電力ケーブル技術発展の系統化調査
Study on Systematic Development of Power Cable Technology2
吉田 昭太郎 Shotaro Yoshida■要旨
電力ケーブルの技術発展は、低損失化、コンパクト化、長尺化、高信頼度化、高品質化など電力会社の明確なニーズと主導のもとにケーブルと接続箱の新規技術を積極的に導入して進められた。1980 年以降は日本独自技術で世界トップクラスのケーブル線路が完成した。ケーブルは数十 km 線路の長手方向に一箇所でも欠陥を造らない高品質化技術がより重要であり他の電力機器と異なる点である。
火力、原子力発電所などで発電された電力は、変圧器で高電圧化され、架空送電線を経由して地中に布設された電力ケーブルにより都市内の需要地へ送られる。電力ケーブルはライフラインを支える基盤製品である。本調
査は 60kV 級以上電力ケーブルの OF ケーブル (Oil-Filled cable)、POF ケーブル (Pipe type Oil Filled cable) およびCV ケーブル (Cross-linked polyethylene insulated cable) を対象として行った。電力ケーブルの技術開発は、主に高電圧化および大電流化に対する材料とその構造の改善の歴史であり、いかにしてコンパクト化ができ、低損失化
できるかにある。ケーブルと接続箱の技術発展に主眼を置き系統化調査を行い、以下の 5 期に分類し技術発展過程をまとめた。
(1) 模倣技術による国産化（1950 年代後半 ( 昭和 30 年代前半）まで )日本最初の OF ケーブルは、1928 年にイタリア・ピレリー社から技術導入を受けて、1930 年に日本電力 ( 株 )尾久変電所向けに製造、布設された。66kV 鉛被 OF ケーブル ( 絶縁厚 10mm) である。第二次世界大戦中はほとんど生産されなかったが、1951 年以降産業の復興とともに 66kV 以上 OF ケーブルは急激に増加した。コンパクト化のため 66kV 3 心 OF ケーブルが実用化された。1955 年頃には日本の技術は独り立ちできた。
(2) 海外技術をベースとした国産技術の発展（1950 年代後半 ( 昭和 30 年代前半 ) ～ 1970 年 ( 昭和 45 年 ) 頃）
フランスのリヨン社から薄紙絶縁ケーブル技術の導入を行い、1960 年に 287.5kV OF ケーブル線路が建設された。
その後鉛被に代わって波付きアルミ被を実用化し、絶縁体の低損失化を図るため脱イオン水洗紙および合成油を実用化するなど国産技術による高電圧化と低損失化が進められた。架橋ポリエチレン材料自体はアメリカ GE 社の特許で、1960 年頃に各社がライセンス契約を結び CV ケーブルを実用化した。1964 年には 70kV CV ケーブル ( 絶縁厚 20mm) が布設された。日本独自の内外半導電層と絶縁層の 3 層同時押出方式を開発し、絶縁性能を向上させた。日本が常に先行して CV ケーブルの実用化を進めた。
(3) 自主技術で国産化（1970 年 ( 昭和 45 年 ) 頃～ 1980 年 ( 昭和 55 年 ) 頃）
長距離 275kV OF ケーブルおよび POF ケーブル線路が建設され、長距離 500kV OF ケーブル線路建設を目標に
日本独自の低損失の半合成紙の開発が進められた。一方、CV ケーブルについては、日本独自の乾式架橋製造方式が開発され、CV ケーブルの絶縁性能を著しく向上させた。これらの技術は、世界に先んじた技術であり、CV ケー
ブルの絶縁信頼性を向上させ、超高圧 CV ケーブルの実用化に貢献した。1979 年に世界で初めての 275kV CV ケー
ブルが布設された。
(4) 日本独自技術で世界トップレベルへ（1980 年 ( 昭和 55 年 ) 頃～ 1990 年 ( 平成２年 ) 頃）
絶縁体の低損失化のため 275kV 半合成紙 OF ケーブルを実用化した。導体の低損失化のため、世界で初めての酸化第二銅皮膜を有する素線絶縁導体が開発され、275kV POF ケーブルに適用され大電流化を果たした。500kV
CV ケーブルを目指して開発が進められた。絶縁性能に対して欠陥となる異物混入を阻止するため、材料から製造まで徹底したクリーン化が進められ、1988 年には、発電所の引出し線として 500kV CV ケーブルが世界で初めて実用化され、1989 年には長距離 275kV CV ケーブル線路 ( 絶縁厚 27mm) が実用化された。
(5) 世界トップレベルの製品化（1990 年 ( 平成２年 ) 頃～ 2005 年 ( 平成 17 年 ))世界トップレベルの 500kV ケーブル技術を確立し、これをベースに大容量線路として、本四連系線 500kV 半
合成紙絶縁 OF ケーブル ( 絶縁厚 25mm)、紀伊水道横断直流 500kV 海底 OF ケーブル ( 絶縁厚 22.5mm)、新豊洲線
500kV CV ケーブル ( 最小絶縁厚 27mm) が実用化された。既に 10 年以上の運転がされている。

Study on Systematic Development of Power Cable Technology
Shotaro Yoshida■ Abstract
The development of power cable technologies is the history of developing lower power loss, smaller cabledimensions, longer distance transmissions, better reliability and higher quality overall in accordance with therequirements of power utilities in Japan, in the course of which new technologies relating to power cables and its
accessories were proactively introduced to Japan. In the 1980s, Japan became successful in installing world-class power
cable transmission lines using own technology. The big difference with other power equipment was cable technologythat guaranteed high quality and reliability, particularly for defect free transmission over distances of several tens ofkilometers.
Electricity generated by thermal, nuclear and other types of power plant is transmitted through overheadtransmission lines and underground cables to urban areas where the demand for electricity is very high. Power cables
are thus key to modern living. This study focuses on oil-filled cable (OF cable), pipe-type oil filled cable (POF cable),and cross-linked polyethylene insulated cable (CV cable), with voltage ratings of 60kV or more. The development of
power cable technologies is the history of developing insulation materials and power cable construction able to handle
higher voltages and larger current, and also developing smaller dimensions and lower loss. This study focuses primarilyon technology development for power cables and its accessories, and addresses its development in the following fivestages.
(1): Domestic production through imported overseas technologies — Until latter half of 1950s
Technology imported from Pirelli Cables of Italy was used in 1928 to manufacture OF cables for the first time inJapan. OF cable rated 66kV (10 mm thick insulation and lead-sheathed) was subsequently installed in the Ogu Power
Substation of Nippon Electric Power Co. in 1930. However, the development of cable and related technology, andcable production was virtually halted throughout Second World War. After 1951, the demand for OF cables rated 66
kV and higher sharply increased. Three-core OF cable rated at 66 kV was developed to meet the market requirements
for smaller diameter power cable and was produced commercially. By 1955, Japan was self-reliant in power cabletechnology.
(2): Development of own technologies on the basis of imported technologies from overseas — From latter half of
1950s to around 1970
During this phase, thin paper insulation cable technology from Les Cables de Lyon in France was used. 287.5 kV OF
cable lines were installed underground in 1960. Corrugated aluminum-sheathing was then developed in Japan toreplace lead sheathing, and was produced commercially. Domestic cable technologies were successful in achieving
higher power voltage and lower dielectric loss with de-ionized water-washed Kraft paper and synthetic oil. CV
cable was commercialized around 1960 with licensing agreements for cross-linked polyethylene materials with GE
in America, and 70 kV CV cable (20 mm thick insulation) was subsequently installed in 1964. Cable with a triple
layer simultaneous extrusion process for the insulation and two semiconducting screens was then developed in Japan,
enhancing cable insulation. Japan had now taken the lead in the commercialization of CV cable.
(3) Domestic production with Japanese technology — From around 1970 to around 1980
During this phase, long-distance 275 kV OF cable and POF cable power transmission lines were installed throughout
Japan, and low-loss semi-synthetic insulating paper was developed domestically to make viable commercial longdistance 500 kV OF cable power transmission lines. Japan developed its own dry-cured insulation process to achieve
better insulation performance and higher reliability. These world-leading technologies achieved greater insulation
reliability for CV cable, and also contributed to the commercialization of ultra-high-voltage CV cables. The world's
first 275 kV-rated CV cable was installed in Japan in 1979.
(4) Japan as world leader in power cable market with own technology— From around 1980 to around 1990
The 1980s saw the commercialization of OF cables with semi-synthetic insulation paper for lower dielectric loss. The
world's first strand-insulated cupric oxide film-coated conductor wire was developed, achieving a further reduction

in current loss. This technologies were applied to 275 kV POF cable and enabled high current power transmission.
Crowning this technology was CV cable rated for 500 kV. To prevent contamination of the insulation layer, clean
production control was applied, from the raw materials stage and right through the manufacturing process. In
1988, Japan installed the world’s first 500 kV CV cable in power plants. In 1989, it was successful in installingcommercially operated long-distance 275 kV CV cable transmission lines (27 mm thick insulation).
(5) Japan becomes top-ranking power cable manufacturer — From around 1990 to 2005
During this phase, Japan led the world in 500kV power cable technology. This technology made possible thecommercialization of high-capacity transmission lines, such as the 500 kV OF cable with semi-synthetic paper insulation(25 mm thick insulation) in the transmission line connecting Honshu and Shikoku, in the direct current 500 kV submarine
OF cable (22.5 mm thick insulation) across the Kii Channel, and in the 500 kV CV cable (27 mm minimum thickness
insulation) of the Shin-Toyosu line. These power lines have been operating for more than 10 years.

■ Profile吉田 昭太郎 Shotaro Yoshida
国立科学博物館産業技術史資料情報センター主任調査員
昭和 45 年３月 東京工業大学大学院理工学研究科電気工学専攻卒業
昭和 45 年４月 株式会社フジクラ（旧藤倉電線株式会社）
入社
超高圧電力ケーブルの開発に従事
平 成 元 年 ７ 月 研究開発本部電力開発部長
平 成 ４ 年 ４ 月 工学博士（東京工業大学）
平 成 ４ 年 ７ 月 電力事業部電力技術部長
電力ケーブルの設計に従事
平成 10 年７月 電力事業部長
電力ケーブル事業全般を担当
平成 23 年８月 株式会社フジクラ 退職
平成 24 年４月 国立科学博物館産業技術史資料情報センター
主任調査員■ Contents
１．はじめに…………………………………………………………… 106
２．電力ケーブルの概説… ……………………………………… 107
３．模倣技術による国産化……………………………………… 1101950 年代後半（昭和 30 年代前半）まで

４．海外技術をベースとした発展…………………………… 120
1950 年代後半（昭和 30 年代前半）〜 1970 年（昭和 45 年）頃

５．自主技術で国産化… ………………………………………… 138
1970 年（昭和 45 年）頃〜 1980 年（昭和 55 年）頃

６．日本独自技術で世界トップレベルへ………………… 153
1980 年（昭和 55 年）頃〜 1990 年（平成 2 年）頃

７．世界トップレベルの製品化… …………………………… 167
1990 年（平成 2 年）頃〜 2005 年（平成 17 年）

８．系統化調査のまとめ… ……………………………………… 187
９．あとがきと謝辞………………………………………………… 196
登録候補一覧…………………………………………………………… 197

1 はじめに火力発電所、原子力発電所、水力発電所などで発本報告は、電力ケーブルとして、60kV 級以上で使電された電力は、変圧器で高電圧化されて送電用の線用実績が多い OF ケーブル、POF ケーブルおよび CV

路を通って消費者のもとに送られる。送電用の送電線

ケーブルを対象として、大容量化即ち高電圧化と大電は、架空送電線と地中に布設される電力ケーブルとが流化の発展過程をまとめた。発展過程は第 3 章から第ある。

7 章まで以下の 5 期に分類し整理した。

架空送電線は、海岸の火力・原子力発電所、山あいの水力発電所などから都市や工業地帯などの需要地の近くの超高圧変電所まで、高い鉄塔に電線を架け渡して電力を送る送電線路である。発電所の大容量化、電力需要の増大にともない、220 ～ 500kV の架空送電線が運用されている。架空送電線により超高圧変電所に送られてきた電力は、都市内で地中に布設された電力ケーブルにより需要地近くの超高圧変電所へ送られる。超高圧変電所で降圧され次の変電所へ電力ケーブ
ルで送電され、最終的には配電系統につながれる。
一般的に発電所から架空送電線までの電力ケーブル
は短距離であり、架空送電線から都市内近くの変電所までの電力ケーブルは長距離となる。電力ケーブルには、OF ケーブル (Oil- Filled cable)、
POF ケーブル (Pipetype Oil Filled cable) および CV ケーブル (Cross-linked
polyethylene insulated cable) などが使われている。

1950 年代後半（昭和 30 年代前半）まで
第 4 章 海外技術をベースとした発展
1950 年代後半（昭和 30 年代前半）～
1970 年（昭和 45 年）頃まで
第 5 章 自主技術で国産化
1970 年（昭和 45 年）頃～
1980 年（昭和 55 年）頃
第 6 章 独自技術で世界トップクラスへ
1980 年（昭和 55 年）頃～
1990 年（平成２年）頃
第 7 章 世界トップレベルの製品化
1990 年（平成 2 年）頃～
2005 年（平成 17 年）
系統化調査のまとめとして、第 8 章に、高電圧化お電力ケーブルの送電容量を上げるには送電電圧と送よび大容量化の推移を示し、電力ケーブルの技術発展

電電流を大きくすれば良いが、送電電圧を大きくするの変遷を導体、絶縁体、金属シースに絞ってまとめた。

ためにはケーブル絶縁を厚くし、送電電流を大きくするには導体断面積を大きくする必要があり、ケーブル
外径を大きくせざるを得ない。一方電力ケーブルは、
架空送電線より高価格であり、都市内での布設ルートの確保は難しく、布設する場所の収容スペースを低減するためケーブル外径は小さい方が良い。布設施工のためにもケーブルは可とう性を有する必要があり、更にケーブルの運搬時のドラムの大きさと重量の制約がある。従ってケーブルは外径と重量の制約を受けるた
め可能な限りケーブルサイズのコンパクト化が求められる。
電力ケーブルの技術開発は、主に高電圧化および大電流化に対する材料とその構造の開発の歴史であり、いかにして高電圧化のためケーブルをコンパクト化ができ、大電流化のため低損失化できるかにある。更にケーブルの導体、絶縁体および金属シースを数百 m
以上の一連長に渡って品質管理されてケーブルの製造
および接続箱の組立施工ができるかにある。この観点からケーブル材料とケーブル構造の発展を主眼に置き
系統化調査を行った。

106

第 3 章 模倣技術による国産化

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

2 電力ケーブルの概説の種類もさまざまである。

2.1 電力ケーブル

送電線で送ることのできる電気の量を送電容量という。単位は W( または VA) である。送電容量が大きいほど一度にたくさんの電気を送ることができる。送電「電力ケーブルとは、導体上に絶縁体を施し、更に遮蔽層を設け、シースによって被覆したもの」 と容量 P(MW) は、
送電電圧 V(kV) と電流 I(kA) として 2.1

定義されている。本調査では、電力ケーブルとして、式で表せる。

(1)

P=V × I

60kV 級以上で使用実績が多い OF ケーブル、
POF ケー(2.1)

送電容量を大きくするため、高電圧化、大電流化がブルおよび CV ケーブルを対象とした。なお、架橋ポ必要である。

リエチレンケーブルは一般に CV ケーブルと呼ばれているため、ここでは CV ケーブルと記述した (1)。

2.2.1 架空送電線
架空送電線は、海岸の火力・原子力発電所、山あ2.2 電力用送電線の種類

いの水力発電所などから都市や工業地帯などの電力需要地に近い郊外の超高圧変電所まで、図 2.2 に示すよ火力発電所、原子力発電所、水力発電所などで発電

うに高い鉄塔に電線を架け渡して電力を送る送電線された電力は、
図 2.1 に示すように送電用の線路を通っ路である。この電線は一般に常時張力が加わるため、て消費者のもとに送られる。発電所から消費地へ電力

軽くて強度の強い ACSR(Aluminum Conductor Steelを送る線を送電線と呼んでいる。送電線は布設場所のReinforced) 線 (1) が用いられる。亜鉛メッキ鋼線を中地形により、空中に架設される架空送電線、地中に布心にして、その周りにアルミ素線を巻いた 2 種の金属設される地中ケーブル、海底 ( 水底 ) に布設される海の撚り線からなる。

底 ( 水底 ) ケーブルがあり、それらに使用される電線220～500kV
架空送電線
気中終端
接続箱
変圧器

発電所

発電機

短距離電力ケーブルGL

h: 特に規定なし

h: 深い
h: 0.6m. 車両その他の重量物の圧力を受けるおそれのある場
所 1.2m

洞道布設

直埋布設

車両等の重
量部に耐え
る管・コンク
リート

気中終端
接続箱

管路布設
変電所

変電所

GIS
変
圧
器

ガス中終
端接続箱

ガス中終
端接続箱

GIS

管路

66～77kV
電力ケーブル

洞道
中間接続箱

長距離電力ケーブル
中間接続箱

普通接続箱

図 2.1

送電用の線路

電力ケーブル技術発展の系統化調査

107

ルート確保が厳しく、多種多様な布設形態が使用されている。布設する形態として、地中に布設する場合、代表的には図 2.1 に示したように直接埋設する方式、管路に埋設する方式、洞道に布設する方式がある。洞道は数十 m の深さにもなることもある。海底に布設される場合は海底ケーブルと呼ばれる。
電力ケーブルには、OF ケーブル、CV ケーブルお
よび POF ケーブルが使われている。構造は下記の通りである (1)。

(a) 鉄塔図 2.2

OF ケーブル ; 絶縁体に油浸絶縁紙を用い、金属(b) ACSR 線

シース内に絶縁油を常に大気圧以

架空送電線 (2)，(5)上に加圧保持した構造のケーブル

電力需要の増大にともない、発電所の大容量化がPOF ケーブル ; 絶縁体に油浸絶縁紙を用いた線心3 条を、鋼管に収納し、絶縁油を図られ、架空送電線も超高圧、大容量のものになり、
220 ～ 500kV の架空送電線がほとんどの電力会社で使用されている。高電圧化のため電流を流す電線と鉄塔加圧充填した構造のケーブル。
CV ケーブル ; 絶縁体に架橋ポリエチレンを用いたケーブル構造。

との間を絶縁するため、電線を吊る懸垂碍子、長幹碍
子を長くする必要があり、鉄塔が高くされる。碍子は高い絶縁能力と大きな強度が必要で、太陽光や温度変化による自然劣化が少ない磁器製が使われている。

代表例として、各種 500kV ケーブルの写真を図 2.3に示す。

架 空 送 電 線 の 送 電 電 圧 は、154kV が 1923 年 に、導体

275kV が 1951 年に、500kV が 1973 年に運開している。
この建設に伴って電力ケーブルが先ず発電所の引出し

架橋
ポリエチレン

線として使用され、高電圧化がなされた。
2.2.2

油浸紙

アルミ被

鋼管

電力ケーブル

架空送電線により超高圧変電所に送られてきた電力
は、電力ケーブルにより都市内の変電所へ送られる。
一般的に、発電所から架空送電線までの電力ケーブル

防食層

は短距離線路であり、架空送電線から都市内変電所まCV ケーブルでは長距離線路となり、両方共に地中に布設された電図 2.3

OF ケーブル

POF ケーブル

電力ケーブルの構造 (2)，(5)力ケーブルが使用される。
電力ケーブルの建設コストは、架空送電線と比較

OF ケーブル、海底 OF ケーブル、POF ケーブルおして非常に高価格であるため、架空送電線が布設できよび CV ケーブルの製造工程を図 2.4 に示す。工程毎

ない都市部に使用されている。日本では地中送電線のにドラム又はターンテーブルに巻き取られてから次OFケーブル

紙巻

乾燥含浸

防食層

アルミ被

荒引線

伸線

撚線

海底OFケーブル

鉛被POFケーブル

防湿・補強巻

防食層

鎧裝

撚合せ

CVケーブル

絶縁体
押出架橋

図 2.4

108

補強巻

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

ガス抜き

クッション

層

ケーブルの製造工程図

検査

防湿層

*

金属
シース

防食層

*現地で除去工程にて加工される。ケーブル製造設備の一例としてはケーブルと同等以上の耐電圧特性を有し、かつコン

OF ケーブルおよび POF ケーブルで使用する紙巻機

パクトで施工性の良いことが必要である。現在では、と 6.5m 乾燥含浸缶の写真を図 2.5 および図 2.6 に示す。

CV ケーブルが油を使わないメンテナンスフリーであOF ケーブルおよび CV ケーブルの製造には電圧およるという理由から OF ケーブルに代わって主に使用さび長さにもよるが半月～ 2 ヶ月程度の製造日数を要す

れている。

る。特に 275kV 以上の長尺ケーブル製造の場合、OFOF ケ ー ブ ル に つ い て は、1930 年 に 我 が 国 初 のケーブルでは乾燥含浸工程、CV ケーブルでは絶縁体

66kV OF ケーブル線路が布設されて以来、1994 年に押出架橋工程が重要な工程である。

長距離 500kV OF ケーブルが実用化された。CV ケー
ブルについては、1964 年に 70kV CV ケーブルが布設されて以来、2000 年に長距離 500kV CV ケーブル線路が実用化された。日本発の技術である管路気中送電
線 (GIL Gas Insulated Transmission Line) が、短距離
線路で 1979 年 154kV 線路に布設されて以来 500kV 線路まで使用されている。1998 年中部電力 ( 株 ) 新名古
屋火力発電所の引出し線として 275kV 管路気中送電
こうちょう

線 亘長 3.25km ( 定格電流 6300A)が実用化されている (4)。
世界最長の GIL 線路である。
図 2.5

紙巻機（2）

引用参考文献(1) 電気学会電気専門用語集 No.21: 送電線路 コロ
ナ社 (1988)(2) フジクラ 100 年の歩み : 藤倉電線 (1987)(3) 新電力ケーブル工場 : 藤倉電線技報

第 8 号 p1

(1955)(4) 五 味ほか :「275kV 長距管路気中送電線 (GIL) の建設」古河電工時報 第 101 号 p47 (1998)(5) フジクラ製品案内 : (株) フジクラ (2000)
図 2.6

乾燥缶

(3）

地中送電線の送電電圧を上げるためにはケーブル絶縁体を厚くする必要があり、送電電流を大きくするには導体サイズを大きくする必要があり、ケーブル外径が大きくなる。導体温度には制約があり ( 例えば CV
ケーブルでは 90℃ )、電流を大きくするためには、
導体、絶縁体および金属シースの発生損失をできる限り小さくする必要がある。
地中送電線の技術開発は、主に高電圧化、大電流化を果たすための導体、絶縁体および金属シースの開発の歴史であり、各構成部をいかにコンパクトにして実用運転に耐えるものを製造および施工できるかにある。
電力ケーブルは、輸送するドラムの大きさと重量に制約があり、ケーブル運搬長は制限され、一般的には、数百 m 程度に分けて運搬し、図 2.1 に示したように中間接続箱を設けてつなげられる。他の設備へ接続するための終端接続箱も必要である。これらの接続箱

電力ケーブル技術発展の系統化調査

109

3

模倣技術による国産化 1950 年代後半 ( 昭和 30 年代前半 ) まで

電力ケーブルは Edison により 1879 年に米国ニューを総称してソリッドケーブルと言われている (3)。ベル

ヨーク市に布設されたエジソンチューブにはじまる (1)。

トケーブルはケーブルコアの表面に遮蔽層がない。一1910 年代からのソリッドケーブルの使用を経て、海方 H ケーブルは遮蔽層に金属織込布帯、SL ケーブル外からの技術導入を行い、1930 年に日本で初めて OFは鉛被を使用している。

ケーブルが 66kV 以上ケーブルに使用された。世界第ベルトケーブルは遮蔽層がないため、ケーブル絶

二次大戦中はほとんど生産されなかったが、1951 年

縁紙の沿層方向に電界が発生し絶縁上の弱点となり以降経済の安定化と産業の復興とともに 66kV 以上

10kV 以下のケーブルにしか使用されない。SL ケーブ

OF ケーブルは急激に増加した。

ルについては､ 1928 年に藤倉電線 ( 株 )( 現 ( 株 ) フジ
クラ、以下 1991 年まで藤倉電線と記述 ) が山口県電

3.1 ソリッドケーブルの時代

気局宇部第二発電所向け 44kV 3 × 300mm2

1812 年 に ロ シ ア の Schilling が 鉱 石 爆 破 に ゴ ム とル外径は 120mm と当時最大径のケーブルであった (4)。

ワニスを絶縁としたケーブルを使用したことが始ましかし、SL ケーブル、H ケーブルの構造は、導体りとされている。1879 年に Edison が電力伝送を目上に絶縁紙を巻いて乾燥し、粘度の高い絶縁油ある

的で銅棒にジュートを巻き鉄管に入れコンパウンド

いは絶縁混和物を含浸して絶縁層を形成するものであを詰めたケーブルを発明しニューヨークに布設したり、ベルトケーブルに比べ耐電圧性能は向上するが、のが電力ケーブルの始まりと言われている。1889 年

ケーブル導体電流の変化や、布設形状で高低差があるに Ferranti が 10kV 油 浸 紙 絶 縁 ケ ー ブ ル を 製 造 しと絶縁油が移動し、絶縁体内に空隙が発生する。従っ装 SL ケーブル亘長 2.5km １回線を納入した。ケーブ

Deptfor ～ London 間に布設した 。このケーブルがて、ある程度以上の高電圧になると絶縁体中の空隙で送電用の電力紙ケーブルの起源と言えよう。

イオン化し絶縁層が劣化し、耐電圧特性低下の問題が(1)

日本の最初の電力ケーブルとして、1903 年に 6.6kVがい そう

あった (3)。

152mm2 3 心鎧裝ケーブルが東京電車鉄道会社の大崎

これらの理由により、電力需要の増大に伴う使用電発電所から今川橋・浜松町変電所に布設した。輸入品

圧の上昇に対して、高い電圧までイオン化しないケーであつた 。国産初の電力ケーブルとして、1911 年にブルが要求されるようになった。このイオン化を抑え

京都電灯の伏見火力発電所に 11kV 紙絶縁ケーブルがるための手段として、流動しやすい油に常時内部から( 株 ) 住友電線製造所 ( 現住友電気工業 ( 株 )、以下 1938

圧力または外部から圧力をかけるか、絶縁体にガスを(2)

年まで住友電線と記述 ) により布設された 。絶縁厚

入れてガス圧を高くするかなど、圧力を加える方法には 9mm であった。その後 1922 年には 22 ～ 33kV のよりそれぞれ異なるタイプのケーブルが開発された。

H ケーブルや SL ケーブルなどが使用されるように大きく分けると、ガス圧力型ケーブル ( ガス圧ケーブなった。1923 年以降この種のケーブルの一部が 66kV

ル、パイプ型ガス入ケーブル、パイプ型ガスコンプレッ

級ケーブルに使用されたが普及しなかった。

ションケーブルなど ) と加圧油入りケーブル (OF ケー(2)

図 3.1 に示すように 3 心ケーブルで、ベルトケーブ

ブル、扁平型 OF ケーブル、POF ケーブル ) に分けらル、H ケーブル、SL ケーブルに分けられ、これらをれる。275kV 以上の超高圧に使用されたケーブルは、

クロロプレンフリクション帆布
ク

ロ

ロ

プ

レ

鉛
ル

線

ト
心

絶
絶

導
介

ン

在

ジ

ュ

ー

クロロプレンフリクション帆布

カ

ク

銅

縁
縁

線

体

し

ト

導
介

（a）ベルトケーブル

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

ボ

ン

紙

ロ

プ

レ

ン

クロロプレンフリクション帆布

被ク ロ ロ プ レ ン シ ー ス

線

織

込

布

帯

ク ロ ロ プ レ ン 引 布 帯

縁ク ロ ロ プ レ ン 引 布 帯

い

層

鉛

ー

ト

心
ゃ

絶
へ

体
在

ジ

ュ

（b）H ケーブル

図 3.1

ー

ロ

鉛

被

ベ

110

鋼帯鎧

ソリッドケーブルの構造（1）被絶縁紙（絶縁混和物浸潤）
導
介

体
在

（c）SL ケーブル

ジ

ュ

ー

ト

含浸油を直接加圧する OF ケーブルと POF ケーブル

ずないものと判断され、第 1 號ケーブルは油の浚潤良が使用された。

好な變電所側終端部附近に於ては布設後の劣化は認め

我が国最初の 66kV 電力ケーブルは、1928 年に東京
(2),（5）られないが、ワックス生成の甚だしい急傾斜地附近で。架空送電は電氣的特性が全般的に低下して居り、使用電壓以下

線から変電所への引込には用地問題により地中に埋設にて電離現象が生じてゐることが明瞭となった。但しした電力ケーブルが使用された。古河電気工業 ( 株 )ワックス自體は電氣的特性に著しい影響も及さぬこと( 以下古河電工と記述 ) により「H ケーブル」、住友電も同時に明らかにされた」(6) と記されている。第 1 号

線により現在の OF ケーブルに近い内部油通路を有す

ケーブルは高粘度が使用されており、OF ケーブルにる「油充填ケーブル」が布設された。高粘度油が使近い構造であるがこれがワックス化の原因と考える。

電燈 ( 株 ) の熱海変電所に布設された用されている等いわゆる OF ケーブルと異なる点がある。最大使用温度は住友電線製ケーブルが 50℃ ( ⊿T=20℃ )、古河電工製ケーブルが 37℃ ( ⊿ T=7℃ ) と

3.2 日本における OF ケーブルの創生

記されている (5)。布設箇所は、線路長 450m のうち最ソリッドケーブルの問題を解決するものとし

大 33 度平均 16 度の急傾斜地で高低差 105m あることて、OF ケ ー ブ ル が 1917 年 に ピ レ リ ー (Pirelli) 社 のも特殊である。布設状況と使用されたケーブルの断面

L.Emanueli により発明された。1923 年に初めて米国

写真を図 3.2 に示す。両ケーブル共に導体サイズ、絶Cleveland で 66kV OF ケーブルが布設され、1924 年

縁厚はほぼ同じであった。

には、イタリアに 132kV 単心 OF ケーブル、70kV 3
心 OF ケーブルが布設されている (1)。
日本では、1928 年に OF ケーブルの特許実施権を住友電線がイタリア・ピレリー社から取得した。1930
年に住友電線から藤倉電線が前記特許のサブライセンスを取得し、1933 年に古河電工が同様にサブライセンスを取得している（2）。
日本の最初の 66kV OF ケーブルは、1930 年に住友電線により日本電力 ( 株 ) の尾久送電線の一部区間 ( 亘長 270 ｍ ) に布設された (7)。東京の尾久変電所ヘの引込みに際し、町内に架空線を使用できず地中化したケーブルで、66kV 単心 675mm2 鉛被 OF ケーブル（以下単心ケーブルの場合単心を省略する）が使用され熱海変電所た。ケーブル 6 条が直埋布設された。変電所の容量は450m 6 条

15MVA で使われたが、将来 45MVA での使用可能な設計となっていた。
日本最初の OF ケーブルである東尾久線のケーブル

第 1 號ケーブル ( 住友電線 )第 2 號ケーブル ( 古河電工 )2

導体サイズ 125mm

絶縁厚 約 16mm

縁層外側の遮蔽層がない。現在のようにカーボン遮蔽
紙は使用されていない。金属シースは二重鉛被となっケーブル外径 約 65mm

図 3.2 日本最初の 66kV ケーブル構造を図 3.3 に、写真を図 3.4 に示す。導体上及び絶（2）ており、内側の鉛被は絶縁遮蔽の役割を果たしている。二つの鉛被間には圧力対策として 0.4 ｍｍ厚× 10

この線路は、15 年間支障なく運転されていたが、ｍｍ幅の硬銅帯が巻かれている。硬銅帯の内側には紙1942 年 8 月にケーブルの傾斜部にて故障が発生し、が 1 枚と外側には紙 3 枚と綿テープ 1 枚が巻かれてい撤去調査された。故障したケーブルが第１号線 ( 住友る。ケーブルの乾燥は予備乾燥を行った後に被鉛さ電線製 ) か第 2 号線 ( 古河電工製 ) かは記されていない。

れ、高度の真空状態で約 100℃に於いて長時間乾燥を

第 1 号線、第 2 号線について、ワックス試験、マゼン

施し、後特殊に処理を施した流動性絶縁油を浸潤してダ試験が行われている。
「第 2 號ケーブルは電気的特いる (7)。

性に於いて布設當時と殆ど變化なく又採取試料と現場試験結果に大差なき處局部的に劣化進行せる部分は先

電力ケーブル技術発展の系統化調査

111

3.3

1930 年代の OF ケーブル技術

1920 年以降関東大震災からの復興、満州事変後の
中空孔 10.4mm
外径
77mm

鋳帯
軟銅線
絶縁紙 10mm
鉛被 3mm
硬銅帯
鉛被 2mm麻巻 8.4mm

図 3.3

尾久変電所 66kV OF ケーブル (7)

軍需産業の伸びにより電力需要は急激に増加した。5
大電力会社 ( 日本電力 ( 株 )、宇治川電気 ( 株 )、大同電力 ( 株 )、東邦電力 ( 株 )、東京電燈 ( 株 ))、九州水力
電気 ( 株 ) および関西共同火力 ( 株 ) が 66kV 級 OF ケー
ブル線路を建設した。
3.3.1 ケーブル構造と特性
66kV 級ケーブル線路の概況と初期性能を表 3.1 にまとめた (7),(11),(12),(13),(14),(15),(16)。1930 年代の OF ケーブル技
術の詳細については、（株）フジクラ中山の論文がある (10)。1930 年代の 66kV 級の OF ケーブルは図 3.3 に示したような単心ケーブルであり、細部の相違はある
ものの構造はほぼ同じである。導体上及び絶縁層外側の遮蔽層がなく、二重鉛被となっており、内側の鉛被は絶縁遮蔽の役割を果たしている。二つの鉛被間には圧力対策として補強金属帯が巻かれていると共に絶縁油を含浸した紙或いはアスファルト系混和物を含浸したものが用いられている。補強テープは硬銅が使用された例があるが後期には黄銅に集約されている。二重鉛被外側の防食層はアスファルト系混和物を含浸した
綿テープ、ジュート等を巻回し、更に同混和物を塗布している。ゴムおよびプラスチックの防食層はない。

図 3.4

我が国最初の OF ケーブル

(9)

当時の鉛は純鉛が使用されているが、橋梁部の振動対策或いは高油圧対策として、一部の線路には既に錫使用された絶縁紙、絶縁油が日本製であるかは不明である。この OF ケーブル線路の建設費は架空送電線の 5 倍であったと記されている。
1930 年に布設した我が国初の東尾久線のケーブルについて、55 年後の昭和 60 年にケーブルの電気特性、絶縁紙特性、絶縁油特性、機械特性を調査した (8) が、若干劣化傾向が見られるがいずれも良好な特性を示しており安定した長期性能を有していたことが確認され
ている。
表 3.1

3%(11)、アンチモン (14) を入れた合金鉛が使用されている。
OF ケーブルの耐電圧安定性検証のため tan δ ( 誘電正接 ) の電圧特性の試験が行われており、表 3.1 に示すように良好な特性を有していた。交流絶縁破壊強度が現在のレベルに比べ低い原因は導体及び絶縁面に遮蔽がないこと、紙巻方向、絶縁紙および絶縁油の差であると思われる。OF ケーブルの絶縁厚さは H ケー
ブル、SL ケーブルの半減となった。

1930 年代に布設された 66kV 級 OF ケーブル概要と電気特性 (10)10.5

住友 : ㈱住友電線製造所

112

古河 : 古河電気工業㈱国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

藤倉 : 藤倉電線㈱3.3.3 線路技術

3.3.2 絶縁体
当時は電力ケーブルの絶縁紙は ( 株 ) 巴川製紙所 ( 以

長尺線路に対応した絶縁接続部や給油設備が設置さ

下巴川製紙所と記述 ) にて抄造されていたが、原料のれている。高低差の大きい線路 ( 例えば表 3.1 東邦電

クラフトパルプは輸入品であった。0.1mm、0.12mm、力佐世保 ) では油止め接続箱が設けられている。給油

0.15mm の厚さの異なる絶縁紙が使用されている。絶設備としては、重力油槽 (FT)、圧力油槽 (PT) が給油

縁紙については、大同電力 ( 株 ) の 77kV 線路で「静設計に基づき設置されている。これらの給油設計の考(11)

岡縣所在の巴川製紙製クラフト紙」と述べその特え方は現在とほぼ同じである。

性も記載されている。表 3.2 に示すように現在の絶縁

日本で初の OF ケーブル長距離線路として、1935

紙に比べ、密度が高く、気密度が小さい。密度、気密

年に竣工した宇治川電気 ( 株 ) の 55kV OF ケーブル度は絶縁破壊特性に影響する。ソリッドケーブルの時

3.73km 線路 (12),(15) が布設された。表 3.1 に示すように

代は、密度が高い程絶縁耐力は高いとされていたが、1 回線１条当たり、普通接続箱 16 個、油止め接続箱 31935 年頃気密度も高い方が良いとされスーパーカレ

個、絶縁接続箱 19 個と全接続箱数は 38 個でケーブル

ンダー処理 ( 金属ロールと弾性ロールを組み合わせて単長は約 100m と短く、絶縁接続箱が現在より多く使積み重ねてできたロール間に圧力をかけて通す処理 )用されていた。ケーブル鉛被端の誘起電圧を 12V 以(17)紙が使用された 。現在は交流用には高電圧化に伴い、下に下げるため約 200m 毎に絶縁接続箱か設置されて低誘電率、低 tan δ化を図るため低密度・高気密度紙

