直流XLPEケーブル開発に懸けた想い～特殊充填剤 開発秘話～
空间电荷という壁
电源开発では、北海道と本州を结ぶ北本连系线の第1次海底ケーブルを1979年に完成し运用を开始していた。しかし、敷设したケーブルは油浸絶縁だったため、増设や更新をすることになった场合は环境保护の観点からも直流齿尝笔贰ケーブルを使いたいとの希望を持っていた。住友电工とともに开発に取り组んだ电源开発（当时）の浅野光正氏は、「住友电工?开発チームの并々ならぬ粘り强さに、『絶対にやり抜くんだ』という热意を感じた」と当时の様子を振り返る。
「最大の難関は『どうすれば空間電荷を抑制できるか』でした。電荷というのは目に見えないのですが物体が帯びている電気の量のこと。そして直流電圧を加えた時に絶縁体に蓄積される電荷を空間電荷といいます。これが原因となり絶縁体の性能が十分発揮できず、送電系統に雷を受けた時に絶縁破壊* が起こる危険性があります。直流にXLPE ケーブルを適用できなかった最大の要因がこれでした。空間電荷をなくそうといろいろ試していた時、住友電工から『電荷が存在しても、偏りなく均一に絶縁体の中に散らばっていれば絶縁破壊は起こらないのでは』という斬新な意見が出てきました。そこで絶縁材料である架橋ポリエチレンに充填剤を混ぜ合わせる方法を採用してみようということになったのです」（浅野氏）
読みは当たっていた。試行錯誤の末、開発した特殊な充填剤を加えたことで、ついに空間電荷を抑制することができたのだ。250kVを目標にしたステージ1（1988～1995年）から、500kVを目標とするステージ2（1993年～ 2001年）へと研究开発は進み、すべての目標をクリアした。
おりしも最初に北本連系線に敷設したケーブルが老朽化。代替ニーズに対応し、2012年、ついに「直流XLPE ケーブル」の世界初の実用化を果たすことになる。
「実际の製造となると、长い距离をつくらなければいけません。试作と违って均一の品质を保つことが难しくなります。そのためにはどういう品质管理が必要になるのか、製造工程に関しても2社で议论できたことは大きかった」（浅野氏）
浅野氏は、敷设工事で印象に残っているシーンにも触れた。
「海から来たケーブルと陆のケーブルをつなぎ合わせるところは、人间の手で行います。ケーブルの事故が起きるとすれば、この箇所です。それほどこの工程では高い技术を要するのですが、住友电工の作业员の方々は、技能も工事の管理も信頼のおけるものでした」（浅野氏）
粘り强く卓越したスペックを追求する开発エンジニア。製造现场での彻底した品质管理。その品质を活かし切る丁寧な工事。すべてを高い次元でやり切ろうとする热意。住友电工の総合力が结実しプロジェクトは完遂できた。
* 絶縁体に加わる電界の強さがある値を超えた時、絶縁体が電気的に破壊し、電気抵抗が急激に低下し大電流が流れること
「混ぜ物を入れる」 という逆転の発想
研究職人生を直流XLPEケーブルとともに歩んだレジェンドがいる。電線?エネルギー事業本部に在籍する片貝昭史だ。入社した1980年代から今日まで、一貫して直流XLPEケーブルの研究开発に専心してきた人物だ
「歯がゆい時代が続きました。それでも、大容量送電が可能でかつ環境負荷が少ないケーブルとして実用化を待つ声は多く、研究开発が途絶えることはありませんでした」（片貝）
片貝が研究を開始した当時は、交流500kV XLPE ケーブルの開発の最盛期。その要となる絶縁材料、XLPE（架橋ポリエチレン）とは、架橋といわれる分子構造を変える方法でポリエチレンの高温での軟化を大幅に改善したものだ。
「XLPEをさらに高電圧に対応する絶縁材料とするために、研究开発の現場では『欠陥を入れない、つくらない、入っていない』が求められ、『混ぜ物を入れず』に純粋ポリエチレンに限りなく近くすることが理想とされていました」（片貝）
直流送电ケーブルの絶縁体にもこの考え方が当てはまると思われた。しかし交流送电ケーブルでは见られなかった新たな问题が立ちふさがる。前出の空间电荷が蓄积するなどの理由で、従来の齿尝笔贰では、直流电圧に対しては予想をはるかに下回る絶縁破壊强度しか得られなかった。つまり纯粋ポリエチレンによる交流用齿尝笔贰ケーブルのままでは、直流用として使うことができないのだ。そこで片贝は「混ぜ物を入れる」という方法に発想を転换。充填剤を使うアプローチに踏み出した。高电圧への対応を可能にするために、充填剤の成分をひとつずつ彻底的に洗い直すという地道な作业を続け、ついに问题を解消できる成分と配合を导き出した。さらに微细化、高纯度化、高分散化を进めた结果、特殊充填剤にたどり着く。これを齿尝笔贰に均一に分散させることで优れた直流絶縁特性を有する材料がついに完成する。これが现在、住友电工が製造する高圧直流送电ケーブルを支える独自の齿尝笔贰だ。まさに常识を疑い、粘り强く真実を求めたことによる成果だった。
「『真実を求めよ』――学生时代の恩师から受けたこの教えを、真挚に実践したことがすべてです」と片贝は感慨深い。この成果は2000年代に入り、広く评価を受けるために大学とのコンソーシアムも组まれ、製品化の準备が进んだ。しかし、採用されるプロジェクトが决まらず、実用化まではしばらく时を待たねばならなかった。潮目が変わってきたのは2010年代。2011年の东日本大震灾で、电力会社同士の电力融通の必要性が高まったのだ。そして、それに呼応するかのように、2012年、北本连系线で直流齿尝笔贰ケーブルの运転开始を迎えた。现在、片贝は住友电工のフェローとして后进の育成に注力するが、开発意欲は尽きない。
「世界中で连系线の拡充は进められていますが、まだまだ足りていないのが现状です」（片贝）
国内においては、政府がクリーンエネルギー戦略として、洋上风力など再生可能エネルギーの电力を北海道から东北?东京などへと送る次世代送电网の整备计画を発表した。电力自由化を推进する欧州では、スーパーグリッドと呼ばれる国际送电网が世界に先駆けて构筑され、再生可能エネルギー导入の动きが加わり、国际连系线の整备に拍车がかかる。地域や国によるカーボンニュートラルの実现に向けた动きが本格化してきた。片贝ら住友电工の技术者たちが开発した「直流齿尝笔贰ケーブル」は、国内外の连系线プロジェクトに向けて、供给を加速させていく。