JP2544870B2 - 直流ofケ―ブル - Google Patents
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/06—Gas-pressure cables; Oil-pressure cables; Cables for use in conduits under fluid pressure
- H01B9/0688—Features relating to the dielectric of oil-pressure cables
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- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
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- Insulated Conductors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Communication Cables (AREA)
- Flexible Shafts (AREA)
Description
海底の長尺電力ケーブルに用いられる直流OFケーブル
に関するものである。
ら直流ケーブルには、油浸ソリッド電力ケーブル、OF
ケーブルが適用される。直流OFケーブルの場合、絶縁
体は交流用ケーブルと異なり、誘電特性は重要度が小さ
いことから、気密度の高いクラフト紙が用いられること
が多い。その他の基本的構造は交流用ケーブルと大差な
いといえる。又直流用ケーブルは(1)直流特性、
(2)雷サージ等の異常電圧、(3)極性反転に対する
耐電圧特性を有し、かつ許容電流を満足しないといけな
い。
性によって決まり、そのρ特性は、温度、ストレスによ
って変化するため、絶縁体中の温度分布の変化に伴い複
雑に変化する。従来のクラフト紙を用いた直流ケーブル
の使用形態は、上記のρ特性による直流ストレス分布が
設計の支配的要因とはなっておらず、交流ケーブルと同
様にインパルス設計であった。しかし、大容量送電用の
直流ケーブルを検討する場合、交流ケーブルと同様のイ
ンパルス強度及び直流に対する耐電圧強度が必要とな
る。この場合、必要絶縁厚を評価すると、絶縁厚が厚く
なり、必要とする送電容量を確保することができなくな
る。この対策として、導体サイズを大きくすることで導
体抵抗を下げ、発生ロスを低減して送電容量を確保する
ことができるが、これは生産性の低下、ケーブルサイズ
の増大、コスト上昇等さまざまな問題がある。
解消した直流OFケーブルを提供するもので、その第1
の特徴は、主絶縁体を低損失のプラスチックフイルムと
クラフト紙を積層した複合テープ(以下PPLPと略称
す)で構成し、必要に応じプラスチックフイルム比率の
異なるPPLPを組合せてρ−グレーディングを施し、
上記PPLP主絶縁体の内側及び/又は外側に1〜10枚
のクラフト紙巻層を配置した直流OFケーブルにある。
をPPLPで構成し、必要に応じプラスチックフイルム
比率の異なるPPLPを組合せてρ−グレーディングを
施し、上記PPLP主絶縁体の内側及び/又は外側に3
〜5枚のカーボン紙巻層を配置した直流OFケーブルに
ある。
をPPLPで構成し、必要に応じプラスチックフイルム
比率の異なるPPLPを組合せてρ−グレーディングを
施し、さらに少くとも導体上に3〜5枚のカーボン紙巻
層を配置し、PPLP絶縁体の内側及び/又は外側に1
〜10枚のクラフト紙巻層を配置した直流OFケーブルに
ある。
ト紙の片面又は両面に低損失のポリオレフィン系のフイ
ルム、例えばポリプロピレンフイルム(PPという)を
積層一体化したもので、低誘電損とともに高絶縁耐力の
複合絶縁テープであり、インパルス特性がクラフト紙に
対しすぐれている。このPPLPについて直流特性を確
認したところ、図4に示すように非常にすぐれている。
クラフト紙の直流特性向上対策として気密度向上が挙げ
られるが、PPLPは気密度が無限大に相当する。又P
PLPのPP比率が大きくなる程、インパルス及び直流
特性が高くなることから、PP比率を変えたPPLPを
組合せて絶縁体中のρ分布と各部のストレスから最適な
ρ分布(ρ−グレーディング)を形成することが可能と
なる。この解としては次に述べるような例が挙げられ、
導体サイズ、ケーブルの負荷(送電電流)によって解は
必ずしも1つにはならない。常温では導体側、高温では
シース側のストレスが高くなる。このため、ストレスの
高くなる導体側及びシース側には例えばPP比率約60%
のPPLPを配置し、これらの中間部にはPP比率約40
