JP2015141829A - power cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力ケーブルに関する。 The present invention relates to a power cable.
電力ケーブルは、例えば導電部と、導電部の外周を覆う絶縁層と、絶縁層の外周を覆う被覆層とを備える。係る電力ケーブルは、例えば高圧電力の地中送電線として用いられ、管路内等の制限された空間内に布設される。導電部への通電時には、熱伸縮により電力ケーブルの軸方向への伸び出しが発生する。管路内の制限空間内で吸収しきれない伸び出しは、人孔内に設けられた電力ケーブルの曲がり変形部分(オフセット部)により吸収される。 The power cable includes, for example, a conductive portion, an insulating layer that covers the outer periphery of the conductive portion, and a coating layer that covers the outer periphery of the insulating layer. Such a power cable is used as, for example, an underground transmission line for high-voltage power, and is laid in a limited space such as in a pipeline. When power is supplied to the conductive portion, the power cable extends in the axial direction due to thermal expansion and contraction. The extension that cannot be absorbed in the restricted space in the pipeline is absorbed by the bent deformation portion (offset portion) of the power cable provided in the manhole.
また、管路内に傾斜等があるときは、この熱伸縮により、電力ケーブルの滑落が生じてしまう場合がある。このような滑落は、電力ケーブルの質量、長さ、温度変化のみならず、線膨張係数に大きく影響される。温度の変化幅が大きくなって熱伸縮が発生しない領域、すなわち、不動域が消失すると電力ケーブルが滑落してしまう。このため、バネや錘を利用して電力ケーブルを引きとめる滑落防止装置等を電力ケーブルに取り付ける場合がある。 Further, when there is an inclination or the like in the pipeline, the power cable may slide down due to this thermal expansion and contraction. Such slipping is greatly influenced not only by the mass, length, and temperature change of the power cable, but also by the linear expansion coefficient. If the region where the temperature change is large and the thermal expansion and contraction does not occur, that is, the immovable region disappears, the power cable slides down. For this reason, an anti-skid device or the like that holds the power cable using a spring or weight may be attached to the power cable.
ここで、電力ケーブルの伸び出し長(伸び出し量)は、従来から使用されてきた油浸紙絶縁電力ケーブル(OFケーブル:Oil Filled Cable)に比べ、昨今主流となっている架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(Crosslinked polyethylene insulated PVC sheathed cable:CVケーブル)の方が長い。 Here, the extension length (extension amount) of the power cable is a cross-linked polyethylene insulated vinyl sheath cable that has become the mainstream nowadays compared to the oil-filled paper insulated power cable (OF cable: Oil Filled Cable) that has been used conventionally. (Crosslinked polyethylene insulated PVC sheathed cable: CV cable) is longer.
このため、例えばOFケーブルが使用されていた既設線路の系統変更や、事故対応あるいは経年廃棄等の更新理由が生じた際、人孔寸法等にCVケーブルの伸び出し長を吸収するだけの余裕がない場合がある。係る場合には、従来通りOFケーブルにより更新せざるを得ないのが実態であった。 For this reason, for example, when there is a change in the system of an existing line where an OF cable has been used, or when there is a reason for renewal such as an accident response or aged disposal, there is room to absorb the extension length of the CV cable in the manhole size, etc. There may not be. In such a case, the actual situation is that it has to be updated with an OF cable as before.
そこで、例えば特許文献1では、電力ケーブル本体の周上に線状体をスパイラル状に巻き付け、線状体の巻き付けに沿ってスネーク状の変形を助成した電力ケーブルが開示されている。特許文献1には、係るスネーク形状への変形によって軸方向への伸び出しが抑制され、管路から人孔への伸び出しが抑制されると記載されている。
Thus, for example,
また、例えば特許文献2では、銅導体を構成するセグメントまたは撚り線の一部を、銅導体とは異なる曲げ剛性を持つ他の導体、例えばアルミニウム等と組み合わせた電力ケーブルが開示されている。特許文献2には、係る電力ケーブルでは、通電による温度上昇に伴って導体が螺旋状に変形することで軸方向への伸び出しが抑制され、管路から人孔内への伸び出しが抑制されると記載されている。
For example,
しかしながら、例えば特許文献1のように、電力ケーブル本体に線状体を巻き付けただけでは容易にスネーク形状とはならない可能性がある。このため、線状体に張力を付加したり、長さ方向に太い部分と細い部分とを周期的に有するよう線状体を形成したりといった複雑な付加的措置が必要となりうる。また、外形の一部がスパイラル状となって、電力ケーブルの断面が円形とならないことから、ケーブル加工や布設が困難となる可能性がある。
However, as in
また、例えば特許文献2のように、セグメントまたは撚り線の一部に銅導体とは電気抵抗の異なるアルミニウム等の材料を使用すると、全体としての電気抵抗が高くなってしまう可能性がある。
For example, as in
また、管路内の傾斜等による電力ケーブルの滑落を抑制するため、上述のように、バネや錘を利用した滑落防止装置等を電力ケーブルに取り付けると、人孔寸法が大きくなってしまう可能性がある。 In addition, as described above, if a slip prevention device using a spring or a weight is attached to the power cable in order to suppress slipping of the power cable due to an inclination in the pipeline, the size of the human hole may increase. There is.
本発明の目的は、簡便な構造により伸び出しを抑制することができる電力ケーブルを提供することである。 The objective of this invention is providing the electric power cable which can suppress extension by a simple structure.
本発明の第1の態様によれば、
第1ケーブル部と、
軸方向に沿って前記第1ケーブル部に接続される第2ケーブル部と、
を備え、
前記第1ケーブル部は、第1導電部を有し、
前記第2ケーブル部は、
前記第1導電部と同一の材料から構成される第2導電部と、
前記第2導電部内に軸方向に沿って設けられ、前記第2導電部を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材と、
を有する
電力ケーブルが提供される。
According to a first aspect of the invention,
A first cable portion;
A second cable portion connected to the first cable portion along the axial direction;
With
The first cable part has a first conductive part,
The second cable portion is
A second conductive portion made of the same material as the first conductive portion;
A wire rod made of a material provided in the second conductive portion along the axial direction and having a Young's modulus larger than that of the material constituting the second conductive portion and a small linear expansion coefficient;
A power cable is provided.
