JPH01211810A - Of cable - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enhance breakdown voltage by forming insulating layers with plural insulating tapes and making the permittivity of the layer near a conductor maximum and making the permittivity of the outside layers become smaller in order and as well making breaking strength satisfy specific conditions. CONSTITUTION:Insulating layers 1, 2,...m are formed with plural insulating tapes so as to provide graded insulation. In this graded insulation, the permittivity of the layer near a conductor is maximum, and the permittivity of the outside layers becomes smaller in order. The innermost layer satisfies the formula I, and each layer except the outermost layer satisfies the formula II. In the formulas, respective characters show as follows. V: test voltage in kV, A1: breaking strength per mm in thickness of the insulating tape of the innermost layer in kV/mm, Ai: breaking strength per mm in thickness of each layer of the insulating tape excluding inner layers in kV/mm, n1: reduced effect index by the thickness of the insulating tape of the innermost layer, ni: reduced effect index by the thickness of the insulating tapes of respective layers except the innermost layer, epsilon0, epsilon1: the equivalent permittivity the total insulating layers and that of every layer except the maximum layer respectively, 2r0, 2rm, 2ri: the outer diameters in mm of the conductor, the insulating layers and the each layer excluding the innermost layer, respectively, i: suffix identifying the number of the layer.

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。[Detailed description of the invention] (Industrial application 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４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。(Prior Art) OF cables are widely used for transporting large amounts of power due to increased power demand density or increased power received by factories. This cable includes a single-core cable with an oil passage in the center of the four cores, and a three-core cable with an oil passage in the gap between the three cores, but the oil passages are filled with low-viscosity oil and the outside The built-in hydraulic adjustment tank constantly applies hydraulic pressure above atmospheric pressure to suppress the generation of voids due to temperature changes and prevent cable deterioration.

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５００ｋ
ｖ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
チック羨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。For this purpose, the insulating layer has conventionally been formed by winding an insulating tape, and kraft paper has conventionally been used exclusively. However, due to the progress of ultra-high transmission voltage, 500k
V and even higher voltages are expected in the future, but kraft paper cannot withstand the use of these high-voltage cables, so laminate tape made of kraft paper is used instead of plastic.
Products with a structure in which different types of plastics are finely phase-separated, products made by laminating these sheets with low-loss plastics, low-loss plastic sheets with minute pores, and laminated tapes of these sheets have lower dielectric constants and higher voltage resistance than kraft paper. The use of insulating 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。(Problem to be Solved by the Invention) However, when using the various insulating tapes mentioned above, insulation configurations have conventionally been established through experimental or speculative approaches. There is a need for an insulating layer structure with a unique design.

（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、この段絶縁は周知
の如く絶縁層内の電位傾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 ｒ。(Means and effects for solving the problems) The present invention has been made to solve the above problems, and includes forming an insulating layer using not only a single insulating tape but also a plurality of insulating tapes. , so-called step insulation is applied, and as is well known, this step insulation is formed so that the dielectric constant of the layer near the conductor is maximized and the dielectric constant of the outer layer is gradually decreased in order to make the potential gradient within the insulating layer as uniform as possible. However, when using heat-resistant insulating tape such as plastic laminated tape, wrap only the outermost layer with heat-resistant insulating tape, taking into account the heat generated during lead work when connecting cables and processing terminations. It may be necessary that the dielectric constant of the outermost layer is not necessarily smaller than the dielectric constant of its inner layer. The innermost layer satisfies r, and each layer except the outermost layer satisfies r.

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。To provide an OF cable formed to satisfy the following.

ただし、上記の式において、 ■：試験電圧（ｋＶ） Ａｌ：最内層の絶縁テープの１ｍｍ厚さにおける破壊強
さ（ｋＶ／ｎｌＩｍ） Ａ、：内層を除く各層の絶縁テープの１ＩｎＩ１１厚さ
における破壊強さ（ｋＶ／ｍｍ） ７１：最内層の絶縁テープの厚さによる低減効果指数 ７、：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 ε。：全絶縁層の等価誘電率 輔：最内層を除く各層ごとの等価誘電率２ｒ０：導体外
径（ｍｍ） ２ｒ、：絶縁層最外径（ｍａｄ） ２ｒＨ：最内層を除く各層の外径（＋ｕ＋）、：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, ■: Test voltage (kV) Al: Breaking strength at 1 mm thickness of the innermost layer insulating tape (kV/nlIm) A: Breakdown at 1InI11 thickness of each layer of insulating tape except the inner layer Strength (kV/mm) 71: Reduction effect index depending on the thickness of the insulating tape of the innermost layer 7: Reduction effect index ε depending on the thickness of the insulating tape of each layer except the innermost layer. : Equivalent permittivity of all insulating layers 輺: Equivalent permittivity of each layer excluding the innermost layer 2r0: Outer diameter of the conductor (mm) 2r, : Outermost diameter of the insulating layer (mad) 2rH: Outer diameter of each layer excluding the innermost layer ( +u+), : Suffix indicating the layer number with 1 being the innermost layer (1, 2,...
m).

