(57)【要約】【課題】布設作業性に優れ、かつ使用時における滑落などの意図しない移動を防止できる電力ケーブルを提供する。【解決手段】導体と、前記導体の外周に形成される絶縁体と、前記絶縁体の外周に螺旋状に巻回されるテンションメンバとを備える電力ケーブルであって、前記テンションメンバは、前記電力ケーブルの一端側における前記電力ケーブルの長手方向に沿った部分的な範囲に設けられ、前記電力ケーブルの長手方向に沿った長さが２６ｍ以下である電力ケーブル。【選択図】図１
2020035700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の外周に形成される絶縁体と、
前記絶縁体の外周に螺旋状に巻回されるテンションメンバとを備える電力ケーブルであって、
前記テンションメンバは、
前記電力ケーブルの一端側における前記電力ケーブルの長手方向に沿った部分的な範囲に設けられ、
前記電力ケーブルの長手方向に沿った長さが２６ｍ以下である電力ケーブル。
【請求項２】
前記電力ケーブルの横断面において、前記テンションメンバの内接円の周長に対して、前記テンションメンバが実際に存在する周長の割合が、５０％以上９３％以下である請求項１に記載の電力ケーブル。
【請求項３】
前記テンションメンバは、ステンレス製の帯状材であり、
前記帯状材は、幅が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚さが０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の電力ケーブル。
【請求項４】
前記テンションメンバの巻き付けピッチは、前記テンションメンバの内接円の直径の１２倍以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
【請求項５】
前記導体の横断面積は、１００ｍｍ２以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力ケーブルと、
前記電力ケーブルが内部に布設される管路とを備え、
前記管路は、一端部から前記管路の長手方向に沿った所定の範囲で、内径が拡幅された拡幅部を備え、
前記電力ケーブルは、前記テンションメンバが前記拡幅部内に収容されるように前記管路内に布設されている電力ケーブル線路。
【請求項７】
前記管路の長さは、１００ｍ以上７００ｍ以下である請求項６に記載の電力ケーブル線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力ケーブル、及び電力ケーブル線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、立坑や斜坑に布設される電力ケーブルとして、ケーブルコアの外周にテンションメンバが巻回されたテンションメンバ付き電力ケーブルが開示されている。テンションメンバの一端部は、立坑や斜坑の上部に配置された拘束装置で引き留められる。この拘束装置によるテンションメンバの引留めにより、テンションメンバ付き電力ケーブルは、電力ケーブルの自重や電力ケーブルの熱伸縮による軸力によって滑落することが防止される。テンションメンバは、電力ケーブルの長手方向全長に亘って設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テンションメンバ付き電力ケーブルは、テンションメンバを備えない電力ケーブル（通常の電力ケーブル）が布設されていた既存の立坑や斜坑に布設されることがある。例えば、電力ケーブルの容量が大きくなり、テンションメンバによる大きな支持力が必要となった場合に、通常の電力ケーブルに代えてテンションメンバ付き電力ケーブルが布設されることがある。しかし、テンションメンバ付き電力ケーブルは、通常の電力ケーブルに比較して外径が大きいため、既存の立坑や斜坑をそのまま利用できず、坑道（管路）の内径を大きくする作業などが必要となり、布設作業性に劣る虞がある。
【０００５】
そこで、本開示は、布設作業性に優れ、かつ使用時における滑落などの意図しない移動を防止できる電力ケーブルを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、布設作業性に優れ、かつ使用時における電力ケーブルの滑落などの意図しない移動を防止できる電力ケーブル線路を提供することを別の目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る電力ケーブルは、
導体と、
前記導体の外周に形成される絶縁体と、
前記絶縁体の外周に螺旋状に巻回されるテンションメンバとを備える電力ケーブルであって、
前記テンションメンバは、
前記電力ケーブルの一端側における前記電力ケーブルの長手方向に沿った部分的な範囲に設けられ、
前記電力ケーブルの長手方向に沿った長さが２６ｍ以下である。
【０００７】
本開示に係る電力ケーブル線路は、
上記本開示に係る電力ケーブルと、
前記電力ケーブルが内部に布設される管路とを備え、
前記管路は、一端部から前記管路の長手方向に沿った所定の範囲で、内径が拡幅された拡幅部を備え、
