(57)【要約】【課題】  大容量送電を目的とした電力ケーブルに対して特に適した電力ケーブルの接続方法を提供する。【解決手段】  電力ケーブル１を他のケーブルと接続する場合には、まず、撚り合わされた素線３の外周側から所定量の素線３を撚り戻す。ここで、外周面を研磨する素線の断面積を考慮すると、全素線の断面積の和Ｓに対する、研磨を行った素線の断面積の和Ｓ１の比Ｓ１／Ｓが、０．３９以上となるように、素線３を撚り戻す。より戻された外周側素線３ｂに対し、コンパウンドを塗布し、研磨を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルの接続方法であって、
アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線が撚り合わされてなる導体部を有するアルミニウム電力ケーブルの端部において、前記素線を所定量撚り戻す工程ａと、
少なくとも撚り戻された前記素線の酸化被膜を除去し、前記素線を再度撚り合わせる工程ｂと、
前記アルミニウム電力ケーブルの端部と、接続対象である他の電力ケーブルの端部とをスリーブの端部にそれぞれ挿入し、前記スリーブを外周から圧縮することで、前記他の電力ケーブルと前記アルミニウム電力ケーブルとを接続する工程ｃと、を具備し、
前記工程ａでは、全ての前記素線の断面積の和Ｓに対する、酸化被膜が除去された素線の断面積の和Ｓ１の比Ｓ１／Ｓを０．３９以上にすることを特徴とするアルミニウム電力ケーブルの接続方法。
【請求項２】
前記撚り戻された各素線の外周面に加えて、撚り戻されていない撚合せ素線群の外周面の酸化被膜を除去することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム電力ケーブルの接続方法。
【請求項３】
全ての前記素線の断面積の和Ｓに対し、前記アルミニウム電力ケーブルの断面における、撚り合わされた状態での最外周に配置される前記素線の断面積の和Ｓ２の比Ｓ２／Ｓが０．３９未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアルミニウム電力ケーブルの接続方法。
【請求項４】
前記工程ｂでは、前記素線の酸化被膜除去時に、前記素線の酸化を防止し前記素線同士の導通を行うコンパウンドを塗布することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアルミニウム電力ケーブルの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム導体を有する電力ケーブルの接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルは、必要に応じて他の電力ケーブルと接続されて使用される。このような場合には、通常、接続用のスリーブが用いられる。一対の電力ケーブルの導体部をこのスリーブの両端に挿入し、スリーブを圧縮することで、電力ケーブル同士を接続することができる。電力ケーブルの接続部においては、スリーブを介して電力ケーブルの導体部同士が導通する。
【０００３】
一方、軽量化やコスト削減等の目的で、従来多く使用されてきた銅製の導体に代えて、アルミニウム導体を用いた電力ケーブルを採用することが検討されている。しかし、アルミニウムは、空気中において、短期間に表面に強固な酸化皮膜が形成される。
【０００４】
アルミニウムの酸化皮膜は、導電性が悪い。このため、酸化皮膜が形成されたアルミニウムの導体部を前記スリーブを用いて接続すると、導体部とスリーブとの間での電気伝導性の低下を招く恐れがある。したがって、通電時に、電力ケーブルの接続部において、この電気伝導性の低下に伴う発熱や、これによる溶断等の恐れがあった。
【０００５】
導体が露出している架空送電線の分野では、このような接続部における電気伝導性の低下を防止するため、接続前に導体表面を研磨して酸化皮膜を除去することが行われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２２８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
架空送電線の分野では、接続部を長くとることが可能なので、架空送電線が新しい場合は、導体の最外周のみを研磨したときでも十分な電気伝導性を確保することができる。
【０００８】
電力ケーブルについても、導体断面積４００ｍｍ２程度では、素線が撚り合わされてなる導体の外周のみを研磨して接続を行った電力ケーブルを、数年間におよぶ長期通電に供した実績があり、異常発熱等の問題はなかった。
【０００９】
