(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル負荷遮断時にケーブル内部に負圧が発生する比較的浅い水深領域のケーブル区間に、常にケーブル内部が正圧を保持するよう、ケーブルの両端末ないしは渚接続部に圧力給油タンクを接続して加圧給油することを特徴とする油浸ソリッド電力ケーブル線路。
【請求項２】
上記加圧給油に際し、負圧発生点への給油に時間的遅れが生じないよう、常温で0.5〜5000cst範囲の低粘度絶縁油を用いることを特徴とする請求項１記載の油浸ソリッド電力ケーブル線路。
【請求項３】
上記加圧給油に際し、圧力給油タンクには、ケーブルに使用されている絶縁油のＳＰ値（溶解度係数）とＳＰ値が１以上離れた低粘度油を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の油浸ソリッド電力ケーブル線路。
【請求項４】
圧力給油タンクの絶縁油にシリコンオイルを用いることを特徴とする請求項１〜３記載の油浸ソリッド電力ケーブル線路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は長距離大容量電力輸送に好適な油浸ソリッド電力ケーブル線路に関し、特に直流海底送電用に最適な油浸ソリッド電力ケーブル線路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流海底送電用線路としては、導体上に絶縁紙を巻回し、これに常温で５０００cst以上の粘度を有する高粘度の絶縁油を含浸した油浸ソリッド電力ケーブルが使用されている。
【０００３】
このような油浸ソリッド直流電力ケーブルは、ケーブル内の油を加圧して使用するＯＦケーブルとは異なり、ケーブルの電気性能維持の目的で、ケーブル線路の両端末からケーブル線路全線への油の加圧は実施していない。このように、ケーブル線路の両端末からの絶縁油の供給がないため、例えば負荷遮断時等の急激な温度変化により絶縁油の収縮からボイドが生じ、このボイドが有害な大きさになると放電開始点となりやすい。
【０００４】
このようなボイドは、絶縁紙をスパイラル状に巻回するときに必然的に生じる油ギャップにまず生じやすく、次いで絶縁紙の天然繊維の隙間に生じやすく、特に温度変化が急激になる導体の直上、金属遮断層の直下に生じやすく、さらにこれらの部分は電界が高いので危険である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
? これまでの含浸ソリッド直流電力ケーブルは、例えば使用電圧が400ＫＶ以下、送電電流が1000Ａ未満と比較的小さかったので、ボイドに対して特に問題視されなかった。ところが、近年大電流を含浸ソリッド直流電力ケーブルで、長距離送電する計画が相次いで出現するようになってきた。例えば、送電電圧も450ＫＶ以上、送電電流も1000Ａを越えるような線路が計画されるようになってきた。このように、高電圧、大電流になってくると、特に導体直上の絶縁層中の有害なボイドが無視できなくなってきた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点を解消し、温度変化により導体直上や金属遮蔽層直下にボイドが形成されても、性能の低下を抑制し得る油浸ソリッド電力ケーブル線路を提供するもので、その特徴は、ケーブル負荷遮断時にケーブル内部に負圧が発生する比較的浅い水深領域のケーブル区間に、常にケーブル内部が正圧を保持するよう、ケーブルの両端末ないしは渚接続部に圧力給油タンクを接続して加圧給油することにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の油浸ソリッド電力ケーブル線路の具体例の線図的説明図である。
図面において、１は油浸ソリッド電力ケーブル線路、２は水圧によって鉛被内が常に正圧に保てる区間、３は比較的水深浅く布設されたケーブル区間、４Ａ、４Ｂはケーブルの両端末、５Ａ、５Ｂは上記両端末にそれぞれ接続された圧力給油タンク、Ｈは鉛被内を正圧に保つために必要な水深である。
【０００８】
油浸ソリッド電力ケーブル線路１は、１００ｋｍを越える直流海底用線路として使用されることが多い。しかし、油浸ソリッド直流海底電力ケーブル線路１では、高粘度油が含浸されている上に、超長距離に布設されているために、OFケーブルの様に両端末から油を加圧供給してケーブル全体を正圧に保ち、電気性能の低下を抑制することは不可能である。従って、ケーブル負荷遮断時に絶縁油の冷却、収縮により、特に温度低下幅の大きい導体近傍にボイドが発生し、内部に負圧が発生することが予想される。
