JPH063694B2 - 電力ケ−ブル用導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は電力ケーブル導体の製造方法に係わる。

［在来技術と問題点］ 電力ケーブル用の大導体は、素線を多数撚り合せ、圧縮
成形してプレフオームをかけたセグメントを、例えば４
箇〜９箇集合機にかけて形成され、これにより必要断面
積を有する円形導体に仕上げられる。

従来、これらセグメントを形成する素線に裸の銅線を使
用してきたが、例えば断面積2000mm²以上の大導体にな
ると、いわゆる表皮効果のため、ＡＣ抵抗が増大してし
まう。

従って素線１本１本の表皮を銅導体より抵抗の大きい被
膜で被い、素線から素線に電流が乗り移ってＡＣ抵抗を
大きくする表皮効果を減少させる手段が講じられて来
た。

このような被膜を施す一つの手段として、例えばアルカ
リ性の水溶性薬品中に、銅導体を浸漬して、素線の表面
に酸化第２銅を生じさせる方法が知られているが、これ
を湿式酸化被膜法と呼んでいる。

この湿式酸化被膜法は、例えば特開昭56-141117号公報
に示され、具体的には各素線間の接触部分に酸化被膜形
成用薬品溶液をよくまわりこませるよう処理するため、
素線を多数撚り合せたセグメントの段階で実施されてい
た。

ところが、セグメントの段階で実施すると、集合して円
形をなす導体の分割数、すなわちセグメント数がｎ（ｎ
が通常４〜９）であると、例えば単長ｌの導体を作るに
は、この湿式酸化被膜形成工程に、単長ｌのセグメント
をｎ回通さなくてはならず、きわめて加工性（加工速
度）に劣るものである。

一方、酸化銅被膜を形成するのに上記のように湿式酸化
被覆法を用いるかわりに、銅素線を撚り合せた導体を酸
素含有雰囲気中で加熱して、気体式酸化被膜法によっ
て、必要な0.25μ以上の酸化銅を形成する方法も特開昭
57-80610号公報により提案されており、実際面におい
て、この方法により、導体セグメントのまま酸化処理せ
ず、導体セグメントにより円形集合導体を形成した後、
上記処理を施すことも示されている。

ところが、この方法は導体セグメントにより円形集合導
体を形成した後実施すると、円形集合導体に対する加熱
温度の均一性を得るためには時間を要し、また銅素線は
相互に圧着されていることから、全素線均一な絶縁層を
得ることは困難である。

〔本発明の開示〕

以上説明のように従来の湿式酸化被膜法をセグメント段
階で実施することは問題があり、また前記気体式酸化被
膜法を円形集合導体となした段階において実施する際に
おいても前記のように問題があり、本発明はこれを改善
して、セグメントを集合して円形導体となした後におい
て、湿式被膜加工法を実施して前記円形導体を形成する
各素線に均一な酸化第２銅の被膜を形成することのでき
る電力ケーブル用導体の製造方法を提供するものであ
る。

そのため、本発明は銅素線よりなる多分割セグメントを
集合した円形集合導体に屈曲を与え、銅素線に一時的に
滑り、またはわらいを生じるようにした状態で、前記銅
素線表面に酸化第２銅被膜を形成処理を行うことによ
り、この種多分割セグメントよりなる電力ケーブル用集
合導体製造における加工性の向上等をはかろうとするも
のである。

以下図面に示す装置により本発明の実施を説明する。

第１図は本発明を実施する装置の一例を示す。

図は主として湿式酸化被膜形成工程に直接関与する部分
を示しているが、これら部分の前後には、通常の工程に
あるような(イ)脱脂工程、(ロ)プレヒート工程、(ハ)水洗
工程、(ニ)乾燥工程等が必要に応じ、一つの生産ライン
の中に組込まれる。

すでに若干触れたが、あらかじめ集合機で、ｎ分割導体
の場合は、ｎ箇のセグメントを集合して、バインダーテ
ープ２を仮巻きして断面円形の集合形状を保持した集合
導体１がサプライドラム３に準備される。このセグメン
トの集合導体は従来の集合機で従来どおり集合したもの
である。

まず、サプライドラム３より出てきた集合導体１は仮の
バインダーテープ２をテープ除去機４で除去して、各セ
グメントの外周をむき出しにする。

Ｒ₁₁〜Ｒ₁₂はここを順次通過する集合導体１に酸化被膜
処理を施す区分された槽であるが、槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を両側
壁および隣接する槽Ｒ₁₁〜Ｒ₁₂間各槽側壁間に図示して
いないが、断面円形の集合導体１を挿通させる孔を有す
るパッキングが取付けらえており、各槽内には集合導体
１を支持するローラーが適宜配置されている。

