(57)【要約】【課題】電力ケーブルの布設方向の伸び出し量を小さくすることができる技術を提供する。【解決手段】導体と、導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、導体の中心には導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、導体の中空部内には、導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が導体の軸方向に沿って挿入され、電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における、中空部の断面積に対する線材の断面積の比率である線材の充填率は、２０％以上９０％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における、前記中空部の断面積に対する前記線材の断面積の比率である前記線材の充填率は、２０％以上９０％以下である電力ケーブル。
【請求項２】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの前記導体の温度と基底温度との差が６５℃のときに前記電力ケーブルに生じる熱応力は、長さ６０００ｍｍの前記電力ケーブルの両端を固定したときに前記導体が座屈する座屈荷重以上である電力ケーブル。
【請求項３】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、前記導体の中心に対して非対称となっている電力ケーブル。
【請求項４】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、非回転対称となっている電力ケーブル。
【請求項５】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心部には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の第１断面では、前記線材の一部のみが前記導体に接し、
前記第１断面と異なる第２断面では、前記第１断面で前記線材の一部が前記導体に接している位置と異なる位置の、前記線材の一部のみが、前記導体に接している電力ケーブル。
【請求項６】
前記線材が前記導体に接している部分は、前記電力ケーブルの軸方向に対して螺旋状に位置している請求項５に記載の電力ケーブル。
【請求項７】
前記電力ケーブルが通電されたときに、前記線材に対して前記導体のみが蛇行するように撓む請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
【請求項８】
前記導体は、複数の素線を撚り合わせてなるセグメントを複数有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
【請求項９】
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記線材は、前記複数のセグメントのうちの少なくともいずれか１つに接する請求項８に記載の電力ケーブル。
【請求項１０】
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、前記複数のセグメントのうちの少なくともいずれか１つと前記線材との間に空隙を有する請求項８又は９に記載の電力ケーブル。
【請求項１１】
前記電力ケーブルの先端では、前記中空部から前記線材が所定長さだけ引き出し可能である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
【請求項１２】
導体を形成する工程と、前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、を備える電力ケーブルの製造方法であって、
前記導体を形成する工程では、
前記導体の中心に前記導体の軸方向に延びる中空部を形成しつつ、
前記導体の前記中空部内に、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材を前記導体の軸方向に沿って挿入し、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における前記中空部の断面積に対する前記線材の断面積の比率である前記線材の充填率を、２０％以上９０％以下とする電力ケーブルの製造方法。
【請求項１３】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を有し、前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入される一対の電力ケーブルと、
前記一対の電力ケーブルのそれぞれの前記導体の前記中空部から引き出された前記線材の先端に固定され、前記導体の軸方向の伸び出しを規制するストッパと、
金属製の筒状体として構成され、前記一対の電力ケーブルのそれぞれにおける前記導体の先端が前記ストッパを固定した状態で互いに対向するように挿入され、該一対の導体同士を圧縮接続するスリーブと、
を備える電力ケーブルの接続構造。
【請求項１４】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を有し、前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入される一対の電力ケーブルを用意する工程と、
前記一対の電力ケーブルのそれぞれの前記導体の前記中空部から前記線材の先端を引き出し、それぞれの前記線材の先端に、前記導体の軸方向の伸び出しを規制するストッパを固定する工程と、
金属製の筒状体として構成されるスリーブ内に、前記一対の電力ケーブルのそれぞれにおける前記導体の先端を、前記ストッパを固定した状態で互いに対向するように挿入し、該スリーブを外側から圧縮することにより前記一対の導体同士を圧縮接続する工程と、
を備える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、電力ケーブル、電力ケーブルの製造方法、電力ケーブルの接続構造および電力ケーブルの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧の地中送電ケーブルの分野では、従来から使用されていた油浸絶縁電力ケーブル（ＯＦケーブル：Ｏｉｌ  Ｆｉｌｌｅｄ  Ｃａｂｌｅ）に代わり、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：Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ＰＶＣ  ｓｈｅａｔｈｅｄ  ｃａｂｌｅ）が主流となってきている。
【０００３】
しかしながら、通電時のＣＶケーブルの伸び出し量は、ＯＦケーブルの伸び出し量よりも大きかった。このため、例えばＯＦケーブルが使用されていた既設線路の系統変更や、ＯＦケーブルの事故対応あるいは経年廃棄等の更新理由が生じた際に、既存のマンホールの寸法等にＣＶケーブルの伸び出し量を吸収するだけの余裕がない場合が生じていた。このような場合、既存のＯＦケーブルをＣＶケーブルに更新することができず、既存のＯＦケーブルを、再度ＯＦケーブルにより更新せざるを得なかった。したがって、ＣＶケーブルの伸び出し量を小さくする技術が望まれていた。
【０００４】
そこで、これまでは、ＣＶケーブルの伸び出しを抑制するため、導体を構成する導体素線と、線膨張係数が小さいインバ線とを密接させて撚り込んだ電力ケーブルが提案されていた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１７２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、電力ケーブルの伸び出し量を充分に小さくすることができなかった。このため、特許文献１の構成を採用し、電力ケーブルの伸び出し量を小さくした製品が、近年まで実現されることはなかった。
【０００７】
本発明の目的は、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量を小さくすることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における、前記中空部の断面積に対する前記線材の断面積の比率である前記線材の充填率は、２０％以上９０％以下である電力ケーブルが提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの前記導体の温度と基底温度との差が６５℃のときに前記電力ケーブルに生じる熱応力は、長さ６０００ｍｍの前記電力ケーブルの両端を固定したときに前記導体が座屈する座屈荷重以上である電力ケーブルが提供される。
【００１０】
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、前記導体の中心に対して非対称となっている電力ケーブルが提供される。
【００１１】
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、非回転対称となっている電力ケーブルが提供される。
【００１２】
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心部には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の第１断面では、前記線材の一部のみが前記導体に接し、
前記第１断面と異なる第２断面では、前記線材の一部のみが、前記第１断面で前記線材の一部が前記導体に接している位置と異なる位置で、前記導体に接している電力ケーブルが提供される。
【００１３】
本発明の更に他の態様によれば、
導体を形成する工程と、前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、を備える電力ケーブルの製造方法であって、
前記導体を形成する工程では、
前記導体の中心に前記導体の軸方向に延びる中空部を形成しつつ、
前記導体の前記中空部内に、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材を前記導体の軸方向に沿って挿入し、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における前記中空部の断面積に対する前記線材の断面積の比率である前記線材の充填率を、２０％以上９０％以下とする電力ケーブルの製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を有し、前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入される一対の電力ケーブルと、
前記一対の電力ケーブルのそれぞれの前記導体の前記中空部から引き出された前記線材の先端に固定され、前記導体の軸方向の伸び出しを規制するストッパと、
金属製の筒状体として構成され、前記一対の電力ケーブルのそれぞれにおける前記導体の先端が前記ストッパを固定した状態で互いに対向するように挿入され、該一対の導体同士を圧縮接続するスリーブと、
を備える電力ケーブルの接続構造が提供される。
【００１５】
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を有し、前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入される一対の電力ケーブルを用意する工程と、
前記一対の電力ケーブルのそれぞれの前記導体の前記中空部から前記線材の先端を引き出し、それぞれの前記線材の先端に、前記導体の軸方向の伸び出しを規制するストッパを固定する工程と、
金属製の筒状体として構成されるスリーブ内に、前記一対の電力ケーブルのそれぞれにおける前記導体の先端を、前記ストッパを固定した状態で互いに対向するように挿入し、該スリーブを外側から圧縮することにより前記一対の導体同士を圧縮接続する工程と、
を備える電力ケーブルの接続方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電力ケーブルの軸方向と直交する概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電力ケーブルが通電されたときの電力ケーブルの軸方向に沿った概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電力ケーブルの布設状態を示す概略断面図である。
【図４】一対の電力ケーブルの接続部を示す、電力ケーブルの軸方向に沿った概略断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の一実施形態の変形例１の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態の変形例２の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の一実施形態の変形例３の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態の変形例４の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の一実施形態の変形例５の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態の変形例６の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例７の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略図である。
