JPS5979906A - 素線絶縁導体の製造方法 - 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】 本発明は電力ケーブル導体特に大容量送電に使用される
表皮効果による交流抵抗を低減した素線絶縁導体の製造
方法に関する。

近時、電力需要の増大に伴って、電力ケーブルの導体は
一層大サイズ化される傾向があり、通常導体断面積１０
００ｍｍ２以上の大サイズ導体には、銅素線を撚り合せ
た後断面形状を扇形に圧縮成形したセグメント導体（却
にセグメントとも称せられる）を所吸数集台して断面円
形にした分割導体が使用されており、例えば導体断面積
２５００ｍｍの分割導体などが実用化されている。

かかる大ザイズ導体においては、表皮効果による交流抵
抗が増大するため許容電流の観点から表皮効果の低減を
図ることが重視されている。

例えば導体断面積３０００諭２の６分割導体（導体外径
７０。６ｍｍ、導体内径１９．６＋ｎｍ）では直流抵抗
Ｒｌ）Ｃに対する交流抵抗ＲＡＣ（６０Ｈｚ交流におり
る）の比（ＲＡｃ／ＲＤ。）が１．２７（測定は日本電
線工業規格ＪＣＳ−’１６８Ｃによる）にも達する。

このような大きな表皮効果を低減ずる方法として、尋休
を多分割化すなわちセグメントに分け、各セグメント間
を絶経テープなどで絶縁すると共に、さらにセグメント
を構成する各素線をも絶経して、すなわち素線絶縁とな
して、導体の表層部への電流の集中化を防止せんとして
いるものである。

従来、素線を絶縁する方法としてエナメル被拌した銅素
線を使用する例があるが、素線の撚り合せ加工また、さ
らにその後に行なう圧縮成形加工などに耐え得るには膜
厚２０〜３０μｍ以上のエナメル被覆を必扱とし７、極
めてコスト高となってしまう欠点があった。

このためより安価な方法として、黒色の酸化銅被膜を銅
素線の表面に形成した素線絶縁導体を用いることが実用
化されつつある。黒色の酸化銅皮膜を設けた素線絶縁導
体は、その皮膜厚がが０．５〜２μｍの如く、極めて薄
膜で電気的、機械的に良好な特性を有し、化学的にも優
れた安定性を有することが知られている。

現在、かかる酸化銅被膜を設けた素線絶縁導体の製造方
法としてはアルカリ性水溶液（ＮａＯＨ）中で亜塩累酸
（ＮａＣｌＯ２）又は過硫酸カリウム（ＤＳＯ）などの
酸化剤の助けをかりて、撚り合せ巧体奮化学的に酸化処
理する方法が打用されている。このように洋式的に牛成
されｌζ酸化銅は微結晶体からなり、比較的加工に耐え
、銅界面との密着性にも富む特性を有する。

しかし、かかる方法では撚り合せ導体の内部にある素線
、特に撚り合ぜや圧縮成形によって素線相互が交差し密
に接触している部分にまで銅酸化皮膜を所要厚さに形成
し完全に絶縁するには超音波の作用などにより、線間へ
の処理液の浸入全促進ずるなどの工夫か必要となると共
に、処理に数日間を要し、しかも同体内に入った処理液
を完全に水洗除去し乾燥することが困難であった。

本発明はかかる現状に鑑みて鋭意研究した結果なされた
ものであり、素線絶縁効果の大きい高性能の素線絶縁導
体を経済的で高生産性で製造する方法な−提供すること
を目的とする。すなわち、本発明は、銅素線を撚り合せ
た導体を湿潤アンモニア雰囲気中で昇溝速度１５℃／時
間以下で４０〜８０℃の雰囲気温度に保持することを特
徴とする素線絶縁導体の製造方法である。

本発明では、銅酸化皮膜の形成には、湿潤アンモニア雰
囲気の昇温速度が極めて重要であり、昇温速度を１５℃
／時間以下にする必要がある。

昇温速度が１５ｃ／時間を境に生成する銅酸化皮膜の厚
さが著しく異なる。昇温速度が１５℃／時間以下では昇
温速度の小さい程、生成する銅酸化皮膜の厚さは大きく
なり、その関係はほぼ直線的に変化する。つまり、昇温
速度が１５℃／時間以下では昇温速度が増すにつれて、
生成される銅酸化皮膜の厚さは直線的に減少する。