本発明の第2の態様によれば、
管路長をL、前記第1ケーブル部のヤング率をE、前記第1ケーブル部の前記第1導電部の面積をA、前記第1ケーブル部の線膨張係数をα1、前記管路内に布設される前記第2ケーブル部の軸方向の長さをL2、前記第2ケーブル部の線膨張係数をα2、摩擦係数をμ、前記第1ケーブルの単位重量をW、温度変化幅をtとし、前記線材を含まない電力ケーブルの伸び出し長に対する伸び出し長の比率が所定比率r0(%)以下であるとしたとき、前記管路内に布設される前記第2ケーブル部の軸方向の長さL2は、下記の式(1)を満たす
第1の態様に記載の電力ケーブルが提供される。
According to a second aspect of the invention,
The pipe length is L, the Young's modulus of the first cable part is E, the area of the first conductive part of the first cable part is A, the linear expansion coefficient of the first cable part is α 1 , and the inside of the pipe line The length of the second cable portion laid in the axial direction is L 2 , the linear expansion coefficient of the second cable portion is α 2 , the friction coefficient is μ, the unit weight of the first cable is W, the temperature change width T, and the ratio of the extension length to the extension length of the power cable not including the wire rod is equal to or less than a predetermined ratio r 0 (%), the second cable portion laid in the pipe line the length L 2 in the axial direction, the power cable according to the first aspect is provided which satisfies the equation (1) below.
本発明の第3の態様によれば、
管路長をL、前記第1ケーブル部の線膨張係数をα1、前記管路内に布設される前記第2ケーブル部の軸方向の長さをL2、前記第2ケーブル部の線膨張係数をα2とし、前記線材を含まない電力ケーブルの伸び出し長に対する伸び出し長の比率が所定比率r0(%)以下であるとしたとき、前記管路内に布設される前記第2ケーブル部の軸方向の長さL2は、下記の式(2)を満たす
第1または第2の態様に記載の電力ケーブルが提供される。
According to a third aspect of the invention,
The line length is L, the linear expansion coefficient of the first cable part is α 1 , the axial length of the second cable part installed in the pipe line is L 2 , and the linear expansion of the second cable part When the coefficient is α 2 and the ratio of the extension length to the extension length of the power cable not including the wire is not more than a predetermined ratio r 0 (%), the second cable laid in the pipe line axial length L 2 of the parts are the power cable according to the first or second aspect satisfies the following formula (2) is provided.
本発明の第4の態様によれば、
前記所定比率r0が96%である
第2または第3の態様に記載の電力ケーブルが提供される。
According to a fourth aspect of the invention,
Wherein the predetermined ratio r 0 is provided a power cable according to the second or third aspect is 96%.
本発明の第5の態様によれば、
管路長を300m、前記第1ケーブル部の線膨張係数が20×10−6/℃であり、前記第2ケーブル部の線膨張係数が12×10−6/℃のとき、前記管路内に布設される前記第2ケーブル部の軸方向の長さは、24m以上である
第1〜第4の態様のいずれかに記載の電力ケーブルが提供される。
According to a fifth aspect of the present invention,
When the pipe length is 300 m, the linear expansion coefficient of the first cable part is 20 × 10 −6 / ° C., and the linear expansion coefficient of the second cable part is 12 × 10 −6 / ° C., The power cable according to any one of the first to fourth aspects is provided, in which the second cable portion laid on the shaft has an axial length of 24 m or more.
本発明の第6の態様によれば、
前記第2ケーブル部は、前記第2導電部の中心部に設けられ前記第2導電部の軸方向に延びる中空部を有し、
前記線材は、前記中空部内に挿入される
第1〜第5の態様のいずれかに記載の電力ケーブルが提供される。
According to a sixth aspect of the present invention,
The second cable part has a hollow part provided in a central part of the second conductive part and extending in an axial direction of the second conductive part,
As for the said wire, the electric power cable in any one of the 1st-5th aspect inserted in the said hollow part is provided.
本発明の第7の態様によれば、
前記線材の外表面の少なくとも一部は、前記第2導電部と接する
第1〜第6の態様のいずれかに記載の電力ケーブルが提供される。
According to a seventh aspect of the present invention,
The power cable according to any one of the first to sixth aspects is provided in which at least a part of an outer surface of the wire rod is in contact with the second conductive portion.
本発明の第8の態様によれば、
前記第2ケーブル部は、管路の両端側に前記第1ケーブル部を挟んで配置される
第1〜第7の態様のいずれかに記載の電力ケーブルが提供される。
According to an eighth aspect of the present invention,
The power cable according to any one of the first to seventh aspects is provided in which the second cable portion is disposed on both ends of a pipeline with the first cable portion interposed therebetween.
本発明の第9の態様によれば、
前記第2導電部の少なくとも一部は、前記第1導電部および前記第2導電部への通電時に蛇行した状態となる
第1〜第8の態様のいずれかに記載の電力ケーブルが提供される。
According to a ninth aspect of the present invention,
The power cable according to any one of the first to eighth aspects, in which at least a part of the second conductive portion is in a meandering state when energizing the first conductive portion and the second conductive portion. .
本発明の第10の態様によれば、
前記第1導電部および前記第2導電部は、銅導体であり、
前記線材は、インバ線である
第1〜第9の態様のいずれかに記載の電力ケーブルが提供される。
According to a tenth aspect of the present invention,
The first conductive part and the second conductive part are copper conductors,
The power cable according to any one of the first to ninth aspects, wherein the wire is an invar wire.
本発明によれば、簡便な構造により伸び出し量を低減することができる電力ケーブルが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power cable which can reduce the amount of extension with a simple structure is provided.