【０００９】
この現象は、水深Hが約５０ｍ以上に布設された領域のケーブル区間２では、ケーブルの鉛被外からの外水圧により、鉛被が押し潰され、ケーブル絶縁体中の体積が小さくなり内部油圧が上昇する。従って、負荷の遮断された瞬間に、油の冷却による体積収縮分の油の供給が出来ず油圧が低下したとしても、正圧を維持することが出来、負圧によるボイドの発生はない。
【００１０】
一方、比較的水深浅くに布設された領域のケーブル区間３は、外水圧が小さいために鉛被を潰しきれず、内部油圧の上昇が小さい。この状態で一度負荷遮断が起これば油の冷却による体積収縮分の油の供給が出来ず、負圧が発生し、ボイド放電からケーブルの破かいへとつながる。
そこで、この水深の浅い領域のケーブル区間３に、いかなる時にも負圧が発生しない程度の油圧を、ケーブルの両端末４Ａ，４Ｂあるいは渚接続部に圧力給油タンク５Ａ，５Ｂを配置し、加圧給油することにより、ケーブル絶縁体内部を正圧に維持し、ボイド放電の開始を抑える。
【００１１】
このように、外水圧により常にケーブル内部油圧を正圧に維持できるケーブル区間２と、ケーブルの両端末４Ａ，４Ｂから圧力給油タンク５Ａ，５Ｂを用いて加圧、給油することによりケーブル内部油圧を正圧に維持するケーブル区間３が存在することにより、ソリッド油浸電力ケーブル線路１もOFケーブルと同様に使用することが可能になる。この際、両端末４Ａ，４Ｂの圧力給油タンク５Ａ，５Ｂから加圧、給油された油は、主にケーブル鉛被とケーブルコアの１mm程度の隙間を通って往き来する。
【００１２】
ところで、油浸ソリッド電力ケーブル線路では高粘度油が使用されている。これはケーブルの長手方向と円周方向への油の移動を抑制するためである。ケーブル内部を低粘度油にすると、傾斜地で高低差により油が低いほうへ移動し、局部的（上方部）に油が枯渇した状態になることをさけるためである。
【００１３】
しかし、ケーブル絶縁油に合せて両端末４Ａ，４Ｂの圧力給油タンク５Ａ，５Ｂから加圧供給する油を中粘度ないし高粘度のものにすると、両端末４Ａ，４Ｂの圧力給油タンク５Ａ，５Ｂから加圧、供給した油が、鉛被とケーブルコアとの狭い隙間を通ってケーブルの長手方向に伝搬するのに時間がかかってしまい、端末から離れた部分で瞬間的に負圧が発生したときに正圧に維持することが困難である。このため、加圧給油に際し、負圧発生点への給油に時間的遅れが生じないように、常温で0.5〜5000cst範囲の低粘度絶縁油を用いる。
【００１４】
一方、両端末４Ａ，４Ｂの圧力給油タンク５Ａ，５Ｂから加圧供給する油に低粘度油を用いると、ケーブルの高粘度と混合して、粘度低下を起こしてしまい、移動し易い油となってソリッド電力ケーブル線路としては好ましくない。又端末から加圧供給する油から見れば、ケーブル内の高粘度油と混合することにより、油の粘度が上昇し、油圧伝搬特性が悪くなり、端末から離れた部分で瞬間的に負圧が発生したときに正圧に維持することが困難となる。
【００１５】
そこで、通常油浸電力ケーブルに用いられる鉱物油やポリブテン系の高粘度油のＳＰ値（溶解度係数）とはＳＰ値が1以上離れた低粘度油を端末油に用いる。こうすることにより、ケーブル内の高粘度油と端末から加圧供給する油が互いに溶解することがない。
【００１６】
従って、ケーブルの負荷変動による油の膨張収縮時に、端末とケーブル内で油が往き来するときも、選択的に粘度の低い端末油が媒体となる。よって、両端末からの油の加圧供給により正圧に維持できるケーブルの長さが、運転中にケーブル側にシフトすることがない。このような端末から加圧供給する油としてはシリコンオイルが好ましい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の油浸ソリッド電力ケーブル線路によれば、温度変化の繰返しにより生ずるボイドによる電気性能の低下が抑制され、高電圧、大電力、長距離送電に適した電力ケーブル線路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油浸ソリッド電力ケーブル線路の線図的説明図である。
【符号の説明】
１  油浸ソリッド電力ケーブル線路
２  水圧によって鉛被内が常に正圧に保てる区間
３  比較的水深浅く布設されている区間
４  ケーブルの両端末
５  圧力給油タンク
【図１】
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