(57)【要約】【課題】円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法を提供する。【解決手段】  本発明は、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法を開示し、具体的ステップは以下を含む。１）抵抗を決定する；２）導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する；３）各層の導体の撚り合わせ外径Ｄｍを計算する；４）各層の圧縮量ΔＤｍを計算する；５）各層の圧縮量ΔＤｍを比較する；６）毎層の導体のモノフィラメントの数を決定する；７）毎層の導体のモノフィラメントの数を決定する。上記の方法で、本発明は、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法を提供し、この設計方法は、異なる断面を有する導体の設計に適用でき、異なる断面を有する導体の設計をより規範化し、一般的な導体設計方法がないという欠点を補っている。
2021506042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップを含むことを特徴とする、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
１）設計する海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを決定する、抵抗を決定するステップと、
２）ステップ１）確認された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを計算式（１）に代入し、導体外径ＤＡとモノフィラメント径ｄを計算し、
2021506042.tif 000011
・・・・・・（1）
ここで、Ｓは導体の断面積であり、ｋ１は導体係数であり、ｋ２は撚り合わせ係数であり、ρｃｕは銅導体の抵抗率であり、Ｒｃｕは抵抗であり、ηは導体充填係数であり、μは圧縮係数であり、ｋ３はケーブル形成の係数であり、ｎはモノフィラメントの総数である、導体外径ＤＡとモノフィラメント径ｄを計算するステップと、
３）Ｄ１＝ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ１修と定める
Ｄ２＝Ｄ１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ２修と定める
Ｄ３＝Ｄ２修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ３修と定める
・
・
・
Ｄｍ＝Ｄｍ−１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤｍ修と定める
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、Ｄｍは導体の撚り合わせ外径であり、Ｄｍ修はＤｍの同じ層に対応する圧縮導体の外径である、各層の導体の撚り合わせ外径Ｄｍを計算するステップと、
４）計算式（２）により、各層の圧縮量ΔＤｍを算出し、
ΔＤｍ＝Ｄｍ−Ｄｍ修     （２）
ここで、ｍは１以上７以下の整数である、各層の圧縮量ΔＤｍを計算するステップと、
５）計算式（３）により各層の圧縮量ΔＤｍを比較し、
ΔＤｍ≦ΔＤｍ＋１  （３）
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、これを満たす場合、ステップ６）を行い、満たさない場合、ステップ３）を行い、Ｄｍ修を改めて設定する、各層の圧縮量ΔＤｍを比較するステップと、
６）ｎ１＝１、計算式（４）に従って、第２層から開始して毎層の導体モノフィラメントの数ｎｖ計を計算し、
ｎｖ計＝π（Ｄｖ修＋ｄ）／ｄ  （４）
ここで、ｖは２以上７以下の整数である、毎層の導体のモノフィラメントの数を計算するステップと、
７）ｎ１＝１、ｎｖはステップ６）で計算された毎層の導体のモノフィラメントの数に基づいて、ｎｖ計に対し±２以内に丸め処理を行ったものであり、それによってｎｖを得て、ここで、ｖは２以上７以下の整数である、各層の導体のモノフィラメントの数を決定するステップ。
【請求項２】