<本発明の一実施形態>
(1)電力ケーブルの構造
本発明の一実施形態に係る電力ケーブルについて、図1および図2を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る電力ケーブル1の軸方向と直交する断面図である。図2(a)は、本実施形態に係る電力ケーブルの第1ケーブル部の軸方向と直交する断面図であり、図2(b)は、本実施形態に係る電力ケーブルの第2ケーブル部の軸方向と直交する断面図である。
<One Embodiment of the Present Invention>
(1) Structure of power cable A power cable according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the
本実施形態の電力ケーブル1は、第1ケーブル部10と、軸方向に沿って第1ケーブル部10に接続され線膨張係数が第1ケーブル部10の線膨張係数よりも小さい第2ケーブル部20と、を備える。以下、詳細を説明する。
The
(全体構成)
図1に示されているように、電力ケーブル1は、地中送電用の電力ケーブルであり、例えば地中の管路920内に布設される。軸方向に隣接する電力ケーブル1は人孔(マンホール)940に設けられたケーブル接続部(接続箱)30によって接続される。ケーブル接続部30は、例えばワンピース型のゴムユニットである。
(overall structure)
As shown in FIG. 1, the
また、管路920の開口からケーブル接続部30までの間において、電力ケーブル1は、S字状に屈曲された状態で設置される。この屈曲部分を、「オフセット部40」と呼ぶ。電力ケーブル1が熱伸縮したとき、このオフセット部40が変形することによって電力ケーブル1の伸縮が吸収される。なお、電力ケーブル1の伸び出し時に予想される電力ケーブル1の管路920からの伸び出し長に基づいてオフセット部40の曲率半径が設定され、このオフセット部40の曲率半径に基づいて人孔940の軸方向の長さが設定される。
In addition, the
本実施形態に係る電力ケーブル1は、二種類のケーブル部(第1ケーブル部10および第2ケーブル部20)から構成される。第1ケーブル部10および第2ケーブル部20は、隣接する2つのケーブル接続部30の間に設けられ、軸方向に沿って互いに接続される。例えば、第2ケーブル部20は、管路920の両端側に第1ケーブル部10を挟んで対称に配置される。第2ケーブル部20は、管路920から出た部分においてオフセット部40が形成された状態で、ケーブル接続部30に接続される。
The
ここで、第2ケーブル部20のヤング率は、第1ケーブル部10のヤング率よりも大きく、第2ケーブル部20の線膨張係数は、第1ケーブル部10の線膨張係数よりも小さい。これにより、電力ケーブル1のうち第2ケーブル部20の伸び出しが抑制される。第1ケーブル部10および第2ケーブル部20の配置については、詳細を後述する。
Here, the Young's modulus of the
(第1ケーブル部)
図2(a)に示されているように、電力ケーブル1の第1ケーブル部10は、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(Crosslinked polyethylene insulated PVC sheathed cable:CVケーブル)として構成される。具体的には、第1ケーブル部10は、例えば、中心側から外側に向けて、第1導電部110、第1バインダ130、第1内部半導電層140、第1絶縁層150、第1外部半導電層160、第1遮蔽層172、第1押さえテープ174、第1遮水層176、第1シース(被覆層)180を備える。
(First cable part)
As shown in FIG. 2A, the
第1導電部110は、例えば純銅(C)または銅合金等からなり断面形状が台形や扇形等である複数のセグメント110sを有する。ここでは、例えば、第1導電部110は、断面が扇形である6つのセグメント110sを有する。各々のセグメント110sは、純銅または銅合金等からなる素線を複数本撚り合わせて構成されていてもよい。また、各々のセグメント110sは、内側から外側に向けて複数層を有していても良い。
The first
第1導電部110の外周には、金属テープとクラフト紙等の絶縁紙とからなる第1バインダ130が設けられる。第1バインダ130を構成する絶縁紙の一部は、第1導電部110の各セグメント110s間にも挿入される。
A
その他、例えば、第1内部半導電層140は、エチレン−酢酸ビニル共重合体などと、カーボンブラックなどの導電性付与剤と、を含む半導電性樹脂組成物からなる。第1絶縁層150は、架橋ポリエチレンからなる。第1外部半導電層160は、第1内部半導電層140と同様の半導電性樹脂組成物からなる。第1遮蔽層172は、軟銅線を組み合わせて構成される。第1押さえテープ174は、遮水層がない場合は不織布テープ、ポリエステルテープなど、遮水層がある場合は半導電性テープなどからなる。遮水層176は、アルミニウムラミネートテープなどからなる。また、第1シース180は、塩化ビニルからなる。
In addition, for example, the first internal
(第2ケーブル部)
図2(b)に示されているように、電力ケーブル1の第2ケーブル部20は、線膨張係数が第1ケーブル部10の線膨張係数よりも小さいCVケーブルとして構成される。具体的には、第2ケーブル部20は、中心側から外側に向けて、例えば、線膨張係数が小さい線材220を含む第2導電部210、第2バインダ230、第2内部半導電層240、第2絶縁層250、第2外部半導電層260、第2遮蔽層272、第2押さえテープ274、第2遮水層276、第2シース(被覆層)280を備える。
(Second cable part)
As shown in FIG. 2B, the
第2導電部210は、例えば、第1導電部110と同一の材料から構成される。例えば、第2導電部210は、断面が扇形または扇方形である複数のセグメント210sを有する。また、第2導電部210は、第1導電部110から切れ目なく接続され、第2導電部210の直径は、第1導電部110の直径と等しい。
The second
また、第2導電部210の中央部には、第2導電部210の軸方向に延びる中空部210wが設けられる。第2導電部210の中空部210w内には、線材220が挿入される。線材220は、第2導電部210の中空部210w内に挿入されることにより、第2導電部210の軸方向に沿って設けられる。中空部210wの最も内側の直径は、線材220の直径と等しい。これにより、線材220は、中空部210w内に密な状態で挿入され、線材220の外表面の少なくとも一部は、第2導電部210の内壁に接する。
In addition, a
線材220は、例えば、第2導電部210(および第1導電部110)を構成する材料よりもヤング率が大きく、線膨張係数が小さい材料から構成される。具体的には、線材220は、鉄(Fe)およびニッケル(Ni)を所定の割合で含み、例えばインバ線である。線材220は、例えば1本のインバ線の素線から構成されるか、または複数本のインバ線の素線を撚り合わせて構成される。なお、第2導電部210に用いられる銅のヤング率は3×103kgf/mm2であり、線膨張係数は20×10−6/℃であり、一方で、線材220に用いられるインバのヤング率は16.5×103kgf/mm2であり、線膨張係数は、3×10−6/℃である。なお、インバにおけるFe:Niの組成比は、63.5:36.5である。
The
その他、第2ケーブル部20における第2バインダ230、第2内部半導電層240、第2絶縁層250、第2外部半導電層260、第2遮蔽層272、第2押さえテープ274、第2遮水層276、および第2シース280は、それぞれ第1ケーブル部10における第1バインダ130、第1内部半導電層140、第1絶縁層150、第1外部半導電層160、第1遮蔽層172、第1押さえテープ174、第1遮水層176、および第1シース180と同一の材料から構成される。また、第2ケーブル部20の線材220以外の部分は、第1ケーブル部10から切れ目なく接続される。
In addition, the
(第1ケーブル部および第2ケーブル部の配置)
次に、第1ケーブル部10および第2ケーブル部20の軸方向の配置について説明する。
(Arrangement of the first cable part and the second cable part)
Next, the arrangement of the
図1に示されているように、管路920の軸方向の長さ(管路長)をL、第1ケーブル部10の軸方向の長さをL1、第2ケーブル部20の軸方向の(合計の)長さをL2とする。
As shown in FIG. 1, the length of the
上述のように、第2ケーブル部20は、管路920の両端側に第1ケーブル部10を挟んで配置される。これにより、オフセット部40に近い部分において、電力ケーブル1の伸び出しが抑制される。ここでは、第2ケーブル部20は、第1ケーブル部10を挟んで対称に配置されており、第2ケーブル部20の管路920の一端側の長さはL2/2である。この第2ケーブル部20の長さL2は、以下のようにして設定される。
As described above, the
ここで、第1ケーブル部10のヤング率をE、第1ケーブル部10の第1導電部110の断面積をA、第1ケーブル部10の線膨張係数をα1とし、また、第2ケーブル部20のヤング率をE2、第1ケーブル部20の第2導電部210の断面積をA2、第2ケーブル部20の線膨張係数をα2とし、第2ケーブル部20における線材220のヤング率をEinv、線材220の断面積をAinv、線材220の線膨張係数をαinvとする。
Here, the Young's modulus of the first cable portion 10 E, the cross-sectional area of the first
このとき、第2ケーブル部20の線膨張係数α2は、以下の式(3)で表される。
At this time, the linear expansion coefficient alpha 2 of the
第2ケーブル部20の線膨張係数α2は、上記した式(3)から算出するか、または温度変化幅tに対する第2ケーブル部20の伸び出し長を計測することにより求められる。
Linear expansion coefficient alpha 2 of the
具体的には、例えば、第1ケーブル部10のヤング率Eが(第1導電部110のヤング率とほぼ等しく)3×103kgf/mm2、第1ケーブル部10の第1導電部110の断面積Aが2000mm2、第1ケーブル部10の線膨張係数α1がおよそ20×10−6/℃、線材220がインバからなり、第2ケーブル部20における線材220のヤング率Einvが上述のように16.5×103kgf/mm2、線材220の断面積Ainvが102mm2、線材220の線膨張係数αinvが上述のように3×10−6/℃であるとき、式(3)により、第2ケーブル部20の線膨張係数α2は、およそ16.5×10−6/℃以下(第2ケーブル部20を製造して実測した場合12×10−6/℃程度)である。
Specifically, for example, the Young's modulus E of the first cable portion 10 (approximately equal to the Young's modulus of the first conductive portion 110) is 3 × 10 3 kgf / mm 2 , and the first
ここで、仮に電力ケーブルが線材を含まず第1ケーブル部のみで構成される場合の電力ケーブルの伸び出し長(m0)について考える。 Here, let us consider the extension length (m 0 ) of the power cable in the case where the power cable includes only the first cable portion and does not include the wire material.