前記電力ケーブルは、前記テンションメンバが前記拡幅部内に収容されるように前記管路内に布設されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の電力ケーブルは、布設作業性に優れ、かつ使用時における滑落などの意図しない移動を防止できる。また、本開示の電力ケーブル線路は、布設作業性に優れ、かつ使用時における電力ケーブルの滑落などの意図しない移動を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る電力ケーブル及び電力ケーブル線路を示す説明図である。
【図２】実施形態に係る電力ケーブルを模式的に示す概略縦断面図である。
【図３】実施形態に係る電力ケーブルを模式的に示す概略横断面図である。
【図４】テンションメンバの引留め端部からの距離Ｌにおける引留め力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
本発明者は、使用時に電力ケーブルに意図しない移動を誘発し得る箇所への布設に適し、かつ既存の管路を実質的に利用可能な電力ケーブルを検討した。使用時に電力ケーブルに意図しない移動を誘発し得る箇所としては、例えば、立坑や斜坑などの高低差を有する箇所（以下、単に起伏部と呼ぶ）が挙げられる。また、使用時に電力ケーブルに意図しない移動を誘発し得る箇所としては、例えば、車両の通行に伴う振動の影響を受け易い箇所が挙げられる。なお、ここでの電力ケーブルの意図しない移動とは、環境温度の変化や送電に伴う電力ケーブルの温度の変化に伴う熱伸縮を含む電力ケーブルの移動のことである。本実施形態では、起伏部に布設される電力ケーブルを例に検討した結果、以下の知見を得た。
【００１１】
テンションメンバは、起伏部の高所側に配置される拘束装置で一端部が引き留められる。テンションメンバによる電力ケーブルを引き留める引留め力は、上記拘束装置で引き留められた部分（以下、引留め端部と呼ぶ）から電力ケーブルの長手方向に沿った所定の長さまでは長いほど増加する。しかし、上記引留め力は、引留め端部から一定の長さを超えると飽和する。つまり、テンションメンバは、上記引留め端部から連続して、電力ケーブルの長手方向に沿った所定の部分的な範囲に設けられてさえいれば、電力ケーブルの意図しない移動（ここでは電力ケーブルの滑落）を防止できる。そうすると、テンションメンバは、電力ケーブルの長手方向全長に亘って設けられていなくてもよいことになる。電力ケーブルにテンションメンバが設けられていない領域が存在することで、その領域に既存の管路をそのまま利用することができる。上記知見に基づき、本開示は、電力ケーブルの一端側に部分的にテンションメンバを備える構成を規定する。最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１２】
（１）本開示の実施形態に係る電力ケーブルは、
導体と、
前記導体の外周に形成される絶縁体と、
前記絶縁体の外周に螺旋状に巻回されるテンションメンバとを備える電力ケーブルであって、
前記テンションメンバは、
前記電力ケーブルの一端側における前記電力ケーブルの長手方向に沿った部分的な範囲に設けられ、
前記電力ケーブルの長手方向に沿った長さが２６ｍ以下である。
【００１３】
上記電力ケーブルは、テンションメンバの一端部を拘束装置で引き留める片端支持によって、使用時に電力ケーブルに意図しない移動を誘発し得る箇所に布設された場合でも、その意図しない移動を防止できる。
【００１４】
上記電力ケーブルは、電力ケーブルの一端側において、電力ケーブルの長手方向に沿った部分的な範囲（以下、テンションメンバ存在領域と呼ぶ）にテンションメンバを備えており、それ以外の範囲（以下、テンションメンバ不存在領域と呼ぶ）にはテンションメンバを備えていない。そのため、既存の管路を実質的に利用でき、布設作業性に優れる。電力ケーブルのうちテンションメンバ不存在領域は既存の管路内に布設することができ、管路の全長に亘って管路の内径を大きくする必要がないからである。言い換えると、管路のうちテンションメンバ存在領域が布設される一部分の内径を大きくすればよく、管路の全長に亘って内径を大きくする場合に比較して、拡幅作業を削減できるからである。
【００１５】
上記電力ケーブルは、テンションメンバ不存在領域を備えることで、電力ケーブルの全長に亘ってテンションメンバを備える場合に比較して、テンションメンバを削減でき、テンションメンバの巻回作業やコストを削減できる。
【００１６】
（２）本開示の電力ケーブルの一例として、前記電力ケーブルの横断面において、前記テンションメンバの内接円の周長に対して、前記テンションメンバが実際に存在する周長の割合が、５０％以上９３％以下であることが挙げられる。
【００１７】
上記割合（以下、占有率と呼ぶ）が５０％以上であることで、テンションメンバによる電力ケーブルを引き留める引留め力を確保し易い。占有率が大きいほど、テンションメンバによる引留め力は、大きくなる。しかし、占有率が大き過ぎると、テンションメンバによるテンションメンバよりも内側に配置される部材（以下、単に内側部材と呼ぶ）への面圧が大きくなり、テンションメンバが内側部材に食い込む虞がある。よって、テンションメンバの占有率が９３％以下であることで、テンションメンバによる内側部材への過度の面圧の作用を抑制でき、テンションメンバが内側部材に食い込むことを抑制し易い。
