JPH0258724B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0258724B2 JPH0258724B2 JP60161355A JP16135585A JPH0258724B2 JP H0258724 B2 JPH0258724 B2 JP H0258724B2 JP 60161355 A JP60161355 A JP 60161355A JP 16135585 A JP16135585 A JP 16135585A JP H0258724 B2 JPH0258724 B2 JP H0258724B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- film
- copper
- cupric oxide
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は電力ケーブルに用いられる大サイズ
導体の改良、特に分割導体の改良に関するもので
ある。 〔従来の技術〕〔発明が解決しようとする問題点〕 近年石油化学にともなうエネルギーコストの上
昇と用地の取得難から、地中送電線の低損失化と
大容量化を計る手段として高電圧化、導体の大サ
イズ化及びケーブルの冷却が採用されてきたが、
大容量化に伴なうケーブルの発生損失も増加する
ので、冷却負担の軽減、省エネルギー等の面から
も低損失化の技術開発が急務となつている。導体
についてみると、益々大サイズ化が進み、現在で
は導体断面積2000mm2の大サイズケーブルの使用が
一般化している。又、2500mm2も一部では既に使用
実績があり、数年後には3000mm2以上の大サイズケ
ーブルも実用化が予想されている。 このような導体の大サイズ化の傾向に伴い、導
体交流実効抵抗の直流抵抗に対する増加の程度が
益々大きくなり、送電容量の向上及び省エネルギ
ーの点から、大サイズ導体の交流実効抵抗（表皮
効果係数＋近接効果係数）の低減が強く要求され
てきている。 この対策として多分割導体、素線絶縁などが考
えられてきた。いま導体サイズと表皮効果係数の
関係を示せば第１図のとおりであり、大サイズ化
によつて交流実効抵抗の増大の要因となる表皮効
果係数が増大するので、分割導体化による表皮効
果係数の減少が図られてきたが、これによつても
2000mm2以上の導体サイズになると、分割導体であ
つても表皮効果係数は10％を超え、無視できなく
なる。従つて2500mm2〜3000mm2以上では素線絶縁な
どの適用が交流実効抵抗の低減に効果が大きいこ
とが判つた。 ここに素線絶縁について説明すると、裸銅素線
間の接触抵抗だけでは表皮効果の低減に対して十
分な効果が得られないため、素線間を強制的に絶
縁しようとする方式で、これを分割導体に適用す
ると、半経方向に移動する電流が抑制され、かつ
セグメント内の素線は、分割導体の中心部分と外
側部分とに撚られながら転移するので、一定長進
むと、前記中心部分が外側部分となり、逆に外側
部分が中心部分に移るので、各素線のインダクタ
ンスはほぼ均一となり、同時にセグメント内電流
分布は均一化されて表皮効果が低減される。 従来は、この素線絶縁の方法としてエナメルを
コーテイングすることが考えられ、近接効果、表
皮効果に一応有効であることは認められたが、こ
のエナメルコーテイングによる素線絶縁は所定の
特性を得るためには、コーテイング材料の選定と
ともに34〜64μｍという比較的肉厚の皮膜として
被覆しなければならないため、素線の仕上がり外
径が大きく、ひいてはこれを撚り合わせた導体外
径も大きくなり、例えば2500mm2のケーブル導体の
場合、エナメルの使用によつて外径が約３mm
（300mm2相当）増加し、更に各素線にエナメルコー
テイングする工程に手数がかかり、価額も高くな
る難点がある。 又ケーブル導体を接続する場合、スリーブ圧着
接続するときにエナメル皮膜を完全に除去する必
要があり、この除去作業に化学薬品を用いるため
に非常に手数がかかり、他方溶接接続の場合には