図3は、電力ケーブルが第1ケーブル部10のみで構成される場合における応力−距離分布図である。図3において、横軸は距離xを示し、縦軸は応力を示している。なお、縦軸の上方向は縮みを、縦軸の下方向は伸びを示している。また、図3において、μは摩擦係数、Wは電力ケーブル(第1ケーブル部10)の単位長さあたりの重量(kg/m)、tは温度変化幅(℃)、S1は応力−距離分布図の斜線部面積(熱応力面積)である。なお、上述のように、Eは第1ケーブル部10のヤング率、Aは第1ケーブル部10の第1導電部110の断面積、α1は第1ケーブル部10の線膨張係数である。
FIG. 3 is a stress-distance distribution diagram when the power cable includes only the
この電力ケーブルが片側に伸び出す伸び出し長をm0としたとき、
m0=S1/EA ・・・(4)
また、S1は、応力−距離分布図における台形の斜線部の面積として求められ、
S1=LEAαt/2−μWL2/4 ・・・(5)
したがって、m0は、式(4)および(5)より、以下の式(6)で表される。
When the extension length that this power cable extends to one side is m 0 ,
m 0 = S 1 / EA (4)
Further, S 1, the stress - is determined as the area of the hatched portion of the trapezoidal in distance distribution diagram,
S 1 = LEAαt / 2-μWL 2/4 ··· (5)
Therefore, m 0 is expressed by the following formula (6) from the formulas (4) and (5).
なお、式(6)は、電力ケーブル技術ハンドブック(電気書院)p679において、不動域なしとした式と等しい。 In addition, Formula (6) is equal to the formula which assumed no fixed area in the power cable technology handbook (Denki Shoin) p679.
次に、本実施形態に係る電力ケーブル1の伸び出し長(m)について考える。
Next, the extension length (m) of the
図4は、本実施形態に係る電力ケーブルにおける応力−距離分布図である。図4において、図3と同様に、横軸は距離xを示し、縦軸は応力を示し、縦軸の上方向は縮みを、縦軸の下方向は伸びを示している。また、図4において、W2は第2ケーブル部20の単位長さあたりの重量(kg/m)、S1’は応力−距離分布図の第1ケーブル部10の斜線部面積、S2’は応力−距離分布図の第2ケーブル部20の斜線部面積である。なお、上述のように、A2は第2ケーブル部20の第2導電部210の断面積、α2は第2ケーブル部10の線膨張係数である。また、片側の第2ケーブル部20の長さをM(=L2/2)とした。また、第2ケーブル部20の摩擦係数は、第1ケーブル部10の摩擦係数μと等しく、第2ケーブル部20のヤング率(E2)は、第1ケーブル部10のヤング率Eと等しいとした。
FIG. 4 is a stress-distance distribution diagram in the power cable according to the present embodiment. 4, the horizontal axis indicates the distance x, the vertical axis indicates the stress, the upward direction of the vertical axis indicates contraction, and the downward direction of the vertical axis indicates extension, as in FIG. In FIG. 4, W 2 is the weight (kg / m) per unit length of the
本実施形態に係る電力ケーブル1が片側に伸び出す伸び出し長をmとしたとき、
m=S1’/EA+S2’/EA2 ・・・(7)
また、S1’、S2’は、応力−距離分布図の台形の斜線部の面積として求められ、
S1’=LEAα1t/2−μWL2/4−(MEAα1t+μWM2−2μW2M2)+μWLM−μW2LM ・・・(8)
S2’=MEA2α2t−μW2M2 ・・・(9)
したがって、mは、式(7)〜(9)より、以下の式(10)で表される。
When the extension length that the
m = S 1 ′ / EA + S 2 ′ / EA 2 (7)
S 1 ′ and S 2 ′ are obtained as the area of the hatched portion of the trapezoid in the stress-distance distribution diagram,
S 1 '= LEAα 1 t / 2-
S 2 ′ = MEA 2 α 2 t-μW 2 M 2 (9)
Therefore, m is represented by the following formula (10) from the formulas (7) to (9).
このとき、EA2=EA、μW2=μWであると近似できることから、またM=L2/2であることにより、式(10)は、以下の式(11)のようになる。
At this time,
ここで、線材を含まない電力ケーブルの伸び出し長m0に対する本実施形態に係る電力ケーブル1の伸び出し長mの比率として定義される伸び出し長比率r(%)は、以下の式(12)のように求められる。
r=m/m0×100 ・・・(12)
式(6)および(11)を式(12)に代入することにより、伸び出し長比率rは、以下の式(13)のように求められる。
Here, the extension length ratio r (%), which is defined as the ratio of the extension length m of the
r = m / m 0 × 100 (12)
By substituting Equations (6) and (11) into Equation (12), the extended length ratio r is obtained as in Equation (13) below.