【００１８】
（３）本開示の電力ケーブルの一例として、前記テンションメンバは、ステンレス製の帯状材であり、前記帯状材は、幅が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚さが０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００１９】
テンションメンバがステンレス製で構成されることで、テンションメンバによる電力ケーブルを引き留める引留め力を確保し易い。また、テンションメンバが帯状材で構成されることで、絶縁体の外周にテンションメンバを巻回し易い。テンションメンバを構成するステンレス製の帯状材は、幅が３ｍｍ以上、厚さが０．１ｍｍ以上であることで、テンションメンバによる引留め力を確保し易い。一方、テンションメンバを構成するステンレス製の帯状材は、幅が２０ｍｍ以下、厚さが２０ｍｍ以下であることで、テンションメンバによる内側部材への過度の面圧の作用を抑制し易い。特に、厚さが２０ｍｍ以下であることで、電力ケーブルの太径化を抑制できる。
【００２０】
（４）本開示の電力ケーブルの一例として、前記テンションメンバの巻き付けピッチは、前記テンションメンバの内接円の直径の１２倍以下であることが挙げられる。
【００２１】
テンションメンバの内接円の直径をｄとする。テンションメンバの巻き付けピッチが上記内径ｄの１２倍以下であることで、テンションメンバによる引留め力を確保し易い。
【００２２】
（５）本開示の電力ケーブルの一例として、前記導体の横断面積は、１００ｍｍ２以上であることが挙げられる。
【００２３】
導体の横断面積が１００ｍｍ２以上であると、電力ケーブルの重量が大きく、テンションメンバによる大きな支持力が必要となる。このような大きな支持力を要する電力ケーブルであっても、電力ケーブルの一端側にテンションメンバを備えることで、使用時における意図しない移動を防止できる。
【００２４】
（６）本開示の実施形態に係る電力ケーブル線路は、
上記の（１）から（５）のいずれか１つに記載の電力ケーブルと、
前記電力ケーブルが内部に布設される管路とを備え、
前記管路は、一端部から前記管路の長手方向に沿った所定の範囲で、内径が拡幅された拡幅部を備え、
前記電力ケーブルは、前記テンションメンバが前記拡幅部内に収容されるように前記管路内に布設されている。
【００２５】
上記電力ケーブル線路は、テンションメンバの一端部を拘束装置で引き留める片端支持によって、使用時に電力ケーブルに意図しない移動を誘発し得る箇所に布設された場合でも、電力ケーブルの意図しない移動を防止できる。また、上記電力ケーブル線路は、管路の一端側の部分的な範囲にテンションメンバが存在し、それ以外の範囲にはテンションメンバが存在しない。そのため、管路のうちテンションメンバが存在する領域（拡幅部）のみを拡幅すればよく、拡幅部以外の範囲に既存の管路を利用することができる。よって、上記電力ケーブル線路は、管路の全長に亘って管路の内径を大きくする場合に比較して、拡幅作業を削減できる。よって、上記電力ケーブル線路は、布設作業性に優れる。
【００２６】
（７）本開示の電力ケーブル線路の一例として、前記管路の長さは、１００ｍ以上７００ｍ以下であることが挙げられる。
【００２７】
管路の長さが１００ｍ以上７００ｍ以下であると、その管路内に布設される電力ケーブルは、種々の要因によって意図しない移動が誘発される場合がある。この場合であっても、電力ケーブルの一端側にテンションメンバを備えることで、テンションメンバの一端部を拘束装置で引き留める片端支持によって、電力ケーブルの意図しない移動を防止できる。また、管路の全長の７４％超の範囲に既存の管路を利用することができ、布設作業性に優れる。
【００２８】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図面において同一符号は、同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
≪全体構成≫
実施形態に係る電力ケーブル１は、図３に示すように、導体１１と、導体１１の外周に形成された絶縁体１３とを備える。実施形態に係る電力ケーブル１は、図１及び図２に示すように、電力ケーブル１の一端側において、電力ケーブル１の長手方向に沿った部分的な範囲にテンションメンバ２０を備える点を特徴の一つとする。
【００３０】
実施形態に係る電力ケーブル線路１００は、図１に示すように、実施形態に係る電力ケーブル１と、電力ケーブル１が布設される管路１１０とを備える。管路１１０は、使用時に電力ケーブル１に意図しない移動を誘発し得る箇所に布設される。この実施形態では、高低差を有する箇所に管路１１０が布設される例を説明する。実施形態に係る電力ケーブル線路１００は、管路１１０が、高所側の一端部から管路１１０の長手方向に沿った所定の範囲で、内径が拡幅された拡幅部１１１を備え、この拡幅部１１１にテンションメンバ２０が収容されるように電力ケーブル１が管路１１０内に布設されている点を特徴の一つとする。
【００３１】