マンホール内で接続作業をするときに、エナメル
の熱分解による有害ガスを多量に発生する結果、
大掛かりな排ガス装置を必要とする等の欠点があ
る。 更にエナメル皮膜による素線絶縁では、ステン
レステープ巻および内部遮蔽層と内部の導体とが
絶縁されるため、通常のケーブルでは発生しない
異常電圧により放電が発生し、エナメル皮膜の熱
分解劣化を起こすおそれがある。 これらの理由によつて素線絶縁のエナメル化は
実用化されなかつたのである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の如き実情に鑑み鋭意検討の結果
なされたもので、酸化第二銅（CuO）皮膜の有す
る通常の絶縁体より低い体積抵抗率（導体と絶縁
体との中間の抵抗）に着目し、研究を重ねた結果
これを銅素線表面に形成すると、優れた素線絶縁
性能を発揮することを見出した。これを用いてケ
ーブルの分割圧縮整形より線という特殊構造に応
用することにより、従来の技術の問題点を解決
し、表皮効果、近接効果に有効なケーブル導体を
提供することに成功したものである。 ここにおいて、酸化第二銅（CuO）皮膜の体積
抵抗率はρ＝104〜106Ω・cm（固有の値）であ
り、またCuO皮膜の厚さは0.3〜3.0μｍより好ま
しくは0.5〜1.0μｍである。 すなわち、分割導体を構成する各扇形部分であ
つて大きさが順次小さくなつていく上記各扇形部
分は酸化第二銅により互いに絶縁されていて、か
つ一定長（通常は20〜30cm）のピツチで撚り合わ
せられている。 この扇形部分は酸化第二銅の半導電抵抗を有す
る皮膜で被覆されていることによつて、銅素線同
士の接触に比べ素線間の接触抵抗が十分大きくな
るので、銅素線の長手方向抵抗が電気的に独立し
た状態となり、かつ素線が撚り線構造となつてい
る。従つて上記各扇形部分は等価的にほぼ均一な
インダクタンス分を持つことができ、又分割導体
の中心部分と外側部分とが撚られながら転移する
ので、従つて分割導体分について各扇形部分に均
一な電流が流れるので表皮効果の低減が効果的に
できる。 本発明で用いられる素線絶縁は第２図に見る如
く、各銅線１２の表面に酸化第二銅皮膜１４を設
けて素線絶縁された素線１０を構成しており、例
えば銅素線１２を300℃以上に加熱して、その表
面に酸化第二銅の皮膜１４を形成するか、又は多
くの化学的手法、例えば、亜塩素酸ナトリウムと
カ性ソーダの酸化剤混合液中に銅素線を浸漬する
ことによつて表面酸化を行い、酸化第二銅皮膜１
４を形成した銅素線すなわち素線絶縁体を得るこ
とができる。 本発明における素線絶縁は酸化第二銅皮膜の固
有の抵抗値であるから、本発明の対象である上述
の構造において、すなわち104〜106Ω−cmである
から導体を構成する各銅素線間ではその電位差が
1mV程度と低いものであつて、この電圧に対し
て絶縁できるのに十分な抵抗値である。 導体に高電圧が印加されても、電位分担が微少
であるから、異常電圧、充電電流に起因する放電
の発生を防ぐことができる。 更に上記において述べた如く、本発明では酸化
第二銅皮膜を有するために放電が生じないが、従
来のエナメル皮膜による絶縁すなわちエナメル皮
膜の体積低抗率はρ'＝1013〜1015Ω・cmと高く、
皮膜厚が厚く容量分布となり電圧分担が高くなる
ため、導体を構成する素線間で放電が生じて、そ
の結果導体の接触抵抗が零となり、皮膜を設けた
意味がなくなる。この結果劣化ガス（例えばOF
ケーブルの場合C2H2等）が発生し、絶縁油を劣
化させたり、同様に絶縁体を劣化させたりした
が、本発明の半導電領域の抵抗率を有する酸化第
二銅皮膜ではこのようなことは起こらない。 本発明では銅の酸化皮膜の形成手段の相違には
関係なく、厚さ約0.3μｍ〜3.0μｍより好ましくは
0.5〜1.0μｍ程度の皮膜が形成され、皮膜の体積
抵抗率ρ＝104〜106Ω・cmのものが得られた。 〔実施例〕 本発明ではこのような酸化第二銅皮膜を設けた
銅素線を用い、例えば第３図に見られるように、
ケーブル導体を構成するものであり、銅素線表面