但し、導体部の断面積が２５００ｍｍ２などの大径になると、従来、溶接等の特殊な接続方法が適用されていた。これは、絶縁被覆されている電力ケーブルの場合は、架空送電線の場合のように接続部を長くすることができないので、新線であっても、撚り線導体の外周を研磨しただけでは、導体部が大径になると十分な電気伝導性を確保することは困難であり、異常発熱等が生じることによるためである。
【００１０】
しかし、溶接接続を行う場合には、特殊な機材と技巧を要するため、熟練者による施工が必要である。また、接続時に電力ケーブルの絶縁被覆に熱負荷がかかる恐れがある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の素線からなる導体部を有する電力ケーブルに対して特に適した電力ケーブルの接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するため、本発明は、電力ケーブルの接続方法であって、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線が撚り合わされてなる導体部を有するアルミニウム電力ケーブルの端部において、前記素線を所定量撚り戻す工程ａと、少なくとも撚り戻された各素線の外周面の酸化被膜を除去し、前記素線を再度撚り合わせる工程ｂと、前記アルミニウム電力ケーブルの端部と、接続対象である他の電力ケーブルの端部とをスリーブの端部にそれぞれ挿入し、前記スリーブを外周から圧縮することで、前記他の電力ケーブルと前記アルミニウム電力ケーブルとを接続する工程ｃと、を具備し、前記工程ａでは、全ての前記素線の断面積の和Ｓに対する、酸化被膜が除去された素線の断面積の和Ｓ１の比Ｓ１／Ｓが、０．３９以上となるようにすることを特徴とするアルミニウム電力ケーブルの接続方法である。
【００１３】
この接続方法において、前記撚り戻された各素線の外周面に加えて、撚り戻されていない撚合せ素線群の外周面の酸化被膜を除去してもよい。
【００１４】
この接続方法は、アルミニウム電力ケーブルが、全素線の断面積の和Ｓに対する、撚り合わされた状態での最外周に配置されている素線の断面積の和Ｓ２の比Ｓ２／Ｓが０．３９未満である場合に、特に適している。
【００１５】
本発明は、最外周の素線のみの酸化被膜の除去では十分な電気導電性を確保できない場合において効果が発揮される。
【００１６】
前記工程ｂでは、前記素線の酸化被膜の除去時に、前記素線の酸化を防止し前記素線同士の導通を行うコンパウンドを塗布することが望ましい。
【００１７】
このような構成とすることで、酸化被膜の除去後の酸化を防止し、素線同士または素線とスリーブとの間の電気伝導性を確実に確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、導体がアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成された電力ケーブルに対して特に適した電力ケーブルの接続方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は電力ケーブル１を示す側面図、（ｂ）は正面図。
【図２】素線３の一部を撚り戻した状態を示す図で、（ａ）は電力ケーブル１を示す側面図、（ｂ）は正面図。
【図３】電力ケーブル１と電力ケーブル１ａとを接続する工程を示す図。
【図４】電力ケーブル１とスリーブ７との電気伝導を示す概念図。
【図５】素線３の一部を撚り戻した状態を示す図で、（ａ）は電力ケーブル１を示す側面図、（ｂ）は正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる電力ケーブル１は、複数の素線３が撚り合わされて導体部４を構成し、導体部４の外周側を絶縁体５で被覆したものである。
【００２１】
素線３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。なお、素線３の本数などは、図示した例に限られない。絶縁体５は、導体部４の保護層であり、絶縁性の樹脂製である。
【００２２】
電力ケーブル１を他のケーブルと接続する場合には、まず、図２に示すように、撚り合わされた素線３の外周側から所定量の素線３を撚り戻す（図２（ａ）の矢印Ａ方向）。図においては、中心部において撚り戻されずに残した素線３を撚合せ素線群３ａとし、撚り戻された素線３を、外周側素線３ｂとする。すなわち、図２（ｂ）に示すように、外周側から所定層分（図では２層分）のみを撚り戻し、それよりも内部の素線３は、撚り戻さない。
【００２３】