前記ｄおよび前記Ｄ修は、各企業の設備、プロセス及び技術の好みの要素に従って値が選択され、複数回、解を求めた後、最適なモノフィラメントの直径ｄ及び各層のモノフィラメントの数ｎ１、ｎ２、ｎ３．．．ｎｖを取得することを特徴とする請求項１に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項３】
隣接する前記ΔＤｍ変化幅の値が大きすぎる時、Ｄｍ修をリセットして再設計することを特徴とする請求項１に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項４】
前記海底ケーブル導体が円形導体であることを特徴とする請求項１に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項５】
前記海底ケーブル導体が円形圧縮構造を用いた複数のモノフィラメントから構成されることを特徴とする請求項４に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項６】
前記海底ケーブル導体は、中心の前記モノフィラメントと６層の前記モノフィラメントから構成されることを特徴とする請求項５に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項７】
前記モノフィラメントは円形銅線を用いることを特徴とする請求項１に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項８】
ΔＤ１≦ΔＤ２≦ΔＤ３≦ΔＤ４≦ΔＤ５≦ΔＤ６≦ΔＤ７であることを特徴とする請求項５に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項９】
ｎ＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５＋ｎ６＋ｎ７であることを特徴とする請求項５に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【請求項１０】
毎層の導体のモノフィラメントの数ｎｖの対応する数がそれぞれ１、６、１２、１８、２４、３０、３６以下であることを特徴とする請求項５に記載の円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルの分野に属し、特に、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
島の開発戦略と洋上再生可能エネルギー発電の急速な発展、特に洋上風力発電の急速な拡大により、海底高圧電力ケーブルの需要が高まっており、国内２２０ｋＶＡＣ太陽光発電複合海底ケーブルが工業化され、５００ｋＶＡＣ海底高圧ケーブルが舟山でも適用され、大断面交流海底ケーブル導体は円形モノフィラメント円形圧縮撚り合わせ方式で作られているが、既存の大断面海底ケーブル導体の設計方法は完璧ではなく、異なる断面の導体を製造する普遍的な方法はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする技術課題は、異なる断面を有する導体を製造することができる、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の技術的問題を解決するために、本発明が用いる技術的解決策は、
以下のステップを含む、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法である。
１）設計する海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを決定する、抵抗を決定するステップと、
２）ステップ１）確認された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを計算式（１）に代入し、導体外径ＤＡとモノフィラメント径ｄを計算し、
2021506042.tif 000003
・・・・・・・（1）
ここで、Ｓは導体の断面積、ｋ１は導体係数、ｋ２は撚り合わせ係数、ρｃｕは銅導体の抵抗率、Ｒｃｕは抵抗、ηは導体充填係数、μは圧縮係数、ｋ３はケーブル形成の係数、ｎはモノフィラメントの総数である、導体外径ＤＡとモノフィラメント径ｄを計算するステップと、