の全部に酸化第二銅皮膜が形成されている。すな
わち複数本の銅素線をより合わせて圧縮整形して
セグメント２０を構成しているが、このセグメン
ト２０の各銅素線は酸化第二銅皮膜を有する銅素
線１０よりなる。なお、図ではセグメントの数が
６ケのものが示されているがこれに限られない。 本発明における酸化第二銅皮膜を有するケーブ
ル導体は酸化第二銅が耐熱性に優れているため海
底ケーブルなどに欠くことのできない可撓ジヨイ
ントの導体同径接続ができる。 本発明で用いる酸化第二銅皮膜の素線とエナメ
ル被覆の素線とを作成し、その特性を比較試験し
たところ下表のとおりであつた。
導体の改良、特に分割導体の改良に関するもので
ある。 〔従来の技術〕〔発明が解決しようとする問題点〕 近年石油化学にともなうエネルギーコストの上
昇と用地の取得難から、地中送電線の低損失化と
大容量化を計る手段として高電圧化、導体の大サ
イズ化及びケーブルの冷却が採用されてきたが、
大容量化に伴なうケーブルの発生損失も増加する
ので、冷却負担の軽減、省エネルギー等の面から
も低損失化の技術開発が急務となつている。導体
についてみると、益々大サイズ化が進み、現在で
は導体断面積2000mm2の大サイズケーブルの使用が
一般化している。又、2500mm2も一部では既に使用
実績があり、数年後には3000mm2以上の大サイズケ
ーブルも実用化が予想されている。 このような導体の大サイズ化の傾向に伴い、導
体交流実効抵抗の直流抵抗に対する増加の程度が
益々大きくなり、送電容量の向上及び省エネルギ
ーの点から、大サイズ導体の交流実効抵抗（表皮
効果係数＋近接効果係数）の低減が強く要求され
てきている。 この対策として多分割導体、素線絶縁などが考
えられてきた。いま導体サイズと表皮効果係数の
関係を示せば第１図のとおりであり、大サイズ化
によつて交流実効抵抗の増大の要因となる表皮効
果係数が増大するので、分割導体化による表皮効
果係数の減少が図られてきたが、これによつても
2000mm2以上の導体サイズになると、分割導体であ
つても表皮効果係数は10％を超え、無視できなく
なる。従つて2500mm2〜3000mm2以上では素線絶縁な
どの適用が交流実効抵抗の低減に効果が大きいこ
とが判つた。 ここに素線絶縁について説明すると、裸銅素線
間の接触抵抗だけでは表皮効果の低減に対して十
分な効果が得られないため、素線間を強制的に絶
縁しようとする方式で、これを分割導体に適用す
ると、半経方向に移動する電流が抑制され、かつ
セグメント内の素線は、分割導体の中心部分と外
側部分とに撚られながら転移するので、一定長進
むと、前記中心部分が外側部分となり、逆に外側
部分が中心部分に移るので、各素線のインダクタ
ンスはほぼ均一となり、同時にセグメント内電流
分布は均一化されて表皮効果が低減される。 従来は、この素線絶縁の方法としてエナメルを
コーテイングすることが考えられ、近接効果、表
皮効果に一応有効であることは認められたが、こ
のエナメルコーテイングによる素線絶縁は所定の
特性を得るためには、コーテイング材料の選定と
ともに34〜64μｍという比較的肉厚の皮膜として
被覆しなければならないため、素線の仕上がり外
径が大きく、ひいてはこれを撚り合わせた導体外
径も大きくなり、例えば2500mm2のケーブル導体の
場合、エナメルの使用によつて外径が約３mm
（300mm2相当）増加し、更に各素線にエナメルコー
テイングする工程に手数がかかり、価額も高くな
る難点がある。 又ケーブル導体を接続する場合、スリーブ圧着
接続するときにエナメル皮膜を完全に除去する必
要があり、この除去作業に化学薬品を用いるため
に非常に手数がかかり、他方溶接接続の場合には
マンホール内で接続作業をするときに、エナメル
の熱分解による有害ガスを多量に発生する結果、
大掛かりな排ガス装置を必要とする等の欠点があ
る。 更にエナメル皮膜による素線絶縁では、ステン
レステープ巻および内部遮蔽層と内部の導体とが
絶縁されるため、通常のケーブルでは発生しない
異常電圧により放電が発生し、エナメル皮膜の熱
