JPS6193509A - ケ−ブル導体 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は電、カケ−プルに用いられる大サイズ導体の
改良、特に分割圧縮整形より線導体の改良に関するもの
である。

（従来の技術）（蛋明６−斜？及万べ・ｉ電値、！：、
）近年、石油価格にともなうエネルギーコストの異常な
上昇と用地取得難から、地中送電線の低損失化と大写ｔ
１比が重要な課題となっており、従来は地中ケーブルの
大容量化を図る手段として高電圧化、導体の大サイズ化
及びケーブルの冷却によってきたが、大容量ｆヒに伴な
うケーブルの発生損失も増加するので、冷却負担の軽減
、省エネルギー等の面からも低損失化の技術開発が急務
となっている。導体についてみると、益々大サイズ化が
進み現在では２．０００−の大サイズケーブルの使用が
一般化し−ている。又２．５００−も一部既に使用実績
があり、叡年後には３，０００−以上の大サイズケーブ
ルも実用化が予想されている。このような導体の大サイ
ズ化の傾向に伴ない、導体交流実効抵抗の直流抵抗に対
する増加嘉が益々大き（なり、送電容量の向上及び省エ
ネルギーの点から、大サイズ導体の交流実効抵抗増加量
（表皮効果係数＋近接効果係数）の低減が強（要求され
てきている。

この対策として多分割導体、素線絶縁力どが考えられて
きた。いま導体サイズと表皮効果係数の関係を示せば第
１図のとおりであり、大サイズ化によって交流実効抵抗
の増大の要因となる赤皮効果係数が増大するので、分割
導体化による表皮効果係数の減少が図られるが、これに
よっても２．０００−以上の導体サイズになると分割導
体であっても表皮効果係数け１０９ｆを超え、無視でき
な（なる。実使用条件では布設配置による近接効果も加
わシ、交流実効抵抗増加率は更に大きくなる。従って２
，５００〜３，０００−以上では素線絶縁などの適用に
より交流実効抵抗の低減が必須のこととなるのである。

ここに素線絶縁について説明すると１裸銅素線間の接触
抵抗だけでＶｉ表皮効果の低減に対して十分な効果が得
られないため、素線間を強制的に絶縁しようとする方式
で、セグメント内の素線は、分割導体の中心側と外側と
に撚られながら転位するので、各素線のインダクタンス
ははソ均一となり、セグメント内［流分布は均一化され
て表皮効果が低減される。

この素線絶縁の方法としてエナメルをコーティングする
ことが考えられ、近接効果、表皮効果に一応有効である
ことは認めらｎ友が、このエナメルコーティングによる
素線絶縁は所定の特性を得るためにはコーティング材料
の選定とともに３４〜６４μｍという比較的肉厚の皮膜
として被覆しなければならないため、素線の仕上り外径
が大き（なり、ひいてはこれ′ｌｒ：、ｃり合せた導体
外径も太き（なり、例えば２．５００−のケーブル導体
の場合、エナメルの使用によって外径が約３　ｍ　＋　
３００ｘｄ相当）増加し、更に各素線にエナメルをコー
ティングする工程に手数がかかり、価格も、Ｗｉ（なる
難点がある。

父、ケーブル導体を接続する場合に、スリーブ圧着接続
するときにエナメル皮膜を完全に除去する必要があり、
この除去作業は溶剤その他薬品をにはマンホール内で接
続作業をするときに、エナメルの熱分解による有害ガス
を多量に発生する結果、大がかりな排ガス装置を必要と
する等の欠点がある。

更にエナメル皮膜による素線絶縁では、ステンレステー
プ巻及び内部麹罎遮蔽層と内部の導体とが絶縁されるた
め、通常のケーブルでは発生しない異常ｆｆ、　Ｅに工
り放電が生じ、エナメル皮膜の熱分解劣化を起すおそれ
がある。

