JPS624802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はOFケーブル、特にその絶縁体として
ポリオレフイン系プラスチツクフイルムまたはポ
リオレフイン系プラスチツクフイルムとクラフト
紙とを併用するようなOFケーブルの製造方法に
係わるものである。

近年、省エネルギー、送電容量の増大、ケーブ
ルのコンパクト化を図る観点より、275〜500KV
の超高圧OF線路では、その絶縁体としてプラス
チツクフイルムを単体、あるいはクラフト紙との
交互巻き、もしくはプラスチツクフイルムとクラ
フト紙とを一体に積層した複合絶縁紙を使用した
ケーブルが開発され、実用化されてきた。

プラスチツク材料としては良好な電気特性、つ
まりε×tanδ（ε：誘電率、tanδｓ誘電体損失
角）が小さく、インパルスおよび交流耐電圧性能
が大きく、経済的に優れたポリオレフイン系材
料、なかでもポリプロピレン、ポリメチルペンテ
ン、ポリエチレンが一般的である。

しかしこれらの材料は周知のように石油を原料
とするものであるから、OFケーブルに使用され
る絶縁油の中で、超高圧用絶縁油として一般的で
あるドデシルベンゼン（DDB）とは非常に近い
性質をもつている。例えばこのような性質の類似
性を表わす一つの指標であるsp値（溶解度パラ
メータ）も前記プラスチツク材料と絶縁油は８前
後できわめて類似している。

このため前述のポリオレフイン系プラスチツク
フイルム材料を原料とするプラスチツクフイルム
を使用した絶縁体は絶縁油中では絶縁油の温度に
応じてプラスチツクフイルム中に絶縁油が浸透す
るので、膨潤は避けられず、使用温度の上昇に比
例して絶縁テープ１枚の厚さが増大する。一般に
OFケーブルの使用上限温度85℃では、前記ポリ
オレフイン系でプラスチツクフイルムを用いた絶
縁テープは含浸前に比して数％厚さが増大するこ
とがあり、この点の解決がポリオレフイン系プラ
スチツク材料を使用するケーブルに必須のことで
ある。

またクラフト紙とプラスチツクフイルムの両方
を使用したOFケーブルの電気特性を改善しよう
とすれば、当然プラスチツクフイルムの使用比率
をふやしてゆかなければならないが、ふやしてゆ
けば、その分だけより多く、ケーブル使用温度に
おける絶縁油中での膨潤による厚さ増を生じるた
め、それに応じてより多くの含浸前の絶縁層形成
工程で絶縁テープ自身または絶縁層に膨潤対策を
施しておかなければならない。

この対策として具体的には、クラフト紙が交互
巻として介在するか、プラスチツクフイルムとク
ラフト紙を積層して一体とした複合テープ中に存
在する場合は、すでに知られているように、クラ
フト紙に予め調湿を施したものを巻回する手法
（特公昭52―38237号参照）があげられる。又他の
対策としては、クラフト紙テープとプラスチツク
フイルムテープのどちらか一方又は両方に、又は
プラスチツクフイルムとクラフト紙を一体とした
複合絶縁テープに凹凸のいわゆるエンボスを施し
たものを巻回する手法があげられる。更にこれら
両手法が併用されることもある。

さて、これらの方法を採用すれば、ケーブルの
製造完了直後の常温で絶縁油が含浸された状態で
は、絶縁テープ間は隙間がありすぎるため、ケー
ブルの布設完了までの曲げ、ひねりに対して巻回
した絶縁テープが不整に動きやすく、テープ相互
に不揃いが生じて、ギヤツプ巻きされた一層にお
けるギヤツプが直上および直下のギヤツプ巻き層
のギヤツプと重さならないように巻回されていて
も、これがくずれて重さなるような場合を生じ、
インパルス耐圧性能、AC耐圧性能を阻害した
り、テープ同志で損傷を与えるような状態を生ず
る恐れがある。

また、導体の断面積が大きくなつて、導体の重
量が増加すると、ケーブル布設後、通電により高
温になつて、絶縁テープが膨潤して厚さがまし、
絶縁テープ間の隙間が適当になくなつて適当な固
さになる前に、導体の荷重を受ける下側の絶縁層
が導体の重さでへたつて固くなり、導体の荷重を
受けない上側の絶縁層には下側の絶縁層とは反対
に余計に隙間を生じることになるから、このよう
な状態で、曲げ、ひねりを受けるとこれによつて
前述のギヤツプ不整と絶縁テープの損傷が大きく
なるばかりか、実使用後の膨潤に対しても、ケー
ブルの円周に亘つて全体に一様に絶縁層厚さがも
どつて一様な固さになることもなくなり、以後の
ケーブルの熱伸縮（通電のオン、オフによるケー
ブルの伸び縮み）によつて絶縁テープに損傷が生
じたり、ACおよびインパルス性能を低下させる
恐れがある。

