(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体の上に、内部絶縁体、複数の素線を巻き付けた外部導体、および外部絶縁体を順に形成した海底ケーブルの接続方法において、
互いに接続されるべき双方の海底ケーブルの段剥ぎにおいて、前記内部導体の接続部の周囲への絶縁補強層の形成を可能にする位置で前記双方の海底ケーブルの前記外部導体の複数の素線を切断して除去し、
前記内部導体の接続とこれに続く前記絶縁補強層の形成が完了した後、前記双方の海底ケーブルの前記外部導体の切断された前記複数の素線の端面と前記複数の素線と同じ外径を有する他に準備された外部導体用素線の端面を溶接することによって第１の溶接部を形成し、
前記複数の素線に溶接された前記外部導体用素線を前記双方の海底ケーブルのそれぞれの側から前記外部導体における前記複数の素線の前記内部絶縁体に対する巻き付けと同じ方向になるようにして前記絶縁補強層に巻き付け、
巻き付られた前記外部導体用素線を前記双方の海底ケーブルの間で互いに溶接することによって第２の溶接部を形成し、
前記第１の溶接部を前記内部絶縁体の周囲において互いに位置をずらせて配置するとともに、前記第２の溶接部を前記絶縁補強層の周囲において互いに位置をずらせて配置することを特徴とする海底ケーブルの接続方法。
【請求項２】
前記第１の溶接部は、溶接が完了した後に、前記複数の素線の外径から突出した部分が研削等により除去されることを特徴とする請求項１項記載の海底ケーブルの接続方法。
【請求項３】
前記第２の溶接部は、前記外部導体用素線の先端部の側面同士の溶接によって形成されることを特徴とする請求項１項記載の海底ケーブルの接続方法。
【請求項４】
前記第２の溶接部は、前記絶縁補強層の上に形成されたクッション性の半導電テープを巻き付けた遮蔽層上に形成されることを特徴とする請求項１項記載の海底ケーブルの接続方法。
【請求項５】
前記遮蔽層は、前記クッション性の半導電テープの上に半導電布テープを巻き付けた構成であることを特徴とする請求項４項記載の海底ケーブルの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海底ケーブルの接続方法に関し、特に、導体を同軸状に配置した海底ケーブルの接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海底に長距離に亙り布設されて電力の供給を行う海底ケーブルにおいては、予め複数のケーブルを工場で接続することによって長尺の海底ケーブルを構成し、これを円弧状に巻いた状態で船積みし、布設海域に輸送することが行われている。
【０００３】
電力用海底ケーブルには、単一の導体を中心に有するものと複数の導体を同軸状に配したものとがある。前者のケーブルは歴史が長く、従って、その接続部についても数多くの種類が提案され、実績を有しているが、後者の接続部については、実用的なものがいまだ提案されていない。
【０００４】
図３は、導体を同軸状に配置した海底ケーブルの構成例を示す。内部導体２の上に、半導電遮蔽層３、内部絶縁体４、半導電遮蔽層５、複数の素線を巻き付けた外部導体６、半導電遮蔽層７、外部絶縁体８、遮蔽層９および防食層１０を順に形成した構成を有する。
【０００５】
このケーブルを接続するためには、通常の接続部の例に従うならば、まず、内部導体を接続した上に、外部導体を退避させた状態で半導電遮蔽層と絶縁補強層を形成し、次いで、形成された絶縁補強層の上に半導電遮蔽層を設け、その上に退避させておいた外部導体の素線を並べて外部導体層を形成することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のこの接続方法によると、絶縁補強層を形成するときの外部導体の処置が難しいために作業に支障を与えることが多く、また、絶縁補強層の上に形成される外部導体層をいかに構成するかの問題がある。