槽Ｒ₁₁，Ｒ₂₁，Ｒ₃₁，Ｒ₄，Ｒ₃₂，Ｒ₂₂，Ｒ₁₂は順に並
び、酸化被膜形成用薬品溶液６を貯えるリザーバータン
ク５より、ポンプＰ₂を介し、中央にある槽Ｒ₄の上部に
至るパイプ７により、槽Ｒ₄に前記溶液６が送られ、ま
た槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂に隣接する槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂の上部に至るパ
イプ7′により、ポンプＰ₁を介し、前記溶液６が送られ
る。

また槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂と中央の槽Ｒ₄との間の槽Ｒ₃₁，Ｒ₃₂
の下部に排液回収のためパイプ８が接続され、前記排液
は減圧ポンプＶＰを介してリザーバータンク５に回収さ
れ、槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂の下部に接続された回収のためのパイ
プ8′は減圧ポンプＶＰの排出側で、排液パイプ８と一
体に接続され、リザーバータンク５に至る。

銅導体に酸化第２銅を形成するための酸化被膜形成用薬
品液６を、集合導体１の矢印方向移動の状態で、矢印方
向に流し、この間集合導体１に接触させて回収する。図
において斜線で示す部分は酸化被膜形成用薬品溶液６の
存在レベルを示している。

酸化被膜形成用薬品溶液６は通常、例えば80〜100℃と
いった高温で使用されることが多いので、以後説明しな
いが、溶液は予め、昇温保管され、配管類は保温材で保
温され、各処理槽もヒーターおよび保温材で必要温度に
保持されるようにするものとする。

各槽について更に説明する。

槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とは大気圧で前記溶液６を充満しておく槽
であり、槽Ｒ₄は圧力をかけて、前記溶液６を導体素線
間にまわりこませる槽である。

槽Ｒ_３１，Ｒ₃₂は減圧ポンプＶＰで液を回収しながら、
減圧状態を保つ槽で槽Ｒ₄の加圧された溶液が十分に導
体内を浸漬しながら流出してくるように、十分減圧す
る。又槽Ｒ₄に入る導体内に空気のボイドが残留しない
よう引き出す役目も果している。第１図のポンプＶＰ以
外に、第２図の減圧ポンプＶＰ₁を槽Ｒ₃₁，Ｒ₃₂の上面
に取り付けることも更に効果的である。

槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂は導体１を常に覆うように、酸化被膜形成
用薬品溶液６を保持し、それより入口側又は出口側の導
体内のすき間を通して、空気が槽Ｒ₃₁，Ｒ₃₂およびＲ₄
中の導体内に混入するのを防ぐための部室である。

従って、槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂の酸化被膜形成処理液６は常に導
体より高位に液面があればいいのであるが、そのために
は、やや高い圧力で、槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂を液でうめつくし、
少量を槽Ｒ₂₁はＲ₁₁側へ、Ｒ₂₂はＲ₁₂側にリークさせて
もよいし、槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂内に液面計を設置し、ポンプＰ
_１と連動させて液面を保ってもよい。この場合、第２図
に示すように、液面を保ちながら、その表面から上の槽
Ｒ₂₁，Ｒ₂₂内を減圧ポンプＶＰ₁で減圧すれば、槽
Ｒ₂₁，Ｒ₂₂内の溶液も負圧となり、導体の残留空気が溶
液内に引き出されるので、更に効果的な空気混入防止効
果を示す。

槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂はパッキングを通して、または集合導体１
を形成する各素線間を通してリークしてくる前記溶液６
を回収するための槽である。酸化被膜形成用薬品溶液６
が槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を通りすぎて、それよりサプライ側また
は巻取り側にリークしてゆかぬようにするため、第３図
に示すように、槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂の集合体１の通路を水平方
向に対してテーパーをつけて、導体１の外径以上に集合
導体１を持ちあげ、パッキングが十分その挿通孔で集合
導体１の外面と接するようにすることはきわめて有効で
ある。また減圧ポンプVP₂を槽Ｒ₁₁，Ｒ₁₂の底部側に設
置して減圧回収すれば、更に有効であり、特に槽Ｒ₁₂か
ら集合導体１が出てゆく場合には、集合導体１自身が前
記溶液６を運び出してゆくから前記溶液６を回収する上
で有効である。

第４図は槽Ｒ₄中において、一群のローラーによって、
集合導体１を軽く屈曲させ、素線間に一時的にわらいに
よるすき間をつけるものである。

9,9′、10,10′は集合導体１の位置固定用ローラーであ
り、それらとパッキング間の導体の中心位置を確定させ
ることによって槽出入口に設けたパッキングによるシー
ル効果をたかめるものである。