【図９】（ａ）は、サンプル１〜５に係る電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図であり、（ｂ）は、サンプル６〜８に係る電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
【図１０】サンプル１〜８に係る電力ケーブルの充填率に対する、電力ケーブルの熱応力または導体の座屈荷重を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜発明者等が得た知見＞
まず、発明者等が得た知見について説明する。
【００１９】
電力ケーブルの導体が通電されると、ジュール熱によって電力ケーブルの温度が上昇する。電力ケーブルの温度が上昇すると、電力ケーブルが膨張し、電力ケーブルが軸方向に伸び出す。このとき、電力ケーブルの伸び出し量は、電力ケーブルに生じる熱応力（熱挙動時応力）に依存する。
【００２０】
ここで、電力ケーブルのヤング率をＥとし、導体の断面積をＡとし、電力ケーブルの線膨張係数をαとし、電力ケーブルが通電され、電力ケーブルの温度が常温から温度差ｔだけ上昇したとすると、電力ケーブルに生じる熱応力Ｆは、以下の式（１）で求められる。
Ｆ＝ＥＡαｔ  ・・・（１）
【００２１】
式（１）によれば、電力ケーブルに生じる熱応力Ｆは、電力ケーブルのヤング率Ｅと電力ケーブルの線膨張係数αとの積Ｅαに比例する。
【００２２】
電力ケーブルの伸び出し量は、上記した熱応力Ｆと、マンホールでの電力ケーブルの拘束力（反抗力）と、電力ケーブルの自重による摩擦力と、に依存する。つまり、電力ケーブルの伸び出し量は、熱応力Ｆに依存することから、電力ケーブルのヤング率Ｅと電力ケーブルの線膨張係数αとに依存することとなる。
【００２３】
次に、特許文献１の電力ケーブルにおいて、上記した熱応力Ｆについて考える。特許文献１の電力ケーブルでは、上述のように、導体を構成する導体素線とインバ線とが、密接して撚り込まれている。なお、インバ線は、導体を構成する導体素線の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有するとともに、導体を構成する導体素線のヤング率よりも大きい（高い）ヤング率を有している。
【００２４】
特許文献１の電力ケーブルのように、導体を構成する導体素線とインバ線とが密接した状態であると、導体とインバ線との間に過剰な摩擦力が生じ、導体とインバ線とが一体として挙動するようになる。このように導体とインバ線とが一体となっていると、電力ケーブルの線膨張係数はインバ線の線膨張係数に近づいて小さくなるが、電力ケーブルのヤング率はインバ線のヤング率に近づいて大きくなる。このため、電力ケーブルのヤング率Ｅと電力ケーブルの線膨張係数αとの積Ｅαが小さくならず、電力ケーブルの熱応力Ｆが大きくなる可能性がある。その結果、特許文献１の電力ケーブルでは、導体内に線膨張係数の小さいインバ線を挿入したにもかかわらず、電力ケーブルの伸び出し量を小さくすることができない可能性がある。
【００２５】
したがって、電力ケーブルの伸び出し量を小さくするためには、どのようにして電力ケーブルの線膨張係数と電力ケーブルのヤング率とを調整して電力ケーブルの熱応力を小さくするかが重要となる。本発明は、本発明者が見出した上記知見に基づくものである。
【００２６】
なお、本明細書中において、「電力ケーブルの伸び出し量」とは、言い換えれば「電力ケーブルの伸び出し長」のことを意味している。また、電力ケーブルの伸び出し量が大きい又は小さいとは、言い換えれば、電力ケーブルの伸び出し長が長い又は短いことを意味している。
【００２７】
＜本発明の一実施形態＞
本発明の一実施形態に係る電力ケーブルについて、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る電力ケーブルの軸方向と直交する概略断面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）に示す電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。なお、電力ケーブル１０の中心部とは、導体１１０および線材１２０とを含む部分のことをいう。また、図面の簡略化のため、電力ケーブル１０の中心部より外側のハッチングを省略している。
【００２８】
なお、以下において、電力ケーブル１０の「軸方向」とは、電力ケーブル１０の中心軸の方向のことをいい、電力ケーブル１０の長手方向と言い換えることができる。また、電力ケーブル１０の「径方向」とは、電力ケーブル１０の軸方向に垂直な方向のことをいい、場合によっては電力ケーブル１０の短手方向と言い換えることができる。また、電力ケーブル１０の「周方向」とは、電力ケーブル１０の外周に沿った方向のことをいう。また、電力ケーブル１０の「布設方向」とは、電力ケーブル１０が管路に沿って布設される方向のことをいい、管路の軸方向と言い換えることができる。電力ケーブル１０を構成する部材の各方向の定義も、上記した電力ケーブル１０の各方向の定義と同様である。
【００２９】
また、本明細書において、単に「電力ケーブル１０の伸び出し量」と言った場合は、電力ケーブル１０が撓んでいるか否かに関わらず、電力ケーブル１０の軸方向の伸び出し量のことを意味している。一方で、「電力ケーブル１０の布設方向の伸び出し量」と言った場合は、電力ケーブル１０の伸び出し量のうち、電力ケーブル１０の布設方向の成分のことを意味している。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る電力ケーブル１０は、いわゆるＣＶケーブルとして構成され、例えば、中心から外側に向けて、導体１１０と、バインダ１３０と、内部半導電層１４０と、絶縁層１５０と、外部半導電層１６０と、遮蔽層１７２と、押さえテープ１７４と、遮水層１７６と、シース（被覆層）１８０と、を有している。
【００３１】
導体１１０は、例えば、純銅（Ｃｕ）、銅合金、純アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金からなっている。導体１１０には、線材１２０が複合されている。導体１１０および線材１２０については、詳細を後述する。
【００３２】
その他の構成としては、例えば、バインダ１３０は、金属テープとクラフト紙等の絶縁紙とからなっている。内部半導電層１４０は、エチレン−酢酸ビニル共重合体と、カーボンブラックと、を含む半導電性樹脂組成物からなっている。絶縁層１５０は、ポリエチレンを主成分とする樹脂組成物からなっている。外部半導電層１６０は、内部半導電層１４０と同様の半導電性樹脂組成物からなっている。遮蔽層１７２は、軟銅線等を組み合わせて構成されている。押さえテープ１７４は、遮水層１７６が無い場合は不織布テープ又はポリエステルテープなどからなり、遮水層１７６がある場合は半導電性テープなどからなっている。遮水層１７６は、アルミニウムラミネートテープなどからなっている。また、シース１８０は、塩化ビニル等からなっている。
【００３３】
（電力ケーブルの中心部の構成）
図１（ｂ）に示すように、導体１１０は、例えば、純Ｃｕ等からなる複数の導体素線を撚り合わせてなるセグメント１１０ｓを複数有している。ここでは、セグメント１１０ｓは、例えば、電力ケーブル１０の径方向に対して単層で構成され、５つ設けられている。
【００３４】
電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、それぞれのセグメント１１０ｓの断面形状は、例えば、略扇形状である。具体的には、それぞれのセグメント１１０ｓは、外周面１１２ｓと、内面１１４ｓと、一対の側面１１６ｓと、を有している。電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、外周面１１２ｓは、セグメント１１０ｓの中心から外側に凸の円弧状になっている。内面１１４ｓは、外周面１１２ｓと反対側の面を構成している。電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、内面１１４ｓは、例えば、セグメント１１０ｓの中心と外周面１１２ｓの中心とを通る中央線に対して垂直な直線状となっている。一対の側面１１６ｓのそれぞれは、外周面１１２ｓと内面１１４ｓとを繋ぐように設けられている。電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、一対の側面１１６ｓのそれぞれは、円弧状の外周面１１２ｓの径方向に沿った直線状となっている。
【００３５】
本実施形態では、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの断面形状は、例えば、互いに等しい形状となっている。すなわち、それぞれのセグメント１１０ｓの中心角は、互いに等しくなっている。これにより、同じダイスを用いて複数のセグメント１１０ｓを形成することができる。その結果、電力ケーブル１０の製造コストを低減することができる。
【００３６】
なお、それぞれのセグメント１１０ｓは、例えば、断面円形の導体素線を複数撚り合わせてダイスに通すことで成形されるため、電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、それぞれのセグメント１１０ｓの角部は、尖った形状とならず、略円弧状になっていてもよい。
【００３７】
複数のセグメント１１０ｓは、互いの側面１１６ｓが当接した状態で環状に束ねられることで、導体１１０を構成している。複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの外周面１１２ｓは、導体１１０の外周面（符号不図示）の一部を構成している。また、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの側面１１６ｓは、導体１１０の径方向に沿うように配置されている。また、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの内面１１４ｓは、導体１１０の内壁１１０ｉの一部を構成している。
【００３８】
複数のセグメント１１０ｓは、電力ケーブル１０の軸方向に対して螺旋状に撚り合わされている。複数のセグメント１１０ｓの撚り方向は、各セグメント１１０ｓ内での導体素線の撚り方向と同じでもよいし、それと反対であってもよい。
【００３９】
導体１１０の中心、すなわち、複数のセグメント１１０ｓの中心には、導体１１０の軸方向に延びる中空部１１０ｗが設けられている。中空部１１０ｗは、複数のセグメント１１０ｓの内面１１４ｓで囲まれた領域に形成されている。中空部１１０ｗの中心軸は、導体１１０の中心軸と一致している。
【００４０】
本実施形態では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、導体１１０の中心に対して非対称（非点対称）となっている。ここでは、例えば、導体１１０を構成するセグメント１１０ｓが奇数設けられていることで、中空部１１０ｗが導体１１０の中心に対して非対称となっている。より具体的には、例えば、上述のようにセグメント１１０ｓが５つ設けられ、それぞれのセグメント１１０ｓの中心角が互いに等しいため、中空部１１０ｗの断面形状が略正五角形となっている。
【００４１】
本実施形態では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、回転対称となっている。ここでは、例えば、中空部１１０ｗの断面形状が略正五角形となっているため、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、５回の回転対称となっている。
【００４２】
また、本実施形態では、中空部１１０ｗの断面形状は、例えば、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って均等になっている。つまり、中空部１１０ｗの断面形状は、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って、導体１１０の中心に対して非対称となっている。また、中空部１１０ｗの断面形状は、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って、回転対称となっている。
【００４３】
なお、中空部１１０ｗの断面形状は、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って均等になっている場合に限られない。例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する一部の断面における中空部１１０ｗの断面形状が、他の一部の断面における中空部１１０ｗの断面形状と異なっていてもよい。例えば、中空部１１０ｗの断面形状は、電力ケーブル１０の軸方向の他の一部の断面において、導体１１０の中心に対して対称となっていてもよい。また、例えば、空部１１０ｗの断面形状は、電力ケーブル１０の軸方向の他の一部の断面において、非回転対称となっていてもよい。
【００４４】
導体１１０の中空部１１０ｗ内には、導体１１０の軸方向に沿って、線材１２０が挿入されている。線材１２０は、導体１１０を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成されている。このような線材１２０が導体１１０の中空部１１０ｗ内に設けられていることで、電力ケーブル１０が通電された際に、導体１１０と線材１２０との間で所定の摩擦力を生じさせ、電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることができる。
【００４５】
