JP2571412B2 - OF cable - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、OFケーブルの絶縁層に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an insulating layer of an OF cable.

（従来の技術） 電力需要密度の増大、あるいは工場の受電電力増加な
どにより、大電力輸送用としてOFケーブルが広く使用さ
れている。このケーブルには導体の中心に油通路を設け
てなる単心ケーブルあるいは３心相互の隙間に油通路を
設けてなる３心ケーブルがあるが、油通路に低粘度油を
充填し、外部に設けられた油圧調整タンクにより常に大
気圧以上の油圧を加えて温度変化によるボイドの発生を
抑制し、ケーブルの劣化を防ぐ構造になっている。この
ために絶縁層は従来から絶縁テープの巻回によって形成
されており、従来は専らクラフト紙が用いられていた。
しかし、送電電圧の超高圧化の進展により500kV及び将
来はこれ以上の電圧が予測されるが、これらの高圧ケー
ブルではクラフト紙では使用に耐えず、プラスチックと
クラフト紙を貼り合わせたラミネートテープ、異種プラ
スチックが微細に相分離した構造のもの及びこのシート
と低損失プラスチックを貼り合わせたもの、微細な多孔
を有する低損失プラスチックシート及びこのシートのラ
ミネートテープ等のクラフト紙より低誘電率高耐圧の絶
縁テープの使用が検討されている。(Prior Art) OF cables are widely used for high power transport due to an increase in power demand density or an increase in received power at factories. This cable includes a single-core cable in which an oil passage is provided at the center of a conductor or a three-core cable in which an oil passage is provided in a gap between three cores. The oil passage is filled with low-viscosity oil and provided outside. A hydraulic pressure adjustment tank is used to constantly apply a hydraulic pressure higher than the atmospheric pressure to suppress the occurrence of voids due to temperature changes and prevent cable deterioration. For this reason, the insulating layer has conventionally been formed by winding an insulating tape, and kraft paper has conventionally been exclusively used.
However, the transmission voltage is expected to increase to 500 kV and higher in the future due to the progress of ultra-high voltage.However, these high-voltage cables cannot withstand the use of kraft paper. Plastics with a structure in which the plastics are finely phase-separated, bonded with this sheet and low-loss plastic, low-loss plastic sheets with fine porosity, and insulation with lower dielectric constant and higher breakdown voltage than kraft paper such as laminated tape of this sheet The use of tape is being considered.

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き各種の絶縁テープを使用す
るに当たっては従来は実験的あるいは推測的なアプロー
チにより絶縁構成がなされているが、特にケーブルの耐
電圧を考慮した合理的な設計がなされた絶縁層の構成が
求められている。(Problems to be Solved by the Invention) However, in using the above-mentioned various insulating tapes, an insulating structure is conventionally made by an experimental or speculative approach. There is a demand for a configuration of an insulating layer that has been designed in a typical manner.

（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は、上記の如き課題を解決するためになされた
ものであり、絶縁層を単一の絶縁テープのみでなく複数
の絶縁テープを用いて形成し、いわゆる段絶縁を施し、
この絶縁は周知の如く絶縁層内の電位軽度をできるだけ
均一化するために導体近くの層の誘電率を最大とし外側
にある層は順次誘電率が小さくなるよう形成するが、例
えば、プラスチックラミネートテープ等の如き熱に弱い
絶縁テープを使用する場合はケーブルの接続や終端部処
理等における鉛工時の熱を考慮して最外層のみは熱に強
い絶縁テープを巻く必要があることがあり、最外層の誘
電率は必ずしもその内側の層の誘電率よりも小さくしな
いことがある。そして最内層は を満足し、上記最外層を除く各層は を満足するよう形成されてなるOFケーブルを提供するも
のである。(Means and Actions for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the problems as described above, and the insulating layer is formed using not only a single insulating tape but also a plurality of insulating tapes. , So-called step insulation,
As is well known, in order to make the degree of potential in the insulating layer as uniform as possible, the insulating layer is formed so that the dielectric constant of the layer near the conductor is maximized and the outer layers are sequentially reduced in dielectric constant. When using an insulating tape that is weak to heat, such as for example, it may be necessary to wrap a heat-resistant insulating tape only on the outermost layer in consideration of the heat generated during lead work in cable connection and termination processing. The permittivity of the outer layer may not necessarily be lower than the permittivity of the inner layer. And the innermost layer And each layer except the outermost layer is It is intended to provide an OF cable formed so as to satisfy the following.