第５図はローラー9,9′、10,10′として用いられるつづ
み型ローラーを示し、上下または上下左右に対向配置す
るのが望ましい。

第４図において、11,12,13は集合導体１を曲げるローラ
ーであり、これは集合導体１の進行中、これを上下方向
のみならず、左右にも振らせるものであってもよく、こ
れにより集合導体１の銅素線間に滑りとわらいを一時的
に生じさせ、酸化被膜形成用薬品溶液６を導体内部の素
線間に十分に浸透させようとするものである。

このように槽Ｒ₄において、集合導体１を上下、左右に
わずかに屈曲させるように手段を採っているが、槽
Ｒ₂₁，Ｒ₂₂においても同様の手段を採ることができる。
また上記のように銅素線間の滑りとわらいを生じさせる
ための集合導体１の屈曲手段として、第６図に示すよう
に、連接する槽Ｒ₃₁，Ｒ₄，Ｒ₃₂を通じて集合導体１を
サプライしながら、その移動位置を多数のローラー14よ
り、変更させて曲り形状を変化させるようにしてもよ
い。

第１図に示す各槽を通過して矢印方向に進行する集合導
体１は、後断に附設される後処理槽等通過後、ダイス15
に導いて締付け、再度ダイス15で締付けて本来の形状を
出したのち、直ちに、バインダーテープ巻機16で、導体
形状保持用のバインダーテープ２を巻いて、巻取ドラム
17に巻取れば、本加工の工程を終了する。

なお、ダイスは１段でもよいが２段にし、第７図に示す
ように第１段目のダイス15′にやや径の大きいものを用
いて荒圧縮をし、このダイス15′の回転方向と逆回転に
第２段目の仕上げダイス15″により最終圧縮を行う。こ
の場合、仕上げダイス15″は集合導体１を形成するセグ
メントの撚りピッチと同じ方向に回転させるのが、集合
導体１および仕上げダイス15″を痛めずに、確実に集合
できるので、好ましい。またダイスをサプライ側で導体
がゆるむ方向に回転させることができる。

以上説明のように、本発明ではバインダーテープなしで
槽Ｒ₂₁〜Ｒ₂₂に入るから、酸化被膜形成用薬品溶液６が
導体１の素線間にも入りやすいが、この際槽Ｒ₄で加
圧、例えば１〜３kg/cm²として、槽Ｒ₃₁，Ｒ₃₂で減圧す
るから、前記溶液は集合導体中の素線間に十分浸透し、
円形導体の奥の素線間にまで、酸化被膜形成薬品溶液を
浸透でき、酸化第２銅被膜を作ることができる。

中央の加圧による酸化液膜形成用薬品溶液充填の槽Ｒ₄
に加え、槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂においても浸漬を行うが、これに
よりパッキングのきかない集合導体１の素線間を前記溶
液をパッキングして、空気が混入してくるのを防ぐとと
もに、槽Ｒ₂₁，Ｒ₂₂内を減圧状態にして導体１内に残留
していた空気のボイドも除去している。更に酸化被膜形
成用薬品溶液６で酸化第２銅被膜を形成する効果が存在
することは言うまでもないことである。

また槽₁₁，Ｒ₁₂内はやはり、パッキングの効力がない集
合導体内の素線間を通って酸化被膜形成用薬品溶液が外
部にもれるのを防止するものである。

本工程を実施する装置を集合機とタンダムにすれば、仮
バインダーテープ巻き、同テープ除去工程は不要とな
り、これが好ましいものであることはいうまでもない。

なお、本製造方法では、集合後の円形導体をそのまま処
理槽へ導いているので、各槽パッキングは円形のものが
使用でき、導体外部の密閉能力はプレフォーム付きセグ
メントのみで処理する際の密閉性に比して格段に高く、
従って、例えば槽Ｒ₄の中の溶液６は導体内部にまわり
こんでしか槽槽₃₁，Ｒ₃₂に流出できないよいになってい
るから、導体の内部の素線間を十分浸漬することにな
り、これが本方法の大きな特色でもある。

パッキング18としては、第８図のように、ニトリルゴ
ム、バイトン（商品名）、シリコンゴム、四弗化エチレ
ン（商品名テフロン）等のもので、導体移動方向に筒状
の形状を、好ましくは導体直径以上の長さにわたって有
するものを使用する。

尚その筒状部分に適当間隔でバインダー線19または帯状
のバインダー等の導体断面形状の変化に対応できるもの
による締付けをしておくと効果的である。

2500mm²７分割導体に本方法を適用したところ、完全素
線絶縁線を利用した導体の理論上の効果はＡＣ抵抗が、
裸線素線よりなる従来の導体の約８％減少となるとこ
ろ、略７％減少との良好なデータを得た。