いる。鉛被損失を打ち消すため、鉛被接地変圧器を最が使用されている。

初に適用した線路である。この対策として現在ではクロスボンド方式が採用されている。

(10)
表 3.2表3.2
絶縁紙の特性
絶縁紙の性能項目
公称厚さ(mm)
厚さ(mm)
灰分(%)
密度(g/cm3）6
気密度(10 C.G.S)
抗張力(kgf/mm2) 縦横伸長率(%)
縦横

77kV用絶縁紙
0.125
0.150
0.126
0.151
0.5以下
0.93
0.86
1.68
1.47
9.5
8.7
3.3
3.9
3.0
3.4
10.3
10.0

3.3.4 製造技術

現在の絶縁紙
0.125
0.150±0.005以内
0.30～0.32
0.88
0.87
2.0
1.7
13.3
12.9
2.9
3.1
2.8
2.8
8.7
8.9

製造技術は各社各様で多岐にわたる。絶縁性能を支配する紙巻と乾燥も各社異なり一部紹介されている。紙巻方法は図 3.5 に示すように、重ね巻き ( ポジ
ティブ巻き )、突合せ巻き ( ネガティブ巻き )、ギャッ
プ巻きがある (10)。当時の絶縁構成状況を表 3.3 に示す。1938 年の大同電力の 77kV 線路では、住友電線のパルプは世界第二次大戦前から輸入できなくなり、ケーブルは全層右巻きで突合せ巻きだけであった。藤ケーブルメーカー 3 社と製紙会社 3 社が絶縁紙用パ

倉電線は同じく全層右巻きであったが、導体側と絶縁

ルプ改善協議会を設立し絶縁紙用パルプの国産化を進

遮蔽側を重ね巻きとし、中間部を突合せ巻きとしてい。日本

る (11)。図 3.5 の突合せ巻きのギャップ部分と重ね巻きの自主技術により絶縁紙の国産化は達成した。戦後もの重なり部分は最大 1.5mm と記されており、この寸

絶縁紙の研究は続けられ tan δの改善がなされた。

法で管理されて製造されたことはかなりのレベルの紙め、1941 年には実用にできるようになった(18)

絶縁油も、大同電力 ( 株 ) の線路で「絶縁油は日本(11)

石油製のもの」巻き技術を有していたと思われる。交流破壊試験の結を使用したとの記述がある。国産変果から耐電圧特性は、一般的に重ね巻き > 突合せ巻

圧器用絶縁油は日本石油 ( 株 ) 製で既に開発されておき > ギャップ巻きとなっており (19)、耐電圧特性を重り、ケーブル絶縁油に変圧器用のものをそのまま使用視した設計になっている。現在は機械的特性を考慮ししたのか、異なった油を使用したのかは不明である。

てギャップ巻きが採用されており、20 枚未満の枚数

表 3.3

絶縁層の構成（10）電力ケーブル技術発展の系統化調査

113

毎に巻き方向を変えている。戦前に OF ケーブル絶縁体の耐電圧特性について電気学会雑誌および各社技報に定性的かつ定量的にまとめており (19),(20)、技術の高さ
が伺える。

図 3.5

紙の巻き方式 (10)1930 年代のケーブル紙絶縁体の乾燥方式については、各社異なっているが、基本的には最初の一次乾燥( 仮乾燥とも呼ぶ ) の後に鉛被を施し、その後再び真空下で高温にて二次乾燥 ( 本乾燥とも呼ぶ ) を所定の

図 3.6

終端箱構造図 (11)

時間施し絶縁油を含浸する方法が行われていた。乾燥と含浸に長時間を要し、更に製造できるケーブル長さの制限があった。

OF ケーブルの製造では、乾燥含浸工程など設備能力の制約から製造できるケーブル長さに制限があっ

本乾燥の条件は 100 ～ 110℃、
100 ～ 180 時間の条件、およびこの時の真空引きは導体の油通路から行われてた。当時の最大ケーブル製造長は約 400m であり (16)、数 km の線路にするためには接続箱が必須となる。

おり最終真空度は 0.2 ～ 0.3mmHg であった (11)。加熱

1935 年に竣工した宇治川電気 ( 株 ) 向け 55kV 線路

方法は、スチームによる乾燥缶のみの場合や導体通電では、約 100m 間隔で接続箱が設けられている 。当加熱による併用が行われており、更に乾燥終点後 CO2

線路では「附属品は Pirelli の原設計のもの内で、内地処理している社もあった。これらの乾燥条件により工員の技能、體格を考慮して適黨に設計を變えた」(12)ケーブルの tan δ温度特性が若干異なっている。tanと記しているが海外設計からの変更点はわからない。

δの値を表 3.1 に示したが、これから分かるようにわ

接続管の電気性能と品質の維持のためにはジョイン

が国の OF ケーブルの tan δ特性は 1930 年代の後期

ターの技能に依存する面が強かった。図 3.7 に「普通に既に Pirelli 社に並ぶレベルに達成していた。

接續順序圖」の導体接続の仕方が示されている。現在と異なり銅スリーブに予め凹凸を設け圧縮接続してい3.3.5 付属品

る。接続管の外管には銅管を用いており、ケーブル鉛

気中終端箱は、1930 年に竣工した日本電力 ( 株 )被との接続には鉛工 ( 鉛を溶解して接続 ) 方式を採用

東尾久送電線の一部に建設された日本初の 66kV OF

しており、特殊技能が必要である。絶縁接続箱の外部(7)に納入されている。この時代の終端箱

絶縁筒には、住友電線が碍子を古河電工がベークライの構造はほぼ同一である。一例として 1938 年に竣工

ト (15) を使用している。藤倉電線はケーブル部分にベーした大同電力 ( 株 ) 向け 77kV 線路 (11) の気中終端箱をクライト絶縁筒を設置する方式を用いていた (12)。当時

図 3.6 に示す。内部絶縁は電界遮蔽型である。この終はユーザーが各製造社独自の設計を認めていた。その端箱には雷対策として球ギャップ ( 放電電圧 280kV ～後絶縁接続箱は碍子絶縁筒の仕様に集約されていく。

ケーブル線路290kV) が取り付けられているのが特徴である。

この時期での接続箱の例として、大同電力 ( 株 ) 向
け 77kV 線路における絶縁接続箱、油止め接続箱を図3.8 と図 3.9 に示す。この線路のケーブルは住友電線と藤倉電線が納入しているが、接続箱はすべて住友電線が納入施工している。

114

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

化が図られている。

昭和 30 年代まで 66kV 級 OF ケーブル用接続箱として基本的に同様な構造のものが使用されていた。油接続箱の電気性能はケーブルと同等又は同等以上

止め接続箱の構造は現在と異なり、襞のない碍管を対の電気特性など信頼性を要求されている。接続箱の構向させて油止めを行い、その間を油浸紙で谷埋め使用

造は各社異なる設計をしていたが接続箱の寸法は仕様した構造であった。長さが 1840mm、胴径が 255mm

で決められていた。ケーブルの使用電圧の上昇に伴いと極めて大きかった。OF ケーブルの油止め接続箱は、500kV まで接続箱の信頼性アップとコンパクト化の開当時油止めのため碍管が使用されていたが、現在では発が長年続けられた。

エポキシ套管又は FRP 套管が使用され、コンパクト

コネクター
外部鉛被

鉛工

鉛スリーブ

鉛工

絶縁油浸紙

内部鉛被

錫鍍軟銅線

絹カンブリックテープ

銅スリーブ
鋼スリーブ

銅管

遮蔽
絹カンブリックテープ
コネクター

接線用定規

空気抜き孔

鋼スリーブ
此の部分を順次圧縮する
４ １

２ ３

銅スリーブ
絹カンブリックテープ

スリープ挿入図 3.7

導体接続作業順序図（12）コンネクター
銅スリーブ ベークライト
鉛スリーブ 2mm軟銅線
絶縁油浸紙 （長さ 100mm）
締付金具
絶縁テープ

銅管

端子

（砲金）

108

外部鉛被
鉛工
内部鉛被

圧 縮 接 続遮蔽筒（銅円簡）
銅スリープ（長さ 106mm）

補強眞鍮帯

図 3.8

980

遮蔽筒（銅円簡）

絶縁接続箱構造図（（11）

締付金具（砲金）
2mm軟銅線碍 管

遮蔽筒
半田付 可撓接続板（銅帯）
絶縁油浸紙
銅スリーブ
（真鍮圓筒）
絹カンブリック・テープ
砲 金
銅 管

255

鉛スリーブ ベロー

178

外部鉛被 内部鉛被 鉛 工

補強眞鍮帯
油止栓
（接続作業終了後取外す）

油通路密閉

1,840

図 3.9

油止め接続箱構造図（11）

電力ケーブル技術発展の系統化調査

115

3.4

戦後の OF ケーブル

1953 年以降は、東京電力 (株)( 以下東京電力と記述 )は、東京都心への電力供給設備として 20kV 系統では余力がなくなり、60kV 系統での直接都心部へ導入す

3.4.1. 戦後復興期の OF ケーブル線路
世界第二次大戦による戦災で各電線会社の工場は再(2)る計画となった。このため都心の変電所を日比谷に設置し電力を供給する計画となった。

建に時間を要した 。所蔵の書類も多数喪失している。

従来は 66kV 単心 OF ケーブルが使用されていたが、1948 年になって電線需要は戦前の水準に戻った

管路条数の削減と既設管路の有効活用のため、ケーブ

が、1940 年代後半はまだ SL ケーブルが主に製造さル条数を極力減らす必要があり、日本最初の 66kV 3

れ、OF ケーブルの量は少なくその合間をぬって製造

心 OF ケーブルが採用された。ケーブル 1 回線の送電されていた。戦後初めての OF ケーブルは 1950 年に

容量は 30MVA である。この線路の亘長は 9.6km、ケー

大阪市内に布設された。日本発送電 ( 株 ) 向け春 2 新

ブルは 2 条で図 3.11 に示す 66kV 150mm2 3 心 OF 22

線 77kV 400mm OF ケーブル ( 亘長 2.7km) 及び東春

重鉛被ケーブル ( 絶縁厚 8.0mm) が使用され、2 重の2 連絡線 77kV 150mm2 OF ケーブル ( 亘長 2.7km) で鉛被の間には銅テープと防食のための含浸テープが巻ある。住友電気工業（株）（1939 年に（株）住友電線製

かれた。1952 年に住友電工、古河電工、藤倉電線が作所が社名変更：以下住友電工と記述）と古河電工が納入した (2),(21),(22)。このケーブルの tan δ特性は、
図 3.12納入した (2)。

に示すように温度 80℃ と電圧 38kV の条件で 0.26(%)

1951 年以降経済の安定化と産業の復興とともに電力需要は増大し、66kV 以上 OF ケーブルは急激に増であり、戦前の OF ケーブルと殆ど変化はなく、絶縁設計と製造の変更はされていないことがわかる。

加した。1952 年に日本国有鉄道は、電力増強のため
66kV 200mm2 OF ケーブルを大量に布設した。新鶴見、大井町間亘長 14.5km 3 条 1 回線で、住友電工、古河
電工、藤倉電線の 3 社が納入施工した (2),(21)。このケーブルを図 3.10 に示す。この線路は長く、ケーブルの充電電流 ( 誘電体に電圧を印加した時に流れる電流 )は当時世界最大のものであった。負荷電流によるケー
ブルの温度上昇、油圧変化、ケーブルの伸縮などの課題が検討され実用化された。更に同年に亘長 16.6kmの堺、新大久保間 66kV 200mm2 OF ケーブル 1 回線も実用化された。
図 3.1166kV

3 心 OF ケーブル (2),(22)図 3.12 日比谷線 66kV OF ケーブルの tanδ- 電圧特性 (22)1954 年以降、多数の 66kV 及び 77kV 3 心 OF ケー
ブルが布設された。1955 年になって東京電力では火
図 3.1066kV 200mm2 OF ケーブル (2)力発電所増強の計画を進め、新設した新東京火力発電所 (132MW) の電力を内輪線に送電する計画となった。
このため 1955 年に同発電所から南鞘町変電所までの116

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

亘長約 5km 及び田端変電所までの亘長約 10km に、
66kV OF ケ ー ブ ル (550mm2/5km,500mm2/10km:2 回線 ) が、古河電工、住友電工、藤倉電線、昭和電線電纜 ( 株 )( 以下昭和電線と記述 ) により布設された (2),(23)。
ケーブル布設は 3 条一括で 200mm 管路に引き入れた。
ケーブル接地方式としてはクロスボンド方式が採用されている。この線路の隅田川横断には図 3.13 に示すような 66kV 550mm2 OF クロロプレン防食銅線鎧装
ケーブルが使用された。この区間のケーブルの製造施
工は古河電工により行われた (2)。

パリ地区 63kV ケーブル系統の発達（１）ソリッド形ケーブル，（２）OF 形ケーブル，（３）パイプ形ケーブル，（４）ガス入鉛被ケーブ
アメリカにおけるパイプタイプの進出（５）OF ケーブル，（６）パイプ形ケーブル
日本における 60kV，70kV OF ケーブルの発達（昭和 32 年現在）
（７）単心ケーブル回線延長 135,680m,（８）３心ケーブル回線延長 157,483m

図 3.14 欧米との 66kV 以上ケーブルの布設量比較 (24)

めて 1958 年に日本国有鉄道 66kV 200mm2 1 重鉛被ク
図 3.13

66kV 河底 OF ケーブル (2 重鉛被 )(2)1950 年以降の OF ケーブルの増加は著しく図 3.14に示すように 1957 年までの 8 年間で日本における全66kV OF ケーブル布設量の約 90% を占めている (24)。
当時の日本における布設量は、フランス及び米国に近い布設量となっており、日本の高度経済成長期の始まりの時期にあたる。しかし高電圧化については、スウェーデンでは既に 380kV OF ケーブルまで実用運転されており、またフランスでも 220kV 級ケーブルが多数運転されており (25)、日本の OF ケーブルの高電圧化技術は遅れていた。
3.4.2 海外技術の導入
戦前から復興期までのケーブルの新技術は、海外メーカーからの技術提携によるものもあるが、文献などの情報から独自に調査したもの、全く自主技術で実用化したものもある。以下にこの時期に実用化された
主な技術を記す。
(1) クロロプレン防食
クロロプレン防食ケーブルは既に海外で実用化されていた。クロロプレンが 1951 年に輸入許可され、ケーブルの防食用被覆として使用検討がなされ、日本で初

ロロプレン防食 OF ケーブル ( 納入社 ; 古河電工、住友電工、藤倉電線、昭和電線電纜 ( 株 )( 以下昭和電線と記述 ) に使用された (2),(21)。従来 2 重鉛被であった構造がクロロプレン防食を採用することにより 1 重鉛被とすることができ、従来 66kV 単心ケーブルとの比較
では約 20% の重量が軽減された。昭和 30 年代にはク
ロロプレン防食が標準となっている。
(2) クロスボンド方式
ケーブルの鉛被の循環電流に伴うシース損を低減するため、海外で実施されていたクロスボンド方式が1954 年に関西電力（株）（以下関西電力と記述）木津川線 77kV 400mm2 OF 防食ケーブル線路 ( 古河電工納入 ) に日本で初めて採用された (2)。クロスボンド方式
は、図 3.15 に示すように絶縁接続箱を設け、各相のケー
ブル金属シースをクロスに切り替え接続して 3 区間毎に接地するもので、3 相導体電流による各相金属シー
スの誘起電圧を 1 区間毎に切ってキャンセルし減少さ
せ、シース電流を抑制させるものである。当時はシース損を減少するため特殊な接地用変圧器を設置していたが、この装置が当時トラブルの多く問題となっていた。このクロスボンド方式は線路の信頼性向上に大きく貢献している。ケーブルシース損低減の方式としてクロスボンド方式が現在でも広く使用されている。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

117

本の復興とともに電力ケーブルの需要は増え、1952
年に布設された日本国有鉄道向け 66kV 単心 OF ケー
ブルの線路長は 14.5km と当時の 66kV 級として世界最大のものであった。更に 1952 年に、東京電力日比谷線向けに、管路条数の削減と既設管路の有効活用を目的として、日本最初の 66kV 3 心 OF ケーブルが建設された。
クロロプレン防食などまだ海外技術の模倣もあった

図 3.15 クロスボンド方式

が、施工まで含めたケーブル、付属品、給油システム
について日本固有の設計法も確立され、この頃には、
3.4.3.

日本の技術は独り立ちできたと考える。

ケーブル製造設備の増強

送電電圧の上昇、ケーブルの長尺化、大導体化、品1955 年頃から電線メーカー各社は競って製造設備

質向上に対応するため、1955 年頃から電線メーカーの増強を実施し、自主技術による製造技術の改善が進各社は製造設備の増強を実施した。1955 年に藤倉電められた。1960 年代後半の長距離 275kVOF ケーブル

2

線は、建坪 8300m 、棟の高さ 15.5m の建家を新設し、線路の建設を睨んでの先行投資と技術開発を進めた。

180 枚の紙巻を一度にでき、紙巻きコントロールのできるスイスのマイファー社製新型紙巻き機を導入し、引用参考文献自主技術で直径 6.5m 大型乾燥缶と大型真空排気装置(1) 電線ケーブルハンドブックなどを新設し、超高圧試験設備も拡充した(4),(26)。これ

電気書院 第 1 版

1974 年らは 1960 年代の長距離 275kV ケーブル線路建設を睨 線史 日本電線工業会 昭和 34 年
(2) 電

んだ設備増強であった。

(3) 加 賀谷 : 超高圧送電(1959)

日刊工業新聞社

昭和 36

年 (1961)3.5

 倉電線社史(4) 藤まとめ

藤倉電線 ( 株 )(5) 佐藤 :「熱海変電所の六万六千ヴォルト地中ケー
ブル」 電学誌 48 巻 6 号 p589

1928 年にイタリアピレリー社から OF ケーブル特許の実施権を受けて、1930 年に日本で初めての 66kVOF ケーブルが日本電力 ( 株 ) 尾久変電所に布設された。その後宇治川電気 ( 株 ) 三国変電所に接続箱入り(1928)(6) 菊 池 :「本邦最初の 66kV ケーブルの實積」電学誌 64 巻 673 号 p247

(1944)(7) 山本 : ｢尾久変電所の 66,000 ヴォルト油充填式地中電纜｣ 電学誌 51 巻 521 号 p857

(1931)

長距離 55kV OF ケーブルが布設された。1930 年代の(8) 大 野 ほ か :「 日 本 で 初 め て 布 設 し た 66kV OF

OF ケーブルの絶縁特性は既に先行していたヨーロッケーブルの特性」昭和 61 年電気学会全国大会

パメーカーと遜色ないものであった。

No.1373 (1986)

紙巻き機など主要の製造装置は海外製のものを使用していた。絶縁体については、紙のもとになるパルプは輸入品であったが、巴川製紙所製造の絶縁紙が使用され、日本石油 ( 株 ) 製造の絶縁油も使用されていた。
パルプは世界第二次大戦前から輸入できなくなり、国産化を進め、1941 年には実用にできるようになった。
日本の自主技術により絶縁紙の国産化を達成した。
1930 年代には既に OF ケーブル絶縁体の耐電圧特性について電気学会雑誌、各電線メーカーの技報にも定性的かつ定量的にまとめており、技術の高さが伺える。このような取組みが、電力ケーブルの技術を世界トップクラスに発展させた礎になったと考える。
ケーブル技術の発展は、第二次世界大戦における戦中と戦後において約 10 年間のブランクがあった。日118(1973)

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013(9) 小 島 :「OF ケーブルの技術進歩と将来展望」住友
電気 第 117 号 p175

(1980)(10) 中山ほか :「今日から見た 1930 年代の OF ケーブルの技術」 フジクラ技報 第 88 号 p18(1995):
77kV OF 式地中送電線の概要」(11) 出井「大同電力の電学誌 58 巻 601 号 p626

(1938)(12) 鳥居ほか : ｢三国大仁両変電所間の 55kV O.F. ケー
ブル式地中送電線路に就いて｣ 電学誌 55 巻 12
号 p1021(1935)(13) 鈴木 :｢日本最初の長距離直埋式 66,000V O.F. ケー
ブル｣ 住友電線彙報 第 15 号 p43(1937)(14) 佐藤 : ｢東邦電気佐世保附近 66kV 油入ケーブル
工事概要｣ 電学誌 59 巻 12 号 p646

(1939)(15) 洞沢 : ｢宇治川電気株式会社納入油入式ケーブル｣

古河電工時報 第 4 号 p108

56 号 p1(1935)(16) 鈴木ほか :「77,000V 用 O.F. ケーブルと油量指示並びに警報装置について」住友電線彙報
号 p37

第 16

(1937)(22) 武藤ほか :「日比谷送電線用 60kV 150mm2 3 心
OF ケーブル」藤倉電線技報 3 号 p20(1953)(23) 加賀谷ほか :「東京電力新東京火力送電用 60kV

(17) 小杉ら :「O.F. 式ケーブルの電壓破壊」電学誌 55
巻第 8 冊 565 号 p646

(1939)(18) 斎藤、武共編 :「電気絶縁紙」 コロナ社 (1969)(19) 北川ほか ;「O.F. ケーブルの電壓破壊」電学誌
63 巻 662 号 p634

(1955)(1943)(20) 末光 :「高油壓の OF 式ケーブルに就いて」藤倉
電線彙報 第 7 号 p7 (1938)(21) 有馬 :「電力ケーブルの趨勢」住友電気彙報 第

OF ケーブルの試験結果」藤倉電線技報 第 9 号
p40(1956)(24) 加賀谷ほか : ｢高壓ケーブルの最近の動向｣ 電学
誌 80 巻 864 号 p111

(1960)(25) 加賀谷 :「欧州の電力ケーブル事情見聞記」藤倉電線技報 第 13 号 p1

(1957)(26)「新電力ケーブル工場」: 藤倉電線技報 第 8 号
p1(1955)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

1194 海外技術をベースとした発展

1950 年後半 ( 昭和 30 年前半 ) ～ 1970 年 ( 昭和 45 年 ) 頃

自主技術により 1958 年に 154kV OF ケーブル線路

成は 66kV 級接続箱と変わらない。絶縁接続箱を図 4.2を建設した。フランスのリヨン社 (Les Cable de Lyon)に示す。ケーブルと接続箱の大きさは表 4.2 に示すよから薄紙絶縁技術の導入を図り、1960 年に 287.5kV

うに、油止め接続箱が胴径 350mm、長さ 2500mm とOF ケーブル線路を建設した。波付きアルミ被が実用

66 ～ 77kV 級と比べると比率で大きくなっている。油化され、日本の自主技術により低損失の脱イオン水洗止め接続箱の寸法はおおきく改善が必要であった。

紙および合成油を実用化した。
架橋ポリエチレン材料自体はアメリカ GE 社の特許であるが、日本ではこの材料に早くから着目して1960 年頃に電線メーカー各社とも GE 社とライセンス契約を結び CV ケーブルの実用化を進めた。製造方式の改善を進め、日本独自の内外半導電層と絶縁層の 3層同時押出方式を開発した。常に日本が先行して CV
ケーブルの実用化が進められた。

4.1

OF ケーブルの高電圧化

4.1.1 長距離 154kV OF ケーブル線路
1955 年頃になり、電力の需要が急激に増大し、水力および火力の発電所が随所に建設された。発電され

蔵前線
140kV
OFケーブル
表 4.1
蔵前線
154kV OF ケーブルの構造 (5)
内径
14mm
外径
15.6mm
公称断面積 600mm2
導計算断面積 608.7mm2
体
外径35.6mm
導体遮蔽
絶
縁
14mm
絶縁厚
体
絶縁遮蔽
鉛被厚さ
3.4mm
1/2ラップ補0.2mm
強 テープ構成
1/2ラップ
層
0.2mm
防食層
4.0mm
概算外径
約85mm
概算重量
20kg/m油通路

亜鉛鍍鋼
0.8×6mm撚り線構成
124/2.5mm
カーボン紙2枚
70μ, 100μ, 125μ
グレーディング
カーボン紙2枚純鉛
クロロプレン綿テープ 1枚
真鍮テープ 1枚
クロロプレン綿テープ 1枚
真鍮テープ 1枚
クロロプレン

た大電力を需要地に輸送するため、架空送電線として1951 年に 275kV 超高圧架空送電線が実用化され、多導体化による送電容量のアップが図られた。一方都市内においても従来の 60 ～ 70kV 級の電力ケーブルだ
けでは電力系統間の連系及び電力の都市中心部への導入などは技術的に困難になり、154kV の線路が必要となった。東京電力は都心の東北部に位置する蔵前変電所から花畑変電所に至る一部架空線区間を除く約9.5km の間に 154kV OF ケーブル 2 回線を計画した。
1952 年頃から、住友電工、古河電工、藤倉電線、
昭和電線の各社が 140kV OF ケーブルの試作試験を行った (1),(2),(3)。各社とも新技術として、①導体遮蔽及び絶縁体遮蔽にカーボン紙を使用、および②薄紙を導体側に使用し漸次厚さを増すグレーディング方式を採用した。0.055mm 薄紙を使用したケーブルの試作試験を行い、140kV 級ケーブルとして充分な性能を有することを確認した (2)。
この結果を踏まえ、上記 4 社が 1958 年に東京電力
蔵前線 154kV 600mm2 鉛被 OF ケーブルを納入した (3),(4),(5)。ケーブル構造は表 4.1 に示す通りで、0.07 ～0.125mm 絶縁厚紙でのグレーディング ( 導体上から絶縁表面に向かって漸次紙厚さを増す方法 ) を行い、絶縁厚は 14mm( 内外遮蔽含む ) である。ケーブルの写
真を図 4.1 に示す。接続箱については基本的な絶縁構

120

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

図 4.1

蔵前線 154kV OF ケーブル (5)絶縁
導体接続官 油浸紙
銅テープ コネクター
絶縁筒
銅管
錫鍍銅線

鉛工

160

1450
図 4.2 蔵前線 154kV 絶縁接続箱の構造 (5)140kVと77kV OFケーブルと接続箱の比較

表 4.2 77kV と 154kV OF ケーブル及び接続箱の寸法比較

電圧
会社名

線路名
kV

大同火力 春日出発電所
東京電力 蔵前線
比率

ケーブル
直線接続箱
油止め接続箱
導体サイズ 絶縁厚 外径 胴間直径 長さ 胴管直径 長さ
2
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm

77

400

10

72

140
1.82

600
1.50

14
1.40

85
1.18

108

980

178 1840

160 1450
1.48 1.48

310 2500
1.74 1.36

4.1.2 短距離 287.5 kV OF ケーブル線路

り絶縁厚を薄くできる (7) のでその利点は著しかった。

(1) リヨン社からの薄紙絶縁電力ケーブル技術導入(2) 奥只見発電所

287.5kV 高油圧 OF ケーブル

1956 年に住友電工がフランスのリヨン (Lyon) 社と契電源開発 ( 株 )( 以下電源開発と記述 ) 奥只見発電

約して、「交流 60kV 以上、直流 100kV 以上の薄紙絶縁

所では、発電出力 360MW( 高圧側 287.5kV) を架空送

(6)電力ケーブルに関する技術導入」 を行った。古河電電線へ接続する引出し線 (3 回線 ) として OF ケーブ

工および藤倉電線は前記薄紙ケーブル技術の再実施権ルが必要であった。日本でも各社は 1957 年頃より、を得た (6)。当時日本では電力ケーブル用絶縁紙の厚さ287.5kV 高油圧 OF ケーブルの試作を始めていた (8),(9)。

には 0.125mm 紙を使用して、特別な場合だけ 0.07mm

海外では、1950 年代前半にはスウェーデンにおい紙を使用していた。リヨン社では、0.02mm までの絶て は、 既 に 380kV お よ び 425kV、 カ ナ ダ に お い て

縁紙を使用し更にグレーディングをする設計を行い、は 300kV の OF ケーブルが布設されていた。前者は0.100mm 紙だけ使用したケーブルよりも図 4.3 に示す

Lyon 社製 ( フランス ) および ASEA 社製 ( スウェー

ように衝撃波 ( インパルスとも言う ) 破壊ストレスを約

デン ) が使われ、後者では Pirelli General 社 ( イギリス )50% 向上させ、交流でのイオン化ストレスを約 30% 程

および Canada W.C. 社製 ( カナダ ) が採用されていた。

度上昇させている。OF ケーブルだけでなくパイプ型

これら欧米の超高圧ケーブルと 287.5kV 試作ケーブル

ケーブルなど他の紙ケーブルにも薄紙を巻くことによの比較した結果を表 4.3 に示す。ケーブル構造およびインパルス破壌ストレス

kv/mm

特性的には遜色ないものであった (9),(10) が、高電圧化については海外に比べ 10 年程度の遅れがあった。
日本各社は、短尺モデル OF ケーブルなどを用いて絶縁特性の検討をしている (8)。絶縁紙に関する衝撃波

５mm絶縁

電圧特性の改善結果の一例として図 4.4 に示す。絶縁体に関する技術上の改良点は以下の通りである。
10〜24mm
絶縁・0.025mm までの薄紙を使用し、0.125mm 紙に比べ衝撃波電圧で約 60%、交流で約 35% 耐電圧性能が向上。
・低密度、高気密度紙を採用し、従来のクラフト紙
より耐電圧性能が約 10% 向上。
・導体上にカーボン紙を使用し、衝撃波電圧で約

紙テープ厚 μ

図 4.3

紙テープ厚とインパルス破壊ストレス (7)10%、交流で約 15% 耐電圧性能が向上。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

121表 4.3

欧米の 400kV 級 OF ケーブルとの比較 (9),(10)2Canada2

表 4.4

奥只見 287.5kV OF ケーブル (12)導体断面積200mm 2
油通路
15mm
導体遮蔽
絶
縁
絶縁厚
21mm
体
絶縁遮蔽
鉛被厚さ
3.6mm
横方向 0.4mm 1枚
補構 縦方向 0.5mm 1枚
強
成 縦方向 0.5mm 1枚
層
横方向 0.4mm 1枚
防食層
3.5mm
概算外径
約91mm
概算重量
22.5kg/m

図 4.4

錫鍍銅線
ステンレス・スチール
カーボン紙及び片面半導電紙
25μ, 40μ, 70μ, 125μ
グレーディング
カーボン紙及び金属化紙
純鉛
ステンレステープステンレステープステンレステープステンレステープ
クロロプレン

短尺 OF ケーブルの衝撃波電圧破壊特性 (8)これらの試作試験結果を踏まえ、住友電工、古河電
工および藤倉電線は、1960 年に電源開発奥只見発電所向け 287.5kV 200mm2 OF ケーブル亘長 300m・3 回線を布設納入した (8),(11),(12)。ケーブル構造を表 4.4 に、写真を図 4.5 に示す。
ケーブル絶縁体の特徴は以下の通りである。
導体遮蔽 : 絶縁体への銅の触媒としての作用を防止するため、錫鍍金銅線を使用。

122

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

図 4.5

287.5kV 高油圧 OF ケーブル (8)絶 縁 体 : 導体遮蔽として、カーボン紙と絶縁紙の間に片面半導電紙を使用。
絶縁構成は 0.025mm 紙からの薄紙を使用し、グレーディングを実施。
絶縁遮蔽 : 半導電紙と金属化紙を使用。

R2 ; 防食層熱抵抗 (℃・cm/w)
R3 ; ケーブル表面放散熱抵抗 (℃・cm/w)
R4 ; ケーブル外部の周囲土壌やトラフなどの熱抵抗(℃・cm/w)
Rac ; 導体交流抵抗P ; 金属シース損／導体損

引き続き住友電工が、関西電力黒部川第四発電所に287.5kV 850mm2 高油圧 OF ケーブル 300m 2 回線を納入した (8)。古河電工も東京電力横須賀火力発電所に絶縁体の誘電体損 Wd は次式で示される。

2275kV 500mm OF ケーブルを発電所の引き出し線とWd= 2 π f C (E2 /3) tan δ× 10-5して布設した (13)。その後も 1970 年頃まで発電所の引[W/cm] (4.2)

f ; 周波数 , C; 静電容量 [ μ F/km],

き出し線として 275kV OF ケーブルは使用された。

E ; 線間電圧 [kV]

薄紙 25 μｍの絶縁紙は、ケーブルの曲げに弱く、紙幅も狭くせねばならず、紙巻など製造での取り扱

tan δ ; 誘電正接

C = ε /(18 lne(d2/d1)

い性が悪いという課題があり、更に tan δ特性が悪(4.3)

ε ; 誘電率 d1 ; 絶縁体内径

いこともあり、見直されていった。0.025mm 厚の絶縁紙はその後使用されず、日本では 0.04mm あるいは

d2 ; 絶縁体外径

導体抵抗 Rac、誘電率εおよび tan δの低減が許容

0.045mm 絶縁紙が 1960 年代後半迄使用された。

電流の増大に必要である。
1960 年から 1970 年にかけて、高電圧化においては

4.1.3 OF ケーブルの低損失化

287.5kV OF ケーブルが実用化され、大電流化のため

1960 年以降、ケーブルの最高使用電圧は、275kVの導体抵抗低減のため分割導体が実用化された。また、になった。電力需要の増大に伴い、都市内への地中送

εおよび tan δの低減を目的として、OF ケーブルの電線路について技術的ならびに経済的理由から一回線絶縁体として脱イオン水洗紙、66 ～ 77kV プラスチッ

当たりの送電容量の増大が更に必要となってきた。こクケーブルの絶縁体として架橋ポリエチレンが実用化のため、①大導体ケーブルの採用、②絶縁体の誘電体された。

損の低減、③ケーブルの強制冷却の採用が検討され実電力ケーブルを管路へ 2 回線布設した時の許容電流用化されていった。ケーブルの大容量化の方法は図 4.6

容量とε× tan δの関係を図 4.7 に示す。当時の OFに示す通り、高電圧化と大電流化が必要である。

ケーブルではε× tan δ (%) ＝ 1.85 ( ε =3.7, tan δ (%)

高 電 圧 化= 0.5) であり、許容電流は、この損失分により 154kV
ＥＨＶ・ＵＨＶで約 10%、275kV で約 30% 減少する。500kV ケーブ

275 〜500kV

電力ケーブルの大容量化

低 導 体 抵 抗ルに使用するにはε× tan δの値を 1/5 ～ 1/10 に低

分割導体
素線絶縁

低 発 生 損 失

低 誘 電 体 損

脱イオン水洗紙ＣＶ
直大 電 流 化発 生 熱 除 去

半合成紙流

熱 抵 抗 低 減N9強許容温度上昇

制

冷

却

ＣＶ

間

接

冷

却

直

接

冷

却

N9

導 体 内 冷 却

図 4.6

ＣＶ

許容電流 (A)

低 静 電 容 量

大容量化の方法

許容電流 I(A) は下式で求められる。

I=

1
Tc-To-Wd(− R1+ Σ4i=2 Ri)
2
Rac{R1+(1+P) Σ4i=2 Ri}

Tc ; 導体温度 (℃ )、To ; 外部温度 (℃ )R1 ; 絶縁体熱抵抗 (℃・cm/w)(4.1)

比誘電率×誘電正接（ε・tan δ (%)）

図 4.7 ε ･tan δと許容電流の関係

電力ケーブル技術発展の系統化調査

123減し、275kV OF ケーブルでも少なくともほぼ半減す(2) 低損失脱イオン水洗紙る必要があり、絶縁紙のεと tan δの低減が必要で絶縁紙の低損失化が進められた。絶縁紙については、あった。分割導体、低損失紙による低損失化が主に進耐電圧特性、εおよび tan δの特性が特に重要である。

められた。

OF ケーブルの絶縁体は図 4.9 に示すような絶縁紙と絶縁油の複合絶縁である。油隙の大きさは、紙の厚さ(1) 分割導体の適用に比例して変化し、巻き方向の替りでの油隙厚の倍増

交流が導体に流れる場合、表皮効果により導体内などや、油隙の位置の電極との直接接触界面の問題がの電流密度の分布は一様ではなく、中心部が疎、導体あり、耐電圧特性に及ぼす影響は各々異なる。また、表面に近づくほど蜜となる現象が表われ、見かけ上交絶縁紙と絶縁油自体の耐電圧特性および誘電特性が相2

流抵抗が上昇する。1000mm 以上の導体サイズにな互に関係する。

ると商用周波数でもこの表皮効果現象が無視できなくなる。日本では、従来円形撚り線導体が使われていた（電界） 絶縁テープ

オイルギャップ

2が、1000mm の導体サイズになると交流抵抗 Rac と直流抵抗の比 Rac/Rdc(80℃ ,50Hz) は 1.15 と大きくなり、海外で使用されていた分割導体の検討が進められ
図 4.9 OF ケーブル絶縁構成ていた。分割導体化することにより、表皮効果係数が小さくなる理由は、素線に僅かな接触抵抗があることと、分割された導体内 ( セグメント ) で素線が撚られ絶縁紙は紙の種類の中では西洋紙に分類される。木ることにより、各素線の電流が均一化されるようとす