以下、まず電力ケーブル１の詳細な構成を説明し、次にこの電力ケーブル１を備える電力ケーブル線路１００の詳細な構成を説明する。なお、図１では、電力ケーブル線路１００の高所側の一部を図示する。また、図１では、電力ケーブル１の端部が図示しない端末接続部や中間接続部に接続され、テンションメンバ２０が拘束装置２００に引き留められた状態を図示する。図１に示す電力ケーブル１は、一端側において、テンションメンバ２０が端部処理された状態である。テンションメンバ２０が端部処理される前の電力ケーブル１は、図２に示す。図１及び図２では、分かり易いように、テンションメンバ２０又は布テープ層２１よりも内側に配置される部材（纏めて内側部材１０と呼ぶ）の詳細を省略する。また、各図面では、分かり易いように、電力ケーブル１を構成するテンションメンバ２０などの構成部材の厚さを誇張して示す。更に、各図面では、説明の便宜上、電力ケーブル１（内側部材１０）の長手方向に沿った全長のうちテンションメンバ２０で覆われている領域の長さの割合、テンションメンバ２０のうち管路１１０内に収容される領域の長さや拘束装置２００に引き留められる領域の長さなどが、実際とは異なることがある。
【００３２】
≪電力ケーブル≫
電力ケーブル１は、図３に示すように、その中心から順に、導体１１と、内部半導電層１２と、絶縁体１３と、外部半導電層１４とを備える。導体１１から外部半導電層１４までをケーブルコアと呼ぶ。この例の電力ケーブル１は、更に、遮蔽層１５と、押さえテープ層１６と、遮水層１７と、シース１８とを備える。この例では、テンションメンバ２０は、シース１８の外周に設けられる。つまり、上記各部材１１〜１８は、テンションメンバ２０よりも内側に配置される内側部材１０である。この例の電力ケーブル１は、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル（ＣＶケーブル）である。電力ケーブル１の最外層には、防食層３０が設けられている。
【００３３】
電力ケーブル１の少なくとも一部は、使用時に電力ケーブル１に意図しない移動を誘発し得る箇所（移動誘発箇所と呼ぶことがある）に布設される。電力ケーブル１のうち移動誘発箇所に布設される領域の長さが１００ｍ以上７００ｍ以下である場合、電力ケーブル１は、移動誘発箇所に布設される領域にて意図しない移動が生じ易い。電力ケーブル１のうち１００ｍ以上７００ｍ以下の領域が移動誘発箇所に布設された場合であっても、後述するように電力ケーブル１の一端側にテンションメンバ２０を備えることで、使用時における意図しない移動を防止できる。そのため、電力ケーブル１の全長は、１００ｍ超、更に２００ｍ以上、特に３００ｍ以上であることが挙げられる。ここでは、電力ケーブル１は、高低差を有する箇所（起伏部）に布設される領域を有する。電力ケーブル１は、その軸方向が起伏部の高所側から低所側に向かう方向にほぼ沿っている。
【００３４】
〔内側部材〕
導体１１は、導電性に優れる金属、例えば銅やアルミニウム、又はその合金からなる。導体１１の横断面積は、例えば１００ｍｍ２以上、更に４００ｍｍ２以上、特に６００ｍｍ２以上が挙げられる。横断面積が大きい導体１１は、電力ケーブル１の重量も大きいため、テンションメンバ２０による大きな支持力が必要となる。絶縁体１３は、電気絶縁性に優れる樹脂などからなる。本例では架橋ポリエチレンである。内部半導電層１２及び外部半導電層１４は、半導電性を有する樹脂などからなる。遮蔽層１５は、導電性に優れる金属、例えば銅やアルミニウム、又はその合金などからなるテープや編組線などによって形成される。シース１８は、ポリ塩化ビニルなどの樹脂からなる。内側部材１０の基本的構成は公知の構成を参照できる。
【００３５】
〔テンションメンバ〕
テンションメンバ２０は、高低差を有する箇所（起伏部）に布設される電力ケーブル１において、起伏部の高所側に配置される拘束装置２００に一端部が引き留められる。テンションメンバ２０を設けることで、電力ケーブル１に加わる力がテンションメンバ２０に分散され、電力ケーブル１の滑落防止ができる。
【００３６】
本例では、図３に示すように、テンションメンバ２０の下層及び上層のそれぞれに、布テープ層２１，２２を備える。テンションメンバ２０の下層の布テープ層２１は、テンションメンバ２０によってシース１８が損傷することを抑制するために設けられる。テンションメンバ２０の上層の布テープ層２２は、テンションメンバ２０を押さえるために設けられる。
【００３７】
テンションメンバ２０は、図２に示すように、内側部材１０の外周に螺旋状に巻回される。テンションメンバ２０は、電力ケーブル１の一端側における電力ケーブル１の長手方向に沿った部分的な範囲に設けられる。テンションメンバ２０は、電力ケーブル１の長手方向に沿った長さが２６ｍ以下である。テンションメンバ２０は、電力ケーブル１の一端側に位置する第一端部２０ａと、第一端部２０ａから電力ケーブル１の長手方向に沿った２６ｍ以下の範囲に位置する第二端部２０ｂとを備える。電力ケーブル１を布設する際は、第一端部２０ａは、端部処理されて拘束装置２００に引き留められ、第二端部２０ｂは、端部処理はなされずに防食層３０に覆われたままの状態で布設される。よって、テンションメンバ２０は、拘束装置２００に引き留められた状態では、第一端部２０ａが固定端となり、第二端部２０ｂが開放端となる。
【００３８】