また各素線の酸化第２銅の付着状況を調査したところ、
導体の外側、内側で差はなく、略２μm内外であった。

本発明はＯＦ,Ｃｖ,フレキシブルガス絶縁ケーブル等の
多分割導体の製造に適用することができる。

［効果］ 以上説明したように、本発明はｎ本のセグメントを集合
後に一括して加工するものであり、加工性（加工速度）
が著しく向上する。

また集合後に酸化被膜をつけるので、集合時にこの酸化
被膜が損傷をうけるということもなく品質向上をはかる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一例を示す。 第２図は減圧状態で集合導体を酸化被膜形成用薬品溶液
に浸漬させる室の構成図である。 第３図は集合導体に酸化被膜形成処理を施す前後におい
て、両側のパッキングを施した室に対する集合導体の繰
り込み、または前記室よりの繰出しの際の集合導体の支
持構成図である。 第４図は集合導体の銅素線に酸化被膜形成処理を施す際
の、集合導体に屈曲を与えるローラー配置図の一例を示
す。 第５図は移動する集合導体の位置固定用のローラーの一
例を示す。 第６図は移動する集合導体に対して屈曲を与える他の構
成図である。 第７図はダイスによる集合導体の再締付けの説明図であ
る。 第８図は筒状パッキングの一例を断面図で示す。 １…集合導体、２…バインダーテープ、３…サプライド
ラム、４…テープ除去機、５…リザーバータンク、６…
酸化被膜形成用薬品溶液、7,7′、8,8′…パイプ、9,
9′，10，10′，11，12，13…ローラー、14…ローラー
群、15，15′，15″…ダイス、16…テープ巻機、17…巻
取ドラム、18…筒状パッキング、19…バインダー線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 悟 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 三井 進 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−141117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−80610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−128411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−79906（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅素線よりなる多分割セグメントを集合し
   た円形集合導体に屈曲を与え、銅素線に一時的に滑り、
   またはわらいを生じるようにした状態で、前記銅素線表
   面に酸化第２銅被膜を形成処理することを特徴とする電
   力ケーブル用導体の製造方法。
2. 【請求項２】銅素線に酸化第２銅被膜を形成処理の際、
   これを加圧の状態にある酸化被膜形成薬品溶液中に浸漬
   して行ない、加圧状態にある酸化被膜形成薬品溶液は、
   前記溶液を保ち、その中を導体が通過する加圧槽の、導
   体の入る側および出る側に隣接する２組の減圧槽におい
   て回収され、これら加圧槽と減圧槽を仕切る側壁には、
   円形でかつ好ましくは導体の外径より長く、内径は導体
   通過時に該導体外径とほぼ等しいか又はそれよりわずか
   に大きくなる、筒状部分をもったパッキングを装着し、
   その中を通して、導体を減圧槽から加圧槽へ、加圧槽か
   ら減圧槽に導く構造を持った処理装置によることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電力ケーブル用導体
   の製造方法。
3. 【請求項３】一方の減圧槽の導体の出る側、他方の減圧
   槽の導体の入る側にそれぞれ隣接する２組の、通過する
   導体より高く酸化被膜形成薬品溶液の液面を保ち、かつ
   内部を減圧した槽を有し、該一方の槽導体の出る側およ
   び該他方の槽に導体が入る側に隣接する２組の、減圧し
   て酸化被膜形成薬品溶液を回収する槽を酸化被膜形成用
   溶液槽を間にして配し、導体を通す各側壁に、導体の外
   径よりも長く、内径は導体通過時に該導体外径とほぼ等
   しいか又はそれよりわずかに大きい筒状部分をもったパ
   ッキングを装着した処理装置によることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電力ケーブル用導体の製造方
   法。
4. 【請求項４】パッキングはニトリルゴム、シリコンゴ
   ム、四弗化エチレン等またはこれらの混合材料よりな
   り、パッキングと該導体の定着性をたかめたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項、又は第３項記載の電力ケ
   ーブル用導体の製造方法。
5. 【請求項５】減圧槽を進行する導体に対し、該導体の入
   口側減圧槽では入口に向って、該導体の出口側の減圧槽
   では出口に向って、おのおの前記導体を、その外径以上
   の高さまでテーパーをつけて持ち上げたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項又は第３項記載の電力ケーブル
   用導体の製造方法。
6. 【請求項６】酸化第２銅被膜を形成処理後再巻回前に対
   をなすダイスを設置し、処理槽側のダイスはセグメント
   の撚りピッチと逆の方向に、最終ダイスはセグメントの
   撚りピッチと同じ方向に回転させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第５項いずれか記載の電力ケ
   ーブル用導体の製造方法。