伸び出し長比率rが所定比率r0以下である(r≦r0)ために必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は、式(13)により、下記の式(1)のように求められる。
Elongation out length ratio r is less than a predetermined ratio r 0 (r ≦ r 0) axial length L 2 of the
摩擦力がないと仮定したときに必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さをL2’としたとき、L2’は、式(1)より以下の式(14)で求められる。
L2’≧(100−r0)α1L/(100(α1−α2))・・・(14)
When the length in the axial direction of the
L 2 ′ ≧ (100−r 0 ) α 1 L / (100 (α 1 −α 2 )) (14)
一方で、摩擦力を考慮したときに必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は、所定の条件において摩擦力がないと仮定したときに必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2’に対しておよそ0.8倍程度となることから(L2=0.8L2’)、摩擦力を考慮したときに必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は、式(14)より、以下の式(2)で求められる。
On the other hand, the axial length L 2 of the
なお、伸び出し長比率rについての所定比率r0は、例えば、100−r0が人孔940内で電力ケーブル1の伸び出し長を測定したときの測定誤差、またはこの測定誤差に所定の比率を乗じた値などになるように設定される。電力ケーブル1の伸び出し長を測定したとき測定誤差が生じるため、その測定誤差以上に電力ケーブル1の伸び出し長の抑制効果がなければ電力ケーブル1の伸び出し長の抑制効果を容易に判別できないからである。具体的には、電力ケーブル1の伸び出し長を測定したときの測定誤差は2%程度であり、伸び出し長比率rについての所定比率r0は、100−r0がこの測定誤差の2倍(4%)となるように、例えば96%に設定される。
The predetermined ratio r 0 for the extension length ratio r is, for example, a measurement error when 100-r 0 measures the extension length of the
以上のように、管路長Lの管路920において、第2ケーブル部20は、例えば軸方向の合計の長さL2が上記の式(1)または式(2)を満たすように配置される。なお、第2ケーブル部20は、管路920から出た部分においてオフセット部40が形成された状態でケーブル接続部30に接続されているため、オフセット部40の長さ(屈曲部分を伸ばした時の長さ)をlOSとしたとき、隣接する2つのケーブル接続部30間において必要な第2ケーブル部20の軸方向の合計の長さはL2+2lOSとなる。
As described above, in
具体的には、例えば、管路長Lが300mであり、第1ケーブル部10全体としての線膨張係数α1が20×10−6/℃であり、第2ケーブル部20全体としての線膨張係数α2が12×10−6/℃の場合、伸び出し長比率rに対する所定比率r0が96%であるとき、伸び出し長比率rが所定比率96%以下であるために必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は、摩擦力を考慮した式(1)および式(2)より、24m以上である(すなわち片側12m以上)。オフセット部40の長さlOSは数m程度(3m以上10m以下)であるため、第2ケーブル部20の軸方向の合計の長さは34m以上であればよい。
Specifically, for example, the pipe length L is 300 m, the linear expansion coefficient α 1 as the entire
このようにして、電力ケーブル1の全長にインバからなる線材220を複合しなくても、充分に電力ケーブル1の伸び出しを抑制する効果を得ることができる。また、伸び出し長比率rが96%以下となって電力ケーブル1の伸び出し長の測定誤差(2%)の2倍以上に減少することにより、電力ケーブル1の伸び出し長が縮小したことを顕著に把握することができる。
Thus, even if the
(2)電力ケーブルの製造方法
次に、本実施形態に係る電力ケーブル1の製造方法について説明する。
(2) Manufacturing method of power cable Next, the manufacturing method of the
予め、例えば1本のインバ線の素線からなる線材220を準備する。線材220は、複数本のインバ線の素線を撚り合わせて構成されていてもよい。このとき、電力ケーブル1を布設する管路920の管路長Lに応じて、2L2以上の長さを有する線材220を複数形成する。
For example, a
次に、純銅または銅合金等からなる素線を複数本撚り合せ、断面が扇形である6つのセグメント110sを形成する。このセグメント110sを撚り合わせることにより、第1導電部110を形成する。このとき、電力ケーブル1を布設する管路920の管路長Lに応じて、第1導電部110の軸方向の長さをL1とする。
Next, a plurality of strands made of pure copper, a copper alloy, or the like are twisted to form six segments 110s having a fan-shaped cross section. The first
次に、第1導電部110のセグメント110sから断面形状を変化させ、断面が扇形または扇方形である6つのセグメント210sを形成し、セグメント210sの中央に中空部210wを形成する。このセグメント210sを撚り合わせる際に、セグメント210sの中央に形成される中空部210w内に予め準備したインバ線からなる線材220を挿入する。これにより、第2導電部210を形成する。このとき、第2導電部210の軸方向の長さを線材220の長さと等しくL2以上の長さとする。
Next, the cross-sectional shape is changed from the segment 110s of the first
このように軸方向の長さがL1である第1導電部110と、軸方向の長さがL2以上である第2導電部210と、を連続的に交互に形成する。
As described above, the first
次に、第1導電部110および第2導電部210の外周を覆うように、内部半導電層(140,240)、ポリエチレン系樹脂からなる絶縁層(150,250)、外部半導電層(160,260)を、順次、または3層同時に押出成形する。次に、この電力ケーブル1の中間体を所定の架橋温度に加熱した加熱炉に投入し、絶縁層(150,250)中のポリエチレン系樹脂を熱架橋させる。次に、外部半導電層(160,270)の外周に軟銅線等を被覆して遮蔽層(172,272)を形成する。次に、遮蔽層(172,272)の外周に、押さえテープ(174,274)を重ね巻きする。次に、押さえテープ(174,274)の外周に、アルミニウムテープを巻くことにより、遮水層(176,276)を形成する。次に、遮水層(176,276)の外周に、例えばポリ塩化ビニル製のシース(180,280)を更に押出成形する。
Next, an inner semiconductive layer (140, 240), an insulating layer (150, 250) made of polyethylene resin, and an outer semiconductive layer (160) are covered so as to cover the outer periphery of the first
以上のようにして、本実施形態に係る電力ケーブル1を製造する。
As described above, the
(3)本実施形態に係る効果
本実施形態やその変形例によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
(3) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment and its modifications, the following one or more effects are achieved.
