(57)【要約】【課題】外部半導電層４の上に、多数の導線６ａを間隔をあけてらせん巻きしてなるワイヤーシールド６を有する電力ケーブルにおいて、ワイヤーシールドの導線の乱れを発生し難くし、かつワイヤーシールドが十分な遮へい性能を発揮できるようにする。【解決手段】ワイヤーシールド６を、各導線６ａが露出する部分と露出しない部分ができるようにテープ９で覆い、その上に樹脂を押出被覆してシース８を形成することにより、導線間にシース樹脂が入り込んだ部分と入り込まない部分を設ける。導線間にシース樹脂が入り込んだ部分では導線６ａの乱れを防止でき、シース樹脂が入り込まない部分では外部半導電層４とワイヤーシールドの導線６ａとの電気的導通状態を良好に保つことができる。【選択図】図１
2014007042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部半導電層又はその上に設けた半導電性クッション層の上に、多数の導線を間隔をあけてらせん巻きしてなるワイヤーシールドを有する電力ケーブルにおいて、前記ワイヤーシールドを、各導線が露出する部分と露出しない部分ができるようにテープで覆い、その上に樹脂を押出被覆してシースを形成することにより、導線間にシース樹脂が入り込んだ部分と入り込まない部分を設けたことを特徴とする電力ケーブル。
【請求項２】
テープは、ワイヤーシールド上に縦添えされていることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項３】
テープは、ワイヤーシールド上に、導線のらせん方向と逆方向に、又は導線のらせん方向と同方向に導線のらせんピッチと異なるピッチで、らせん巻きされていることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項４】
テープは、ワイヤーシールド上に、導線のらせん方向と逆方向及び同方向に、らせん巻きされていることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項５】
テープは、ワイヤーシールドを覆ったときに導線が露出する部分ができるように穴を有していることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項６】
ワイヤーシールドがテープで覆われていない部分の割合が、テープで完全に覆われている場合を０％、テープ無しの場合を100％としたときに、30〜80％であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤーシールドを有する電力ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来のワイヤーシールド電力ケーブルの一例を示す。このケーブルは、中心に導体１を有し、その上に内部半導電層２、絶縁体３、外部半導電層４を設け、その上に、半導電性布テープ巻きによるクッション層５を介して、多数の導線（軟銅線）６ａを間隔をあけてらせん巻きしたワイヤーシールド６を設け、さらに押さえテープ７を巻いた上で、樹脂シース８を設けたものである（非特許文献１参照）。このケーブルでは、絶縁体３とワイヤーシールド６間に外部半導電層４と半導電性クッション層５が介在しており、それらが適度な導電性をもつことにより、絶縁体３とワイヤーシールド６間での部分放電を防いでいる。
【０００３】
しかし、このケーブルは、ワイヤーシールド６の導線６ａが押さえテープ７により上から押さえられているだけであるため、ケーブルが曲げられたときに、導線６ａに片寄りや座屈などの乱れが発生しやすいという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するものとしては、図６に示すような電力ケーブルが公知である。このケーブルは、ワイヤーシールド６以内の構造は図５のケーブルと同じであるが、ワイヤーシールド６上に押さえテープを設けることなく樹脂シース８を押出被覆することにより、ワイヤーシールドの導線６ａ間にシース樹脂を入り込ませたものである（特許文献１、２参照）。このようにすると、導線６ａがシース８により拘束されるため、ケーブルが曲げられたときの導線６ａの乱れを抑制することができる。
【０００５】
なお、図５及び図６では、外部半導電層４の上に半導電性クッション層５を設けた場合を示したが、半導電性クッション層５を設けずに、外部半導電層４の上に直接ワイヤーシールド６を設ける場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実願昭59-34442号（実開昭60-147112号）のマイクロフィルム
【特許文献２】実願昭59-166210号（実開昭61-80530号）のマイクロフィルム
