JP2014056714A

JP2014056714A - 電力ケーブル用素線絶縁分割導体

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Publication number: JP2014056714A
Application number: JP2012200873A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Asano; 一治浅野
Original assignee: Viscas Corp
Current assignee: Viscas Corp
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-27

Abstract

【課題】断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体１を複数本、絶縁シート２を介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、裸素線４の本数を多くして、コスト低減を図る。
【解決手段】セグメント導体１として、中心部に絶縁素線４と裸素線５からなり絶縁素線４より裸素線５の方が本数が多い（全部が裸素線でもよい）中心素線群６を有し、その外側に絶縁素線４のみの単一素線層７と、絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８とを交互に有し、最外層が絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８で構成されたセグメント導体を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、導体断面積の大きい電力ケーブルに用いられる素線絶縁分割導体に関するものである。

導体電面積の大きい電力ケーブルには、表皮効果低減のため素線絶縁分割導体が用いられる。分割導体は、多数の裸素線を撚り合わせて断面扇形に圧縮成形してセグメント導体とし、このセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わることにより、つまり導体を周方向に分割することにより、表皮効果を低減させたものである（特許文献１の第１図）。この分割導体の表皮効果をさらに低減させるため、セグメント導体を構成する全ての素線を酸化第二銅又はエナメルで絶縁したものが素線絶縁分割導体である。

しかし、従来の素線絶縁分割導体はセグメント導体を構成する全ての素線を絶縁処理しているためコスト高になるという難点がある。

そこで、一部の絶縁素線を裸素線に置き換えた素線絶縁分割導体も提案されている（特許文献１の図２）。この素線絶縁分割導体は、セグメント導体が、絶縁素線のみの単一素線層と、絶縁素線と裸素線が１本毎に交互に配列された複合素線層とを交互に設けたもので構成されている。このようにすると、１本１本の裸素線が絶縁素線で取り囲まれる状態となるため、実質的に全ての素線に絶縁素線を使用したのと同じ効果が得られ、裸素線を使用した分だけコスト低減を図ることが可能である。

実公昭６１−１９４６０号公報

しかし、従来提案されている一部に裸素線を用いる素線絶縁分割導体は、１本１本の裸素線を絶縁素線が取り囲むように構成されているため、使用できる裸素線の本数が制限され、コスト低減に限界がある。

また、従来提案されている一部に裸素線を用いる素線絶縁分割導体は、最外層が絶縁素線のみの単一素線層で構成されるセグメント導体と、最外層が絶縁素線と裸素線を交互に配列した複合素線層で構成されるセグメント導体の、２種類のセグメント導体を用いるため、この面からもコスト低減が難しいという問題もある。

本発明の目的は、使用できる裸素線の本数を増やして、さらにコスト低減を図ることのできる電力ケーブル用素線絶縁分割導体を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、前記セグメント導体は、中心部に裸素線のみからなる又は絶縁素線と裸素線からなり絶縁素線より裸素線の方が本数が多い中心素線群を有し、その外側に絶縁素線のみの単一素線層と、絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層とを交互に有し、最外層が絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層で構成されていることを特徴とするものである。

また、上記の電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、複合素線層は、１本の絶縁素線と１本の裸素線が交互に配列されたものとすることができる。

また、上記の電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、複合素線層のうちの少なくとも１層は、１本の絶縁素線と複数本の裸素線が交互に配列されたものとすることもできる。

また、本発明は、断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、前記セグメント導体は、中心部に裸素線のみ若しくは絶縁素線のみからなる又は絶縁素線と裸素線からなる中心素線群を有し、その外側に絶縁素線のみの単一素線層と、絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層とを交互に有し、最外層が絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層で構成され、複合素線層のうちの少なくとも１層が、１本の絶縁素線と複数本の裸素線が交互に配列されたものであってもよい。

