どうも！あべちゃんです！
今回は高圧ケーブルの構造や端末処理について解説していきます。
一緒に勉強頑張りましょう！
高圧ケーブルの構造
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高圧ケーブル内部より
- 導体
- 内部半導電層
- 絶縁体
- 外部半導電層
- 遮蔽銅テープ
- 布テープ
- シース
導体
導体は電流を流すものであり、導体の材料には現在、銅とアルミニウムが採用されています。
高圧ケーブルには通常は銅を使用します。銅の中でも加工しやすい軟銅線を使用します。
内部半導電層
導体上に半導電層を設けることにより電界分布を均一化し局部的な電界集中を避けます。
また、導体と絶縁体の間に半導電層を設けることにより、お互いが密着するので部分放電を防ぎます。
絶縁体
CVケーブルやCVTケーブルのCは架橋ポリエチレンを差し多く使用されています。
ポリエチレン分子を結合させ架橋ポリエチレンとしています。
当初は架橋のために水蒸気が使用されていましたが、水トリーの問題が発生したため
現在は高圧不活性ガスが使用されています。
外部半導電層
電界分布を均一化する。
遮蔽層の構造上のために、少しの凹凸がありますが凹凸部に電界が集中し焼損に至る。
これを防ぐために半導電層を儲けて電界を均一化する。
また、遮蔽層と絶縁体との空隙を無くし部分放電を防ぐ。
遮蔽銅テープ
感電防止や絶縁体に加わる電界を均一化する。
また、ケーブル遮蔽層はケーブルの充電電流や地絡電流を流す目的もあります。
布テープ
心線や介在物等を丸く固定する物であり、押え巻きテープとも言います。
ビニルシース
絶縁体を外傷・水分・有害物質から保護する目的で黒色のビニルシースを設けます。
なお、耐薬品性が要求される場合には、ポリエチレンシースを使用する場合もあります。
シュリンクバック
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端末部分はシースが剥がれた状態であり非常に耐久力が低い部分です。
また、電柱に吊るされたケーブルの自重により遮蔽テープ等が伸び断裂します。
遮蔽層の断裂や風雨により絶縁劣化を引き起こし導体と遮蔽層間で地絡・短絡が発生します。
端末処理とは
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高圧ケーブルの両端は機器に接続しますがこの時圧着や圧接をします。
この時、遮蔽層を剥ぎ取ります。
通常、導体と遮蔽層間には均一な電界が発生しています。
ですが、端末処理を施した端末部は、剥ぎ取った箇所以降にアースがされておらず、電界が遮蔽層の切断面に集中し、ケーブルの劣化や過熱の原因となります。
この電界の集中を抑制させるため遮蔽層の切断面に円錐体のストレスコーンを作り、電界を放散させます。
（シュリンクバックは電柱側のケーブルの色識別テープ付近がズレます。）
通常は端末部から遮蔽層を接地するためのリード線がぴょんと出ています。
遮蔽層に流れ込むのはケーブルの地絡電流や他需要家からの地絡電流です。
ケーブルが長い場合は静電容量分が大きくなるため他需要家の地絡電流を拾い保護機能が動作するもらい事故が発生しやすくなります。
そのリード線が他物と接触してると地絡電流が想定外の場所を流れ、保護機能が正常に動作しない事があります。
ちなみに高圧絶縁抵抗測定のG方式で使用するのがこのリード線ですね。
ストレスコーンにも以下の種類があります。
- テープ巻き：価格は安いが練度が必要
- プレハブ：ゴム製で現場で差し込むだけで処理が可能
- ゴムとう管：プレハブにヒダヒダ付けて雨よけが可能
- 耐塩害：海外地域に用いられる。端末部を外資で囲うような構造
名前がちょっと難しいですが。テープとプレハブ・耐塩害の３つを知っていれば十分です。
屋外用と屋内用がありますので注意が必要です。屋外用には雨避けがついています。
絶縁耐力試験
高圧ケーブルの耐圧試験ですが、交流と直流の２種類があります。
交流か直流のどちらで試験を実施するかは電気主任技術者が決定して下さい。
ただ、それぞれ特徴がありますので下記に簡単に記します。
- 交流：ケーブルの静電容量分により電流が流れやすいためケーブルの長さに比例してより大容量の試験器が必要になります。
- 直流：交流の２倍の電圧を印加します。ケーブル単体でのみ試験が可能です。
高圧ケーブルの耐圧試験は簡単にこのような特徴があります。
ケーブル単体での耐圧試験が可能であれば、直流の方が楽なのではないかと思います。
耐圧試験に関しての詳細は別の投稿で解説します。
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