(57)【要約】【課題】静電容量が低く、外径が小さく軽量であり、パルス電圧駆動方式による低被爆型Ｘ線装置への適用が可能なＸ線用高電圧ケーブルを提供する。【解決手段】高圧部絶縁体２の内部に複数条の低圧Ａ線心３と低圧Ｂ線心４を有するＸ線用高電圧ケーブル１において、複数条の低圧Ａ線心３を介在物５と共に撚り合わせてその外周に押さえ巻きテープ６を施し、その外周に編組構造からなる低圧Ｂ線心４を設け、その外周に内部半導電層７及び高圧部絶縁体２を被覆した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧部絶縁体の内部に複数条の低圧Ａ線心と低圧Ｂ線心を有するＸ線用高電圧ケーブルにおいて、複数条の低圧Ａ線心を介在物と共に撚り合わせてその外周に押さえ巻きテープを施し、その外周に編組構造からなる低圧Ｂ線心を設け、その外周に内部半導電層及び高圧部絶縁体を被覆したことを特徴とするＸ線用高電圧ケーブル。
【請求項２】
上記低圧Ｂ線心が、線径０．１２〜０．１６ｍｍの軟銅線またはすずメッキ軟銅線を用いた編組構造であり、その編組構造が、上記軟銅線またはすずメッキ軟銅線を片打ちし他方を綿糸等の繊維を片打ちしてなる交織編組である請求項１記載のＸ線用高電圧ケーブル。
【請求項３】
上記押さえ巻きテープの巻き厚さが、０．０５ｍｍ以下で、且つ上記内部半導電層が、０．１ｍｍ以下の半導電性テープを巻いて形成された請求項１または２いずれかに記載のＸ線用高電圧ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧部絶縁体の内部に複数条の低圧Ａ線心と低圧Ｂ線心を有するＸ線用高電圧ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線用高電圧ケーブルは、例えば、図３に示すようなものがあった。このＸ線用高電圧ケーブル５１は、２条の低圧Ａ線心５２と１条の低圧Ｂ線心５３とを撚り合わせており、ＪＩＳＣ３４０７にも規定されている。
【０００３】
上述の３条の低圧線心５２，５３の外周には、径方向外側に向かって、介在物兼内部半導電層５４、高圧部絶縁体５５、外部半導電層５６、遮蔽層５７、シース５８が順次設けられている。
【０００４】
この低圧線心３条撚合せ型の具体例としては、定格電圧ＤＣ７５ｋＶ級で仕上がり外径が１９ｍｍ程度、その静電容量が１９０〜２１０ｐＦ／ｍと比較的大きいものが市販されている。
【０００５】
また、ケーブルの静電容量を低減させたＸ線用高電圧ケーブルの例としては、特開昭６１−７９４４８号公報に開示されたものがあった。このＸ線用高電圧ケーブル６１は、図４に示すように、２条の低圧Ａ線心６２の撚り合わせ間隙に、２条に分割された細径の低圧Ｂ線心６３を配置するようになっている。
【０００６】
図４においては、上述の４条の低圧線心６２，６３の外周には、径方向外側に向かって、介在物兼内部半導電層６４、高圧部絶縁体６５、外部半導電層６６、遮蔽層６７、シース６８が順次設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のＸ線用高電圧ケーブル５１，６１では以下に示すような問題があった。
【０００８】
図３のＸ線用高電圧ケーブル５１では、ケーブル自身の静電容量が比較的大きいことと、外径が大きくまた質量が重いことに起因するＸ線装置内部配線時の取扱性が劣ることが問題となっていた。
【０００９】
特に、ケーブル自身の静電容量が大きいことが、近年のＸ線装置への適用の際に不都合を生じていた。具体的には、Ｘ線装置の最近の主流となっているパルス電圧駆動方式による低被爆型Ｘ線装置に、上述の従来型Ｘ線用高電圧ケーブル５１を適用した場合、ケーブルの静電容量が大きいことにより、ケーブル線路の時定数が大きく、電源より印加したパルスの波形、特に立下り部がなまり、エネルギーの低い無効Ｘ線の発生を引き起こすといった問題があった。
【００１０】