これらの理由によって素線のエナメル化は実用化されな
かったのである。

（問題点を解決する手段） 本発明は上記の如き実情に鑑み鋭意検討の結果、酸化第
二銅皮膜を設けた素線が優れた性能を発揮することを見
出し、これを用いてケーブルの分割圧縮整形ニジ線とい
う特殊構造に応用することにより、従来の技術の問題点
ｙＩｔ解決し表皮効果、近接効果に有効なケーブル導体
を提供することに放電したものであり、上記素線には（
ＦｕＯ皮膜に工りつ撞り、分割部分を構成する大きざが
順次小ざ（なっていく各扇形部分は酸化躯二銅に工っで
互いに絶縁きれていて、かつ一定長（通常　２０〜３０
ｃ！Ｒ）のピッチでより合わされていて、かつこの各扇
形部分けその外周、内周が上記酸化紀二銅の半導電抵抗
で被覆場れていることに工って銅素線のみに比べ素線間
の接触抵抗が十分大き（なるので、銅素線の長手方向抵
抗が電気的に独立した状態とみたせ、かつ素線がエリ線
構造となっているので、上記各扇形部分は等価的にほぼ
均一なインダクタンス分を持つことができるので、分割
部分について各扇形部分に均一に電流が流れて、表皮効
果の低減が効果的にできる。

この半導電領域の抵抗値であっても本綱発明の対象であ
る上述した構造において導体を構成する各銅素線間では
その電位差が１ｍＶ　　程度と低いものであるから、こ
の［ａＥＶｃ対し絶縁できるのｆ十分な抵抗値である。

導体に高電圧が印加されても、電位分担が微少であるか
ら異常電圧、充電電流に起因する放電の発生が防げる。

以上全満足するためには体積抵抗工はたとえ膜厚を考慮
してもρ＝１０４〜１０＠Ω１口程度であれば十分であ
る。

更に上記において述べたごとぐ、本〆発明では放電が生
じないが、従来のエナメル皮膜による絶縁　例えば仁雲
工τ社エナメル皮膜の体積抵抗率ρ′がρ７＝１０１３
〜１０Ｉ５０・−と高（、皮膜厚が厚く容量分布となり
電圧分担が晶（なるため、導体を構成する素線間で放電
が生じ、導体の接触抵抗が零となり、皮膜を設けた意味
がな（なり、劣化ガス（例えばＯＦケーブルの場合Ｃ２
Ｈ２等）が発生し、絶縁油を劣化させたり、同様に絶縁
体を劣化させたりしたが、本―発明における半導電領域
の抵抗を有する酸化第二銅皮膜ではこのＬうなことは起
らない。

本発明で用いられる素線絶縁は第２図に示した素線を用
いて第３図に示すように分割圧縮整形されたセグメント
２０ｔｌ−構成している。図ではセグメントの数が６ケ
の場合を示し、中央の円形空所は油通路である。

本発明で用いる絶縁素線は例えば銅素線１２を３００℃
以上に加熱してその表面に酸化第二銅の皮膜を形成する
か、他の化学酸化の手法例えば亜塩素酸ナトリウムと力
性ソーダの混合液中に銅素線を浸漬するか、又はセグメ
ントを構成した後一括処理で表面酸化を行なうことによ
り、酸化第二銅皮膜を形成して製造することができる。

そして積抵抗狐ρ＝１０４〜１０６Ω・ｃｌｎのものが
得られた。

本発明における第二酸出鋼皮膜を有するケーブル導体は
酸化第二銅が耐熱性に優れてｂるため海底ケーブルなど
に欠（ことのできない可撓ジヨイントの導体同径接続が
できる。

（発明の効果） 本発明で用いる酸化第二銅皮膜の素線とエナメル被覆の
緊線とをＶＦ、成しその特性を比較試験したところ下表
のとおりである。

従ってエナメル被覆より遥かに薄（導体外径は太（なら
ず、エナメル被覆のように特別な塗布焼付装置を必要と
せず皮膜形成手段が簡単なため低コストで済む、又、半
導電の抵抗値なので従来どおシの導体しやへい構造がと
れる。