ただし、上記の式において、 V:試験電圧（kV） A₁:最内層の絶縁テープの1m厚さにおける破壊強さ（kV/
mm） A_i:内層を除く各層の絶縁テープの1mm厚さにおける破壊
強さ（kV/mm） n₁:最内層の絶縁テープの厚さによる低減効果指数 n_i:最内層を除く各層の絶縁テープの厚さによる低減効
果指数 ε₀:全絶縁層の等価誘電率 ε_i:最内層を除く各層ごとの等価誘電率 2r₀:導体外径（mm） 2r_m:絶縁層最外径（mm） 2r_i:最内層を除く各層の外径（mm）_i :最内層を１とする層番号を示すサフィックス（1,2,…
ｍ） である。However, in the above formula, V: test voltage (kV) A ₁ : breakdown strength (kV /
mm) A _i : Breaking strength at 1 mm thickness of insulating tape of each layer except inner layer (kV / mm) n ₁ : Index of reduction effect by thickness of insulating tape of innermost layer n _i : Insulation of each layer except innermost layer Index of reduction effect by tape thickness ε ₀ : Equivalent dielectric constant of all insulating layers ε _i : Equivalent dielectric constant of each layer except innermost layer 2r ₀ : Conductor outer diameter (mm) 2r _m : Insulating layer outermost diameter (mm) 2r _i : outer diameter of each layer excluding innermost layer (mm) _i : suffix indicating layer number with the innermost layer being 1 (1,2, ...)
m).

（実施例） 第２図において、Ｃは導体、1,2,3,……ｍは異なる誘
電率を有する絶縁テープの巻回による絶縁層の各層とす
る。(Embodiment) In FIG. 2, C is a conductor, and 1, 2, 3,..., M are each layer of an insulating layer formed by winding insulating tapes having different dielectric constants.

絶縁層１においては 絶縁層２〜ｍについては を満足する必要がある。これらの式における各記号は前
記のとおりである。A₁、A_i、m₁、n_iは絶縁厚0.5mm以上
の条件で実験的に求めた値とする。また、ε_０は周知の
次の（３）式によって求めたものとする。In the insulating layer 1 For the insulating layers 2 to m Needs to be satisfied. Each symbol in these formulas is as described above. A ₁ , A _i , m ₁ , and _ni are values experimentally obtained under the condition that the insulation thickness is 0.5 mm or more. Also, it is assumed that ε ₀ is obtained by the following known equation (3).

実施例として800mm²の導体（2r₀＝40.4mm）、絶縁層
外径2r＝50.0mmで、耐電圧の規格値としてAC長時間試験
電圧130kV以上、インパルス試験電圧420kV以上の条件に
適合するケーブルを求めることにする。上記の規格値に
対して20％の余裕をみて（１）式及び（２）式における
Ｖは130×1.2＝156kV、420×1.2＝504kVに耐えることが
望ましく、これを目標値とする。絶縁層の各層を構成す
る絶縁テープ巻厚さは0.5mm未満ではその絶縁テープ特
有の性能が発揮できないので、0.5mm以上が必要である
が、第１表の値は0.5mm以上の各種厚さのモデルケーブ
ルで求めたものである。従来どおりクラフト紙を用いて
上記の寸法のケーブルを設計するとすれば、絶縁耐力の
最も高いクラフト紙100μｍを用いたもの（比較例１と
する）として予測するとAC長時間破壊電圧は205kV、イ
ンパルス破壊電圧は、450kVとなりインパルス試験にお
いて前記の目標値を満足しない。 As an example, a cable of 800 mm ² conductor (2r ₀ = 40.4 mm), insulation layer outer diameter of 2r = 50.0 mm, and conforming to the conditions of withstand voltage specification of 130 kV or more for long time AC test voltage and 420 kV or more for impulse test voltage I will ask for. With a margin of 20% with respect to the above standard value, V in the expressions (1) and (2) desirably withstands 130 × 1.2 = 156 kV and 420 × 1.2 = 504 kV, and this is set as a target value. If the winding thickness of the insulating tape constituting each layer of the insulating layer is less than 0.5 mm, the performance peculiar to the insulating tape cannot be exhibited, so the thickness is required to be 0.5 mm or more, but the values in Table 1 show various thicknesses of 0.5 mm or more. It was obtained with the model cable. Assuming that a cable having the above dimensions is designed using kraft paper as before, assuming that kraft paper having the highest dielectric strength of 100 μm is used (comparative example 1), the AC long-term breakdown voltage is 205 kV and impulse breakdown The voltage is 450 kV, which does not satisfy the target value in the impulse test.

