金内電気管理事務所


にほんブログ村 経営ブログ 自営業・個人事業主へ にほんブログ村 PC家電ブログ 電気屋・電気工事店へ にほんブログ村 地域生活(街) 中部ブログ 新潟 その他の街情報へ ブログランキング・にほんブログ村へ 金内電気管理事務所の保安ブログ|新潟の電気管理技術者 - にほんブログ村

高圧CVTケーブル


高圧CVケーブルは、多くの高圧需要設備において区分開閉器と電気室・受電キュービクルをつなぐ配線や、電気室間・キュービクル間の配線に用いられている。

高圧CVTケーブルの構造

・CVTケーブルはCVケーブルを3本束ねた構造をしている。
・CVTケーブルのTはトリプレックスケーブル(3本のケーブルを束ねた形状)のことである。
・CVケーブルとは「架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル」のことである。
 (Cross-linked Polyethylene insulated polyVinyl chloride sheathed cables)

CVTケーブル断面
CVケーブルの構造

①導体
導体材料として銅やアルミニウムが使用されている。
建物や構造物に沿わせて曲げる必要があり、屈曲性を考慮して軟銅線のより線が使用される。
(架空送電線はたわみにくさが求められるため硬銅線が用いられる。)

②内部半導電層
・導体は電気をよく通し、絶縁体は電気を通しにくい。半導体は導体と絶縁体の中間の性質を持つ。
・材料は布テープにカーボン粉を塗布したものやポリエチレンにカーボンを混入したものが用いられている。
・導体は細い線の集合でその表面は小さな凹凸の集まりと見られる。内部半導電層がないと、導体の凹凸部分と接する絶縁体には不均一な電圧が加わり、より強く電圧が加わる箇所は絶縁体がより早く劣化する。半導電層で導体を包むようにすることで、均等に電圧が加わるようにして絶縁体の部分的な劣化を防止する役割がある。
・負荷変動により、ケーブルは熱せられたり冷まされたりして、そのたびに膨張・収縮を繰り返す。この動きに半導電層が柔軟に追従することにより、導体と絶縁体の隙間を埋め、コロナ放電の発生を防止する役割がある。(導体と絶縁体の間に一部分だけ空隙が生じると、そこに電界が集中してコロナ放電を引き起こし、絶縁体を劣化化させる。)

③絶縁体
・CVケーブルのCは架橋ポリエチレン(Cross-linked Polyethylene)のC。
・通常のポリエチレンに比べて耐熱性が向上している。
・ゴム系絶縁材料と比べて高い絶縁性能を持つが、硬い。

④外部半導電層
・絶縁体と遮蔽層の間の隙間を埋め、コロナ放電を防止する。
・遮蔽層は薄い銅テープを巻きつけたもので、巻重なる部分では銅テープが絶縁体に密着しないため、外部半導電層がないと絶縁体との間に隙間が生じてコロナ放電が発生する。
・コロナ放電による絶縁体劣化は木の枝のような形状で進行するため、トリー現象(Tree)と呼ばれている。

⑤遮蔽層
・テープ状の銅を巻き付けたもの。
・遮蔽層をケーブル端末で接地することにより感電事故を防止する。
・絶縁体に加わる電界の方向を均一にして耐電圧特性を高める。
・遮蔽層を設けることにより導体間の短絡事故を防止する。

⑥シース
・CVケーブルのVはビニル(Vinyl)のV。
・ビニルは耐薬品性、難燃性があり、可塑剤の配合により柔らかくも硬くもでき、安価であるのでシース材として広く用いられている。
・ケーブルのもっとも外側にあり、絶縁体を外傷・水分・有害物質・紫外線から保護する役割がある。

高圧CVTケーブル(6600V用) 主要サイズ一覧

サイズ (SQ)線心1本の外径 (mm)より合わせ外径 (mm)
22約 18.5約 40
38約 21.0約 44
60約 23.0約 49
100約 26.0約 56
150約 29.0約 62
200約 33.0約 70
250約 35.0約 75
325約 38.0約 82

・ケーブルサイズは一般的に許容電流、短絡時許容電流、電圧降下等を考慮して選定するとともに、一般送配電事業者と協議する。
・許容電流は、「導体温度が架橋ポリエチレン絶縁体の連続許容温度90℃となる電流値」として定義される。従って同一ケーブルでも布設方法による条件や周囲温度などによって異なるので注意する必要がある。
・絶縁破壊事故等で短絡電流が流れたときは、保護継電器が作動し遮断器が開放されるまでに、短時間ではあるが過大な短絡電流が流れる場合がある。架橋ポリエチレンケーブルは2秒以内に限り、導体温度が230℃まで上昇することが認められており、導体が銅の場合のCVケーブルの短絡時許容電流は次の式(簡易式)で求められる。

I=134×A/tI=134×A/√t
I:[A]I:短絡時許容電流[A]
A:[]A:導体公称断面積[㎟]
t:[sec]t:通電継続時間[sec]

※134という係数は、絶縁体が架橋ポリエチレンの場合に銅導体が90℃から230℃まで一瞬で温度上昇するときに必要なエネルギー量」を電流と時間に換算した固定値である。

【計算例】
5サイクル遮断機の場合
(50Hzにおいて過電流遮断器の動作時間を2サイクルとし、短絡電流を10kAとする)

t=(2+5)/50=0.14[sec]t=(2+5)/50=0.14[sec]
A=It/134=10000×0.14/134=27.9[]A=I√t/134=10000×√0.14/134=27.9[㎟]

従って、保護できる最小サイズのケーブル太さは27.9㎟となり、それより太い38㎟のケーブルを選定する。

・電圧降下は次の計算式(簡易式)で求められる。

e=30.8×L×I/(1000×A)e=30.8×L×I/(1000×A)
e:[V]e:各線間の電圧降下[V]
L:1[m]L:電線1条の長さ[m]
I:[A]I:電流[A]
A:[]A:導体公称断面積(銅)[㎟]

参考:高圧ケーブル工事技術講習会 高圧ケーブルの端末処理(改訂版) / 〈編集・発行〉一般社団法人日本電気協会東北支部

にほんブログ村 経営ブログ 自営業・個人事業主へ にほんブログ村 PC家電ブログ 電気屋・電気工事店へ にほんブログ村 地域生活(街) 中部ブログ 新潟 その他の街情報へ ブログランキング・にほんブログ村へ 金内電気管理事務所の保安ブログ|新潟の電気管理技術者 - にほんブログ村
トップへ戻る