次に酸化第二銅皮膜による素線絶縁導体を試作し、交流
実効抵抗を測定した。

測定法は導体に所定の電流を通′ぽし、交流電位差計を
用いて電流、電位降下の値、及び電圧と電流の位相を求
め、交流実効抵抗を算出した。直流抵抗測定にはダブル
ブリッジを使用した。ケーブル長け７〜８ｍで、有効測
定長は約５ｍとし友。

ケーブルの両端末は酸化第二銅皮膜を除去した後、ａラ
ドを圧縮接続し通電端子に取り付けた、供試導体は下表
のとおりである。

これにより測定結果は以下のとおりで優れていることが
判る ケーブル（相分離配列）、ＰＯＦケーブル（クレードル
配列）、ＸＬＰＥケーブル（俵積み配列）における交流
抵抗を算出したところ、６０　Ｈｚに於ては２．５００
−の本発明零線絶縁分割導体を用いるとＯＦケーブルで
は従来の４体の３．０００−並み、ＰＯＦケーブルでは
同じ（４，０００−１ＸＬＰＥケーブル（俵績み布設）
では−１しく　３．５００−を各々使用した場合と向じ
交流抵抗が得られ、電流容量は２．５００ｊＰＯＦケー
ブルで６０　Ｈｚの場合１１螢増加し、又、６６ＫＶ　
　ＸＬＰＥケーブルテは３５００−の本発明の電線絶縁
導体の採用によりケーブルを流容量は普通導体と比較Ｉ
２て１５％増大する結果が得ら几た。

又、省エネルギーという面で４２，５００−の本発明の
素線絶縁分割導体を使用すると６０　Ｈｚの場合損失け
ＰＯＦケーブルで１９％、ＯＦケーブルで１１に低減さ
れる。

次に絶縁油に酎する安定性を調べたところ・１１５℃の
絶縁油中に長時間、浸漬しても絶縁油のｄＩＦ体力尤、
ｔａｎ　ａ簿及び体積抵抗杢ρは試験の前後で変化はな
（安定していた。

次に機械的試験として本発明で用いる酸化第二銅皮膜を
有する６体として２，０００−４分割導体全２７倍径で
２往傷ベンデイングしたところ表皮効果係数に変化はな
（，３，０００１５分割導体分割小曲げ半径２，８　ｒ
ｒ＋Ｒ１２５倍で操り返し曲げ試験（１５，０００回）
を行なったがＰ１様に表皮効果係数に変化はなかった。

導体接続の場合酸化第二銅皮膜を除去してスリーブ圧縮
接続するか導体断面でロウ付は又は溶接々続する必要が
あるが、還元ａ雰囲気（液体又は気体）を使用して化学
的にもしくはブラストの手法全応用した乾式皮膜除去法
にエリケーブルの絶縁体には影響を与えることなしに短
時間にはソ完全に皮ｍ’を除去することができる、 又、可撓性同径接続箱では完全導体接続が要求されるた
め、ａつ付は又は溶接々続が必要となるがこの高温にさ
らこれても残存する酸化第二銅の耐熱性により普通導体
と同様に取り扱うことができ同径接続が可能である。

即ち本発明に於て全素線１／（酸化第二銅皮膜を形成し
であることけ部分的にこの素線を用いたもの工りも表皮
効果近接効果を減少し前記各種の効果を奏する７Ｄ＼、
詩にその製造上は工す線構造としてから酸化することに
より容易に製造できるとともに、製造コスト上も有利で
あり、又導体接続時の酸化皮膜除去を行なう場合素線を
選別せずに行ない得るのでこの点からも作業性の高い構
造の本のということができる。

【図面の簡単な説明】

＄１図は表皮効果係数と導体断面積の関係図、第２図は
本発明に用いられる絶縁素線の断面図、笛３図は本発明
によるケーブル導体の一実施例の構造を示す断面図であ
る。 ／４４１虹欠オー飢ばｎ％ ｚｏ　　４７”Ｍ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅素線をより合わせ圧縮成型してなる分割圧縮整形より
   線導体に於て、前記銅素線全部にＣｕＯ皮膜が形成され
   ていることを特徴とするケーブル導体。