特に、後者の問題は、ケーブルを船積みする際に加わる曲げ力、あるいは円弧状に巻いたままでの布設海域への輸送等を考えるとき、軽視できない事柄となる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、絶縁補強層を形成するときの外部導体の処置が容易であり、しかも、曲げに対して充分な順応性を有した外部導体層を形成することのできる海底ケーブルの接続方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、内部導体の上に、内部絶縁体、複数の素線を巻き付けた外部導体、および外部絶縁体を順に形成した海底ケーブルの接続方法において、互いに接続されるべき双方の海底ケーブルの段剥ぎにおいて、前記内部導体の接続部の周囲への絶縁補強層の形成を可能にする位置で前記双方の海底ケーブルの前記外部導体の前記複数の素線を切断して除去し、前記内部導体の接続とこれに続く前記絶縁補強層の形成が完了した後、前記双方の海底ケーブルの前記外部導体の切断された前記複数の素線の端面と前記複数の素線と同じ外径を有する他に準備された外部導体用素線の端面を溶接することによって第１の溶接部を形成し、前記複数の素線に溶接された前記外部導体用素線を前記双方の海底ケーブルのそれぞれの側から前記外部導体における前記複数の素線の前記内部絶縁体に対する巻き付けと同じ方向になるようにして前記絶縁補強層に巻き付け、巻き付けられた前記外部導体用素線を前記双方の海底ケーブルの間で互いに溶接することによって第２の溶接部を形成し、前記第１の溶接部を前記内部絶縁体の周囲において互いに位置をずらせて配置するとともに、前記第２の溶接部を前記絶縁補強層の周囲において互いに位置をずらせて配置することを特徴とする海底ケーブルの接続方法を提供するものである。
【０００９】
第１の溶接部は、内部絶縁体の周囲に配置する関係から、溶接部が外部導体の素線よりも大きくあってはならず、従って、多くの場合、溶接後にその表面から突出している溶接ビードを研削等によって除去することが行われる。
【００１０】
第２の溶接部は、内部絶縁体に比べて径が大きく、円周方向に余裕のある絶縁補強層の周囲に配置されるため、第１の溶接部のように径の制約が少ない。
従って、第２の溶接部は、外部導体用素線の先端部の側面同士の溶接によって形成することが可能である。溶接の容易さおよび溶接強度を確保する意味から、多くの場合にこの溶接方法が採用される。
【００１１】
上記した内部絶縁体は、架橋ポリエチレンにより構成されるのが普通であり、その場合、絶縁補強層の形成方法としては、架橋剤を含むポリエチレンテープを所定の個所に巻き回し、これを加熱することによって架橋と全体の一体化を行うテープ巻きモールド方式、あるいは絶縁補強層の形成部分に金型を配置してこれに架橋剤を含む溶融ポリエチレンを押出機を使用して注入し、加熱することによって架橋と全体の一体化を行う押出モールド方式等が利用される。
【００１２】
本発明における海底ケーブルは、多くの場合、高圧ケーブルであり、従って、絶縁補強層の上には、電界緩和のための半導電遮蔽層が形成される。
この遮蔽層をクッション性の半導電テープの巻き付けによって構成することが考えられ、このようにするときには、第２の溶接部を形成するときに、熱および外傷の作用から絶縁補強層を保護することが可能となる。この保護効果は、半導電テープの上に半導電布テープを巻き付けることによって、より確実なものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による海底ケーブルの接続方法の実施の形態を説明する。
図１は、接続作業の手順を示す。（ａ）は絶縁補強層の形成工程を示したもので、まず、互いに接続すべき海底ケーブル１、１´の内部導体２、２´、半導電遮蔽層３、３´、内部絶縁体４、４´、半導電遮蔽層５、５´、外部導体６、６´、半導電遮蔽層７、７´、外部絶縁体８、８´、遮蔽層９、９´および防食層１０、１０´を段剥ぎする。
【００１４】
このとき、外部導体６、６´は、図に示される絶縁補強層１１の形成を可能にする位置、換言するならば絶縁補強層１１の形成作業に支障を与えない位置でその複数の素線が切断される。この例においては、絶縁補強層１１を形成するために使用される架橋金型１２の長さＬ1 の近傍で切断されている。