なお、本例では、電力ケーブル１の端部近傍（起伏部の高所側に配置される端部近傍、図２の区間Ｘ）にテンションメンバ２０は設けられていない。電力ケーブル１の端部は、端末接続部や中間接続部を形成する必要に応じて切断除去されたり、各接続部の一部として利用される領域であり、テンションメンバ２０が不要な領域であるからである。なお、この区間Ｘには、テンションメンバ２０が設けられていてもよい。
【００３９】
テンションメンバ２０は、高強度かつ低伸度で、耐食性に優れる材料で構成される。例えば、テンションメンバ２０は、ステンレスで構成されることが挙げられる。ステンレス以外の金属としては、クロム鋼、マンガン鋼、マンガンクロム鋼、クロムモリブデン鋼、高張力鋼や超高張力鋼、チタン合金などが挙げられる。また、テンションメンバ２０は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、アラミド繊維、カーボン繊維、ガラス繊維などで構成されることが挙げられる。テンションメンバ２０は、帯状材、紐状材、ワイヤなどであり、断面が円形の撚線や断面が矩形の平角線などで構成される。本例では、テンションメンバ２０は、ステンレス製の帯状材で構成される。テンションメンバ２０がステンレス製で構成されることで、テンションメンバ２０による電力ケーブル１を引き留める引留め力を確保し易い。また、テンションメンバ２０が帯状材で構成されることで、内側部材１０の外周にテンションメンバ２０を巻回し易い。
【００４０】
テンションメンバ２０がステンレス製の帯状材で構成される場合、その帯状材は、幅が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚さが０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが挙げられる。帯状材のサイズが上記範囲を満たすことで、テンションメンバ２０によって電力ケーブル１を引き留め可能な引留め力を確保でき、かつテンションメンバ２０によって内側部材１０へ過度の面圧が作用することを抑制できる。帯状材のサイズは、更に幅が４ｍｍ以上１５ｍｍ以下、厚さが０．３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、特に幅が５ｍｍ以上１３ｍｍ以下、厚さが０．４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００４１】
電力ケーブル１の長手方向に沿ったテンションメンバ２０の長さは、以下の（Ａ）〜（Ｅ）を考慮した長さである。ここでは、テンションメンバ２０は、ステンレス製の帯状材で構成されている。
（Ａ）及び（Ｅ）端末処理に必要な長さ
（Ｂ）拘束装置への引留めに必要な長さ
（Ｃ）位置決め裕度
（Ｄ）電力ケーブルの引留めに必要な長さ
【００４２】
（Ａ）及び（Ｅ）端末処理に必要な長さ
内側部材１０にテンションメンバ２０を固定するために必要な長さである（図２の区間Ａの長さ及び区間Ｅの長さ）。この区間Ａ及び区間Ｅにおけるテンションメンバ２０には、他の区間に比較して、大きな張力が掛かり易い。そのため、区間Ａ及び区間Ｅでは、内側部材１０（ここではシース１８）に対してテンションメンバ２０が滑らない構成が施されている。例えば、シース１８とテンションメンバ２０との間に、引張強度や粘着力の高いテープ材が巻回された介在層を備える。介在層は、複数層形成されることが挙げられる。また、区間Ａ及び区間Ｅでは、テンションメンバ２０の外周に図示しない防食層を被覆することもできる。この区間Ａ及び区間Ｅの長さはそれぞれ、例えば０．５ｍ以上２．５ｍ以下、更に１ｍ以上２ｍ以下が挙げられる。
【００４３】
（Ｂ）拘束装置への引留めに必要な長さ
露出されたテンションメンバ２０の一端部を拘束装置２００に引き留めるために必要な長さである（図２の区間Ｂの長さ）。テンションメンバ２０の一端部は、引留め部材を用いて引き留められる。この区間Ｂの長さは、例えば０．５ｍ以上５ｍ以下、更に１ｍ以上４ｍ以下が挙げられる。
【００４４】
（Ｃ）位置決め裕度
管路１１０内に電力ケーブル１を布設するにあたり、管路１１０に対するテンションメンバ２０の位置決め可能な長さ（裕度）である（図２の区間Ｃの長さ）。電力ケーブル１は、この区間Ｃ内に管路口が位置するように管路１１０内に布設される。電力ケーブル１は、この区間Ｃを示すマーキングが施されることが挙げられる。例えば、区間Ｂと区間Ｃとの境界、及び区間Ｃと区間Ｄとの境界にマーキングが施されることが挙げられる。この区間Ｃは、管路１１０の長さが厳密に正しく、かつ施工裕度が不要な場合には省略できる。また、拘束装置２００の取付け位置がある程度自由な場合にも省略できる。区間Ｃが省略される場合、区間Ｂと区間Ｄとの境界にマーキングが施されることが挙げられる。この区間Ｃの長さは、例えば０ｍ以上８ｍ以下、更に１ｍ以上５ｍ以下が挙げられる。
【００４５】
（Ｄ）電力ケーブルの引留めに必要な長さ
電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力を確保可能な長さである（図２の区間Ｄの長さ）。ここでのテンションメンバ２０の長さは、電力ケーブル１の長手方向に沿った長さである。この長さは、下記数式１により求められる。