材を原料としてクラフトパルプが製造される。クラフ

る作用が働くためである。素線間の接触抵抗がゼロな

トパルプは、その製法から通常の製法では絶縁紙の電らば、分割導体でも円形撚り線導体と交流抵抗は同じ

気特性に悪さをするイオン物質が多く含まれており、となる。

そのままでは絶縁紙とならない。木材には純セルロー

大阪市中央部の急激な電力需要増大に対処するため
2に 1962 年に関西電力豊崎線 140kV 1,200mm OF ケー（14）スの他にヘミセルロースと繊維間を接着するリグニンが多く存在する。このリグニンとヘミセルロースの量。OF ケーブルでは導体の中央が tan δを悪化させる作用があり、製造上の課題であに油通路が必要であり、この形状に合う 6 分割導体がり、巴川製紙所にて検討された (15),(16),(17),(18)。このため

加撓性と屈曲性から選択された。ケーブル断面の写真

ヘミセルロースの少ない樹種を選定し、蒸解をより高2を図 4.8 に示す。1,200mm で 6 分割導体を採用するこ度に行い、リグニンをより多く除去することにより、とにより、80℃および 60Hz の条件で非分割導体に比tan δの低減を行った。tan δの改善効果を図 4.10 にべ交流抵抗が 14% 低減し、電流容量は 7% 増加した。

示す。蒸解工程にてできたパルプはまだかなりの金属

ブルが布設されたイオンを含むため水による洗浄が行われていた。絶図 4.8

140kV 6 分割導体 1,200mm2
OF ケーブル（14）分割導体では、セグメントをまとめるためのバイン
ダー ( ステンレステープ ) が使用される。この対策として、機械的強度アップのため導体遮蔽をカーボン紙
3 枚とし、絶縁遮蔽をカーボン紙 2 枚とした。
図 4.10124

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

ヘミセルロースの tan δへの影響 (19)

縁紙の耐電圧特性の向上のためにパルプの繊維を細か

POF ケーブルで使用され、500kV OF ケーブル用にく、また極微細なヒゲ様のものを発生させる ( フィブも使用された。現在でも電力ケーブル用絶縁紙としてリル化 ) いわゆる叩解処理の仕方が重要である。フィ

脱イオン水洗紙が使用されている。

ブル化した繊維が多量の水に分散した状態をスラリと言い、これを抄造して絶縁紙が作られる。詳細は、斎藤、武の共編「電気絶縁紙」(18) に記載されている。
1963 年に更なる tan δの改善のためパルプの水洗、叩解、抄紙のすべての工程で脱イオン水を使用する
方式を巴川製紙所が実用化した (18)。脱イオン水洗紙は 1961 年頃には海外で既に開発されていたが、日本では更に特性を改善した脱イオン水洗紙の開発に成功した。これにより tan δの特性が表 4.5 に示すように改善された。絶縁紙の材料物性について踏み込んだ研究がなされ、世界トップレベルの技術を有していた。
tan δの高温での値は導電性イオンによる損失、低温

図 4.11

透気度 ( 気密度 ) と衝撃波破壊強度の関係 (19)の tan δは紙繊維の双極子による損失で発生するが、ベースのイオン性物質を除去することは tan δ低減に最も有効である。なお、tan δの温度特性のカーブは同じ絶縁紙で製造されたケーブルでも乾燥含浸の製造方法により異なる。

表 4.5

脱イオン水洗紙と普通紙の特性比較 (20)図 4.12 脱イオン水洗紙の tan δ特性 (20)(3) 合成油
電力ケーブルは古くから鉱油が使用されていた。鉱油は原油の蒸留精製工程において、大気圧で沸点 200～ 400℃のものを精製したもので、炭化水素が主成分の「パラフィン」、「ナフテン」、「芳香族」の混合物である。OF ケーブルで使用する絶縁油はガス吸収性が低誘電率化を目的として、絶縁紙の低密度化が併せ重要な特性である。1960 年以降触媒を利用して硫黄て検討された。誘電率、tan δは紙の密度により小さを除去しイオン性不純物の混入を少なくしていたが、くなるが、耐電圧特性が低下する欠点があった。この残留した微量の遊離硫黄による銅腐食の問題があっため、気密度 ( 透気度ともいう ) を高くした低密度紙がた。銅共存下での加熱劣化試験では、絶縁油および油検討され採用された(19)。気密度と電気特性の関係を図4.11 に示す。

浸紙の tan δが大きくなり (20)、改善が必要であった。
1963 年にイタリアでは全面的にアルキルベンゼン

この脱イオン水洗紙は 1965 年東京電力横曽根線
2系の絶縁油 (DDB 油 ) が採用された (20)。日本でも各社

66kV 3 × 150mm POF ケーブル線路に初めて使用さが合成油の開発を始めていた (21),(22),(23),(24),(25)。この絶縁油れた (18),(20)。脱イオン水洗紙を使用したケーブルの tan

は芳香族炭化水素が主成分であり、水素ガス吸収性がδー温度特性を図 4.12 に示す。

極めて優れ、鉱油で問題となった硫黄などの不純物が脱イオン水洗紙の長期 tan δ特性は熱劣化に対して(20)皆無となった。この材料は戦後発達した合成洗剤の原。こ料であるため、価格的にもそれ程高価でないという利の脱イオン水洗紙は 154kV 以上 OF ケーブルおよび点もあった。アルキルベンゼン油の特性を表 4.6 に示も普通紙に比べて優れた安定性を有している

電力ケーブル技術発展の系統化調査

125

す。アルキルベンゼンには化学構造の異なる、ハードていった。DDB 油は、鉱油と初期特性の差は認めら

型 ( 長鎖系アルキルベンゼン ) およびソフト型 ( 直鎖れないが､ 長期の銅存在下での高温 tan δ特性が鉱油系アルキルベンゼン ) があるが、一般的に用いられたと異なり安定した特性を示し、長期安定性を有していのはハード型アルキルベンゼン油である。ソフト型アる (20)。

ルキルベンゼンは粘度が低いので海底ケーブルに用いられた。

154kV 以 上 OF ケ ー ブ ル は、 脱 イ オ ン 水 洗 紙 と
DDB 油が標準として使用された。

表 4.6 アルキルベンゼン油の電気特性 (20)(4) カーボン遮蔽体による tan δ改善
導体上にカーボン紙を巻くことにより交流および衝撃波破壊電圧が改善された。また、カーボン紙のイオ
ン化物質に対するカーボンの吸着効果により、OF ケー
ブルの長期安定性を向上させた。
一方、使用電圧の上昇に従って絶縁体の導体直上の電界が上昇し、カーボン紙遮蔽に起因する OF ケーブ
ルでの tan δの増加が無視できなくなった。この原因のひとつは、電界の上昇による右肩上がりの tan δ増( ⊿ tan δ ) が油隙幅および油層の大きさに起因して大きくなる現象である。特に 5kV/mm を超えると顕著となる。もうひとつはカーボン紙の存在自体が⊿ tan
δを大きくする現象であり、海外でも検討されていた。
カーボン紙による tan δ増については、単なる電極と絶縁体の間にある抵抗値から算出される tan δの値

1966 年に脱イオン水洗紙と DDB を使用した 154kV
2

600mm OF ケーブルを東京電力南大田線の一部に住友電工と古河電工が納入した(22),(26)。このケーブルのtan δ―温度特性を図 4.13 に示す。従来クラフト紙にくらべ tan δの値は約 30% 低減した。
引き続き藤倉電線(21)、昭和電線も同時期に 154kV

より極めて増大することが判明していた。このため、片面半導電紙が導体遮蔽として奥只見 287.5kV OF
ケーブルに使用されていた (12)。
この⊿ tan δを更に改善する方法として、住友電工
は図 4.14 の結果が示すようにアルミ蒸着膜をカーボン
紙の片面に施した金属蒸着カーボン紙を実用化した (27)。

OF ケーブルを納入している。脱イオン水洗紙と DDBを使用した OF ケーブルがその後も主流として使われ

図 4.14 蒸着カーボン紙遮蔽ケーブルの tan δ - 電圧特性 (27)

藤倉電線は図 4.15 に示すようにカーボン紙上に絶縁塗料を薄膜に塗布した片面絶縁処理カーボン紙を実用化した (20)。⊿ tan δの発生原因はカーボン粒子自身またはこれに付随する荷電粒子による現象と考えられる。
上記 (1) 〜 (4) の日本の自主技術改善により、ケーブ
ルの低損失化が図られ、高電圧化と大電流化が可能と
図 4.13126

tan δ―温度特性 (22)

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Vol.19 March 2013

なり、275kV OF ケーブル線路が実用化された。

度を高くせねばならず、製造技術的に難しさがあった。
大日電線（株）（1964 年に大日日本電線へ社名変更 ;現三菱電線工業（株））は 1956 年に西ドイツのフェル
テンギローム社と技術提携を行い、この社が使用していたアルミプレス機と同一のヒドロリック社製 4,500
トンアルミプレス機を購入した。日本で最初のアルミプレス機の導入であった (6),(30)。図 4.17 は上記竪型のアルミプレス機の写真を示す。

図 4.15

片面絶縁処理カーボン紙の tan δ - 電圧特性 (20)4.1.4 製造技術
(1) アルミ被 OF ケーブル
OF ケーブルの金属被は、戦前から加工性と化学的安定性から鉛被が用いられていた。しかし、鉛被は機械的強度およびクリープ疲労特性に弱く、ケーブルが重く、更に鉛被のクリープ疲労による漏油の問題があり、特に保守面で課題であった。60kV 以下のソリッ
ドケーブルでも漏油による問題が大きかった。
鉛被については各種合金鉛の適用による疲労特性の

図 4.17ヒドロリック型アルミプレス機 (6)改善が各社で行われ、合金鉛 (E 合金 ) の適用により純鉛に比較して許容歪が改善された (28),(29)。しかし E 合金

大 日 電 線 ( 株 ) が 各 線 心 に ア ル ミ シ ー ス を 施 し、で使用中の温度上昇により、亀裂による油漏れが多発

こ れ を 3 心 撚 り あ わ せ た 60kV 3 心 150mm2 SA 型

した。これは E 合金中の結晶粒が粗大化してクリープ(Separately Aluminum Sheathed ) OF ケーブルを 1960

特性の急速な低下を招き亀裂を生じたものである。

年に北海道電力（株）向けに納入している (31)。しか

アルミ材料自体の振動疲労特性は図 4.16 に示すように合金鉛と同レベルであるが、アルミシースは機械し円筒形状のままでは可撓性、曲げ時の座屈の機械的問題があり広く使用されなかった。

的特性が優れかつ軽量化という点で魅力があった。ここの機械的問題を解決するため、アルミシースの波

れらの背景から、鉛被の代替としてアルミシースケー付け化が検討された。その形状については図 4.18 に示ブルが検討され、1951 年には 3kV ケーブルで実用化すように蛇腹形のＯＫＤ形と正弦波に近い波形があっ(6)された 。アルミの押出は鉛に比べ融点が高く押出温

たが、正弦波に近い波形の形状が伸縮疲労および加工性も良く適用された（29），(32)。アルミシースを波付けすることによりケーブル状態での振動疲労特性は合金鉛に振動歪（片振中表示）％

比べて図 4.19 示すように許容歪は倍以上に向上した (32)。
特に繰り返し回数が 105 回以上において改善された。
また、波付きアルミシース化することにより、ケーブルの曲げ剛性は鉛被並みになり (33) 取り扱いも改善された。
ケーブルの設計では、金属シースに疲労破断が生じないような繰り返し歪の許容値をアルミニューム 300
振動回数（Ｎ）

図 4.16 振動疲労特性の比較 (29)

× 10−6 、合金鉛の 150 × 10−6、純鉛 100 × 10−6 とされている (34)。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

127

日本で初めて 1962 年に大日電線（株）が中国電力（株）南広島 1 号線向けに 100kV 600mm2 波付きアルミ被 OF ケーブルを納入した (36),(37)。ケーブル構造を
表 4.7 に示す。波付き加工は、ケーブルコア遮蔽上に
アルミプレス機によりアルミ平滑管を直接押出した

OKD 波形

後に、波付け機により正弦波状に加工された。このケーブル防食層にはクロロプレンが使用され、アルミ被の谷部を埋め、表面を平滑に仕上げている。100kV
600mm2 波付きアルミ被 OF ケーブルと同じ導体サイ

等連切り円波形 ( 正弦形 )図 4.18

図 4.19アルミ被の形状

ズと絶縁厚の鉛被 OF ケーブルと比較するとケーブル
外径で 10%、重量で 20% 低減した (36)。

(29)

表 4.7 100kV 波付アルミ被 OF ケーブル (37)
( 単心 600mm2)

波付きアルミシースの振動疲労特性（32）アルミプレス押出機は二つのタイプがある。図 4.17

現在でも波付きアルミ被ケーブルは、66kV 以上に示すヒドロリック方式の他にシュレーマン社が製造

OF ケーブルおよび 275kV 以上 CV ケーブルの金属被していた横型のタイプがある。横型のシュレーマン製として広く使用されており、特に機械的特性およびのアルミプレス機の写真を図 4.20 に示す。

信頼度の向上に関して超高圧 OF ケーブルおよび CV
ケーブルの実用化に貢献した。
(2) OF ケーブル乾燥含浸方法
OF ケーブルの乾燥含浸技術において、真空乾燥と含浸工程を連続して行い、乾燥時間が約 1/2 以上に短図 4.20シュレーマン型アルミプレス機 (35)

縮され、かつ従来の数倍の長尺ケーブルの製造が可能となった。更に従来の 2 次乾燥における鉛の加熱劣化も防止できた。具体的には、①イタリア・ピレリー社

ヒドロリックタイプとシュレーマンタイプの両方がで開発された「乾燥缶でケーブルを乾燥含浸し、その日本では使われた。シュレーマンタイプのアルミプレ後金属被を被せる方式 (Mass-impregnation)」を日本

ス機を 1961 年に昭和電線が導入したのを初めとして独自に実用化し、②日本独自に開発した「乾燥缶中で他の 4 社 ( 住友電工、古河電工、藤倉電線、日立電線 )乾燥後、真空下で金属被を被せ両端から油を注油するも設置した。課題であったアルミシースに波付け加工方式」の 2 方式が実用化された。

する方法は各社で検討された。両タイプのアルミプレス機は一長一短があり設備導入後に各社独自の技術に
より設備改良を加えて使用している。

128

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

4.2に藤倉電線佐倉工場の受変電設備として布設された。

POF ケーブルの高電圧化

66kV 3 × 100mm2 POF ケーブル (41) である。ケーブ
ル構造を表 4.9 に示す。POF ケーブルでは、パイプ内

4.2.1 66 ～ 154kV POF ケーブル線路

圧力を 15kg/cm2 と高油圧に維持する必要があるのと、パイプ型ケーブルには、パイプ型ガス入りケーブ

パイプ内の油量が OF ケーブルに比べて多量のため、

ルとパイプ型ガスコンプレッションケーブルがあり、ケーブルの使用状態での温度変化による絶縁油の膨張1950 年代から 1960 年代にかけて 110kV 級ケーブルま量も大きく、特殊な装置として加圧ポンプを用いたポで納入されていた(38),(39),(40)。しかし製造時には、油が絶縁紙に充分に含浸されるが、運転中の温度変化、高ンピングプラントが使用される。原理図を図 4.21 に示す。

低差の布設条件では、絶縁体の油浸紙層で微小のガス層が発生し、これを完全に除去することは不可能で

表 4.966kV 3 × 100mm2 POF ケーブル (41)あり、OF ケーブルに比べて耐電圧の信頼性に劣る欠点があった。このため、更なる高電圧化に対して、パイプ内空間部に油を充填し、加圧含浸するパイプ型
OF ケーブル ( 以下 POF ケーブル (pipe type Oil filledcable) と呼ぶ ) の検討が進められた。
POF ケーブルは、米国オコナイト社の C.E.Bennett
氏が Oilostatic Cable の商品名で実用化されたもので、132kV POF ケ ー ブ ル が 1935 年 に Baltimore のPennsylvania Railroad で実用化された (41)。欧米では、
1960 年代後半には、
表 4.8 に示すように 69kV 以上ケーブルにおいて、パイプケーブルが OF ケーブルより多くの実線路に使用されていた (42)。パイプケーブルの
うち POF ケーブルが 94% と大半を占めていた。
表 4.8

欧米のケーブル布設比較 (42)( パイプケーブルと OF ケーブル )
地域

パイプ
ケーブル

OFケーブル
件

米

合

計

件

件

国

477

150

627

カ ナ ダ

21

64

85

中 南 米

15

0

15
図 4.21

西半球合計

513

214

ポンピングプラント原理図 (41)7271965 年に藤倉電線が東京電力横曽根変電所―青木POF ケーブルは、OF ケーブルに比較して、①ケー開閉所間 1.7km 2 回線に 66kV 3 × 150mm2 POF ケー

ブルの引入れが長くでき、接続箱が少なくてすむ、②ブルを布設した (43)。このケーブルは、日本で初めて脱外傷に対して安全、③高油圧 OF ケーブルと同じ耐電

イオン水洗紙 (18) および合成油のポリブテン系絶縁油

圧特性を有し、充填油による冷却が容易、④管路布を使用している。この組合せにより、ε× tan δが低設 OF ケーブルより建設コストが安価、および⑤耐震

減し、経年劣化に伴う tan δ上昇の問題も改善した。

性が優れているという長所があった。一方①多量の絶POF ケーブルでは金属被を被覆せず鋼管中にケーブ縁油が必要、②道路が狭く曲がりが多いと建設費が高ルを引き入れするため、防湿と機械的保護を考慮して、くなる、という短所があった。東京電力では、275kV

遮蔽層、防湿層および補強層が設けられる。これが長距離線路用ケーブルの候補の一つとして 1964 年頃

OF ケーブルと異なる点である。この線路では絶縁遮から開発が進められていた。

蔽はカーボン紙と軟銅テープを使用し、補強には半硬

日本で初めての 66kV 級 POF ケーブルは、1964 年

銅テープと耐油性の良いポリカーボネイトテープの組

電力ケーブル技術発展の系統化調査

129

合せ巻きとしている。ケーブル引き入れ時の摩擦力軽圧電力研究所武山研究所において、275kV POF ケー

減のため、D 型のステンレス鋼を使用している。鋼管

ブルおよび 275kV アルミ被 OF ケーブルの試験線路の厚さはケーブル地絡電流 13kA による過渡圧力上昇を建設し長期安定性を検証するため、長期課通電試験を想定して 5 インチ圧力配管用炭素鋼管 Sch20, 2 種を実施した (47),(48)。このうち 275kV POF ケーブルの試を使用した。

験線路は 220m で、住友電工、古河電工、藤倉電線が1968 年に東京電力花畑変電所―江戸川変電所間を2

2

結ぶ 154kV 3 × 400mm および 3 × 500mm POF ケー(44)

ケーブル、終端箱、準油止め接続箱および普通接続箱を供試し、長期信頼性を確認した。

。納

この試験を初めとして、その後の新規に開発された

入社は住友電工、古河電工、藤倉電線である。本線路

275 ～ 500kV ケーブルおよび付属品については、高いは、ルートの地盤が軟弱であることと、郊外で鋼管工

信頼性が要求されるため、実線路導入前には長期課通事が容易であることなどの理由で POF ケーブルが採電試験による検証が電力中央研究所、電力会社の試験用された。ケーブルの写真を図 4.22 に示す。

場などで必ず行われた。

ブル亘長約 5.5km 2 回線の線路が実用化された

4.3
4.3.1

CV ケーブルの創生
ゴム・プラスチックケーブルの時代

化学架橋ポリエチレンを以下 XLPE(Cross-Linked
Polyethylene) と呼ぶ。またこの XLPE 材料を使用した電力ケーブルを CV ケーブルと呼ぶ。XLPE ケーブ
ルはシースがポリ塩化ビニルで構成されていることが多いので一般に CV ケーブルと呼ばれている (49),(50)。
第二次世界大戦後電力ケーブルが大きく変化したのは、合成ゴムやプラスチックの出現である。中低圧の
図 4.22154kV

紙ケーブルでも金属シースが必要であり鉛被が使用さ

3 × 500mm2 POF ケーブル (44)れていた。鉛の疲労や腐食による亀裂および孔などに藤倉電線はこの線路の絶縁構成として tan δの低減のため片面絶縁処理カーボン紙を使用している

(44)

。

低損失化を目的として脱イオン水洗紙、ポリブテン合より絶縁破壊を起こす頻度が多かっため、金属シースを必要としない油浸紙に代わるプラスチックのケーブルが期待されていた。

成油 HV-15 を使用した。充填油は高粘度のアルキル

天然ゴムは高電圧下で発生するオゾンに弱く使えな

ベンゼン系合成油を使用した。製造から引き入れまでかったが、戦争中に目覚しく発展したプラスチック材の間の防湿を考慮して、片面金属化ポリエステルテー

料は、電気的特性に優れ、耐オゾン性の良い材料であプ 2 枚の組合せ巻を 2 層施している。滑り線は高さ

り、欧米特に米国を中心に中低圧の電力ケーブルで使

2.0 ～ 2.5mm の D 型ステンレス線を 2 枚並列巻きとし用されていた。これらの中で最も適している材料はポている。鋼管は JIS 3454 圧力配管用炭素鋼鋼管 Sch20

リエチレン (PE) とブチルゴムであった。1950 年頃に150A 2 種の継ぎ目なし鋼管、12m 長のものを使用しは米国で BN ケーブル ( ブチルゴム絶縁ネオプレン防た。鋼管の内外にもコールタールエポキシ系塗料など

食ケーブル ) が 33kV で、PE ケーブルが 10kV のケー

特殊な防食層を施している。これらの技術は日本の自ブルで各々使用されていた。PE は 1950 年頃から、ブ主技術である。

チルゴムは 1953 年頃から日本で入手できるようになった。1953 年に昭和電線が 10kV 100mm2 BN ケー

4.2.2 長距離 275kV POF ケーブルの開発

130

ブルを布設し、1954 年に古河電工が東京電力向けに各 社 で 275kV POF ケ ー ブ ル の 開 発 が 進 め ら れ

3.3kV PE ケーブルを布設している (6)。ただ PE ケーブ

た (45),(46),(47),(48)。275kV POF および OF ケーブルの実用

ルの連続使用温度は 75℃でかつ短絡時最高許容温度化の前段として、1966 年から東京電力、超高圧電力

も 140℃と低く、これがネックとなり電力ケーブルで研究所、電力中央研究所と電線メーカー 5 社 ( 住友電は使用されなかった。

工、古河電工、藤倉電線、日立電線 ( 株 )( 以下日立電

一方 BN ケーブルは連続使用温度が 80℃でかつ短絡線と記述 )、昭和電線 ) が共同研究の場として、超高時最高許容温度も 230℃と OF ケーブルよりも良好な

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ので実用化が進められた。BN ケーブルは 1955 年以降に九州電力 ( 株 )( 以下九州電力と記述 ) に 6kV CV ケー

6 ～ 30kV 級で使用され、1963 年には 66 ～ 77kV 移動

ブルを納入している (35)。

用ケーブルまで実用化された (51)。しかし 1965 年頃に、布設後 10 年経過して絶縁破壊を発生する事故が一時多く発生した。破壊原因は浸水課電劣化現象で、端末からのケーブルへの水の浸入が原因であった (52) が、ゴ
ムの充填剤の種類も影響していた。BN ケーブルは絶縁破壊特性が CV ケーブルに比べ劣るため 66kV 級電力ケーブルとしては使用されなかった。
1953 年に原子力の技術が入ってくるとともに、放射線をあてると PE が架橋して XLPE になり溶融しな
くなるという情報が海外からあり検討が進められた (52),(53),(54)。この XLPE は PE と同じ性能を持ち、熱に強いという点でブチルゴムに代わる電力ケーブル用絶縁材料になるものと期待された。一方欧州では PE
ケーブルの実用化が精力的に進められていた。1950
年頃には米国で 15kV、英国で 11kV の PE ケーブル
図 4.23が製造されていた (6)。
XLPE の製造の仕方として二通りの方式が検討されていた (54)。ひとつは放射線の高いエネルギーを PE に

100

未架橋

照射して架橋を起こさせるというものであり、他の一る方法である (55)。海外ではこれらの方法で製造された XLPE を電線に応用した例も既に報告されていた (56),(57)。
日本でも使用温度が高くとれ絶縁厚さが BN ケーブ
ルに比べ薄くできる CV ケーブルに着目し、架橋方法の検討が進められていた。
米国で 1955 年に化学架橋ポリエチレン材料が米国
GE 社の F.M.Precopio と A.R.Gilbert により発明され
た

永久変形率

つは PE に有機過酸化物を混合し温度を上げ架橋す

80

60

40

（％）

電子線架橋
20

0

化学架橋
100

。日本の各電線メーカーとも、1960 年頃に GE

150

200

温度（℃）

(55),(58)とライセンス契約を結んで (59)、この材料を用いた CV

架橋ポリエチレンの反応 (54)

図 4.24架橋 XLPE の永久変形率 ( 無荷重 ) (54)ケーブルの製造を開始した。この XLPE の化学架橋の反応式を図 4.23 に示す。分解物としてアセトフェ
ノン、メタン、ジメチルフェニルカルビノールが生成
される

(54)

4.3.2 66 ～ 77kV 級 移動用 CV ケーブルの実用化
CV ケーブルの耐電圧特性は BN ケーブルにくらべ
高く 66 ～ 77kV ケーブルの開発が進められた。CV ケー。

当時これら生成物の絶縁特性への影響は考慮されなブルの製造については、BN ケーブルで使用していたかったが、高電圧化になるに従ってこれらについても

竪型連続加硫機 (VCV) を多少の改造により使用でき研究された。

たのもその実用化を早くできた要因のひとつであっ

XLPE の永久変形率は図 4.24 に示すように 105℃をた。ただ、当時の連続加硫機は過熱した水蒸気を使っ

超えても 10% 程度と小さく、その他の機械的特性もていたので、XLPE の中に蒸気が混入して閉じ込めら

ポリエチレンに比べ非常に優れている。耐コロナ性、れ、絶縁体中に残存する問題が後になって判った。こ耐トリーイング性など電気的な特性も優れている。

れが別章 5.3.3 項で記す水トリー、ボウタイトリーの日本では XLPE の利点に着目して世界に先駆けて実用化を進めた。CV ケーブルは、日本では 1960 年に 6kV 用として商用化された(59)。藤倉電線は 1961 年

発生原因の一つとなっている。
66kV 級 CV ケーブルは先ず移動用ケーブルとして使用された。当時、変電所を含む送電線等の昇圧、改電力ケーブル技術発展の系統化調査

131修工事に際して応急用に送電するため、移動変電装置

縁遮蔽層は共に半導電テープが使用されており、ここの一部として移動用ケーブルが使用されていた。当で絶縁体との界面においてボイド、異物および突起を時移動用ケーブルとして OF ケーブルが使用されてい発生し易く、低電圧破壊電圧の原因となっていた。

た。OF ケーブルは鉛被ケーブルのため重量が重く、屈曲特性が悪く、更に圧力油槽が必要なため極めて取4.3.3 66 ～ 77kV CV ケーブルの実用化

り扱いが困難なものであった。所要スペース、切り66 ～ 77kV CV ケーブルの送電線路としての初の恒

替え時間の短縮のため、可搬式で予め端末処理が可

久設備は、古河電工により 1964 年に中部電力（株）

能な BN ケーブル及び CV ケーブルが検討されていた（以下中部電力と記述）尾鷲火力発電所向けに 70kV(60),(61),(62)。 乾式の終端が使用でき、可橈性に富み、耐100mm2 CV ケーブルが納入された (63)。ケーブル構造

圧特性が優れた CV ケーブル及び BN ケーブルが 1962

を表 4.11 に示す。特徴として、ケーブルの導体上に

年に実用化された。

半導電架橋ポリエチレンが押出されている。絶縁体上世界で初めて 60kV 級 CV ケーブルとして住友電工の遮蔽には特殊導電塗料を塗布してコロナ発生を防止が東京電力向けへ 60kV CV ケーブルを移動用ケーブしている。なお、この塗料層は端末処理時に簡単に除ルとして 1962 年に納入した(60)。60kV 移動用ケーブ

去できるものである。ヒートサイクル、曲げに対するルを図 4.25 に示す。60 ～ 70kV 級移動用 CV ケーブ対策として、クッション層として導電布テープを巻きルの絶縁厚 ( 内導厚さ込み ) は 15mm であった(60),(61)。

CV ケーブルは耐電圧特性が BN ケーブルより優れてその上に遮蔽用錫鍍軟銅テープを巻いている。絶縁厚
さは内部遮蔽層込みで 20mm であった。

いたため表 4.10 に示すように絶縁厚も薄くできて、外径も小さく、重量も軽減できる効果があり、BN ケー

表 4.11

70 kV CV ケーブルの構造 (63)

ブルに代わって使用されていった。

藤倉電線も同年に東北電力（株）新庄変電所向けに60kV 80mm2 CV ケーブルを納入した (64)。このケーブ
ルは内部半導電 XLPE と XLPE 絶縁体を 2 層同時押図 4.25

移動用 60kV CV ケーブル(60)

表 4.10 移動用ケーブルの比較
移動用ケーブルの比較 (100mm2)(61)

項目
導体サイズ
絶縁厚さ
シース厚さ
外径
重量

単位
2
mm
mm
mm
mm
kg/km

CVケーブル
100
15
3
54
3090

BNケーブル
100
20
4
65
5200

出方式によりケーブルコアを製造している。絶縁体上には絶縁体の膨張収縮に対して特殊な半導電性テープを使用していた。更に銅テープを 2 枚の交互巻きを採用し異常電圧侵入時の銅テープの電位上昇を抑える対策をとっている。絶縁厚さは 15mm であった。納入された終端箱を図 4.26 に示す。終端箱の内部絶縁は、
OF ケーブルの場合と同じくコンデンサ型油浸紙巻き方式を使用しており、碍子型の終端箱である。この線

しかし移動用 CV ケーブルにおける印加時間は短路ではケーブル布設後の竣工前の試験として、現地部

時間であり、CV ケーブルを恒久用ケーブル線路とし分放電試験を実施し、施工を含めた線路の健全性を確て実用化するためには、出荷試験方法、V-t 特性など

認している。

OF ケーブルと異なる課題を解決せねばならなかった。
当初の移動用 CV ケーブルの内部半導電層及び外部絶

132

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

など機械的特性が向上するなど性能面で著しく向上した。半導電架橋ポリエチレンの体積抵抗率は、ケーブ
ルの tan δの値への影響、インパルス電圧印加時の半導電層の電位分担を考慮して 104 Ω ･cm 以下にされている (67)。
キャプスタン

導体

①

②

③

加硫筒

①：導体上半導電層押出機②：絶縁層親押出機③：絶縁体上半導電層押出機
高圧蒸気
高圧冷却水

図 4.26

66kV CV ケーブル気中終端箱 (64)

各社 66 ～ 77kVCV ケーブルの内外の半導電遮蔽層
材料構造と製造方式による電気性能の向上に関する改善が進められた (65),(66)。3 層同時押出方式の採用により、図 4.27 に示すように交流及びインパルス電圧の耐電圧特性が 1.5 ～ 2 倍に向上した。3 層同時押出方式の概念図を図 4.28 に示す。この方式の採用により、

図 4.28

内部導体表面の円滑性を保たれ、かつ内外半導電層とXLPE 絶縁体と界面の異物の侵入及びボイドの形成を排除でき、更に絶縁体との完全一体化が果たされる事により、電気的特性が向上されるだけでなく、曲げVCV 3 層一括押出装置の概念図 (66)

住友電工は 1965 年に 3 層同時押出製造方式の製造を開始し (65)、九州電力新港火力発電所向けに 66kV
150mm2 CV ケーブルを納入した (68)。藤倉電線は 1967
年に 66kV CV ケーブルを南部製鋼 ( 株 ) に納入してた(69)。3 層同時押出製造方式は CV ケーブルの高電圧化を果すために欠くことのできない技術であり、世界に先駆けて日本独自に開発した重要な技術である。
当時海外の 60kV 級プラスチックケーブルは、ポリエチレンケーブルを使用しており、表 4.12 に示すよ
うに実用化されていた。60kV 級で絶縁厚さは 14 ～15.7mm、70kV 級で 19.5mm であり (64)、日本におけるCV ケーブルと絶縁厚はほぼ同じであり、絶縁性能も同等であった。日本では、CV ケーブルの方が PE ケー
ブルに比べ耐熱性が優れており、これに着眼して世界に先行して実用化が進められた。
( 図中

E: 押出半導電層 , T: 半導電性布テープを示す )図 4.2766 ～ 77kV 架橋ポリエチレンケーブルの構造及び製造技術の改良に伴う電気性能の向上 (65)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

133

表 4.1260kV 級ポリエチレンケーブルの海外実施例 (64)後の 1995 年に本線は撤去され調査されており、特に異常は認められなかった。
66 ～ 77kV CV ケーブルの種類と製造方式の変遷を
表 4.13 に示す。詳細は 5.3.1 項で述べるが乾式架橋製
造方式も併せて検討された。

電力会社向け初のジョイント入り 77kV CV ケーブ
ル線路として、藤倉電線が 1970 年に中部電力鈴鹿線
77kV 80mm2 CV ケーブル亘長 550m 1 回線を納入した (70)。ケーブルは内外半導電層と絶縁体を 3 層同時押出方式により製造された。絶縁厚さは 17mm( 内導厚
さ込み ) である。絶縁体上に特殊半導電テープを巻き、更に 0.1mm の銅テープを交互巻きして、ケーブルのサージインピーダンスを低減している。ケーブルの写
真を図 4.29 に示す。普通接続箱と終端箱の補強絶縁は照射ポリエチレンテープを巻いて加熱モールドする
方法により製作された。加熱モールド時に強制的に加圧器具を用いて加圧することによって、ボイドの発生を抑えるモールド方法を採用して、交流破壊電圧が約

図 4.2925% 向上した。接続箱の構造を図 4.30 に示す。25 年

図 4.30

表 4.13

鈴鹿線 77kV 直線接続箱の構造 (70)66 ～ 77kV CV ケーブルの種類と製造方式の変遷

ーーーー

ケ

年
62 63 64
移動用ケーブルブ
単心ケーブル 接続箱無
ル 種
接続箱有り
類
内外遮蔽テープ
製
2層押出
蒸気架橋
造
方
3層同時押出式
乾式架橋2層押出し;内部半導電層と絶縁層同時押出し
3層同時押出し;内外半導電層と絶縁層同時押出134

国立科学博物館技術の系統化調査報告

鈴鹿線 77kV CV ケーブル (70)(80mm2 絶縁厚 17mm)

Vol.19 March 2013

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4.4 まとめ1958 年に長距離 154kV OF ケーブル線路を建設した。次のステップの高電圧化のため 1956 年にフランスカーベル・ド・リヨン社から薄紙絶縁電力ケーブルに関する技術導入を行い、電源開発奥只見発電所向け
287.5kV OF ケーブル線路が完成した。その後、薄紙
25 μｍの絶縁紙は、tan δ特性、機械的特性の問題があり、薄紙絶縁設計から自主技術で厚紙絶縁設計へ移行した。
巴川製紙所は、絶縁紙の tan δ改善のため、パルプ
中のヘミセルロースに着目して、それを低減した独自の絶縁紙製造技術を確立した。更に 1965 年に低損失の脱イオン水洗紙を実用化した。この絶縁紙は 154 ～275kV OF ケーブルおよび POF ケーブルに使用された。翌年にアルキルベンゼン系合成油が実用化され、脱イオン水洗紙ともあわせてケーブルの低損失化と長期安定性が図られた。電線メーカーも独自にケーブル
遮蔽に特殊なカーボン遮蔽構造を採用するなど絶縁材料の物性について踏み込んだ研究がなされた。OF とPOF ケーブルの絶縁性能、誘電性能は世界に並ぶ特性を有した。
OF ケーブル製造技術においても、1960 年代前半に「乾燥缶でケーブルを乾燥含浸し、その後金属被を被せる方式 (Mass-impregnation)」と「乾燥缶中で乾燥後、真空下で金属被を被せ両端から油を注油する方式」の2 方式が日本独自に実用化され、乾燥時間が約 1/2 以
上に短縮され、かつ従来の数倍の長尺ケーブルの製造が可能となった。金属被においても、海外からアルミプレス機を導入して、国産技術により波付きアルミ被OF ケーブルを実用化し、ケーブルの機械的信頼性が向上した。
この時期に国産の自主技術が発展し、ほぼ海外の超高圧 OF ケーブル技術に追いついたと言える。
CV ケーブルについては、架橋ポリエチレン材料自体はアメリカ GE 社の特許である。1959 年から電線メーカー各社が GE 社とライセンス契約を結び、この材料を用いた CV ケーブルの製造を開始した。1962
年に東京電力に 66kV 移動用 CV ケーブルが実用化され、1964 年に中部電力の電力用線路に 70kV CV ケー
ブルが実用化された。しかし絶縁厚さは 20mm( 内部
半電導層込み ) と厚肉であった。
初期の CV ケーブル絶縁体の押出製造法では、半導電層と絶縁層との界面にボイド、異物および突起が発生し、耐電圧特性の信頼性に問題があった。この対策として内外半導電層と絶縁体との界面の不整をなくす
ため、内外半導電層と絶縁体の三層を同時に押出する製造方式が開発された。日本独自の技術であり、CVケーブルの高電圧化に貢献した重要な技術である。
日本では CV ケーブルの耐熱性と耐電圧特性に着目し、常に世界に先駆けて実用化を進めた。この時代に日本の CV ケーブル製造技術の礎ができた。
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電力ケーブル技術発展の系統化調査