【００１５】
絶縁補強層１１は、テープ巻きモールド方式によって形成され、内部導体２、２´の接続部から内部絶縁体４、４´にかけて巻かれた絶縁補強層１１の前身であるテープ層（図示せず）に巻かれたダイヤフラム１３の作用によって均一な形状に成型される。１４は架橋金型１２の内部の気密性を確保するために設けられたシール、１５はガス加圧口を示す。
【００１６】
加圧口１５からガスを封入して架橋金型１２の内部を加圧した状態でテープ層を加熱し、これを架橋することによって絶縁補強層１１を形成する。この結果、絶縁補強層１１は、半導電遮蔽層３、３´から内部導体２、２´にかけて巻かれた半導電テープによる遮蔽層（図示せず）、および内部絶縁体４、４´と一体化させられる。
【００１７】
（ｂ）は、一方の海底ケーブル１の半導電遮蔽層５から他方の海底ケーブル１´の半導電遮蔽層５´にかけてクッション性の半導電テープと半導電布テープを巻き付けることによって遮蔽層１６を形成した状態を示す。
【００１８】
（ｃ）は、切断した外部導体６、６´の各素線６ａ、６ｂに対する外部導体用素線１７のバットウエルド方式による溶接作業を示す。素線６ａ、６ｂとこれと同径の外部導体用素線１７の先端の端面同士が溶接機１８により溶接される。
【００１９】
素線６ａ、６ｂは、Ａのように階段状に切断されている。１９は溶接部分、即ち、第１の溶接部を示す。この第１の溶接部は、表面に突出した溶接ビードを研削され、外径が素線６ａ、６ｂと同じになるように仕上げられている。
【００２０】
（ｄ）は、素線６ａ、６ｂに溶接された外部導体用素線１７、１７同士の溶接状態を示したもので、外部導体用素線１７、１７は、海底ケーブル１、１´の双方の側から絶縁補強層１１の上に巻き付けられ、余長を切断された後、その先端部を溶接される。
【００２１】
絶縁補強層１１への外部導体用素線１７、１７の巻き付けは、外部導体６、６´における素線６ａ、６ｂの巻き付け方向と同じ方向となるように行われ、また、その溶接は、互いに接触させた先端の側面同士を対象として行われる。溶接には、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ）溶接が利用され、これにより第２の溶接部２０が形成される。
【００２２】
（ｅ）は、外部導体６、６´の素線６ａ、６ｂと外部導体用素線１７の溶接、および外部導体用素線１７同士の溶接が完了した状態を示す。
図２は、第１の溶接部１９と第２の溶接部２０の配置の状態を示したもので、表１に示される構成の海底ケーブルを接続したときの例を示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
図１（ｃ）における素線６ａ、６ｂの階段状の切断構造Ａをケーブルの円周方向に４セグメント設け（素線数８本と９本を２セグメントずつ）、さらに、このときの階段状の切断構造における各素線の長さを隣接間で１０ｍｍずつずらして設定する。
【００２５】
従って、これにより、図２のＢの第１の溶接部１９の間隔Ｌ2 は１０ｍｍとなる。これらの溶接部１９は、もともと内部絶縁体４、４´の周囲に巻き付けられた素線６ａ、６ｂとこれと同径の外部導体用素線１７を接続したものであるから、各溶接部１９は内部絶縁体４、４´の円周方向に無理なく納まることになる。
【００２６】
一方、絶縁補強層１１を内部絶縁体４、４´の外径よりも５ｍｍ厚く設定したとすると、絶縁補強層１１の外周は、内部絶縁体４、４´よりも５×π＝１５．７ｍｍ大きくなる。この値は、外部導体用素線１７の２本（６．３ｍｍ×２＝１２．６ｍｍ）以上となり、２本の外部導体用素線１７を並列させて溶接した第２の溶接部２０を充分に吸収できる寸法となる。
【００２７】
Ｃに示される第２の溶接部２０の長さＬ3 を充分な機械的強度と充分に低い電気抵抗を得るために２５ｍｍの長さに設定する。
図１（ａ）および図２において、絶縁補強層１１の全長Ｌ4 を８００ｍｍに設定し、両側の立ち上がり部Ｌ5 を１００ｍｍに設定したとすると、第２の溶接部２０を配置するための長さＬ6 は６００ｍｍとなる。
【００２８】