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】電力ケーブル技術ハンドブック１７３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ワイヤーシールドの導線間にシース樹脂を入り込ませた電力ケーブルには次のような問題がある。すなわち、ワイヤーシールドの導線間にシース樹脂を入り込ませるには、押出機のクロスヘッド内で加熱加圧された樹脂をシースとして押し出す際に、導線間に樹脂が適度に入り込むように樹脂圧力を調整する必要がある。このとき、シース樹脂が導線の周りに完全に回り込むと、導線と半導電性クッション層（これがない場合は外部半導電層）とがシース樹脂によって絶縁されてしまい、充電電流や事故時の電流がケーブルコアからワイヤーシールドへ流れなくなってしまうことから、遮へいとしての役割が果たせなくなる。また、導線間への樹脂の入り込みが不足すると、シース樹脂による導線の拘束が不十分となり、ケーブルが曲げられたときに導線の乱れが発生しやすくなる。
【０００９】
このように、ワイヤーシールドの導線間にシース樹脂を入り込ませた電力ケーブルは、導線間への樹脂の入り込みが多すぎても、少なすぎても、問題が生じ、その調整が難しかった。
【００１０】
本発明の目的は、上記のような問題点に鑑み、ワイヤーシールドの導線の乱れが発生し難く、しかもワイヤーシールドが十分な遮へい性能を発揮できる電力ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、外部半導電層又はその上に設けた半導電性クッション層の上に、多数の導線を間隔をあけてらせん巻きしてなるワイヤーシールドを有する電力ケーブルにおいて、前記ワイヤーシールドを、各導線が露出する部分と露出しない部分ができるようにテープで覆い、その上に樹脂を押出被覆してシースを形成することにより、導線間にシース樹脂が入り込んだ部分と入り込まない部分を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールド上に縦添えされていることが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールド上に、導線のらせん方向と逆方向に、又は導線のらせん方向と同方向に導線のらせんピッチと異なるピッチで、らせん巻きされていてもよい。
【００１４】
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールド上に、導線のらせん方向と逆方向及び同方向に、らせん巻きされていてもよい。
【００１５】
本発明において、前記テープは、ワイヤーシールドを覆ったときに導線が露出する部分ができるように穴を有しているものであってもよい。
【００１６】
本発明においては、ワイヤーシールドがテープで覆われていない部分の割合が、テープで完全に覆われている場合を０％、テープ無しの場合を100％としたときに、30〜80％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ワイヤーシールドの導線がテープで覆われていない部分では導線間にシース樹脂が十分に入り込むため導線がシース樹脂によって拘束され、導線の乱れを防止することができ、ワイヤーシールドの導線がテープで覆われた部分では導線間にシース樹脂が入り込まないので外部半導電層又はその上に設けた半導電性クッション層とワイヤーシールドの導線との電気的導通状態を良好に保つことができる。このためワイヤーシールドの導線の乱れが発生し難く、しかもワイヤーシールドが十分な遮へい性能を発揮できる電力ケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）は本発明に係る電力ケーブルの一実施例を段剥ぎ状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図２】本発明に係る電力ケーブルの他の実施例を段剥ぎ状態で示す側面図。
【図３】本発明に係る電力ケーブルのさらに他の実施例を段剥ぎ状態で示す側面図。
【図４】（Ａ）は本発明に係る電力ケーブルのさらに他の実施例を段剥ぎ状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）のケーブルに用いるテープの平面図。
【図５】従来の電力ケーブルの一例を示す断面図。
【図６】従来の電力ケーブルの他の例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１９】
＜実施例１＞  図１は本発明の一実施例を示す。図において、１は導体、２は内部半導電層、３は絶縁体、４は外部半導電層、６は外部半導電層４上に多数の導線６ａを間隔をあけてらせん巻きしたワイヤーシールドである。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド６上に、テープ９を周方向に間隔をあけて縦添えし（テープの枚数は任意であるが図示の例では２枚）、その上に樹脂を押出被覆してシース８を形成したことである。