また、本発明は、断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、前記セグメント導体は、中心部に裸素線のみからなる又は絶縁素線と裸素線からなる中心素線群を有し、その外側に絶縁素線のみの単一素線層を複数層有し、最外層が裸素線のみの単一素線層で構成されているものであってもよい。

また、本発明は、断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、前記セグメント導体は、中心部に裸素線のみからなる又は絶縁素線と裸素線からなる中心素線群を有し、その外側に絶縁素線のみの単一素線層と裸素線のみの単一素線層を交互に有し、最外層が裸素線のみの単一素線層で構成されているものであってもよい。

本発明によれば、各セグメント導体の表皮効果係数を許容範囲内に保ったまま、裸素線の本数を従来提案されている素線絶縁分割導体より多くできるので、その分、絶縁素線の使用本数を少なくでき、素線絶縁分割導体のコスト低減を図ることができる。

（Ａ）は本発明に係る素線絶縁分割導体の一実施例を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の素線絶縁分割導体に使用する素線絶縁撚線の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の素線絶縁撚線を断面扇形に圧縮成形したセグメント導体の断面図。従来提案されている素線絶縁分割導体に使用する素線絶縁撚線の断面図。（Ａ）は本発明に係る素線絶縁分割導体の他の実施例を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の素線絶縁分割導体に使用する素線絶縁撚線の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の素線絶縁撚線を断面扇形に圧縮成形したセグメント導体の断面図。（Ａ）は本発明に係る素線絶縁分割導体のさらに他の実施例を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の素線絶縁分割導体に使用する素線絶縁撚線の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の素線絶縁撚線を断面扇形に圧縮成形したセグメント導体の断面図。（Ａ）は本発明に係る素線絶縁分割導体のさらに他の実施例を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の素線絶縁分割導体に使用する素線絶縁撚線の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の素線絶縁撚線を断面扇形に圧縮成形したセグメント導体の断面図。（Ａ）は本発明に係る素線絶縁分割導体のさらに他の実施例を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の素線絶縁分割導体に使用する素線絶縁撚線の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の素線絶縁撚線を断面扇形に圧縮成形したセグメント導体の断面図。

＜実施例１＞図１（Ａ）は本発明の一実施例を示す。この素線絶縁分割導体は、複数のセグメント導体１を間に絶縁シート（一般的には絶縁紙）２を介在させて断面円形に撚り合わせたものである。各セグメント導体１は、全て同じ構造で、図１（Ｂ）に示す断面円形の素線絶縁撚線３を、同図（Ｃ）のように断面扇形に圧縮成形したものである。

この実施例で用いる素線絶縁撚線３は、中心部に１本の絶縁素線４と６本の裸素線５とからなる中心素線群６を設け、その外側に絶縁素線４のみの単一素線層７と、絶縁素線４と裸素線５が１本毎に交互に配列された複合素線層８とを交互に設け、最外層が絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８で構成されているものである。

絶縁素線４は銅線にエナメル被膜又は酸化第二銅被膜を設けたものであるが、コスト的にはエナメル被膜が好ましい。裸素線５は絶縁被膜を設けない裸の銅線である。

図１（Ｂ）の素線絶縁撚線３を、同図（Ｃ）のように断面扇形に圧縮成形すると、各素線４、５が断面非円形に潰れるが、図面では簡略化のため断面円形のままに描いてある。断面円形の素線絶縁撚線３を断面扇形のセグメント導体１に圧縮成形しても、素線配置は実質的に素線絶縁撚線３のときと同じである。つまり、図１（Ｃ）のセグメント導体１は、中心部に１本の絶縁素線４と６本の裸素線５からなる中心素線群６が設けられ、その外側に絶縁素線４のみの単一素線層７と、絶縁素線４と裸素線５とが交互に配列された複合素線層８とが交互に設けられ、最外層が絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８で構成されているものとなる。

このような構成のセグメント導体１は、中心素線群６の裸素線５の本数が、従来提案されているもの（特許文献１第２図）より多くなるが、セグメント導体１の中心部はもともと電流が流れにくいので、裸素線５の本数を多くしても表皮効果に大きな影響は出ない。

