JP2021052019A - マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブル - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、含浸紙層（２）と含浸紙層に隣接する金属層（３）とを少なくとも一つの導体（１）の周囲に含み、この金属層が銅またはアルミニウムで構成される、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルの改良に関するものである。【解決手段】本発明によれば、ケーブルは、前記金属層（３）のすぐ周囲にある絶縁材料層（４）と、前記絶縁材料層のすぐ周囲にある鋼製またはガラス繊維テープ製の横手方向補強層（５）と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルに関する。
鉛シースを備える紙絶縁ケーブルは、エネルギー分配のためと工業的用途のために使用されている。これらは地下パイプに露出状態で設置されるか地面にじかに埋設され、海中応用にも利用される。
６５０から１０００ｋｇ／ｍ３の密度を持つ５０から２００μｍの範囲の様々な厚さの紙が使用される。繊維の固有密度が１５００ｋｇ／ｍ３程度であるとすると、その間の自由空間には、「マス」と呼ばれる、一種のワックスで含浸された含浸要素が充填されるべきである。後者は、１２０℃の温度で流体であって優れた含浸特性を与えるとともに、最高動作温度まで高粘度マスに変換されるという有利な利点を有している。
紙の代わりに、積層ポリプロピレンと紙との紙複合体を使用することも、変形例として可能である。
水浸潤を防止するため、２．５ｍｍより大きい厚さを有する押出し鉛合金シースが、１５と２０ｍｍとの間の厚さをそれ自体が有する含浸紙絶縁体の周囲に形成される。外側シースはＰＶＣまたはＰＥで製作されうる。ケーブルの用途に応じて、長手方向外被が装着されてもよい。
「マス含浸紙絶縁体」を有すると称されるこのタイプのケーブルは、深い地下または海中に非常に適している。
ＤＣ電圧では、紙に現れる空洞または他の欠陥での活性が低下し、これは、高電圧でもマス含浸紙ケーブルを使用することを可能にする。
そうは言っても、鉛は比較的重くてこのような海中ケーブルの用途には不向きであり、このような地上ケーブルの使用中には特に、環境や人々の健康にとってのリスクとなる。
特許文献１および特許文献２は、含浸紙層と含浸紙層に隣接する金属層とを少なくとも一つの導体の周囲に含み、この金属層がアルミニウムで構成されている、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルを記載している。
特許文献３は、含浸紙層と含浸紙層に隣接する金属層とを少なくとも一つの導体の周囲に含み、この金属層が銅で構成されている、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルを記載している。
独国特許発明第９０４３０１号明細書 英国特許第１１９１７８２号明細書 英国特許第５４７４７０号明細書
本発明は、このタイプのケーブルの改良を提案する。
この目的を念頭に置いたうえで、含浸紙層と含浸紙層に隣接する金属層とを少なくとも一つの導体の周囲に含み、この金属層が銅またはアルミニウムで構成される、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルであって、金属層のすぐ周囲にある絶縁材料層と、絶縁材料層のすぐ周囲にある鋼製またはガラス繊維テープ製の横手方向補強層とを含むことを特徴とする送電ケーブルに関するものである。
その延性のため、電気タイプのなまし銅と純アルミニウムとは、温度に応じた含浸紙層の容積調節の後に、銅に置き換わると有利である。
含浸紙層の膨張または収縮の間の機械強度を補強するため、横手方向補強層は、弾性によるバネ作用を提供する。
好適な一実施形態によれば、絶縁材料層が金属層に積層される。
溶接ストリップの急速な疲労が、こうして回避される。
好ましくは、金属層は０．６と１．５ｍｍの間の厚さを有する。
銅とアルミニウムとが鉛より低い密度を有しているという事実の他に、銅またはアルミニウムの層の厚さが周知の鉛層のものよりかなり小さいことが分かっている。この結果、ケーブルの直線１メートル当たり１０ｋｇ程度というかなりの軽量化が得られる。
一実施形態によれば、この層は、導体の周囲に円筒体の形で巻かれて長手方向に溶接されるストリップで構成される。