(a)本実施形態によれば、電力ケーブル1は、第1ケーブル部10と、線膨張係数が第1ケーブル部10の線膨張係数よりも小さい第2ケーブル部20と、を備える。第2ケーブル部20は、第1導電部110と同一の材料から構成される第2導電部210と、第2導電部210内に軸方向に沿って設けられ、第2導電部210を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材と、を有する。言い換えれば、電力ケーブルの一部に線膨張係数の小さい線材220が含まれる。これにより、簡便な構造により伸び出しを抑制することができる。
(A) According to the present embodiment, the
ここで、電力ケーブル1の第1導電部110および第2導電部210に通電されたとき、第1導電部110および第2導電部210の温度が上昇することにより、第1導電部110および第2導電部210が伸び出す。第1ケーブル部10は、第1導電部110が伸び出すことにより、第1導電部110に追従するように全体的に伸び出す。一方で、第2ケーブル部20は、以下のようにして軸方向に伸び出すことが抑制される。
Here, when the first
上述のように、第2導電部210内に挿入された線材220は、第2導電部210を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される。これにより、線材220の伸び出し長は、第2導電部210の伸び出し長よりも短い。
As described above, the
このとき、第2導電部210は、軸方向に対して蛇行するように撓む。第2導電部210の外周に設けられた第2絶縁層250等も第2導電部210に追従するように蛇行する。したがって、第2ケーブル部20の全体が蛇行しうる。これにより、第2導電部210による伸び出しが吸収され、第2ケーブル部20の軸方向への伸び出しが抑制される。
At this time, the second
なお、軸方向に対して伸び出し長が長い第2導電部210と、軸方向に対して伸び出し長が短い線材220と、の間の応力が釣り合うことにより、第2導電部210による伸び出しが吸収されることもある。すなわち、第2ケーブル部20が蛇行しない状態で、第2ケーブル部20の軸方向への伸び出しが抑制されうる。
In addition, when the stress between the second
このようにして、電力ケーブル1のうち第2ケーブル部20の伸び出しが抑制される。したがって、第2ケーブル部20の軸方向の長さに応じて、電力ケーブル1全体としての伸び出し長を調整することができる。
In this way, the extension of the
以上のように、本実施形態によれば、簡便な構造により伸び出しを抑制することができる電力ケーブルを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a power cable that can suppress extension by a simple structure.
(b)本実施形態によれば、オフセット部40の曲げ半径を許容曲げ半径以上に保つことができる。
(B) According to the present embodiment, the bending radius of the offset
ここで、上記により吸収しきれなかった電力ケーブル1の管路920からの伸び出しは、オフセット部40が変形することによって吸収される。電力ケーブル1の伸び出し長が長いほど、オフセット部40の曲げ半径は小さくなる。例えば、オフセット部40の許容曲げ半径は、電力ケーブル1の外径をDとしたとき、例えば10D以上と設定される。
Here, the extension of the
本実施形態によれば、電力ケーブル1が管路920から伸び出すことが抑制されることによって、オフセット部40の曲げ半径を許容曲げ半径以上に保つことができる。
According to the present embodiment, the bending radius of the offset
(c)本実施形態によれば、第2ケーブル部20が設けられることによって、温度変化が生じても熱伸縮が発生しない領域、いわゆる、不動域を充分に確保することができる。これにより、管路920が傾斜している場合においても、電力ケーブル1の滑落が起こり難くなる。よって、例えば、人孔940内にてバネや錘等を利用して滑落を抑制する滑落防止装置等を電力ケーブル1に取り付けなくてもよく、人孔940が小さくても電力ケーブル1を布設することが可能となる。
(C) According to the present embodiment, by providing the
(d)本実施形態によれば、電力ケーブル1を既設のOFケーブルと容易に置き換えることができる。
(D) According to this embodiment, the
ここで、従来のCVケーブルの伸び出し長は、OFケーブルの伸び出し長よりも長い。このため、従来のCVケーブルを既設のOFケーブルと置き換える場合、通電時の伸び出しにより、オフセット部の曲げ半径が既設の線路で設定された許容曲げ半径より小さくなってしまう可能性がある。また、傾斜した管路内での滑落も生じやすくなる可能性がある。したがって、従来のCVケーブルを線路に布設する際には、通電時のオフセット部の曲げ半径が許容曲げ半径以上となるように、また滑落防止装置等を設置できるように、人孔を拡大しなければならない。このように、従来のCVケーブルは、OFケーブルが既設された線路への布設が困難である可能性がある。 Here, the extension length of the conventional CV cable is longer than the extension length of the OF cable. For this reason, when a conventional CV cable is replaced with an existing OF cable, the bending radius of the offset portion may become smaller than the allowable bending radius set in the existing line due to extension when energized. Moreover, there is a possibility that slipping in the inclined pipe line is likely to occur. Therefore, when laying a conventional CV cable on the track, the manhole must be enlarged so that the bending radius of the offset portion when energized is greater than the allowable bending radius and so that a slip-off prevention device can be installed. I must. Thus, there is a possibility that the conventional CV cable is difficult to lay on the line where the OF cable is already installed.
これに対して、本実施形態によれば、通電時における電力ケーブル1の伸び出し長を、OFケーブルの伸び出し長と同等以下とすることができる。これにより、本実施形態に係る電力ケーブル1を既設のOFケーブルと置き換えた場合、オフセット部の曲げ半径が既設の線路で設定された許容曲げ半径以上に保たれる。傾斜した管路内での滑落が抑制される。また、人孔を拡大する必要がない。したがって、本実施形態に係る電力ケーブル1を既設のOFケーブルと容易に置き換えることができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the extension length of the
さらに、本実施形態では、電力ケーブル1の導電部(110,210)の断面積を、例えばOFケーブルにおける油の経路となる中空管の断面積と等しくなるように拡大することができる。これにより、本実施形態に係る電力ケーブル1の送電容量を、OFケーブルの送電容量よりも大きくすることができる。また、本実施形態に係る電力ケーブル1を既設のOFケーブルと置き換えることにより、線路内からOFケーブルに付随していた給油設備を無くすことができる。
Furthermore, in this embodiment, the cross-sectional area of the electroconductive part (110,210) of the
(e)本実施形態によれば、管路920内に布設される第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は、上記の式(1)または式(2)を満たす。これにより、線材を含まない電力ケーブルの伸び出し長m0に対する本実施形態に係る電力ケーブル1の伸び出し長mの比率として定義される伸び出し長比率rを所定比率r0以下とすることができる。すなわち、第2ケーブル20の軸方向の長さL2を式(1)または式(2)を満たすようにすることにより、線材を含まない電力ケーブルよりも顕著に把握できる程度に電力ケーブルの伸び出しを抑制することが可能となる。
(E) According to this embodiment, the axial length L 2 of the
(f)本実施形態によれば、線材220の外表面の少なくとも一部は、第2導電部210の内壁に接している。第2導電部210が伸び出す際、線材220と第2導電部210との間で摩擦力が生じる。これにより、線材220に対する第2導電部210の伸び出しが抑制され、第2ケーブル部20が全体的に伸び出すことが抑制される。
(F) According to the present embodiment, at least a part of the outer surface of the
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態および変形例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。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment and modification of this invention were described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment and modification, and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
上述の実施形態では、線材220をインバ線により構成することとしたが、線材は、例えば炭素繊維や、デュポン社製のケブラー(登録商標)等のアラミド繊維等から構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態および変形例で説明したセグメントの形状や個数、層数、配置、挿入される線材の個数や配置等はあくまでも例示であって、これらに限定されない。 Further, the shape and number of segments, the number of layers, the arrangement, the number and arrangement of inserted wires described in the above-described embodiments and modifications are merely examples, and are not limited thereto.