分解劣化を起こすおそれがある。 これらの理由によつて素線絶縁のエナメル化は
実用化されなかつたのである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の如き実情に鑑み鋭意検討の結果
なされたもので、酸化第二銅（CuO）皮膜の有す
る通常の絶縁体より低い体積抵抗率（導体と絶縁
体との中間の抵抗）に着目し、研究を重ねた結果
これを銅素線表面に形成すると、優れた素線絶縁
性能を発揮することを見出した。これを用いてケ
ーブルの分割圧縮整形より線という特殊構造に応
用することにより、従来の技術の問題点を解決
し、表皮効果、近接効果に有効なケーブル導体を
提供することに成功したものである。 ここにおいて、酸化第二銅（CuO）皮膜の体積
抵抗率はρ＝104〜106Ω・cm（固有の値）であ
り、またCuO皮膜の厚さは0.3〜3.0μｍより好ま
しくは0.5〜1.0μｍである。 すなわち、分割導体を構成する各扇形部分であ
つて大きさが順次小さくなつていく上記各扇形部
分は酸化第二銅により互いに絶縁されていて、か
つ一定長（通常は20〜30cm）のピツチで撚り合わ
せられている。 この扇形部分は酸化第二銅の半導電抵抗を有す
る皮膜で被覆されていることによつて、銅素線同
士の接触に比べ素線間の接触抵抗が十分大きくな
るので、銅素線の長手方向抵抗が電気的に独立し
た状態となり、かつ素線が撚り線構造となつてい
る。従つて上記各扇形部分は等価的にほぼ均一な
インダクタンス分を持つことができ、又分割導体
の中心部分と外側部分とが撚られながら転移する
ので、従つて分割導体分について各扇形部分に均
一な電流が流れるので表皮効果の低減が効果的に
できる。 本発明で用いられる素線絶縁は第２図に見る如
く、各銅線１２の表面に酸化第二銅皮膜１４を設
けて素線絶縁された素線１０を構成しており、例
えば銅素線１２を300℃以上に加熱して、その表
面に酸化第二銅の皮膜１４を形成するか、又は多
くの化学的手法、例えば、亜塩素酸ナトリウムと
カ性ソーダの酸化剤混合液中に銅素線を浸漬する
ことによつて表面酸化を行い、酸化第二銅皮膜１
４を形成した銅素線すなわち素線絶縁体を得るこ
とができる。 本発明における素線絶縁は酸化第二銅皮膜の固
有の抵抗値であるから、本発明の対象である上述
の構造において、すなわち104〜106Ω−cmである
から導体を構成する各銅素線間ではその電位差が
1mV程度と低いものであつて、この電圧に対し
て絶縁できるのに十分な抵抗値である。 導体に高電圧が印加されても、電位分担が微少
であるから、異常電圧、充電電流に起因する放電
の発生を防ぐことができる。 更に上記において述べた如く、本発明では酸化
第二銅皮膜を有するために放電が生じないが、従
来のエナメル皮膜による絶縁すなわちエナメル皮
膜の体積低抗率はρ'＝1013〜1015Ω・cmと高く、
皮膜厚が厚く容量分布となり電圧分担が高くなる
ため、導体を構成する素線間で放電が生じて、そ
の結果導体の接触抵抗が零となり、皮膜を設けた
意味がなくなる。この結果劣化ガス（例えばOF
ケーブルの場合C2H2等）が発生し、絶縁油を劣
化させたり、同様に絶縁体を劣化させたりした
が、本発明の半導電領域の抵抗率を有する酸化第
二銅皮膜ではこのようなことは起こらない。 本発明では銅の酸化皮膜の形成手段の相違には
関係なく、厚さ約0.3μｍ〜3.0μｍより好ましくは
0.5〜1.0μｍ程度の皮膜が形成され、皮膜の体積
抵抗率ρ＝104〜106Ω・cmのものが得られた。 〔実施例〕 本発明ではこのような酸化第二銅皮膜を設けた
銅素線を用い、例えば第３図に見られるように、
ケーブル導体を構成するものであり、銅素線表面
の全部に酸化第二銅皮膜が形成されている。すな
わち複数本の銅素線をより合わせて圧縮整形して
セグメント２０を構成しているが、このセグメン
ト２０の各銅素線は酸化第二銅皮膜を有する銅素
線１０よりなる。なお、図ではセグメントの数が
６ケのものが示されているがこれに限られない。 本発明における酸化第二銅皮膜を有するケーブ