線材１２０は、例えば、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）を所定の割合で含んでおり、好ましくは、Ｆｅ：Ｎｉの組成比が６３．５：３６．５であるインバからなっている。これにより、線材１２０のヤング率および線膨張係数を、それぞれ、導体１１０を構成する材料のヤング率および線膨張係数よりも小さくすることができる。
【００４６】
なお、各構成材料のヤング率および線膨張係数は、以下のとおりである。
Ｃｕのヤング率：３×１０３ｋｇｆ／ｍｍ２
Ｃｕの線膨張係数：２０×１０−６／℃
Ａｌのヤング率：３．０×１０３ｋｇｆ／ｍｍ２
Ａｌの線膨張係数：２３×１０−６／℃
インバのヤング率：１６．５×１０３ｋｇｆ／ｍｍ２
インバの線膨張係数：３×１０−６／℃
【００４７】
また、線材１２０は、例えば、インバからなり断面円形の線材素線を複数撚り合わせて構成されている。線材１２０の撚り方向は、例えば、各セグメント１１０ｓ内での導体素線の撚り方向および複数のセグメント１１０ｓの撚り方向のうちの少なくともいずれかと同じである。これにより、導体１１０と線材１２０との接触面積を大きくすることができ、導体１１０との線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせ易くすることができる。一方で、線材１２０の撚り方向は、例えば、各セグメント１１０ｓ内での導体素線の撚り方向または複数のセグメント１１０ｓの撚り方向と反対であってもよい。これにより、導体１１０と線材１２０とを接触させつつ、それらの接触面積を小さくすることができる（点接触とすることができる）。前者の構成は、導体１１０と線材１２０との間の摩擦力を大きくしたい場合に有効であり、一方で、後者の構成は、導体１１０と線材１２０との間の摩擦力の増大を抑制したい場合に有効である。なお、線材１２０は、複数の線材素線により構成されている場合に限られず、１本の線材素線により構成されていてもよい。
【００４８】
また、線材１２０は、例えば、複数の線材素線を非圧縮とすることで構成されている。つまり、線材１２０を構成する各線材素線の断面形状は、略円形に維持されており、複数の線材素線の間には、空隙が形成されている。なお、線材１２０は、複数の線材素線を非圧縮とすることで構成されている場合に限られず、線材１２０は、複数の線材素線を圧縮することで構成されていてもよい。
【００４９】
また、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、線材１２０は、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つに接している。言い換えれば、線材１２０の外周面の少なくとも一部は、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つの内面１１４ｓの一部に接している。
【００５０】
本実施形態では、線材１２０は、例えば、導体１１０の中心に対して鉛直下側に位置するセグメント１１０ｓの一部に対して、該線材１２０自身の自重によって接している。ここでは、線材１２０は、例えば、五角形の中空部１１０ｗの底辺を構成する１つのセグメント１１０ｓの一部に接している。
【００５１】
また、本実施形態では、線材１２０は、例えば、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って所定のセグメント１１０ｓの一部に接している。例えば、線材１２０は、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って同じセグメント１１０ｓのみに接していてもよい。一方で、上述のように複数のセグメント１１０ｓは撚られているため、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する一部の断面において線材１２０が接するセグメント１１０ｓは、他の一部の断面において線材１２０が接するセグメント１１０ｓと異なっていてもよい。
【００５２】
なお、線材１２０は、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って所定のセグメント１１０ｓの一部に接している場合に限られない。例えば、電力ケーブル１０の軸方向の一部の断面において、線材１２０がいずれのセグメント１１０ｓにも接していない部分があってもよい。
【００５３】
また、線材１２０は、１つのセグメント１１０ｓに接している場合に限られない。例えば、線材１２０は、２つ以上のセグメント１１０ｓに接していてもよく、導体１１０を構成する全てのセグメント１１０ｓに接していてもよい。線材１２０と導体１１０との接点は、中空部１１０ｗの形状や、後述の線材１２０の充填率等に依存する。
【００５４】
一方で、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有している。言い換えれば、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、線材１２０は、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つから離れている。また、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、線材１２０の中心は、導体１１０の中心からずれている。
【００５５】
本実施形態では、中空部１１０ｗは、例えば、線材１２０が接する１つのセグメント１１０ｓ以外の４つのセグメント１１０ｓと線材１２０との間に、空隙１１０ｖを有している。また、当該空隙１１０ｖは、線材１２０を挟んで、線材１２０が接するセグメント１１０ｓと反対側に大きくなっている。本実施形態では、中空部１１０ｗは、例えば、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って、上記空隙１１０ｖを有している。
【００５６】
なお、中空部１１０ｗは、電力ケーブル１０の軸方向の全長に亘って、上記空隙１１０ｖを有している場合に限られない。例えば、電力ケーブル１０の軸方向の一部の断面において、中空部１１０ｗが空隙１１０ｖを有していなくてもよい。
【００５７】
また、中空部１１０ｗは、線材１２０が接する１つのセグメント１１０ｓ以外の４つのセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有している場合に限られない。例えば、線材１２０が２つ以上のセグメント１１０ｓに接し、中空部１１０ｗが３つ以下のセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有していてもよい。または、例えば、線材１２０が全てのセグメント１１０ｓに接し、中空部１１０ｗがそれぞれのセグメント１１０ｓの一部と線材１２０との間に空隙１１０ｖを有していてもよい。空隙１１０ｖの大きさや場所は、中空部１１０ｗの形状や、後述の線材１２０の充填率等に依存する。
【００５８】
本実施形態では、導体１１０を構成する複数のセグメント１１０ｓは、例えば、非圧縮で構成されている。これにより、導体１１０の中心に中空部１１０ｗを容易に形成することができるとともに、所定のセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖを容易に形成することができる。なお、導体１１０の中心に中空部１１０ｗが形成可能であれば、複数のセグメント１１０ｓが圧縮されていてもよい。
【００５９】
ここで、本実施形態の電力ケーブル１０の軸方向に直交する任意の断面において、中空部１１０ｗの断面積に対する線材１２０の断面積の比率である線材１２０の充填率は、例えば、２０％以上９０％以下である。
【００６０】
線材１２０の充填率が２０％未満であると、導体１１０と線材１２０との間の空隙１１０ｖが大きくなる。このため、導体１１０と線材１２０との間で摩擦が起こり難くなり、電力ケーブル１０の線膨張係数が充分に小さくならない可能性がある。また、線材１２０の充填率が２０％未満であると、導体１１０の剛性が大きくなるため、電力ケーブル１０のヤング率が大きくなってしてしまう可能性がある。これらのため、電力ケーブル１０が通電されたときに電力ケーブル１０に生じる熱応力が大きくなる可能性がある。その結果、電力ケーブルの伸び出し量が大きくなる可能性がある。また、線材１２０の充填率が２０％未満であると、導体１１０の外径が大きくなり、導体１１０が座屈する座屈荷重が過剰に大きくなる。このため、線材１２０の充填率が２０％未満に小さくなるにつれて、電力ケーブル１０が通電されたときの電力ケーブル１０の熱応力が大きくなる傾向にあっても、該熱応力が導体１１０の座屈荷重未満となる場合が生じうる。つまり、電力ケーブル１０の熱応力によって導体１１０が座屈することが困難となり、線材１２０に対して導体１１０のみが撓み難くなる。その結果、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量が大きくなる可能性がある。
【００６１】
なお、線材１２０の充填率が２０％未満であると、導体１１０の外径が大きくなり、電力ケーブル１０の外径が大きくなる。このため、電力ケーブル１０が曲げ難くなり、屈曲した管路内に電力ケーブル１０を挿通させ難くなる可能性がある。
【００６２】
これに対し、線材１２０の充填率を２０％以上とすることにより、導体１１０と線材１２０との間の空隙１１０ｖが過大となることを抑制することができる。これにより、導体１１０と線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせることができ、電力ケーブル１０の線膨張係数を小さくすることができる。また、線材１２０の充填率を２０％以上とすることにより、導体１１０の剛性を適正化することができる。これにより、電力ケーブル１０のヤング率の増大を抑制することができる。これらにより、電力ケーブル１０が通電されたときに電力ケーブル１０に生じる熱応力を小さくすることができる。その結果、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量を充分に小さくすることができる。また、線材１２０の充填率を２０％以上とすることにより、導体１１０の外径を小さくし、導体１１０の座屈荷重を小さくすることができる。これにより、線材１２０の充填率が２０％以上に大きくなるにつれて、電力ケーブル１０が通電されたときの電力ケーブル１０の熱応力が小さくなる傾向にあっても、該熱応力を導体１１０の座屈荷重以上とすることができる。つまり、電力ケーブル１０の熱応力によって導体１１０を座屈させることができ、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。その結果、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量を充分に小さくすることができる。
【００６３】
また、線材１２０の充填率を２０％以上とすることにより、導体１１０の外径を小さくすることができ、電力ケーブル１０の外径の増大を抑制することができる。これにより、電力ケーブル１０を容易に曲げることができ、屈曲した管路内に電力ケーブル１０を容易に挿通させることができる。
【００６４】
一方で、線材１２０の充填率が９０％超であると、導体１１０と線材１２０との間の空隙１１０ｖが小さくなり、上記した特許文献１のように、導体１１０が線材１２０に密接した状態に近くなる。このため、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に過剰な摩擦力が生じ、導体１１０と線材１２０とが一体として挙動するようになる。このように導体１１０と線材１２０とが一体となっていると、電力ケーブル１０の線膨張係数は線材１２０の線膨張係数に近づいて小さくなるが、電力ケーブル１０のヤング率は線材１２０のヤング率に近づいて大きくなる。このため、電力ケーブル１０が通電されたときに電力ケーブル１０に生じる熱応力が大きくなる可能性がある。その結果、電力ケーブルの伸び出し量が大きくなる可能性がある。また、線材１２０の充填率が９０％超であると、上記のように電力ケーブル１０のヤング率が大きくなることに伴って、導体１１０の剛性が大きくなり、導体１１０の座屈荷重が過剰に大きくなる。このため、線材１２０の充填率が９０％超に大きくなるにつれて、電力ケーブル１０が通電されたときの電力ケーブル１０の熱応力が大きくなる傾向にあっても、該熱応力は、導体１１０の座屈荷重未満となる。つまり、電力ケーブル１０の熱応力によって導体１１０が座屈することが困難となり、線材１２０に対して導体１１０のみが撓み難くなる。その結果、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量が大きくなる可能性がある。
【００６５】
これに対し、線材１２０の充填率を９０％以下とすることにより、導体１１０と線材１２０との間の空隙１１０ｖが過剰に小さくなることを抑制することができる。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせつつ、導体１１０と線材１２０とを互いに相対的に変形可能にすることができる。これにより、電力ケーブル１０の線膨張係数を線材１２０の線膨張係数に近づけて小さくしつつ、電力ケーブル１０のヤング率が線材のヤング率に近づいて大きくなることを抑制することができる。このようにして、電力ケーブル１０が通電されたときに電力ケーブル１０に生じる熱応力を小さくすることができる。その結果、電力ケーブルの伸び出し量を充分に小さくすることができる。また、線材１２０の充填率を９０％以下とすることにより、上記のように電力ケーブル１０のヤング率の増大を抑制することに伴って、導体１１０の剛性を小さくすることができ、導体１１０の座屈荷重を小さくすることができる。これにより、線材１２０の充填率が９０％以下に小さくなるにつれて、電力ケーブル１０が通電されたときの電力ケーブル１０の熱応力が小さくなる傾向にあっても、該熱応力を導体１１０の座屈荷重以上とすることができる。つまり、電力ケーブル１０の熱応力によって導体１１０を座屈させることができ、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。その結果、電力ケーブルの布設方向の伸び出し量を充分に小さくすることができる。