また、上述の実施形態では、CVケーブルにインバ線等の線材220が複合された電力ケーブル1について説明したが、OFケーブルやその他のケーブルに本構成を適用してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、第2ケーブル部20が管路920の両端側に第1ケーブル部10を挟んで配置される場合について説明したが、第2ケーブル部は、管路内に布設される電力ケーブルの軸方向の少なくとも一部に設けられていればよい。例えば、第2ケーブル部は、電力ケーブルの軸方向に分散して配置されていてもよい。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the
また、上述の実施形態では、第1ケーブル部10および第2ケーブル部20が連続的に形成される場合について説明したが、第1ケーブル部および第2ケーブル部はゴムユニット等のケーブル接続部によって接続されていてもよい。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the
次に、本発明に係る実施例について比較例と対比しながら説明する。 Next, examples according to the present invention will be described in comparison with comparative examples.
(1)実施例および比較例
本発明の実施例として、以下のように、公称電圧が154kVとなるように、第2ケーブル部の軸方向の長さL2および線材の断面積Ainvがそれぞれ異なる電力ケーブルを複数作製した。
(電力ケーブル)
長さ(管路長)L 300m
(第1ケーブル部)
第1導電部の公称断面積A 2000mm2
第1絶縁層の厚さ 17mm
第1シースの厚さ 5.5mm
第1ケーブル部のヤング率E 3×103kgf/mm2
第1ケーブル部の線膨張係数α1 20×10−6/℃
第1ケーブル部の摩擦係数μ 0.4
第1ケーブル部の単位長さあたりの重量W 26kg/m
(第2ケーブル部)
第2導電部の公称断面積A2 2000mm2
線材(インバ)の断面積Ainv 22mm2以上138mm2以下
第2絶縁層の厚さ 17mm
第2シースの厚さ 5.5mm
第2ケーブル部のヤング率E2 第1ケーブル部のEと等しいとした
第2ケーブル部の摩擦係数 第1ケーブル部のμと等しいとした
第2ケーブル部の単位長さあたりの重量W2 第1ケーブル部のW1と等しいとした
第2ケーブル部の軸方向の長さL2 2m以上60m以下
(1) Examples and Comparative Examples As examples of the present invention, the axial length L 2 of the second cable portion and the cross-sectional area A inv of the wire are respectively set so that the nominal voltage is 154 kV as follows. Several different power cables were made.
(Power cable)
Length (pipe length) L 300m
(First cable part)
Nominal cross-sectional area A of the first conductive part A 2000 mm 2
17mm thickness of the first insulating layer
The thickness of the first sheath 5.5mm
Young's modulus E 3 × 10 3 kgf / mm 2 of the first cable part
Linear expansion coefficient α 1 20 × 10 −6 / ° C. of the first cable part
Friction coefficient of the first cable part μ 0.4
Weight per unit length of the first cable part W 26kg / m
(Second cable part)
Nominal cross-sectional area A 2 2000 mm 2 of the second conductive part
Section area A inv of wire rod (invar) 22 mm 2 or more and 138 mm 2 or less Thickness of second insulating
Second sheath thickness 5.5mm
The second weight per unit length of the second cable section which is equal to the μ of the first cable portion friction coefficient of the cable portion W 2 a which was equal to E Young's modulus E 2 first cable portion of the
また、比較例として、線材を含まない電力ケーブルを作製した。すなわち、比較例の電力ケーブルは、実施例の第1ケーブル部のみの構成と同様に構成される。なお、比較例の電力ケーブルの長さ(管路長)Lを300mとした。 Moreover, the power cable which does not contain a wire as a comparative example was produced. That is, the power cable of the comparative example is configured similarly to the configuration of only the first cable portion of the example. The length (pipe length) L of the power cable of the comparative example was 300 m.
(2)電力ケーブルの評価
(線膨張係数の測定)
線材の断面積Ainvが異なることにより、第2ケーブル部の線膨張係数α2が異なる。このため、実施例のそれぞれの第2ケーブル部のみを切り出したケーブルに対して線膨張係数α2の測定を行った。その結果、実施例の電力ケーブルにおける第2ケーブル部の線膨張係数α2は、11.5×10−6/℃以上16.5×10−6/℃以下であった。
(2) Evaluation of power cables (measurement of linear expansion coefficient)
When the cross-sectional area A inv of the wire is different, the linear expansion coefficient α 2 of the second cable portion is different. Therefore, it was measured linear expansion coefficient alpha 2 for each of the second cable cut cable portions only examples. As a result, the linear expansion coefficient α 2 of the second cable portion in the power cable of the example was 11.5 × 10 −6 / ° C. or more and 16.5 × 10 −6 / ° C. or less.
(伸び出し長比率)
温度変化幅tを65℃としたとき、上記の式(13)に、上記した実施例および比較例の条件、および第2ケーブル部の線膨張係数α2を代入することにより、線材を含まない比較例の電力ケーブルの伸び出し長m0に対する実施例の電力ケーブルの伸び出し長mの比率として定義される伸び出し長比率rを算出した。
(Extension length ratio)
When the temperature change width t is 65 ° C., the wire rod is not included by substituting the condition of the above-described embodiment and the comparative example and the linear expansion coefficient α 2 of the second cable portion into the above equation (13). It was calculated elongation out length ratio r, defined as the ratio of the elongation out length m of the power cable embodiment for stretching out length m 0 of the power cable of the comparative example.