ル導体は酸化第二銅が耐熱性に優れているため海
底ケーブルなどに欠くことのできない可撓ジヨイ
ントの導体同径接続ができる。 本発明で用いる酸化第二銅皮膜の素線とエナメ
ル被覆の素線とを作成し、その特性を比較試験し
たところ下表のとおりであつた。
【表】
従つてエナメル被覆より遥かに薄く導体外径は
太くならず、エナメル被覆のように特別な塗布焼
き付け装置は必要とせず、皮膜形成手段が簡単な
ため低コストですむ。又、上述の抵抗率なので、
従来どうりの導体遮蔽構造がとれる。 次に酸化第二銅皮膜による素線絶縁導体を試作
し、交流実効抵抗を測定した。 測定法は導体に所定の電流を通電し、交流電位
差計を用いて電流、電位降下の値及び電圧と電流
の位相を実測し、交流実効抵抗を算出した。 ケーブル長は７〜８ｍ有効測定長は約５ｍとし
た。ケーブルの両端末は酸化第二銅皮膜を除去し
た後、ロツドを圧縮接続し通電端子にとり付け
た。 供試導体は下表のとおりである。
太くならず、エナメル被覆のように特別な塗布焼
き付け装置は必要とせず、皮膜形成手段が簡単な
ため低コストですむ。又、上述の抵抗率なので、
従来どうりの導体遮蔽構造がとれる。 次に酸化第二銅皮膜による素線絶縁導体を試作
し、交流実効抵抗を測定した。 測定法は導体に所定の電流を通電し、交流電位
差計を用いて電流、電位降下の値及び電圧と電流
の位相を実測し、交流実効抵抗を算出した。 ケーブル長は７〜８ｍ有効測定長は約５ｍとし
た。ケーブルの両端末は酸化第二銅皮膜を除去し
た後、ロツドを圧縮接続し通電端子にとり付け
た。 供試導体は下表のとおりである。
【表】
これにより表皮効果係数を測定した結果は下記
のとおりで本発明が優れていることが判る。 ここで表皮効果係数λは交流実効抵抗rac、rac
測定温度の直流抵抗をrdcとすれば、 λ＝rac−rdc／rdcより算出される。 表皮効果係数測定結果
のとおりで本発明が優れていることが判る。 ここで表皮効果係数λは交流実効抵抗rac、rac
測定温度の直流抵抗をrdcとすれば、 λ＝rac−rdc／rdcより算出される。 表皮効果係数測定結果
【表】
本発明に於いて全素線に酸化第二銅皮膜を形成
してあることは部分的にこの素線を用いたものよ
りも、表皮効果近接効果を減少し、前記各種の効
果を奏するか、特にその製造上はより線構造とし
てから酸化することにより容易に製造することが
できるとともに製造コスト上も有利であり、又導
体接続時の酸化皮膜除去を行う場合素線を選別せ
ずに行い得るので、この点からも作業性の高い構
造のものということができる。 又本発明は銅素線を体積抵抗率ρ＝104〜
106Ω・cmで皮膜厚が約0.5〜1.0μｍ程度のCuO皮
膜を設けたものを用いているため、分割圧縮整形
より線導体における近接効果、表皮効果を小さく
押さえることができ、かつ皮膜は薄くしかも特性
が安定しており、製造も容易で、分割圧縮整形よ
り線導体ケーブルにおける近接効果、表皮効果を
小さく押さえられ、外径、重量も大きくならな
い。又、絶縁油に対しても安定で、かつ接続に際
してはサンドブラストホーニング等機械的手段に
より容易に皮膜を除去することができるので、溶
接接続が容易である等の各種効果を奏するもので
ある。
してあることは部分的にこの素線を用いたものよ
りも、表皮効果近接効果を減少し、前記各種の効
果を奏するか、特にその製造上はより線構造とし
てから酸化することにより容易に製造することが
できるとともに製造コスト上も有利であり、又導
体接続時の酸化皮膜除去を行う場合素線を選別せ
ずに行い得るので、この点からも作業性の高い構
造のものということができる。 又本発明は銅素線を体積抵抗率ρ＝104〜
106Ω・cmで皮膜厚が約0.5〜1.0μｍ程度のCuO皮
膜を設けたものを用いているため、分割圧縮整形
より線導体における近接効果、表皮効果を小さく
押さえることができ、かつ皮膜は薄くしかも特性
が安定しており、製造も容易で、分割圧縮整形よ
り線導体ケーブルにおける近接効果、表皮効果を
小さく押さえられ、外径、重量も大きくならな
い。又、絶縁油に対しても安定で、かつ接続に際