【００２０】
ワイヤーシールド６上にテープ９を周方向に間隔をあけて縦添えすると、ワイヤーシールドの導線６ａが露出する部分と、テープ９で覆われて露出しない部分ができる。その上にシース８を押出被覆すると、導線６ａが露出する部分では導線６ａ間の隙間にシース樹脂が入り込み、導線６ａが露出しない部分ではテープ９に遮られて導線６ａ間にシース樹脂が入り込まなくなる。
【００２１】
一方、導線６ａはらせん巻きされているのに対し、テープ９はケーブル長手方向に縦添えされているから、各導線６ａとテープ９は交差していることになり、各導線６ａを長手方向（らせん方向）でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになる。その結果、各導線６ａは、導線間に樹脂が入り込んでいる区間では樹脂によって移動が阻止され、樹脂が入り込んでいない区間では外部半導電層４との良好な電気的導通状態が保たれるため、全長でみるとワイヤーシールドの導線６ａの乱れが発生し難く、かつワイヤーシールド６が十分な遮へい性能を発揮できることになる。
【００２２】
なお、ワイヤーシールド６上に樹脂シース８を押出被覆する際には、樹脂が個々の導線６ａの周りに十分に回り込むように樹脂圧力の調整を行えばよい。テープ９で樹脂の浸入を阻止する箇所が形成されるので、微妙な圧力調整は不要であり、樹脂シースの押出被覆を容易に行うことができる。
【００２３】
この実施例では、外部半導電層４上に直接ワイヤーシールド６を設けた場合を説明したが、外部半導電層上に半導電性クッション層を介してワイヤーシールドを設ける場合も同様な構成で対応できる（以下の実施例でも同じ）。
【００２４】
次に、この実施例の電力ケーブル（22kV、600mm2）の試作、試験結果を説明する。各部の材質、サイズ等は次のとおりである。
・導体：円形圧縮型軟銅撚線  直径約30mm
・内部半導電層：半導電性ポリオレフィン樹脂混和物  厚さ1mm
・絶縁体：架橋ポリエチレン  厚さ6mm
・外部半導電層：半導電性ポリオレフィン樹脂混和物  厚さ1mm
・ワイヤーシールド：軟銅線1.2mmφ×40本  らせんピッチ145mm（ワイヤーシールド層心径の３倍）  右巻き  外周長152mm
・テープ：不織布  厚さ0.2mm  幅各種  ２枚縦添え
・シース：ポリ塩化ビニル  厚さ3.5mm  ケーブル外径56mm
【００２５】
テープの幅を変えて、テープ開口率（ワイヤーシールドがテープで覆われていない部分の割合で、テープで完全に覆われている場合を０％、テープ無しの場合を100％とする）が異なるケーブルを試作した。
【００２６】
まず、各ケーブルについてワイヤーシールドと外部半導電層間の抵抗値を測定し、テープ開口率０％のときの抵抗値を基準として、各ケーブルの抵抗比を求めた。電力ケーブルの電気的特性を保つため、ワイヤーシールドと外部半導電層の間での抵抗比が2.0以下のものを良品（○）、2.0より大きいものを不良品（×）と判定した。
なお、抵抗比の算出方法は次のとおりである。
抵抗比＝（試作したケーブルのワイヤーシールドと外部半導電層間の抵抗値）÷（試作したケーブルとテープ開口率を０％にした点のみが異なるケーブルのワイヤーシールドと外部半導電層間の抵抗値）
試作したケーブルとテープ開口率を０％にした点のみが異なるケーブルは、既製品の中から調達した。
【００２７】
次に、ケーブル外径の４倍の直径をもつマンドレルに、ケーブルを繰り返し10回巻き付けた（繰り返し曲げ試験）後の、ワイヤーシールドの座屈状況を調べた。繰り返し曲げ試験後にワイヤーシールドが著しく急激に曲がっている箇所が認められたものを座屈あり（×）、ワイヤーシールドが著しく急激に曲がっている箇所が無いものを座屈なし（○）と判定した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2014007042.tif 000003
【００２９】
この試験結果によれば、テープ開口率は30〜80％にすることが好ましいことが分かる。
【００３０】
＜実施例２＞  図２は本発明の他の実施例を示す。図において、図１と同一部分には同一符号を付してある。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド６上に、テープ９を周方向に間隔をあけて、導線６ａのらせん方向と逆方向にらせん巻きし（テープの枚数は任意であるが図示の例では２枚）、その上に樹脂を押出被覆してシース８を形成したことである。
【００３１】
ワイヤーシールド６上にテープ９を周方向に間隔をあけて、導線６ａのらせん方向と逆方向にらせん巻き（ギャップ巻き）すると、ワイヤーシールドの導線６ａが露出する部分と、テープ９で覆われて露出しない部分ができる。その上からシース８を押出被覆すると、導線６ａが露出する部分では導線６ａ間の隙間にシース樹脂が入り込み、導線６ａが露出しない部分ではテープ９に遮られて導線６ａ間にシース樹脂が入り込まなくなる。