そこで、ケーブルの静電容量を低減することが、ケーブル線路の時定数を小さくし、上述のパルス電圧駆動方式による低被爆型Ｘ線装置への適用を可能にする方策ではあるが、上述のＸ線用高電圧ケーブル５１では、低圧線心５２，５３の撚合せ外径（包絡円）は、低圧線心の２．１６倍以下にはなり得ず、これ以上撚合せ外径及び高圧部絶縁体５５の内径の縮小は不可能であり、静電容量の低減は困難な状況であった。
【００１１】
一方、図４のＸ線用高電圧ケーブル６１では、低圧Ｂ線心６３を複条化して、低圧Ａ線心６２の撚り合わせ間隙に分割配置するという手法で、低圧線心６２，６３の撚合せ外径（包絡円）を２．０倍にまで縮小し、これにより、内部半導電層６４の外径を低減し、静電容量の低減を図るようになっている。
【００１２】
この理論的考察においては、静電容量は図３のＸ線用高電圧ケーブル５１よりも低減が期待されるが、ケーブルの実用に際しては、以下に示すような問題があった。
【００１３】
高圧部絶縁体６５とその内部に位置する低圧線心６２，６３群間の電界を均一にするために、介在物兼内部半導電層６４は充実押出形とする必要がある。この充実押出型の介在物兼内部半導電層６４は、低圧線心６２，６３の剥取り施工性に難点があると共に、その比重は略１．１と重く、ケーブルの重量を増加させる一因となっていた。
【００１４】
また、低圧Ｂ線心６３を、低圧Ａ線心６２間に収容するために、低圧Ａ線心６２よりも小さくする必要がある（最大で低圧Ａ線心６２の外径の２／３倍までが収納可能範囲）。そこで、低圧Ｂ線心６３を、外径縮小のために被覆をしない裸導体とする事例もある。しかし、この場合、低圧線心６２，６３の撚り合わせ加工時や高圧部絶縁体６５の押出時の架橋反応時に加える圧力により、裸導体である低圧Ｂ線心６３が、低圧Ａ線心６２の被覆に押し付けられ、低圧Ａ線心６２の変形、潰れが発生し、その絶縁性能を損なう場合があった。
【００１５】
さらに、介在物兼内部半導電層６４は、外部にある高圧部絶縁体６５の押出量とのバランスを鑑みた場合、現状の製造技術では厚さ０．５ｍｍ以下に薄くすることは現在の製造技術では困難であり、これ以上、内部半導電層６４の外径を縮小して、静電容量を低減することは困難であった。
【００１６】
そこで、本発明は上記問題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、静電容量が低く、且つ外径が小さく軽量であり、よってパルス電圧駆動方式による低被爆型Ｘ線装置への適用が可能なＸ線用高電圧ケーブルを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明は、高圧部絶縁体の内部に複数条の低圧Ａ線心と低圧Ｂ線心を有するＸ線用高電圧ケーブルにおいて、複数条の低圧Ａ線心を介在物と共に撚り合わせてその外周に押さえ巻きテープを施し、その外周に編組構造からなる低圧Ｂ線心を設け、その外周に内部半導電層及び高圧部絶縁体を被覆したものである。
【００１８】
上記構成によれば、低圧Ｂ線心を編組とし、撚り合わされた低圧Ａ線心の周囲に設けたことによって、高圧部絶縁体の内径を小さくでき、静電容量を低減することができる。さらに、低圧Ｂ線心は導体の機能と共に低圧Ａ線心に対するシールド効果を兼備する。高圧部絶縁体内の電界は同心円状となり、従来の図３のＸ線用高電圧ケーブルに見られる電界不均一に起因する電界集中が除去できる。また、低圧Ｂ線心に囲繞された低圧Ａ線心は、シールドされ、その電位は高圧部絶縁体の電界の影響を受けなくなり、僅かに低圧Ａ線心に印加された低電圧による低い電気的ストレスを分担するのみとなる。よって、低圧Ａ線心の周囲に設けられる介在物を半導電性とする必要はなく、紙紐・ジュート等の非導電性材料で軽量且つ端末加工時の剥離性に優れた介在物が採用可能となる。さらに、介在物は間隙部を全て充填する必要はなく、中空チューブ状介在物等の採用可能であり、さらなる質量の低減も可能となる。
【００１９】
そして、上記低圧Ｂ線心が、線径０．１２〜０．１６ｍｍの軟銅線またはすずメッキ軟銅線を用いた編組構造であり、その編組構造が、上記軟銅線またはすずメッキ軟銅線を片打ちし他方を綿糸等の繊維を片打ちしてなる交織編組であるものが好ましい。
【００２０】