３）Ｄ１＝ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ１修と定める
Ｄ２＝Ｄ１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ２修と定める
Ｄ３＝Ｄ２修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ３修と定める
・
・
・
Ｄｍ＝Ｄｍ−１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤｍ修と定める
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、Ｄｍは導体の撚り合わせ外径であり、Ｄｍ修はＤｍの同じ層に対応する圧縮導体の外径である、各層の導体の撚り合わせ外径Ｄｍを計算するステップと、
４）計算式（２）により、各層の圧縮量ΔＤｍを算出し、
ΔＤｍ＝Ｄｍ−Ｄｍ修     （２）
ここで、ｍは１以上７以下の整数である、各層の圧縮量ΔＤｍを計算するステップと、
５）計算式（３）により各層の圧縮量ΔＤｍを比較し、
ΔＤｍ≦ΔＤｍ＋１  （３）
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、これを満たす場合、ステップ６）を行い、満たさない場合、ステップ３）を行い、Ｄｍ修を改めて設定する、各層の圧縮量ΔＤｍを比較するステップと、
６）ｎ１＝１、計算式（４）に従って、第２層から開始して毎層の導体モノフィラメントの数ｎｖ計を計算し、
ｎｖ計＝π（Ｄｖ修＋ｄ）／ｄ  （４）
ここで、ｖは２以上７以下の整数である、毎層の導体のモノフィラメントの数を計算するステップと、
７）ｎ１＝１、ｎｖはステップ６）で計算された毎層の導体のモノフィラメントの数に基づいて、ｎｖ計に対し±２以内に丸め処理を行ったものであり、それによってｎｖを得て、ここで、ｖは２以上７以下の整数である、各層の導体のモノフィラメントの数を決定するステップ。
【０００５】
本発明の好適実施形態では、前記ｄおよび前記Ｄ修は、各企業の設備、プロセス及び技術の好みの要素に従って値が選択され、複数回、解を求めた後、最適なモノフィラメントの直径ｄ及び各層のモノフィラメントの数ｎ１、ｎ２、ｎ３．．．ｎｖを取得する。
【０００６】
本発明の好適実施形態では、隣接する前記ΔＤｍ変化幅の値が大きすぎる時、Ｄｍ修をリセットして再設計する。
【０００７】
本発明の好適実施形態では、前記海底ケーブル導体が円形導体である。
【０００８】
本発明の好適実施形態では、前記海底ケーブル導体が円形圧縮構造を用いた複数のモノフィラメントから構成される。
【０００９】
本発明の好適実施形態では、前記海底ケーブル導体は、中心の前記モノフィラメントと６層の前記モノフィラメントから構成される。
【００１０】
本発明の好適実施形態では、前記モノフィラメントは円形銅線を用いる。
【００１１】
本発明の好適実施形態では、ΔＤ１≦ΔＤ２≦ΔＤ３≦ΔＤ４≦ΔＤ５≦ΔＤ６≦ΔＤ７である。
【００１２】
本発明の好適実施形態では、ｎ＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５＋ｎ６＋ｎ７である。
【００１３】
本発明の好適実施形態では、毎層の導体のモノフィラメントの数ｎｖの対応する数がそれぞれ１、６、１２、１８、２４、３０、３６以下である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の有利な効果は、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いる海底ケーブル導体の設計方法であり、この設計方法は、異なる断面を有する導体の設計に適用でき、異なる断面を有する導体の設計をより規範化し、一般的な導体設計方法がないという欠点を補っている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】円形モノフィラメント円形圧縮構造を有する海底ケーブル導体の設計方法により製造された海底ケーブル導体の構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明し、本発明の利点および特徴を当業者がより容易に理解できるようにし、本発明の保護範囲をより明確に定義する。