【００６６】
なお、線材１２０の充填率は、例えば、３０％以上８５％以下であることがより好ましい。これにより、電力ケーブルの伸び出し量（特に電力ケーブル１０の布設方向の伸び出し量）を安定的に小さくすることができる。
【００６７】
上述のように線材１２０の充填率を２０％以上９０％以下とすることで、例えば、電力ケーブル１０の導体１１０の温度と基底温度との差が６５℃のときに電力ケーブル１０に生じる熱応力は、長さ６０００ｍｍの電力ケーブル１０の両端を固定したときに導体１１０が座屈する座屈荷重以上となる。ここでいう「電力ケーブル１０の導体１１０の温度と基底温度との差が６５℃のとき」とは、管路内に布設された電力ケーブル１０に流れる連続通電電流が許容最大電流であるときの導体１１０の許容温度９０℃と基底温度（土壌温度）２５℃との差のことであり、電力ケーブル１０の伸び出し量が最大となる温度変化幅に相当する。また、「長さ６０００ｍｍの電力ケーブル１０の両端を固定したとき」とは、継ぎ目間の距離が６０００ｍｍである管路内に電力ケーブル１０が両端を固定されて布設されているときに相当する。つまり、上記条件下での電力ケーブル１０の熱応力を導体１１０の座屈荷重以上とすることで、管路の継ぎ目間で少なくとも１箇所以上の導体１１０の撓みを必ず生じさせることができる。その結果、管路の継ぎ目間での電力ケーブル１０の布設方向の伸び出し量を充分に小さくすることができる。
【００６８】
次に、中空部１１０ｗおよび線材１２０が設けられていない従来の電力ケーブルを「基準電力ケーブル」とし、基準電力ケーブルと、本実施形態の電力ケーブル１０とについて、電力ケーブル１０が通電されたときの熱応力を比較する。なお、基準電力ケーブルは、導体の断面積が本実施形態の電力ケーブル１０の導体１１０の断面積と等しく、他の構成が本実施形態の電力ケーブル１０の他の構成と等しいものとする。
【００６９】
本実施形態での電力ケーブル１０のヤング率をＥとし、導体１１０の断面積をＡとし、電力ケーブル１０の線膨張係数をαとする。電力ケーブル１０が通電され、電力ケーブル１０の温度が常温から温度差ｔだけ上昇したとすると、本実施形態の電力ケーブル１０に生じる熱応力Ｆは、上述した式（１）により、Ｆ＝ＥＡαｔとなる。
【００７０】
一方で、基準電力ケーブルについて、基準電力ケーブルのヤング率をＥ０とし、導体の断面積をＡ０とし、基準電力ケーブルの線膨張係数をα０とする。基準電力ケーブルの温度が常温から温度差ｔだけ上昇したとすると、基準電力ケーブルに生じる熱応力Ｆ０は、以下の式（２）で求められる。
Ｆ０＝Ｅ０Ａ０α０ｔ  ・・・（２）
【００７１】
基準電力ケーブルの熱応力Ｆ０に対する本実施形態の電力ケーブル１０の熱応力Ｆの比率である熱応力比率Ｒは、Ａ＝Ａ０により、以下の式（３）で求められる。
Ｒ＝Ｆ／Ｆ０＝Ｅα／Ｅ０α０  ・・・（３）
【００７２】
本実施形態では、例えば、電力ケーブル１０の熱応力Ｆは基準電力ケーブルの熱応力Ｆ０よりも小さくなるため、上記した熱応力比率Ｒは、１未満となっている。
【００７３】
熱応力比率Ｒが１以上であると、電力ケーブル１０の伸び出し量が基準電力ケーブルの伸び出し量よりも大きくなってしまう。すなわち、この状態では、電力ケーブル１０の導体１１０内に線材１２０を設けたことによる電力ケーブル１０の伸び出し抑制効果が得られないこととなる。これに対し、熱応力比率Ｒを１未満とする、すなわち、電力ケーブル１０の熱応力を基準電力ケーブルの熱応力よりも小さくすることにより、電力ケーブル１０の伸び出し量を基準電力ケーブルの伸び出し量よりも小さくすることができる。すなわち、電力ケーブル１０の導体１１０内に線材１２０を設けたことによる電力ケーブル１０の伸び出し抑制効果を充分に得ることが可能となる。
【００７４】
なお、熱応力比率Ｒは低ければ低いほど、電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることができるため好ましい。しかしながら、線材１２０の種類によってそのヤング率および線膨張係数が限定されることから、熱応力比率Ｒの下限値は、例えば、０．８程度となることが考えられる。
【００７５】
本実施形態では、上述の線材１２０の充填率を２０％以上９０％以下とすることにより、電力ケーブル１０の線膨張係数αを基準電力ケーブルの線膨張係数α０よりも小さくすることができるとともに、電力ケーブル１０のヤング率Ｅを基準電力ケーブルのヤング率Ｅ０に対して１倍以上１．２倍以下とすることができる。その結果、熱応力比率Ｒを１未満とすることが可能となる。
【００７６】
なお、電力ケーブル１０の線膨張係数αが線材１２０の線膨張係数未満となることはないため、電力ケーブル１０の線膨張係数αの下限値は、線材１２０の線膨張係数程度となる。
【００７７】
また、本実施形態では、導体１１０の断面積Ａに対する線材１２０の断面積の比率（以下、線材１２０の断面積比率）は、例えば、４％以上１０％以下となっている。線材１２０の断面積比率が４％未満であると、電力ケーブル１０の線膨張係数αを充分に小さくすることができない可能性がある。これに対し、線材１２０の断面積比率を４％以上とすることにより、電力ケーブル１０の線膨張係数αを線材１２０の線膨張係数に近づけて充分に小さくすることができる。一方で、線材１２０の断面積比率が１０％超であると、電力ケーブル１０のヤング率Ｅが線材１２０のヤング率に近づいて大きくなる。これに対し、線材１２０の断面積比率を１０％以下とすることにより、電力ケーブル１０のヤング率が線材のヤング率に近づくことを抑制することができる。すなわち、電力ケーブル１０のヤング率の増大を抑制することができる。このように、線材１２０の断面積比率を４％以上１０％以下とすることにより、電力ケーブル１０の線膨張係数αを基準電力ケーブルの線膨張係数α０よりも小さくしつつ、電力ケーブル１０のヤング率Ｅを基準電力ケーブルのヤング率Ｅ０に対して１倍以上１．２倍以下とすることができる。
【００７８】
（２）電力ケーブルの通電時について
次に、図２を用い、本実施形態の電力ケーブル１０が通電されたときについて説明する。図２は、本実施形態に係る電力ケーブルが通電されたときの電力ケーブルの軸方向に沿った概略断面図である。なお、図２では、導体１１０および線材１２０のみを示している。
【００７９】
電力ケーブル１０の導体１１０が通電されると、ジュール熱によって電力ケーブル１０の温度が上昇する。電力ケーブル１０の温度が上昇すると、電力ケーブル１０が膨張し、電力ケーブル１０が軸方向に伸び出す。このとき、導体１１０の線膨張係数が線材１２０よりも大きいため、導体１１０の伸び出し量は、線材１２０の伸び出し量よりも大きくなる。
【００８０】
ここで、本実施形態では、上述のように、線材１２０の充填率を２０％以上９０％以下とすることにより、電力ケーブル１０の導体１１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせつつ、導体１１０と線材１２０とを互いに相対的に変形させることができる。
【００８１】
これにより、図２に示すように、電力ケーブル１０の導体１１０が通電されたときに、線材１２０に対して導体１１０のみを蛇行するように撓ませることができる。例えば、線材１２０に対して導体１１０のみを螺旋状に蛇行させることができる。なお、このとき、導体１１０の外周に設けられた絶縁層１５０等も、導体１１０の形状に追従するように蛇行してもよく、電力ケーブル１０全体が蛇行してもよい。
【００８２】
このように、線材１２０に対して導体１１０のみを蛇行するように撓ませることで、導体１１０の伸び出し量のうち、電力ケーブル１０の布設方向に直交する方向の成分を増加させ、一方で、電力ケーブル１０の布設方向の成分を減少させることができる。言い換えれば、導体１１０の伸び出し量のうち、電力ケーブル１０の布設方向の成分の一部を、電力ケーブル１０の布設方向に直交する方向の成分に吸収させることができる。その結果、電力ケーブル１０全体としての布設方向の伸び出し量を小さくすることができる。
【００８３】
このとき、本実施形態では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、線材１２０は、例えば、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つに接している。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、線材１２０が接するセグメント１１０ｓと線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせることができる。
【００８４】
一方で、このとき、本実施形態では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有している。所定のセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖが介在することで、電力ケーブル１０が通電されたときに、当該セグメント１１０ｓと線材１２０との間での摩擦力を小さくすることができる。これにより、上記のように線材１２０と接するセグメント１１０ｓの伸び出しを抑制しつつ、線材１２０との間に空隙１１０ｖが介在するセグメント１１０ｓの伸び出しを許容することができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを容易に蛇行させることができる。
【００８５】
また、所定のセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖが介在することで、線材１２０が空隙１１０ｖに向かって入り込むように、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。例えば、空隙１１０ｖのうち、線材１２０を挟んで、線材１２０が接するセグメント１１０ｓと反対側に大きくなっている部分に向かって、線材１２０が入り込むように、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。このように、線材１２０とセグメント１１０ｓとの間の空隙１１０ｖにより、線材１２０に対する導体１１０のみの撓みを促すことができる。
【００８６】
このとき、本実施形態では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、導体１１０の中心に対して非対称となっている。線材１２０が複数のセグメント１１０ｓのいずれに接していたとしても、線材１２０とセグメント１１０ｓとの接点の配置は、導体１１０の中心に対して非対称となる。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に、電力ケーブル１０の中心に対して非対称に、所定の摩擦力を生じさせることができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを蛇行するように撓ませ易くすることができる。
【００８７】
また、このとき、本実施形態では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、回転対称となっている。線材１２０が複数のセグメント１１０ｓのいずれに接していたとしても、電力ケーブル１０の軸方向から見たときの、導体１１０と線材１２０との接点を、導体１１０の周方向に所定角度ごとに分布させることができる。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、線材１２０に対して導体１１０のみを規則的に（例えば所定の周期で）蛇行させることができる。その結果、電力ケーブル１０の伸び出し量を容易に予測することができる。
【００８８】
なお、線材１２０に対して導体１１０のみが蛇行するように撓んでいる部分が、電力ケーブル１０の全長に亘っていなくてもよい。例えば、電力ケーブル１０の軸方向の少なくとも一部において、伸び出し量が大きい導体１１０と、伸び出し量が小さい線材１２０との間の応力が釣り合い、線材１２０および導体１１０が撓んでいない部分が生じていてもよい。
【００８９】
（３）電力ケーブルの製造方法
次に、本実施形態に係る電力ケーブル１０の製造方法について説明する。
【００９０】
まず、例えば、インバからなり断面円形の線材素線を複数用意する。複数の線材素線を用意したら、複数の線材素線を撚り合わせることにより、線材１２０を形成する。なお、このとき、複数の線材素線を非圧縮とすることで、線材１２０を形成する。
【００９１】
また、このとき、製造する電力ケーブル１０の仕様によって導体１１０の断面積が決まっているため、導体１１０の断面積に応じて、線材１２０の断面積（太さ）を調整する。ここでは、導体１１０の断面積に対する線材１２０の断面積の比率が例えば４％以上１０％以下となるように、線材１２０を形成する。
【００９２】
また、Ｃｕ等からなる複数の導体素線を用意する。複数の導体素線を用意したら、複数の導体素線を撚り合わせながら、所定の開口を有するダイスに通すことにより、導体１１０を構成するセグメント１１０ｓを複数形成する。このとき、撚り合わせた導体素線を徐々にダイスで圧縮して成形する。具体的には、例えば、１本の導体素線の上に６本の導体素線を撚り合わせてダイスで圧縮し、その上に１２本の導体素線を撚り合わせてダイスで圧縮し、さらにその上に１８本の導体素線を撚り合わせてダイスで圧縮する。このようにして、それぞれのセグメント１１０ｓの断面形状を、略扇形状とする。
【００９３】