【００３２】
したがって、実施例１と同様、各導線６ａを長手方向（らせん方向）でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになり、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３３】
らせんピッチ230mm（ワイヤーシールド層心径の５倍）でワイヤーシールド６を施した上に、前述のようにテープ９をらせん巻きした点が実施例１のものとは異なる電力ケーブルを試作して、同様な効果が得られることを確認した。
【００３４】
この実施例では、テープ９を、導線６ａのらせん方向と逆方向にらせん巻きした場合を説明したが、テープ９は、導線のらせん方向と同方向に、らせんピッチを異ならせてらせん巻きしてもよく、このような構成でも実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３５】
＜実施例３＞  図３は本発明のさらに他の実施例を示す。図において、図１と同一部分には同一符号を付してある。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド６上に、複数枚（図示の例では４枚）のテープ９を周方向に間隔をあけて、らせん方向を異ならせてらせん巻き（クロスバインド巻き）し、その上に樹脂を押出被覆してシース８を形成したことである。この場合、導線６ａのらせん方向と同方向にらせん巻きするテープ９は、そのらせんピッチを導線６ａのらせんピッチと異ならせることが好ましい。
【００３６】
このような構成でも、各導線６ａを長手方向（らせん方向）でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになるので、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３７】
らせんピッチ230mm（ワイヤーシールド層心径の５倍）でワイヤーシールド６を施した上に、前述のようにテープ９をらせん巻きした点が実施例１のものとは異なる電力ケーブルを試作して、同様な効果が得られることを確認した。
【００３８】
＜実施例４＞  図４（Ａ）は本発明のさらに他の実施例を示す。図において、図１と同一部分には同一符号を付してある。この電力ケーブルの特徴は、ワイヤーシールド６上に、同図（Ｂ）に示すような穴１０を形成したテープ９を、周方向に間隔をあけずにらせん巻きし、その上に樹脂を押出被覆してシース８を形成したことである。
【００３９】
このようにすると、テープ９の穴１０の部分では導線６ａが露出し、導線間に樹脂が入り込み、穴１０のない部分では導線６ａがテープ９で覆われて導線間に樹脂が入り込まなくなる。このため上記各実施例と同様、各導線６ａを長手方向（らせん方向）でみると、導線間に樹脂が入り込んでいる区間と、樹脂が入り込んでいない区間とが交互に繰り返されることになり、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００４０】
次に、この実施例の電力ケーブル（22kV、600mm2）の試作、試験結果を説明する。導体、内部半導電層、絶縁体、外部半導電層、ワイヤーシールド及びシースの材質及びサイズは実施例１の試作ケーブルと同じである。テープは厚さ0.2mm、幅50mmで円形の穴を打ち抜いたもので、このテープを幅方向に5mmラップさせてらせん巻きした。テープの穴径とピッチを変えることによって、様々なテープ開口率のケーブルを試作した。各ケーブルについて、実施例１の場合と同様に、テープ開口率０％のときの抵抗値を基準とする各ケーブルの抵抗比を求め、さらに繰り返し曲げ試験を行った。この試験でも、実施例１と同様の結果が得られ、テープ開口率を30〜80％にすることが、電力ケーブルとしての電気的特性を確保し、曲げ特性を良好に保つ上で、好ましいことが分かった。
【００４１】
この実施例では、ワイヤーシールド６上に、穴あきテープ９を周方向に間隔をあけずにらせん巻き（ラップ巻き又は密接巻き）した場合を説明したが、穴あきテープ９は、周方向に間隔をあけてらせん巻き（ギャップ巻き）してもよいし、周方向に間隔をあけずに又は間隔をあけて縦添えしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１：導体
２：内部半導電層
３：絶縁体
４：外部半導電層
６：ワイヤーシールド
６ａ：導線
８：樹脂シース
９：テープ
１０：穴
【図１】
2014007042.tif 000004
【図２】
2014007042.tif 000005
【図３】
2014007042.tif 000006
【図４】
2014007042.tif 000007
【図５】
2014007042.tif 000008
【図６】
2014007042.tif 000009