JPS5846816A - 電力ケ−ブルおよび電力ケ−ブル設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気ケーブルおよび電気ケーブル設備の改良に
係り、より詳細には゛域カケープルおよび電カケープル
設備に関するが、それに限定されるものではなく、たと
えばｌ　３２　ｋＶまｆｃは４００　ｋＶの高電圧で使
用される高鴫圧鴫カケープルおよびその設備に関する。

よく知られているように（たとえば、Ｃ−Ｃ・パーンズ
（Ｃ，Ｃ，Ｂａｒｎ’ｓ　）著［）譬ワー・ケーブルズ
ーゼア・デデイ／・アンド・インスメレイシ、ン」第２
版、１９６６手、チャツノマン・アンド・ホール・リミ
テッド社刊會参照のこと八１３２　ｋＶ程度の高電圧に
対しては三心ケーノルよｐ単心型カケ−プルを使用する
方が好ましく、ま九、２００ｋＶ以上の電圧に対しては
、このような高電圧に適する三心ケーブルを製造するに
際して不都合が生じるため、単心ケーブルを使用しなけ
ればならない０本発明に単心型カケープルおよびその設
備に関し、三心ケーブルについては扱わない。

少なくとも英国においてに、単心グーオルを使用してＳ
＠ｔたは三相の伝送システムを構成する場合、このよう
なケーブルの金属被覆ｔ″２箇所以上で、通常はケーブ
ルの両趨で接合し且つ接地するのが普通であった。これ
は、ケーブルの心線と被覆との間の変圧作用に１９誘導
される被覆電圧を短絡するために行なわれる０ケーゾル
の被覆をこのように接合し、接地すると、鰺導される電
圧は短繕嘔れるが、楼榎内を、′ＩＬ流が流れて熱エネ
ルイーを放散する。この作用を抑える、または少なくと
もその大部分會抑えるために、通常は、単心ケーブルに
より三相のグーゾル群を形成するいわゆるクロスぎンド
孜術が利用されている。クロスはンド技術（前述のＣ−
Ｃ・・臂−ンズの著蕾の２３８ページ以降を参照）では
、長さの等しい隣接するケーブル部分の間で金属被覆が
分断され、これらのケーブル部分は２つおきに、その端
部でケーブル被護が一体に接合・接地され、間の２つの
ケーブル部分はその被覆の間の交差により位置が入れか
わっている・そのため、３つ目ごとのグーグル端部で、
誘導電圧のベクトル和をゼロにすることができる。

従って、単心ケーブル内を備壊する被償電流から生じる
熱損失をなくすために、実際には１箇所で接何するか、
またはクロスゲンドするかのいずれかの方法がとられて
いた。このような特殊な接合法の場合、被覆ｋｕ６１々
の長さ部分、通常は複数の単位ケーブル長さに分断する
被覆分断絶縁体を使用して、誘導４＆榎起電力を相殺す
るように必要な交差接合を行なわなければならない。ケ
ーブル設備が５０　Ｈｚの三相電Ｒ，を供給し、５０Ｈ
ｚの障害電流について重大な問題が生じないならば、こ
のような技術に非常に好ましく、有効であるが、たとえ
ば、スイッチング動作や、雷撃等により過渡状態が発生
すると、いくつかの問題が起こる。ケーブルの被覆に沿
って同軸に伝搬する過渡電圧に、被覆分断絶縁体に達す
ると、非常に大きな被覆電圧を＠生させるため、被覆の
絶縁が損なわれる・この問題全解決する友め、通常は、
高電圧ケーブル設備の特別の接合箇所で被覆電圧制限装
置を使用している。核種電圧制限装置は、通常は、電圧
との間に非直線的関係を有する抵抗器または避雷器によ
り構成される。このような核種電圧制限装置ｔ−特殊接
合法により接合した率心電カケープルに付加すれば、設
備のコストは相当に高くなり、を几構成も複雑になる。