135

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ル」藤倉電線技報 第 32 号 p1

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POF( パイプ型油入り ) ケーブル ( 第 1 報 )」藤倉
電線技報 第 40 号 p9

(1969)(45) 藤ほか :「超高圧パイプタイプ OF ケーブル用絶縁油の検討」
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p1

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パイプケーブル」藤倉電線技報 第 36 号 p11(1968)(29) 笠原ほか :「波付アルミシースケーブルの機械的(48) 高田 :「武山試験線 275kV 高油圧パイプタイプ

特性について ( その 1)」昭和電線電纜レビュー

OF ケーブル建設における経験」古河電工時報

Vol 13 No.1 p1

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電線時報 第 24 号 p2

(1963)

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電線技報 第 25 号 p65(1963)(52) 飯塚ほか 「高電圧電力ケーブルのゴム、プラス:
チック化」電学誌 90 巻 8 号 p9(1970)(53) 鳥居ほか : 昭 34 年電気学会東京支部大会 (1959)(34) 電線ケーブルハンドブック 電気書院 第 1 版(1974)(54) 鳥居ほか :「架橋ポリエチレンの特性と耐熱ポリ
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日電線時報 第 24 号 p111

(1963)(37) 電力技術部 :「中国電力広島 1 号線地中工事記録

報 第 20 号 p55(1961)(55) フランク、
エム、
プレミピオ 「ポリエチレンのキュ:
ア方法」特公昭 33-6095(56) E.R.Kervin:“Chemically crosslinked polyethelene ”―100kV 1 × 600mm クロロプレン防食波形ア

7th Wire and Cable Symposium (1958)

ルミシースケーブル―」大日電線時報 第 25 号

(57) A.C.Bloestein:“Carbon black loaded crosslinked

2

136(1959)

2( 佐倉工場受電用 )」藤倉電線技報 第 29 号 p1

(22) 佐藤ほか :「低損失紙並びに合成絶縁油を使用し

86 号 p67(39) 福田ほか :「東京電力新城線パイプ型ケーブルにパイプガス型ガスフィルドケーブル」藤倉電線技(21) 秋山ほか :「東京電力八重洲線 154kV アルミ被93 号 p29(38) 武藤ほか :「パイプ型コンプレッションケーブル

ついて」古河電工時報 第 19 号 p1

(2009)(20) 加賀谷ほか :「低損失 OF ケーブルの研究」 藤倉

p49(1963)について」藤倉電線技報 第 12 号 p1 (1957)(1969)

第 35 号 p1

p30

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

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Cable Symposium (1958)(58) F.M.Precopio:“Curable polyethylene composition
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atoms ,and process of curing same”US Patent

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p31(1964)(66) 高田 :「特高 QE( 架橋ポリエチレン ) ケーブルの諸問題」藤倉電線技報 第 39 号 p17

2,888,424 Patented by May 26, (1959)(59) 畑 :「電力ケーブル技術の変遷」電学誌 121 巻(1969)(67) 安井ほか :「超高圧架橋ポリエチレンケーブル用
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ンケーブル」住友電気 第 82 号 p19(1963)(61) 和田ほか :「70kV 級移動用 QE ケーブル」藤倉電線技報 第 26 号 p1

藤倉電線技報 第 31 号 p1

(1961)(68)「66kV PEX ケーブル 恒久用回路に布設」住友電
気 第 91 号 (1966)(69) 高田 :「三層同時押し出し特高 QE ケーブル」藤(1963)(62) 佐藤 :「60kV ブチルゴム電力用コンデンサ型ゴム

倉電線技報 第 35 号 p44(1967)

モールド終端」
藤倉電線技報 第 24 号 p40 (1962)(70) 古橋ほか :「77kV 架橋ポリエチレン電力ケーブル(63) 増田ほか :「尾鷲火力発電所 70kV CV ケーブルに( 中部電力鈴鹿線 )」藤倉電線技報 第 42 号 p19

ついて」古河電工時報 第 36 号 p44(1964)(1970)(64) 和田ほか「60kV:級恒久設備用 QE 電力ケーブル」

電力ケーブル技術発展の系統化調査

137

5 自主技術で国産化

1970 年 ( 昭和 45 年 ) 頃～ 1980 年 ( 昭和 55 年 ) 頃

275kV OF ケーブルおよび 275kV POF ケーブル長

用した 275kV OF ケーブルの都内導入長距離線路が実

距離線路が建設され、大電流化のため冷却システムを用化された。1971 年に東京電力が江東城南線 275kV

導入した線路が建設された。長距離 500kV OF ケーブ

1000mm2 および 1200mm2 アルミ被 OF ケーブル 亘

ル線路建設を目指して各社独自の技術で半合成紙の開長 15.5km を実用化した (2)。納入社は古河電工、藤倉発が進められた。

電線、日立電線および昭和電線である。ケーブル構造

CV ケーブルについては、日本独自の乾式架橋製造を表 5.1 に示す。これまで使用されていた薄紙絶縁紙方式を開発し、併せてトリー現象など絶縁特性の解明

は機械的強度が弱く紙しわが発生し易く、ケーブル製を進め高電圧化を果たした。これらの技術は世界に先造面でも紙巻時の難しさがあり、低密度・高気密度のんじた技術であり、CV ケーブルの性能を向上させ、

70 ～ 200 μ厚の厚紙設計へ移行した。また、ケーブ

超高圧 CV ケーブルの実用化に貢献した。

ルの大導体サイズ化に伴う製造時の乾燥工程における

図 5.1 に示すように CV ケーブルの設備量 (km・cct)
は 1975 年頃から大きな伸びを示したが、逆に OF ケー

絶縁紙の収縮対策のため、絶縁遮蔽は金属化紙とカーボン紙の組合せ巻きが使用された。

ブルは年々鈍化して主に 275kV 以上の線路しか建設されなくなった。CV ケーブルは図 5.2 に示すように高電

表 5.1

275kV アルミ被 OF ケーブルの構造 (2)圧化が進み 110kV 以上ケーブルでも広く使用されるようになった。その後 1980 年以降は、OF ケーブルに代わって CV ケーブルが使用されるようになった。

この頃になると都市過密地域での電力ケーブルの布
設工事は交通事情のため、作業時間の短縮と作業場所

図 5.1 電力ケーブルの設備量の推移 (1)の制限から新たな工法の開発が必要となり、大型布設車、大型垂直キャタピラなど日本独自の工事工法が適用された。その後多くの 220 ～ 275kV OF ケーブル長
距離線路が建設された。
5.1.2

冷却システム導入による大容量化

前章の図 4.6 に示したケーブルの大電流化の方法の一つとして、ケーブルの周囲温度を下げ発生熱を除去する冷却システムの導入が図られた。冷却方式として、
図 5.2

110kV 以上 ケーブルの設備量 の推移(1)

ケーブルを直接冷却する方式 ( 直接冷却方式と呼ぶ ) とケーブルに並行して水を通したパイプを布設して間接

5.1

OF ケーブル線路の大容量化と長距離線路化ある。
直接冷却方式は間接冷却方式に比べ送電容量のアッ

5.1.1 長距離 275kV OF ケーブル線路

138

的にケーブルを冷却する方式 ( 間接冷却方式と呼ぶ ) が

プ率が大きく送電容量の増加は 2 ～ 2.5 倍となる (3)。直4.2.2 項の 275kV OF ケーブルの長期課通電試験の接冷却方式として代表的なものとして、5.2.1 項に述結果を踏まえ、脱イオン水洗紙と合成油 (DDB) を使

べる POF ケーブル循環冷却システムが例としてある。

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

管路直接冷却方式は、1978 年に関西電力信貴敷津
2箱が施工された。絶縁厚は 33mm であった。ケーブ線 154kV 2000mm OF ケーブル亘長 3.7km 2 回線

ルは高油圧および中油圧設計の OF ケーブルが使われ500MVA × 2 で実用化されている (4)。管路にはめ込また。ケーブルの写真を図 5.4 に示す。納入社は住友電

れた約 200mm 直径の硬質ビニル管にケーブルが引入工である。絶縁紙の機械的強度を考慮して低密度・高れられ、そこに水が充填され、循環冷却された。

気密度の 100 ～ 200 μ m の脱イオン水洗紙を使用し洞道内トラフ内間接冷却方式ケーブルとは、密閉型ている。その後東京電力を初めとして各電力会社で発

防災トラフ内に冷却管を設け、その冷却管に水を流す

電所の引出し線として短距離の 500kV アルミ被 OF

ことによりケーブルの発熱を吸収し冷却する方式であケーブルが布設された (9)。

る。他の冷却方式より信頼性、保守性、経済性の点で適している。一般的に洞道内風冷と併用して使用される。布設断面の例を図 5.3 に示す。この方式は、1980
年に東京電力北武蔵野豊島線 275kV 1600mm2 OF ケー
ブル線路 21km 3 回線に採用されており、送電容量が１回線で 300MW( 非冷却時 ) から 460MW に上昇した(5)。この間接冷却方式は約 1.5 倍の送電容量上昇が図れるためその後も 275kV ケーブル線路で広く採用さ
れた。

図 5.4

5.1.4

我が国最初の 550kV OF ケーブル (7)( 関西電力 ( 株 ) 奥多々良木揚水発電所 )275kV ケーブル用半合成紙の開発

絶縁紙の低密度紙化と脱イオン水洗紙による低損失化が進められたが、それでも誘電体損失 ( ε× tan δ )図 5.3

洞道内トラフ内間接冷却方式の布設断面例 (3)が大きく、500kV の長距離線路への適用には更に低損失化が必要であった。 275kV OF ケーブルでの試算例でも、図 5.5 に示すように従来のクラフト紙の絶5.1.3

短距離 500kV OF ケーブル線路

縁体損失はケーブルで発生する全損失の約 55% であ1968 年より東京電力と電線メーカー ( 住友電工、古り、この低減化が必要であった (10)。脱イオン水洗紙に

河電工、藤倉電線、日立電線、昭和電線 ) とにより、代わってεと tan δを小さくするため、1961 年から

500kV POF ケーブルと共に 500kV OF ケーブルの大1969 年にかけて、貼りあわせ紙、合成繊維紙，混抄

容量地中送電技術開発共同研究が開始された。1972

紙などの改良が行われ、各種合成紙、半合成紙の開発

年 2 月より東京電力東東京変電所構内に 500kV OFも進められた。この時代の実線路布設例として 1968

ケーブルの実規模試験線路が建設され 1 年 10 ヶ月に

年に藤倉電線がマイカ混抄紙を使用した OF ケーブル

わたる長期課通電試験が行われ、500kV アルミ被 OFがある。東京電力君津線向け 154kV 1200mm2 アルミ

ケーブルの長期信頼性が検証された (6)。日立電線と昭被 OF ケーブル ( 絶縁厚 13.5mm) である (11)。マイカ混

和電線がケーブルおよび付属品を供試した。絶縁紙は抄紙は精製処理されたマイカ微鱗片 ( 厚さ 1 μ m, 長

脱イオン水洗紙、絶縁油はアルキルベンゼン系合成油

さ 1mm 以下 ) とクラフトパルプとを混ぜて抄紙した(DDB 油 ) が使用された。

ものである。マイカの混抄率は 20 ～ 40% であった。
2

1974 年 に 国 内 初 め て の 550kV 1000mm 鉛 被 OF
ケーブル ( 最大単長 490m) が関西電力奥多々良木発電所の高低差 95m のルートに布設された

布設後の実線路での tan δの値は 30% 減、εの値は5% 減にとどまった。

(7),(8)。普通接続

電力ケーブル技術発展の系統化調査

139

油性、耐熱性、価格の点で問題があった (14)。一方海外ではアメリカの GE 社がポリプロピレン (PP) フィ
ルムと絶縁紙を交互に重ねたコンデンサが開発されていた。また、1970 年頃イギリスの BICC が PPL の名前で PP ラミネート紙を発表している (15)。1974 年には米国では PPP という名称の PP ラミネート紙が開発された (16)。その後改善が進められ BICC 製のものは400kV OF ケーブル用に使用されている。日本では表5.2 示すようなプラスチック半合成紙の開発を各社が競って進めた。
住友電工は 1969 年から PP と絶縁紙を貼りあわせ
た PPLP (Polypropylene Laminated Paper) の 開 発 を始めた。1972 年には 275kV OF ケーブルの試作が行
図 5.5 従来紙と低損失ケーブルの損失

われ長期試験も実施され実用化の見通しを得た (17)。

(10)(275kV １× 2,000mm )ε、tan δ以外に DDB 合成油に対する膨潤特性、プ

一方、飛躍的な低損失化としてオールプラスチッ

ラスチックとクラフト紙との剥離強度が評価された。

クフィルム巻ケーブルの検討を各社実施したが、含PPLP の開発は住友電工と巴川製紙所との共同で開発

浸、膨潤、油への溶解など耐油性の問題、機械的特性を進められた。
「PPLP の開発当初は二軸延伸 PP フィの問題などがあり実用化に到らなかった。1970 年頃

ルムとクラフト紙とを接着剤を使って複合化されたがからプラスチックフィルムの不具合の改善のため、合誘電特性が悪いものであった。次に PP 溶融押出法に成繊維紙の開発が進められた。代表的なものとして、よるラミネート化が検討された。当時の PP ラミネー

2がある。これらはフィルムの欠点を改ト用樹脂はエチレンを含んだポリマのためアルキルベ

善したが、耐電圧破壊強度、機械的特性が十分でなくンゼン系合成油による膨潤、溶解が大きく耐油性に問実用化されなかった。1970 年頃からこれらの合成繊題があった。一方、ホモポリマ ( キャパシタグレード品 )維紙の問題を解決するため、プラスチックの良好な電は耐油性は改善されたが、加工性が悪く、工業的規模

気特性とクラフト紙の優れた機械的特性を有するラミ

でのラミネート製造は困難であった。その後 PP 樹脂

ネート構造の各種半合成紙が開発された。

の改良研究が行われ 1979 年実用的な PPLP が完成し

(12)

(13)

PAP 、SSP

押出ラミネート紙による絶縁紙への最初の試みは、た」(15) と開発の経緯が報告されている。 PP100％の1963 年にポリエチレンラミネート紙でされたが、耐押出ラミネート化と最適な絶縁紙の組合せにより、海表 5.2 各種ラミネート絶縁紙の特性一覧 ( 厚さ 150 μｍ相当のラミネート紙）(15)
グ
共

クラフト紙
シオグラセン

クラフト紙
PP

PP 混抄紙

クラフト紙

クラフト
2 層紙

クラフト紙

クラフト紙

PP 不織布

PP 延伸
フィルム

PP

TPX

FEP
フィルム

∞

∞

PP 混抄紙

121

∞

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国立科学博物館技術の系統化調査報告∞

Vol.19 March 201320〜27×103

∞

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クラフト紙

外のラミネート紙に比べ、膨潤特性、剥離強度、高温送電する線路で、この一部に鉱滓埋立地盤で土壌熱抵tan δ特性の優れた PPLP が開発できた。

抗が極めて大きく部分的に温度が高くなる場所があり、

SIOLAP などラミネート紙についても種々検討をされた

強制冷却できる POF ケーブルが採用された。

(18),(19)。表 5.2 に示すように各種のラミネート紙が275kV OF ケーブルおよび 275kV POF ケーブル線路に実用化された。PPLP はその後も改良が加えられ、世界初の本四連系線 500kV OF ケーブル線路および紀伊水道横断直流 500kV 海底 OF ケーブル線路に使用
された。

5.2

POF ケーブルの超高圧化

5.2.1

長距離 275kV POF ケーブル線路(1) 長距離線路の建設
4.2.2 項の長期課通電試験の結果を踏まえ、1971 年に東京電力が都内導入線路として日本で初めての新宿線 275kV POF ケ ー ブ ル 亘 長 19.9km、275MVA 1 回

図 5.6

新宿線 275kV POF ケーブル (20)線の線路を運開した。1972 年に 2 回線目も運開した。
住友電工、古河電工および藤倉電線の 3 社が 275kV 3
2

2× 1000mm および 1400mm POF ケーブル

(20),(21)5.2.2

500kV POF ケーブルの開発を納1968 年より東京電力と電線メーカー 5 社 ( 住友電入した。ケーブル構造を表 5.3、
およびその写真を図 5.6工、古河電工、藤倉電線、日立電線、昭和電線 ) によに示す。その後各所に 275KV POF ケーブル線路の建り 500kV OF ケーブルと共に大容量地中送電技術開発

設が進められた。

が共同でされた。1970 年 9 月より東京電力東東京変

表 5.3
項

新宿線 275kV POF ケーブルの構造 (20)目

公 称 断 面 積
材
質
導体
形
状
外
径
ステンレス鋼テープ
バインダ
カ ー ボ ン 紙
片面絶縁処理
カーボン紙
絶縁体
絶 縁 紙
片面金属化紙(組合せ巻)
片面金属化
防湿層
ポリエステルテープ
ステンレス鋼テープ
補強層
ポリエステルテープ
D型ステンレス鋼線
滑り層
4本並列巻
線 心 概
算
外 径
線 心 概
算
重
量

内

容

1,000mm2
1400mm2
錫メッキ軟銅線
4分割圧縮円形撚り線
40.0
47.0
0.15mm
0.15mm×2

電所構内に 500kV 3 × 2000mm2 POF ケーブル ( 絶縁
厚 30mm、脱イオン水洗紙 ) の実規模試験線路 (230m
長 ) が建設され 3 年余にわたる試験が行われた (23)。住友電工，古河電工、藤倉電線がケーブルおよび付属品を供試した。試験開始から 1 年 3 ヶ月かけて冷却試験が行われた。その後 1 年 9 ヶ月長期課通電試験が行われ長期安定性を検証した。これらの試験から油循環冷
却方式により 500kV 1500MVA/1 回線まで送電可能な

19.5mm

19.5mm

ことを立証できた。しかし、500kV POF ケーブルの実線路は、日本の道路事情などから地下に鋼管を埋設

約0.2mm
約0.5mm
高さ2.5mm
幅5.0mm87mm
94mm
16.4kg/m
20.9kg/m(2) 強制冷却線路の実用化
藤 倉 電 線 は 1978 年 に 九 州 電 力 向 け 220kV 3 ×
2する場所が確保できなくなったこと、多量の油を使用すること、および長距離大容量送電のニーズがなかったことなどがあり実用化に至らなかった。

5.3

独自技術によるCV ケーブルの高電圧化

5.3.1 乾式架橋装置開発によるケーブル性能改善
CV ケーブルの耐電圧性能および長期安定性に関し

1400mm POF ケーブル線路 600MW × 2 回線においてて、図 5.7 に示すような絶縁体中の「異物」、絶縁体

日本初めての冷凍機を用いた循環冷却システムを実用と半導電層間の「突起」、絶縁体中の微小「ボイド」

化した

(22)

。送電容量は非冷却時の約 2 倍となった。こが有害な欠陥となっていた。

の線路は、新小倉発電所から北九州系統開閉所までを

電力ケーブル技術発展の系統化調査

141

加硫機 (CCV) による製造が検討され実用化された。
住友電工は水蒸気架橋での生産性改善と乾式架橋化の狙いもあり赤外線輻射を用いて架橋温度を上昇させる乾式のガス架橋装置 (RCP) を開発し 1969 年に稼働を始めた (24),(25)。
加圧媒体として窒素ガスを使用した。この熱線架橋方式を図 5.9 に示す。図 5.10 に乾式架橋製造時の各部温度パターンの一例が紹介されている (26)。加熱部
温度を 350 ～ 400℃とすることによりケーブル表面温度を 300℃とすることができる。従来方式の約 1.5 倍
図 5.7 CV ケーブルの有害な欠陥

66kV 級 CV ケーブル製造の初期段階では、ブチル
ゴム絶縁ケーブル製造の延長で、図 5.8 に示すようなの線速アップが可能となった (27)。1972 年に米国向け
138kV 500mm2 CV ケーブルをこの乾式架橋法により製造納入した (24)。

VCV( 竪型連続加硫機 ) を用いた蒸気架橋法で製造された。高温水蒸気下での架橋のため、加圧水蒸気が絶縁体の架橋ポリエチレン中に浸透し、冷却工程で凝縮して水となったものが、時間経過とともに蒸発して、微小のボイドが多数形成する。高電圧下でこの微小のボイドからトリーが発生し有害な欠陥となり、ケーブルの電気特性とりわけ長期寿命に影響を与える。

図 5.9

図 5.8

熱線架橋 (RCP) プロセス (26)

VCV が入っている建屋 (44)

蒸気架橋方式での製造では、架橋速度を上げようとすると蒸気圧を高める必要がある。通常 16kg/cm2 の圧力下でも温度は約 200℃の温度にしか上げられず、
例えば 250℃の温度を得ようとすると 41kg/cm2 の飽和蒸気圧が必要なため、一般にケーブルの製造線速を上げるため架橋筒を長くする方法がとられていた。
VCV の場合では建屋を高くする必要があるため建屋の建設費が高額となる。この対策として、建屋高さの制約のない横型連続加硫機 (HCV)、カテナリー型連続142

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

図 5.10

RCP での管璧温度およびケーブル温度 (26)1971 年に大日日本電線 ( 株 )( 以下大日日本電線と記
述 ; 現三菱電線工業 ( 株 )) は、建屋高さの制約を受け方式を実用化した (39)。各社が競って独自方式の乾式架橋装置を開発した。

ない HCV 式の乾式架橋 MDCV プロセスの開発を三菱油化 ( 株 ) と共同で行い実用化した (28),(29)。従来の水蒸気架橋のケーブルで不可避だった数μ m 〜数十μm のボイドサイズが 1 μ m 以下と極めて小さくなった (28)。この製造方式は図 5.11 に示すように三層同時押出のヘッドとロングダイスを一体化し、押出した絶縁体を加温されたダイス内を滑らせて製造する乾式架橋法である。押出されたケーブルコア表面とダイスとが接触して焼き付くのを防止するため特殊な粘度を有する潤滑剤を使用することが特徴である。MDCVの「架橋部 + 冷却部」の長さは従来の蒸気架橋 VCV方式のそれの 1/2 程度となる (30) と記されている。この方式で 1973 年に中国電力 ( 株 ) 白神変電所 110kV
200mm2 CV ケーブル亘長 60m １回線を製造納入して
いる

(31)

。この CV ケーブルが乾式架橋で製造され布設された日本で初めての CV ケーブル線路である。

1 導体 2 押出機 3 プラスチック 4 架橋筒 41 加熱部
43 冷却部 5 不活性ガス 6 フィルター 8 熱交換機
9 高圧ポンプ

図 5.12

ガス架橋プロセス ( 不活性ガス循環 )(33)

W 導体 R 絶縁体 1 クロスヘッド 2 ニップル
3 長ランドダイス装置 4 成形助剤供給装置 5 水冷管
6 ヒータ

図 5.11MDCV プロセス (HCV)(29)

1973 年に日立電線が実用化した乾式架橋装置は、
図 5.12 に示すように VCV 方式で加熱加圧した不活性ガスを媒体として循環し、ケーブルコアとの境膜熱抵抗を下げて熱効率を改善した架橋方式である (32),(33),(34)。
1975 年に藤倉電線が実用化した乾式架橋装置 (FZCV)(35),(36),(37)1 心線 3 内導押出機 4 絶縁押出機 6 外導押出機 7 ヒータ
9 加熱媒体 10 架橋パイプ 14 シール部 15 冷却媒体
16 冷却パイプ 18 冷却装置 23 加圧ポンプ

図 5.13FZCV プロセス (36)は、図 5.13 に示すようにシリコン油を媒体として用いたもので、加熱されたシリコン油と冷却されたシリコン油を別々に循環し、連続した管内でシリコン油により加圧架橋冷却する方式である。この製造方式は図 5.14 に示すように CCV 方式である。XLPE とシリコン油は比重が同じなので、浮力によって絶縁体重量がほぼ相殺され、CCV で課題である XLPE の垂れ下がり現象が生じにくいことが特徴である。古河電工は架橋媒体として熱伝達特性の良好な無機溶融塩を使った FSCV 方式による乾式架橋装置を実用化した(38)。昭和電線は高周波誘導加熱により導体を加熱しその熱で架橋反応を行わせる熱効率を改善した乾式架橋

図 5.14FZCV 設置状況（CCV）(45)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

143

乾式架橋方式の採用により、図 5.15 に示すように水高圧化を推進した。この技術により日本が CV ケーブ

蒸気架橋で発生したミクロボイドが減少した。図 5.16

ルの製造技術に関して、品質面も含めて世界のトップ示すように XLPE 中のミクロボイドの大きさおよび個になった。表 5.4 に示すように絶縁厚さの低減が進んだ。

数が激減し、XLPE 中の含有水分量も極めて少なくなっ

これらの乾式架橋製造技術はヨーロッパを初めとしてた(38),(40)。これらの乾式架橋製造方式によって、CV ケー

海外に技術輸出されている (43)。

ブルの交流破壊特性は図 5.17 に示すように約 30% 向上
し、絶縁体の厚さの低減が可能となった。これらの技
術は、世界初めての試みであり、架橋ポリエチレン電ℓn N

力ケーブルの電気絶縁性能の安定化に貢献し、かつ超絶縁体中のミクロボイド (35)

図 5.16

乾式 XLPE ケーブルのボイドレベル (38)度

Emean（kV/mm）

Emean（kV/mm）

数（Ｎ）
度

数（Ｎ）

数（Ｎ）
度

度

数（Ｎ）

図 5.15

Emean（kV/mm）(a) 蒸気架橋品含む
図 5.17(b) 乾式架橋品
66kV CV ケーブル初期破壊値ヒストグラム (41)

表 5.4

144

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Emean（kV/mm）

66kV 級 CV ケーブル絶縁厚の変遷 (42)Vol.19 March 2013

5.3.2

長距離 66 ～ 77kV CV ケーブル線路になったが、発生頻度も少なく、最初は公にならなかっ1971 年から東京電力が 66kV CV ケーブルの実用化た 。しかし 1971 年に米国の Vahlstorm が実使用したを進めた。1975 年以降多くの 66 ～ 77kV CV ケーブ

15kV ポリエチレン絶縁ケーブルで水トリーの存在がルのジョイント入り長距離線路が建設され接続箱が実発表され注目された (50)。国内でも 1970 年に古河電工用化された (1)。中間接続箱の構造は、テープ巻モール

福田らが 6.6kV の架橋ポリエチレンケーブルの浸水課

ド式、テープ巻式、プレハブ式が検討された。

電試験で水トリーを発見し (51)、1972 年に電力中央研

CV ケーブル用接続箱の構造の変遷を表 5.5 に示す。

究所福田らが 3.3 ～ 6.6kV CV ケーブルで絶縁破壊をCV ケーブルの接続部では、補強絶縁部とケーブル界起こしたケーブルを調査したところ水トリーが見られ面は微小のボイドの発生は避けられない。また、運転報告された (52)。電気的にも重要な現象として電気学

時の温度変化によるケーブル絶縁体の熱膨張収縮に起会絶縁材料耐電界性常置委員会で取り上げられ調査さ因する絶縁体の挙動も新たな課題であった。この対策れた。水トリーの発生メカニズムとその対策などが電として FM ジョイントなどのモールドジョイントが気学会技術報告としてまとめられている (53),(54),(55)。水ト使用された (46),(47) が、施工時間が長い欠点があり、
図 5.18

リーは CV ケーブルの耐電圧性能を低下させ、絶縁破(1)。

壊を引き起こす要因となっており、これらの水トリー

テープ巻式接続箱の補強巻き部は大形となり、人力に発生と伸展の現象解明が CV ケーブルの高電圧化の進

よる巻きつけ作業のため労力の点で課題があり、更に歩に貢献した。

に示すようなテープ巻式中間接続箱が使用された

水トリーはその形態から図 5.19 に示すようにボウ巻き付けコントロールや異物混入防止等の品質面でも問題があり、機械巻き工法が採用された(1) ,(48)。

タ イ ト リ ー (Bow-tie Tree) と 界 面 水 ト リ ー (Vented
Tree とも呼ぶ ) に分類されている (56)。これらのトリー

5.3.3 水トリー問題と対策

は、浸水下では顕著に発生し、初期のボイド径が大き(1) 水トリー問題

いほど伸びは大きく、時間経過に伴い大きくなるがそ

水トリー (Water Tree) は、「水の存在のもとで電圧の伸びは飽和する傾向がある。乾式架橋で製造されたが印加された時に、絶縁層と電極の界面、あるいは絶66kV 以上 CV ケーブルでは、ボイド・異物から発生

縁層内のボイドや異物からトリー状の劣化痕が発生しするボウタイトリーが支配的となる。長期信頼性確保

成長する現象」である。水トリーは 1967 年に ( 株 ) 日の観点から、ボウタイトリーの発生・伸展メカニズム

立製作所宮下により水中モータの細物 PE 電線で初めおよび長期絶縁性能に及ぼす影響について解明する必(49)。細い電線で電圧も 200V と低いもの要があった。乾式架橋法で製造された CV ケーブルでであり、電線メーカーは当初特殊な現象と考え、ケーも浸水下での課電でもボウタイトリーが発生している

ブルの耐電圧劣化現象と結びつけなかった。1967 年(57)頃から水トリーの発生したケーブルが発見されるようする (55) が、一方ボウタイトリーは交流破壊電圧に影て発見された

表 5.5。ボウタイトリーの長さにより交流破壊電圧は低下

66kV 級 CV ケーブル用中間接続箱絶縁方式の変遷 (1)

図 5.1866kV 級用テープ巻式普通接続箱 (1)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

145

響はないという報告もあり (58)、耐電圧特性への影響

性とは全く異なる。このような水トリーの伸展具合をは必ずしも明確ではなかった。超高圧 CV ケーブルの把握監視するため CV ケーブル劣化診断技術の開発が開発においては、ボウタイトリーを極力発生しないよ

なされている (62)。

うに、絶縁体中のボイド径の縮小とその数の削減、異物の削減および水分量の低減を図った。

図 5.19

水トリーとボウタイトリー (59)
図 5.20水トリーの発生したケーブルで、前駆遮断法

注)

水トリーからの電気トリー発生例 (61)を用いて、電気トリー発生源種類と交流での 電気トリー
発生電界 ( 前駆遮断電界 ) を求めている。

ＡＣ前駆遮断電界 〔kV/mm〕

注 ) 前駆遮断法
前駆遮断法は、1980 年代に日立電線遠藤が開発した方式 (60) である。従来のケーブルでの絶縁破壊試験では、絶縁体の起点となった欠陥部が焼失し破壊原因が判明しなくなってしまう。絶縁体
中の欠陥部から電気トリーが伸展して全路破壊す
る以前に部分放電パルスを検出して電源を遮断する方式である。これは日本独自で開発した技術である。これにより、ほぼ原形のまま欠陥部からのトリーが目で見られるようになり、絶縁体中に有害な欠陥の種類と大きさが明らかとなった。また、

電気トリーの発生源

図 5.21AC 前駆遮断電界と電気トリー発生源種類の関係 (61)

パルスの到達時間差を両端で測定することでケーブルの欠陥部を特定できるため、欠陥部の顕微

水トリーの発生と進展を抑制するためには、①水分鏡調査が容易となった。この技術は、CV ケーブを少なくすること、②水の侵入をなくすこと、③ボイルの絶縁破壊の原因が何であるかを明らかにし、ド、異物、突起による局部電界上昇を抑えることが重CV ケーブルの絶縁性能向上に貢献した。

要であり、CV ケーブルの絶縁破壊特性および信頼性の向上に必要な課題であった。乾式架橋プロセスの導ボウタイトリーからのトリーは図 5.20 に示すように

入により絶縁体中の水分を少なくし、シースに金属被新たな電気トリーを発生する。図 5.21 に示すようにボまたは遮水層を設けて水の侵入を抑制し、更に材料のウタイトリーの場合でも交流前駆遮断電界値は初期破クリーン化および 3 層同時押出などの製造方法の改善

壊電界の 1/3 ～ 1/4 に低下しており(61)、水トリーの有害性は明らかとなった。特に開閉サージなど過電圧がで、66kV 以上 CV ケーブルにおける水トリーの問題
は著しく改善された。

加わった場合にトリーの進展が懸念される。
(2) 鉛遮水ラミネートテープ付き CV ケーブルの実用化

146

CV ケーブルにおける水トリーの絶縁破壊特性は時水トリーとボウタイトリーはいずれも局部電界と水間依存性を有しており、OF ケーブルの耐電圧時間特分の共存のもとで発生する。その防止には吸水現象と国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

水トリー発生および成長という相互作用を断ち切るこ

ビニル押出時の熱により接着剤を介し鉛ラミネートテーとが必要であり、CV ケーブルの遮水層の検討がなさ

プが充分にビニルシースに融着する構造となっている。

れた。遮水シース材料として透湿係数の小さいプラス
チックの試みもなされたが、完全に水の侵入を阻止できないため採用されなかった。遮水性能と共に外傷防護性能、機械的特性も考慮され、金属被と金属ラミネー
ト遮水構造の両方式が検討された。ケーブル外径の制約がない布設環境では金属被が適しているが、管路布設のようなケーブル外径の制約が厳しく、外傷防護性

図 5.23

鉛ラミネート遮水テープの構造 (67)

能が重要視されない場合では金属ラミネートテープ遮水方式が適している。基本的に 275kV 以上 CV ケー
ブルでは金属被が用いられている。

この鉛ラミネート遮水テープを使用した方式は、
1983 年 に 東 京 電 力 東 扇 島 線 154kV 400mm2 お よ び

金属ラミネート遮水ケーブルの構造については、古600mm2 CV ケーブル線路亘長 2.6km 2 回線に使用され河電工が 1970 年に鉛ラミネートテープをケーブルコ

た (64)。納入社は日立電線と昭和電線である。1984 年に

ア上に縦沿えして密封する構造を提案しており (63)、遮この遮水層付きケーブルは東京電力にて 66kV CV ケー

水ケーブルのもとになっている。鉛ラミネート遮水ブルの構造として標準仕様化された (65)。アルミを使用

ケーブルの構造を図 5.22 に示す。この方式ではプラしたラミネート遮水構造は、ヨーロッパでも使用実績

スチックシースを透過した水分はラップ部の接着層のがあったが、環境面、経済性の点でも長所があること

みを経由して侵入するもので、水分透過量の比は 2.7

から、日本でも使用され (66)、2000 年以降に 275kV CV

× 10-4 と極めて小さくなり (63)、ほぼ完全遮水構造とケーブルまで使用されるようになった (1)。

みなせる。金属ラミネート遮水テープの材質としては、機械的特性特に屈曲性を優先して鉛が採用された。

5.3.4 短距離 154 ～ 187kV CV ケーブル線路
1973 ～ 1976 年にかけて東京電力東東京変電所構内の地中送電総合試験場において、東京電力と電線メー
カー 6 社 ( 住友電工、古河電工、藤倉電線、日立電線、
昭和電線、大日日本電線 ) とが共同で 154kV CV ケー
ブルおよびその付属品 ( 気中終端箱、テープ式モールド接続箱 TMJ、プレハブ型接続箱 PJ など５種 ) の長
期課通電試験を実施した (39),(68)。50 年に相当する長期課通電試験 ( 導体温度 90℃サイクリック、課電累積時
間約 5500 時間 ) を実施し十分に長期間の使用に耐えることを実証した。気中終端箱、中間接続箱 (TMJ、PJ) などが実用化の見通しを得た。
1976 年に日本で初めて 154kV 600mm2 CV ケーブ
ル ( 絶縁厚 23mm) が関西電力長曽根線 120m 2 回線に布設され竣工した。納入社は住友電工である (69)。
1977 年に東京電力新富士変電所天童東幹線引込み

図 5.22

鉛ラミネートテープ設置方法 (38)線に 154kV 800mm2 CV ケーブル ( 絶縁厚 25mm; 内導厚 2mm 込み ) 0.35km 2 回線が運開している (68)。納入

各社とも基本的には図 5.23 に示すような鉛ラミネー

社は古河電工である。絶縁体の製造は、三層同時押出ト遮水テープを使用した。ケーブルにサージが侵入

および乾式架橋方式を適用している。内外半導電層をした時に、ケーブルの半導電層と鉛テープ (Lead foil

含めると押出コア層は 29mm の厚肉となる。ヒート

layer) 間に異常な電位差が発生しないよう、絶縁体をサイクルによる絶縁体の熱膨張と収縮により従来の銅用いず半導電性の層 (Semi-Conductive PVC layer) とテープ巻き構造ではテープが破断に至ることもあり、(67)している 。鉛層の外側はそのプラスチック層とケーブ

これに対処するため銅線スパイラル巻き構造が初めてルシースビニル層が接着し一体化する構造としている。

採用された。銅線径 1.2mm φ、本数 78 本、ピッチ約

電力ケーブル技術発展の系統化調査

147850mm の条件で巻かれている。この仕様については、含めて多数回の絶縁破壊が発生し、XLPE の直流電圧①インパルス電圧で外部半導電表面の銅線間で放電がに対する基礎的検討を行うと共に、直流 CV ケーブル

