JP2018110075A

JP2018110075A - ケーブル

Info

Publication number: JP2018110075A
Application number: JP2017000161A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　雅雄; Masao Suzuki; 雅雄鈴木; 栄三小石; Eizo Koishi
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-07-12

Abstract

【課題】シースに発生したクラックが内部の絶縁層にまで達することのないケーブルを実現する。【解決手段】ケーブル１は、中心導体２と、中心導体２の周囲に設けられた絶縁層３と、絶縁層３の周囲に設けられた保護層４と、保護層４の周囲に設けられたシース５と、を有し、絶縁層３は樹脂材料によって形成され、保護層４は、絶縁層３の外周面に巻き付けられたテープ４ａによって形成され、シース５は樹脂材料によって形成され、保護層４と直に接している。【選択図】図１

Description

本発明は、キャブタイヤケーブルその他のケーブルに関するものである。

中心導体の周囲に絶縁層が設けられ、該絶縁層の周囲に被覆層が設けられた送電ケーブルや通信ケーブル（以下“ケーブル”と総称する。）が知られており、前記被覆層は一般的に“シース”と呼ばれる。さらに、この種のケーブルでは、最外層を形成するシースとその内側の絶縁層との間に何らの介在物も存在せず、絶縁層とシースとが直に接している場合がある。

特開２００８−１３０３６７号公報

図５に示されるように、最外層のシース１５とその内側の絶縁層１３とが直に接している場合、シース１５に加えられた衝撃や捻れによって該シース１５に割れ（クラック１６）が発生した際に、そのクラック１６が絶縁層１３にまで及ぶことがあった。つまり、シース１５に発生したクラック１６が絶縁層１３に伝搬することにより、ケーブル表面（シース表面）から絶縁層１３にまで達するクラック１６が発生することがあった。かかる現象は“共割れ”と呼ばれることがある。

上記のような共割れ現象は、低温環境下において特に発生しやすい。シース１５及び絶縁層１３は樹脂材料によって形成されているので、周囲温度が低下すると硬化し、柔軟性（伸縮性）が低下する。このため、衝撃や捻れによってシース１５に急激な引張り力が加えられた場合、シース１５はこの引張り力を吸収し得る程度及び速度で伸張することができず、シース１５にクラック１６が発生する。さらに、クラック１６の発生速度は非常に速いため、シース１５と絶縁層１３とが直に接している場合、シース１５と絶縁層１３との界面でクラック１６の進行が停止することはなく、クラック１６が絶縁層１３にまで達してしまう。

本発明の目的は、シースに発生したクラックが内部の絶縁層にまで達することのないケーブルを実現することである。

本発明のケーブルは、中心導体と、前記中心導体の周囲に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の周囲に設けられた保護層と、前記保護層の周囲に設けられた被覆層と、を有する。前記絶縁層は樹脂材料によって形成され、前記保護層は、前記絶縁層の外周面に巻き付けられたテープ又はシートによって形成され、前記被覆層は樹脂材料によって形成され、前記保護層と直に接している。

本発明の一態様では、前記テープ又はシートがスフ糸の織物又は編物である。

本発明の他の態様では、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムによって形成され、前記被覆層がクロロプレンゴムによって形成される。

本発明の他の態様では、前記中心導体と前記絶縁層との間に内部導電層が設けられる。

本発明の他の態様では、前記中心導体は１本である。

本発明によれば、シースに発生したクラックが内部の絶縁層にまで達することのないケーブルが実現される。

本発明が適用されたケーブルの断面図である。図１に示されるケーブルの各部の寸法を示す断面図である。保護層の形成方法を示す斜視図である。図１に示されるケーブルにおけるクラックの発生状態を示す断面図である。従来のケーブルにおけるクラックの発生状態を示す断面図である。

以下、本発明が適用されたケーブルの一例について説明する。本実施形態に係るケーブルは、風力発電設備において用いられる送電用のケーブルであって、一般的に“キャブタイヤケーブル”と呼ばれるケーブルであって、その断面形状は真円または略真円である。

図１に示されるように、本実施形態に係るケーブル１は、１本の中心導体２と、中心導体２の周囲に設けられた絶縁層３と、絶縁層３の周囲に設けられた保護層４と、保護層４の周囲に設けられた被覆層としてのシース５と、を有する。つまり、ケーブル１はシングルケーブル（単芯ケーブル）である。

図２に示される中心導体２の直径（Ｄ１）は１５ｍｍ、絶縁層３の直径（Ｄ２）は２５ｍｍ、シース５の直径（Ｄ３）は３０ｍｍである。尚、シース５の直径（Ｄ３）がケーブル１の直径に相当することは明らかである。

図１，図２に示される中心導体２は、電気用軟銅線からなる撚線である。また、絶縁層３は、中心導体２の周囲に押し出された樹脂材料によって形成されており、本実施形態では、エチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）によって絶縁層３が形成されている。保護層４は、絶縁層３の外周面に巻き付けられた厚さ０．１〜０．２５ｍｍのテープ４ａによって形成されている。保護層４の材料や形成方法等については後に詳述する。シース５は、保護層４の周囲に押し出された樹脂材料によって形成されており、本実施形態では、クロロプレンゴムによってシース５が形成されている。