【００４６】
【数１】
2020035700.tif 000003
【００４７】
上記数式１における記号は、以下を示す。
Ｋ（Ｌ）は、テンションメンバ２０における拘束装置２００で引き留められた部分（引留め端部２０ｅ）からの距離Ｌにおける引留め力（ｋＮ）である。距離Ｌは、引留め端部２０ｅからの電力ケーブル１の長手方向に沿った長さである。引留め端部２０ｅは、テンションメンバ２０の一端部とは異なる。引留め端部２０ｅは、引留め部材によって引き留められた部分のうち、第二端部２０ｂから最も遠い位置にある部分のことである。この例では、引留め端部２０ｅは、引留め部材によって引き留められた部分のうち、高所側の端部のことである。
Ｋは、電力ケーブル１に付与できる引留め力（ｋＮ）である。この引留め力Ｋの求め方は、後述する。
μは、テンションメンバ２０と内側部材１０（ここではシース１８）との摩擦係数である。
Ｌは、引留め端部２０ｅからの距離（ｍ）である。
αは、テンションメンバ２０の巻き付けピッチの角度（ラジアン）であり、ｔａｎ−１（π・Ｄ／Ｐ）で求められる。
Ｄは、テンションメンバ２０の内径（ｍｍ）である。
Ｐは、テンションメンバ２０の巻き付けピッチ（ｍｍ）である。
【００４８】
数式１から得られるグラフを図４に示す。図４のグラフでは、横軸は、引留め端部２０ｅからの距離Ｌ（ｍ）である。縦軸は、電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力を１００％としたときの上記距離Ｌにおける引留め力の割合（％）である。なお、電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力は、ケーブルや管路の条件から電力ケーブル線路ごとに求められる。この電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力は、電力ケーブル１が高低差を有する傾斜地に布設される場合、例えば、下記数式２により求められる。
【００４９】
【数２】
2020035700.tif 000004
【００５０】
上記数式２における記号は、以下を示す。
Ｆは、電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力（ｋＮ）である。
Ｗは、電力ケーブル１の重量（ｋＮ／ｍ）である。
Ｌは、管路１１０の長さ（ｍ）である。
θは、傾斜角度（°）である。
【００５１】
図４に示すように、テンションメンバ２０の引留め端部２０ｅからの距離Ｌにおける引留め力は、距離Ｌが大きくなるにつれて飽和する。つまり、テンションメンバ２０による電力ケーブル１を引き留める引留め力は、引留め端部２０ｅから電力ケーブル１の長手方向に沿った所定の長さまでは長いほど増加するが、一定の長さを超えると飽和する。そこで、電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力を確保可能な長さＬとしては、上記引留め力が上記距離Ｌに対して飽和する長さを選択すればよい。この長さとしては、例えば、３ｍ以上８ｍ以下、更に３．５ｍ以上７．５ｍ以下が挙げられる。
【００５２】
なお、電力ケーブル１を引き留めるにあたり、電力ケーブル１に付与できる引留め力Ｋは、下記数式３及び数式４により求められる。数式３は、テンションメンバ２０を構成するステンレス製の帯状材の強度から求められる引留め力Ｋ１である。数式４は、テンションメンバ２０による内側部材１０へ作用する許容面圧から求められる引留め力Ｋ２である。数式３から求められる引留め力Ｋ１及び数式４から求められる引留め力Ｋ２のうち値が小さい方を満たす引留め力を、電力ケーブル１に付与できる引留め力Ｋとする。
【００５３】
【数３】
2020035700.tif 000005
【００５４】
上記数式３における記号は、以下を示す。
Ｋ１は、引留め力（ｋＮ）である。
Ｎは、テンションメンバ２０を構成するステンレス製の帯状材の枚数である。
Ｗｓは、上記帯状材の幅（ｍｍ）である。
ｔｓは、上記帯状材の厚さ（ｍｍ）である。
α１は、横巻きによる低下率である。この低下率は、実験的に求められたものであり、０．８５である。
α２は、荷重不均一性である。この荷重不均一性は、実験的に求められたものであり、０．８５である。
δは、上記帯状材の許容荷重（ｋＮ／ｍｍ２）である。δは、０．４ｋＮ／ｍｍ２である。
Ｍは、引留め力を受け持つ電力ケーブルの本数である。この本数は、単心ＣＶケーブルの場合、１本である。
Ｓｆは、安全率である。安全率は、２．５以下である。
【００５５】
【数４】
2020035700.tif 000006
【００５６】
上記数式４における記号は、以下を示す。
Ｋ２は、引留め力（ｋＮ）である。
Ｎは、テンションメンバ２０を構成するステンレス製の帯状材の枚数である。
α２は、荷重不均一性である。この荷重不均一性は、実験的に求められたものであり、０．８５である。
Ｐ０は、テンションメンバ２０による内側部材１０へ作用する許容面圧（Ｐａ）である。許容面圧は、０．２ＭＰａ以下である。
Ｗｓは、上記帯状材の幅（ｍｍ）である。
Ｄは、テンションメンバ２０の内径（ｍｍ）である。