ここで、導体部４の断面積が４００ｍｍ２程度の電線では、前述の通り、最外周部のみの素線を研磨すれば、十分な通電実績が認められている。すなわち、導体部４の断面積が４００ｍｍ２程度の電線であれば、接続時における電気伝導性の低下に伴う異常発熱等は発生せず、十分な接続部における電気伝導性を確保しているものと考えられる。
【００２４】
ここで、全素線の断面積の和Ｓに対する、研磨を行った素線の断面積の和Ｓ１の比Ｓ１／Ｓは、全素線の本数Ｎに対する研磨を行った素線の本数Ｎ１の比Ｎ１／Ｎと略等しいものと考えることができる。導体部４の断面積が４００ｍｍ２の電線で、６１本の素線からなるものは、最外周の素線が２４本である。したがって、４００ｍｍ２の電線について、この比を算出すると、２４／６１＝０．３９となる。すなわち、全素線の３９％以上の素線について表面を研磨することで、接続部における必要十分な電気伝導性を確保することができることが分かる。
【００２５】
これに対し、例えば導体４の断面積が２５００ｍｍ２の電線で３２０本の素線からなるものは、最外周の素線が５０本である。したがって、２５００ｍｍ２の電線について、この比Ｎ１／Ｎを算出すると、５０／３２０＝０．１６となる。実際に、このように導体断面積が大きい電線について、導体部４の最外周のみを研磨して接続した事例では、通電時間の増加とともに温度上昇が確認された。すなわち、全素線の１６％の素線の表面のみを研磨したのでは、接続部において必要な電気伝導性を確保することができないことが分かる。
【００２６】
そこで、本発明では、全ての素線３の本数に対して、研磨する素線３の本数の比を、従来から実績のある０．３９以上となるように、素線３を研磨する。例えば、前述の２５００ｍｍ２の電線の例では、外周から２層目までの素線３を撚り戻して外周側素線３ｂとし、これらの外周面の研磨を行ったとすると、前述の比は、１００／３２０＝０．３１となる。すなわち、全ての素線３の３１％の素線３について表面を研磨することとなる。さらに、外周から３層目の素線３、すなわち撚り戻していない撚合せ素線群３ａの外周面を研磨すると、前述の比は、１４５／３２０＝０．４５となる。すなわち、全ての素線３の４５％の素線３について表面を研磨することとなる。
【００２７】
したがって、２５００ｍｍ２の電線の例では、前述した全ての素線３に対して３９％以上の素線３を研磨するためには、外周側から２層分の素線３を撚り戻して研磨すれば良いこととなる。なお、実際には、３層目の全ての素線３を研磨しなくても、３９％以上を確保することはできるが、撚り戻す素線３の本数を作業時に計数することは、却って困難であるため、外周側からの素線３の層数によって研磨すべき素線数を設定することが望ましい。
【００２８】
このように、より戻す外周側素線３ｂが設定されれば、その本数（またはその層数）の素線３を撚り戻せばよい。なお、図２は、撚り戻される素線３の本数（外周側素線３ｂの本数）が、外周側から２層分である例を示す。
【００２９】
次に、撚り戻された外周側素線３ｂに対し、コンパウンドを塗布する。コンパウンドは導電性を有し、研磨後の外周側素線３ｂの表面に再度酸化皮膜が生成することを防止するものである。コンパウンドとしては、例えばオイル成分に亜鉛粒子が添加されたものが使用できる。
【００３０】
コンパウンドが塗布された状態で、撚り戻した各外周側素線３ｂの表面と撚合せ素線群３ａの外周をブラシ等によって研磨する。すなわち、外周側素線３ｂ等の表面の酸化皮膜を除去する。なお、研磨する範囲としては、後述するスリーブへの挿入代分だけ研磨すればよい。
【００３１】
研磨が終了すると、撚り戻されていた外周側素線３ｂを再度撚り合わせる。なお、外周側素線３ｂの撚り合わせは、後述するスリーブに挿入可能な程度で行えばよい。
【００３２】
次に、図３（ａ）に示すように、筒状の導電性部材からなるスリーブ７の一方の端部に電力ケーブル１の導体部４の端部を挿入する。すなわち、研磨が行われた導体部４の端部が、スリーブ７の一方の端部に挿入される。また、スリーブ７の他方からは、接続対象である他の電力ケーブル１ａが挿入される。すなわち、スリーブ７の両端から、電力ケーブル１、１ａの端部（導体部４）がそれぞれ挿入される（図３（ｂ）の矢印Ｂ方向）。
【００３３】
なお、電力ケーブル１ａは、電力ケーブル１と同様の構成であってもよく、他の構成であってもよい。例えば、電力ケーブル１ａの素線３が電力ケーブル１と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金製である場合には、電力ケーブル１と同様に所定量の素線３を撚り戻して研磨およびコンパウンド塗布を実施すればよい。また、銅製の素線３などの場合には、必ずしも電力ケーブル１のような表面研磨は必要ではない。