また、上記押さえ巻きテープの巻き厚さが、０．０５ｍｍ以下で、且つ上記内部半導電層が、０．１ｍｍ以下の半導電性テープを巻いて形成されたものが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００２２】
図１は本発明に係るＸ線用高電圧ケーブルの好適な実施の形態を示した断面図である。
【００２３】
図１に示すように、係るＸ線用高電圧ケーブル１は、高圧部絶縁体２の内部に複数条の低圧Ａ線心３と低圧Ｂ線心４を有するものであって、複数条の低圧Ａ線心３を介在物５と共に撚り合わせてその外周に押さえ巻きテープ６を施し、その外周に編組構造からなる低圧Ｂ線心４を設け、その外周に内部半導電層７及び高圧部絶縁体２を被覆したことを特徴とする。
【００２４】
低圧Ａ線心３は、導体の公称断面積１．５ｍｍ２で、被覆厚さが０．６５ｍｍのものが用いられている。
【００２５】
低圧Ａ線心３と共に撚り合わされる介在物５は、紙紐やジュート等の非導電性材料で軽量且つ端末施工時の低圧Ａ線心３からの剥離性が優れたものが採用されている。
【００２６】
低圧Ａ線心３と介在物５との撚り合わせの外周に施される押さえ巻きテープ６は、その巻き厚さが０．０５ｍｍ以下（本実施の形態では０．０５ｍｍ）となっている。この程度の巻き厚さを確保するために、押さえ巻きテープ６は、例えばマイラー（ＰＥＴ）テープや耐熱温度が２００度以上であるプラスチックテープが適用されている。
【００２７】
ここで、押さえ巻きテープ６の巻き厚さを０．０５ｍｍ以下としたのは、それより厚いテープを使用した場合、低静電容量が得られないためである。要するに、押さえ巻きテープ６の巻き厚さを０．０５ｍｍ以下としたことによって、高圧部絶縁体内径が大きくなり、静電容量の低減が図られる。
【００２８】
低圧Ｂ線心４は、線径０．１２〜０．１６ｍｍの軟銅線またはすずメッキ軟銅線を用いた編組構造にて構成されて、円筒状に形成されている。本実施の形態での編組構造は、軟銅線またはすずメッキ軟銅線を同方向へ片打ちし、他方を綿糸等の繊維を片打ちしてなる交織編組である。低圧Ｂ線心４の導体の計算断面積（合計）は１．５ｍｍ２となっている。
【００２９】
ここで、低圧Ｂ線心４を構成する軟銅線またはすずメッキ軟銅線の線径を０．１２〜０．１６ｍｍとしたのは、０．１２ｍｍ以下の線径では断線が生じ、０．１６ｍｍ以上では、低圧Ｂ線心４の外径が大きくなり、意図する低静電容量の特性が得られないからである。
【００３０】
なお、係る編組構造は、全てが軟銅線またはすずメッキ軟銅線からなる全編組であってもよいが、上述の交織編組の方が、耐屈曲性及び可撓性の上で優れている。
【００３１】
低圧Ｂ線心４の外周には、内部半導電層７が被覆されている。この内部半導電層７は、半導電性テープを巻き付けて構成されており、そのテープ厚さは０．１ｍｍ以下（本実施の形態では０．１ｍｍ）となっている。半導電性テープとしては、例えば一般に市販されているナイロン基布性のものが適用される。
【００３２】
内部半導電層７の外周には、高圧部絶縁体２が押出被覆されている。この高圧部絶縁体２は、厚さ４．１ｍｍで、且つ外径が１５ｍｍに形成されており、比誘電率は２．６となっている。
【００３３】
高圧部絶縁体２の外周には、径方向内側から外部半導電層８、遮蔽層９、シース１０の順でそれぞれ設けられている。これら、外部半導電層８、遮蔽層９及びシース１０は図３及び図４に示した従来のものと同様の構造である。
【００３４】
次に、本実施の形態に係るＸ線用高電圧ケーブル１と従来のＸ線用高電圧ケーブル５１，６１との比較を行う。
【００３５】
図２に示した各部寸法にてＸ線用高電圧ケーブルを製造し、各Ｘ線用高電圧ケーブル毎に、完成質量を計測すると共に、下記の数１の式より静電容量を算出した。
【００３６】
【数１】
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【００３７】