第２の溶接部２０は３４個有り、これを３セグメント（１１個、１２個、１１個）に分けると、１セグメントの長さＬ7 は２５ｍｍ×１１〜１２個＝２７５〜３００ｍｍとなり、各セグメントＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 を図のように配置すれば、長さＬ6 、即ち、絶縁補強層１１の上に無理なく配置することができる。
【００２９】
以上により第１の溶接部１９と第２の溶接部２０は整然と配置され、この結果、船積み時あるいは輸送時の曲げに対して充分な順応性を備えた外部導体層２１を形成することができる。なお、この例の場合の図１（ａ）のＬ0 とＬ8 は、たとえば、２８００ｍｍと９００ｍｍに設定され、Ｌ1 は約１，０００ｍｍに設定される。
【００３０】
外部導体層２１が形成された後、図示は省略するが、外部導体層２１の上に図１の半導電遮蔽層７から７´にかけて半導電テープが巻き付けられることによって外部導体層２１の表面の凹凸形状が緩和され、その後、外部絶縁体８から８´にかけての外部絶縁層、遮蔽層９から９´にかけての遮蔽層、および防食層１０から１０´にかけての防食層が順次形成され、これによって、所定の接続部が形成される。なお、防食層の上には、鉄線鎧装、座床層等が必要に応じて設けられる。
【００３１】
外部絶縁体８と８´の間に設けられる外部絶縁層は、外部絶縁体８の構成材によって形成方法が異なり、本例のように外部絶縁体８がポリエチレンによって構成される場合には、たとえば、エチレンプロピレンゴムテープの巻き付けによって形成され、一方、外部絶縁体８が架橋ポリエチレンによって構成される場合には、前述したテープ巻きモールド方式あるいは押出モールド方式等が適用される。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による海底ケーブルの接続方法によれば、互いに接続されるべき海底ケーブルの段剥ぎにおいて、内部導体の接続部の周囲への絶縁補強層の形成を可能にする位置で双方の海底ケーブルの外部導体を構成する複数の素線を切断して除去するため、絶縁補強層の形成を容易に行うことができ、また、外部導体を除去した部分に絶縁補強層を形成した後、切断された素線の端面とこれと同じ径の外部導体用素線の端面を溶接して第１の溶接部を形成し、さらに、双方の海底ケーブルのそれぞれの側から溶接した外部導体用素線を外部導体の素線の巻き付け方向と同じ方向になるようにして絶縁補強層の上に巻き付け、巻き付けた外部導体用素線を双方の海底ケーブルの間において相互に溶接して第２の溶接部を形成し、以上により形成された第１の溶接部と第２の溶接部を内部絶縁体と絶縁補強層の周囲にそれぞれ位置をずらせて配置するため、第１および第２の溶接部の配置が整然とし、従って、接続部に曲げが作用したとき、これに対して充分に順応することのできる外部導体層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による海底ケーブルの接続方法の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）（ｅ）は接続作業の手順を示す。
【図２】第１の溶接部と第２の溶接部の配置状態を示す説明図。
【図３】海底ケーブルの構成を示す断面図。
【符号の説明】
１、１´      海底ケーブル
２、２´      内部導体
３、３´、５、５´、７、７´      半導電遮蔽層
４、４´      内部絶縁体
６ａ、６ｂ      素線
６、６´      外部導体
８、８´      外部絶縁体
９、９´、１６      遮蔽層
１０、１０´      防食層
１１      絶縁補強層
１７      外部導体層構成用素線
１８      溶接機
１９      第１の溶接部
２０      第２のの溶接部
２１      外部導体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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