図３に示されるように、保護層４を形成するテープ４ａは、絶縁層３の外周面に螺旋状に巻き付けられている。換言すれば、絶縁層３の外周面に横巻き（螺旋巻き）されたテープ４ａによって保護層４が形成されている。

図示されているテープ４ａは、スフ糸からなる布（織物又は編物）である。テープ４ａは、絶縁層３を形成するために中心導体２の周囲に押し出された樹脂材料に対する架橋処理が終了した後に、絶縁層３の外周面に巻き付けられる。

再び図１を参照する。図示されているシース５は、図３に示されるようにして形成された保護層４の周囲に押し出された樹脂材料によって形成されている。シース５を形成するために保護層４の周囲に押し出された樹脂材料には、その後に架橋処理が施される。この際に加えられる熱によって、シース５及び絶縁層３とこれらの間に介在している保護層４（テープ４ａ）とは密着している。つまり、絶縁層３と保護層４（テープ４ａ）とは直に接しており、また、保護層４（テープ４ａ）とシース５とは直に接している。

もっとも、絶縁層３と保護層４（テープ４ａ）との間には接着層等は設けられておらず、ケーブル１の製造工程にこれらを意図的に接着させる工程は含まれていない。同様に、保護層４（テープ４ａ）とシース５との間にも接着層等は設けられておらず、ケーブル１の製造工程にこれらを意図的に接着させる工程は含まれていない。

以上のように、本実施形態に係るケーブル１では、被覆層（シース）５と絶縁層３との間に、保護層４が設けられている。さらに、シース５及び絶縁層３は樹脂材料によって形成されているのに対し、保護層４はテープ状の布（織物又は編物）によって形成されている。ここで、樹脂材料からなるシース５及び絶縁層３と布からなる保護層４とを比較した場合、シース５及び絶縁層３よりも保護層４の方が低温時における柔軟性に優れている。換言すれば、低温環境下において衝撃が加えられた際、布からなる保護層４は、樹脂材料からなるシース５及び絶縁層３に比べて破損し難い。つまり、本実施形態に係るケーブル１では、シース５と絶縁層３の間に、これらよりも低温時における耐衝撃性能に優れた保護層４が設けられている。

従って、図４に示されるように、最外層のシース５に加えられた衝撃や捻れによって該シース５に割れ（クラック６）が発生しても、そのクラック６が絶縁層３にまで及ぶことがない。つまり、シース５と絶縁層３との間に介在する保護層４により、シース５に発生したクラック６が絶縁層３へ伝搬することが阻止され、共割れ現象の発生が防止される。本件発明者らが行った実験では、−４０℃の環境下でケーブル１の上に重りを落下させた後、ケーブル１を切断してその断面を確認した。この結果、シース５にはクラック６が発生していたが、そのクラック６は絶縁層３には達していなかった。

尚、保護層４による共割れ現象の発生防止効果は、低温環境下において特に有用であるが、環境温度に関わらず奏される効果である。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、絶縁層の外周面に巻き付けられたシートによって保護層を形成してもよい。この場合、保護層を形成するシートにはスフ糸の織物又は編物を用いることができる。また、絶縁層の外周面にシートを縦添え巻きして保護層を形成することができる。もっとも、ケーブルの屈曲性の観点からは螺旋巻きされたテープ又はシートによって保護層を形成する方が好ましい。

また、保護層を形成するテープやシートには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系やポリオレフィン系の繊維からなる織物又は編物を用いることができ、セルロース系の繊維からなる織物又は編物を用いることもできる。

中心導体と絶縁層との間に、電気的真円度を高めるための内部導電層を設けることもできる。本明細書において説明した中心導体，絶縁層，シースの各直径は一例であり、保護層を形成するテープの厚さも一例である。さらに、これらの材料も全て一例である。また、本発明が適用されるケーブルは、キャブタイヤケーブル等の送電用ケーブルに限られない。

１ケーブル
２中心導体
３，１３絶縁層
４保護層
４ａテープ
５，１５シース
６，１６クラック

Claims

中心導体と、
前記中心導体の周囲に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の周囲に設けられた保護層と、
前記保護層の周囲に設けられた被覆層と、
を有し、
前記絶縁層は樹脂材料によって形成され、
前記保護層は、前記絶縁層の外周面に巻き付けられたテープ又はシートによって形成され、
前記被覆層は樹脂材料によって形成され、前記保護層と直に接している、
ケーブル。
請求項１に記載のケーブルにおいて、前記テープ又はシートがスフ糸の織物又は編物である、ケーブル。
請求項１又は２に記載のケーブルにおいて、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムによって形成され、前記被覆層がクロロプレンゴムによって形成される、ケーブル。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のケーブルにおいて、前記中心導体と前記絶縁層との間に設けられた内部導電層を有する、ケーブル。
請求項１〜４のいずれか一項に記載のケーブルにおいて、前記中心導体が１本である、ケーブル。