Ｍは、引留め力を受け持つ電力ケーブルの本数である。この本数は、単心ＣＶケーブルの場合、１本である。
αは、テンションメンバ２０の巻き付けピッチの角度（ラジアン）であり、ｔａｎ−１（π・Ｄ／Ｐ）で求められる。
Ｐは、テンションメンバ２０の巻き付けピッチ（ｍｍ）である。
【００５７】
上記（Ａ）〜（Ｅ）を考慮したテンションメンバ２０の長さは、４．５ｍ以上２６ｍ以下である。ここでのテンションメンバ２０の長さは、電力ケーブル１の長手方向に沿った長さである（以下同様である）。テンションメンバ２０の長さが４．５ｍ以上であることで、テンションメンバ２０の一端部を拘束装置２００で引き留める片端支持によって、電力ケーブル１を引き留めることができ、かつ電力ケーブル１の滑落を防止できる。一方、テンションメンバ２０の長さが２６ｍ以下であることで、電力ケーブル１にテンションメンバ２０が存在しない領域（テンションメンバ不存在領域３）を設けることができる（図１を参照）。電力ケーブル１におけるテンションメンバ不存在領域３は、テンションメンバ２０が存在する領域（テンションメンバ存在領域２）に比較して、外径が小さい。そのため、既存の管路に電力ケーブル１を布設する際、既存の管路のうちテンションメンバ存在領域２が配置される領域の内径を大きくすればよく、テンションメンバ不存在領域３が配置される領域の内径はそのまま既存の管路を利用できる。なお、図１に示すテンションメンバ存在領域２は、図２に示す電力ケーブル１における区間Ｃ、区間Ｄ、及び区間Ｅの合計の長さである。テンションメンバ２０の長さは、電力ケーブル１を引き留めるために必要な引留め力によっては、１８ｍ以下、更に１６ｍ以下とすることもできる。
【００５８】
テンションメンバ２０は、電力ケーブル１の横断面において、テンションメンバ２０の内接円の周長に対して、テンションメンバ２０が実際に存在する周長の割合（占有率）が５０％以上９３％以下であることが挙げられる。テンションメンバ２０の占有率が５０％以上であることで、テンションメンバ２０による電力ケーブル１を引き留める引留め力を確保し易い。一方、テンションメンバ２０の占有率が９３％以下であることで、テンションメンバ２０による内側部材１０への過度の面圧の作用を抑制でき、テンションメンバ２０が内側部材１０へ食い込むことを抑制し易い。テンションメンバ２０の占有率は、更に５５％以上８５％以下、特に６０％以上８０％以下であることが挙げられる。テンションメンバ２０の占有率は、帯状材の巻き付け枚数によって調整することができる。
【００５９】
テンションメンバ２０の内接円の直径をｄとする。テンションメンバ２０の巻き付けピッチは、上記内径ｄの１２倍以下であることが挙げられる。巻き付けピッチが上記内径ｄの１２倍以下であることで、テンションメンバ２０による引留め力を確保し易い。テンションメンバ２０の巻き付けピッチは、更に上記内径ｄの１１倍以下、特に上記内径ｄの１０倍以下であることが挙げられる。一方、巻き付けピッチが上記内径ｄの５倍以上であることで、内側部材１０の外周にテンションメンバ２０を巻回し易い。
【００６０】
≪電力ケーブル線路≫
電力ケーブル線路１００は、図１に示すように、電力ケーブル１と、管路１１０とを備える。電力ケーブル１は、上述したように、電力ケーブル１の一端側における電力ケーブル１の長手方向に沿った部分的な範囲にテンションメンバ２０を備える。管路１１０は、電力ケーブル１におけるテンションメンバ２０の存在形態（テンションメンバ存在領域２及びテンションメンバ不存在領域３）に合わせた形状及びサイズを有する。
【００６１】
〔管路〕
管路１１０は、高低差を有する箇所（起伏部）に布設され、高所側に拡幅部１１１と、低所側に既存部１１２とを備える。既存部１１２は、既存の管路をそのまま利用したものである。拡幅部１１１は、既存の管路の内径を拡幅したものであり、既存部１１２に比較して、内径が大きい。電力ケーブル１は、テンションメンバ存在領域２が拡幅部１１１内に収容され、テンションメンバ不存在領域３が既存部１１２内に収容されるように管路１１０内に直線状に布設される。電力ケーブル１のテンションメンバ存在領域２は、一部が拡幅部１１１内に収容され、残部が高所側のマンホール内に収容される。テンションメンバ２０を引き留める拘束装置２００がマンホール内に設置されているからである。
【００６２】
管路１１０は、隣り合うマンホール間を繋いでおり、その長さは、１００ｍ以上７００ｍ以下であることが挙げられる。高低差を有する箇所に布設される管路１１０の長さが１００ｍ以上７００ｍ以下であると、その管路１１０内に布設される電力ケーブル１は、その自重や熱伸縮による軸力によって滑落し易いため、テンションメンバ２０により大きな支持力が必要となる。電力ケーブル１は、電力ケーブル１の一端側にテンションメンバ２０を備えるため、テンションメンバ２０の一端部を拘束装置２００で引き留める片端支持によって、電力ケーブル１の滑落を防止できる。また、電力ケーブル１の他端側にテンションメンバを備えないテンションメンバ不存在領域３が設けられているため、既存の管路をそのまま既存部１１２として利用することができる。なお、管路１１０が７００ｍ超である場合、その管路１１０内に布設される電力ケーブル１は、長手方向の適所に不動点又はほとんど動かない領域が形成され、電力ケーブル１が滑落する虞が低減される。