次に、複数のセグメント１１０ｓを撚り合わせることで、導体１１０を形成する。このとき、導体１１０を構成する複数のセグメント１１０ｓの中心に、導体１１０の軸方向に延びる中空部１１０ｗを形成しつつ、該導体１１０の中空部１１０ｗ内に導体１１０の軸方向に沿って線材１２０を挿入する。
【００９４】
このとき、導体１１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、例えば、導体１１０の中心に対して非対称となるように、中空部１１０ｗを形成する。本実施形態では、例えば、５つのセグメント１１０ｓにより導体１１０を形成することで、断面形状が略正五角形である中空部１１０ｗを形成する。
【００９５】
また、このとき、導体１１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、線材１２０を、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つに接触させる。本実施形態では、例えば、線材１２０を、五角形の中空部１１０ｗの底辺を構成する１つのセグメント１１０ｓの一部に接触させる。
【００９６】
また、このとき、導体１１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つと線材１２０との間に空隙１１０ｖを介在させる。本実施形態では、例えば、線材１２０が接する１つのセグメント１１０ｓ以外の４つのセグメント１１０ｓと線材１２０との間に、空隙１１０ｖを介在させる。
【００９７】
また、このとき、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれを複数のダイスのそれぞれを用いて徐々に圧縮した後に、複数のセグメント１１０ｓを撚り合わせる際も、複数のセグメント１１０ｓの形状の組み合わせを軸方向に均一に成立させるように、ダイスを用いて複数のセグメント１１０ｓを撚り合わせる。
【００９８】
また、このとき、複数のセグメント１１０ｓ同士を非圧縮で撚り合わせることで、導体１１０を形成する。
【００９９】
このようにして、電力ケーブル１０の軸方向に直交する任意の断面において、中空部１１０ｗの断面積に対する線材１２０の断面積の比率である線材１２０の充填率が２０％以上９０％以下となるように、複数のセグメント１１０ｓを撚り合わせる。
【０１００】
なお、このとき、複数のセグメント１１０ｓを撚り合わせて導体１１０を形成しながら、導体１１０の外周を覆うように、バインダ１３０を巻回する。これにより、複数のセグメント１１０ｓをバインダ１３０によって束ねる。
【０１０１】
次に、導体１１０の外周を覆うように、中心から外側に向けて、内部半導電層１４０と、絶縁層１５０と、外部半導電層１６０とを、順次または同時に押出成形することで、ケーブルコア（電力ケーブル中間体）を形成する。次に、ケーブルコアを所定の架橋温度に加熱した加熱炉に投入することで、絶縁層１５０中のポリエチレンを架橋させる。次に、外部半導電層１６０の外周に、軟銅線を被覆して、遮蔽層１７２を形成する。次に、遮蔽層１７２の外周に、押さえテープ１７４を重ね巻きする。次に、押さえテープ１７４の外周に、アルミニウムテープを巻回することで、遮水層１７６を形成する。次に、遮水層１７６の外周に、シース１８０を更に押出成形する。
【０１０２】
以上のようにして、本実施形態に係る電力ケーブル１０が製造される。
【０１０３】
（４）電力ケーブルの接続方法（布設方法）
次に、図３および図４を用い、本実施形態に係る電力ケーブル１０の接続方法（布設方法）について説明する。
【０１０４】
ここで、図３に示すように、地中に所定の間隔でマンホール（人孔）９４０が設けられ、一対のマンホール９４０間に管路９２０が設けられている。以下では、例えば、管路９２０およびマンホール９４０内に設けられた既存のＯＦケーブルを、本実施形態の電力ケーブル１０に置き換える場合について説明する。
【０１０５】
まず、上記した製造方法により、本実施形態に係る電力ケーブル１０を用意する。
【０１０６】
次に、管路９２０およびマンホール９４０から、既存のＯＦケーブル（不図示）を撤去する。
【０１０７】
次に、本実施形態の電力ケーブル１０の先端にプーリングアイを取り付ける。プーリングアイの取り付け後、予め管路９２０内に挿通させておいたワイヤをプーリングアイの先端に接続する。ワイヤを接続したら、ウインチによってワイヤを牽引することで、管路９２０内に電力ケーブル１０を挿通させる。
【０１０８】
管路９２０内に電力ケーブル１０を挿通させたら、マンホール９４０内で電力ケーブル１０をＳ字に屈曲させることで、オフセット部３０を形成する。マンホール９４０を挟んで反対側の管路９２０内にも、上記と同様に電力ケーブル１０を挿通させるとともに、オフセット部３０を形成する。
【０１０９】
上述のようにマンホール９４０を挟んで対向する一対の管路９２０のそれぞれ内に電力ケーブル１０を挿通させたら、マンホール９４０を挟んで対向する一対の電力ケーブル１０のうちの一方に、インナーコアによって拡径された絶縁筒２３０を被せておく。
【０１１０】
次に、一対の電力ケーブル１０のそれぞれの先端において、絶縁層１５０等を剥ぎ取ることにより、導体１１０を露出させる。
【０１１１】
一対の電力ケーブル１０のそれぞれの先端において導体１１０を露出させたら、それぞれの導体１１０の先端から線材１２０の先端を引き出す。このとき、線材１２０の充填率が２０％以上９０％以下となっていることにより、導体１１０の中空部１１０ｗから線材１２０の先端を容易に引き出すことができる。
【０１１２】
ここで、図４に示すように、一対の電力ケーブル１０のそれぞれにおいて導体１１０の中空部１１０ｗから線材１２０を所定長さだけ引き出したら、それぞれの線材１２０の先端にストッパ２２０を固定する。ストッパ２２０は、例えば、金属製の筒状部材（リング状部材）として構成されており、線材１２０の先端が挿入された状態で圧縮されることで該線材１２０の先端に固定されるようになっている。また、ストッパ２２０の直径は、導体１１０の中空部１１０ｗの直径よりも大きくなっている。このように、一対の電力ケーブル１０のそれぞれにおいて、線材１２０の先端にストッパ２２０を固定することで、電力ケーブル１０が通電されたときに、線材１２０に対する導体１１０の軸方向の伸び出しをストッパ２２０によって規制することができる。
【０１１３】
次に、金属製の筒状体として構成されるスリーブ２１０を用意し、該スリーブ２１０内に、一対の電力ケーブル１０のそれぞれにおける導体１１０の先端を、ストッパ２２０を固定した状態で互いに対向するように挿入する。この状態で、スリーブ２１０を外側から圧縮することにより、一対の導体１１０同士を圧縮接続する。
【０１１４】
次に、一対の電力ケーブル１０のうちの一方に被せておいた絶縁筒２３０を、一対の導体１１０同士の接続部を覆う位置に移動させる。絶縁筒２３０が所定の位置に移動したら、絶縁筒２３０を拡径していたインナーコアを除去することで、絶縁筒２３０を縮径させる。これにより、絶縁筒２３０が一対の電力ケーブル１０の接続部に固定される。
【０１１５】
以上のようにして、本実施形態に係る電力ケーブル１０の接続構造２０が構築される。
【０１１６】
（５）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【０１１７】
（ａ）導体１１０の中心に設けられた中空部１１０ｗ内に、導体１１０を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材１２０が挿入されている。電力ケーブル１０の軸方向に直交する任意の断面において、中空部１１０ｗの断面積に対する線材１２０の断面積の比率である線材１２０の充填率は、２０％以上９０％以下である。これにより、導体１１０と線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせ、電力ケーブル１０の線膨張係数を線材１２０の線膨張係数に近づけて小さくすることができる。また、線材１２０の充填率を上記範囲内とすることで、電力ケーブル１０のヤング率の増大を抑制することができる。その結果、電力ケーブル１０が通電されたときの電力ケーブル１０の熱応力を小さくし、電力ケーブル１０の伸び出し量を充分に小さくすることができる。
【０１１８】
（ｂ）線材１２０の充填率を上記範囲内とすることで、導体１１０と線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせつつ、導体１１０と線材１２０とを互いに相対的に変形させることができる。これにより、電力ケーブル１０の導体１１０が通電されたときに、線材１２０に対して導体１１０のみを蛇行するように撓ませることができる。線材１２０に対して導体１１０のみを蛇行するように撓ませることで、導体１１０の伸び出し量のうち、電力ケーブル１０の布設方向に直交する方向の成分を増加させ、一方で、電力ケーブル１０の布設方向の成分を減少させることができる。その結果、電力ケーブル１０全体としての布設方向の伸び出し量を小さくすることができる。
【０１１９】
（ｃ）線材１２０の充填率を上記範囲内とすることで、電力ケーブル１０の導体１１０の温度と基底温度との差が６５℃のときに電力ケーブル１０に生じる熱応力を、長さ６０００ｍｍの電力ケーブル１０の両端を固定したときに導体１１０が座屈する座屈荷重以上とすることができる。つまり、管路の継ぎ目間で少なくとも１箇所以上の導体１１０の撓みを必ず生じさせることができる。その結果、管路の継ぎ目間での電力ケーブル１０の布設方向の伸び出し量を充分に小さくすることができる。
【０１２０】
（ｄ）Ｒ＝Ｅα／Ｅ０α０で求められる熱応力比率Ｒを１未満とする、すなわち、電力ケーブル１０の熱応力を基準電力ケーブルの熱応力よりも小さくすることにより、電力ケーブル１０の伸び出し量を基準電力ケーブルの伸び出し量よりも小さくすることができる。すなわち、電力ケーブル１０の導体１１０内に線材１２０を設けたことによる電力ケーブル１０の伸び出し抑制効果を充分に得ることが可能となる。
【０１２１】
（ｅ）電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることで、管路９２０からマンホール９４０への電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることができる。ここで、管路９２０からの電力ケーブル１０の伸び出しは、オフセット部３０が変形されることによって吸収されうる。管路９２０からの電力ケーブル１０の伸び出し量が大きいほど、オフセット部３０の曲げ半径が小さくなる。オフセット部３０の許容曲げ半径は、電力ケーブル１０の外径をＤとしたとき、例えば、１０Ｄ以上と設定される。本実施形態では、管路９２０からマンホール９４０への電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることで、オフセット部３０の曲げ半径を許容曲げ半径以上に保つことができる。
【０１２２】
（ｆ）電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることで、温度変化が生じても熱伸縮が発生しない領域、いわゆる、不動域を充分に確保することができる。これにより、管路９２０が傾斜している場合においても、電力ケーブル１０の滑落が起こり難くなる。よって、例えば、マンホール９４０内にてバネや錘等を利用して滑落を抑制する滑落防止装置等を電力ケーブル１０に取り付けなくてもよく、マンホール９４０が小さくても電力ケーブル１０を布設することが可能となる。
【０１２３】
（ｇ）電力ケーブル１０の伸び出し量を小さくすることで、電力ケーブル１０を既存のＯＦケーブルと容易に置き換えることができる。
【０１２４】
ここで、従来のＣＶケーブル（基準電力ケーブル）の伸び出し量は、上述のように、ＯＦケーブルの伸び出し量よりも大きかった。このため、従来のＣＶケーブルを既存のＯＦケーブルと置き換える場合、通電時の伸び出しにより、オフセット部の曲げ半径が既存の線路で設定された許容曲げ半径より小さくなってしまう可能性があった。また、傾斜した管路内での滑落も生じやすくなる可能性があった。したがって、従来のＣＶケーブルを線路に布設する際には、通電時のオフセット部の曲げ半径が許容曲げ半径以上となるように、また、滑落防止装置等を設置できるように、マンホールを拡大しなければならなかった。このように、従来のＣＶケーブルは、ＯＦケーブルが既設された線路への布設が困難であった。
【０１２５】
これに対し、本実施形態では、通電時における電力ケーブル１０の伸び出し量を、ＯＦケーブルの伸び出し量と同等以下とすることができる。これにより、本実施形態に係る電力ケーブル１０を既存のＯＦケーブルと置き換えた場合、オフセット部の曲げ半径を、既存の線路で設定された許容曲げ半径以上に保つことができる。また、傾斜した管路９２０内での滑落を抑制することができる。さらには、マンホール９４０を拡大する必要がない。その結果、本実施形態に係る電力ケーブル１０を既存のＯＦケーブルと容易に置き換えることができる。
【０１２６】
また、本実施形態では、電力ケーブル１０を既存のＯＦケーブルと置き換え可能となることにより、電力ケーブル１０の導体１１０の断面積を、例えば、ＯＦケーブルにおける油の経路となる中空管を含めた導体の断面積と等しくなるように拡大することができる。これにより、本実施形態に係る電力ケーブル１０の送電容量を、ＯＦケーブルの送電容量よりも大きくすることができる。
【０１２７】
さらには、本実施形態では、電力ケーブル１０を既存のＯＦケーブルと置き換え可能となることにより、線路内からＯＦケーブルに付随していた給油設備を無くすことができる。つまり、電力ケーブル１０の維持管理コストを削減することができる。
【０１２８】
（ｈ）本実施形態の電力ケーブル１０において、導体１１０が複数の導体素線を撚り合わせてなるセグメント１１０ｓを複数有していることで、複数のセグメント１１０ｓの中心に、線材１２０が挿入される中空部１１０ｗを容易に形成することができる。
