JPH0552004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の分野 この発明は、絶縁層とシースとの間にしや水層
が設けられたしや水層付き電力ケーブルの構造の
改良に関する。 従来技術の説明 第１図は、従来のしや水層付き電力ケーブルの
一例を示す断面図である。ここでは、中心から外
側に向かつて順に、導体１、絶縁層２、遮蔽層
３、しや水層４およびシース５が設けられてい
る。しや水層４は、浸水による絶縁劣化防止のた
めに設けられており、通常、金属箔をプラスチツ
クフイルムで挟み込んだラミネート構造のしや水
テープからなり、遮蔽層３の外周すなわちシース
５の直下に、縦添えまたはスパイラル巻きされて
設けられている。 他方、第２図は従来のしや水層付き電力ケーブ
ルの他の例を示す断面図であり、ここではしや水
層４を構成するしや水テープは、絶縁層２の外周
に、同じく縦添えまたはスパイラル巻きされて設
けられている。 ところで、第１図および第２図に示したような
従来のしや水層付き電力ケーブルでは、しや水層
４を構成するしや水テープの金属箔材料として
は、アルミニウム、鉛またはアンチモンもしくは
錫をそれぞれ数重量パーセント程度含む合金鉛が
用いられているが、以下のような問題があつた。 すなわちしや水層付き電力ケーブルの絶縁層２
は、通常ゴムまたは樹脂材料からなるが、熱によ
り体膨張率が大きく、そのため通電による熱膨
張・熱収縮に伴い、絶縁層２の外径は１〜３％程
度変化する。これに伴い、絶縁層２より外側に設
けられている遮蔽テープも１〜３％の歪みを受け
ることになる。ところが、電力ケーブルにおいて
は、通電および通電停止は、長期間にわたり繰返
されるため、しや水テープは長期間にわたり１〜
３％の繰返し歪みを受ける。しかしながら、しや
水テープを構成するゴムまたはプラスチツクフイ
ルム層は伸縮性を有するが、上記のような金属材
料からなる金属箔は伸縮性が極めて小さいため、
数千回程度の繰返しにより疲労しクラツクが生
じ、その結果しや水テープとしての効果を失つて
しまうという欠点があつた。 地方、上記欠点を解消するために、金属箔とし
て、絶縁体とシースとの間に20〜100℃の温度範
囲における破断伸びが50％以上の超塑性合金を用
いたしや水テープによりしや水層を構成したしや
水層付き電力ケーブルが、本件出願人により特開
昭58−26412号において提案されている。超塑性
合金とは、一般は微細結晶粒の粒界すべりにより
変形が生じる合金と考えられており、その変形は
あくまで塑性変形である。つまり、一旦変形すれ
ば元には戻らない変形である。よつて、熱膨張・
熱収縮により繰返し歪を受けた場合、変形による
転位の蓄積などにより疲労破断などが生じる。こ
のため繰返し歪に対する耐疲労特性は、必ずしも
未だ十分なものとはいえなかつた。 発明の目的 この発明の目的は、上述の欠点を解消するため
に、ケーブル絶縁層の熱膨張・熱収縮により大き
な繰返し歪みを受けたとしても、長期間にわたり
しや水効果を維持し得る、しや水層付き電力ケー
ブルを提供することにある。 発明の構成 この発明は、絶縁層とシースとの間にしや水層
が設けられたしや水層付き電力ケーブルにおい
て、 該しや水層が、ケーブル使用温度域にて変形さ
せると応力誘起マルテンサイトを生じ、除荷する
と元の結晶構造に戻ることにより超弾性挙動を呈
する熱弾性型マルテンサイト変態を示す合金から
なる金属箔と、該金属箔にラミネートされたゴム
またはプラスチツクフイルム層とからなるしや水
テープにより構成されていることを特徴とする、
しや水層付き電力ケーブルである。すなわちこの
発明は、しや水テープを構成する金属箔として上
記のような超弾性挙動を示す金属材料を用いるこ
とにより、長期間にわたる繰返し歪みに耐え得る
しや水層を構成し、しや水効果に優れた電力ケー
ブルを提供するものである。 超弾性挙動（超弾性効果）とはある合金に応力
がかかつた場合に、応力誘起マルテンサイトが生
じることにより（マルテンサイト変態を起こすこ
とにより）、相当な量の歪量まで弾性変形し、応
力を除去すると応力誘起マルテンサイトが消失し
て元の母相に戻る機構である。すなわち、マルテ
ンサイト変態が超弾性現象の発現機構である。 このような超弾性挙動を示す金属材料（超弾性
合金）を金属箔に用いることにより、熱膨張・熱
収縮による繰返し歪を受けてもこの金属材料は弾
性変形するだけで、理論的には変形による転位の
蓄積がない。このため、繰返し歪によつて転位が
蓄積などする超塑性合金に比較して、超弾性合金
は、繰返し歪による転位が蓄積しないため疲労破
断を生じ難い。 この発明の「金属箔」としては、Cu−Zn−Al
系合金、Cu−Al−Ni系合金、NiTi系合金などの
熱弾性型マルテンサイト変態を示す合金が用いら
れ得る。もつとも、超弾性挙動を有効に利用する
ためには、ケーブル使用温度域において超弾性挙
動を呈するように、逆変態温度がケーブル使用温
度域よりも低いことが要求され、したがつてこの
ような特性を有する熱弾性型マルテンサイト変態
を示す合金が用いられる。 第３図および第４図は、この発明のしや水層付
き電力ケーブルの各断面図を示す。第３図に示す
ように、しや水層１４としてのしや水テープは、
シース５の内周に設けられてもよく、あるいは第
４図に示すように絶縁層２の外周に設けられても
よい。また、それぞれの場合において、しや水層