従って第１表からわかるようにクラフト紙100μｍよ
りも絶縁耐力の高いポリプロピレンミネートテープ（以
下PPLPという）を、本ケーブルに使用することが考えら
れるが、この場合、ケーブルの接続や終端部の組立の際
の鉛工熱の影響をさけるため、最外層に断熱の目的から
クラフト紙層を2.0mm程度設ける必要がある。 Therefore, as can be seen from Table 1, it is conceivable that a polypropylene minate tape (hereinafter referred to as PPLP) having a higher dielectric strength than kraft paper 100 μm is used for this cable. In this case, the connection of the cable and the assembly of the terminal section are considered. In order to avoid the influence of lead work heat, it is necessary to provide a kraft paper layer of about 2.0 mm on the outermost layer for the purpose of heat insulation.

そこで、最外層に200μｍクラフト紙による2.0mm厚さ
の絶縁層を設け、その内側の層はすべてPPLP125μｍで
構成したケーブル（比較例２とする）として予測すると
AC長時間破壊電圧は240kV、インパルス破壊電圧は490kV
となりインパルス試験において前記の目標値を満足しな
い。Therefore, it is assumed that a 2.0 mm thick insulating layer made of 200 μm kraft paper is provided as the outermost layer, and the inner layers are all composed of PPLP 125 μm cables (Comparative Example 2).
AC long-term breakdown voltage is 240kV, impulse breakdown voltage is 490kV
And does not satisfy the target value in the impulse test.

そこで、第１層材料としてクラフト紙100μｍを用い
ることにし、破壊電圧の目標値を達成するためには
（１）式からε_０≦3.20とする必要がある。第２層にPP
LPを用い、第３層に200μｍクラフト紙を2.0mm以上に巻
回する構造でε_０≦3.20となる条件を求め、テープ巻機
の条件を含めて調整し次のようにした。Therefore, kraft paper 100 μm is used as the first layer material, and it is necessary to satisfy ε ₀ ≦ 3.20 from the equation (1) in order to achieve the target value of the breakdown voltage. PP on the second layer
Using LP, a condition in which ε ₀ ≦ 3.20 was obtained in a structure in which 200 μm kraft paper was wound around 2.0 mm or more in the third layer, and adjusted including the conditions of the tape winding machine as follows.

即ち、実施例として第１図において、導体Ｃに隣接す
る最内層１には100μｍのクラフト紙を厚さ1.0mmに巻回
し、その外側層２には125μｍのPPLPを厚さ1.5mmに巻回
し、最外層３として200μｍのクラフト紙を2.3mm厚さに
巻回して絶縁体外径を50.0mmに仕上げた。なお、Ｐは油
通路、Ｓは金属被覆である。上記のケーブルについて絶
縁層の各層は実施例では前記の（１）式及び（２）式を
十分満足するが、比較例ではこれらの式を満足しない。That is, in FIG. 1, as an example, a 100 μm kraft paper is wound to a thickness of 1.0 mm on the innermost layer 1 adjacent to the conductor C, and a 125 μm PPLP is wound on the outer layer 2 to a thickness of 1.5 mm. A 200 μm kraft paper was wound to a thickness of 2.3 mm as the outermost layer 3 to finish the outer diameter of the insulator to 50.0 mm. Here, P is an oil passage, and S is a metal coating. In the above cable, each layer of the insulating layer sufficiently satisfies the expressions (1) and (2) in the embodiment, but does not satisfy these expressions in the comparative example.