【００１７】
本発明の実施形態は、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた海底ケーブル導体の設計方法を含み、前記海底ケーブル導体は円形導体である。
【００１８】
前記海底ケーブル導体は、前記円形圧縮構造を用いた複数のモノフィラメントで構成されており、前記海底ケーブル導体は、中心の前記モノフィラメントと６層のモノフィラメントで構成され、前記モノフィラメントは、円形銅線を用い、円形銅線を採用することで加工の難しさを減らし、伸線機の要件を減らすことができる。
【００１９】
実施例１
断面がＳ＝２０００ｍｍ２の導体の設計方法として、具体的ステップは、以下を含む。
１）抵抗を決定する：設計する海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを決定し、本実施形態では、Ｒｃｕ＝０．００９０Ω／ｋｍである。
【００２０】
２）導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する：ステップ１）で確認された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを計算式（１）に代入して、導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する。
2021506042.tif 000004
・・・・・・・・・・・（1）
ここで、Ｓは導体の断面積、ｋ１は導体係数であり、ｋ２は撚り合わせ係数であり、ρｃｕは銅導体の抵抗率であり、Ｒｃｕは抵抗であり、ηは導体の充填係数であり、μは圧縮係数であり、ｋ３はケーブル形成の係数であり、ｎはモノフィラメントの総数であり、国家標準で規定されている導体抵抗要件を照会するか、必要な電流容量を測定することで、２０℃での銅導体の抵抗率ρｃｕは１．７２４１×１０−８Ω・ｍを選択し、Ｒｃｕの値は０．００９０Ω／ｋｍを選択し、ｋ１値は１．０２を選択し、ｋ２値は１．０２を選択し、ｋ３値は１．００を選択し、η値は０．９６を選択し、μ値は１．１２を選択し、ｎ値は１２３を選択し、計算式（１）に従ってＳ＝１９９３．１ｍｍ２、ＤＡ≒５１．４１ｍｍ（５２．０ｍｍに修正）、ｄ＝４．８１ｍｍを算出することができる。
【００２１】
３）各層の導体の撚り合わせ外径Ｄｍを計算する。
Ｄ１＝ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ１修と定める
Ｄ２＝Ｄ１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ２修と定める
Ｄ３＝Ｄ２修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ３修と定める
Ｄ４＝Ｄ３修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ４修と定める
Ｄ５＝Ｄ４修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ５修と定める
Ｄ６＝Ｄ５修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ６修と定める
Ｄ７＝Ｄ６修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ７修と定める
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、Ｄｍは導体の撚り合わせ外径であり、Ｄｍ修はＤｍの同じ層に対応する圧縮導体の外径である。
本実施形態では、Ｄ１＝４．８１ｍｍ、Ｄ２＝１４．４３ｍｍ、Ｄ３＝２３．１２ｍｍ、Ｄ４＝３１．４２ｍｍ、Ｄ５＝３９．３２ｍｍ、Ｄ６＝４７．０２ｍｍ、Ｄ７＝５４．４２ｍｍである。
Ｄ１修＝４．８１ｍｍ、Ｄ２修＝１３．５０ｍｍ、Ｄ３修＝２１．８０ｍｍ、Ｄ４修＝２９．７０ｍｍ、Ｄ５修＝３７．４０ｍｍ、Ｄ６修＝４４．８０ｍｍ、Ｄ７修＝５２．００ｍｍである。
【００２２】