以上ポリオレフイン系プラスチツクフイルムま
たはポリオレフイン系プラスチツクフイルムとク
ラフト紙とを併用するOFケーブルの製造上の基
礎的手法および前記基礎的手法によつてもなお生
じる問題について説明したが、本発明はこれら前
述の問題を解決する手段を提供するものである。
すなわちOFケーブル製造工程中、特に絶縁テー
プの巻回等を行い、真空加熱乾燥して、金属シー
スを押出し被覆し、絶縁油を含浸させた直後に、
当該ケーブルの使用最高温度（一般に85℃）に、
必要時間保持し、金属シース中にあるすでに巻回
された絶縁テープを十分膨潤させて、絶縁テープ
の厚さを必要な厚さまで増大させ、ケーブルの円
周方向一様に適当な固さとしてから、次の工程へ
進めることを特徴とするものであり、このような
加熱膨潤処理工程を加えることにより、その後の
ケーブルの取扱いを在来のクラフト紙のみを使用
したOFケーブルの場合と全く変るところなきよ
うにし、前述の問題をすべて解消せしめるばかり
でなく、すぐれた電気性能を有するOFケーブル
を得んとするものである。

以下本発明の実施例について説明する。

従来、通常のOFケーブルの製造は大略次の工
程により製造され、出荷される。

導体製造→絶縁テープ巻き→真空加熱乾燥→ア
ルミニウムまたは鉛金属シース押出被覆→含浸→
ポリエチレンまたは塩化ビニール防食層チユービ
ング→検査→切分け出荷→布設。

本発明における加熱膨潤処理はすでに説明した
ところから理解されるように金属シース被覆が完
了し、その中に絶縁油が含浸された後、ただちに
実施される。

この段階ではポリエチレンまたは塩化ビニール
の防食層は施されないので、防食層自体が85℃加
熱により高温にさらされることはない。加熱膨潤
処理における所定温度は一般的にはケーブルの使
用最高温度（例えば85℃）を意味するが、この最
高温度より若干上下の温度をとり得ることはいう
までもない。

また本発明が適用されるOFケーブルは絶縁テ
ープ巻きされる絶縁層が、ポリオレフイン系プラ
スチツクフイルム単独巻き層、ポリオレフイン系
プラスチツクフイルムとクラフト紙との交互巻き
層、ポリオレフイン系プラスチツクフイルムとク
ラフト紙とを一体に積層した複合紙の巻回層を有
するものなどその一部または全部の絶縁層にポリ
オレフイン系プラスチツクフイルムを使用してい
るものに適用される。

さて、絶縁油を含浸した直後、金属シース付ケ
ーブルはドラム巻きされた状態のまゝ、専用のオ
ープンへ入れて蒸気加熱して例えば85℃に保つ
か、真空乾燥タンク（一般には85℃より高い温度
で絶縁層を乾燥するのに使われる）を再使用し、
この中へドラムごと金属シース付ケーブルを入れ
て、大気を入れた状態で所定温度で所定時間加熱
する。

また、ドラムにカバーをかぶせて熱風を送り込
む方法もあり、更にアルミニウムシースの場合、
これに通電加熱する方法もある。

また絶縁油の含浸に際し、予め所定温度、例え
ば85℃に加温された絶縁油を使用すれば、その後
の加熱膨潤処理を促進することができて効果的で
ある。

以上ケーブルの加熱方法の例を列記したが、本
発明は加熱そのものに関わるものでないから、そ
の他どの様な加熱方法を用いようとかまわない。

ここにPPLPテープ（ポリプロピレンプラスチ
ツクフイルムの両面にクラフト紙を一体に積層し
た複合テープ）を絶縁層として多数層ギヤツプ巻
きした例について説明する。PPLPテープはすで
に説明したように予め調湿を施してあるもの又は
エンボス加工されたものが使用されることはいう
までもない。第１図に乾燥工程より加熱膨潤工程
を終えるまでの期間のPPLPテープの実質的な厚
さ変化を示す。

乾燥開始とともにPPLPテープのクラフト紙中
の水分がめべりしはじめ、Ｃ点で乾燥を終了し、
常温にある絶縁油を含浸させれば、PPLPテープ
の厚さは含浸を終つたＡ点では実質的に３〜４％
減となり、この点で加熱膨潤処理工程に入れば、
ケーブルの種類とサイズにもよるが、およそ６〜
24時間で膨潤飽和して厚さは増加する（Ｂ点）。
調湿またはエンボス加工は、このＢ点のテープ厚
さが乾燥開始前の０点の厚さと等しいかやや小さ
くなるように行う。