他方、昇温速度が１５℃／時間以上では、高々０．６〜
０．７μの皮膜厚しか生成されず、処理時間を長くして
もこれ以上の膜厚を得ることができない。

アンモニアガスは毒性があるので、本発明方法は密閉容
器内で行なうのが好ましい。例えば処理せんとする同素
線撚り導体をコイル巻きしたものを密閉型容器内に入れ
、この容器内にアンモニア水又は水とアンモニアガス、
必要に応じて酸素を入れ密閉し、次にこの密閉した容器
を加熱炉又は水槽中に入れ、密閉容器内の雰囲気温度を
昇温速度１５℃／時間以下で昇温し、４０〜８０℃の所
定温度に維持する方法が一般的であり、好ましい。銅素
線の表面が酸化されて銅酸化皮膜が生成するには酸素が
必要であるが、上記容器内には導体を入れる時などに空
気が存在しているので、一般には酸素を導入しなくても
よいが、導体の装填量が多い場合には酸素を導入するこ
とが好ましい。

本発明において銅素線を撚り合せた導体とは所望本数の
銅素線を単に撚り合せただけの導体またはさらにこの導
体に圧縮成形を施してなる導体などであり、その導体形
状について何ら限定されない。分割導体については各セ
グメントを本発明方法によって素線絶縁した後でセグメ
ントを分割導体にするのが一般であるが、素線絶縁をし
ていないセグメントを分割導体にした後で本発明方法に
よる素線絶縁を分割導体全体に行ってもよい。

次に本発明を実施例及び比較例で説明する。

実施例１ 直径２．３ｍｍの軟銅線８８本を撚り合わせ、これを断
面扇形に圧縮成形したセグメントをステンレススチール
製容器に入れた後、２０％濃度のアンモニア水を入れ、
密閉シールをし、ただちにかくして密閉した容器を水槽
中に入れ、容器内の雰囲気温度を、第１表に丞す昇温速
度で６０℃まで昇温した。昇温開始がら１ｏ時間佐に容
器を水槽から取シ出し容器内からセグメント企取シ出し
た。かくして処理したセグメントの１部ヲ解体したとこ
ろ、セグメント内部の紫線にも銅酸化皮膜が均一に形成
式れていることが判った。次に銅酸化皮′膜の厚さを・
測定し、その結果を第１表に併記した。

比較例１ 第１表に示す如く昇温速度／３ユけヲ裳え、それ以外は
実施例１と全く同様にしてセグメントにφ間酸化皮膜形
成処理を行なった。かくし゜ｃ処理したセグメントの１
部を解体したところ、セグメント内部の累線は銅酸化皮
膜が形成されていない部分が見られ、銅色が１だらに露
出していた。セグメントの最外部分の素細の銅酸化皮膜
の厚さを測定し、その結果を第１゛表に併記した。

次に、実施例１０扁１のセグメントを６本撚り合せて導
体断面積２０００ｍｍ２の分割導体を得て、との分割得
体について、日本電粉工業規格ＪＣｓ−１６８０に示す
測定に従って直流抵抗値ＲＩ）。と６０Ｈｚ交流の交流
抵抗値ＲＡｃとを測定しその比（ＲＡｃ／Ｒｎｃ）を求
めたところ１．０４であった。また比較例１の扁３のセ
グメントヲ用いて上記と全く回任の分割群体を得て、こ
の分割導体についても同様の比（ＲＡＣ／”ｐｃ）を求
めたところ１．１４であった。

実施例２，比較例２ 実施例１と同様の未処理セグメントレ−ステンレススチ
ール製容器に入れた後、水とアンモニアガス（２５％濃
度）を入れ密閉し、ただちにこの容器を電気炉内に置き
、電気炉の引温速度を調節することにより、容器内の亦
囲気温度が７５℃になるまで第２表に示ず昇温速度で昇
温し７５℃に保持した。昇温開始後１５時間で処理ヶ終
了した。

次に実施例１と同様にして測定した結果を第２表に併記
した。

なお、実施例２と比較例２とは６Ｂ２表から明らかな如
く、昇温速度が相違するだけであり、他は同じである。

また実施例２で処理したセグメントは、その内部におい
ても素巌の銅酸化皮膜は均一であったのに対して比較例
２では内部の系縄にはζ同色がまだらに残っているのが
見られた。

以上、実施例からも明らかな如く、本発明によれば、短
時間で比較的厚い銅酸化皮膜が導体の全素線表面に均一
に形成され、その結果表皮効果を低拉した低交流損失の
素線絶縁導体を製造することができ実用上極めて有益で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅素線を撚り合せた導体を、湿潤アンモニア芥囲
   気中で昇温速度１５℃／時間以下で４０〜８０℃の雰囲
   気温度に保持することを特徴とする素線絶縁導体の製造
   方法。
2. （２）上記湿潤アンモニア雰囲気にはアンモニア、水蒸
   気及び酸素が含有されてい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。