【０１２９】
（ｉ）電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、線材１２０は、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つに接している。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、線材１２０が接するセグメント１１０ｓと線材１２０との間に所定の摩擦力を生じさせることができる。
【０１３０】
（ｊ）電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくともいずれか１つと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有している。所定のセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖが介在することで、電力ケーブル１０が通電されたときに、当該セグメント１１０ｓと線材１２０との間での摩擦力を小さくすることができる。これにより、上記のように線材１２０と接するセグメント１１０ｓの伸び出しを抑制しつつ、線材１２０との間に空隙１１０ｖが介在するセグメント１１０ｓの伸び出しを許容することができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを容易に蛇行させることができる。
【０１３１】
また、所定のセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖが介在することで、線材１２０が空隙１１０ｖに向かって入り込むように、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。つまり、線材１２０とセグメント１１０ｓとの間の空隙１１０ｖにより、線材１２０に対する導体１１０のみの撓みを促すことができる。
【０１３２】
（ｋ）電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、導体１１０の中心に対して非対称となっている。線材１２０が複数のセグメント１１０ｓのいずれに接していたとしても、線材１２０とセグメント１１０ｓとの接点の配置は、導体１１０の中心に対して非対称となる。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に、電力ケーブル１０の中心に対して非対称に、所定の摩擦力を生じさせることができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを蛇行するように撓ませ易くすることができる。
【０１３３】
（ｌ）電力ケーブル１０の先端では、導体１１０の中空部１１０ｗから線材１２０が所定長さだけ引き出し可能である。これにより、一対の電力ケーブル１０のそれぞれの導体１１０の中空部１１０ｗから線材１２０の先端を引き出して、該線材１２０の先端にストッパ２２０を固定することができる。その結果、電力ケーブル１０が通電されたときに、線材１２０に対する導体１１０の軸方向の伸び出しをストッパ２２０によって規制することができる。
【０１３４】
特に、線材１２０の充填率を９０％以下とすることで、導体１１０の中空部１１０ｗから線材１２０を容易に引き出すことができる。これにより、電力ケーブル１０の布設現場での作業性を向上させることができる。
【０１３５】
（６）本実施形態の変形例
本実施形態は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３６】
（変形例１）
図５（ａ）は、変形例１の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
図５（ａ）に示す変形例１では、セグメント１１０ｓは、偶数設けられている。また、セグメント１１０ｓは、５つより少なく設けられている。具体的には、セグメント１１０ｓは、例えば、４つ設けられている。
【０１３７】
本変形例では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、導体１１０の中心に対して対称となっている。具体的には、例えば、上述のようにセグメント１１０ｓが４つ設けられ、それぞれのセグメント１１０ｓの中心角が互いに等しいため、中空部１１０ｗの断面形状が略正方形となっている。
【０１３８】
本変形例では、線材１２０は、例えば、導体１１０の中心に対して鉛直下側で隣接する一対のセグメント１１０ｓのそれぞれの一部に接している。また、中空部１１０ｗは、線材１２０が接する一対のセグメント１１０ｓ以外の２つのセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有している。
【０１３９】
変形例１によれば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、導体１１０の中心に対して対称となっている。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に、導体１１０の中心または中心線に対してバランスよく所定の摩擦力を生じさせることができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを規則的に撓ませることができる。したがって、本変形例は、例えば、導体１１０の撓み方向を、電力ケーブル１０の布設方向に直交する方向のうちの所定の方向のみに限定したい場合などに有効である。
【０１４０】
（変形例２）
図５（ｂ）は、変形例２の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
図５（ｂ）に示す変形例２では、セグメント１１０ｓは、５つより多く設けられている。具体的には、セグメント１１０ｓは、例えば、６つ設けられている。
【０１４１】
本変形例では、例えば、上述のようにセグメント１１０ｓが６つ設けられ、それぞれのセグメント１１０ｓの中心角が互いに等しいため、中空部１１０ｗの断面形状が略正六角形となっている。
【０１４２】
本変形例では、線材１２０は、例えば、六角形の中空部１１０ｗの底辺を構成する１つのセグメント１１０ｓの一部に接している。また、中空部１１０ｗは、線材１２０が接するセグメント１１０ｓ以外の５つのセグメント１１０ｓと線材１２０との間に空隙１１０ｖを有している。
【０１４３】
変形例２によれば、セグメント１１０ｓが５つより多く設けられていることで、セグメント１１０ｓ一つ当たりの剛性を小さくすることができる。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、それぞれのセグメント１１０ｓを変形し易くすることができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを容易に蛇行するように撓ませることができる。
【０１４４】
また、変形例２によれば、セグメント１１０ｓが５つより多く設けられていることで、線材１２０の充填率を高くすれば、導体１１０と線材１２０との接点（線材１２０と接するセグメント１１０ｓの数）を増やすことができる。これにより、導体１１０と線材１２０との間の摩擦力を容易に大きくすることができる。
【０１４５】
（変形例３）
図６（ａ）は、変形例３の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
図６（ａ）に示す変形例３では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、非回転対称となっている。
【０１４６】
具体的には、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、複数のセグメント１１０ｓのうちの少なくとも１つのセグメント１１０ｓの断面形状は、他のセグメント１１０ｓの断面形状と異なっている。ここでは、例えば、５つのセグメント１１０ｓのそれぞれの断面形状が互いに異なっている。また、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、５つのセグメント１１０ｓのうち少なくとも１つの断面形状は、該セグメント１１０ｓの中心と円弧状の外周面１１２ｓの中心とを通る中央線に対して非対称となっている。また、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する断面において、５つのセグメント１１０ｓのうち少なくとも１つの内面１１４ｓは、セグメント１１０ｓの中心と外周面１１２ｓの中心とを通る中央線に対して垂直な方向から互いに異なる方向に傾斜している。このような構成により、中空部１１０ｗは、導体１１０の中心に対して非回転対称となっている。
【０１４７】
また、本変形例では、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、空隙１１０ｖは、線材１２０を挟んで、線材１２０が接するセグメント１１０ｓと反対側以外の部分に大きくなっている。
【０１４８】
変形例３によれば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗは、例えば、非回転対称となっている。電力ケーブル１０の軸方向から見たときの、導体１１０と線材１２０との接点は、導体１１０の周方向に不規則に分布することとなる。これにより、電力ケーブル１０が通電されたときに、線材１２０に対して導体１１０のみを不規則に（例えば不定周期で）蛇行させることができる。その結果、電力ケーブル１０が通電されたときの熱応力が特定のセグメント１１０ｓに対して局所的に集中しないように、熱応力を分散させることができる。
【０１４９】
（変形例４）
図６（ｂ）は、変形例４の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
図６（ｂ）に示す変形例４では、変形例３と同様に、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗが非回転対称となっている。
【０１５０】
本変形例では、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの中心角は、互いに異なっている。つまり、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの断面積が互いに異なっている。
【０１５１】
変形例４によれば、変形例３と同様の効果を得ることができる。
【０１５２】
また、変形例４によれば、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの中心角を互いに異ならせることで、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの剛性を互いに異ならせることができる。これにより、線材１２０に対して導体１１０のみを容易に不規則に蛇行させることができる。
【０１５３】
なお、変形例３および４では、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれを製造するために、それぞれ異なるダイスを用いなければならない。このため、電力ケーブル１０の製造コストが高くなる可能性がある。したがって、上述の実施形態のように、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの断面形状が互いに等しい形状となっている場合のほうが、同じダイスを用いて複数のセグメント１１０ｓを形成し、電力ケーブル１０の製造コストを低減することができる点で好ましい。
【０１５４】
（変形例５）
図７（ａ）は、変形例５の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
図７（ａ）に示す変形例５では、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの内面１１４ｓは、該セグメント１１０ｓの中心に向けて凹の円弧状となっている。これにより、該断面において、中空部１１０ｗの断面形状は、例えば、円形となっている。
【０１５５】
変形例５によれば、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの内面１１４ｓが該セグメント１１０ｓの中心に向けて凹の円弧状となっていることで、線材１２０をセグメント１１０ｓの内面１１４ｓの形状に沿うように接触させることができる。つまり、該セグメント１１０ｓと線材１２０との接触面積を大きくすることができる。したがって、本変形例は、例えば、セグメント１１０ｓと線材１２０との摩擦力を大きくしたい場合などに有効である。
【０１５６】
また、変形例５によれば、セグメント１１０ｓの数や中心角にかかわらず、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、中空部１１０ｗを、導体１１０の中心に対して対称とすることができる。これにより、セグメント１１０ｓの数や中心角にかかわらず、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間にバランスよく所定の摩擦力を生じさせることができる。
【０１５７】
（変形例６）
図７（ｂ）は、変形例６の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。
図７（ｂ）に示す変形例６では、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの内面１１４ｓは、該セグメント１１０ｓの径方向の外側に向けて凸の円弧状となっている。これにより、該断面において、中空部１１０ｗの断面形状は、例えば、略星形となっている。
【０１５８】