【００３４】
この状態から、図３（ｃ）に示すように、スリーブ７を外周側から圧縮して、電力ケーブル１、１ａのそれぞれの素線３（導体部）をかしめる（図中矢印Ｃ方向）。以上により、電力ケーブル１と、接続対象である電力ケーブル１ａとの接続が完了する。
【００３５】
図４は、スリーブ７によって接続された状態の、スリーブ７と電力ケーブル１との電気伝導性を示す概念図である。なお、図４において、研磨処理されてスリーブ７の内面と良く導通する素線３をハッチングで示した。図４（ａ）に示すように、電力ケーブル１の導体部における最外周に位置する素線３は、研磨されている。このため、酸化皮膜が除去されており、スリーブ７の内面と確実に導通する。
【００３６】
また、本実施例では、外周側から２層目、３層目の素線３も研磨されている。このため、この素線３の表面の酸化皮膜が除去されており、最外周側の素線３と確実に導通する。すなわち、最外周、２層目および３層目の素線３は、スリーブ７の内面と確実に導通する。
【００３７】
撚合せ素線群３ａは、その外周を除いて酸化皮膜が除去されていない。したがって、例えば、外周側から４層目の素線３は、外周側から３層目の素線３と接触していても、導通性が劣る可能性がある。しかし、本発明では、外周側から３層目まで（図中Ｄ）の素線３について、スリーブ７との導通を確実に確保することができる。そして、全ての素線３の本数に対して、３９％以上の素線３が、スリーブ７と良く導通するため、全体として長期通電における異常発熱などの問題を回避できる。
【００３８】
なお、本発明では、研磨が必要な外周側素線３ｂが複数層にわたるような大径の電力ケーブルに対して特に好適である。すなわち、導体部４の最外周に露出する素線３を研磨したのみでは、全ての素線３に対して３９％以上の素線３を研磨したことにならず、スリーブ７との電気伝導性を十分に確保できないような電力ケーブルに好適である。例えば、全ての素線３の断面積の和Ｓに対し、撚り合わされた状態での最外周に配置される素線３の断面積の和Ｓ２の比Ｓ２／Ｓが０．３９未満となるような電力ケーブルに対して適用することで本発明の効果を発揮することができる。
【００３９】
以上、本実施の形態によれば、導体部４がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる電力ケーブルであって、特に導体部４が大径の電力ケーブル１の接続部において確実に十分な電気伝導性を確保することができる。すなわち、最外周面の素線３のみを研磨することでは、スリーブ７との十分な電気導電性が確保できない場合においても、長期通電時における異常発熱等の発生を防止することができる。
【００４０】
また、必要最低限の素線３に対して研磨を行うため、作業性に優れる。すなわち、全ての素線３を撚り戻す必要はなく、接続部位において必要な素線３の表面のみを研磨すれば良いため、過剰な研磨作業が不要となる。また、必要最低限の素線３に対してコンパウンドを塗布すれば良いため、コンパウンドを過剰に使用する必要がない。
【００４１】
なお、上記実施形態では、撚り戻さない撚合せ素線群３ａの外周面も研磨する接続方法を説明したが、撚合せ素線群３ａの外周面を研磨せず、撚り戻した外周側素線３ｂのみを研磨して電力ケーブルの接続方法を行うこともできる。
すなわち、前述した導体断面積が２５００ｍｍ２の電線の場合は、図５に示すように、外周から３層目まで素線３を撚り戻して外周側素線３ｂとし、これら外周側素線３ｂの外周面を研磨して、電力ケーブルの接続方法を行っても良い。このようにしても、全ての素線３の４５％の素線３について表面を研磨した状態で電力ケーブルを接続できる。
【００４２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
例えば、素線３の外周部の酸化被膜を除去する方法として、素線表面を機械的に研磨する例を示したが、研磨に代えて、素線３を水酸化ナトリウム溶液に浸漬あるいは塗布する等の化学的手法によって素線３の表面の酸化被膜を除去しても良い。すなわち、少なくとも撚り戻された素線３の酸化被膜を除去できれば、その手法はいずれの方法であっても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ………電力ケーブル
３………素線
３ａ………撚合せ素線群
３ｂ………外周側素線
４………導体部
５………絶縁体
７………スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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