好ましくは、ストリップは円筒体の直線母線に沿って溶接される。
好ましくは、絶縁材料層は、ポリオレフィン層によって金属層に積層されたポリエチレンで製作される。
この横手方向補強層が０．１と１ｍｍの間の厚さを有すると、有利である。
このようなケーブルは、好ましくはＤＣ高電圧用のものである。
本発明の唯一の好適な実施形態を表す図を用いて、以下で本発明がより詳しく説明される。
この図は、特に海中用途のための本発明によるケーブルの断面図である。
特に海中用途のための、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルは、ここでは中央円筒形導体と台形断面の導体とで構成される少なくとも一つの導体１の周囲に、内側の半導電紙と絶縁紙と外側の半導電紙とで構成される含浸紙絶縁システム２と、金属層３とを含む。
この金属層３の周囲には、好ましくは高密度ポリエチレンで製作されて３から６ｍｍの厚さを有して金属層３に積層される絶縁材料層４と、ケーブル長１メートル当たり２０×１０６Ｎと１００×１０６Ｎの間の降伏強度を有する横手方向補強層５と、外側シース７とも含まれる。
０．１と１ｍｍの間の厚さを有するこの横手方向補強層５は、温度についてのケーブルの動作範囲における絶縁マスの容積変化を吸収するとともに、応力、例えばコイリング応力にも対処することができるように、金属層３および弾性領域のものより高い引張係数を有する。
この横手方向補強層５は、好ましくは鋼で製作されて絶縁材料層４にわたってテーパ状である。好ましくは、実質的に０．２ｍｍに等しい厚さを有する。
４００ＭＰａから７００ＭＰａの鋼が選択されると、有利である。
補強層は、ＲガラスまたはＳガラス繊維テープで製作されてもよく、実質的には１ｍｍに等しい厚さを有する。
絶縁材料層４の積層は、絶縁材料層４と共押出しされるペンダント極性基を含む、感応化重合体、好ましくはポリオレフィンの薄い層により実行される。
海中応用の場合には、好ましくは鋼製である長手方向金属ワイヤ６で構成される耐引抜き性の外被も配設される。
含浸紙層を囲繞するこの金属層３は、銅またはアルミニウムで構成され、０．６と１．５ｍｍの間の厚さを有する。
この金属層は、レーザまたはＴＩＧ（タングステン不活性ガス）溶接により作成される溶接シーム８により、円筒体の形で導体１の周囲に巻かれて円筒体の直線母線に沿って長手方向に溶接されるストリップで構成される。
このようなケーブルは、ＤＣ高電圧用である。
１ 導体
２ 含浸紙絶縁システム
３ 金属層
４ 絶縁材料層
５ 横手方向補強層
６ 長手方向金属ワイヤ
７ 外側シース
８ 溶接シーム

Claims (8)

  1. 含浸紙層（２）と前記含浸紙層に隣接する金属層（３）とを少なくとも一つの導体（１）の周囲に含み、前記金属層（３）が銅またはアルミニウムで構成される、マス含浸紙絶縁体を備える送電ケーブルにおいて、前記金属層（３）のすぐ周囲にある絶縁材料層（４）と、前記絶縁材料層（４）のすぐ周囲にある鋼製またはガラス繊維テープ製の横手方向補強層（５）とを含むことを特徴とするケーブル。
  2. 前記絶縁材料層（４）が前記金属層（３）に積層されることを特徴とする、請求項１に記載のケーブル。
  3. 前記金属層（３）が０．６ｍｍから１．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１または２に記載のケーブル。
  4. 前記金属層（３）が前記導体（１）の周囲に円筒体の形で巻かれて長手方向に溶接されるストリップで構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のケーブル。
  5. 前記ストリップが前記円筒体の直線母線に沿って溶接されることを特徴とする、請求項４に記載のケーブル。
  6. 前記絶縁材料層（４）がポリオレフィン層によって前記金属層（３）に積層されたポリエチレンで製作されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のケーブル。
  7. 前記横手方向補強層（５）が０．１ｍｍから１ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のケーブル。
  8. ＤＣ高電圧用の、請求項１〜７のいずれか一項に記載のケーブル。
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