生じないこと、②コアの熱膨張を銅線の熱膨張で吸収に対する試験法についての検討が行われた (72)。供試できることを考慮して設計されている。終端箱はゴムしたケーブルは水蒸気架橋製造装置で製造されたもの

モールドストレスコーンを使用したプレハブ型気中終であり、接続に使用したモールド用テープも照射架橋端箱を採用している。

テープなどケーブルおよび接続箱の製造施工技術が未1977 年に日立電線が電源開発奥清津揚水発電所 ( 出2

力 1000MW) 向け 187kV 2000mm アルミ被 CV ケー2

ブル 2 回線 ( ケーブル長 435m) および 600mm アルミ

熟で絶縁破壊を発生した面もあった。種々検討した結果、直流印加時に絶縁体内の電界分布を変歪させる空間電荷発生の問題があることが明らかとなった。

被 CV ケーブル 4 回線 ( ケーブル長 1156m) を納入し、250kV
CV 250kV CV ケーブル構造 (72)
表 5.7
直流

1978 年に運開した。ケーブル正味絶縁厚さは 20mmであった。ガス架橋方式で製造したケーブルであり、導体

蒸気架橋製造のケーブルに比べて交流およびインパル
ス破壊電圧が 20 ～ 50% 向上したため、設計電界強度を 20% 上昇させ (70)、絶縁厚の低減を図った。

直流 250kV および
500kV ケーブルの開発と実用化

5.4

公称断面積
形状
構成
外径

絶縁体厚さ*
遮蔽層厚
ビニル防食層
ケーブル外径*内導・外導厚さ含む

mm2
数/mmØ
mm
mm
mm
mm
mm

1000
円形撚線
127/3.2
41.6
25
0.5
4.5
101.6

その後直流 CV ケーブルの空間電荷に関する研究が5.4.1 直流 250kV および 500kV ケーブルの開発

大学などの研究機関で進められ、直流課電下での絶縁

北海道・本州連系をはじめとして、大容量直流ケー

体中の空間電荷分布の測定が可能となつた (74),(75)。このブルの開発が必要とされ、1971 年から電力中央研究

測定技術は武蔵工業大学高田が考案したパルス静電応所、超高圧電力研究所、電線メーカー 4 社 ( 住友電工、

力法 (74) であり、直流 CV ケーブル絶縁材料の開発に古河電工、藤倉電線、日立電線 ) と共同で、関係電力貢献した。交流用 XLPE のままでは空間電荷の問題

会社の協力を得て、直流 500kV OF ケーブルおよびが回避できず、空間電荷抑制効果を有する充填材入り

250kV CV ケーブルの開発が進められた(71),(72)。

CV ケーブルが開発された (76)。

表 5.6 に直流 500kV 鉛被 OF ケーブルの構造を示す。絶縁紙は、直流用に開発した高密度・高気密度紙
を使用し

(73)

、絶縁厚は 21mm である。CIGRE 推奨案

5.4.2

北海道・本州連系線直流 250kV
海底 OF ケーブル

(CIGRE Electra No.32, SC21, (1974)) に基づく型式試験

電源開発 ( 株 ) が、北海道電力 ( 株 ) 函館交直変換所と更に過酷な条件による試験に耐え、直流ケーブルとと東北電力 ( 株 ) 上北交直変換所間を結ぶ直流連系線

しての適用性が確認された。その後の北海道・本州連124km のうち海峡横断部に直流± 250kV OF ケーブ

系 250kV OF ケーブルの設計に活かされた。

ルの布設を計画し、開発を進め完成した (77),(78)。ケーブ
ルの構造を図 5.24 および表 5.8 に示す。工場ジョイン

表 5.6 500kV
直流OF
500kV OF ケーブル構造 (73)
導体

公称断面積
形状
構成
外径

絶縁体厚さ
遮蔽層厚さ
鉛被厚さ
補強層厚さ
ポリエチレン防 食 層 厚 さ
ケーブル外径

mm2
数/mmØ
mm
mm
mm
mm
mm

mm
mm

1000
中空円形撚線
144/3.0
47.7
21.0
0.3
4.0
0.5
5.0
111.4

ト (FJ) はケーブルとほぼ同径で仕上げられ、ケーブルと同等の電気的および機械的性能が要求された。開発された海底 OF ケーブル、
陸上 OF ケーブル、
渚接続箱、
普通接続箱、修理接続箱、工場接続箱、気中終端接続
箱について、CIGRE 推奨案に基づき機械試験を実施した。更に電力中央研究所武山研究所で 1974 年 12 月
から約 5 ヶ月間にわたり CIGRE 推奨型式試験および長期課通電試験を実施し、引続き残存性能試験を実施
し長期信頼性を確認した。

148

表 5.7 に 直 流 250kV CV ケ ー ブ ル の 構 造 を 示 す。

1978 年に青森県左井と北海道古川間に直流 250kV

水蒸気架橋製造品で絶縁厚 ( 内外半導電層込み ) は

600mm2 OF ケーブル 43.2km 、最大水深 300m、1 条25mm であった。長期課通電試験においてケーブルも(300MW) が布設され、1979 年に運開した。単極導体

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

帰路方式で、帰路ケーブルも布設された。本線 OF ケー

す。絶縁設計については変更していない。住友電工、

ブルの単長 1800m および帰路 CV ケーブルの 2000m

フジクラ、日立電線で PE シースまで製造されたケーは住友電工、古河電工、藤倉電線、日立電線の各社でブルを古河電工に運搬し、光ファイバ ( 各社約 10km製造され、一箇所に集められ FJ で接続された。海底製造供給 ) の複合化を含めて鎧装巻を行い、ケーブル

ケーブルの製造および布設工事は共同企業体で行われ43.2km 長を一連長とした (80)。

た。ケーブルは、潮流の方向、ケーブルの陸揚げの作業性を考えて、北海道側から出発して本州側に向かって布設された。渚部から 4 ～ 4.5km 以内の浅瀬の箇所については埋設防護を実施した。埋設方式はウォー
タージェツト式埋設機を使用した。
125ｍｍ
中空油通路
亜鉛鍍鋼帯
スパイラル
導
体
カ ーボ ン 紙
絶 縁 体
カ ーボ ン 紙
し ゃへ い 層
鉛
被
座 床 層
補 強 層
座 床 層
補 強 層
防 食 層
ジ ュ ー ト
鎧装鉄線
外装ジュート
図４±250ｋV600ｍ㎡ OF ケーブル断面図
(77)

表 5.9

増設北本直流 250KV OF ケーブル (79)

項目
種類
導体断面積
油通路
絶縁体厚さ
鉛被厚さ
補強層厚さ
防食層厚さ
光ファイバユニット
がい層
概略外径
概算重量

本線ケーブルOFケーブル
2
600mm
25mm
14.5mm4.0mm
0.1×2mm
0.5×2mm
4.5mm
4mmø
8mmø 鉄線
138mm
49kg/m

図 5.24 北本直流 250kV OF ケーブルの構造

表 5.8

北本直流 250kV OF ケーブルの構造

項目
種類
導体断面積
油通路
絶縁体厚さ
がい層
概略外径
概算重量
FJ

本線ケーブルOFケーブル
600mm225mm
14.5mm8mmø 鉄線
125mm
46kg/m
23個

帰路ケーブルCVケーブル
500mm2

図 5.25

光ファイバユニット (79)

5.5 まとめ

7mm
6mmø 鉄線
75mm
18kg/m
21個

日本の自主技術により 275kV OF および POF ケー
ブル線路の建設が進められた。大電流化のため、日本独自に OF ケーブルおよび POF ケーブルの冷却方式

当時、1976 年に布設された British-Columbia Vancouver
2の直流± 300kV 400mm 海底 OF ケーブルの線路が最(77)の検討がされ、洞道トラフ間接水冷方式など冷却シス
テムを導入した線路が建設された。1973 年に関西電、力奥多々良木変電所に短距離 500kV OF ケーブルが実

北海道本州連系線は世界に肩をならべる直流海底 OF用化された。しかし、クラフト紙 OF ケーブルの絶縁ケーブルであった。

体損失の起因となる誘電率ε、誘電体力率 tan δが大高電圧で、海底ケーブルルート長は 29km であり更に電力需要の急速な増大に対応するため、1993
2

きく、500kV OF ケーブル長距離線路の建設にはこの年 に 光 複 合 直 流 250kV １ × 600mm OF ケ ー ブ ル

低減が必須となっていた。このため、表 5.2 に示すよ43.2km 1 条が増設され、双極方式で 600MW の連系

うに各社は競って独自の半合成紙の開発を進めた。

(79),(80)。海底ケーブルでは制御用通信ケー

初期には CV ケーブルの絶縁押出方式は、BN ケー

ブルが必要であり、3 心海底ケーブルでは 3 心の撚合

ブルの製造の延長で竪型加硫機 (VCV) を用いた水蒸せスペースに光ファイバを複合する技術が開発されて気架橋法で製造されていた。高温水蒸気下での架橋のいたが、そのようなスペースのない単心ケーブルではため、水蒸気が絶縁体の架橋ポリエチレン中に浸透し、国内外実績がなく新たに開発された。ケーブルの構冷却工程で凝縮して水となり、時間経過とともに蒸発造を表 5.9 に示す。複合した光ユニットを図 5.25 に示

して、微小のボイドが多数形成し、耐電圧特性を著し容量となった電力ケーブル技術発展の系統化調査

149

く低下させた。この間各社で VCV での生産性の改善と高い建物を必要としない横型の CV 製造方法の検討がされた。これらの製造技術改善とあわせて 1969 年頃から乾式架橋製造方式が各社独自に開発された。この製造方式の採用によりケーブル絶縁体中の欠陥となるボイドの数量と大きさが著しく削減し CV ケーブルの耐電圧特性が大幅に改善し、高電圧化が可能となっ展望」日立電線 No.1

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水層の適用を実施し高電圧化に貢献した。これらの技(1973)

術は世界に先んじた技術であり、CV ケーブルの性能を向上させ、高電圧 CV ケーブルの実用化に貢献した。
1976 年に日本で初めて 154kV CV ケーブルが関西電(14) 加賀谷ほか :「新しい絶縁紙」藤倉電線技報
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1979 年に北海道・本州連系線 43km の直流 250kV
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Insulated Self-Contained Oil-Filled Cables” IEEEものであり、送電電圧と線路長について世界と肩をな1974 UG Trans. & Distr. Conf., No 74 CH0832-6-

らべる海底 OF ケーブルであった。直流 CV について

Pwr， (1974)

も開発が行われ、XLPE 中に発生する空間電荷形成の(17) 久保ほか :「275kV ポリプロピレンラミネート紙
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OF ケーブル、POF ケーブル、CV ケーブルともに

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日本の独自の自主技術により実用化された。この時代(18) 草野ほか :「SIOLAP 絶縁 OF ケーブルの開発 ( 第に世界に肩に並べるべく、半合成紙、素線絶縁導体な

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電力ケーブル技術発展の系統化調査

151

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6

日本独自技術で世界トップレベルへ 1980 年 ( 昭和 55 年 ) 頃～ 1990 年 ( 平成 2 年 ) 頃

日本独自の 275kV 半合成紙 OF ケーブルが実用化

表 6.2

城北線 275kV SIOLAP 絶縁 OF ケーブル構造 (2)され、更に 500kV PPLP 絶縁 OF ケーブルの開発が進められた。導体の低損失化のため、世界で初めて素線に酸化第二銅皮膜を施した素線絶縁分割導体が開発され、275kV POF ケーブル線路に実用化された。
CV ケーブルについては、材料から絶縁体押出製造までのクリーン化技術の適用、接続箱の施工技術の改善により超高圧化が進められた。発電所の引出し線として 500kV CV ケーブルが世界で初めて実用化され、関西電力では 1982 年に南大阪泉北線亘長 8.5km の接続箱が入った長距離 275kV CV ケーブル線路が実用

全区間に 275kV 半合成紙絶縁 OF ケーブルを採用し化された。

た。住友電工が 275kV 1500mm2 PPLP 絶縁アルミ被

半合成紙絶縁 OF ケーブルの開発と
実用化

6.1

6.1.1 275kV 半合成紙絶縁アルミ被 OF ケーブルの実用化
5.1.4 項表 5.2 で示した開発された半合成紙が 275kV
OF ケーブル線路に実用化された。1980 年に東京電2

力は、城北線 275kV 2000mm アルミ被 OF ケーブル
線路亘長約 21km のうち管路布設区間に、日本で初めての半合成紙 OF ケーブルを実用化した。住友電工が PPLP(1) を 1 回線の 1 区間 (0.9km)、昭和電線がOF ケーブル (3) を、および日立電線が 275kV 1500mm2
FEP 絶縁アルミ被 OF ケーブル (4) を納入した。絶縁厚さは 16.5mm である。FEP 絶縁 OF ケーブルの tan
δ特性を図 6.1 に示す。FEP ラミネート紙はテフロンを使用しているため合成絶縁油に対する膨潤がなく剥離強度が大きいという利点があるがコスト面で課題があった。古河電工は 1987 年に関西電力下穂積線
275kV 1500mm2 OPPL 絶縁アルミ被 OF ケーブルを納入した。絶縁厚さは 16.5mm で、OPPL はポリプロ
ピレンの延伸フィルムを用いたものでクラフト紙とポ
リプロピレン層の間の剥離強度を改善している (5)。

SIOLAP(2) を 2 回線の各々 1 区間 (0.9km × 2) のケー
ブルに各々使用した。PPLP および SIOLAP の線路のケーブル構造を表 6.1 および表 6.2 に示す。ε× tan
δ (%) は 2.8 × 0.1% 以下で従来クラフト紙の約 40%の値に低減され、絶縁厚はクラフト紙の 19.5mm 厚から 16.5mm と低減された。
表 6.1

城北線 275kV PPLP 絶縁 OF ケーブル構造 (1)図 6.1 275kV FEP 絶縁 OF ケーブル 誘電正接温度特性 (3)6.1.2 500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブルの開発(1) 開発試験Ⅰ

都心導入用の長距離 500kV OF ケーブル線路を対象に 500kV 2000mm2 半合成紙絶縁アルミ被 OF ケー
ブルの開発が行われた。この開発は 1980 年から電力中央研究所の協力のもと、東京電力と電線メーカー 5

電力ケーブル技術発展の系統化調査

153

社 ( 住友電工、古河電工、藤倉電線、日立電線、昭和
電線 ) とで行われた (6)。500kV 長距離ケーブルとして
図 6.2 に示す結果から送電容量面から見るとε× tan
δ≦ 2.5 × 0.05 が望ましかったが、経済性と開発可能性からε× tan δ≦ 2.7 × 0.07 を目標として開発が進められた（6)。目標のεと tan δを達成するため、半合成紙のプラスチック分率は 275kV のラミネート紙の約 40% から約 60% にアップした (7)。ケーブル構造を
表 6.3 に示す。ケーブルの写真を図 6.3 に示す。導体側から 120 μ m、170 μ m、220 μ m の PPLP を巻き、その外側に 200 μ m の PML 巻いた構造である。鉛工対策として、外側絶縁遮蔽層から下 4mm 厚に耐熱性の良い PML を使用した。PPLP および PML の耐電圧特性の向上からケーブル絶縁厚はクラフト紙絶縁の33mm 厚から 25mm 厚へ低減した。

図 6.3

500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブル (8)半合成紙では中間部にプラスチック層を設けているため、乾燥含浸工程における絶縁油含浸によりプラスチック層が膨潤するため厚くなる現象がある。この結果ケーブルコアが硬くなりケーブル曲げの機械特性および電気特性に課題があった。500kV ケーブルではこの対策として、PPLP の製造については調湿量を増やした水滴調湿法を採用している (7)。これは粒径分布の広い水滴を PPLP のクラフト表面に散布して表面に凹凸を生じさせたものであり、PPLP のプラスチック層の膨潤量をクラフト紙の乾燥時の厚さの減少で吸収するものである。水滴調湿法の原理 (7) を図 6.4 に示す。
更に紙巻張力による管理も重要であった。

図 6.2
表 6.3

500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブルの評価 (7)

半合成紙絶縁 500kV 1 × 2,500mm 2OF ケーブルの構造 (7)

図 6.4 水滴調湿 PPLP の膨潤吸収原理 (7)電力中央研究所・横須賀研究所にて実証試験線
路 (180m ループと 120m ループの 2 線路 ) を建設し、1982 年 9 月より 1984 年 2 月まで表 6.4 に示す試験条
件で長期安定性を確認した (6),(7),(8)。ケーブル試験状況を図 6.5 に示す。長期試験における tan δ (%) は図 6.6に示すように 0.07 以下となっており十分目標性能を満足した。試験終了後各社にて残存性能試験を実施し必要性能を満足していることを確認している。

154

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

表 6.4

長期課通電試験条件
A
25mm
1.5mm
7分割圧縮
68.0mm
2枚
1枚
約5.5mm
約8.0mm
約7.0mm
約4.0mm1枚
約0.25mm
約0.5mm
3.0mm
6.0mm
153mm
46kg/m500kV

半合成紙絶縁 OF ケーブル

ケーブル種類AB
油通路
内径25.0mm25.0mm
厚さ
1.5mm
1.5mm
7分割圧縮
導体
形状
外径
68.0mm68.0mm
導体遮蔽 半導体紙厚さ
2枚
2枚
金属化紙厚さ1枚
1枚
PPLP
約5.5mm 約5.5mm
ケ 絶縁体
PPLP
約8.0mm 約8.0mm
PPLP
約7.0mm 約7.0mm
ブルPML
約4.0mm構
クラフト紙
約4.0mm
造 外部遮蔽 金属化紙厚さ
1枚
1枚
遮蔽層厚さ
約0.25mm 約0.25mm
銅線織込み布テープ厚さ 約0.5mm 約0.5mm
アルミ被厚さ
3.0mm
3.0mm
6.0mm
6.0mm
防食層
概略ケーブル外径
153mm
153mm
概算重量
46kg/m
46kg/mーー

ケーブル種類
油通路
内径
厚さ
導体
形状
外径
導体遮蔽 半導体紙厚さ
金属化紙厚さ
PPLP
ケ 絶縁体
PPLP
PPLP
ブ
ル
PML
構
クラフト紙
造 外部遮蔽 金属化紙厚さ
遮蔽層厚さ
銅線織込み布テープ厚さ
アルミ被厚さ防食層
概略ケーブル外径
概算重量

表 6.5

電力中央研究所・横須賀研究所に実証試験線路
320m を建設し、1984 年 11 月より 1986 年 5 月まで表
6.4 に示す条件で長期実証試験を実施した。試験線路
では、橋梁添架構造部を模擬してジョイント振動部、
長大オフセット部およびジョイント隣接スネーク部が設けられ、長期安定性を確認した。A ケーブル、B
ケーブルともに tan δ温度特性の経時変化も十分目標
図 6.5

試験場風景 (8)値を満足し長期安定性を検証した (9),(11)。試験後に残存性能試験を実施し問題のないことを確認した。この結果を踏まえ、本四連系線向けに世界で初めての 500kV
PPLP 絶縁アルミ被 OF ケーブル (B ケーブル構造 ) が採用された (9),(12),(13)。

6.2

275KV POF ケーブルの大容量化

1982 年に中部電力が世界で初めての素線絶縁導体を使用した知多火力連系線 275kV POF ケーブル
図 6.6500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブル tan δ特性 (6)3.4km 2 回線を建設した (14)。１回線あたり 700MV の送電容量は地中送電線路として当時日本で最大の大容(2) 開発試験

Ⅱ ( 本四橋梁向け )量線路であった。納入および施工は藤倉電線が行なっ

引き続き電力中央研究所の協力もとで、電源開発

た。ケーブル構造を表 6.6 に示す。低損失化対策として、と前記電線メーカー 5 社との共同で本四橋梁添架用

2500mm2 素線絶縁 5 分割圧縮導体が使用され、絶縁500kV 2500mm2 半合成紙絶縁アルミ被 OF ケーブル

紙は脱イオン水洗紙が使用された。含浸油および充填の開発を行った(9),(10),(11)。
ケーブルの構造を表 6.5 に示す。

PPLP の外側に 200 μ m の PML を巻いたケーブル (A油とも合成油が使用された。油循環強制冷却システムが採用され、電流容量のアップが図られた。

ケーブル ) とクラフト紙を巻いたケーブル (B ケーブル )を試作し、初期電気性能試験および鉛工試験を実施した。両ケーブルとも初期試験を満足した。鉛工、再鉛工試験においても PPLP および PML に異常は認められず、鉛工管理を行えば普通鉛工に対して実用上問題ことがないことを確認した (9)。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

155

表 6.6知多火力連系線 275kV POF ケーブル構造（14）

項
公 称

目
圧

単位
kV

公 称 断 面 積
形
状

mm2
-

外
径 (約)
導体バインダ(約)
絶縁厚(カーボン紙含む)
防 湿 層
(約)
補 強 層
(約)
スキッドワイヤ
概
算
外 径
概
算
重
量

mm
〃
〃
〃
〃
〃
〃
kg/m

導
体

電

数量
275
2,500
5分割圧縮
(素線絶縁)
61.9
0.6
19.5
0.2
0.5
2.5×5.0 D型
109
31

素線絶縁分割導体とは、裸銅素線の接触抵抗だけでは、表皮効果の低減に対して十分な効果が得られない
ため、素線間を強制的に絶縁しようという方式である。
4 章の図 4.8 に示す分割導体におけるひとつのセグメ
ントは、撚り線で構成されており、セグメント内の素線は分割導体の中心側と外側とに撚られながら転位する。このため各素線のもつインダクタンスはほぼ均一となり、セグメント内の電流分部は均一化され表皮効
果は小さくなる。素線絶縁導体における被覆材料は、
従来エナメル被覆が検討されていたが、皮膜が 30 ～60 μ m と厚く、ジョイント時の皮膜除去が難しく実

従来導体を使用した場合、図 6.7 に示すように POF

用化されていなかった。酸化第二銅皮膜による皮膜はケーブル線路での送電損失のうち全体の損失の約 50%

藤倉電線が開発したもので (15)、図 6.9 に示すように酸は導体による損失である。素線絶縁導体の適用により、化皮膜は約 1 μ m と薄い。酸化第二銅の体積抵抗率

図 6.8 示すように交流抵抗は約 20% 低減し。送電容量

は 105 Ω・cm であるが銅の体積抵抗率 1.7 × 10-6 Ω・は約 7% 増加した。

cm にくらべ極めて大きいので絶縁として十分な機能を有している。

䠍䠌䃛㼙

㓟໬➨஧㖡
㖡

図 6.9

酸化第二銅皮膜 (15)素線絶縁導体ケーブルの接続箱組立てには、3 章の図 3.7 に示すようなスリーブ圧縮部分において予め絶縁皮膜を除去する必要がある。皮膜除去方法について
図 6.7

送電損失の内訳 (275kV 3 × 2,500mm2POF ケーブ
ル , 従来導体 ,LF=1.0 の場合 )(14)は図 6.10 に示すようなサンドブラスト法を藤倉電線が開発し実用化した (15)。密閉式キャビネットを導体先端に被せ、その中で導体先端の素線間に若干の隙間を設けてブラスト処理を行う方式で、乾式で絶縁体へ悪影響を与えず、作業時間も短く、ほぼ 100% 皮膜除去が可能である。サンド ( 研削粒子 ) としては電気絶縁性、化学的安定性、研削性からアルミナ (Al2O3) を採用した。アルミナは 100 μｍ程度と小さく圧搾空気で吹き付けるので、僅かな隙間で導体内部に達し内部の素線の皮膜を速やかに除去できる。その後エアジェットにより導体に残ったサンドを除去している。サンドの流れは完全密閉回路をなし、外部への飛散はない。
この素線絶縁導体とその皮膜除去の方法は、66kVから 275kV までの素線絶縁導体が必要な大導体 CV
ケーブルにも適用された (16),(17)。サンドブラストによる素線絶縁導体の皮膜除去方式はエナメル被覆の素線

図 6.8

156

素線絶縁導体交流抵抗の AC/DC(15) ( 鋼管がない場合の三相での交流抵抗測定結果 )国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

絶縁導体にも使用され、世界初の素線絶縁導体 275kV
ケーブルの実用化に貢献した。

6.3

CV ケーブルの超高圧化

6.3.1 長距離 154kVCV ケーブル線路
154kV 以上 CV ケーブルの接続箱種類の変遷を表 6.7に示す。154kV 長距離 CV ケーブル用の接続箱として、テープ巻モールド式接続箱が 1981 年から 1995 年頃に
図 6.10

サンドブラスト法による被膜除去（15）かけて主に使用され、1990 年代に入ってプレハブ式
接続箱が使用された。この間一部の線路で、東京電力

POF ケーブルの熱伸縮は線路の曲り部および接続
箱近傍に生じ易く、この原因により海外では絶縁破壊が発生じていたは 275kV 長距離線路用接続箱の前段階として押出モールド式接続箱を使用した。

(18)。日本でも 1982 年に波乗りによるコア移動で絶縁破壊事故が発生していた (19)。この対策として図 6.11 に示すようなオフセット管を適当な間隔 (100 ～ 150m) に設置し、熱伸縮を分散吸収する方式を採用した。1 回線あたり 25 個のオフセット管を設置した (14)。日本独自の技術であり、POF ケーブ
ル線路の高信頼度化に貢献した。

(1) テープ巻きモールド式接続箱 (TMJ)
154kV CV ケーブル用 TMJ の長期信頼性が確認され、1981 年 に 154kV 600mm2 CV ケ ー ブ ル ( 絶 縁 厚23mm) が東京電力豊島変電所から池袋変電所に至る
2.1km 3 回線に実用化された。古河電工、藤倉電線、
大日日本電線の 3 社が納入した (21),(22),(23)。ケーブ構造を
表 6.8 に示す。絶縁厚は 23mm である。遮水層は設けられていない。
TMJ のモールド時の加圧方法として、当初外側に抗張力の強いテープを巻き補強絶縁体の熱膨張力を利用する方法が取られたが、XLPE の融点付近での比容積が非線形に大きく変化し、モールド時に加熱部分でオフセット管

ボイドおよび内部歪が発生し易かった。このため、加熱および冷却期間を通じてモールド時の加圧圧力をコ
ントロールする必要があり、ガス加圧方式が採用された (24)。架橋工程の原理図を図 6.12 に示し、TMJ の構造を図 6.13 に示す。
実線路適用にあたっては、テープ巻き時の浮遊塵埃

図 6.11

オフセット管布設状況 (14)の混入防止のため、マンホール内に簡易なビニールハ
ウスを設け、その内部に防護ケースを設けて、その中にテープ巻き機を設置し作業された。モールド時のガ
ス圧、昇温、加熱および冷却の温度と時間をすべて自動制御しかつ連続記録して設定のミスおよび作業のばらつきを極力なくし、現場の省力化を図り、品質管理

表 6.7

154kV 以上 CV ケーブル用中間接続箱絶縁方式の変遷 (20)電力ケーブル技術発展の系統化調査

157

の徹底を行った (21),(24)。この接続方法では、3 相あたり
(21)

混入の懸念を払拭できなかった。この問題の解決の、この改善がため、1980 年頃から工場でのケーブル製造と同じく、必要であった。その後 TMJ は使用されなくなった。

小型の押出機を現地のマンホール内に据付け、クロー

12 日～ 14 日要するという課題があり

ズドシステムにして金型内に架橋剤入りポリエチレン
表 6.8

154kV CV ケーブル構造 (22)

材料を押出し、その後架橋成形する EMJ の開発が進められた (25),(26),(27)。押出工程の原理図を図 6.14 に示す。
架橋工程は図 6.12 に示す TMJ の場合と基本的に同じである。275kV CV ケーブル用 EMJ について東京電
力、住友電工および日立電線の間で共同研究が行われた。十分な耐電圧性能を有していることが確認され (28)、275kV 線路適用の前段階として 154kV 長距離 CV ケー
ブル線路に EMJ が適用された。

図 6.14

EMJ の押出工程 (25)

住友電工は、東京電力三郷浄水線亘長 5.8km 2 回線
で TMJ のほかに日本で初めて EMJ 6 相を 1985 年に実用化した (29)。EMJ の構造を図 6.15 に示す。1985 年に日立電線も同じく東京電力下総線 154kV CV ケーブ
ルに実用化した (30)。住友電工は、1986 年に関西電力向け鳴門淡路線 187kV 2000mm2 CV ケーブル亘長 5.3km
360MW 1 回線 ( 大鳴戸橋添架 1.8km 含む ) に EMJ 39
相を納入した (31)。
その後154kV用に使用されていない。
図 6.12

TMJ の架橋工程 (24)(3) プレハブ式接続箱 (PJ)
154kV CV ケーブルの長期実証試験の結果を踏まえ、1981 年にクウェート向け 132kV CV ケーブル用に短時間施工と高度な熟練した技術を使用しない PJが使用された (32)。しかし日本ではまだ 154kV 用としては絶縁信頼性の点で懸念があり実用化されていな
かった。TMJ および EMJ は、施工時間が長くかつ高度な熟練した施工が必要であつた。これらの問題を解決する方法として 154kV CV ケーブル用 PJ の検討が

図 6.13

TMJ の構造 (22)(2) 押出モールド式接続箱 (EMJ)

158

絶縁信頼性の向上を主眼において進められた。
図 6.16 の PJ の構造において、主要部品の②エポキシユニットと④プレモールド絶縁体は品質管理された

TMJ は現地でテープを巻く工程がありマンホール

工場で製造し、検査および出荷され、施工現場で組立内の塵埃など異物を巻き込む可能性があり、異物のてられるので品質的に安定している。組立工法は

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

図 6.15154kV 接続部の構造 (29)

1,700

符号
1
2
3
4
5

図 6.16

⑤ ④

③① ②

⑧

⑩

ø310

⑦⑥

ø350

⑨

部 品 名 称導 体 接 続 管
エポキシユニット
ユニット固定金具
プレモールド絶縁体
プレモールド絶縁体押シパイプ

符号
6
7
8
9
10

部 品 名 称絶縁筒
中 間 フ ラ ン ジ
圧 縮 装 置 A
圧 縮 装 置 B
防食処
理

154kV プレハブ接続箱の構造 (33)

図 6.17 に示すとおりである。エポキシユニットおよびプレモールド絶縁体の形状とその配置については、
電界分布計算を実施し設計された。ゴムモールド絶縁体と接するエポキシユニットおよびケーブルとのそれ
ぞれ界面電界をできるだけ均一かつ小さくするような形状と配置にしている。これらの界面には、シリコン油が塗布され、図 6.16 の⑧および⑨のスプリングによる圧縮装置を用いてヒートサイクルによる温度変化に対しても一定な面圧がかかるような構造としている。
エポキシユニット注型技術、プレモールド絶縁体の成形技術は各社固有の技術である。エポキシおよびゴ

図 6.17組立工法 (33)

ムの製造では、ケーブル製造と同様に異物の混入を極力なくすと共に、電極との絶縁体界面では剥離によるボイドの発生と異物が混入しないよう特別な改善がなされている。

6.3.2

短距離 275kV CV ケーブル線路

1979 年 6 月に住友電工は世界で初めて電源開発名古屋変電所向に 275kV 800mm2 アルミ被 CV ケーブ

関西電力は、一連の開発試験 (33) を終え、1990 年にルを布設納入した (35)。絶縁厚は 27mm であった。地矢田支線 154kV 1500mm2 5.03km 2 回線で、PJ を実

絡電流対策と遮水の目的で 2.2mm 厚の波付アルミ被

用化した

(34)

。納入社は住友電工と古河電工である。施を設けている。

工管理については、異物混入防止、外傷防止、寸法管1980 年に日立電線が中部電力奥矢作揚水発電所 ( 出理など厳しく実施された。施工日数は 7 日 /3 相であり、

力 315MW+780MW) 向 け 275kV 600mm2 ア ル ミ 被TMJ の施工日数約 22 日 /3 相に比較して大幅な時間

CV ケーブル 亘長 660m 3 回線および亘長 48m 2 回線短縮となった。PJ は 275 ～ 500kV CV ケーブル用接続に布設し竣工した (36)。ケーブル絶縁厚さは 29mm で箱として開発が行われ、現在でも広く使用されている。

ある。交流最低破壊電界強度 25kV/mm、インパルス
最低破壊電界強度 56kV/mm を使用して絶縁厚を決め

電力ケーブル技術発展の系統化調査

159

性 が 優 れ、 品 質 向 上 が 図 れ る EMJ が 採 用 さ れ た。

ている。
その後電線各社は絶縁厚 27mm とした 275kV 短距

EMJ の補強絶縁厚 ( 導体スリーブ上 ) は、ケーブルと同様に EMJ の破壊試験結果のデータをワイブル

離 CV ケーブルを実用化した。

プロットで整理して求めて、EL(ac) =20kV/mm およ6.3.3

長距離 275kV CV ケーブル線路

び EL(imp)=50kV/mm が採用され、表 6.9 から算出して35mm とした (39)。

(1) 275kV CV ケーブルと押出しモールド式接続
箱 (EMJ) の開発

ケーブル及び EMJ の実線路条件での長期信頼性を確認するため、電力中央研究所横須賀研究所構内において 3 度にわたる長期課通電試験が実施された。これ(a) ケーブルと EMJ の絶縁設計
各社で 275kV CV ケーブルを長距離線路に適用す

らの長期試験の概要を表 6.11 に示す。

る検討が 1980 年頃から始まり EMJ の開発が進められた。CV ケーブルの絶縁厚は交流耐電圧値に対する表 6.1066kV ～ 77kV ケーブルの EL 値の変遷 (38)必要厚さ t(ac) とインパルス耐電圧値に対する必要厚さ t(imp) を求めどちらか大きい必要厚さを採用している。その算出法は「特別高圧架橋ポリエチレンケーブ
ル及び接続部の高電圧試験法」に定められている (37)。
算出式を表 6.9 に示す。
絶縁厚の決定に重要なことは、t(ac) に対しての交流最低電界強度 EL(ac) および劣化係数 k1 値 (V-t 特性のn=9 値から計算値 k1=4) であり、絶縁厚 t(imp) に対してはインパルス最低電界強度 EL(imp) の値である。内外
半導電層と絶縁層三層同時押出、乾式架橋およびケー
ブル製造・品質管理技術の改善によるボイド・異物・突 起 の 低 減 に よ っ て、EL(ac) お よ び EL(imp) は 1975 年
以降表 6.10 および図 6.18 に示すように向上していった。275kV CV ケーブル短距離線路の実績を踏まえて、
EL(ac) =30kV/mm お よ び EL(imp)=60kV/mm を (38) 採 用した。この値から 275kV CV ケーブル絶縁厚は 27mmとした (39)。
275kV CV ケ ー ブ ル の 接 続 箱 と し て は、 電 気 特
表 6.9 設計絶縁厚算出式 (39)
図 6.18絶縁設計に採用された EL 値の変遷 (38)(b) 長期課通電試験Ⅰ ( ワイヤーシールド CV ケー
ブル用 )最初の長期課通電試験は、1985 ～ 1986 年にかけて東京電力、関西電力、中部電力、電力中央研究所および電線 6 社 ( 住友電工、古河電工、藤倉電線、日立電
線、
昭和電線、
大日日本電線 ) との共同で行われた (40),(41)。
供試ケーブルは 275kV 3000mm2 CV ケーブルで、絶縁厚は基本仕様の 27mm より厳しく 24mm とし、ワイヤーシールド付きビニルシース構造とした。一部に鉛被遮水付きケーブルも供試し、布設条件は縦スネー
クおよび横スネークとし実際の布設条件を模擬した。

160

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

表 6.11 長期課通電試験の概要
横須賀研究所における 275kV CV ケーブル長期課通電試験の概要
項目
長期課通電試験 Ⅰ
長期課通電試験 Ⅱ
長期課通電試験 Ⅲ
共同研究 電力会社
東電、関電、中電
中電
参加社
研究所
電力研究所
電力研究所
電力研究所
電線メーカ
住友、古河、フジクラ、日立、昭和、三菱 住友、古河、フジクラ、日立
フジクラ、昭和、三菱
試験線路
ケーブル450m EMJ 8相
ケーブル420m EMJ4相
ケーブル400m EMJ3相
試験期間
1985～1986年
1988年4～10月
1990年7～12月
電圧
280kV
285kV
285kV
ヒートサイクル12hr ON 12hr OFF
8hr ON 16hr OFF
12hr ON 12hr OFF
試験条件
到達導体最高温度
90℃
90℃
105℃
期間
６ヶ月(等価年数５０年相当)
６ヶ月(等価年数５０年相当) ６ヶ月(等価年数５０年相当)
222
導体3000mm
2500mm (素線絶縁)
2500mm
内部半導電導厚さ
2.5mm
2.5mm
2.5mm
絶縁体厚さ
24mm
27mm
23mm
ケーブル 外部半導電層厚さ
4mm
4mm
4mm
(クッション層厚込)
構造
ワイヤーシールド
2.0mm×80本
シース
材質
ステンレス被
アルミ被
厚さ
0.8mm
3.1mm
防食層厚
6.5mm(一部遮水層付き)
5mm
5mm
外径
143mm
159mm
154mm
EMJ
構造
IJ型(325φ
IJ型(325φ
IJ型(325φ
IJ型(325φ×2300mm)
IJ型(325φ×2300mm)
IJ型(325φ×2300mm)
住友;住友電気工業(株)、古河;古河電気工業(株)、藤倉;藤倉電線(株)、日立;日立電線(株)、昭和;昭和電線電纜(株)、三菱;三菱電線工業(株)(1986年に大日日本電線㈱から社名変更）