この点を確認するため、図１（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３と、図２に示す素線絶縁撚線Ａ（特許文献１第２図のセグメント導体に相当）を試作し、これらの素線絶縁撚線について５０Hz及び６０Hzにおける直流導体抵抗と交流導体抵抗を測定し、表皮効果係数Ｋ_S1を求めた。その結果を表１に示す。なお、図１（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３は、絶縁素線が６１本、裸素線が３０本、図２に示す素線絶縁撚線Ａは、絶縁素線が６４本、裸素線が２７本である。

日本電線工業会規格ＪＣＳ：０５０１では素線絶縁導体の表皮効果係数Ｋ_S1は0.3以下とされているので、図１（Ｂ）の素線絶縁撚線３は、図２の素線絶縁撚線より表皮効果係数が若干高くなるものの、上記規格に十分余裕をもって合格していることが分かる。つまり、図１（Ｂ）の素線絶縁撚線３を用いたセグメント導体１は、表皮効果係数が許容範囲内にありながら、従来提案されているセグメント導体より中心部の裸素線の本数が多く、絶縁素線の本数が少ないので、その分だけコストを低減できることになる。

なお、図１（Ｂ）の素線絶縁撚線３は、中心素線群６が１本の絶縁素線４と６本の裸素線５で構成されているが、中心素線群６を全て裸素線で（７本の裸素線で）構成してもよい。このような構成でも、表皮効果係数が許容範囲内に収まることは確実である。なお、中心素線群の本数は特に限定されるものではない。

また、従来提案されているセグメント導体は、１本の裸素線を複数本の絶縁素線で取り囲んで絶縁するという考え方であるため、中心素線群が４本の絶縁素線と３本の裸素線で構成されることになる（図２参照）。これよりも裸素線の本数を多くするためには、中心素線群の中で絶縁素線より裸素線の本数を多くすればよいということである。

＜実施例２＞図３（Ａ）は本発明の他の実施例を示す。この素線絶縁分割導体が実施例１の素線絶縁分割導体と異なる点は、図３（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３を用いたことである。すなわち、図３（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３は、中心部に１本の絶縁素線４と６本の裸素線５とからなる中心素線群６を設け、その外側に絶縁素線４のみの単一素線層７と、絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８とを交互に設け、最外層が絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８で構成されているという点では図１（Ｂ）の素線絶縁撚線とほぼ同じであるが、２層ある複合素線層８のうち内層側の複合素線層８が、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列したものである点が図１（Ｂ）の素線絶縁撚線と異なっている。

このように、内層側の複合素線層８を、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列した構成としても、素線絶縁の効果は図１（Ｂ）のものとほぼ同じである。したがって、この素線絶縁撚線３を断面扇形に圧縮成形した図３（Ｃ）のセグメント導体１は、内層側の複合素線層８の裸素線の本数が図１（Ｃ）のセグメント導体１より多くなるので、その分だけさらにコストを低減できることになる。

なお、この実施例の場合も、中心素線群６を全て裸素線で構成してもよい。

＜実施例３＞図４（Ａ）は本発明のさらに他の実施例を示す。この素線絶縁分割導体が実施例１の素線絶縁分割導体と異なる点は、図４（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３を用いたことである。すなわち、図４（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３は、中心部に１本の絶縁素線４と６本の裸素線５とからなる中心素線群６を設け、その外側に絶縁素線４のみの単一素線層７と、絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８とを交互に設け、最外層が絶縁素線４と裸素線５が交互に配列された複合素線層８で構成されているという点では図１（Ｂ）の素線絶縁撚線とほぼ同じであるが、２層ある複合素線層８のうち外層側（最外層）の複合素線層８が、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列したものである点が図１（Ｂ）の素線絶縁撚線と異なっている。