(3)結果
図5は、第2ケーブル部20の軸方向の長さL2に対する伸び出し長比率rを示す図である。図5に示されているように、実施例に係る電力ケーブルにおいて、管路長L内に第2ケーブル部20を設けることにより電力ケーブルの伸び出しが抑制され、伸び出し長比率rは、第2ケーブル部20の軸方向の長さL2に対して単調減少する。第2ケーブル部の軸方向の長さL2を調整することにより、電力ケーブル全体としての伸び出し長mを調整可能であり、伸び出し長比率rを調整できることが分かる。
(3) Results FIG. 5 is a diagram showing the extension length ratio r with respect to the axial length L 2 of the
また、第2ケーブル部の線膨張係数α2が小さくなるにつれて、ケーブル部20の軸方向の長さL2に対する伸び出し長比率rの傾きが急峻になる。第2ケーブル部の線膨張係数α2が小さいほど、短い第2ケーブル部20の軸方向の長さL2で、伸び出し長比率rを大きく減少させることができることが分かる。
Further, as the linear expansion coefficient alpha 2 of the second cable section is reduced, the inclination of the elongation-out length ratio r with respect to the axial length L 2 of the
ここで、図6は、伸び出し長比率rが96%となるときの第2ケーブル部の線膨張係数α2に対する第2ケーブル部の軸方向の長さL2を示す図である。図6における実線の曲線は、摩擦力を考慮した式(1)にr0=96(%)を代入したときの、線膨張係数α2に対する第2ケーブル部の軸方向の長さL2の関数である。また、図6における破線の曲線は、摩擦力が無いと仮定したときの式(14)にr0=96(%)を代入したときの、線膨張係数α2に対する第2ケーブル部の軸方向の長さL2’の関数である。なお、伸び出し長比率rが96%以下であるとは、伸び出し長比率rが人孔内でのケーブルの伸び出し長の測定誤差(2%)の2倍以上に減少することを意味する。 Here, FIG. 6 is a diagram showing the length L 2 of the second axial direction of the second cable portion to the linear expansion coefficient alpha 2 of the cable portion when extended out length ratio r is 96%. The solid line curve in FIG. 6 indicates the length L 2 in the axial direction of the second cable portion with respect to the linear expansion coefficient α 2 when r 0 = 96 (%) is substituted into Equation (1) considering the frictional force. It is a function. Further, the broken line curve in FIG. 6 indicates the axial direction of the second cable portion with respect to the linear expansion coefficient α 2 when r 0 = 96 (%) is substituted into the equation (14) when it is assumed that there is no friction force. Is a function of length L 2 ′. The extension length ratio r of 96% or less means that the extension length ratio r is reduced to at least twice the measurement error (2%) of the extension length of the cable in the human hole. .
図6の横軸である第2ケーブル部の線膨張係数α2は、例えば線材の断面積に応じて変化する。このため、第2ケーブル部の線膨張係数α2に応じて、伸び出し長比率rが所定の比率r0(96%)以下であるために必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2も変化する。
The horizontal axis linear expansion coefficient alpha 2 of second cable section is in Figure 6, varies according to the cross-sectional area of, for example, wires. For this reason, the length in the axial direction of the
図6の実線に示されているように、第2ケーブル部の線膨張係数α2に対して、伸び出し長比率rが所定の比率r0(96%)以下であるために必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は単調増加することが分かる。言い換えれば、第2ケーブル部の線膨張係数α2が小さいほど、伸び出し長比率rが所定の比率r0(96%)以下であるために必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は短くなる。また、図中の曲線よりも第2ケーブル部20の軸方向の長さL2が大きい領域にあるとき、伸び出し長比率rを所定の比率r0(96%)以下とすることができる。
As shown by the solid line in FIG. 6, the second length necessary for the extension length ratio r to be equal to or less than a predetermined ratio r 0 (96%) with respect to the linear expansion coefficient α 2 of the second cable portion. axial length L 2 of the
また、図6において、上記した条件にて、摩擦力を考慮した第2ケーブル部の軸方向の長さL2の関数(実線の曲線)は、摩擦力が無いと仮定したときの第2ケーブル部の軸方向の長さL2’の関数(破線の曲線)に対して、約0.8倍となる(L2=0.8L2’)。したがって、摩擦力を考慮したときに、伸び出し長比率rを所定の比率r0(96%)以下とするために必要な第2ケーブル部20の軸方向の長さL2は、上記した式(2)により求めることができる。
Further, in FIG. 6, in the above-mentioned condition, a second axial direction of the cable portion of the length L 2 function (solid curve) in consideration of the frictional force, the second cable on the assumption that there is no frictional force About 0.8 times the function (dashed curve) of the axial length L 2 ′ of the portion (L 2 = 0.8L 2 ′). Therefore, when the frictional force is taken into consideration, the axial length L 2 of the
以上のように、実施例によれば、簡便な構造により伸び出しを抑制することができる電力ケーブルを提供することができる。 As described above, according to the embodiment, it is possible to provide a power cable capable of suppressing extension by a simple structure.
1 電力ケーブル
10 第1ケーブル部
20 第2ケーブル部
30 ケーブル接続部
40 オフセット部
110 第1導電部
110s セグメント
130 第1バインダ
140 第1内部半導電層
150 第1絶縁層
160 第1外部半導電層
172 第1遮蔽層
174 第1押さえテープ
176 第1遮水層
180 第1シース
210 第2導電部
210s セグメント
210w 中空部
220 線材
230 第2バインダ
240 第2内部半導電層
250 第2絶縁層
260 第2外部半導電層
272 第2遮蔽層
274 第2押さえテープ
276 第2遮水層
280 第2シース
920 管路
940 人孔
DESCRIPTION OF
Claims (10)
軸方向に沿って前記第1ケーブル部に接続される第2ケーブル部と、
を備え、
前記第1ケーブル部は、第1導電部を有し、
前記第2ケーブル部は、
前記第1導電部と同一の材料から構成される第2導電部と、
前記第2導電部内に軸方向に沿って設けられ、前記第2導電部を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材と、
を有する
ことを特徴とする電力ケーブル。 A first cable portion;
A second cable portion connected to the first cable portion along the axial direction;
With
The first cable part has a first conductive part,
The second cable portion is
A second conductive portion made of the same material as the first conductive portion;
A wire rod made of a material provided in the second conductive portion along the axial direction and having a Young's modulus larger than that of the material constituting the second conductive portion and a small linear expansion coefficient;
A power cable characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の電力ケーブル。
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力ケーブル。
ことを特徴とする請求項2または3に記載の電力ケーブル。 Power cable according to claim 2 or 3 wherein the predetermined ratio r 0 is equal to or 96%.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力ケーブル。 When the pipe length is 300 m, the linear expansion coefficient of the first cable part is 20 × 10 −6 / ° C., and the linear expansion coefficient of the second cable part is 12 × 10 −6 / ° C., The power cable according to any one of claims 1 to 4, wherein an axial length of the second cable portion laid on the cable is 24 m or more.
前記線材は、前記中空部内に挿入される
ことを特徴とする請求項1〜5に記載の電力ケーブル。 The second cable part has a hollow part provided in a central part of the second conductive part and extending in an axial direction of the second conductive part,
The power cable according to claim 1, wherein the wire is inserted into the hollow portion.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力ケーブル。 The power cable according to claim 1, wherein at least a part of the outer surface of the wire is in contact with the second conductive portion.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力ケーブル。 The power cable according to any one of claims 1 to 7, wherein the second cable portion is disposed on both ends of a pipeline with the first cable portion interposed therebetween.
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力ケーブル。 9. The electric power according to claim 1, wherein at least a part of the second conductive portion is in a meandering state when energizing the first conductive portion and the second conductive portion. cable.
前記線材は、インバ線である
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の電力ケーブル。 The first conductive part and the second conductive part are copper conductors,
The power cable according to claim 1, wherein the wire is an invar wire.
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