本発明は、サージ電圧制限装置１１必賛としない、特殊
接合法に遍する特別な形膝の単心電カケーゾルを提供す
る。本発明に、単心電カケー／ルに、グーゾル被覆本体
から絶縁され且つケーブルの全量にわたって連続する付
加的な内側ケーブル被覆（以下、外側ケーブル被覆との
混同を避けるためシールドという）を設けるという概念
に基づいている。グーゾル被覆本体は特殊接合法により
接合されているので、このような方法の利点はそのまま
維持されている。内側シールドの抵抗は、著しい熱損失
（従来に、特−殊接合法によらずに接合された単心ケー
ブルの被覆において生じ、被覆の抵抗の関数である）が
起こらないような高さに定められている。著しい熱損失
が起こらないような十分に高い抵抗値を有する内側シー
ルドを用い、グーゾル被覆本体はその通常の機能を果た
す、すなわち、接地障害ｔｔ流が流れる経路を提供し且
つ防水液圧障壁全形成するように構成することにより、
グーゾル被覆本体に特殊接合法により接合されているが
、内側７−ルドが連続しているケー！ル設ｍｕ、従来の
ケーブル設備で生じていたような非常に高いサージ過電
圧の影響を受けない。

これは、不発明によるケーブル設備においてに、スイッ
チングサージまたは雷撃と関連する進行波の進路が内側
シールドに沿って連続し、従って、従来のケーブル設備
で見られたような非常に高い電圧を発生させる原因とな
る反射作用や、屈折作用が起こらないためである。従っ
て、本発明では、サー−）電圧制限装置を使用しな−く
ても良い。

本発明の１つの面によれば、ケーブルの全長にわたって
連続し且つケーブル設備および金属被覆の双方から絶縁
された内側シールドを含み、金属で被覆され九単心電カ
ケープルが提供され、同一シールドは、前述のように高
い電気抵抗を有するように形成されている。

また、本発明は、本発明による電カケープルを利用する
電カケープル設備をも含み、特に、設備の各ケーブルの
内側シールドが設備全長にわたりて連続し、（好ましく
は、できる＠９短い間隔ｔおいて接地され）且つ各ケー
ブルの外稠ケーノル被憶が、たとえば前述の１うな従来
の特殊接合法によって外側ケーブル被横がクロスが７ド
され、好ましくは、分前されたケーブル核種が２つおき
にケーブル部分の端部で接地嘔れ且つ間の２つのケーブ
ル部分に位置が入れかわっているような設備を含む。

本発明による電カケーゾルに、抵抗性内部シールドを設
けた点を除いては、従来と四じ構成とすることができる
。たとえば、代表的な４・ＵＯＷ用油入電カケ−プルの
場合には、０．０２オ一ム／メートルの内側シールドの
抵抗で十分に熱損失をなく丁ことができる。この抵抗値
は、たとえば、螺旋状に金属チーｆｔ−巻付けるか、ま
たは細い銅ｉｌＩまたはアルミニウム１ｌｉｉを螺旋状
に巻キ いて、好ましくは金属被覆紙０層の間に押入したものを
使用することにより得ることができる。

次に、この内側シールド上に、たとえば厚さ１．５−か
ら２．０−の絶縁紙の層を貼付け、次に、金属被種紙、
友とえは銅の織シテー！層、通常の鉛ま友はアルミニウ
ム被覆の職に電ねてゆく。

前述のように、内側ケーブルシールドに外側被覆から電
気的に４１！！醸されていなければならず、このような
絶縁は、次に挙げる３つの動作条件の下で生じる電圧に
耐えることのできるものでなければならない。