してはサンドブラストホーニング等機械的手段に
より容易に皮膜を除去することができるので、溶
接接続が容易である等の各種効果を奏するもので
ある。
第１図は表皮効果係数と導体断面積の関係図、
第２図は本発明に用いられる絶縁素線の断面図、
第３図は本発明によるケーブル導体の一実施例を
示す断面図である。 １０…絶縁素線、１２…銅素線、１４…酸化第
二銅皮膜、２０…セグメント。
第２図は本発明に用いられる絶縁素線の断面図、
第３図は本発明によるケーブル導体の一実施例を
示す断面図である。 １０…絶縁素線、１２…銅素線、１４…酸化第
二銅皮膜、２０…セグメント。
Claims (1)
- １ 銅素線を撚り合わせ圧縮整形してなる分割圧
縮整形撚線導体において、前記銅素線表面の全部
にCuO皮膜が形成されていることを特徴とするケ
ーブル導体。２ 銅素線を撚り合わせ圧縮整形し
てなる分割圧縮整形撚線導体の銅素線表面の全部
にCuO皮膜が形成されているケーブルにおいて、
CuO皮膜が体積抵抗率ρ＝104〜106Ω・cmである
特許請求の範囲第１項記載のケーブル導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16135585A JPS6193509A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | ケ−ブル導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16135585A JPS6193509A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | ケ−ブル導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6193509A JPS6193509A (ja) | 1986-05-12 |
| JPH0258724B2 true JPH0258724B2 (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=15733501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16135585A Granted JPS6193509A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | ケ−ブル導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6193509A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166560A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Fujikura Ltd | ケーブルコア及び伝送ケーブル |
| JP4740720B2 (ja) * | 2005-11-09 | 2011-08-03 | ニッタ株式会社 | 構造物用弾性支承体 |
| CN102360588A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-02-22 | 江苏圣安电缆有限公司 | 3000mm2铝芯分割导体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4936520A (ja) * | 1972-08-10 | 1974-04-04 |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP16135585A patent/JPS6193509A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6193509A (ja) | 1986-05-12 |
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