（実施例） 第２図において、Ｃは導体、１，２，３．・・・鋼は異
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。(Example) In FIG. 2, C is a conductor, 1, 2, 3. ... Each layer of the steel is insulated by winding an insulating tape with a different dielectric constant.

絶縁層１においては ・・・・・（１） 絶縁層２〜ｍについては Ｏ ・・・・・（２） 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。Ａ、、　Ａｉ、７．、ｎ□は絶縁厚
０．５ｎｖ＋以上の条４件で実験的に求めた値とする。The insulating layer 1 needs to satisfy (1) and the insulating layers 2 to m need to satisfy O...(2). Each symbol in these formulas is as described above. A,, Ai, 7. , n□ are values determined experimentally under four conditions where the insulation thickness is 0.5 nv+ or more.

また、ε。は周知の次の（３）式によって求めたものと
する。Also, ε. is calculated using the following well-known equation (3).

実施例として８００ａ＋ｍ”の導体（２ｒｏ＝４０．４
ｍ５）　、絶縁層外径２ｒ＝５０．０＋＋ｖ＋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１３
０　Ｘ　１．２＝１５６ｋＶ、　　４２０Ｘ１．２＝５
０４ｋＶ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０．５ａ
＋ｍ未満ではその絶縁テープ特有の性岸が発揮できない
ので、０．５＋ａ＋ｍ以上が必要であるが、第１表の値
は０．５ｍｍ以上の各橿原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１００ｎ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 conductor of 800a+m'' (2ro=40.4
m5), insulation layer outer diameter 2r = 50.0++v+, AC long-term test voltage 130kV or more as the standard value of withstand voltage,
We will seek a cable that meets the conditions of an impulse test voltage of 420 kV or higher. 20 for the above specification value
Considering the margin of %, V in equations (1) and (2) is 13
0 x 1.2 = 156kV, 420 x 1.2 = 5
It is desirable to withstand 0.04 kV, and this is set as the target value. The thickness of the insulation tape that constitutes each layer of the insulation layer is 0.5a.
If it is less than +m, the properties peculiar to the insulating tape cannot be exhibited, so 0.5+a+m or more is required, but the values in Table 1 were obtained for model cables of each Kashihara thickness of 0.5 mm or more. If we were to design a cable with the above dimensions using kraft paper as before, we would predict that the AC long-term breakdown voltage would be 205kV, impulse breakdown, assuming that 100n of kraft paper with the highest dielectric strength was used (comparative example 1). The voltage was 450 kV, which did not satisfy the target value in the impulse test.

第１表 従って第１表かられかるようにクラフト紙１００−より
も絶縁耐力の高いポリプロピレンラミネートテープ（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、Ｏｎ＋ａ＋程度設ける必要があ
る。Table 1 Therefore, as shown in Table 1, it is conceivable to use polypropylene laminate tape (hereinafter referred to as PPLP), which has a higher dielectric strength than kraft paper 100-, for this cable, but in this case, the cable connection and In order to avoid the influence of lead heat during assembly of the terminal end, it is necessary to provide approximately 2, On+a+ layers of kraft paper on the outermost layer for insulation purposes.

そこで、最外層に２００ｕ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ＰＰＬＰ１
２５−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, the outermost layer is 2.0mm of 200u kraft paper.
A thick insulating layer is provided, and all inner layers are PPLP1.
When predicted for a cable constructed of 25-25-C (comparative example 2), the AC long-term breakdown voltage is 240 kV and the impulse breakdown voltage is 490 kV, which do not satisfy the target values in the impulse test.

そこで、第１層材料としてクラフト紙１００ｕ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。≦３．２０とする必要がある。Therefore, we decided to use 100 μ of kraft paper as the first layer material, and in order to achieve the target value of breakdown voltage, (1)
From Eq. It is necessary to make it ≦3.20.