４）各層の圧縮量ΔＤｍを計算する：計算式（２）により、各層の圧縮量ΔＤｍを算出し、
ΔＤｍ＝Ｄｍ−Ｄｍ修       （２）
ここで、ｍは１以上７以下の整数である。
本実施形態では、ΔＤ１＝Ｄ１−Ｄ１修、ΔＤ２＝Ｄ２−Ｄ２修、ΔＤ３＝Ｄ３−Ｄ３修、ΔＤ４＝Ｄ４−Ｄ４修、ΔＤ５＝Ｄ５−Ｄ５修、ΔＤ６＝Ｄ６−Ｄ６修、ΔＤ７＝Ｄ７−Ｄ７修である。
本実施形態では、ΔＤ１＝０ｍｍ、ΔＤ２＝０．９３ｍｍ、ΔＤ３＝１．３２ｍｍ、ΔＤ４＝１．７２ｍｍ、ΔＤ５＝１．９２ｍｍ、ΔＤ６＝２．２２ｍｍ、ΔＤ７＝２．４２ｍｍである。
【００２３】
５）各層の圧縮量ΔＤｍを比較する：計算式（３）により各層の圧縮量ΔＤｍを比較し、
ΔＤｍ≦ΔＤｍ＋１     （３）
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、これを満たす場合、ステップ６）を行い、満たさない場合、ステップ３）を行ってＤｍ修を改めて設定する。
ステップ４）から、ΔＤ１≦ΔＤ２≦ΔＤ３≦ΔＤ４≦ΔＤ５≦ΔＤ６≦ΔＤ７であることが分かり、計算式（３）に符合し、ステップ６）を行う。
【００２４】
６）毎層の導体のモノフィラメントの数を計算する：：ｎ１＝１、計算式（４）に従って、第２層から開始し、毎層のモノフィラメントの数ｎｖ計を計算する。
ｎｖ計＝π（Ｄｖ修＋ｄ）／ｄ  （４）
ここで、ｖは２以上７以下の整数である。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２計＝π（Ｄ２修＋ｄ）／ｄ、ｎ３計＝π（Ｄ３修＋ｄ）／ｄ、ｎ４計＝π（Ｄ４修＋ｄ）／ｄ、ｎ５計＝π（Ｄ５修＋ｄ）／ｄ、ｎ６計＝π（Ｄ６修＋ｄ）／ｄ、ｎ７計＝π（Ｄ７修＋ｄ）／ｄである。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２計＝６．３、ｎ３計＝１２、ｎ４計＝１７．４、ｎ５計＝２２．５、ｎ６計＝２７．６、ｎ７計＝３２．４である。
【００２５】
７）毎層の導体のモノフィラメントの数を決定する：ｎ１＝１、ｎｖはステップ６）によって計算された毎層の導体のモノフィラメントの数に基づき、ｎｖ計は±２以内に丸め処理を行い、ｎｖを得て、ここで、ｖは２以上７以下の整数であり、ｎ＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５＋ｎ６＋ｎ７及び毎層のモノフィラメントの数ｎｖに基づき、対応する数はそれぞれ１、６、１２、１８、２４、３０、３６以下でｎｖの最終値を決定しなければならない。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２＝６、ｎ３＝１２、ｎ４＝１８、ｎ５＝２３、ｎ６＝２９、ｎ７＝３４である。
【００２６】
理論計算の数は、実際のモノフィラメントの数と内層で±１、外層で±２異なり、より大きな断面を計算する場合、差は±３以上となり得て、内層から外層まで、モノフィラメントの数の偏差は増加傾向がある。
【００２７】
【表１】
2021506042.tif 000005
【００２８】
【表２】
2021506042.tif 000006
【００２９】
表１と表２は、Ｄｍ修が異なる値の時の断面がＳ＝２０００ｍｍ２である導体の設計パラメータ表であり、表２に示すように、第２層の導体圧縮外径はφ＝１３．００ｍｍを選択し、各層の圧縮量の規則性の不変を保証するため、内側から外側への直径は順に２１．１ｍｍ、２９．１ｍｍ、３７．１ｍｍ、４４．８ｍｍ、５２．０ｍｍを選択するが、最外層と二次外側層の圧縮量は、１．９２ｍｍから２．４２ｍｍに増加し、以前と比較し、変化幅が大き過ぎ、第４層では、理論的に計算された数が実際の配置された数と１．１異なり、導体の差の数が徐々に増加する傾向を満たさず、数の差が大き過ぎ、生産過程で配置が容易ではなく、圧縮量が急激に増加するため、装置の高い牽引力が必要となり、断線しやすく、生産に不利であり、調整を経て、表１に示すように、実際の生産ニーズに沿ったものになる。
【００３０】
実施例２
断面がＳ＝１８００ｍｍ２の導体の設計方法であり、具体的ステップは、以下を含む。
１）抵抗を決定する：設計された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを決定し、本実施形態では、Ｒｃｕ＝０．０１０１Ω／ｋｍである。