%のPPLPを配置するようにする。又ストレスが平均
化するようにするには、導体側及びシース側にPP比率
約40%のPPLPを、これらの中間にはPP比率約60%
のPPLPを配置するようにする。
導体側、高温ではシース側のストレスが高くなる。又絶
縁層の強度は絶縁紙が薄い程、耐電圧強度が高くなる。
従って、導体側及びシース側に厚さの薄い絶縁紙を配置
することで、直流ケーブル特有のストレス分布に対応す
ることができる。
るに、表1に示すように、PPLPは(+)(−)の極
性差がやや大きい、これはPPLPのPPフイルムに起
因しているものと考えられる。
紙を配置すると、その極性差がなくなる方向になること
が確認された。又103 〜 106Ω・cm 程度のカーボン紙3
〜5枚を配置すれば、さらに改善される。種々の構成で
評価した結果、クラフト1000ガーレ秒以上の約 100μm
のクラフト紙3枚以上、好ましくは7〜10枚、103 〜 1
06Ω・cm 程度のカーボン紙3〜5枚を用いるのがよく、
導体−カーボン紙−クラフト紙−PPLP−クラフト紙
−カーボン紙−シースの構成が最も望ましい。しかし、
カーボン紙、クラフト紙が多くなると、絶縁厚が厚くな
り、許容電流の確保、経済性に問題が生じるため、これ
以上の枚数は避けるべきである。又(+)インパルス対
策としては、導体側のストレスが厳しくなることから導
体−カーボン紙−クラフト紙−PPLP−シースの構成
も現実的である。
の一具体例の横断面図である。図面において、1は内部
に油通路を有するケーブル導体、2は例えばカーボン紙
を1〜2枚程度巻回した通常の内部遮蔽層、3は1〜10
枚のクラフト紙巻回層、4はPPLP絶縁層で、例えば
ケーブル導体側43及びシース側41にはPP比率約60%の
PPLPを巻回し、これらの中間部42にはPP比率約40
%のPPLPを巻回してρ−グレーディングを施してあ
る。5はPPLP絶縁層4の外側に配置した1〜10枚の
クラフト紙巻回層、6はその上に設けたカーボン紙を1
〜2枚程度を巻回した通常の外部遮蔽層である。
成の他の具体例の横断面図である。図面において、図1
と同一符号は同一部位をあらわしている。本具体例にお
いては、導体1上の通常の内部遮蔽層に代えてカーボン
紙の3〜5枚を巻回したカーボン紙巻層7を配置し、そ
の上に図1同様のρ−グレーディングを施したPPLP
絶縁層4を設け、さらにその上に通常の外部遮蔽層6を
設けたものである。この場合、外部遮蔽層6に代えて、
カーボン紙の3〜5枚を巻回したカーボン紙巻層を配置
してもよい。
成のさらに他の具体例の横断面図である。図面におい
て、図1、図2と同一符号は同一部位をあらわしてい
る。本具体例においては、ケーブル導体1上にカーボン
紙の3〜5枚を巻回したカーボン紙巻層7、その上にク
ラフト紙の1〜10枚を巻回したクラフト紙巻回層3を配
置し、その上に前記のようにρ−グレーディングを施し
たPPLP絶縁層4を設けてある。そして、その上には
クラフト紙の1〜10枚を巻回したクラフト紙巻回層5を
配置し、さらにカーボン紙の3〜5枚を巻回したカーボ
ン紙巻回層8を配置してある。この場合、外側のカーボ
ン紙巻回層8に代えて、例えばカーボン紙の1〜2枚を
巻回した外部遮蔽層を設けてもよい。
と、従来のクラフト紙を用いた直流OFケーブルとで、
±500kV 2800Aの大容量送電ケーブルを設計
すると、表2の通りとなり、ケーブル外径,重量が小さ
くなり、導体サイズも小さくすることが出来、ケーブル
コストを低減することが可能となるのみならず、布設工
事費も低減できる。従って、大容量送電用の長尺海底ケ
ーブルとして利用するとき、その効果は極めて大きいも
のがある。
の横断面図である。
体例の横断面図である。
他の具体例の横断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 主絶縁体を低損失のプラスチックフイル
ムとクラフト紙を積層した複合テープで構成し、上記複
合テープ主絶縁体の内側及び/又は外側に1〜10枚のク
ラフト紙巻層を配置したことを特徴とする直流OFケー
ブル。 - 【請求項2】 主絶縁体を前記複合テープで構成し、上
記複合テープ主絶縁体の内側及び/又は外側に3〜5枚
のカーボン紙巻層を配置したことを特徴とする直流OF
ケーブル。 - 【請求項3】 主絶縁体を前記複合テープで構成し、少
くとも導体上に3〜5枚のカーボン紙巻層を配置し、複
合テープ主絶縁体の内側及び/又は外側に1〜10枚のク
ラフト紙巻層を配置したことを特徴とする直流OFケー
ブル。
Priority Applications (9)
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