試験のレイアウトを図 6.19 に示す。EMJ は上記 6 社

長期安定性が確認でき、長距離 275kV 素線絶縁導体スが納入した。試験では、4 回の絶縁破壊が発生したが、テンレス被 CV ケーブル線路が実用化された。

その主な原因は製造不良・品質管理上の不徹底およびミスによるものであった (39)。絶縁破壊した箇所は改修され試験は終了した。試験終了後各社工場にて残存性能試験を実施し、ケーブルおよび EMJ の長期信頼性は確認された。この試験の結果から、ケーブル製造技術の改善ならびに製造から現地施工までのすべての段階において品質管理を一層強化・徹底することが必要とされ、更なる高品質化が進められた。

図 6.20 275kV ステンレス被 CV ケーブル (40)

図 6.19 長期課通電試験Ⅰの敷設レイアウト（40）(c) 長期課通電試験Ⅱ ( ステンレス被 CV ケーブル用 )(d) 長期課通電試験Ⅲ ( 低減絶縁ケーブル )更なる 275kV CV ケーブルの絶縁厚の低減を目指して、電力中央研究所と藤倉電線、昭和電線、三菱電線

中部電力は、275kV CV ケーブル線路として送電容( 株 ) が共同で絶縁厚 23mm の 275kV 2500mm2 CV ケー

量の関係から、図 6.20 に示す 2500mm2 素線絶縁導体

ブルおよび EMJ の長期課通電試験を横須賀研究所におよびステンレスシースを使用した構造の CV ケーブ

おいて 1990 年に実施し (43),(44),(45)、残存性能試験を実施

ルの適用を計画していた。ケーブルおよび EMJ の長期した。EMJ 接続方法の概略を図 6.21 に示した。

課通電試験を、中部電力、電力中央研究所および電線4 社 ( 住友電工、古河電工、藤倉電線、日立電線 ) と共

500kV CV ケーブルおよび EMJ の開発の見通しを得た (46)。

同で横須賀研究所において 1988 年に実施した (40),(42)。このケーブルの絶縁厚は 27mm である。試験後ケーブル
および EMJ を撤去し、各社工場において残存性能試験を実施し長期信頼性が確認された。長期試験とその他の布設検証実験 (40) を踏まえ、ケーブルおよび EMJ の

電力ケーブル技術発展の系統化調査

161

表 6.12275kV CV ケーブルの構造表 (47)

図 6.21 EMJ 組立て手順 (44)(2) 長距離 275kVCV ケーブル線路
長期課通電試験Ⅰの結果を踏まえ、東京電力は、
1989 年に都内への電力供給のため、南川崎変電所から

表 6.13 異物・ボイド・導電層突起の規格 (47)

池上変電所間の南池上線 亘長 9.5km 1 回線 (440MVA)に、世界で初めて 275kV 1400mm2 アルミ被 CV ケー
ブルを実用化した。普通接続箱および絶縁接続箱には EMJ が採用された。納入社は住友電工、古河電工、日立電線である (47),(48)。ケーブル構造を表 6.12 に示す。
6.23 に示すように中間検査として、X 線撮影を実施し絶縁厚さは 27mm であった。
ケーブルの製造については、材料供給の完全密閉化、て施工中の異物・ボイドの侵入防止の管理を徹底した。

押出機防塵室のクリーン度改善、押出機への細密スク接続箱施工体制については、工場でのトレーニングを

リーンメッシュの適用、および半導電層の突起レベル

十分積み重ねて、実証試験、受入試験の組立てを行っ管理などの対策を更に進め、表 6.13 に示す異物・ボた作業班を配した。品質管理については、QC 工程表

イド・半導電層突起の要求レベルを十分満足すること

およびチェックシートを作成し、万全な品質管理を実を確認している(47)

施している (47)。EMJ の施工日数は 1 月 /3 相と長時間。

EMJ の構造を図 6.22 に示す。接続箱とケーブルを要し、線路施工に時間がかかるという課題が残った。

アルミ被との接続は、OF ケーブルと異なり鉛工を

線路の健全性を確認する絶縁診断が要望された。東使用しない方式としている。絶縁接続部の寸法は

京電力と日立電線は、絶縁接続箱 (IJ) において、図360mm φ × 1800mm で、275kV OF ケ ー ブ ル の 絶

6.24 に示すように絶縁筒でシース縁切りされた左右縁接続箱と同寸法である。施工管理については、図の防食層の外側に金属箔を設けて、この箔を用いて

図 6.22 275kV CV ケーブル用絶縁接続箱 (47)162

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

PD(Partial Discharge: 部分放電 ) の検出および校正パ

従来長距離 CV ケーブル線路の竣工試験は、商用周ルスの注入を行い、微小な放電の判定ができる新しい波の交流課電の場合は電流容量の点で設備的に不可能

部分放電測定法を実用化した (49)。上述の南池上線のであり、直流耐圧試験が一般的に行われていた。直流

日立電線の施工区間 4.09km で交流課電時に PD 測定

耐電圧試験については、①部分放電に対する感度が低を実施した。絶縁接続箱 (IJ) での検出感度は 1 PC でい、②欠陥の種類によっては直流破壊電圧 / 交流破壊

部分放電のないことが確認された。この IJ 区間両側

電圧の比率が異なる、などの理由で実施に懸念があっのケーブルと隣接する EMJ でも 1 ～ 15PC の測定感た。CV ケーブルでの異物・ボイド・突起に対する直度で測定され、線路の健全性が確認されている。

流耐圧試験の有効性と危険性について 1990 年代に入って、国際的にも CIGRE WG21-09 にて竣工試験方法について議論された (52)。日本では、275kV 以上 CV ケー
ブルの竣工試験時には、交流課電下での PD 試験を実施するようになった。海外でも、測定方式は異なるが竣工試験時に PD を測定するようになった。
6.3.4
(1)

短距離 500kV CV ケーブル線路

ケーブルの特性向上

1982 年 頃 よ り 500kV CV ケ ー ブ ル の 開 発 が 行 われた (40), (53), (54)。材料から製造方法までクリーン化などの改善がなされ、275kV CV ケーブルでの破壊試
験 デ ー タ も 蓄 積 さ れ た。 図 6.25 に 示 す 275kV CV
ケーブルでのデータ (39) から EL(ac) =35kV/mm および

図 6.23

EMJ 作業工程 (47)

破壊確率（％）

EL(imp)=75kV/mm が 採 用 さ れ、 図 6.26 か ら V-t 特 性

図 6.25

図 6.24275kV 級 CV ケーブルの最低破壊
平均 電位傾度 (55)絶縁接続部における検出、校生法 (49)

引き続き、東京電力では、1995 年に EMJ を使用した葛南世田谷線 275kV 1400mm2 アルミ被 CV ケーブ
ル亘長 32.5km 3 回線 (460MW × 3) (50) 、1996 年に横浜港北線 275kV 2500mm2 アルミ被 CV ケーブル亘長
20km 3 回線 (51) などを建設した。竣工試験時に PD 測定が実施された。実線路での交流運転時の活線下で放電電荷量が 1PC という微小な部分放電を可能にしたのは、世界に先駆けての技術である。

図 6.26

CV ケーブルの V-t 特性 (55)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

163

傾き n=12 を採用して 500kV CV ケーブルの絶縁厚は絶縁厚 35mm は、導体外径が小さく絶縁体中での最(55)

大電界が大きくなり、これをも考慮して決められてい試験、長期課通電試験が進められた (53),(54)。

る (58)。運転電圧での両線路におけるケーブル絶縁体

32mm と設計された。この絶縁厚のケーブルで初期

5.3.3 項で述べた前駆遮断法 (56) により、絶縁体中のでの最大電界は同じとなっている。

欠陥部で図 6.27 に示すようにトリーが目で見られるケーブル外径は、従来クラフト紙 OF ケーブルに比ようになり、ここに加わる電界と異物の関係を試験にべて、外径で約 5mm 大きく、絶縁厚の更なる削減がより確認できるようになった。図 6.28 は、前駆遮断必要であった。引き続き 500kV 短距離 CV ケーブル法と従来からの焼損抑制法(57)から得られた異物と周が実用化された (59)。

囲電界との関係を示す。データのばらつきはあるものの 35kV/mm 以上で絶縁破壊を発生しないようにするには、異物の大きさは 100 μｍ以下にする必要がある
ことが明らかとなった。この技術が、CV ケーブルの破壊原因の多くは異物であることであることを明確にし、500kV CV ケーブルの実用化に貢献した。

(a) 構造異物部からのトリー (56)(b) 写真図 6.29 500kV CV ケーブルの構造 ( 下郷発電所向け )(54)

ｒｘ部の電界強度Ｇｘ（ｋＶ/ｍｍ）

図 6.27

6.4 まとめ絶縁体の低損失化のため 1985 年に東京電力城北線の一部に 275kV 半合成絶縁 OF ケーブル (PPLP,SIOLAP)が実用化された。その後各社で開発された半合成紙
は 275kV OF ケーブルおよび POF ケーブルに使用された。500kV 用の半合成紙は PPLP に集約された。

異物

PPLP の PP 分率の上昇、油含浸に対する膨潤対策な異物の大きさℓ（ｍｍ）
図 6.28

異物の大きさと破壊電界の関係 (56)

ど新たな技術を導入し、ケーブルの試作を行い長期課
通電試験に合格した。世界初の長距離 500kV OF ケー
ブル線路へ適用されることになった。

(2) 短距離 500kV CV ケーブル線路実用化
日立電線が 1987 年１月に世界で初めての 500kV
CV ケーブルを竣工した(54),(58)。電源開発下郷揚水発電
2低減のため世界で初めて酸化第二銅皮膜による素線絶縁分割導体が開発された。併せて不可能であった導体

所 ( 出力 1000MW) 向け 500kV 800mm アルミ被 CV

接続法を開発したことがケーブル線路への実用化を果

ケーブル亘長 190m ( 傾斜部 126m、立坑 20m) 1 回線

たしたものである。1982 年に中部電力知多火力発電である。1988 年に運開した。絶縁厚は 35mm として所向け 275kV 素線絶縁 2500mm2 POF ケーブルが実

いる

(54)

。ケーブル構造と写真を図 6.29 に示す。

同じく日立電線が 1987 年 7 月に東京電力今市揚水2用化された。この技術は、大導体 CV ケーブルへも適用された。

発電所 ( 出力 1050MW) 向け 500kV 1400mm アルミ

CV ケーブルについては、日本独自の技術である前被 CV ケ ー ブ ル 亘 長 610m ( 斜 坑 部 210m) 1 回 線 も駆遮断法の開発により、CV ケーブルの破壊原因の多(54),(58)、1988 年に運開した。ケーブル絶縁厚はくは異物であることであることを明らかにした。こ32mm である。下郷発電所向け 500kV CV ケーブルのの技術は 500kV CV ケーブルの実用化に貢献した。

竣工し

164

2500mm2 以上の大導体化が進められ、導体損失の

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

XLPE の原材料から絶縁体押出製造までのクリーン化技術の適用、接続箱の施工技術の改善により超高圧化が実現された。1988 年に電源開発下郷変電所に世界(8) 内田ほか :「500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブルの開発」
昭和電線電纜レビュー Vol.36, No.1 p65(1986)(9) 緒 方ほか :「500kV PPLP 絶縁 OF ケーブルの本
四連系線瀬戸大橋添架工事の完成」住友電気 第で初めての 500kV CV ケーブルを実用化した。
1989 年に東京電力南池上線 9.5km の 275kV CV ケー

134 号

p147

(1989)

ブル線路が実用化された。長距離線路ではケーブルと(10) 田 中ほか :「本四橋梁添架 500kV 低損失 OF ケー

同等の信頼性を有する中間接続箱の開発が必須であ

ブル長期性能実証試験中間報告」電気学会

る。接続箱の施工については、ケーブル製造と同様に線・ケーブル研究会 EC86-8

ボイド、異物および突起の品質管理が徹底された。更に信頼性の確認のため、竣工試験では、絶縁接続箱 (IJ)の左右の防食層の外側に金属箔を設けて、微小な放電

電(1986)(11) 緒 方ほか :「本四連系線用 500kV 半合成紙絶縁
OF ケーブルの開発」昭和電線電纜レビュー
Vol.37, No.1,

p62(1987)の判定ができる部分放電 (PD) 測定法である箔電極高(12) 田中ほか :「本四連系線 500kV OF ケーブル橋梁区

周波同調増幅法を開発し、線路の健全性を確認した。

間工事の完成」古河電工時報 第 82 巻 p21(1988)

実線路での交流運転時の活線下で放電電荷量が 1PC(13) 松 下ほか「本四連系線:
500kV OF ケーブル工事」という微小な部分放電測定を可能にしたのは、世界に昭和電線電纜レビュー Vol.44, No.2, p118 (1994)

先駆けてである。これは CV ケーブル線路の高品質化(14) 上 野ほか :「中部電力株式会社知多火力連系線と高信頼度化には欠くことのできない技術である。
電力会社の強いニーズのもとに、電線メーカーは、
超高圧化、大容量化に向けて、各社競って、ケーブル、付属品およびその周辺製品の研究開発に傾注した。各品種の電力ケーブルにおいて、日本の独自技術の開発が進められ、実用化されなかった製品も多々あるが、製造から施工まで含めた技術力を高めて世界トップレ

275kV POF ケーブル」藤倉電線技報
p63

第 66 号(1983)(15) 高岡ほか :「素線絶縁分割導体の開発」藤倉電線
技報 第 67 号 p17(1984)(16) 勝 田ほか 「大容量素線絶縁:
CV ケーブルの開発」
フジクラ技報 第 70 号

p19

(1985)(17) 島村ほか :「大導体素線絶縁 CV ケーブルの実用化」フジクラ技報 第 72 号 p28 (1987)

ベルの技術を確立した。

(18) T . Aabo et al.:”Thermo-Mechnical Bending
引用参考文献Effects In EHV Pipe-Type Cables” IEEE PAS-(1) 今井ほか :「東京電力 ( 株 )275kV 城北線・OF ケー

103 No.10 p2807

ブル線路の完成」住友電気 第 119 号 p77(1981)(2) 大野ほか「275kV:
半合成紙 (SIPLAP) 絶縁 OF ケー
ブルの実線路への適用と残存性能試験」昭和電線
電纜レビュー Vol.38, No.1

(1984)(19) 「21 世紀の地中送電技術」 電気協同研究会
58 巻 第 1 号

p40

第(2002)(20) 「地中送電設備の劣化診断技術とアセットマネジ
メント」電気協同研究会 第 67 巻 第 1 号 (2011)

p59 (1988)(3) 河 津ほか :「関西電力 ( 株 ) 南大阪泉北線 275kV(21) 大畠ほか :「モールド型直線接続部を含む 154kV

新種絶縁 OF ケーブル線路の完成」住友電気 第CV ケーブル長距離線路の実用化」大日日本電

122 号 p77

線 第 68 号 p37(1983)(4) 河津ほか :「FEP ラミネート紙による 275kV 低損
失ケーブルの開発」日立電線 No.2

p1

(1982-12)(5) 福 田ほか :「超高圧用 OPPL 絶縁 OF ケーブルの開発」古河電工時報 第 80 号 p119

(1987)(1982)(22) 竹鼻 : 技術トピックス「長距離 154kV CV ケーブ
ルの布設」藤倉電線技報 第 65 号 p20(1983)(23) 「電力ケーブル・被覆線・電力用機器」古河電工

時報 第 78 号 p6

(1986)(6) Y.Watanabe et al.:“Development of New 500kV(24) 小野ほか :「154kV CV ケーブル用モールド型直線接Laminated Paper Insulated Self-Contained

続部の開発」藤倉電線技報 第 63 号 p63

Oil-Filled Cable and Its Accessories” IEEE

(25) 土 田ほか :「154kV CV ケーブル用押出モールドTrans. On Power Delivery, Vol.3, No. 1, p47(January1988)

接続部の開発」住友電気 第 125 号 p49 (1984)(26) 中挾ほか :「275kV CV ケーブル用押出しモールド(7) 内田ほか :「500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブルなジョイントの開発」 日立電線 No.4

らびに同径接続部の開発」住友電気 第 130 号(27) Y .Sekii:“Recent Technical Progress in

p161(1987)(1981)

p5(1984)

Extrahigh-Voltage XLPE Cables”HITACHI

電力ケーブル技術発展の系統化調査

165

(44) 今
 城ほか :「低減絶縁 275kV CV ケーブルおよび

CABLE REVIEW No.12 (August 1993)

押出しモールド式接続部の開発」フジクラ技報(28) Toshiaki Nakabasami et al.: “Investigation for

第 82 号 p28

Commercial Use of 275kV XLPE Cables andDevelopment of Extrusion type Molded Joint”
IEEE 85 WM 007-0(45) 今 城ほか :「275kV CV ケーブルおよび EMJ の長期課通電試験」昭和電線電纜レビュー Vol.41(1985)

No.1 p71(29) 中挾ほか :「東京電力三郷浄水線 154kV CV ケーブ
ル線路の完成」住友電気 第 127 号

p1(1985)(1991)(46) 吉 田ほか :275kV ～ 500kV CV ケーブルシステ
ムの展望」フジクラ技報 第 80 号 p23(30) 日立電線 50 年史 技術編 (2006)(31) 水口ほか :「大鳴門橋添架 187kV CV ケーブル線路の完成」住友電気 第 129 号 p145

線路の完成」古河電工時報 第 84 号 p11
ケーブル線路の完成」住友電気気学会全国大会 1270 (1983)

p142

箱の開発」古河電工時報 第 84 号 p19

部分放電検出法の開発」電学論 B 111 巻 11 号
p1223(34) 井上ほか :「154kV CV ケーブル用エポキシ型プ

p205(1991)(50) 駒 場ほか :「都内導入 275kV 長距離 CV ケーブ
ル線路の完成―東京電力 ( 株 ) 葛南世田谷線―」

電力・エネルギー部門全国大会 213 (1990)(35) 「275kVPEX ケーブル」住友電気

第 135 号

(1989)(49) 勝田ほか :「超高圧長尺 CV ケーブル線路の活線(1988)

レハブ接続箱の実線路適用」平成２年電気学会

フジクラ技報 第 89 号 p10 (1995)

第 116 号(51) 「電力事業部概況」フジクラ技報
(1980)

p43(36) S.Shinoda,et al.:”275kV XLPE Insulated
Aluminum Power Cable for OKUYAHAGI(1988)(48) 八 木澤ほか :「東京電力南池上線 275kV CAZV

ハブ式絶縁接続部の開発と実用化」昭和 58 年電(33) 藤井ほか :「154kV CV ケーブル用プレハブ接続(1991)(47) 八木澤ほか :「南池上線 275kV CV ケーブル長距離(1986)(32) 小野ほか :「132 ～ 154kV 級 CV ケーブル用プレ(52)

第 100 号

(2001)C IGRE WG 21-09;“After-laying tests on HV

No.2 Power Station”IEEE Trans on P.A.S. PAS-

extruded cable systems”Electra 173, (August

101,1298,

1997)(March 1980)(37) 「CV
ケーブルおよび接続部の高電圧試験法」
電気協同研究会 第 51 巻 第 1 号 (1995)(38) 「絶縁設計の合理化」電気協同研究会

第 44 巻(39) 神永 : ミニ解説
「275kV 長距離地中送電用 CV ケー
ブルの開発と建設技術の確立」電学誌 110 巻
6号

p485

フジクラ技報 第 70 号 p11 (1985)(54) 川 和田ほか :「500kV CV ケーブルの開発と実用(1988-1)(55) 神 永 : ミニ解説
「50 万ボルト CV ケーブルの開発」
電学誌 106 巻 6 号 p59(1986)(56) 遠藤 :「前駆遮断検出による CV ケーブル破壊原(1990)(40) 福田ほか 「CV:電力ケーブルの技術進歩 ( その 2)～ 500kV CV への展開～」古河電工時報 第 84号 p1(53) 小野ほか :「大容量 500kV CV ケーブルの開発」

化」日立電線 No.7 p59

第 3 号 (1988)

因の解明」
電学論 B 108 巻 10 号

p451

(1988)(57) 遠藤 :「新しい焼損抑制法による CV ケーブルの破壊原因の解明」電学誌 A 103 巻 4 号 p29(1988)(41) Kiich Yagisawa, et al.:「Development of(1983)(58) K atsunori Ogawa et al.:“The World`s First

Extruded Type Molded Joint for 275kV and

Use of 500kV XLPE Insulated Aluminum

500kV XLPE Cables」HITACHI CABLE

Sheased Power Cables at the Shimogo and

REVIEW No.9, p9 (1990)

Imaichi Power Stations” IEEE Trans. on Power(42) 市原ほか :「中部電力南ルート 275kV CSZV ケーブ
ルシステムの開発」住友電気 第 138 号 p45 (1991)(43) 鈴木他 :「低減絶縁 275kV 2500mm CAZV ケー
2

ブル及び中間接続箱の長期課通電試験」平成 4年電気学会全国大会 1458, (2002)

166(1992)

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

Delivery, Vol.5, No.1, 26, (1990)(59) 古 谷ほか :「500kV CV ケーブル布設工事」フジ
クラ技報 第 85 号 p25 (1993)7

世界トップレベルの製品化 1990 年 ( 平成 2 年 ) 頃～ 2005 年 ( 平成 17 年 )1980 年代の日本独自の技術により世界トップレベ

橋梁区間の建設工事は 1987 年 4 月から 1988 年 3 月

ルの 500kV ケーブル技術を確立し、これをベースにの瀬戸大橋開通に合わせて行われ、その後 1993 年 2

500kV 半合成紙絶縁 OF ケーブル、直流 500kV 海底

月から 1994 年 6 月に残りの陸上区間を建設し、同年

OF ケーブル、500kV CV ケーブルが完成し既に 10 年

7 月に運開した (3)。橋梁区間は、住友電工、古河電工、

以上の運転がされている。これらの大容量長距離ケー

日立電線が納入し (2),(3),(4)、陸上区間は ( 株 ) フジクラ
（1992

ブル線路建設には、日本独自の新規技術が多数導入さ年に藤倉電線（株）が社名変更、以下フジクラと記述）れた。

および昭和電線も加わり 5 社が納入した (5),(6)。

7.1 500KV 半合成紙絶縁 OF ケーブル
本州と四国の電力連系は、架空送電線により中四幹線 (220kV 300MW) で結ばれていたが、電力需要の増大に伴い連系線としての送電機能が不足することが予想されたため、電力系統の強化を目的として、新たな500kV 送電線の計画がされた。本州 - 四国間の瀬戸内
海海上部分を横断する方法として、本州四国連絡橋児
島～坂出ルート ( 以降瀬戸大橋と言う ) への添架および海底ケーブルなどの案が検討され、環境面や技術面で最も適している橋梁添架方式が採用された (1)。本四連
絡線は、架空線 105km と電力ケーブル 22km( 内、橋梁
区間 8km) からなる 500kV 送電線である。布設ルート
は図 7.1 に示す通りである。ケーブルとしては、実績と信頼性のある 500kV OF ケーブルが採用された。瀬戸大橋は、吊橋、斜張橋、トラス橋など 11 の橋からなり、合計約 10km にわたる (2)。吊橋のケーブル添架位
置断面の代表的な一例として図 7.2 に示す。橋梁は鉄図 7.2 橋梁部ケーブルの標準的な添架位置 (3)道と道路の併用橋となっている。
坂出 CH
下津井瀬戸大橋

児島 CH

櫃石島橋

岩黒島橋

与

櫃石島

本州地中部

北備賛瀬戸大橋

南備賛瀬戸大橋

島

四国地中部

地中部

地中部

人孔間亘長

橋梁部

橋梁、
地中部亘長

橋梁部
地中部

地中部

図 7.1

橋梁部
地中部

地中部

本四連系線 500kV OF ケーブル区間図 (7)電力ケーブル技術発展の系統化調査

167

(1) ケーブルおよび接続箱

ガス中終端箱、普通接続箱、絶縁接続箱、油止め接

各社 6.1.2 項の長期課通電試験で検証されたケーブ続箱が使用された。絶縁接続箱の構造を図 7.3 に示す。

ルおよび接続箱の構造のものが使用された。表 7.1 に橋の振動対策として、接続部内部補強絶縁層の遮蔽銅

2示す 500kV 2500mm 半合成紙絶縁アルミ被 OF ケー

線の乱れや、外部銅管のフランジ部ボルト・ナットのブルが使用された。絶縁体については半合成紙としゆるみ等に対する防止を図っている (2)。接続部の鉛工て PP 分率が約 60% の PPLP が使用され、その外側部の油漏れ対策として、高油圧の使用をも考慮して二には接続組立時の鉛工による PPLP への熱対策として重鉛工方式を採用した。鉛工作業時については、鉛工

4mm 厚のクラフト紙を巻く構造となっている。アル

近傍のアルミ被に熱電対を取付けて温度管理を実施しミ被の厚さは、ケーブルルートでの高低差が 90m あた。セミストップはアルミ被とケーブルコアとの相対(3)

り、高油圧の区間には 4mm 厚とした 。ケーブル絶的ずれに対応可能な構造となっている。

縁厚はすべてクラフト紙で構成した場合の 33mm から 25mm に低減され、ケーブル外径で約 10%、重量で 13%、送電ロスは約 24% 低減した (1)。
表 7.1

500KV OF ケーブル構造（2）(2) 橋梁添架設備
瀬戸大橋のような長大橋では、温度変化、風、列車・車の走行などにより、橋は橋端部では図 7.4 に示すように伸縮と角折れが発生し、かつ全長にわたり伸縮と振動が発生する。この対策として、伸縮吸収装置、角折れ吸収装置、および振動防止対策などの特殊な装置を設置した。各場所の橋梁によりその変化量は異なる
が、最大では、伸縮量が約 1500mm、角折れ量が水平方向 10% と垂直方向 19% にも及ぶ (1)。これらの挙動に対してケーブルが損傷を受けないように装置の設計がなされた。
伸縮吸収装置としては、長大オフセットを設け、30年間に亘ってケーブルが繰り返し伸縮を受けてもアルミ被が疲労し破断して油漏れが生じることのないように設計された。ケーブルが均一に変位するように均等動作機構装置が設置されている。北備讃瀬戸大橋端部に設けた長大オフセットの概略図を図 7.5 に示す。角
折れ吸収装置としては、角折れの動きを吸収するため、
図 7.6 に示すようにケーブル添架枠に水平および垂直のいずれの方向にも回転できるユニバーサルヒンジが2 ヶ所設けられている。振動防止に対しては、振動予図 7.3 絶縁接続箱 ( 橋梁部 ) の構造 (2)168

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

測シミュレーションと各種実験により、ケーブル支持

吊式ポールトレーラーに積載して橋上を運搬して、橋間隔を 2m 以下とし、更に長大オフセット、角折れ部

上の所定の定置に設置し、ケーブル添架位置に引入れには電力ケーブル支持ローラに防振ゴムを取り付けるした (3)。立て坑部の延線にはフォーリングマシンを約などの対策を実施した (2)。

7m 毎に取付け、延線を停止した場合でもケーブルが滑落ちすることのないように、電磁ブレーキの他に逆回転防止機構をフォーリングマシンに取り付けた。
2 回線目のⅡ期工事が 1996 年から行われ 2001 年に完工した (1),(10)。ケーブル設計および施工方式は基本的に同じであるが、特にケーブルコアの移動抑制策について改善を行った。橋梁添架部の支持方法の改良などが行われたが、最大の対策は長尺ケーブルの採用であり、コア移動が生じた時に問題となる接続部を極力少なくした。Ⅰ期工事の条長の２倍の約 1km のケーブ
ルを一部の区間に適用して 7 箇所 21 個の接続部を削図 7.4

橋梁端部の動き(3)

減した (1)。

7.2

275kV 半合成紙絶縁 POF ケーブル

半合成紙の 275kV OF ケーブルへの適用の実績を踏まえ、ケーブル発生損失の低減と大電流化のため
275kV POF ケーブルへも半合成紙が適用された。
図 7.5

長大オフセットの平面図 (3)東京電力は、新宿新都心地区の需要増加に対応する
ため、北多摩変電所と東新宿変電所結ぶ東新宿線を計画した。POF ケーブルの低損失化を狙って 1990 年から表 7.2 に示す 275kV 半合成紙絶縁 POF ケーブルの開発を行った。半合成紙としては、PPLP、OPPL の
2 種類の材料が各社個別に採用された (11)。ケーブルお
よび接続箱について 1991 年 8 月から 1992 年 5 月まで
電力中央研究所横須賀研究所にて 40 年相当の長期課
通電試験を実施し (11),(12)、長期安定性を確認した。1994

図 7.6

角折れ吸収装置 (3)年に実線路布設が完了し、1995 年 5 月に運開した (13)。
納入社は住友電工、古河電工、フジクラである。

これらの装置は日本独自に開発されたもので、世界でも例がない規模の新技術が適用されている。

表 7.2

東新宿線 275kV POF ケーブルの構造 (13)ケーブルシースは、全長にわたりクロスボンドし、地中洞道部は普通接続箱で直接接地、橋梁添架部分の普通接続箱は他の添架設備へのシース電流の影響や橋梁への落雷があった場合の影響を考慮して非接地としている。橋梁添架部は、通信線への誘導障害などを防止するため、ケーブルを各接続部で撚架した (3)。
これらの技術は、1986 年に建設された関西電力の大鳴戸橋添架 187kV CV ケーブル (8),(9) 線路を参考としている (1)。
(3) ケーブル工事
橋梁部のケーブル布設は、ケーブルドラムを特殊

電力ケーブル技術発展の系統化調査

169

中 部 電 力 は、 知 多 火 力 連 絡 線 3 号 線 275kV 3 ×
2500mm2 半合成紙絶縁 POF ケーブル亘長 3.03km 1

殊処理面を PP 接着面側として剥離強度、絶縁破壊特性共に改善したものである。

回線 ( 既設を含めて 3 回線 ) を 1998 年に運開した。納中部電力知多火力連絡線 3 号線は、酸化第二銅皮膜

入社はフジクラである。1983 年に運開した 1 号線、2による素線絶縁導体、新半合成紙 (FPPL)、熱伸縮に

（14）

（15）

。知多火力連絡線 3

対するオフセットパイプ、および冷凍機を用いた冷却号線では、ケーブル立上り箇所が 1 号線および 2 号線

循環システムなど新しい技術を採用した世界最大の大と変更となり、線路長が短くなった。その結果線路の容量 POF ケーブル線路である。

号線の増設工事にあたる

インピーダンスが小さくなり、表 7.3 に示すように送電容量を大きくする必要があった。このため、1 号線 ,2 号線で適用した素線絶縁導体に加えて、絶縁体に半7.3

長距離 275kV および 500kV
CV ケーブル

合成紙を採用してケーブルの電流容量のアップを図った。ケーブル構造を表 7.4 に示す。使用した半合成紙

7.3.1

長距離 275kV ステンレス被 CV ケーブル線路の特性を表 7.5 に示す。

6.3.3.(1)(c) 項の長期課通電試験の結果を踏まえ、中表 7.3 知多火力連絡線 275kV POF ケーブルの送電容量 (15)

部電力は、1993 年に名古屋市中心部における電力需要の増加および供給信頼度向上のため、知多第二火力発電所と市内の南武平町変電所 ( 南ルートとも呼ぶ )を結ぶ 275kV 長距離地中送電線路に 275kV 2500mm2
素線絶縁導体ステンレス被 CV ケーブル ( 絶縁厚 27mm)

表 7.4

知多火力連絡線 3 号線 275kV POF ケーブルの構造 (15)

項目
公 称 電 圧公 称 断 面 積形状

外径
導体バインダ

約mm
約mm

数量
275
2,500
5分割圧縮円形より線(素線絶縁)
61.9
0.6

絶縁厚(カーボン紙含む)

約mm

19.5

防
湿
補
強
スキッドワイヤ
概
算
外 径
概
算
重
量

約mm
約mm
mm
mm
kg/m

0.2
0.7
2.5×5.0 D型
109
31

導
体

単位
kV
mm2
-

亘長 26.9km 2 回線 (420MW × 2) を建設した (18),(19)。図 7.7に示すように従来の 275kV アルミ被 CV ケーブルの電力損失の約 1/3 となった。納入社は、住友電工、古河電工、フジクラ、日立電線である。ケーブル構造を
表 7.6 に示す。その写真を図 7.8 に示す。

半合成紙 16.5mm
クラフト紙 3mm

層
層

表 7.5

半合成紙 FPPL の特性 (16)厚さ(μm)
PP分率(％)
剥離強度
乾紙(g/15mm)
油浸
膨潤
DDB
(％)
ポリブテン
油浸比誘電率
tanδ
25℃
(%)
80℃
100℃
紙種

125
155
40～45
200↑
200↑
200↑
200↑
3.4
3.5
0.9
1.0
2.82
2.83
0.090
0.094
0.086
0.088
0.095
0.093

125
60
200↑
200↑
4.5
2.65
0.058
0.054
0.062

絶縁破壊強度

AC

70

58

67

(kV/mm)

インパルス

145

120

145

備考
100℃ポリブテン
100℃
2
1kg/cm
DDB
20kV/mm
DDB含浸
t=0.6mmモデル
ケーブル

図 7.7

南ルートケーブルと従来型ケーブルの電力損失比較（750MW/cct 送電時）（18）

この PP ラミネート紙 (FPPL) は、剥離強度と耐電
圧特性を改善したものである (16)。通常絶縁紙の破壊

低損失化のため、素線絶縁 5 分割導体とステンレスが、PP被が採用された。CV ケーブルの低損失化技術の集大

ラミネート紙で高密度紙を使用しようとすると紙表面成である。素線絶縁導体は、酸化第二銅皮膜 (18),(20) とが緻密となり PP との接着性を低下させる。この改善

エナメル皮膜の二通りの方式 (19) が使用された。金属のため、高密度紙 ( 透気度 :10,000 ガーレ以上 ) をベー

シースの低損失化としてステンレス被を使用した。アスとして片面側を特殊処理した絶縁紙を用い、その特ルミ被使用の場合に比べステンレス被の渦電流損は約

電圧特性は、高気密度紙ほど高い値となる

170

(17)

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

1/20 に低減する。但し、ステンレス被を使用した場合、EMJ の構造は 6.3.3 項の長期課通電試験Ⅱで供試さ

地絡電流対策として別に外部導体が必要である。このれた構造である。EMJ の組立てについては、①素線絶ルートでの地絡電流 50kA × 0.2 秒の条件からケーブ

縁被膜除去時の粉末防止、②クリーン度クラス 200,000

ルコア上に 2.0mm φの銅線 80 本を巻くワイヤーシーの現場防塵環境、③ケーブル加工表面の CCD カメラ

ルド構造を適用している。ケーブル製造については、による検査 ( 図 7.9 )、④ X 線に代わってイメージング

原材料製造からケーブル製造まで全ラインでのクリープレートの使用、⑤ QC 工程図による現場施工管理、ンレベルのアップを図った。

⑥ジョインター訓練および技能認定制度の導入、などの改善を行い、更に徹底した施工管理を行った (18)。

表 7.6275kV 2500mm2 素線絶縁導体ステンレス被CV ケーブル (18)

図 7.9

CCD カメラによる表面微細検査装置 (18)竣工試験として、世界で初めて交流による長距離
CV ケーブル線路の耐電圧試験を実施した (21)。中部電力は、交流課電装置を小容量化するため、ケーブル静電容量分を補償する可変微調整型リアクトルを設置して、交流耐電圧試験 (207kV: 275kV/1.732 × 1.3) を実施した。あわせて耐電圧試験時にケーブル全長の部分
放電測定を実施した。各 IJ の防食層上に金属箔電極
センサを取れつける箔電極高周波同調増幅法 (22) を適用した。測定システムの一例を図 7.10 に示す。測定デー
タは、洞道内に布設した光ファイバケーブルを使用し
図 7.8 275kV 2500mm2 素線絶縁導体ステンレス被CV ケーブル (18)図 7.10

部分放電測定システムの概要 (18)電力ケーブル技術発展の系統化調査

171

て伝送され、集中監視された。試験条件は、印加電圧
は 207kV 24 時間であり、同時に部分放電測定を行った。この竣工試験において、ケーブル部での部分放電を検出した (21)。欠陥部の位置が標定され、その部分に欠陥が発見された。この部分のケーブルは引き換えられた。最終的にはケーブル部を含め 1 ～ 10PC の感度で測定ができ、線路の健全性が確認できている (18),(21)。
引 き 続 き、 中 部 電 力 は、1997 年 に 東 海 松 ヶ 枝 線
275kV 2500mm2 素線絶縁導体ステンレス被 CV ケー
ブル亘長 18.9km 1 回線 (530MW) (23)、および 1999 年に海部松ヶ枝線 275kV 2500mm2 素線絶縁導体ステンレス被 CV ケーブル亘長 23.1km 2 回線 (660MW × 2)

図 7.12コンテナを使用した台船河川輸送(24)(24),(25)を建設した。東海松ヶ枝線では、製造技術の改善に
よりケーブルの 1 区間長を従来の最大約 3 倍となる
約 1300m ～ 1800m の長尺化を図り、EMJ 数を従来の7.3.2

