２６】すなわち、導体断面積＋外部導体断面積＝
一定として、外部絶縁体熱抵抗（防食層、土壌等熱抵抗
含む）とケーブル絶縁体熱抵抗との比に対して、最適外
部導体断面積比は０．６〜０．９である。上記熱抵抗の
比はケーブル布設環境により変り標準としてこの熱抵抗
比は２程度とされている。
【００２７】また、従来の外部導体は図４に示すように
外部導体１６はケーブル絶縁コア１００の外周に銅素線
を同心撚りして巻かれていた。
【００２８】ＦＪに於て銅素線を接続する場合、図４
（イ）に示すケーブル絶縁コア１００上にてケーブル軸
に沿って各銅素線を溶接（銅ろうまたは、銀ろう）接続
するか、図４（ロ）に示すケーブル絶縁コア１００上に
てケーブル周りに沿って各銅素線を溶接接続していた。
【００２９】その結果、接続時の熱の為、ケーブル絶縁
コア１００に熱的損傷を及ぼすことになる。
【００３０】ちなみに、銅素線の接続は銅ろう、又は銀
ろう接続であり、その温度は２００℃以上となり絶縁体
の架橋ポリエチレンの融点を越える。
【００３１】本発明の外部導体は撚り方向をＳＺ巻きと
しているので、ＦＪにおいて銅撚線を接続する場合、図
３に示すように、外部導体６の銅撚線をケーブル絶縁コ
アから離して溶接接続を行い、溶接接続後ケーブル絶縁
コア上に戻して収める（図面の裏面点線の位置に収め
る）ことができる。
【００３２】従って、溶接接続時の熱の影響をケーブル
絶縁コアに及ぼすことはない。
【００３３】なお、外部導体の撚り線は、図６に示すよ
うにＤ形に成形した圧縮導体でもよい、この場合は、ケ
ーブル外径を小さくできるメリットがある。
【００３４】また、上記実施形態は外部導体をＳＺ撚り
巻きについて説明したが、本発明は外部導体を同心撚り
巻きしたものについても適用されるものである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る直流
電力同軸ケーブルによれば、外部導体を帰路電流回路と
して使用できるので、中性線ケーブルを布設する必要が
ない。
【００３６】外部導体を多数の細い素線を撚った撚線を
絶縁コア周りに撚り巻きしているので、可撓性がありケ
ーブル機械特性が向上し、ケーブル製造がより容易とな
る。
【００３７】また、導体断面積と外部導体断面積との比
を最適なものとし、最適なケーブルサイズにコンパクト
化できる。
【００３８】また、外部導体を絶縁コアの周りにＳＺ撚
り巻きとした場合、直流電力同軸ケーブルのＦＪの施工
が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直流電力同軸ケーブルの一実施形
態を示すケーブルの断面図である。
【図２】図１に示す直流電力同軸ケーブルの構造を示す
斜視図である。
【図３】本発明に係る直流電力同軸ケーブルの外部導体
のＦＪの説明図である。
【図４】従来の電力同軸ケーブル外部導体のＦＪの説明
図である。
【図５】本発明に係る直流電力同軸ケーブルの最適な導
体と外部導体との断面積比を示すグラフである。
【図６】本発明に係る直流電力同軸ケーブルの他の実施
の形態を示すケーブルの断面図である。
【符号の説明】
１ 直流電力同軸ケーブル ２ ケーブル導体 ３ 内部半導電層 ４ ケーブル絶縁体層 ５ 外部半導電層 ６，１６ 外部導体 ８ 外部導体絶縁体層 ９ 鉛被 １０ 防食層 １１ 鉄線鎧装
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平澤 隆行 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中心の導体の外周に、内部半導体電層
    と、絶縁体と、外部半導体層とを順次設けてなるケーブ
    ル絶縁コア上に、外部導体を多数本の撚り線を前記ケー
    ブル絶縁コア周りに撚り巻きつけることにより形成さ
    れ、その上に外部導体として必要な絶縁処理を施して形
    成されていることを特徴とする直流電力同軸ケーブル。
  2. 【請求項２】 上記外部導体断面積が中心導体断面積の
    ６０〜９０％であることを特徴とする請求項１記載の直
    流電力同軸ケーブル。
  3. 【請求項３】 上記外部導体が多数本の撚り線をケーブ
    ル絶縁コア周りにＳＺ巻きすることにより形成されてい
    るこを特徴とする請求項１記載の直流電力同軸ケーブ
    ル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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