第２層にＰＰＬＰを用い、第３層に２００ｊＩｍクラフ
ト紙を２．０ＩＩＩｍ以上に巻回する構造でε。≦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。ε with a structure in which PPLP is used for the second layer and 200jIm kraft paper is wound for the third layer to a length of 2.0IIIm or more. ≦3.
20 was determined, and the following adjustments were made including the conditions of the tape winding machine.

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１００ｎのクラフト紙を厚さ１．０ｍ−に
巻回し、その外側層２には１２５ｎのＰＰＬＰを厚さ１
．５ａ＋ａ＋に巻回し、最外層３として２００ｎのクラ
フト紙を２．３ｍ−厚さに巻回して絶縁体外径を５０、
抛■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, as an example, in FIG. 1, 100n kraft paper is wound to a thickness of 1.0m on the innermost layer 1 adjacent to the conductor C, and 125n PPLP is wound on the outer layer 2 to a thickness of 1.0m.
．． 5a+a+, and as the outermost layer 3, 200n kraft paper is wound to a thickness of 2.3m to make the insulator outer diameter 50,
Finished it perfectly. Note that P is an oil passage and S is a metal coating. Regarding the above cable, each layer of the insulating layer fully satisfies the above-mentioned formulas (1) and (2) in the example, but does not satisfy these formulas 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 determining the performance of the above-mentioned examples and comparative examples manufactured with the same conductor diameter and insulating layer outer diameter as the examples.

第２表 備考：記号は第１表の備考と同じ 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。Notes on Table 2: Symbols are the same as notes on Table 1 As shown in Table 2 above, the impulse breakdown voltage in particular does not have much margin with respect to the standard value in the comparative example and does not reach the target value, but in the example it is sufficient. I can afford it.

（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。(Effects of the Invention) As is clear from the above examples, the OF cable according to the present invention can provide a cable whose breakdown voltage has a sufficient margin with respect to the standard value, and provides a rationally designed OF cable. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a cable insulation layer for explaining the structure of the insulation layer. C: conductor, 1, 2.3...m: each layer of the insulating layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （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 Ａ＿１（ｒ＿ｍ−ｒ＿ｏ）＾−＾（＾１＾−＾ｎ＾１＾
）≧ε＿ｏ／ε＿１・Ｖ／｛ｒ＿ｏｌｎ（ｒ＿ｍ／ｒ＿
ｏ）｝を満足し、上記最外層を除く各層は １．２Ａ＿ｉ（ｒ＿ｍ−ｒ＿ｉ＿−＿１）＾−＾（＾１
＾−＾ｎ＾ｉ＾）≧ε＿ｏ／ε＿ｉ・Ｖ／｛ｒ＿ｉ＿−
＿１ｌｎ（ｒ＿ｍ／ｒ＿ｏ）｝を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） Ａ＿１：最内層の絶縁テープの１ｍｍ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 ｎｉ：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 ε＿ｏ：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２ｒ＿ｏ：
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。(1) In an OF cable in which an insulating layer is formed by winding an insulating tape on a conductor, the insulating layer consists of multiple layers of insulating tape with different dielectric constants, and each layer except the outermost layer is formed sequentially from the inner layer. The outermost layer adjacent to the conductor and arranged so that the dielectric constant decreases toward the outside is A_1(r_m-r_o)^-^(^1^-^n^1^
)≧ε_o/ε_1・V/{r_oln(r_m/r_
o)}, each layer except the outermost layer is 1.2A_i(r_m-r_i_-_1)^-^(^1
^-^n^i^)≧ε_o/ε_i・V/{r_i_-
An OF cable formed to satisfy _1ln(r_m/r_o)}. However, in the above formula, V: Test voltage (kV) A_1: Breaking strength at 1 mm thickness of the innermost layer insulating tape (kV/mm) A_i: Breaking strength at 1 mm thickness of each layer of insulating tape except the inner layer (kV/mm) n1: Reduction effect index depending on the thickness of the insulating tape of the innermost layer ni: Reduction effect index depending on the thickness of the insulating tape of each layer except the innermost layer ε_o: Equivalent permittivity of all insulating layers ε_i: Innermost layer Equivalent dielectric constant 2r_o for each layer excluding:
Conductor outer diameter (mm) 2r_m: Outermost diameter of insulating layer (mm) 2r_i: Outer diameter of each layer except the innermost layer (mm) i: Suffix indicating the layer number with 1 being the innermost layer (1, 2,...
m).