このように、外層側の複合素線層８を、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列した構成としても、素線絶縁の効果は図１（Ｂ）のものとほぼ同じである。したがって、この素線絶縁撚線３を断面扇形に圧縮成形した図３（Ｃ）のセグメント導体１は、裸素線５の本数が図１（Ｃ）のセグメント導体１よりはもちろん、図３（Ｃ）のセグメント導体１よりも多くなるので、その分だけコストを低減できることになる。

また、図４（Ｂ）の素線絶縁撚線３において、内層側の複合素線層８も、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列したものとすれば、裸素線の本数をさらに多くすることができるので、さらにコスト低減を図ることができる。裸素線の本数を増やせる限界は素線絶縁撚線の表皮効果係数が規格に収まる範囲である。

＜実施例４＞図５（Ａ）は本発明のさらに他の実施例を示す。この素線絶縁分割導体が実施例１の素線絶縁分割導体と異なる点は、図５（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３を用いたことである。すなわち、図５（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３は、中心部に１本の絶縁素線４の周りに絶縁素線４と裸素線５を１本毎に交互に配列した中心素線群６を設けた（絶縁素線の本数が裸素線より少ない）点と、２層ある複合素線層８のうち内層側の複合素線層８が、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列したものである点が図１（Ｂ）の素線絶縁撚線と異なっている。

このような構成でも、セグメント導体１の裸素線の本数は、実施例１のセグメント導体１より多くなるので、その分だけコスト低減を図ることができる。

＜実施例５＞図６（Ａ）は本発明のさらに他の実施例を示す。この素線絶縁分割導体が実施例１の素線絶縁分割導体と異なる点は、図６（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３を用いたことである。すなわち、図６（Ｂ）に示す素線絶縁撚線３は、中心部に１本の絶縁素線４の周りに絶縁素線４と裸素線５を１本毎に交互に配列した中心素線群６を設けた点と、２層ある複合素線層８のうち外層側（最外層）の複合素線層８が、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列したものである点が図１（Ｂ）の素線絶縁撚線と異なっている。

このような構成にすると、裸素線の本数を、実施例５のセグメント導体１より多くできるので、その分だけコスト低減の効果が高まる。

また、図６（Ｂ）の素線絶縁撚線３において、内層側の複合素線層８も、１本の絶縁素線４と２本の裸素線５を周方向に交互に配列したものとすれば、裸素線の本数をさらに多くすることができるので、さらにコスト低減を図ることができる。

１：セグメント導体
２：絶縁シート
３：素線絶縁撚線
４：絶縁素線
５：裸素線
６：中心素線群
７：絶縁素線４のみの単一素線層
８：複合素線層

Claims

断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、前記セグメント導体は、中心部に裸素線のみからなる又は絶縁素線と裸素線からなり絶縁素線より裸素線の方が本数が多い中心素線群を有し、その外側に絶縁素線のみの単一素線層と、絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層とを交互に有し、最外層が絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層で構成されていることを特徴とする電力ケーブル用素線絶縁分割導体。
複合素線層は、１本の絶縁素線と１本の裸素線が交互に配列されたものからなることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル用素線絶縁分割導体。
複合素線層のうちの少なくとも１層は、１本の絶縁素線と複数本の裸素線が交互に配列されたものからなることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル用素線絶縁分割導体。
断面扇形に圧縮成形されたセグメント導体を複数本、絶縁シートを介して断面円形に撚り合わせてなる電力ケーブル用素線絶縁分割導体において、前記セグメント導体は、中心部に裸素線のみ若しくは絶縁素線のみからなる又は絶縁素線と裸素線からなる中心素線群を有し、その外側に絶縁素線のみの単一素線層と、絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層とを交互に有し、最外層が絶縁素線と裸素線が交互に配列された複合素線層で構成され、複合素線層のうちの少なくとも１層は、１本の絶縁素線と複数本の裸素線が交互に配列されたものからなることを特徴とする電力ケーブル用素線絶縁分割導体。