（１）５０Ｈｚの平衡負荷の下で、内側シールドは接地
電位にめシ、外側被ａは１００ゲルト以下の電位状態に
ある。

（ＩＩ）　　５０　Ｈｚの短絡条件の下で、内側シール
ドは接地電位にあり、外側被覆は、典型的には４　ｋＶ
まで上昇する電位状態にある。

Ｕ＊Ｉ）　　スイッチングまたは雷撃によるサーｘｆｔ
生じている条件の下で、外側被覆は接地電位またはそれ
に近い電位にあり、内側シールドは、接地点の間で、シ
ールドの抵抗値、接地点間の間隔、および到達するサー
ジの大きさにより決まる、おそらくはｉ　ｏ　ｏｋｖ程
度のレベルまで上昇する電位状態にある。

絶縁レベルは−、条件６１１）に適合するように選択し
なければならないが、ケーブル故障の場合には接地陣害
邂流を十分な速度で外４Ａ破櫨に広送してケーブルのほ
ば全長にわ友りて内側シールドに対する損−を回避する
ことができるように、容易に破壊されなければならない
。

外−り被覆は内側シールドに１９達蔽場れて、過渡電圧
の影響全党けないので、クロスｄンドシステムの異なる
＊ａ部分を交差接合する際に、同心接合導線を使用して
インダクタンスを最小限に抑えるという点に関して特に
増磁する必嶽框なく、また、被覆電圧制限装置も不要で
るる。

従来のクロス♂ンドシステムに比べて、システム全体を
最も効率よく経済的に使用するためには、本発明による
クロスＩンド式ケーブル設備において、システムの接合
箇所に２つ＆きにリング−、クスを設は且つその間の接
合点にνける外側被債の交差接合は地中で行なうことが
実際上、有益であろう。このように、接合点では、２つ
おきに外側被覆の地面に対する絶縁状態がチェックされ
る。内側シールドも同じリンクｌックスで接地される。

このようなシステムでａ−被覆電圧制限装置が不要であ
り且つリンクＩツクスの数も少なくてすむ友め、特にケ
ーブルを長距離にわ九って架設する場合には、経済的で
ある・さらに、このようなシステムは、従来のシステム
に比べて構造が簡単で且つ保守が容易になる等の重要な
利点を有する。

以下、添付の図面上参照して本発明の詳細な説明する・ まず、第、１図に関して股間する。第１図には、ケーブ
ルが平坦に配置され、隣接するケーブル部分の間の各々
の接合点でケーブルの位置が入れかわっている典型的な
従来のクロスぎンドシステムが示されている。概略的に
示されているように、外側ケーブル被覆１は、２つおき
のケーブル部分において、夫々一体に接合され、接地さ
れる。その間のクロスＩンド位置には、夫夫、前述のよ
うに過渡状態において被覆の絶縁を保−するサージ電圧
制限装置２が設けられている。ケーブルを図示したよう
にクロスＩ／ドすると、その結果、被覆が不連続となる
ので、電圧サージによシ生じた進行波の反射と屈折が起
こる。最初の進行波は、被積分１ｉｉＦｒＭ一体（第１
図には図示嘔れない）内と、アースとケーブル被覆との
間に２いて次々に反射し、屈折する。

このように大きな電圧ｔ−発生する之めに、一般にケー
ブル被覆をアースに結合する４圧従属非直線形抵抗器の
形をとるサージ鴫圧制限装置を使用しなければならない
。

本発明は、主ケーブル被覆本体から絶縁さ、れ且つケー
ブルシステムの全長にわたって連続すル内側ケー！ル被
横をケーブルに設けることにより、雷撃またはスイッチ
ングサーノを伴なう進行波の進路を中断せず、反射や屈
折奮起こさないように進行波を導こうとするものである
。