４は、絶縁層２あるいはシース５と接着し一体化
してもよく、あるいは一体化していなくともよ
い。また、しや水層１４を構成するしや水テープ
は縦添えにより設けられてもよく、あるいはスパ
イラル巻付けにより設けられてもよい。 また、しや水層１４を構成するしや水テープの
側面図である第５図から明らかなように、この発
明の「ゴムまたはプラスチツクフイルム層」は、
金属箔１４ｂの両面に１４ａ，１４ｃで示すよう
にラミネートされていてもよく、あるいは金属箔
１４ｂの片面にのみラミネートされているもので
あつてもよい。 実施例の説明 第１表に示す塑性材料からなる金属箔を準備
し、本発明例１〜３、および比較例１、２とし
た。なお、本発明例および比較例ともに、片面に
のみプラスチツクフイルムをラミネートしたもの
を（）、両面にラミネートしたものを（）と
して、それぞれ２種ずつ準備した。 ゴムプラスチツク絶縁電力ケーブルのシースの
内周に、上記金属箔およびプラスチツクフイルム
からなるしや水テープを巻付けたところ、いずれ
も作業性良く巻付けることができた。 なお、参考のために金属箔として鋼箔で巻付け
試験をしたところやや作業性が劣ることが確めら
れた。もつとも、鋼等は強磁性材料であるため、
この発明の目的に不適当なことは言うまでもな
い。 次に、上記のように準備した本発明例１〜３お
よび比較例１、２の金属箔を用いたしや水テープ
によりしや水層を形成した電力ケーブルの水分の
透過性を、未だシースの被覆されていない状態で
水蒸気雰囲気中での重量変化により試験したとこ
ろ、いずれも重量変化が見られず、しや水効果の
あることが確められた。 さらに、しや水層の繰返し伸縮によるクラツク
の発生に関し、本発明例１〜３および比較例１、
２のそれぞれにつき、片面ラミネート（）およ
び両面ラミネート（）の２種ずつのしや水テー
プを、ケーブルが実際に使用されるときに受ける
と予想される繰返し伸縮歪みすなわち２％の繰返
し歪みを与えるように伸縮したところ、第２表に
示す結果が得られた。

【表】

【表】 第２表の結果から明らかなように、本発明例１
〜３は、片面ラミネート型（）および両面ラミ
ネート型（）のいずれにおいても、従来のアル
ミニウムあるいは鉛からなる金属箔を用いたもの
に比べて、はるかに優れた耐クラツク特性を示す
ことがわかる。 発明の効果 以上のように、この発明によれば、しや水層
が、ケーブル使用温度域にて変形させる応力誘起
マルテンサイトを生じ、除荷すると元の結晶構造
に戻ることにより超弾性挙動を呈する熱弾性型マ
ルテンサイト変態を示す合金からなる金属箔と、
該金属箔にラミネートされたゴムまたはプラスチ
ツクフイルム層とからなるしや水テープにより構
成されているので、しや水層の金属箔がケーブル
絶縁層の熱膨張・熱収縮により大きな繰返し歪み
を受けたとしても破断することはなく、長期間に
わたりしや水効果を維持することができるので、
ケーブル絶縁体の水による劣化を確実に防止する
ことが可能であり、長期間にわたり使用するに耐
え得るしや水層付き電力ケーブルを実現すること
が可能となる。 したがつて、この発明は、たとえば実用的には
絶縁層が厚く、よつて絶縁体の熱膨張・熱収縮に
よる外径変化が大きくしや水テープに与える繰返
し歪みの大きくなる22kV以上の特別高圧ゴム、
プラスチツク絶縁電力ケーブルに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のしや水層付き電力ケーブルの
一例を示す断面図である。第２図は、従来のしや
水層付き電力ケーブルの他の例を示す断面図であ
る。第３図は、この発明のしや水層付き電力ケー
ブルの一例を示す断面図である。第４図は、この
発明のしや水層付き電力ケーブルの他の例を示す
断面図である。第５図は、この発明に用いられる
しや水層の構造の一例を示す側面図である。 ２……絶縁層、５……シース、１４……しや水
層としてのしや水テープ、１４ａ，１４ｃ……プ
ラスチツクフイルム層、１４ｂ……金属箔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁層とシースとの間にしや水層が設けられ
   たしや水層付き電力ケーブルにおいて、 前記しや水層が、ケーブル使用温度域にて変形
   させると応力誘起マルテンサイトを生じ、除荷す
   ると元の結晶構造に戻ることにより超弾性挙動を
   呈する熱弾性型マルテンサイト変態を示す合金か
   らなる金属箔と、該金属箔にラミネートされたゴ
   ムまたはプラスチツクフイルム層とからなるしや
   水テープにより構成されていることを特徴とす
   る、しや水層付き電力ケーブル。 ２ 前記しや水テープは、縦添えまたはスパイラ
   ル巻きされて、前記絶縁層とシースとの間に設け
   られている、特許請求の範囲第１項記載のしや水
   層付き電力ケーブル。 ３ 前記ゴムまたはプラスチツクフイルム層は、
   前記金属箔の両面にラミネートされている、特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のしや水層付
   き電力ケーブル。 ４ 前記ゴムまたはプラスチツクフイルム層は、
   前記金属箔の片面にラミネートされている、特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のしや水層付
   き電力ケーブル。