なお、図３に示した従来の低圧線心３条撚合せ型のＸ線用高電圧ケーブル５１と、図４に示した従来の低圧Ｂ線心分割配置型のＸ線用高電圧ケーブル６１は、本発明のＸ線用高電圧ケーブル１との比較を容易にするために、低圧Ａ線心５２，６２の導体公称断面積及び低圧Ｂ線心５３，６３の計算導体断面積（合計）は、Ｘ線用高電圧ケーブル１と同様に、それぞれ１．５ｍｍ２、１．５ｍｍ２となっている。また、高圧部絶縁体５５，６５も、Ｘ線用高電圧ケーブル１と同様に、厚さ４．１ｍｍとなっている。さらに、高圧部絶縁体５５，６５の外周の外部半導電層５６，６６、遮蔽層５７，６７、シース５８，６８は、Ｘ線用高電圧ケーブル１と同様の構造となっている。
【００３８】
図２に示すように、本実施の形態のＸ線用高電圧ケーブル１では、静電容量が１８３ｐＦ／ｍであり、低圧線心３条撚合せ型のＸ線用高電圧ケーブル５１の静電容量１９２ｐＦ／ｍと比較して約５％低減されている。この値は低圧Ｂ線心分割配置型のＸ線用高電圧ケーブル６１と同等であるが、比較の中では最も低い値である。
【００３９】
また、完成質量は、本実施の形態のＸ線用高電圧ケーブル１が３７５ｇ／ｍであり、低圧線心３条撚合せ型のＸ線用高電圧ケーブル５１の完成質量４００ｇ／ｍと比較して約６％低減され、低圧Ｂ線心４分割配置型のＸ線用高電圧ケーブル６１の完成質量３８５ｇ／ｍと比較して約３％低減されている。
【００４０】
要するに、本発明によれば、低圧Ｂ線心４を編組とし、撚り合わされた低圧Ａ線心３の周囲に設けたことによって、高圧部絶縁体２の内径を小さくでき、静電容量を低減することができる。
【００４１】
静電容量の低減に伴って、ケーブル線路の時定数を低減でき、これによって、パルス電圧駆動方式のＸ線装置への適用が可能となる。
【００４２】
また、低圧Ｂ線心４を編組とし、撚り合わされた低圧Ａ線心３の周囲に設けたことによって、低圧Ｂ線心４は導体の機能と共に低圧Ａ線心３に対するシールド効果を兼備する。そして、高圧部絶縁体２内の電界は同心円状となり、従来の図３のＸ線用高電圧ケーブル５１に見られるような電界不均一に起因する電界集中が除去できる。
【００４３】
さらに、低圧Ｂ線心４に囲繞された低圧Ａ線心３はシールドされ、その電位は高圧部絶縁体２の電界の影響を受けなくなり、僅かに低圧Ａ線心３に印加された低電圧による低い電気的ストレスを分担するのみとなる。従って、低圧Ａ線心３の周囲に設けられる介在物５を半導電性とする必要はなく、紙紐・ジュート等の非導電性材料で軽量且つ端末加工時の剥離性に優れた介在物５が採用可能となると共に、その介在物５は図４の介在物６４のように間隙部を全て充填する必要はなく、中空チューブ状の介在物が採用可能であるので、大幅な質量の低減が可能となると共に、端末加工性の向上が達成される。
【００４４】
また、本発明によれば、図４のＸ線用高電圧ケーブル６１のように、低圧Ａ線心３に裸導体である低圧Ｂ線心が押し付けられることはないので、低圧Ａ線心３の変形、潰れが発生することはない。
【００４５】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、静電容量を低くできると共に、外径を小さく且つ軽量とすることができるので、本発明に係るＸ線用高電圧ケーブルを、パルス電圧駆動方式による低被爆型Ｘ線装置へ適用することが可能となるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線用高電圧ケーブルの好適な実施の形態を示した断面図である。
【図２】本実施の形態に係るＸ線用高電圧ケーブルと従来のＸ線用高電圧ケーブルとの比較表である。
【図３】従来の低圧線心３条撚合せ型のＸ線用高電圧ケーブルを示した断面図である。
【図４】従来の低圧Ｂ線心分割配置型のＸ線用高電圧ケーブルを示した断面図である。
【符号の説明】
１　Ｘ線用高電圧ケーブル
２　高圧部絶縁体
３　低圧Ａ線心
４　低圧Ｂ線心
５　介在物
６　押さえ巻きテープ
７　内部半導電層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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