また、例えば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、空隙１１０ｖは、少なくとも複数のセグメント１１０ｓのうちの隣接するセグメント１１０ｓの間において、導体１１０の中心側から導体１１０の径方向に広がっている。
【０１５９】
変形例６によれば、複数のセグメント１１０ｓのそれぞれの内面１１４ｓが該セグメント１１０ｓの径方向の外側に向けて凸の円弧状となっていることで、線材１２０をセグメント１１０ｓの内面１１４ｓに点接触させることができる。つまり、該セグメント１１０ｓと線材１２０との接触面積を小さくすることができる。したがって、本変形例は、例えば、セグメント１１０ｓと線材１２０との摩擦力を小さくしたい場合などに有効である。
【０１６０】
また、変形例６によれば、電力ケーブル１０の軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、空隙１１０ｖは、少なくとも複数のセグメント１１０ｓのうちの隣接するセグメント１１０ｓの間に、導体１１０の中心側から導体１１０の径方向に広がっていることで、電力ケーブル１０が通電されたときに、隣接するセグメント１１０ｓ間の空隙１１０ｖに線材１２０が入り込むようにして、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。例えば、複数のセグメント１１０ｓが撚られることによって形成された螺旋状の空隙１１０ｖに沿って、線材１２０に対して導体１１０のみを撓ませることができる。
【０１６１】
（変形例７）
図８は、変形例７の電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略図である。図８は、導体１１０の内壁１１０ｉと、線材１２０とを示している。
【０１６２】
図８に示す変形例７では、線材１２０が導体１１０の内壁１１０ｉに接している接点（以下、線材１２０の接点ともいう）ＣＰは、電力ケーブル１０の軸方向に沿って異なる位置に配置されている。すなわち、電力ケーブル１０の軸方向に直交する任意の第１断面Ａでは、線材１２０の一部のみが導体１１０に接し、一方で、第１断面Ａと異なる第２断面Ｂでは、第１断面Ａで線材１２０の一部が導体１１０に接している位置と異なる位置の、線材１２０の一部のみが、導体１１０に接している。
【０１６３】
さらに本変形例では、線材１２０の接点ＣＰは、電力ケーブル１０の軸方向に対して螺旋状に位置している。例えば、電力ケーブル１０の軸方向と直交する断面を軸方向に移動させたとき、線材１２０の接点ＣＰが、導体１１０の周方向に（例えば時計と反対回りに）隣接するセグメント１１０ｓに順次移動している。
【０１６４】
線材１２０の接点ＣＰが導体１１０の周方向に移動している方向（接点ＣＰの回転方向）は、導体１１０を構成する複数のセグメント１１０ｓの撚り方向と同じであってもよいし、該撚り方向と反対であってもよい。また、線材１２０の接点ＣＰが導体１１０の周方向に移動している周期（接点ＣＰの回転周期）は、複数のセグメント１１０ｓの撚り周期と同じであってもよいし、該撚り周期と異なっていてもよい。
【０１６５】
なお、線材１２０の接点ＣＰの回転方向および回転周期が、複数のセグメント１１０ｓの撚り方向および撚り周期にそれぞれ等しい場合は、線材１２０は、常に同一のセグメント１１０ｓに接していてもよい。
【０１６６】
ここでは、例えば、電力ケーブル１０が通電されていない状態で、直線状の線材１２０に対して導体１１０のみが螺旋状に蛇行して配置されている。これにより、線材１２０の接点ＣＰが、電力ケーブル１０の軸方向に対して螺旋状に位置している。なお、直線状の導体１１０の中空部１１０ｗ内で線材１２０が螺旋状に配置されていることで、線材１２０の接点ＣＰが、電力ケーブル１０の軸方向に対して螺旋状に位置していてもよい。
【０１６７】
変形例７によれば、線材１２０が導体１１０に接している接点ＣＰが、電力ケーブル１０の軸方向に沿って異なる位置に配置されていることで、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間にランダムな位置で摩擦力を生じさせることができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを容易に蛇行させることができる。
【０１６８】
また、変形例５によれば、線材１２０が導体１１０に接している接点ＣＰが、電力ケーブル１０の軸方向に対して螺旋状に位置していることで、電力ケーブル１０が通電されたときに、導体１１０と線材１２０との間に螺旋状に摩擦力を生じさせることができる。その結果、線材１２０に対して導体１１０のみを容易に螺旋状に蛇行させることができる。
【０１６９】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１７０】
上述の実施形態では、線材１２０がインバ線により構成されている場合について説明したが、線材１２０は、例えば、炭素繊維や、デュポン社製のケブラー（登録商標）等のアラミド繊維等から構成されていてもよい。
【０１７１】
上述の実施形態では、導体１１０を構成するセグメント１１０ｓが電力ケーブル１０の径方向に対して単層により構成されている場合について説明したが、導体１１０を構成するセグメント１１０ｓは、電力ケーブル１０の径方向に対して複数層で構成されていてもよい。
【０１７２】
上述の実施形態、変形例１および変形例２では、それぞれ、セグメント１１０ｓが５つ、４つ、６つ設けられている場合について説明したが、セグメント１１０ｓは、２つ、３つ、または７つ以上設けられていてもよい。
【実施例】
【０１７３】
次に、本発明に係る実施例について説明する。
【０１７４】
（１）電力ケーブルの作製
表１〜表３に示すように、サンプル１〜１０、比較サンプル１および２の電力ケーブルを作製した。
【０１７５】
【表１】
2018190675.tif 000003
【表２】
2018190675.tif 000004
【表３】
2018190675.tif 000005
【０１７６】
（サンプル１〜８）
図９（ａ）は、サンプル１〜５に係る電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図であり、図９（ｂ）は、サンプル６〜８に係る電力ケーブルにおける中心部を拡大した概略断面図である。図９（ａ）および（ｂ）に示すように、サンプル１〜１０の電力ケーブルとして、上述の実施形態の構成を有するＣＶケーブルを作製した。
【０１７７】
サンプル１〜８の電力ケーブルの構成の詳細は、以下のとおりである。
電力ケーブルの公称電圧：１５４ｋＶ
導体の材料：純Ｃｕ
導体の断面積：２０００ｍｍ２
セグメント数：５つ（サンプル１〜５）、４つ（サンプル６〜１０）
セグメント中心角：７２°（サンプル１〜５）、９０°（サンプル６〜１０）
線材の材料：インバ
線材素線の数：７つ
線材素線の外径：
４．３ｍｍ（サンプル１〜３、５）、３．５ｍｍ（サンプル４）
導体の断面積に対する線材の断面積の比率：
２０．３％（サンプル１〜３、５）、１３．５％（サンプル４）
電力ケーブルの中心部の他の構成：上記表１および２に記載のとおり
電力ケーブルの中心部よりも外側の構成：各サンプルで上述の実施形態のとおりに共通
電力ケーブルの外径： 導体外径＋５６ｍｍ
【０１７８】
なお、表１および表２において、「充填率」は、中空部１１０ｗの断面積に対する線材１２０の断面積の比率である。なお、線材１２０の断面積については、線材１２０を構成する７つの線材素線１２２の断面積の合計として算出した。「線材外径」は、線材１２０を構成する７つの線材素線１２２の外接円１２０ｏｃの直径のことである。「導体内接円直径」は、導体１１０の内壁１１０ｉに接する内接円１１０ｓｉｃの直径のことである。「空隙間隔」（ｄ）は、線材１２０を構成する７つの線材素線１２２の外接円１２０ｏｃと、導体１１０の内壁１１０ｉに接する内接円１１０ｓｉｃとの間隔の最大値のことである。なお、サンプル１については、導体１１０を圧縮したため、導体１１０の中空部１１０ｗ側の断面形状が７つの線材素線１２２の外形に倣った形状となったため、空隙間隔を０ｍｍとした。
【０１７９】
（比較サンプル１）
比較サンプル１の電力ケーブルとして、従来のＯＦケーブルを作製した。比較サンプル１のＯＦケーブルは、中心側から外側に向けて、中空管と、導体と、バインダと、絶縁層と、カーボン紙と、遮蔽層と、布テープと、アルミ被と、被覆層と、を有している。中空管は、絶縁層に含浸させる油を通す油通路を形成し、亜鉛鍍鋼帯スパイラルからなっている。導体は、複数のセグメントを有している。バインダは、金属テープおよびクラフト紙からなっており、導体を構成する各セグメント間および導体の外周に設けられている。絶縁層は、油浸紙からなっている。カーボン紙は、絶縁層の内側と外側とに設けられている。遮蔽層は、金属テープおよびカーボン紙からなっている。布テープは、銅線が織り込まれている。アルミ被は、波付きのアルミ被覆からなり、その外側には防食塗料が塗布されている。被覆層は、ポリ塩化ビニルからなっている。
【０１８０】
比較サンプル１のＯＦケーブルの構成のその他の詳細は、以下のとおりである。
電力ケーブルの公称電圧：１５４ｋＶ
導体の材料：純Ｃｕ
導体の断面積：２０００ｍｍ２
セグメント数：６つ
セグメント中心角：６０°
電力ケーブルの外径：１１１ｍｍ
【０１８１】
（比較サンプル２）
比較サンプル２の電力ケーブルとして、従来のＣＶケーブル（基準電力ケーブル）を作製した。すなわち、比較サンプル２の従来のＣＶケーブルには、中空部および線材が設けられていない。
【０１８２】
比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの構成の詳細は、以下のとおりである。
電力ケーブルの公称電圧：１５４ｋＶ
導体の材料：純Ｃｕ
導体の断面積：２０００ｍｍ２
導体外径：５３．８ｍｍ
セグメント数：５つ
セグメント中心角：７２°
電力ケーブルの中心部よりも外側の構成：サンプル１〜１０と同様
電力ケーブルの外径：１１０ｍｍ
【０１８３】
（２）電力ケーブルの評価
表１〜３に示すように、電力ケーブルの「線膨張係数α」の理論値を算出した。なお、サンプル２〜５では、電力ケーブルの線膨張係数の実測値が、電力ケーブルの線膨張係数の理論値以下となることを確認している。
【０１８４】
また、電力ケーブルの「ヤング率Ｅ」を実測した。なお、表１〜３に記載のヤング率は、実測した平均値である。また、実測したヤング率Ｅに基づいて、導体剛性を算出した。
【０１８５】
また、「導体の座屈荷重」Ｐｃｒは、以下の式（４）により求めた。
【０１８６】
【数１】
2018190675.tif 000006
【０１８７】
ただし、Ｃは、両端固定の場合における端末条件係数であり、４とした。Ｉは、導体の断面二次モーメントであり、ＥＩは、表１における導体剛性とした。また、Ｌは、電力ケーブルの長さであり、６０００ｍｍとした。
【０１８８】
また、「熱応力」は、電力ケーブルに生じる熱応力であり、上記した式（１）により求めた。ただし、電力ケーブルのヤング率Ｅおよび線膨張係数αは、それぞれ、表１〜３における電力ケーブルのヤング率Ｅおよび線膨張係数αを用いた。導体の断面積Ａは、上記のように２０００ｍｍ２とした。また、温度差ｔは、導体に許容最大電流が流れ、導体の温度が９０℃となった場合を想定し、そのときの導体の温度と基底温度２５℃との差に基づいて、６５℃とした。ただし、表３の比較例１のＯＦケーブルについては、実際のＯＦケーブルの温度変化幅に基づいて、温度差ｔを５０℃とした。
【０１８９】
また、「通電時のケーブル撓み」については、導体に許容最大電流が流れた条件下で電力ケーブル１０が通電されたときに、線材に対して導体のみが撓むことによって電力ケーブルが撓んだ場合を○とし、電力ケーブルが撓まない場合を×とした。
【０１９０】
（３）結果
図１０は、サンプル１〜８に係る電力ケーブルの充填率に対する、電力ケーブルの熱応力および座屈荷重を示すグラフである。
図１０に示すように、サンプル１〜８に係る電力ケーブルの充填率に対する、電力ケーブルの熱応力および導体の座屈荷重は、それぞれ、下に凸の傾向を示した。図１０において、各サンプルの熱応力に基づいた傾向を実線で外挿し、各サンプルの導体の座屈荷重に基づいた傾向を点線で外挿した。
【０１９１】
線材の充填率を２０％未満とした場合では、導体と線材との間の空隙が大きくなり、導体と線材との間で摩擦が起こり難くなったため、電力ケーブルの線膨張係数が比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの線膨張係数に対して充分に小さくならなかった。また、導体が中空の円筒状となるため、電力ケーブルのヤング率が比較サンプル２の従来のＣＶケーブルのヤング率よりも大きくなっていた。これらのため、線材の充填率が２０％未満に小さくなるにつれて、電力ケーブルの熱応力は大きくなる傾向を示し、比較サンプル１のＯＦケーブルの熱応力および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの熱応力よりも大きくなる傾向を示した。その結果、電力ケーブルの伸び出し量は、比較サンプル１のＯＦケーブルの伸び出し量および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの伸び出し量よりも大きくなる傾向を示した。
【０１９２】
また、線材の充填率を２０％未満とした場合では、導体外径が大きくなることに伴って導体の断面二次モーメントＩが大きくなったため、導体の座屈荷重が過剰に大きくなる傾向を示した。一方で、線材の充填率が２０％未満に小さくなるにつれて、電力ケーブルのヤング率が飽和したため、電力ケーブルの熱応力も飽和する傾向を示した。線材の充填率を２０％未満とした場合では、電力ケーブルの熱応力が導体１１０の座屈荷重未満となる傾向を示した。このため、電力ケーブルの熱応力によって導体が座屈することが困難となったため、電力ケーブルの撓みは見られなかった。