プレハブ式接続箱 (PJ) を使用した長距離
275kV CV ケーブル線路

1/4 に削減し、線路の信頼性向上と工期短縮を図った。
このため、図 7.11 に示す特殊なドラムにケーブルを(1) 275kV プレハブジョイント (PJ) の開発

巻取り後、名古屋港まで運搬し陸揚げしてトレーラー

EMJ は絶縁性能が優れている反面、施工日数が長にて現地引き入れ場所まで陸上輸送した。海部松ヶ枝

く、複雑な施工管理が必要で、かつ作業者のスキルも線においてもケーブル単長約 1400 ～ 1800m のケーブ必要であった。更に接続箱の施工についても、道路事ルを製造し、名古屋港以降の陸上輸送が困難なため、情などで施工時間が制約され、事故時の早期復旧も必特殊な出荷コンテナにケーブルを巻取り、図 7.12 に要であり、作業時間の短縮が必要であった。これらの示すようにコンテナを台船に載せて河川輸送を採用し問題を解決するため、154kV CV ケーブルで実用化さた。上記両線路についても竣工時の交流耐電圧試験にれていた PJ を 275kV CV ケーブル線路にも適用する

同様な方式で部分放電測定を実施し線路の健全性を確ため検討された。
PJ の基本構造は、
図 7.13 に示す通り、エポキシユニッ

認している。

トとプレモールド絶縁体とからなる。エポキシユニッ
トとプレモールド絶縁体は品質管理された工場で製造され、これらを現場で組み立てるもので、きちんと施工管理をすることにより安定した品質が確保できる (27) 。
1992 年～ 1993 年に関西電力山崎実験センターにて、
住友電工、古河電工、フジクラ、日立電線、三菱電線工業 ( 株 )（1986 年に大日日本電線（株）が社名変更、
以下三菱電線と記述）が共同で 275kV 1500mm2 ステ
ンレス被 CV ケーブル ( 絶縁厚 23mm) および PJ を供
図 7.11

胴長大型ドラムによるケーブル布設 (23)

試し、図 7.14 に示すような 280m の線路を建設し長期課通電試験を実施した。ケーブル構造を表 7.7 に示す。

2

172

2002 年川越西名古屋線 275kV 2500mm 素線絶縁

PJ の構造を図 7.15 に示す。第 1 ステップの試験は設

導体ステンレス被 CV ケーブル亘長 14.4km 810MW 2

計寿命 30 年相当、第 2 ステップの試験は残存性能の回線では、更に XLPE の長時間押出技術の確立とス把握を目的として行われた。275kV 課電圧下でヒーテンレステープの長尺化を図り、国内最高のケーブル

トサイクル試験を行い、更に実使用を想定し強制的に一連長約 2500m の連続製造を行い、布設した (26)。接機械力による伸び出し ( 最大 90mm) を加えながら課

続箱の数は従来の約 2/3 に削減した。ケーブルの輸送

電した。第 1 ステップでは課電電圧条件は 275kV 122にはコンテナ ( 総重量 140 トン ) を用いて海上輸送し、日、最高導体温度 90℃および 105℃のヒートサイクル

桟橋からケーブル布設基地まで特殊なトランスポー

を加え 31.5 年相当の長期寿命特性を確認した。更にターで運搬した。

第 2 ステップでは課電電圧条件は 275kV 206 日、導国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

(a) PJ の概略構図(b) 主要部品の構造

図 7.13275kV PJ の概略構造 (27)

体温度の変化幅が 60 ～ 75℃のヒートサイクル 133 サ

長期課通電試験の結果から、PJ は 275kV 線路用とイクルを実施し、53.1 年相当の残存性能の確認を行い、して十分な信頼性を有していることが確認され、更に275kV として長期的に十分な性能を有していることを

500kV 線路に対応した PJ の開発が進められた。

検証した(28),(29),(30),(31)

。
表 7.7

図 7.14275kV ステンレス被 CV ケーブル構造表 (34)

試験線路構成 (30)

更に大サイズ導体への PJ の適用を目指して、1995～ 1996 年に、東京電力、中部電力、電力中央研究所、
住友電工、古河電工、フジクラ、日立電線、三菱電線が共同で、275kV 2500mm2 ステンレス被 CV ケーブ
ル用 PJ の長期課通電試験 (30 年相当 ; 課電電圧 245kV

(2)

の実用化

4.8 ヶ月、90℃および 105℃のヒートサイクルを付加 )を電力中央研究所横須賀研究所で実施し、長期的に十（32）PJ を使った長距離 275kV CV ケーブル線路

1995 年に関西電力は、大阪市内への電力供給を担。PJ の長さう長距離地中送電線として、大阪府内の架空地点かは図 7.15 より 100mm 長くなったが外径は変わらない。

ら豊中市内の小曽根変電所に至る小曽根支線 亘長

分な性能を有していることを確認した

380

6

5

4

3

1

2

8

10

符号
符号 部 品 名 称
部品名称
1 導体接続管6 絶 縁 筒2 エポキシユニット
7 中間フランジ
3 ユニット固定金具
8 圧縮装置A
4 プレモールド絶縁体
9 圧縮装置B
5 プレモールド絶縁体押しパイプ 10 防 食 処 理

360

7

9

1,900±100

図 7.15275kV PJ の構造寸法 (34)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

173

13.8km 2 回線のうち１回線 (285MW) に、日本で初め
2て PJ を使用した 275kV 1500mm ステンレス被 CV

7.3.3

500kV CV ケーブルおよび押出しモールド型接続箱 (EMJ) の開発

ケーブル ( 絶縁厚 23mm) 線路を実用化した。納入社

従来設計の延長では、500kV 用にとしてケーブル絶は住友電工、古河電工および三菱電線である (33),(34),(35)。

縁厚が厚くなり過ぎ、長距離線路として実用に適さな使用されたケーブルおよび PJ は、前項の表 7.7 およかった。絶縁設計の原点に戻つて、原材料から製造工び図 7.15 と同じ構造である。275kV OF ケーブルの程までのすべてについて絶縁性能を向上させる改善が(36)

絶 縁 接 続 箱 1800mm ± 20 × 360mmφ 、 お よ び

進められた。ケーブルの性能支配要因の多くは異物で275kV EMJ に比べて 100mm 程長いが実使用には問あることが明らかとなり、混入する有害な異物をすべ題ない。

て除去することにより 500kV CV ケーブルが完成され実際の PJ の組立作業に際しては、エポキシユニッ

た。EMJ についても 275kV 用より使用電界強度も高ト、ゴムモールド絶縁体およびケーブル絶縁体表面へくなり、許容される欠陥レベルも小さくする必要があの異物の混入を防ぐため、クリーンルームを 3 段階 ( クり、接続作業環境のクリーン度を 275kV の場合より

ラス 5 万、クラス 10 万、クラス 50 万 ) に分け、必要上げ、更に光学的な検査装置など高精度に異物を検査に応じたクリーン度管理を行った。作業効率の向上とする技術が追加して適用された。

ヒューマンエラーの防止を目的に、154kV では手作業であった外導削りを機械化し、切削後の検査も CCD カ

以下にケーブルと EMJ について設計の考え方から
長期性能検証までの開発の経緯を述べる。

メラと画像処理により自動化し、モールド絶縁体の挿入も機械化した。PJ の施工日数は 24 日 /3 相で EMJ の
(33)，
(34)

(1) ケーブルおよび EMJ の設計。なお、

500kV CV ケーブルは 1980 年代の後半に発電所引EMJ 作業はモールド加熱冷却のため必ず昼夜間連続

き出し線 ( 接続部なし ) に実用化している。500kV 長があり作業者の負担が大きいが、PJ 作業は昼間のみ

距離線路建設にあたっては接続部も含めてケーブルのであり作業者の負担軽減となった。

絶縁設計が見直された (39),(40),(41),(42),(43)。ケーブル絶縁厚は35 日 /3 相と比較して施工日数が短縮された

その後、関西電力は、1995 年に山特線 275kV 600mm2
アルミ被 CV ケーブル亘長 1.1km 2 回線 (280MW ×
2 )を

(37)

2

、1999 年 に 三 宮 線 275kV 1500mm お よ び
22000mm ス テ ン レ ス 被 CV ケ ー ブ ル を 併 せ て 亘 長(38)ケーブルだけでなく EMJ の耐電圧性能を考慮して決められた。
500kV CV ケーブルの絶縁厚は、「特別高圧架橋ポ
リエチレンケーブル及び接続部の高電圧試験法」にを実用化した。三宮線

定められている 6.3.3(1)(a) 項に記載した表 6.9 (44) の算においては、外導削り機をコンパクトかつ軽量化し、出式により行われた。t(ac) に対しては最低電界強度

図 7.16 に示すように専用架台を必要としない自走式

EL(ac) および劣化係数 k1 を、t(imp) に対しては EL(imp)

外導削り機を実用化し作業時間の短縮を行った。絶縁を決め算出された。EL(ac) および EL(imp) は、表 7.8 に示体表面の検査方法の改善、絶縁体表面の鏡面処理の合すように製造技術の改善とケーブル欠陥レベルの低減

理化を行い、施工日数は 17 日 /3 相に短縮した。EMJ

により向上した。樹脂製造メーカーを含めた材料 ( 絶

施工日数で比べると約半減した。

縁材料、半導電材料 ) の異物管理および製造における7.9km 2 回線 (380MW × 2)

押出しスクリーンメッシュの細密化によるボイド、異物および半導電層突起の低減による改善効果が大きい (45)。
この時期、製造された絶縁厚 2 ～ 3mm のケーブルでの絶縁破壊の起点については、絶縁体中の異物が約74%、突起が 26% であり、ボイドは皆無であった (40)。
異物サイズの低減が EL(ac) の向上をもたらした。
500kV 級の予想される絶縁厚 25 ～ 32mm の EL(ac) は、
図 7.17 に示す EL(ac) の交流破壊ストレスの絶縁厚の特性 か ら 41.8 ～ 43.7kV/mm と 算 出 さ れ、EL(ac)=40kV/
mm と し た (39),(46),(47)。EL(imp) は、275kV CV ケ ー ブ ルの破壊データや EL(ac)/EL(imp) の比など既存データのレ
図 7.16

ケーブル外導削り機 (38)ビ ュ ー を 行 い、EL(imp)=80kV/mm が 採 用 さ れ た (39)。
V-t 特性の n の値は、6mm 厚ケーブルでの試験の結174

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

表 7.8 CV ケーブル製造技術の進歩と特性の向上例 (45)

果から n=15 が得られ k1=2.3 とした (39)。n が大きくなっ

理部の突起レベルの低減については、架橋冷却時の温たのは、設備のクリーン化と精製されたコンタミフ

度分布改善、外導表面処理方法の改善など (45) が実施

リーな材料を用いたことにより絶縁性能が改善されたされた。

ためと考えられる。

図 7.18EMJ の基本構造 (48)275kV EMJ での交流破壊電圧およびインパルス破壊電圧の実績値から外導処理部の ELmin が求められ、この向上率に 10% の裕度を見て ELmin (ac)=27.6kV/mm、
破壊ストレスの絶縁厚さ依存性 (39)ELmin (imp)=57.5kV/mm が採用された (41)。これらの数

これらの数値から 500kV CV ケーブルの必要絶縁厚

出し、ELmin(ac) の値から図 7.18 における t2 ＝ 27mm とは 25mm と算出された。最終的にはケーブル絶縁厚なった。EMJ の必要性能の値からケーブルの絶縁厚

は EMJ の絶縁性能も考慮して決められた。

は 27mm となった。

図 7.17

値から前章の表 6.9 の算出式でケーブル絶縁厚さを算500kV CV ケーブルの接続箱としては、275kV CV

EMJ 補強絶縁厚 ( 導体スリーブ上 ) は、ケーブル

ケーブルの実績から EMJ が採用された。275kV CVと同様に想定絶縁厚さ 35 ～ 45mm の EL を求め 10%

ケーブル EMJ の電気試験における破壊点の位置は図の裕度を見て、EL(ac) =27kV/mm および EL(imp)=60kV/

7.18 に示す外導処理部が 79%、インパルス破壊データ

mm を採用して t1 ＝ 36mm とした。

の 100% が外導処理部に集中していた (39)。従って外導ケーブルの構造を表 7.9 に示す。EMJ の構造を図 7.19

処理部の ELmin が設計上のネックとなるためこの部分に示す。275kV CV ケーブルの絶縁厚さが 27mm での性能向上が図られた。破壊要因となる EMJ 外導処あったが、ケーブル製造と EMJ の施工との技術改善

電力ケーブル技術発展の系統化調査

175

により、ほぼ同じ絶縁厚さで 500kV CV ケーブルが可能となった。
表 7.9

500kV CV ケーブル (CAZV/CSZV) の構造表 (40)

図 7.20EL 値の変遷、欠陥の大きさと交流破壊強度 (39)

表 7.10500kV CV ケーブルおよび EMJ の要求品質管理値 (48)

性能支配因子EMJ

異物 ・ 突起

50μｍ

70μｍ

ボ

20μｍ

25μｍ

表 7.11

図 7.19500kV 1 × 2500mm2 CV ケーブル用 EMJ の構造寸法 (41)要求品質管理値
ケーブル

イ

ド

500KV CV ケーブルおよび EMJ の欠陥管理項目と品質保証方法 (48)

EMJ のケーブルおよびジョイント表面の付着異物については CCD 検査ならびに平行線検査を実施し、(2) ケーブルと EMJ の品質管理
異物サイズと交流破壊電界との関係は図 7.20 に示すとおりであり、異物が大きくなると交流破壊電界は低の異物が入らないことを確認している。異物混入に対する対策を最大限実施している。

下するため異物サイズの管理が最も重要である。ケー

ケーブルおよび EMJ の異物サイズの実測値の例を

ブルおよび EMJ の要求品質管理値は表 7.10 としてい図 7.21 および図 7.22 に示す。これらの結果から統計る。ケーブルでボイド 20 μｍ、異物 50 μｍ、EMJ的手法で正規分布に従うという仮定に基づき算出すでボイド 25 μｍ、異物 70 μｍとしている。これらのると、ケーブルの最大想定異物サイズは 24 μ m(40)、

品質管理手法として表 7.11 に示す対策を施している。

EMJ の 最 大 想 定 異 物 サ イ ズ は 30 μ m(41) と 推 定 さ

欠陥 ( ボイド、異物、突起 ) に対して、「入れない」「造

れ、500kV CV ケーブルでの許容異物レベル 50 μ m、らない」ように管理し、「入っていない」「できていな

EMJ の許容異物レベル 70 μ m に比べ十分小さいもい」ことを確認すると共に、万が一異物が混入した場のである。これらのケーブル製造および EMJ 施工に合でも押出機のスクリーンメッシュの細密化により大おける品質管理が 500kV CV ケーブルの実現にはなきさを制限している (45)。更にバックアップする目的かくてはならない技術であった。

らケーブル押出機と EMJ の押出工程については、スクリーンメッシュ通過後の溶融樹脂を光学的に検査す
る全量異物検査装置を取付けた。

176

架橋後には X 線検査を実施し、最終的に管理値以上

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表 7.12 500kV CV ケーブル開発試験の電気試験結果 (41)

個数
異物サイズ

図 7.21【μｍ】

ケーブルスライス片の最大異物分布 (40)

開発の最終段階として、東京電力、関西電力、中部
電力、住友電工、古河電工、フジクラ、日立電線との共同で、電力中央研究所横須賀研究所構内に実線路を模擬した試験線路を構築し、長期課通電試験を実施し
図 7.22た。試験線路を図 7.23 に示す。500 ｋ V 2500mm2 ア

EMJ の最大異物の大きさの分布 (41)

ルミ被 CV ケーブル (CAZV) およびステンレス被 CV
ケーブル (CSZV) の 2 ループ ( 各ループ 500m) で構成(3) 初期性能試験結果と長期課通電試験結果され、各ループは 4 区間で構成され、各区間の中央に設計されたケーブルおよび EMJ について、各社にて試作を行い、各種の性能評価試験、長期課通電試験が実施された (48),(49),(50),(51),(52)。

EMJ が設けている。
長期課通電試験は 1994 年 3 月に開始して、同年 12月に終了した。長期課通電試験の実績は、課電時間

500kV CV ケーブルの要求性能耐電圧試験条件はす

246 日 (5918 時間 )、等価劣化年数 30.2 年 (V-t 特性のべて満足し、表 7.12 示すようにケーブルおよび EMJ

n=15 換算 ) である (48)。ヒートサイクル条件は常時許の初期性能および残存性能電気試験結果からも、ケー

容最高温度 90℃をベースとして更に 105℃のヒートサ

ブルの最低破壊電界強度 EL(ac) と EL(imp)、EMJ 外導処

イクルを実施した。試験期間中定期的に部分放電試験、理部の ELmin(ac) と ELmin(imp)、および EMJ 補強絶縁部のtan δ測定を実施し、各線路とも経時的にも大きな変EL(ac) と EL(imp) を充分満足している。

化がなく安定した特性を有していることを確認した。

図 7.23

長期課通電試験線路構成 (48)電力ケーブル技術発展の系統化調査

177

系統に発生する過電圧に耐えることを検証するため、

表 7.14500kV EMJ と PJ との比較 (55)

長期試験を終了した EMJ を含むケーブルに電気試験(AC,Imp, 開閉サージ ) を実施し問題ないことを確認した (48)。500kV 系統電圧条件に十分な信頼性を有することを確認した。
(4) 500kV 半合成紙 OF ケーブルとのサイズ比較
500kV 半合成紙アルミ被 OF ケーブルのケーブル外
径 153mm、
重量 46kg/m (53) と比較して、500kV CV ケー

500kV 用 PJ を使用した線路はまだ日本では実用化

ブル ( 表 7.9 参照 ) は、重量ではほぼ同じであるが外されていないが、世界初の PJ を使用した 500kV CV

径は 165mm と 12mm 大きい。これは絶縁厚さ増とアケーブル線路として、( 株 ) ビスキャスが 2010 年に中ルミ被とケーブルコアとの間のクッション層の厚さ

国上海市電力向け万博送電線プロジェクトに 500kV増による。ケーブルの機械的取扱いという面では OF

2500mm2 アルミ被 CV ケーブル 52km、PJ 78 相を納ケーブルとほぼ同等であり、給油タンクを使用しない

入した (57)。500kV PJ の構造を図 7.24 に示す。海外を分取り扱い性は優れている。

中心として今後更に 500kV CV ケーブル用 PJ の適用

EMJ の長さ ( 図 7.19 参照 ) は、500kV 半合成紙アルが拡大されると考えられる。

ミ被 OF ケーブルの絶縁接続箱 2700mm × 360mm
φ(53) に比べ約 400mm 短くなっている。これは、
OF ケー

2300±100ブルの接続部と異なり補強絶縁体とケーブル絶縁体の押しパイプ

ストレスコーン 導体接続管
エポキシ
ユニット

界面が完全融着しているため、OF ケーブルのように
図 7.24

7.3.4

ストレスコーン
圧縮装置

380

この界面の沿層の電界強度の低下がないためである。

押し金具

500kV PJ の構造 (57)500kV CV ケーブル用プレハブ型接続箱(PJ) の開発

7.3.5

新豊洲線 500kV

CV ケーブル線路

500kV EMJ の施工時間の短縮を狙って、500kV PJ

東京電力は 7.3.3 項の研究開発の成果を踏まえ、東の開発が関西電力、住友電工、古河電工、フジクラ、京都心部の電力の長期安定供給を図るため 500kV 外(54)

日立電線の 5 社共同で進められた 。関西電力山崎実

輪線拠点の新京葉変電所から都心部の新豊洲変電所に

験センターにおいて、約 350m の長期課通電試験線路直接導入する線路として、大容量の 500kV 新豊洲線

2が建設された。500kV 3000mm ステンレス被 CV ケー

亘長 39.8km 2 回線 (900MMW × 2、
最終 1200MW × 2)

ブル ( 絶縁厚 27mm、ケーブル外径 174mm) および各社を建設した。1996 年に工事を開始し 2000 年に運開しの PJ 4 相が供試され、表 7.13 に示す条件で長期課通電

た。納入社は住友電工、古河電工、フジクラ、日立電試験が行われ、2001 年 8 月に開始し 2002 年に 3 月に線である (58),(59),(60),(61),(62)。ケーブルは表 7.15 に示す構造完了した (55),(56)。500kV PJ は 30 年相当以上の寿命を有の 500kV 2500mm2 アルミ被 CV ケーブル ( 最小絶縁していることを確認した。表 7.14 に示すように外径は厚 27mm) である。ルート概要は図 7.25 に示す通りで、僅かに大きくなるが、作業性が容易で、EMJ のように

新京葉変電所から県道などを経由して湾岸部に至り、作業者の技能も必要なく、PJ の施工日数は 24 日 /3 相

国道沿いに都内に入り、新豊洲変電所至る線路である。

と EMJ の場合に比べ約 55% に短縮した。500kV 半合

東京湾岸に隣接しており、長尺ケーブルの海上輸送が成紙アルミ被 OF ケーブルの絶縁接続箱 2700mm ×

可能な箇所があり、従来のケーブル運搬長より長尺化

360mm φ、油止め接続箱 3500mm × 530mm φ
比較してもコンパクト化が図られている。
表 7.13

長期性能試験条件および結果 (55)

(53)

と

した 1200 ～ 1800m のケーブルを製造し輸送した。
ケーブル製造については、絶縁性能の支配因子である欠陥 ( ボイド、異物、突起 ) をコントロールするた
め表 7.16 に示す品質管理を実施している (59)。特に異物については、原材料および製造ラインの異物管理強化、押出機のスクリーンメッシュの細密化と全量異物検査装置を設置し、管理値以上の異物が混入しないよ
うにしている。長尺ケーブルの製造に対しては、架橋

178

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工程における押出条件の精密制御を行い、長時間連続判定を行うものである (59),(60)。この装置により有害な繊押出しを実現した。一部区間に素絶絶縁導体が使用さ維異物の検出も可能となった。

れている (60)。

以上のミクロンオーダーの異物を入れない、および監視する技術が、ケーブルおよび EMJ に適用され、表 7.15500kV CV ケーブル構造 (59)

世界に例を見ない 500kV CV ケーブル線路の完成に貢献したものと言える。
布設ルートは、洞道、共同溝、橋梁添架管路、専用橋と多岐にわたり、長尺ケーブル布設のため新たな施工技術が導入された。
船橋内陸部ルートは洞道であり、東京湾に接していることを利用して、つば径 4.25m、外幅 8.55m、総重量 92.5 トンの横型ドラムを海上輸送とし長尺化を果たした。ケーブル引き入れは、図 7.26 に示すように
船橋市の日の出埠頭から行われた。陸揚げした地点から洞道内に直接引き入れるケーブル搬送工法が適用された。この工法は駆動装置 ( ツインプーリ、
磁気ベルト )
により、ケーブルを載せた搬送台車を前方へ送り出し、
洞道内のレール上を走行させるもので、引入れ速度は
従来の 4 倍を越え、引入れ日数の短縮に貢献した。管路部については、低摩擦管工法としてシリコン油を含浸させた摩擦係数の低い管路を利用することで引入れ速度の向上を図った (59)。

図 7.25

表 7.16

新豊洲線ルート概要 (60)500kV CV ケーブルの欠陥管理項目と品質保証
方法 (59)図 7.26

ケーブル引入れ状況 (59)

EMJ については、開発段階より更に新技術を導入している。施工面では、自動ペンシリング機の導入に

湾岸ルートについては、橋梁添架管路と洞道が混在

より、信頼性の向上と施工時間の短縮、また検査精度しているため搬送工法は適用できない。同様に海上輸の向上の面ではマイクロフォーカス X 線検査装置と送を実施し、陸揚げ地点からドラム幅を長くした横型

イメージングプレートを組合せた高精度の X 線検査

ドラムを特殊トレーラーで布設場所まで輸送した。道(59)。X 線検査で金属異物は検出可能

路占有面積を最小限にするため、横型ドラムを道路長であるが、繊維異物の検出は不可能であり、注入樹脂

手方向に配置して、図 7.27 に示すように引入れ方向

全量異物検査装置を導入した。

の向きを変えて、使用面積が最小となるトラバース台装置を適用したケーブル製造および EMJ 施工時に取付けられた全車工法を採用した (60)。

量異物検査装置は、押出機と金型とを結ぶ樹脂流路に設けられたウィンドウセクションを流れる樹脂に高輝度の光あるいはレーザー光を照射して異物を検出して電力ケーブル技術発展の系統化調査

179

図 7.27 トラバース台車工法 占有スペース (60)

新豊洲線の竣工試験は 2000 年 11 月に完了し、運開した。竣工試験では、「交流過電圧に対する保証」と「初期故障の原因となる欠陥のスクリーニング」を目的として部分放電試験を実施している。表 7.17 に部分放電試験条件を示す。1.1E0(352kV) × 1 時間、
1.0E0(318kV)
× 168 時間と各相 7 日間に及ぶ部分放電の連続測定を
図 7.282 回線の 6 条について実施した。部分放電測定精度を紀伊水道直流連系線ルート (73)向上させるため、全接続箱を絶縁接続箱化している。
測定方式は、
絶縁接続箱 (IJ) の絶縁筒の両側ビニルシー

7.4.1

ス上に一対の金属箔電極を密着させ検出する方式で、275kV 長距離 CV ケーブル線路で実績を積み重ねた方ルの開発
5.4 項 に 述 べ た よ う に 1970 年 代 に 直 流 ± 500kV(62)

1000mm2 海 底 OF ケ ー ブ ル (1000MW) が、 高 密 度・の部分放電が発生していないことを確認し、線路の健

高気密度クラフト紙を使用して開発されていた (64)。

全性を確認した。

しかし紀伊水道横断海底ケーブルは直流 1 回線双極式である。1 工区で 2.4PC 以上(61)

直流 500kV 半合成紙絶縁海底 OF ケーブ、
2 工区で 1pC 以上

方式で 2800MW の送電を目標としており、1 条あた
表 7.17

部分放電試験条件 (59)

り 2800A という大電流ケーブルが必要であり、その開発が必要となった。このため、1992 年から、直流500KV 3000mm2 PPLP 絶縁 OF ケーブルおよび同付属品の開発を関西電力 (株)、電源開発 (株)、四国電力 (株)、電力中央研究所、ならびに電線メーカー 4 社 ( 住友電
工、古河電工、フジクラ、日立電線 ) の共同研究で行った (65)。図 7.29 に示すように

7.4

直流 500kV 半合成紙絶縁海底
OF ケーブル

直流使用電圧、送電容

量、導体サイズとも世界的に実績を超えたケーブルである。

関西方面での電力需要増加に対応する新しい電源と力 1050MW × 2 台 ) で発電した電力のうち、1400MW
する直流送電設備が導入されることになった。当初、1400MW、将来 2800MW に拡張されることを考慮し

圧を関西系統へ送電するにあたって、紀伊水道を横断

電して徳島県阿南市に新設する電源開発の橘湾火力 ( 出（ｋｖ）て建設された (63)。図 7.28 に示す直流送電線は、四国側の阿南変換所から紀伊半島側の由良開閉所までが海底ケーブルで由良開閉所から関西側の紀北変換所までが架空線で構成されている。

180

国立科学博物館技術の系統化調査報告

導体サイズ（mm2）

図 7.29Vol.19 March 2013

直流ケーブルの電圧と導体サイズの変遷 (65)

従来のクラフト紙よりも高い交流、直流およびインの構造を図 7.31 に示す。すべてクラフト紙の場合の(66),(67)、かつ海底ケーブルの絶

絶縁厚は 27 ｍｍであり (68) コンパクト化が図られてい縁紙として要求される機械強度の強い PPLP を採用しる。ケーブル外径が 190mm、重量が 100kg/m と世界て、絶縁厚の低減と大容量化を図った。シート試験、で例を見ない大サイズケーブルである。

パルス破壊強度を持ちモデルケーブル、ミニチュアケーブル、プロトタイプ
ケーブルを段階的に試作評価し、その試験結果から、設計ストレスが求められ、要求耐電圧から必要絶縁厚が求められた。
PPLP はクラフト紙に比べインパルス破壊特性は高いが正負の極性差が大きく、正極性の耐電圧特性を改善する必要があった。図 7.30 に示すようにクラフト
紙を PPLP 絶縁層の内側に 5 枚入れた試験を実施し、正極性インパルスの改善が図られた (68)。クラフト紙は
PPLP の内外の遮蔽層との間に 0.5mm 巻かれている。

１．油通路（Φ25ｍｍ）
４．鉛被
２．導体（7 分割 3000ｍ㎡） ５．ポリエチレン防食層
３．絶縁体（ｔ＝22.5ｍｍ） ６．光ファイバユニット用スペーサ
７．光ファイバユニット
クラフト氏： 0.5mm
ＰＰＰＬＰ：19.5ｍｍ ８．座しょう層
クラフト紙： 2.5ｍｍ ９．鉄線がい装
10．サービング層
外径：約１９０ｍｍ
重量：約 100ｋｇ/ｍ

図 7.31海底ケーブル構造図 (65)

ケーブルおよび工場接続箱、陸上ケーブル、各種接続部を含む線路を組立て、CIGRE 推奨案 (69) に準じた
機械・電気試験を実施した。実際の布設時に受ける機械履歴を加え、引き続き負荷サイクル試験を実施し、
図 7.30

クラフト紙の挿入効果 (65)

試験終了後インパルス破壊試験を実施し、設計値に対して充分な裕度のあることを確認した。更に関西電力

線路の異常時耐電圧値については、交直変換器の制総合研究所山崎実験センターにて約 500m の実規模試

御異常時に発生する「インバータゲートブロック ( 電験線路を構築して、表 7.19 に示すように 40 年相当の電流断、本線地絡 )」が絶縁設計上最も過酷な条件とな

圧および熱的加速劣化条件を満たす長期課通電試験を。表 7.18 に示す

1 年 6 ヶ月かけて実施した (70)。1994 年 10 月から開始しようにこの要求耐電圧値から 20.5mm の絶縁厚が決め1996 年 3 月に無事終了し、ケーブルおよび接続箱などられた。海底ケーブルの絶縁厚は、機械的保護としては直流 500kV 用として十分な実用性能をもつことが確

クラフト紙 2.0mm を追加し、22.5mm とした。外側遮認された。

り、これを検討して 1375kV とした(65)

蔽側のクラフト紙厚は 2.5mm である。海底ケーブル
表 7.19
表 7.18

長期性能確認試験条件 (68)

各設計因子に対する設計ストレスと必要
絶縁厚 (65)

電力ケーブル技術発展の系統化調査

181

7.4.2 紀伊水道横断直流± 500kV 海底 OF ケーブルている (73)。一連長で長尺の OF ケーブルを作るため、

住友電工、古河電工、フジクラ、日立電線の 4 社は、鉛被を約 1 ヶ月に渡って連続で押出を続ける必要があ

題記ケーブルの製造と据付に関する共同企業体を設立

り、技術的な検証、設備の強化を実施し、製造を行った。

(71),(72),(73),(74)。布設ルート

また、設備面では紙巻後の約 2500 トンに耐える直径2を図 7.32 に示す。直流 500kV 3000mm PPLP 絶縁海

20m 級の乾燥含浸缶と各工程でケーブルコアを巻き

底 OF ケーブルの構造を図 7.33 に示す。防食層と鉄線取る載荷荷重数千トンのターンテーブルが複数設置さの間に、12 心 ( 通信線 6 心、外傷センサ 2 心、温度セ

れ、最終鎧裝工程ではケーブル重量約 5000 トンに耐ンサ２心、ポンピングプラント制御および保守情報のえるターンテーブルが設置された。ケーブルのターン

連絡用 2 心 ) の光ファイバを複合した。

テーブルへの巻取り状況を図 7.34 に示す。鎧装後のし、本プロジェクトを遂行した

約 48km のケーブルの出荷試験は直流耐圧試験直流−
陸上ケーブル

全長 48.9ｋｍ
海底ケーブル

陸上ケーブル

2.1ｋｍ

46.5ｋｍ0.3ｋｍ

1000kV × 15 分を含む試験が行われた。

和歌山側

徳島側

図 7.32海底ケーブルのルート概要 (73)

図 7.34

ケーブル巻取り状況 (48km)(75)

陸上ケーブルは住友電工が納入した。
ケーブル布設工事は 4 社の共同企業体により施工された。海底ケーブル布設工事に際しては、1993 〜
図 7.33海底ケーブル写真 (73)1997 年の間に調査船から音波センサなどを使用して海底調査を実施し、ケーブルルートを決定した (71)。埋設工事中の残存機雷に対する安全対策として、大型磁ケーブルの送電容量が大きく、46.5km に及ぶ長距離ケーブルであるため、負荷変動に伴う油量変化が 1し調査した。

条あたり約 14.7kL と大きいためポンピングプラント

1998 年 4 月から実施された布設工事は、ケーブルが由良側、阿南側に設置された。漏油の早期発見を目により海底に露出している時間をなくし、工事中の外的として油量監視システムを導入している。この特徴

傷事故を少なくするため、図 7.35 に示すように布設は、ケーブルに複合化された温度センサ光ファイバに船により埋設機を牽引しながらケーブルを繰り出し布よるケーブル温度と直流用光 CT の負荷電流情報を基設し、同時にケーブルを埋設する同時布設埋設工法をに油量および流量の実測値との比較を行うもので、従開発し実施した。布設船は、ケーブル布設位置の精度

来の方式に比べて漏油量の感知精度は 1/10 となってを高めるため 5 組のスクリューを自在に制御して航

いる

(73)

。ポンピングプラントおよび漏油監視システ

位位置を高精度に保ち、自動航行装置 DPS(Dynamic
Positioning System) を有する布設専用船ジュリオベル

ムはフジクラが納入した。
布設された海底ケーブル 4 条は、上記 4 社が分担し、ネ号 ( イタリア船籍 10,000 トン ) を使用し、± 5m

約 1.5 ～２年をかけて製造された。住友電工、古河の精度で布設した。埋設機は、工事中の海上交通や漁電工、日立電線は 46.5km の中に FJ を入れて製造さ業への影響を極力低減するため、ウォータージェット

れたが

182

気センサ、水中ロボットを用いた磁気探査工法を適用(71),(72),(74）)

、フジクラは 46.5 ｋｍ一連長で製造し国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

付加型鋤式埋設機を開発し、従来工法と比較して約1/3 の工期短縮となり、紀伊水道の横断を 2 昼夜で布設することができた(73)化された。日本で築かれた直流ケーブル技術と半合成紙技術の集大成により完成されたものであり、世界で。

海底ケーブルの布設は徳島側沖合での浅海の約 5km

初めての長距離大容量 500kV 海底 OF ケーブル線路の布設には布設専用船が使用できないため、ターンテー

である。ケーブル製造面では、世界に類のない 48km

ブルを掲載した布設台船を使用した。新たにウォーターの一連長製造など長尺海底 OF ケーブル製造技術を完

ジェット埋設機を適用し複雑な海底地形へも連続敷設成した。海底布設工事では、ケーブルを布設しながら埋設でき、掘削不可能な岩盤部では新たな岩盤掘削機

同時に埋設する同時布設埋設工法など新規の工法を実を適用し従来法に比べて工事期間を低減した

(73)

。1998

用化した。

年 12 月に 4 条の布設工事は完了した。1999 年 8 月に
直流− 700kV15 分の耐圧試験が終了し (74)、2000 年 6 月に± 250kV 1400MW で運開している(63)(3) 275kV POF ケーブル
1998 年に素線絶縁分割導体と半合成紙を使用した。

１回線あたり 900MW の大容量 275kV POF ケーブルが実用化された。世界でトップの大電流 POF ケーブ
ル線路である。この素線絶縁分割導体技術は 275kV
CV ケーブルにも使用された。これは世界で初めての技術であり、275kV 以上ケーブルの大容量化に貢献した。
(4) 275kV CV ケーブル
更なる CV ケーブルの大容量化のため 1993 年に素線絶縁分割導体およびステンレス被を採用し、EMJを使用した長距離の武平町線 ( 南ルート )275kV CV
図 7.35海底ケーブル敷設概要図(71)

ケーブル線路が完成した。これらは CV ケーブルとして世界で例のない低損失化技術である。
竣工試験として、ケーブルの静電容量分を補償する

7.5 まとめため可変微調整型リアクトルを設置して、世界で初めて 275kV CV ケーブル長距離線路の交流耐電圧試験を実施した。同時に全線路の絶縁接続箱で部分放電の同

1980 年代で築いた日本独自の技術をベースに、更時測定を実施し、線路の健全性を確認した。これらはに新技術を開発し世界トップレベルのケーブル線路を

長距離 CV ケーブル線路での世界で初の試みであり、完成した。概要を以下に述べる。

日本における超高圧 CV ケーブルの高信頼度化の要求から生み出された技術である。

(1) 500kV PPLP 絶縁アルミ被 OF ケーブル2002 年に川越西名古屋線 275kV CV ケーブル線路

1994 年に本州四国連系線として 500kV PPLP 絶では、特殊なコンテナを使用して海上運搬を行い、世縁アルミ被 OF ケーブル を使用した１回線あたり界で最長の 2500m 一連長ケーブルの布設を実施し、1200MW の線路が実用化された。橋梁添架するため接続箱の数を削減し工期の短縮とコストダウンを図っ