これにより、サージ過電圧の影響は全くなくなるか、ま
たは少なくとも実質的に低減される。

また、サージ電圧制限装置を使用する必要もなくなるの
で、システムのコストを低減でキ、システムが簡略化さ
れると共に、保守の必要も軽減でれる。

本発明による単一１１ｉＰｆｒ接地式ケーブル設備を示
す第２図に関して説明する。第２図は三相のケーブル設
備を示すが、単相のケーブル設備も同様にして構成でき
る。図示されているように、各ケーブルは外側ケーブル
設備１と、外側ケーブル被覆Ｊから絶縁された内側ケー
ブル被覆３と、内側ケーブル被覆３ρ為ら絶縁され友心
線４とから成る。その他の構成要素は第２図には示され
ていない。三相の各々の外側ケーブル被覆１は、詩示さ
、れたケーブルの長さの１１！ｉ所（中央）で接地され
、各ケーブルの内側ケーブル被覆３はその両端で接地さ
れ、その間は連続した状態にある。第２図に示す、外側
ケーブル被覆ｌの単一１１ｉ所接地構成では、障害−流
を醸送する友めの接地導線５，６が有効に提供されてい
る・まだ框、外側ケーブル被覆１ｔ−ケーブルの長さの
一端で夫々接地し、内側ケーブル被覆３の一端の接地箇
所から他端の接地箇所へ延出する別の接地帰ａｔ設ける
こともで自る。

第３図は不発ｆ！ＡＩＣよるクロスがンド弐クーノル設
置ＩＩＪ′１に示す。第３図において、第２図と同じ図
中符号は同じ部分を指示する。第３図に示すように、外
側ケーブル被槍鄭分１は２つおきのケーブル部分の端部
において、夫々−坏に接合され且つ接地され、その間の
２本のケーブル部分に位置が入れかわっており１クロス
がンドされている。内側ケーブル被ｅｋ３は各々のケー
ブルの全長にわたって連続しており、図示されるように
、ケーブルの長さの両端で接地されてい、る。必要に応
じて、ケーブルの両端の間に接地導線１を設けても良い
が、これσ゛必ずしも必要ではない・ 第４図は本発明に従って製造される電カケーゾルの実施
例を示す。図示されてｉるように、電カケープルは、油
を通過させるために貫通孔を有していても良い心線１０
と、心線１０１に包°囲し、たとえばカー２７紙から成
る導′１１遁蔽層１１と、絶縁紙層１２と、炭素含浸紙
から成る別の遮蔽層１３と、前述のような抵抗ｔ−提供
するようにかなり長い距離にわ友って螺旋状に巻付けら
れた複数の離間した細い銅線から成る、本発明による内
側ケーブル被覆１４と、内情ケーブル被横１４上に形成
さらに別の炭素含浸紙層１５と、絶縁紙層１６と、金属
被覆紙遮蔽層１１と、金属製の外側ケーブル被ｍｉｓと
、適切な１層以上の外側保護層１９とから構成される。

本発明の概念にとりて内−ケーブル被８１４の電気抵抗
の設定はきわめて重要である。この抵抗値は、システム
ｔはんのわずかだけデ（レーティングする高い値と、通
常の容量電流分とサージ電流を大きな電圧降下なしに搬
送できる低い値との間で選択される。同様に、内側ケー
ブル被橋と外側ケーブル被覆との間に提′供され′る絶
縁のレベルも非常に重要である。このｉＩＡ縁レベルは
、通常の負荷条件、雷撃およびスイッチングによるサー
ジ、並びに短絡条件に対処できるものでなければならな
いが、ケーブル内部の故障に際しては破壊されるべきで
ある。ケーブル内部で故障の起こりやすい、不適切な構
成のシステムでは、故障が生じたとき、絶縁が局部的に
破壊されないと、連続する被覆にケーブルの全長にわた
って修理不能なほど損鳴されてしまうので、故−後のシ
ステムの修理にはかなりの費用がかかる。