加熱膨潤処理について更に詳述すると、膨潤は
絶縁油がプラスチツクフイルムの分子間に侵入し
てゆく現象であるから、絶縁油の浸入の割合を規
定する絶縁油の温度に依存する。逆に説明するな
ら、絶縁油の温度を一定にして十分に長い時間を
与えると、プラスチツクフイルムは一定の膨潤量
を示し、厚さの増加も一定の値で停止す。すなわ
ち絶縁油中のプラスチツクフイルムのある温度下
での厚さの増加は一定の値で飽和する。しかしな
がら、プラスチツクフイルムの種類、フイルム中
の分子の結晶化度及びフイルムの周囲の状況の違
いによつて膨潤による厚さ増加が飽和する時間は
異なる。

一例として、ポリプロピレン又はポリエチレン
フイルムとその両面をクラフト紙で被つて一体化
した複合絶縁テープのDDB絶縁油中での膨潤に
よる厚さ増加は、85℃ではおよそ６〜24Hで飽和
する。一方ポリメチルペンテンフイルムとその両
面をクラフト紙で被つて一体化した複合絶縁テー
プのDDB絶縁油中での膨潤による厚さ増加は、
85℃ではおよそ12〜72Hで飽和する。

前述の通り、OFケーブルでは、実使用最高温
度（一般には85℃）でプラスチツクフイルムの膨
潤が十分飽和した時に、ちようど絶縁テープがテ
ープ巻き時の厚さと等しくなるかややうすくなる
ようにテープ巻きする前に、絶縁テープに調湿加
工やエンボス加工を施すのであるから、本発明に
よる含浸まで終了した直後に施こされる加熱膨潤
処理は、所定の温度（OFケーブルの実使用最高
温度を意味し、一般には85℃）を、所定の時間
（使用したプラスチツクフイルムの種類と結晶化
度とフイルムの周囲の状況で決まる、膨潤による
厚さ増加が飽和するまでの時間）以上に保つこと
にある。

実際のケーブル製造は、まず第１図の様な特性
を持つようにあらかじめ調湿又はエンボス加工さ
れた絶縁テープを、その厚さが減じないようにし
て、すなわち第１図の０点の状態を保持して導体
上に必要厚さテープ巻きする。そののちに、乾燥
すると絶縁層を形成する各テープは第１図のＣ点
まで、クラフト紙が目減りするから絶縁層はガサ
ガサになる。

そののちに、金属シースを押出被覆し、常温の
絶縁油を含浸すると絶縁油で絶縁層が冷やされる
ためプラスチツクフイルム層が収縮して絶縁テー
プは更に第１図のＡまで厚さを減じるために更に
絶縁層はガサガサになる。従来の製造法ではこの
状態で次工程のポリエチレン又は塩化ビニール防
食層の押出被覆を施こし、以後布設完了まで、
様々の曲げ、ひねりをケーブルに与えるために、
前記の通り、ケーブルに損傷を与える恐れがあつ
た。しかしながら本発明においては加熱膨潤処理
により、テープ間に不用に大きい隙間がない状態
まで、すなわちテープ巻き時の第１図の０点近く
まで絶縁テープの厚さを戻しているから、曲げ、
ひねりに強くなつていることが十分理解できよ
う。

また以上説明した加熱膨潤処理により、絶縁油
はプラスチツクフイルム中に浸透するので、プラ
スチツクフイルム中のミクロ的なボイドも含浸さ
れることになり、加熱膨潤処理前のケーブルと対
比してAC耐圧、インパルス耐圧とも10〜30％向
上し、更に誘電体損失角tanδも低下する方向に
改善され、実使用に入る初期の段階においても良
好な電気特性を示すことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は乾燥工程より加熱膨潤処理工程を終る
までの期間の調湿またはエンボス加工を施したポ
リオレフイン系プラスチツクフイルムとクラフト
紙を一体化した複合絶縁テープの一例である
PPLPテープの実質的な厚さ変化の状態を示す図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁層の一部または全部がポリオレフイン系
   プラスチツクフイルムより形成されるOFケーブ
   ルの製造において、金属シースを施し、絶縁油が
   含浸された段階で前記ケーブルに対して加熱膨潤
   処理を施して一部また全部がポリオレフイン系プ
   ラスチツクフイルムより形成される絶縁層に膨潤
   を生ぜしめる工程を含むことを特徴とするOFケ
   ーブルの製造方法。