【０１９３】
なお、比較例２の従来のＣＶケーブルでは、熱応力が座屈荷重よりも大きかったが、導体の中心に空隙がないため、ケーブルの撓みは見られなかった。
【０１９４】
これに対し、線材の充填率を２０％以上とした場合では、導体と線材との間に所定の摩擦力を生じさせることができ、電力ケーブルの線膨張係数を比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの線膨張係数よりも小さくすることができることを確認した。また、線材の充填率を２０％以上とすることで、電力ケーブルのヤング率の増大を抑制することができることを確認した。これらにより、電力ケーブルの熱応力を比較サンプル１のＯＦケーブルの熱応力および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの熱応力よりも小さくすることができることを確認した。その結果、電力ケーブルの伸び出し量を、比較サンプル１のＯＦケーブルの伸び出し量および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの伸び出し量よりも小さくすることができることを確認した。
【０１９５】
また、線材の充填率を２０％以上とした場合では、導体の外径を小さくし、導体の座屈荷重を小さくすることができることを確認した。これにより、線材の充填率が２０％以上に大きくなるにつれて、電力ケーブルの熱応力が小さくなる傾向にあっても、該熱応力を導体の座屈荷重以上とすることができることを確認した。実際に、電力ケーブルの熱応力によって導体を座屈させることができ、線材に対して導体のみを撓ませることができること、すなわち、電力ケーブルを撓ませることができることを確認した。
【０１９６】
一方で、線材の充填率を９０％超とした場合では、導体と線材とが密接し一体として挙動したため、電力ケーブルの線膨張係数は線材の線膨張係数に近づいて小さくなったが、電力ケーブルのヤング率は線材のヤング率に近づいて大きくなっていた。このため、線材の充填率が９０％超に大きくなるにつれて、電力ケーブルの熱応力は大きくなる傾向を示し、比較サンプル１のＯＦケーブルの熱応力および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの熱応力よりも大きくなる傾向を示した。その結果、電力ケーブルの伸び出し量は、比較サンプル１のＯＦケーブルの伸び出し量および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの伸び出し量よりも大きくなる傾向を示した。
【０１９７】
また、線材の充填率を９０％超とした場合では、上記のように電力ケーブルのヤング率が大きくなることに伴って、導体の剛性が大きくなり、導体の座屈荷重が過剰に大きくなっていた。線材の充填率が９０％超に大きくなるにつれて、電力ケーブルが通電されたときの電力ケーブルの熱応力が大きくなる傾向にあっても、該熱応力は、導体の座屈荷重未満となっていた。このため、電力ケーブルの熱応力によって導体が座屈することが困難となったため、電力ケーブルの撓みは見られなかった。
【０１９８】
これに対し、線材の充填率を９０％以下とした場合では、導体と線材との間に所定の摩擦力を生じさせつつ、導体と線材とを互いに相対的に変形可能にすることにより、電力ケーブルの線膨張係数を線材の線膨張係数に近づけて小さくしつつ、電力ケーブルのヤング率が線材のヤング率に近づいて大きくなることを抑制することができることを確認した。これにより、電力ケーブルの熱応力を比較サンプル１のＯＦケーブルの熱応力および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの熱応力よりも小さくすることができることを確認した。その結果、電力ケーブルの伸び出し量を、比較サンプル１のＯＦケーブルの伸び出し量および比較サンプル２の従来のＣＶケーブルの伸び出し量よりも小さくすることができることを確認した。
【０１９９】
また、線材の充填率を９０％以下とした場合では、上記のように電力ケーブルのヤング率の増大を抑制することに伴って、導体の剛性を小さくすることができ、導体の座屈荷重を小さくすることができることを確認した。これにより、線材の充填率が９０％以下に小さくなるにつれて、電力ケーブルの熱応力が小さくなる傾向にあっても、該熱応力を導体の座屈荷重以上とすることができることを確認した。実際に、電力ケーブルの熱応力によって導体を座屈させることができ、線材に対して導体のみを撓ませることができること、すなわち、電力ケーブルを撓ませることができることを確認した。
【０２００】
以上のように、線材の充填率を２０％以上９０％以下とすることで、電力ケーブルの伸び出し量（特に電力ケーブルの布設方向の伸び出し量）を小さくすることができることを確認した。
【０２０１】
なお、線材の充填率を３０％以上８５％以下することで、線材の充填率に対する電力ケーブルの熱応力の傾きの絶対値を小さくすることができ、電力ケーブルの熱応力を安定的に小さくすることができることを確認した。つまり、電力ケーブルの伸び出し量を安定的に小さくすることができることを確認した。
【０２０２】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
【０２０３】
（付記１）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における、前記中空部の断面積に対する前記線材の断面積の比率である前記線材の充填率は、２０％以上９０％以下である電力ケーブル。
【０２０４】
（付記２）
前記線材の充填率は、３０％以上８５％以下である付記１に記載の電力ケーブル。
【０２０５】
（付記３）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの前記導体の温度と基底温度との差が６５℃のときに前記電力ケーブルに生じる熱応力は、長さ６０００ｍｍの前記電力ケーブルの両端を固定したときに前記導体が座屈する座屈荷重以上である電力ケーブル。
【０２０６】
（付記４）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、前記導体の中心に対して非対称となっている電力ケーブル。
【０２０７】
（付記５）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、非回転対称となっている電力ケーブル。
【０２０８】
（付記６）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を備える電力ケーブルであって、
前記導体の中心部には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、
前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入され、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の第１断面では、前記線材の一部のみが前記導体に接し、
前記第１断面と異なる第２断面では、前記第１断面で前記線材の一部が前記導体に接している位置と異なる位置の、前記線材の一部のみが、前記導体に接している電力ケーブル。
【０２０９】
（付記７）
前記線材が前記導体に接している部分は、前記電力ケーブルの軸方向に対して螺旋状に位置している付記６に記載の電力ケーブル。
【０２１０】
（付記８）
前記電力ケーブルが通電されたときに、前記線材に対して前記導体のみが蛇行するように撓む付記１〜７のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
【０２１１】
（付記９）
前記電力ケーブルのヤング率をＥとし、前記電力ケーブルの線膨張係数をαとし、導体の断面積が前記電力ケーブルの前記導体の断面積と等しく前記中空部および前記線材が設けられていない基準電力ケーブルのヤング率をＥ０とし、前記基準電力ケーブルの線膨張係数をα０としたときに、Ｒ＝Ｅα／Ｅ０α０で求められる熱応力比率Ｒは、１未満である付記１〜８のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
【０２１２】
（付記１０）
前記電力ケーブルの線膨張係数は、導体の断面積が前記電力ケーブルの前記導体の断面積と等しく前記中空部および前記線材が設けられていない基準電力ケーブルの線膨張係数より小さく、
前記電力ケーブルのヤング率は、前記基準電力ケーブルのヤング率に対して１倍以上１．２倍以下である付記１〜９のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
【０２１３】
（付記１１）
導体の断面積に対する線材の断面積の比率は、４％以上１０％以下である付記１〜１０のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
【０２１４】
（付記１２）
前記導体は、複数の素線を撚り合わせてなるセグメントを複数有する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
【０２１５】
（付記１３）
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記線材は、前記複数のセグメントのうちの少なくともいずれか１つに接する付記１２に記載の電力ケーブル。
【０２１６】
（付記１４）
前記電力ケーブルの軸方向に直交する複数の断面のうちの少なくとも一部の断面において、前記中空部は、前記複数のセグメントのうちの少なくともいずれか１つと前記線材との間に空隙を有する付記１２又は１３に記載の電力ケーブル。
【０２１７】
（付記１５）
前記導体は、非圧縮である付記１〜１４に記載の電力ケーブル。
【０２１８】
（付記１６）
前記電力ケーブルの先端では、前記中空部から前記線材が所定長さだけ引き出し可能である付記１〜１５のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
【０２１９】
（付記１７）
導体を形成する工程と、前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、を備える電力ケーブルの製造方法であって、
前記導体を形成する工程では、
前記導体の中心に前記導体の軸方向に延びる中空部を形成しつつ、
前記導体の前記中空部内に、前記導体を構成する材料よりヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材を前記導体の軸方向に沿って挿入し、
前記電力ケーブルの軸方向に直交する任意の断面における前記中空部の断面積に対する前記線材の断面積の比率である前記線材の充填率を、２０％以上９０％以下とする電力ケーブルの製造方法。
【０２２０】
（付記１８）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を有し、前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入される一対の電力ケーブルと、
前記一対の電力ケーブルのそれぞれの前記導体の前記中空部から引き出された前記線材の先端に固定され、前記導体の軸方向の伸び出しを規制するストッパと、
金属製の筒状体として構成され、前記一対の電力ケーブルのそれぞれにおける前記導体の先端が前記ストッパを固定した状態で互いに対向するように挿入され、該一対の導体同士を圧縮接続するスリーブと、
を備える電力ケーブルの接続構造。
【０２２１】
（付記１９）
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層と、を有し、前記導体の中心には前記導体の軸方向に延びる中空部が設けられ、前記導体の前記中空部内には、前記導体を構成する材料よりもヤング率が大きく線膨張係数が小さい材料から構成される線材が前記導体の軸方向に沿って挿入される一対の電力ケーブルを用意する工程と、
前記一対の電力ケーブルのそれぞれの前記導体の前記中空部から前記線材の先端を引き出し、それぞれの前記線材の先端に、前記導体の軸方向の伸び出しを規制するストッパを固定する工程と、
金属製の筒状体として構成されるスリーブ内に、前記一対の電力ケーブルのそれぞれにおける前記導体の先端を、前記ストッパを固定した状態で互いに対向するように挿入し、該スリーブを外側から圧縮することにより前記一対の導体同士を圧縮接続する工程と、
を備える電力ケーブルの接続方法。
【符号の説明】
【０２２２】
１０  電力ケーブル
２０  接続構造
１１０  導体
１１０ｉ  内壁
１１０ｓ  セグメント
１１０ｓｉｃ  内接円
１１０ｖ  空隙
１１０ｗ  中空部
１１２ｓ  外周面
１１４ｓ  内面
１１６ｓ  側面
１２０  線材          
１２０ｏｃ  外接円
１２２  線材素線
１３０  バインダ
１４０  内部半導電層
１５０  絶縁層
１６０  外部半導電層
１７２  遮蔽層
１７４  押さえテープ
１７６  遮水層
１８０  シース
２１０  スリーブ
２２０  ストッパ
２３０  絶縁筒
９２０  管路
９４０  マンホール
【図１】
2018190675.tif 000007
【図２】
2018190675.tif 000008
【図３】
2018190675.tif 000009
【図４】
2018190675.tif 000010
【図５】
2018190675.tif 000011
【図６】
2018190675.tif 000012
【図７】
2018190675.tif 000013
【図８】
2018190675.tif 000014
【図９】
2018190675.tif 000015
【図１０】
2018190675.tif 000016