高圧ケーブルってなに?

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どうもじんでんです。高圧受電設備の中で重要度が高い設備はなんでしょうか。中でも1位2位を誇るのは高圧ケーブルです。

高圧ケーブルは電気を送る役目があるので、使えなくなるとその影響は計り知れません。

今回はそんな高圧ケーブルの基本について解説します。

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高圧ケーブルとは?

高圧ケーブルとは高圧回路に使用される電線の一種です。具体的にはCVケーブルを指します。

CVケーブルは「架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル」の略称です。英語では「cross-linked polyethylene insulated vinyl sheath cable」となります。

高圧回路では3本1組で使用されるので、CV-3CもしくはCV-Tが主に利用されます。いずれも構造はCVケーブルが元となっているので、CVケーブルと総称します。

用途

高圧ケーブルは、高圧回路の電気を遠くへ送る為に使用されます。主に引込柱からキュービクルまでの配線や第1変電所から第2変電所間など、キュービクルからキュービクルの配線として使用されます。

高圧回路の電線は、基本は他物と接触しないように離隔をとって施設します。よってキュービクル内ではKIP電線などで施設されています。しかし長距離の送電を考えると、他物と接触しないように施設するのは現実的ではありません。

そこで高圧ケーブルが活用されます。高圧ケーブルであれば、その構造から管路に収めての施設が可能です。

しかしその為に他の機器以上の絶縁性能が求められ、劣化による事故の可能性が高いのも特徴です。

また水分に起因して発生する、水トリー現象による劣化にも要注意が必要です。

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構造

高圧受電設備で使用される高圧ケーブルは、主にCV-3CとCV-Tが使われます。

この2つを代表として構造を解説します。高圧ケーブルを理解する上で、構造を知っておくのが重要です。

CV−3Cの断面図

CV-3Cの断面図を基に構造を解説します。

CV-3Cは6.6kV用と3.3kV用で若干、構造が変わります。近年では3.3kV用を見かけることが少なくなりました。

高圧ケーブル(CV-3C)の断面図

CV-Tの断面図

CV-Tの断面図を基に構造を解説します。

CV-TはCV-1Cを3本撚り合わせた構造となっています。

高圧ケーブル(CV-T)の断面図

各材料の役割

CV-3CとCV-Tの構造を解説しました。若干構造は違いますが、それぞれを構成する材料は共通しています。

それぞれの材料について役割を解説します。

導体

導体は電気が流れる部分です。

絶縁体(架橋ポリエチレン)

絶縁体として架橋ポリエチレンが採用されています。

架橋ポリエチレンは、ポリエチレンに架橋剤を混入して加熱して架橋したものです。架橋ポリエチレンはポリエチレンと比較して、耐熱性が向上しています。

しかし電気的特性は比較しても大差がなく、優秀な性能をしています。

内部(外部)半導電層

内部半導電層は導体と絶縁体の接着を良くして隙間(ボイド)の発生防止の為のものです。また、より線効果による電界集中を緩和する目的もあります。

外部半導電層も同様の目的です。

遮蔽層(シールド)

遮蔽層は銅テープで構成されています。高圧ケーブルでは保安上と性能の向上の目的で、遮蔽層が設けられています。これをシールドとも呼びます。

遮蔽層があることで耐電圧性能の向上や、感電及び誘導の防止となっています。

ビニルシース

ビニルシースは、絶縁体を保護する最も外側の被覆です。

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種類

高圧ケーブルにはCV-3CやCV-Tのような構造的な種類の他に、仕様の違いにより2種類に分けられます。

  • E-Tタイプ
  • E-Eタイプ

この2つの違いは外部半導電層の仕様です。E-Tタイプはテープ式なのに対して、E-Eタイプは押出式となっています。

押出式では絶縁体と同時に押出加工することで、界面を平滑にして異物の混入を防ぎます。これにより水トリーへの耐性を向上させています。

一般的な需要家の高圧受電設備では、主にE-Tタイプが使用されています。

しかし昨今、水トリーによる高圧ケーブルの絶縁破壊が多く発生していることから、E-Eタイプが推奨されています。特に管路に水が侵入しており高圧ケーブルが水に浸かる状況なら、E-Eタイプを採用した方が良いでしょう。

端末処理

高圧ケーブルは終端部に端末処理を施す必要があります。

低圧ケーブルなどでは圧着端子を付けて絶縁テープ処理して終わりですが高圧ケーブルではそうはいきません。高圧ケーブルでは端末処理材料を使用して適切に施工しないと、絶縁破壊に繋がります。

端末処理には主に3つの種類があります。

  • テープ巻形
  • プレハブ形
  • がい管形

いずれも端末処理では電気的ストレスを緩和させるストレスコーンが重要となります。

テープ巻形

テープ巻形は名前の通り、様々な種類のテープを使って端末処理をする方法です。

ストレスコーンもテープの巻上げにより成形します。

作業には熟練度が必要で、性能に大きく影響します。また作業時間も多く必要なことから、あまり使用されていません。

プレハブ形

プレハブ形は、テープ巻形で必要なテープ巻きやはんだ付けなどが不要で、ゴムで作られている材料を挿入して端末処理する方法です。

ストレスコーンはゴムストレスコーンとなり、既に成形されているものを差込んで施工します。

作業者の熟練度にあまり影響されず、安定した性能となります。また施工も短時間で可能です。

一般的な高圧受電設備では、よく採用されている方法です。

がい管形

がい管形は塩害の影響を受ける場所で使用されるものです。また22kV以上の特高の端末処理でも使用されます。

端末部分ががい管(ブッシング)となっているのが特徴です。

まとめ

  • 高圧ケーブルは高い絶縁性能が求められる
  • 構造を理解しよう
  • 仕様の違いによりE-TタイプとE-Eタイプがある
  • 端末処理が必要

高圧ケーブルは高圧受電設備において電気を送る重要なものです。更に高い絶縁性能を求められるので、劣化による絶縁破壊の可能性も高くなっています。

しっかりと構造や種類を把握して、適切な施工及び保守管理が必要です。

この記事が皆さまのお役に立てれば幸いです。

この記事を書いた人
じんでん

当サイトの運営者。
電気設備の保守管理の仕事に携わっています。専門知識ってネットでは出てこないか、難しすぎるって場合がおおくないですか?そこで私は電気関係の仕事で役立ちそうな情報を簡単に分かりやすく発信しています。
〔保有資格〕
・第3種電気主任技術者
・第1種電気工事士
・消防設備士

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