【００３１】
２）導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する。ステップ１）で確認された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを計算式（１）に代入して、導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する。
2021506042.tif 000007
・・・・・・・・（1）
ここで、Ｓは導体の断面積であり、ｋ１は導体係数であり、ｋ２は撚り係数であり、ρｃｕは銅導体の抵抗率であり、Ｒｃｕは抵抗であり、ηは導体の充填係数であり、μは圧縮係数であり、ｋ３はケーブル形成の係数であり、ｎはモノフィラメントの総数であり、国家標準で規定されている導体抵抗要件を照会するか、必要な電流量を測定し、２０℃での銅導体の抵抗率ρｃｕは１．７２４１×１０−８Ω・ｍを選択し、Ｒｃｕの値は０．０１０１Ω／ｋｍを選択し、ｋ１値は１．０２を選択し、ｋ２値は１．０２を選択し、ｋ３値は１．００を選択し、η値は０．９を選択し、μ値は１．０９を選択し、ｎ値は８９を選択し、計算式（１）により、Ｓ＝１７７５．９ｍｍ２、ＤＡ≒５０．４６ｍｍ（５０．５ｍｍに修正）、ｄ＝５．２６ｍｍを算出することができる。
【００３２】
３）各層の導体の撚り合わせ外径Ｄｍを計算する。
Ｄ１＝ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ１修と定める
Ｄ２＝Ｄ１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ２修と定める
Ｄ３＝Ｄ２修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ３修と定める
Ｄ４＝Ｄ３修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ４修と定める
Ｄ５＝Ｄ４修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ５修と定める
Ｄ６＝Ｄ５修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ６修と定める
本実施形態では、Ｄ１＝５．２６ｍｍ、Ｄ２＝１５．７８ｍｍ、Ｄ３＝２５．５２ｍｍ、Ｄ４＝３５．０２ｍｍ、Ｄ５＝４４．１２ｍｍ、Ｄ６＝５２．２８ｍｍである。
Ｄ１修＝５．２６ｍｍ、Ｄ２修＝１５ｍｍ、Ｄ３修＝２４．５ｍｍ、Ｄ４修＝３３．６ｍｍ、Ｄ５修＝４２．３ｍｍ、Ｄ６修＝５０．５ｍｍである。
【００３３】
４）各層の圧縮量ΔＤｍを計算する：計算式（２）により、各層の圧縮量ΔＤｍを算出し、
ΔＤｍ＝Ｄｍ−Ｄｍ修       （２）
ここで、ｍは１以上７以下の整数である。
本実施形態では、ΔＤ１＝Ｄ１−Ｄ１修、ΔＤ２＝Ｄ２−Ｄ２修、ΔＤ３＝Ｄ３−Ｄ３修、ΔＤ４＝Ｄ４−Ｄ４修、ΔＤ５＝Ｄ５−Ｄ５修、ΔＤ６＝Ｄ６−Ｄ６修である。
本実施形態では、ΔＤ１＝０ｍｍ、ΔＤ２＝０．７８ｍｍ、ΔＤ３＝１．０２ｍｍ、ΔＤ４＝１．４２ｍｍ、ΔＤ５＝１．８２ｍｍ、ΔＤ６＝２．３２ｍｍである。
【００３４】
５）各層の圧縮量ΔＤｍを比較する：計算式（３）により各層の圧縮量ΔＤｍを比較し、
ΔＤｍ≦ΔＤｍ＋１     （３）
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、これを満たす場合、ステップ６）を行い、満たさない場合、ステップ３）を行ってＤｍ修を改めて設定する。
ステップ４）から、ΔＤ１≦ΔＤ２≦ΔＤ３≦ΔＤ４≦ΔＤ５≦ΔＤ６であることが分かり、計算式（３）に符合し、ステップ６）を行う。
【００３５】
６）毎層の導体のモノフィラメントの数を計算する：ｎ１＝１、計算式（４）に従って、第２層から開始し、毎層のモノフィラメントの数ｎｖ計を計算する。
ｎｖ計＝π（Ｄｖ修＋ｄ）／ｄ  （４）
ここで、ｖは２以上７以下の整数である。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２計＝π（Ｄ２修＋ｄ）／ｄ、ｎ３計＝π（Ｄ３修＋ｄ）／ｄ、ｎ４計＝π（Ｄ４修＋ｄ）／ｄ、ｎ５計＝π（Ｄ５修＋ｄ）／ｄ、ｎ６計＝π（Ｄ６修＋ｄ）／ｄである。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２計＝６．３、ｎ３計＝１２．１、ｎ４計＝１７．８、ｎ５計＝２３．２、ｎ６計＝２８．４である。