【００６３】
テンションメンバ２０の一端部を引き留める拘束装置２００は、公知の装置を利用できる。拘束装置２００は、例えば、引留め部材を有する引留め金具２１０と、一組の取付け金具２２０と、ガイドボルト２３０と、スプリング２４０とを備える。引留め部材としては、例えばコッターが挙げられる。一組の取付け金具２２０は、引留め金具２１０を挟んで管路口側と接続部側とにそれぞれ配置される。ガイドボルト２３０は、引留め金具２１０を貫通すると共に、一組の取付け金具２２０間を繋ぐ。スプリング２４０は、引留め金具２１０と管路口側の取付け金具２２０間でガイドボルト２３０の外周に配置される。電力ケーブル１は、テンションメンバ２０が引留め部材によって引き留められることで、滑落が防止される。なお、電力ケーブル１は、スプリング２４０の伸縮分だけ長手方向への変位が許容されている。本例では、拘束装置２００におけるテンションメンバ２０の引留め箇所近傍には、防食層３００が設けられている。拘束装置２００としては、上述したスプリング方式以外に、管路口とケーブルとの間にクランプを固定する方式や、ストッパを取り付ける方式などが挙げられる。
【００６４】
≪効果≫
実施形態に係る電力ケーブル１及び電力ケーブル線路１００は、テンションメンバ２０の一端部を拘束装置２００で引き留める片端支持によって、起伏部に布設された場合であっても電力ケーブル１の滑落を防止できる。上記電力ケーブル１は、起伏部に布設された場合、高所側に位置する領域にのみ部分的にテンションメンバ２０を備え、低所側に位置する領域にはテンションメンバ２０を備えない。そのため、上記電力ケーブル１を内部に収容する管路１１０として、既存の管路を既存部１１２としてそのまま利用可能であり、既存の管路に対する拡幅作業を一部とすることができる。また、上記電力ケーブル１及び電力ケーブル線路１００は、電力ケーブル１にテンションメンバ２０を備えない領域（テンションメンバ不存在領域３）を備えることで、電力ケーブル１の全長に亘ってテンションメンバ２０を備える場合に比較して、テンションメンバ２０を削減でき、テンションメンバ２０の巻回作業やコストを削減できる。
【００６５】
≪変形例≫
上述した実施形態では、使用時に電力ケーブル１に意図しない移動を誘発し得る箇所として、高低差を有する箇所に管路１１０が布設される例を説明した。それ以外に、使用時に電力ケーブル１に意図しない移動を誘発し得る箇所として、車両の通行に伴う振動の影響を受け易い箇所に管路１１０が布設される場合にも適用できる。例えば、車道下に埋設された管路１１０内に電力ケーブル１が布設された場合、車両の通行に伴う振動により、電力ケーブル１が車両の進行方向に徐々に移動する波乗りと呼ばれる現象が生じることがある。この波乗り現象によって、電力ケーブル１の移動方向の前方側では、電力ケーブル１の弛みに伴う座屈が生じ易い。また、この波乗り現象によって、電力ケーブル１の移動方向の後方側では、電力ケーブル１の余長が不足して接続部の絶縁性能の低下を招き易い。特に、車道が傾斜地で、車両の進行方向が下りである場合、上記波乗り現象がより生じ易い。そこで、電力ケーブル１の一端部を拘束装置２００で引き留めることで、上記車両の振動が付与されたとしても、電力ケーブル１の移動を防止できる。
【００６６】
［試算例］
電力ケーブルを引き留めるために必要な引留め力を確保可能な長さ（図２の区間Ｄの長さ）を評価した。本例では、導体の横断面積は１０００ｍｍ２とした。
【００６７】
テンションメンバを構成するステンレス製の帯状材として、幅が６ｍｍ、厚さが０．５ｍｍ、巻き付け枚数が５０枚を用いた。電力ケーブルの横断面において、テンションメンバの内接円の周長に対して、テンションメンバが実際に存在する周長の割合（占有率）は９０％であった。テンションメンバの巻き付けピッチは、約８９４ｍｍとした。数式３及び数式４により得られる引留め力は、それぞれ１７３４Ｎ及び１９４３Ｎであった。本例では、電力ケーブルを引き留めるにあたり、電力ケーブルに付与できる引留め力として、数式３及び数式４により得られる引留め力を満たすように、１７２５Ｎとした。この引留め力を確保可能な長さを数式１により求めたところ、電力ケーブルの長手方向に沿った長さが５ｍもあれば電力ケーブルの滑落を防止できることがわかった。
【符号の説明】
【００６８】
１  電力ケーブル
２  テンションメンバ存在領域
３  テンションメンバ不存在領域
１０  内側部材
１１  導体
１２  内部半導電層
１３  絶縁体
１４  外部半導電層
１５  遮蔽層
１６  押さえテープ層
１７  遮水層
１８  シース
２０  テンションメンバ
２０ａ  第一端部
２０ｂ  第二端部
２０ｅ  引留め端部
２１，２２  布テープ層
３０  防食層
１００  電力ケーブル線路
１１０  管路
１１１  拡幅部
１１２  既存部
２００  拘束装置
２１０  引留め金具
２２０  取付け金具
２３０  ガイドボルト
２４０  スプリング
３００  防食層
【図１】
2020035700.tif 000007
【図２】
2020035700.tif 000008
【図３】
2020035700.tif 000009
【図４】
2020035700.tif 000010