第４図に示すケーブルの内側ケーブル植機１４は、ケー
ブルに螺旋状に巻付けられ次細いワイヤから構成されて
いるが、その代わりに、重ね合わされた金属箔または他
の導電性サージにより内側ケーブル被覆を構成しても艮
い。このような金属箔やサージには、このようなケーブ
ルを製造するために従来から採用されている乾燥工程お
よび含浸工程を容易にするために、孔をあけても良い、
さらに、絶縁紙層１６０代わりに、九とえば、非直線的
な抵抗特性を提供する友めに炭素または炭化珪素を塗布
し九紙等の半導体層を使用しても良゛い。このような構
成とすることにより、ケーブルのサージエネルギー吸収
率が高まる傾向があるので、サージ電圧は低減される。

以上、油入型カケープルに関して本発明を説明し九が、
本発明は油入型カケープル金利用する設備にのみ限定さ
れるものではなく、ケーブル絶縁が主にエラストマー材
料により行なわれるいわゆるエラストマーケーブルにも
本発明を適用できることは明らかである。このようなエ
ラストマーケーブルμ、九とえば、心線の上に１回の押
出し動作により、心線遮蔽層全形成する半導体エラスト
マーから成る第１のノーと、友とえば絶縁紙層を形成す
る架橋ポリエチレンから成る第２の層と、半導体ニジス
トマーから成る第３の層とを押出すことによシ裂造嘔れ
る。

この場合、本発明の内側グーゾル被覆は、ケーブルの押
出しエラストマ一層上に細いワイヤを螺旋状に巻付ける
か、または必要な電気抵抗を提供する重ね合わせ金属箔
またに他の導電性チーｆｔ−巻付けることにより形成さ
れる０次に、このように形成された内側ケーブル被覆の
上に絶縁層を設け、さらに、たとえば、ケーブルに鋼線
１１：螺旋状に巻付けることにより外側ケーブル被覆を
形成し、これを押出し保ｌｌＩ絶縁ノーにより被覆する
。ま九は、別の構成においては、油入型のケーブルにお
いて、内側ケーブル被覆の上に前述のように半導体の重
合絶縁Ｉ−金設けることもできるであろう。