【００３６】
７）毎層の導体のモノフィラメントの数を決定する：ｎ１＝１、ｎｖはステップ６）によって計算された毎層の導体のモノフィラメントの数に基づき、ｎｖ計は±２以内に丸め処理を行い、ｎｖを得て、ここで、ｖは２以上７以下の整数であり、ｎ＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５＋ｎ６及び毎層のモノフィラメントの数ｎｖに基づき、対応する数はそれぞれ１、６、１２、１８、２４、３０、３６以下でｎｖの最終値を決定しなければならない。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２＝６、ｎ３＝１２、ｎ４＝１８、ｎ５＝２３、ｎ６＝２９である。
【００３７】
【表３】
2021506042.tif 000008
【００３８】
表３は、断面はＳ＝１８００ｍｍ２の導体の設計パラメータ表である。
【００３９】
実施例３
断面積Ｓ＝１６００ｍｍ２の導体の設計方法であり、具体的ステップは、以下を含む。
１）抵抗を決定する：設計された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを決定し、本実施形態では、Ｒｃｕ＝０．０１１３Ω／ｋｍである。
【００４０】
２）導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する。ステップ１）で確認された海底ケーブル導体の抵抗Ｒｃｕを計算式（１）に代入して、導体の外径ＤＡとモノフィラメントの直径ｄを計算する。
2021506042.tif 000009
・・・・・・（1）
ここで、Ｓは導体の断面積であり、ｋ１は導体係数であり、ｋ２は撚り合わせ係数であり、ρｃｕは銅導体の抵抗率であり、Ｒｃｕは抵抗であり、ηは導体の充填係数であり、μは圧縮係数であり、ｋ３はケーブル形成の係数であり、ｎはモノフィラメントの総数であり、国家標準で規定されている導体抵抗要件を照会するか、必要な電流量を測定し、２０℃での銅導体の抵抗率ρｃｕは１．７２４１×１０−８Ω・ｍを選択し、Ｒｃｕの値は０．０１１３Ω／ｋｍを選択し、ｋ１値は１．０２を選択し、ｋ２値は１．０２を選択し、ｋ３値は１．００を選択し、η値は０．８９を選択し、μ値は１．０８を選択し、ｎ値は６０を選択し、式（１）に従って、Ｓ＝１５８７．３ｍｍ２、ＤＡ≒４７．８４ｍｍ（４８．０ｍｍに修正）、ｄ＝６．０３ｍｍを算出することができる。
【００４１】
３）各層の導体の撚り合わせ外径Ｄｍを計算する。
Ｄ１＝ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ１修と定める
Ｄ２＝Ｄ１修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ２修と定める
Ｄ３＝Ｄ２修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ３修と定める
Ｄ４＝Ｄ３修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ４修と定める
Ｄ５＝Ｄ４修＋２ｄ、圧縮後の導体の外径をＤ５修と定める
ｍが１以上７以下の整数であり、Ｄｍは導体の撚り合わせ外径であり、Ｄｍ修はＤｍの同じ層に対応する圧縮された導体の外径である。
本実施形態では、Ｄ１＝６．０３ｍｍ、Ｄ２＝１８．０９ｍｍ、Ｄ３＝２９．２６ｍｍ、Ｄ４＝３９．９６ｍｍ、Ｄ５＝５０．２６ｍｍである。
Ｄ１修＝６．０３ｍｍ、Ｄ２修＝１７．２ｍｍ、Ｄ３修＝２７．９ｍｍ、Ｄ４修＝３８．２ｍｍ、Ｄ５修＝４８ｍｍである。
【００４２】
４）各層の圧縮量ΔＤｍを計算する：計算式（２）により、各層の圧縮量ΔＤｍを算出し、
ΔＤｍ＝Ｄｍ−Ｄｍ修       （２）
ここで、ｍは１以上７以下の整数である。
本実施形態では、ΔＤ１＝Ｄ１−Ｄ１修、ΔＤ２＝Ｄ２−Ｄ２修、ΔＤ３＝Ｄ３−Ｄ３修、ΔＤ４＝Ｄ４−Ｄ４修、ΔＤ５＝Ｄ５−Ｄ５修である。