上記の実施例及び実施例と同じ寸法の導体径及び絶縁
層外径として製作した比較例について性能を求めた結果
は第２表のとおりである。Table 2 shows the results of obtaining the performance of the above example and the comparative example manufactured with the conductor diameter and the insulating layer outer diameter having the same dimensions as those of the example.

上記第２表に示す如く、特にインパルス破壊電圧は比
較例では規格値に対してあまり余裕がなく目標値に達し
ないが、実施例では十分な余裕がある。 As shown in Table 2, the impulse breakdown voltage in the comparative example does not reach the target value because there is not much room for the standard value in the comparative example, but there is enough room in the example.

（発明の効果） 本発明によるOFケーブルは前記実施例でも明らかなと
おり、破壊電圧が規格値に対して十分余裕をもったケー
ブルを得ることができ、合理的に設計されたOFケーブル
を提供することができる。(Effect of the Invention) As is clear from the above embodiment, the OF cable according to the present invention can provide a cable having a sufficient breakdown voltage with respect to the standard value, and provides a reasonably designed OF cable. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の実施例のOFケーブルの横断面図、第２
図は絶縁層の構成を説明するためのケーブル絶縁層の横
断面図である。 C:導体、1,2,3……m:絶縁層の各層。FIG. 1 is a cross-sectional view of an OF cable according to an embodiment of the present invention.
The figure is a cross-sectional view of the cable insulating layer for explaining the configuration of the insulating layer. C: conductor, 1,2,3 ... m: each layer of insulating layer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】導体上に絶縁テープを巻回して絶縁層が形
成されているOFケーブルにおいて、絶縁層が誘電率の異
なる絶縁テープによる複数の層からなり、最外層以外の
各層は内側の層から順次外側に向かって上記誘電率が小
さくなるよう配置され、かつ、導体に隣接する最外層は を満足し、上記最外層を除く各層は も満足するよう形成されてなるOFケーブル。 ただし、上記の式において、 V:試験電圧（kV） A₁:最内層の絶縁テープの1m厚さにおける破壊強さ（kV/
mm） A_i:内層を除く各層の絶縁テープの1mm厚さにおける破壊
強さ（kV/mm） n₁:最内層の絶縁テープの厚さによる低減効果指数 n_i:最内層を除く各層の絶縁テープの厚さによる低減効
果指数 ε₀:全絶縁層の等価誘電率 ε_i:最内層を除く各層ごとの等価誘電率 2r₀:導体外径（mm） 2r_m:絶縁層最外径（mm） 2r_i:最内層を除く各層の外径（mm）_i :最内層を１とする層番号を示すサフィックス（1,2,…
ｍ） である。In an OF cable having an insulating layer formed by winding an insulating tape on a conductor, the insulating layer comprises a plurality of layers of insulating tapes having different dielectric constants, and each layer other than the outermost layer is an inner layer. And the outermost layer adjacent to the conductor is arranged so that the dielectric constant is gradually reduced outward. And each layer except the outermost layer is OF cable that is formed to satisfy the needs. However, in the above formula, V: test voltage (kV) A ₁ : breakdown strength (kV /
mm) A _i : Breaking strength at 1 mm thickness of insulating tape of each layer except inner layer (kV / mm) n ₁ : Index of reduction effect by thickness of insulating tape of innermost layer n _i : Insulation of each layer except innermost layer Index of reduction effect by tape thickness ε ₀ : Equivalent dielectric constant of all insulating layers ε _i : Equivalent dielectric constant of each layer except innermost layer 2r ₀ : Conductor outer diameter (mm) 2r _m : Insulating layer outermost diameter (mm) 2r _i : outer diameter of each layer excluding innermost layer (mm) _i : suffix indicating layer number with the innermost layer being 1 (1,2, ...)
m).