以上、特殊接合法によシ接合され次電カケーゾル設備の
コストを低減し且つ構成を簡略化すると共に、必要とさ
れる保守条件を軽減することができる本発明による改良
され友電圧ケーブルおよび改良された電カケープル設備
について説、明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のクロスメンド式三相単心電カケープル
設備の概略図； 第２図は、本発明に従って構成されたケーブルを使用す
る本発明による単−御所接地式ケーブル設備の概略図； 第３図は、本発明に従って構成されたケーブルを使用す
る本発明によるクロスゲンド弐ケーブル設備の概略図；
及び 第４図は、本発明に従って構成され九単心電カケー！ル
の構成の概略図である。 （図中符号） １・・・外側ケーブル被覆、３・・・内側ケーブル絶縁
、４・・・心線、１０・・・心線、１４・・・内側グー
ゾル被覆、１８・・・外側ケーブル被覆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　導体の心線と、前記心−から電気的に絶縁された
   抵抗の小さい外側ケーブル被覆と、前記心線と外側ケー
   ブル被覆との間に設けられ且つその双方から絶縁された
   、比較的抵抗の大きな内側ケーブル被覆とを有する単心
   ケーブルをＡ儂し、前記内側ケーブル部分は設備のケー
   ブルの全長にわたって連続してお９たとえば雷撃または
   スイッチング動作によりケーブル内に発生するサーノ電
   圧は連続する経路に沿って流れ、従って、外側グープル
   被覆、特にその分断箇所において、サーノ成圧に対応す
   る＾Ｗ過渡過電圧の発生を１止する電カケープル設鋪。 ２、　前記設備のケーブルは、連続的に接続される複数
   のケーブル部分から成り、各ケーブル部分の外−ケーブ
   ル被ｅＩｋ社＠砿するケーブル部分の外側ケーブル被覆
   から電気的に杷−嘔れると共に接地式れ、各ケーブル部
   分の内側ケーブル被覆は隣接するケーブル部分の内側ク
   ーゾル１１機に結合されると共に、各ケーブル部分の６
   各の端部において接地される特許請求の範囲第１項に記
   載の電カケープルａ備。 ３、　ケーブルに沿って接地導線が配設され、前記接地
   導線はケーブルの接地点において接地される特許請求の
   範囲第２項に記載の電カケープル設博。 ４、各々の位相について１つずつ合計３つの長さが等し
   い特許請求の範囲第１項に記載の電カケープルを具備す
   る三相電カケーゾル設備において、３本のケーブルの外
   側ケーブル部分は、その長手方向に沿って、ケーブルの
   長さ全体にわたって間隔をおいて年断され、３本のケー
   ブルのすべての内側ケーブル被覆は接地され、各ケーブ
   ル部分が少なくとも１−所で接地された外側ケーブル被
   覆を有する前記分断箇所の間で延出している電カケーゾ
   ル設備。 ５、各々の位相について１つずつ合＋ｔｔ３つの長さが
   等しい特ＩＰＦ請求の範囲第１項に記載の区カケー！ル
   を具備する三相電カケープル設備において、ケーブルは
   設備全体にわたって、夫々３本のケーブルの３つの個々
   の長さ部分から成る複数のケーブル部分に分断され、前
   ｄピケ−ゾル部分の各々の外側ケーブル被覆はその両端
   で長手方向に分断され、外側ケーブル被覆の端部と、内
   側ケーブル被覆とは各ケーブル部分の両端で接地され、
   各ケーブル部分の１！ｉｉ６郡の中間の−２つの位置に
   おいて外側ケーブル被覆の端部はクロスゲンドされて、
   各位相の各々のケーブル部分はこのような中間位置にお
   いて位置が入れかえられている電カケープル設備。 ６、−導体の心線と、前艷心線から電気的に絶縁され比
   抵抗の小さい外側ケーブル被覆と、前記心線と外側ケー
   ブル被覆との間に設けられ且つその双方から電気的に絶
   縁された、比較的抵抗の大きな内側ケーブル被覆とｔ具
   備し、前記内側ケーブル被覆は、グープル内において使
   用されて、たとえば雷革またはスイッチング動作により
   グープル内に発生するサージ電圧が連続的ＶＣ流れる経
   路をケーブルの全長にわたって提供し、それによシ、ｔ
   Ａ＊ケーブル被覆、特にその分断箇所において、サージ
   電圧に対応する高い過渡過電圧が発生するの全阻止する
   のに適するように配置される特許請求の範囲第１項から
   第６項のいずれか１項に記載の電カケーグル設備におい
   て使用するための単心型カケープル。 ？、　　ｆａｒ記内側内側ケーブル被覆ケーブルに比較
   的長い距離にわたって複数のワイヤを離間して巻付は九
   ものから成る特許請求の範囲第６項に記載の単心型カケ
   ープル。 ８、゛　前記ワイヤ扛、炭素含浸紙の層の間にはさみ込
   まれる特許請求の範囲第７項に記載の単心型カケープル
   ・ ９、　前記内側ケーブル被覆は、重ね合わされた金属サ
   ージから成る特許請求の範囲第６項に記載の単心嶌カケ
   ープル。 １０、ケーブルのサージエネルギー吸収率を高めて、そ
   の結果としてサージ電圧を低減するように、内側クーゾ
   ル４１１覆にｖ４接して半導捧層が設けられる特許請求
   の範囲第６項から第９塊のいずれか１項に記載の単心型
   カケープル・１１、　Ｎｉｌ記半導体鳩に、非直線的な
   抵抗時性を有する材料を含む特許請求の範囲第１０項に
   記載の単心型カケープル。 １２、前記内側シールドの抵抗に０６０２オ一ム／メー
   トルの大きさである特許請求の範囲第６項から第１１項
   のいずれか１ｇ４に記載の単ｌＬ？電カケープル。