本実施形態では、ΔＤ１＝０ｍｍ、ΔＤ２＝０．８９ｍｍ、ΔＤ３＝１．３６ｍｍ、ΔＤ４＝１．７６ｍｍ、ΔＤ５＝２．２６ｍｍである。
【００４３】
５）各層の圧縮量ΔＤｍを比較：計算式（３）により各層の圧縮量ΔＤｍを比較し、
ΔＤｍ≦ΔＤｍ＋１     （３）
ここで、ｍは１以上７以下の整数であり、これを満たす場合、ステップ６）を行い、満たさない場合、ステップ３）を行ってＤｍ修を改めて設定する。
ステップ４）から、ΔＤ１≦ΔＤ２≦ΔＤ３≦ΔＤ４≦ΔＤ５であることが分かり、計算式（３）に符合し、ステップ６）を行う。
【００４４】
６）毎層の導体のモノフィラメントの数を計算する：ｎ１＝１、計算式（４）に従って、第２層から開始し、毎層のモノフィラメントの数ｎｖ計を計算する。
ｎｖ計＝π（Ｄｖ修＋ｄ）／ｄ  （４）
ここで、ｖは２以上７以下の整数である。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２計＝π（Ｄ２修＋ｄ）／ｄ、ｎ３計＝π（Ｄ３修＋ｄ）／ｄ、ｎ４計＝π（Ｄ４修＋ｄ）／ｄ、ｎ５計＝π（Ｄ５修＋ｄ）／ｄである。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２計＝６．３、ｎ３計＝１２．１、ｎ４計＝１７．７、ｎ５計＝２３である。
【００４５】
７）毎層の導体のモノフィラメントの数を決定する：ｎ１＝１、ｎｖはステップ６）によって計算された毎層の導体のモノフィラメントの数に基づき、ｎｖ計は±２以内に丸め処理を行い、ｎｖを得て、ここで、ｖは２以上７以下の整数であり、ｎ＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５＋ｎ６及び毎層のモノフィラメントの数ｎｖに基づき、対応する数はそれぞれ１、６、１２、１８、２４、３０、３６以下でｎｖの最終値を決定しなければならない。
本実施形態では、ｎ１＝１、ｎ２＝６、ｎ３＝１２、ｎ４＝１８、ｎ５＝２３である。
【００４６】
【表４】
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【００４７】
表４は、断面はＳ＝１６００ｍｍ２の導体の設計パラメータ表である。
【００４８】
ｄおよびＤ修は、各企業の設備、プロセス及び技術の好みの要素に従って値が選択されるため、不確定性があり、各ケーブル会社の選択値が異なるため、各層のｎ１、ｎ２、ｎ３．．．ｎｖ値が変化し、最終的なｎ値が変化し、繰り返し、循環して解を求め、最適なモノフィラメントの直径ｄ及び各層のモノフィラメントの数ｎ１、ｎ２、ｎ３．．．ｎｖを取得する。
【００４９】
この設計方法は、異なる断面の導体設計に応用することができ、例えば、断面がＳ＝１６００ｍｍ２の導体の設計、Ｓ＝１８００ｍｍ２の導体の設計およびＳ＝２０００ｍｍ２の導体の設計であり、異なる断面を有する導体の設計をより規範化し、円形モノフィラメント円形圧縮構造を用いた動態の設計方法によって各種断面の導体に設計を行うことができ、本業界の一般的な導体設計方法がないという欠点を補っている。
【００５０】
本発明の説明において、説明すべきこととして、用語「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などが示す方位又は位置関係は、図面に基づく方位又は位置関係を示すものであるか、発明製品の使用時の通常配置される方位又は位置関係であり、参照される装置又は部材が特定の方位、特定の方位での構造及び操作を有する必要があることを示したり示唆したりするのではなく、本発明の説明、及び説明の簡略化のためのものであり、本発明の制限として理解することはできない。
【００５１】
上記は本発明の実施形態にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の説明および図面によって実施される均等の構造または均等のプロセス変換、又は他の関連の技術分野における直接または間接的な運用は、何れも同様に本発明の保護範囲に含まれる。
【図１】
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【国際調査報告】
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