長大オフセットによる伸縮吸収装置などの特殊な装置

た。長時間連続絶縁押出の改善により長尺ケーブルのを開発し、世界で初めて長大橋梁添架 500kV OF ケー

製造が可能となったことによる。

ブル線路を完成した。PPLP の PP 分率を約 60% と高EMJ の欠点を改善するものとしてプレハブ型接続

めて、275kV 半合成紙ケーブルに比べε× tan δの値

箱 (PJ) が開発された。1995 年に PJ を使用した小曽根が約 2/3 となる世界トップの低損失の半合成紙を実用

線支線 275kV ステンレス被 CV ケーブル線路が実用化した。

化した。その後 PJ が 275kV 長距離線路に使用された。
これらの実用化は、PJ の絶縁部品として使用される(2) 直流 500kV PPLP 絶縁海底 OF ケーブル
1999 年に紀伊水道横断海底ケーブルとして直流±
2500kV 3000mm PPLP 絶縁海底 OF ケーブルが実用

エポキシ注型品とゴムモールド品についての欠陥を造らないためのクリーン化製造技術と検査技術の向上がベースなっている。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

183

(4) 緒 方ほか :「500kV PPLP 絶縁 OF ケーブルの本(5) 500kV CV ケーブル

四連系線瀬戸大橋添架工事の完成」住友電気 第2000 年に EMJ を使用した新豊洲線 500kV アルミ
被 CV ケーブル線路が建設された。ケーブル製造につ134 号 p147

(1989)(5) 藤井ほか :「電源開発株式会社本四連系線 500kV

いては、架橋ポリエチレン絶縁体中における数十μ

OF ケ ー ブ ル 」 フ ジ ク ラ 技 報

ｍレベルの異物混入の絶縁性能への悪影響を明らか(1994)にし、原材料および製造ラインの異物管理強化などクリーン化により有害な異物をすべて除去することを進第 87 号 p107

(6) 松
 下ほか :「本四連系線 500kV OF ケーブル工事」
昭和電線電纜レビュー p118

(1994)

めた。更にケーブル長手方向にわたって一切欠陥を造(7) 緒 方ほか :「本四連系線用半合成紙絶縁 OF ケー

らないという品質管理が必要であり、ケーブル製造のブルの開発」昭和電線電纜レビュー Vol.37,No.1

押出機にスクリーンメッシュの細密化と全量異物検査

p61装置を設置した。これらにより絶縁性能の改善がなさ
れ、世界で例のない 500kV での高電界での使用が可(1987)(8) 水口ほか :「大鳴戸橋添架 187kV CV ケーブル線路の完成」住友電気 第 129 号 p145

(1986)(9) 藤 井 :「大鳴戸橋添架の 187kV CV ケーブル布設・能となった。
EMJ の施工に際しては、全量異物検査装置を取り付けると共に作業環境のクリーン度を上げ、光学的な接続技術」
電学誌 107 巻 第 4 号 p293

(1987)(10) 技術トピックス「本四連系線 500kV OF ケーブル

検査装置、X 線装置など高精度に異物を検査する技術

増設工事」フジクラ技報を導入した。

年)

第 96 号 p61(1999

竣工試験として交流耐電圧試験 (1.1E0) を実施し、(11) 土屋ほか :「275kV 半合成紙絶縁 POF ケーブルの併せて部分放電試験を実施し、線路の健全性を確認し開発（長期実証試験結果）」平成 5 年電気学会全た。新豊洲線は世界初めての長距離 500kV CV ケーブ

国大会 12-14,(1993)

ル線路であり、日本のケーブル製造技術と接続箱施工(12) 土屋ほか 「: 275kVPOF/CV 異種接続部の開発（そ

技術の集大成のものであり世界トツプの技術である。

の 2，長期実証試験結果）」平成 6 年電気学会全

日本では PJ を使用した 500kV CV ケーブル線路

国大会 12-32 ,(1994)

はまだ建設されていないが、2010 年に中国上海市電(13) 技術トピックス「275kV 半合成紙絶縁パイプ型

力向け万博送電線に日本独自の PJ を使用した 500kV

OF ケーブル布設」フジクラ技報 第 88 号 p65

CV ケーブル線路が実用化された。海外を中心に今後(1995)PJ の適用が拡大すると考えられる。

(14) 上野ほか：「中部電力株式会社知多火力連系線
275kV POF ケーブル」フジクラ技報 第 66 号

上記 (1) から (5) について、高信頼度の長距離線路建p63(1983)

設のため、製造設備の増強、施工体制の強化に重点を(15) 石原ほか :「中部電力株式会社知多火力連系線 3おいて実用化を推進した。いずれの品種についても、号線 275kV POF ケーブル増設工事」フジクラ

ケーブル、付属品およびその周辺の製品に関して、製技報 第 94 号 p37

造から工事まで線路システムとして日本独自の世界に(1998)(16) 飯沼ほか :「改良型半合成紙の開発」平成 10 年電気学会全国大会 1743 7-273 ,先んじた技術が確立された。

(1998)(17) 斎藤、武 : 電気絶縁紙 コロナ社 p210 (1969)
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国立科学博物館技術の系統化調査報告

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電力ケーブル技術発展の系統化調査

185

(54) M.Okada et al.: “Development of Prefabricated(65) 藤森ほか :「直流 500kV 半合成紙 (PPLP) 絶縁 OF

Joint for 500kV XLPE Cable”Jicable A.5.2

海底ケーブルの開発」電学論 B 116 巻 3 号(1999)

p1129(55) 家村ほか :「500kV CV ケーブル用プレハブ接続
箱の長期性能試験」平成 16 年電気学会全国大会
7-140

Joint for 500kV XLPE Cable”Jicable A.5.4(2003)(57) 黄ほか :「世界初の 500kV プレハブジョイントの適用」平成 22 年電気学会全国大会 7-142(2000)(58) H. Ohno et al.: “Construction of the World’sFirst Long-Distance 500kV XLPE Cable Line”
2000 CIGRE 21-106

電気学会全国大会 論文 1233

(1984)

に関する基礎的研究」電学論 A 114 巻 2 号
p959 (1988)(68) 畑ほか :「紀伊水道直流 500kV 連系プロジェクトに見る最先端技術―ケーブル編―」電学論 A
120 巻 11 号 p965

(2000)(69) CIGRE Electra No.72 “Recommendations for Testof Power Transmission DC Cable for a Rated(2000)(59) 米本ほか :「500kV 長距離 CV ケーブル線路―東京電力新豊洲線―」フジクラ技報 第 101 号

Voltage up to 600kV” (1980)(70) 原ほか :「直流 500kV OF ケーブルならびに付属品」フジクラ技報 第 91 号 p19

p22 (2001)(60) 米本ほか 「長距離:500kV CV ケーブル線路の完成」SEI テクニカルレビュー 158 号 p11 (2001)(61) トピックス「新京葉豊洲線 500kV 竣工試験の完了と線路運転開始」古河電工時報 第 108 号(1996)(71) 中西ほか :「紀伊水道における世界最大級の500kV 直流海底ケーブル線路の建設」日立電線
No.19

p11

(2000)(72) 井上ほか :「直流 500kV PPLP 絶縁 OF 海底ケーブル線路の建設」SEI テクニカルレビュー p69(2001)(62) 米本ほか :「新豊洲線 500kV 長距離 CV ケーブ
ル線路部分放電試験」日立電線 No.20

p75(1999)(73) 小山ほか :「紀伊水道横断 DC ± 500kV 海底 OF
ケーブル」フジクラ技報 第 98 号 p28(2001)(63) 田中ほか :「紀伊水道直流 500kV 連系プロジェ(2000)(74) 中西ほか :「直流 500kV 光複合海底 OF ケーブル

クトに見る最先端技術―変換所機器編―」電学論

プロジェクトの完成」古河電工時報 第 105 号

A120 巻 11 号 p959

p89 (2000)(2000)(64) Y.Sakamoto,et al.: “Development of 500kV d.c.
Self-Contained Oil-Filled Cable ” IEEE Trans.,Vol.
PAS-100, No.4,

186(66) 畑ほか :「PPLP の直流基礎特性 ( シート ) 試験」(67) 村田ほか :「油浸 PPLP のインパルス絶縁破壊(2004)(56) K.Kobayashi et. al. :“Completion of Prefabricatedp83(1996)

p1949

国立科学博物館技術の系統化調査報告(April 1981)

Vol.19 March 2013(75) 吉田 ;「独自技術で超高圧ケーブルを製品化」 フ
ジクラ社内講演会 2011 年 10 月 (2011)

8

系統化調査のまとめ

8.1

あり、長期にわたり高品質、高信頼度が要求されるた送電電圧と送電容量の変遷

め、
新しく開発された長距離 275kV 以上のケーブルは、
長期信頼性を確認するため実線路納入前に公の試験場

電力ケーブルの送電電圧と送電容量の上昇は電力会

で長期課通電試験が行われた。
長距離 OF ケーブルおよび CV ケーブルの高電圧化

社の系統計画に基づき行われた。
OF ケーブルおよび CV ケーブルの送電電圧上昇のの変遷を図 8.3 に示す。オイルレスで保守管理が容易

推移を図 8.1 および図 8.2 に示す。電力ケーブルは先な CV ケーブルは OF ケーブルに比べ約 30 年遅れてず変圧器の高電圧化に伴い発電所の引出しの短距離線実用が始められ、OF ケーブルに代わって使用される路に最初に使われ、その後中間接続箱の開発がされ都ようになっている。この間の CV ケーブルの技術発展

市内の長距離線路に使われた。

は、乾式架橋製造装置などによる製造改善、接続箱の開発など世界をリードして進められた。

600
500

600

400

500

300

400

200

300

100

200

0
1930

1940

図 8.1

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

OF ケーブルの高電圧化の変遷

100
0

1930

600

1940

図 8.3

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

長距離電力ケーブル高電圧化の変遷

500
400

電力ケーブルの建設コストは、架空送電線のそれに300

比べ約 10 倍もかかる (1) ため、洞道や管路の大きさ縮小と接続箱数削減のため mm 単位の可能な限りのケー

200

ブルのコンパクト化が進められた。

100

交流ケーブル線路での送電容量の上昇の変遷を図8.4 に示す。大容量化は、高電圧化と大電流化により

0
1960

1970

1980

1990

2000

図 8.2

CV ケーブルの高電圧化の変遷

2010なされた。日本の特殊事情として都市部での消費電力の集中が大きく、電源として遠隔の発電所から大容量送電が必要であり、変圧器の高電圧化、大電流化に275kV 以上ケーブルでは、接続箱の開発、長期課通併せて進められた。大電流化のため徹底した導体、絶電試験および製品の製造と施工に長期間を必要とする縁体および金属シースの低損失化が進められた。1975

ので、短距離線路建設から長距離線路建設まで 10 年

年以降、電力ケーブルの大電流化技術として、大導体

以上の期間を要した。特に長距離 500kV OF ケーブ

化、素線絶縁導体、半合成紙およびステンレス被の適ルについては、275kV 用で使用されたクラフト紙の誘用、更にケーブル冷却方式の採用など新たな技術開発

電率εと誘電体力率 tan δの値ではそのまま使用できがなされている。これらの低損失化技術および冷却技

ず、半合成紙の開発が必要であり、短距離線路完成か術は、日本独自の電力会社のニーズのもとに発展した

ら接続箱の実用化を含めて更に長期間を要した。電力ものであり、必ずしも海外で広く使われているものでケーブルは、ライフラインを支えるための基盤製品ではない。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

187154kV 以上の OF および POF ケーブルに使用された。

1400

1966 年 ( 昭和 41 年 ) にアルキルベンゼン系合成油が1200実用化され、脱イオン水洗紙と併用して低損失化が進

1000

められた。

800
600

日本の自主技術により、1971 年 ( 昭和 46 年 ) に長400

距離線路として東京電力江東城南線 275kV OF ケー

200

ブルおよび新宿線 275kV POF ケーブルが、1973 年

0
1930

図 8.4

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

長距離電力ケーブルの送電電圧と送電容量の変遷( 昭和 48 年 ) に関西電力奥多々良木変電所に短距離
500kV OF ケーブルが実用化された。しかし、クラ
フト紙 OF ケーブルの絶縁体損失の起因となる誘電率ε、誘電体力率 tan δが大きく、500kV OF ケーブ

大容量冷却ケーブルについては、1980 年代に１回

ル長距離線路の建設にはこの低減が必須となってい線あたり 1500MVA の長距離 275kV 内部強制冷却ケーた。このため、各社は競って半合成紙の開発を進め

ブルが東京電力と各電線メーカーと共同開発されたがた。1980 年 ( 昭和 55 年 ) に東京電力城北線の一部に(2),(3),(4)275kV 半合成絶縁 OF ケーブル (PPLP,SIOLAP) が実り、実用化されずに終わっている。

用化されたのを初めとして、その後各社で開発された、このような大容量長距離線路のニーズがなくな

半合成紙は 275kV OF ケーブルおよび POF ケーブル

8.2

電力ケーブルの技術発展に使用された。
大電流化のため、2500mm2 以上の大導体化が進め

電力ケーブルの高電圧化と大容量化の技術発展の変られ、導体損失の低減のため藤倉電線により世界で初遷、主要件名の概要とその技術の特徴について表 8.1

めて酸化第二銅皮膜による素線絶縁分割導体が開発さに示す。以下にまとめとして OF ケーブル、POF ケー

れた。1982 年 ( 昭和 57 年 ) に中部電力知多火力発電

ブルおよび CV ケーブルの技術発展の変遷を述べる。

所向けに 275kV 素線絶縁 2500mm2 POF ケーブル ( 強
制油循環冷却 ) が布設された。1998 年 ( 平成 10 年 ) に

8.2.1

OF および POF ケーブル

1928 年にイタリアピレリー社から OF ケーブル特回線あたり 900MW の大容量 275kV POF ケーブル線

許の実施権を受け、1930 年 ( 昭和 5 年 ) に日本で初め路が実用化された。この素線絶縁導体技術は 275kVての 66kV OF ケーブルが日本電力 (株) 尾久変電所にCV ケーブルにも使用された。これは世界で初めての(株) 住友電線製作所により布設された。1938 年 ( 昭和

技術であり、275kV 以上ケーブルの大容量化に貢献

13 年 ) 布設の大同電力 ( 株 ) 向け 77kV OF ケーブルにした。

は巴川製紙所製造の絶縁紙が使用され、日本石油 ( 株 )500kV 用の半合成紙は PPLP に集約された。PPLP

製造の絶縁油も使用されている。1930 年代の OF ケー

は住友電工と巴川製紙所との共同で開発されたものでブルの特性は先行していたヨーロッパメーカーと遜色ある。1994 年 ( 平成 6 年 ) に、PP 分率を高めてεとないものであった。

tan δを改善した PPLP を開発し、
住友電工、
古河電工、

1952 年 ( 昭 和 27 年 ) に 布 設 さ れ た 日 本 国 有 鉄 道

フジクラ、日立電線、昭和電線により本州四国連系線

66kV OF ケーブルの線路長は 14.5km と当時 66kV 級に 500kV PPLP 絶縁 OF ケーブル 1200MW/1 回線がとして世界最大のものであった。管路条数の削減と既実用化された。

設管路の有効活用のため、1952 年 ( 昭和 27 年 ) に東1999 年 ( 平成 11 年 ) に、住友電工、古河電工、フ

京電力日比谷線 66kV 3 心 OF ケーブルが布設された。

ジクラ、日立電線が各々長尺製造技術を築き、紀伊水

この頃には、日本の技術は独り立ちできたと考える。

道横断海底ケーブルに直流 500kV PPLP 絶縁 OF ケー

1956 年 ( 昭和 31 年 ) にフランスのカーベル・ド・ブル線路が運開した。これらは、日本の海底 OF ケー

リヨン社から薄紙絶縁電力ケーブルに関する技術導入

ブル技術の集大成であり、世界で例のない長距離大容を受け、電源開発奥只見発電所向け 287.5kV OF ケー

量直流 500kV OF ケーブル線路である。

ブルが布設され、超高圧ケーブル技術に挑んだ。
そ の 後 1965 年 ( 昭 和 40 年 ) に 低 損 失 絶 縁 紙 と して脱イオン水洗紙が巴川製紙所により実用化され、188同箇所に更なる低損失化のため半合成紙を使用した１

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

表 8.2 に OF ケーブルと POF ケーブルの主要な技
術ごとにその変遷をまとめた。

表 8.1

電力ケーブル技術発展の変遷

住友：住友電気工業(株)、古河：古河電気工業(株)、フジクラ：(株)フジクラ
日立：日立電線(株)、昭和：昭和電線電機(株)、三菱：三菱電線工業(株)住友電線：(株)住友電線製造所、藤倉：藤倉電線(株)、大日：大日電線(株)大日日本：大日日本電線(株)1920年：(株)住友電線製造所→1939年住友電気工業(株)1931年：大日電線(株)→1964年大日日本電線(株)→1986年三菱電線工業(株)1907年：藤倉電線(株)→1992年(株)フジクラ

電力ケーブル技術発展の系統化調査

189

表 8.28.2.2

OF ケーブルの主要技術の変遷

CV ケーブル線 154kV CV ケーブルを布設納入したのを始めとし1955 年 ( 昭和 30 年 ) に有機過酸化物を混合し温度て 154kV CV ケーブルの実用化が進められた。その後、を上げて架橋する化学架橋ポリエチレン材料 (CV ケー

絶縁体中への異物混入を防止するための材料のクリー

ブル絶縁体の原材料 ) がアメリカ GE 社で発明された。

ン化、製造のクリーン化を進め、1979 年 ( 昭和 54 年 )1959 年 ( 昭和 34 年 ) から電線メーカー各社が GE 社に住友電工が電源開発名古屋変電所に世界で初めてとライセンス契約を結び、この材料を用いて CV ケー

275kV CV ケーブルを、1988 年 ( 昭和 63 年 ) に日立電ブルの製造を開始した。古河電工が 1964 年 ( 昭和 39

線が電源開発下郷変電所に世界で初めての 500kV CV年 ) に中部電力尾鷲火力発電所の線路に日本で初めてケーブルを実用化した。

70kV CV ケーブルを実用化した。日本では CV ケー

長距離 CV ケーブル線路については、ケーブルと同ブルの耐熱性と耐電圧特性に着目し、世界に先駆けて等の信頼性を有する中間接続箱の開発が必須であっ実用化を進めた。

た。接続箱については、ケーブル製造と同様にボイド、

内外半導電層と絶縁体との界面の不整をなくすた異物および突起の品質管理が行われ、施工作業の機械

め、内外半導電層と絶縁体の三層を同時に押出する製化、異物混入の防止と CCD カメラ、X 線撮影など施造方式が開発された。これは日本独自の技術であり、工途中での異物混入チェツクを実施し絶縁信頼性の向CV ケーブルの高電圧化に貢献した。当初絶縁押出方上を果たした。

式は水蒸気架橋法で製造されていた。この製造方式で1981 年 ( 昭 和 56 年 ) に テ ー プ 巻 モ ー ル ド 接 続 箱は、高温水蒸気下での架橋のため水蒸気が架橋ポリエ(TMJ) を使用した東京電力豊島池袋線 154kV CV ケー

チレン中に浸透し、冷却工程で凝縮し水となり、時間

ブル線路が、1989 年 ( 平成元年 ) に押出モールド接続

経過とともに蒸発して、微小のボイドが多数形成し、箱 (EMJ) を使用した東京電力南池上線 275kV アルミ

耐電圧特性を著しく低下させた。1969 年 ( 昭和 44 年 )被 CV ケーブル線路が実用化された。

頃から乾式架橋製造方式が各社独自に開発され実用化

中部電力では更なる大容量化と低損失化のため、された。乾式架橋製造方式の採用によりケーブル絶1993 年 ( 平成 5 年 ) に素線絶縁分割導体およびステン

縁体中のボイドの数量と大きさを著しく削減し、CV

レス被を採用し、EMJ を使用した武平町線 ( 南ルー

ケーブルの耐電圧特性が大幅に改善した。

ト )275kV CV ケーブルを実用化した。EMJ は施工時1976 年 ( 昭和 51 年 ) に住友電工が関西電力長曽根190

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

間の長日数と作業者の高度な技能が必要であった。この線路では竣工試験として、世界で初めて長距離 CV

8.2.3

絶縁厚の変遷ケーブル線路での交流による耐電圧試験を実施し、併

運転電圧ごとの OF ケーブルと CV ケーブルの絶縁

せて部分放電試験を実施し、ケーブルの健全性を確認

厚 (5),(6) の比較を図 8.5 に示す。CV ケーブルの 66kV ～した。これは世界で初めての試みであった。

500kV の主要電圧階級における絶縁厚低減の変遷を図

EMJ の欠点を改善するものとしてプレハブ型接続

8.6 に示す。ケーブルの絶縁厚さはケーブル外径に影箱 (PJ) が開発された。1995 年 ( 平成 7 年 ) に関西電力

響を与える主要部分であり、この低減がケーブルのコが PJ を使用した小曽根支線 275kV ステンレス被 CV

ンパクト化に最も重要である。

ケーブル線路が建設された。その後の 275hV CV ケー
ブル線路には PJ が使用された。

275kV までの OF ケーブルの絶縁厚は、インパル
ス破壊電圧強度により決まる。OF ケーブルにおける

住 友 電 工、 古 河 電 工、 フ ジ ク ラ、 日 立 電 線 に よ

絶縁体のインパルス破壊電界と交流破壊電界との比はり、2000 年 ( 平成 12 年 ) に EMJ を使用した新豊洲線

3 倍以下であり、インパルス耐電圧値を基準にして絶500kV アルミ被 CV ケーブル線路が建設された。ケー

縁厚を設計すれば交流運転電圧に対して裕度がある。

ブルについては、絶縁設計の原点に戻つて、XLPE 材

500kV OF ケーブルでは、運転電圧で発生する絶縁体料から製造まで絶縁性能の改善が行われた。前駆遮断

最大電界を考慮する必要があり (5)、CV ケーブルに比法の開発により絶縁破壊特性の支配要因の大半が異物

べ絶縁厚が厚く 33mm となる。半合成紙 PPLP を実であることが明らかとなり、混入する有害な異物をす用化したことにより、インパルスおよび交流破壊電

べて除去する考えで製造の改善を行った。EMJ の施

圧特性が改善され CV ケーブルに比べ絶縁厚は低減し工に際しても同様な考えで、クリーン度を上げ、光学た。

的な検査装置、X 線装置など高精度に異物を検査する

CV ケーブル製造における内外 3 層同時押出の採技術を適用し高信頼度化を進めた。新豊洲線は世界初

用、原材料および絶縁押出工程のクリーン化などがめての長距離 500kV CV ケーブル線路であり、日本のCV ケーブルの耐電圧の信頼性を向上させケーブル絶CV ケーブル製造技術と接続箱施工技術の総結集の成

縁厚の低減を果たした。1960 年 ( 昭和 35 年 ) におけ果で現在でも世界トツプの技術である。

る 66kV CV ケーブルでは、絶縁体平均使用電界は約

表 8.3 に CV ケーブルの主要な技術ごとにその変遷をまとめた。

2.5kv/mm であったが、CV ケーブルの材料と製造技術の改善が進み、新豊洲線 500kV CV ケーブルでは

表 8.3

CV ケーブルの主要技術の変遷

電力ケーブル技術発展の系統化調査

191

10.7kV/mm と約 4 倍となった。これは世界トップのられた。

技術であり、材料自体の精製とその取り扱い、ケーブ
ル製造と接続箱施工における欠陥 ( 異物、
ボイド、
突起 )

(2) 高信頼度化と高品質化のニーズの徹底した排除、および万が一混入してもそれを阻止

電力ケーブルの高電圧化と大容量化は、電力会社のする監視と検査技術を完成させたことによるものである。

系統計画に基づき実用化された (7),(8)。275 ～ 500kV ケー
ブルについては、高信頼度、高品質のニーズのもと、電力会社との緊密な研究開発のもとでケーブルおよび付属品の実用化が進められた。特に CV ケーブルと接続箱に関する製造と施工において日本独自の検査技術が開発され、高信頼度化と高品質化の製品が実用化されている。ケーブルは数十 km 線路の長手方向に一箇所でも欠陥を造らない高品質化技術が必須であること
が他の電力機器と大きく異なる点である。品質面では優れているが、コスト面での国際競争力の課題がある。
(3) OF ケーブルと POF ケーブルの低損失化技術

電圧（ K V ）図 8.5

OF ケーブルと CV ケーブルの絶縁厚比較

日本の自主技術で脱イオン水洗紙と合成油を開発し275kV 長距離 OF ケーブル線路を建設した。世界トップの低損失な半合成紙 PPLP を開発し長距離 500kV
半合成紙 OF ケーブル線路を完成した。導体についても、日本独自の素線絶縁分割導体を開発し大容量
275kV POF ケーブルを実用化した。
(4) 海底 OF ケーブルの長尺製造技術
乾燥含浸缶などの設備の能力アップと長時間連続運
転に関する製造の技術改善が行われ、紀伊水道 500kV海底 OF ケーブルを完成した。48km 一連長製造など
世界トップの海底 OF ケーブルの長尺製造技術を有し

図 8.6

CV ケーブルの絶縁厚の変遷ている。
(5) CV ケーブル製造技術

8.2.4

日本の電力ケーブルのニーズと技術の特徴

乾式架橋製造装置など日本独自の製造技術が開発され、常に世界に先駆けて CV ケーブルの高電圧化を進(1) ケーブルのコンパクト化と低損失化のニーズ192めた。この乾式製造方式は海外に技術輸出されている。

日本は、島国であり、平野部も少なく電力需要も都

前駆遮断法の開発により絶縁破壊特性の支配要因

市部に集中し、電力ケーブルのニーズは海外に比べ高の大半が異物であることを明らかにし、原材料から押い。電力ケーブルの建設コストは、架空送電線と比較

出製造までのクリーン化技術を実用化した。併わせてして非常に高価であり、架空送電線が布設できない都

異物混入を阻止する監視技術と検査技術を完成させた市部に使用されている。海外では建設費の安価な直接ことが 500kV CV ケーブル実現の大きな要因である。

埋設方式が多用されているが、日本では地中送電線の500kV CV ケーブル線路が建設され、日本の CV ケー

ルート確保が厳しく、橋梁添架、共同溝利用、シール

ブル製造技術は高く評価されている。

ド工法による洞道及び管路の利用など多種多様な布設CV ケーブルの長尺化については、従来の 2 ～ 3 倍と形態が使用されている。これらの収容設備の大きさやなる長時間押出技術の開発など独自の技術開発がなさ

深層化も建設コストを増大させている。ルート確保とれ、275kV CV ケーブルでも 2500m 長の一連続製造が建設費の抑制の観点からケーブルの高電圧化、大電流可能となった。コンテナを使用した運搬、ケーブルの長化に併せてケーブルのコンパクト化、低損失化が進め

尺ケーブルの引き入れなど日本独自の工法を開発した。

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

8.3

技術の系統化加とその長時間運転技術の向上によりなされた。

電力ケーブル技術発展の主要技術の系統化図を表8.4 に示す。
電力ケーブルの高電圧化と大電流化は、電力用変圧器と架空送電線とリンクして進められた (9),(10)。電力
ケーブルの送電容量は架空送電線に比べ小さく、一般
的に、架空送電線 1 回線に対して複数回線の電力ケーブルが必要となるため、ケーブルの大容量化が必要である。
導体、絶縁体、金属シース構造について、材料面、構造面で低損失化とコンパクト化が進められた。CV
ケーブルについては、加えて乾式架橋製造方式、クリーン化など製造方法の改善がなされた。
電力ケーブルの製造設備は、OF・POF ケーブルとCV ケーブルとは導体工程、金属シース工程、防食工程および検査工程など共通しており、OF ケーブルの技術が CV ケーブル技術発展に多いに貢献している。
OF ケーブルの長尺化については、乾燥含浸缶の大型化が図られ、大型巻取り設備が設けられた。CV ケー
ブルの長尺化に対しては、XLPE 押出機の押出量の増接続箱については、OF ケーブルで開発したエポキ
シ注型品が CV ケーブルのプレハブ型終端箱およびプ
レハブ型接続箱の実用化に貢献した。プレハブ型終端
箱と中間接続箱、ブロックモールド接続箱については、EP ゴ ム (Ethylene Propylene Rubber) を 用 い た プ レ
モールドゴム絶縁体が使用されている (11)。
エポキシおよびプレモールドゴムの製造には、CVケーブル製造と同様に、クリーンルーム内での製造を行い、更にエポキシ注型およびゴム押出し成形の製造時にメッシュを通して異物を入れないように管理している。異物が入っていないことを X 線などで監視し、更に製造後部分放電試験を実施し、品質の向上を図った。これらの製造技術は世界トップクラスの技術である (11)。
電力ケーブルの実線路適用に際しては、長期性能を事前に検証するため電力中央研究所および電力会社の試験場で実線路を模擬した試験線路を建設し、電圧と温度加速劣化に基づいた長期課通電試験を実施している。このような長期課通電試験の実施は他の電力用機器と異なる点である。

電力ケーブル技術発展の系統化調査

193

DC
DC

主要技術発展の系統化図
表 8.4

194

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

8.4

今後の展望

離直流 CV ケーブル線路の実用化を期待したい。

引用参考文献電力ケーブルの技術発展の動向は、電力需要の動向に大きく影響を受ける。日本の使用最大電力量は(1) 岩 崎 : 小特集「最近の地中送電線技術」Ⅰ . 総論
電学誌 103 巻 12 号 p3

(1988)

2001 年（平成 13 年）にピークになった以降ほぼ横這 . Ogawa et al.: ”Field test of 275-kV Internally(2) Kいで推移し、現時点大容量 500kV 超高圧電力ケーブ

water cooled XLPE cable system” IEEE Trans.

ル線路の計画はない。今後は設備の拡充・増強よりも

on Power Delivery , Vol. 4, No.1,

設備の機能維持に重点をおいた運用が必要となる。経 . Ogawa et al: “The field test of a cable
(3) K

p8

(1989)

年 40 年以上のケーブルも増え、未然予防の観点からinternally cooled with fire resistance oil” IEEE

精度の高い絶縁診断技術の開発が必要である。一方、Trans. on Power Delivery , Vol. 4, No.1, p34

海外のニーズにも目を向け、蓄積された大容量超高圧(1989)

ケーブル技術を生かし、グローバル化に対応せねばな

 . Nakamura et al.: “Development of radial-flow(4) E

らない。このため、海外でも競争力のあるケーブルおtype internally oil-cooled oil filled cable” IEEE

よび接続箱の実用化を進め、日本技術の海外規格 (IECTrans. on Power Delivery , Vol. 3, No.1,

規格 ) への採用を積極的に進める必要がある。

(1988)

2011 年 ( 平成 23 年 ) に発生した原子力発電所のト
ラブルにより、今後国民生活と経済成長に必要な電力をどのように安定的に確保し供給するかが重要な課題

ケーブルの保守技術」電気協同研究会(5) 「OF(6) 「地中送電設備の劣化診断技術とアセットマネジ
メント」電気協同研究会

えて、風力発電など再生可能エネルギーなどの電力を(2011)

第 67 巻

安定的に確保し、安定供給する送電線の整備をする必(7) 「東京電力三十年史」
東京電力 (1983)

要があり、新たなスマートグリッドの構築が重要にな(8) 「関西電力二十五年史」関西電力


使して、需要者側や風力発電などの分散電源の情報を

昭和 53 年(9) 矢 成 :「電力用変圧器技術発展の系統化調査」:
国立科学博物館

信頼および高品質の電力システムを目指す必要がある。

(2004)

ケーブルの採用や系統間の効率的送電線路としての直第1号(1978)

活用して、事業者側との双方の電力利用の高効率、高日本固有のスマートグリッドとして、光複合電力

第55 巻 第 2 号 (1999)である。従来からの大規模電源と送配電網の運用に加ると考えられる。高速通信ネットワーク技術などを駆

p39

技術の調査報告書

第４集(10) 電線関係の技術の歴史 : 日本電線工業会 新技術検討委員会歴史的技術資料保存会(1999)

流ケーブルの導入が重要視されるであろう。更に将来(11)「送電用 CV ケーブル接続部の技術動向と経年劣的には、究極的な送電損失低減のため超電導ケーブル化現象」送電用 CV ケーブル接続部の技術動向調の活用が期待される。

査委員会編 電気学会技術報告 電気学会

海外では、ヨーロッパの国間の連系線として 100km

第 1105 号 (2007)

を超える直流海底ケーブル線路が多数運転されている。
給油が不要な高粘度油含浸 (MIND: Mass Impregnated,
Non-draining paper insulated) ケーブルが主に使用されているが、
日本メーカーは納入実績がない。このケーブルは使用温度が低く制限され、海水温度の低い北欧に適して実用化されている。日本独自に油を使用しな
い使用温度を高くできる長距離直流海底 CV ケーブルの開発が進められ、北海道・本州間連系線に日本で最初の直流 250kV 海底 CV ケーブルの使用を開始したばかりである。これまで築いた CV ケーブル技術をもとに、材料および絶縁押出し技術の改良により世界に先んじて CV ケーブルの長尺製造技術を確立し、長距

電力ケーブル技術発展の系統化調査

195

9

あとがきと謝辞

本系統化調査報告書は電気学会、電気協同研究会、

株式会社ビスキャス

日本電線工業会の資料と各電線メーカーの技報をもと		中島武憲氏、横山繁嘉寿氏、にまとめた。OF ケーブルの初期の研究は主に電線メー

		

関雄次郎氏

カーで行われ、電気学会雑誌に掲載され、1930 年 ( 昭株式会社ジェイ・パワーシステムズ渡辺傑氏

和 5 年 ) 代には各社彙報が発刊されており、OF ケー
ブルの初期のケーブル構造、設計について伺えた。先株式会社エクシム

大西久晴氏

人諸氏の進取の姿勢と技術レベルの高さが、現在の世株式会社フジクラ

斎藤政夫氏、杉山松次郎氏、

		

松田光功氏、渡辺和夫氏、

電力ケーブル線路建設のため必要な技術は広範囲で		

重年生雄氏、福田淳治氏、あり、その中で今回 66kV 以上電力ケーブルと接続箱		

國村智氏、小林寿夫氏、の技術発展の変遷を主眼にまとめた。施工技術、保全		

濱島由紀子氏、竹田葉子氏

界トップクラスのレベルにした礎になっている。

技術、絶縁診断技術については触れていない。また日
本独自の製造技術については、ノーハウ開示の問題があり十分でないことを実感している。
電力ケーブルは、40 年を超えて使用されており、
1960 年 ( 昭和 35 年 ) 代のものも現在使用中である。
使用中のケーブルでも重要科学技術史資料候補となる
ケーブルがある。本報告で記述した表 8.1 に示した運転中のケーブル線路については、是非撤去時にサンプ
ルを残して頂きたい。
今回の電力ケーブルに関する系統化調査と重要科学
技術史資料保存状況調査に関しては、電力会社、電力中央研究所、日本電線工業会、電線メーカー各社などの多くの方々に多大なご協力を頂いたことに深く感謝の意を表する。
東京電力株式会社、電源開発株式会社には、重要科学技術史資料候補サンプルの調査にご協力頂き深く感謝する。住友電気工業株式会社，古河電気工業株式会
社、株式会社フジクラ、日立電線株式会社、昭和ホール
ディングス株式会社、三菱電線工業株式会社には、サンプル保存調査および資料のご提供を頂き深く感謝する。
元 ( 株 ) フジクラ加賀谷誠一氏には OF ケーブルに関する初期の貴重な資料をご提供頂き深く感謝する。
特に以下の方々には、報告書作成に当たり調査への多大なご協力を頂き深く感謝の意を表したい。

196

佐久間進氏、舘野文則氏、

元千葉工業大学

関井康雄氏

元電力中央研究所

深川裕正氏、鈴木寛氏

元昭和電線電纜株式会社

藤原靖隆氏

元三菱電線工業株式会社

川崎勝利氏

元株式会社フジクラ

加治功氏、高橋享氏

日本電線工業会

原田真昭氏、大木啓一氏

株式会社巴川製紙所

片山勝彦氏

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.19 March 2013

電力ケーブル登録候補一覧

電力ケーブル技術発展の系統化調査197

正誤表（第19集2編 電力ケーブル技術発展の系統化調査）年月日
2013年8月1日

箇所

誤

正

p.110 左欄 上から1行目訂正

1979年

1879年

p.110 左欄 上から17行目訂正

布設された

布設した

p.112 左欄 上から 7行目1字削除

いずれもも

いずれも

p.112 左欄 下から 1行目訂正

藤倉電気㈱

藤倉電線㈱

p.114 右欄 上から 1行目1字削除

図3.6 終端箱箱構造図

図3.6 終端箱構造図

p.120 タイトル横 年代追記

（昭

（昭和30年前半）

p.152 左欄 上から 6行目訂正

中狭中挾

p.152 左欄 上から14行目訂正

中挟中挾

p.164 左欄 1行目 追記

500 CVケーブル

500kV CVケーブル

p.165 右欄 下から 4行目訂正

中鋏中挾

p.166 左欄 上から 6行目訂正

中鋏中挾

p.185 左欄 下から17行目訂正

山：

光山：

p.192 左欄 図8.5のX軸の数字の下に挿入

年前半）

電圧（KV)