(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程であって、
ａ．製造工程の要求に従い、ケーブル端末箇所の外装、金属シースを切断し、ケーブルにおける工場外部半導電層である外部半導電層を剥ぎ取り、工場絶縁層であるケーブル絶縁層の表面を研磨及び平滑化処理し、
ケーブルにおける工場外部半導電層の端部に絶縁成形機を装着し、ケーブルを絶縁成形機内のキャビティ中央位置に固定して、小型押出機及び制御機器に接続し、
絶縁成形機を起動して架橋ポリエチレンの溶融温度に達するまで予熱すると、成形機のキャビティ内にケーブル絶縁層と同じ材質の充填絶縁材である溶融状架橋ポリエチレン絶縁材の注入を開始し、成形機のキャビティ内に充填絶縁材を充満させると、昇温により加熱架橋を行い、工場絶縁層と充填絶縁材間を互いに溶融させて１つの絶縁体となるようグラフト結合させ、
絶縁成形機の冷却を待ってこれを取り外し、ケーブル端末におけるストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を実現するステップと、
ｂ．ケーブルの工場外部半導電層の端部に充填半導電層成形機を装着し、
ストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を充填半導電層成形機のキャビティ中央位置に固定するよう装着し、小型押出機と制御機器に接続するとともに押出機を予熱し、
成形機を起動して架橋半導電材の溶融温度に達するまで予熱すると、押出機を起動して、充填外部半導電層成形機のキャビティ内にケーブルの外部半導電層と同じ材質の溶融状半導電材の注入を開始し、充填半導電層を形成して、半導電層成形機のキャビティ内に溶融状の半導電材が充満されると押出機を停止し、続いて、昇温により加熱架橋を行い、工場外部半導電層、工場絶縁層、充填絶縁材と充填半導電層間を互いに溶融させることでグラフト結合させ、
成形機の冷却を待ってこれを取り外し、ケーブル端末におけるストレス制御モジュール導電及び絶縁材の特殊形状を実現するステップ、を含むことを特徴とする射出成形ストレス制御モジュールの製造工程。
【請求項２】
ステップａでは、溶融状態の架橋ポリエチレンケーブル絶縁材の注入に先立ち、まずはケーブル本体を絶縁成形機内に固定するよう装入して密閉し、成形機を１２０℃まで加熱してこれを維持するよう温度制御し、続いて、押出機を１０５〜１２０℃に加熱してから起動し、押出機内において溶融状である架橋ポリエチレン絶縁材を成形機内へ注入して、成形機内の圧力が２〜５ＭＰａに達すると注入を停止し、このとき、注入された架橋ポリエチレン絶縁材の形状を成形機内で規定するとともに、絶縁成形機を加熱して１５０〜１６０℃に維持するよう温度制御し、且つ、圧力を３〜５ＭＰａに維持して３〜８時間の架橋を行うことで、ケーブルの工場絶縁層と充填絶縁材が一体的に溶融架橋される、ことを特徴とする請求項１に記載の架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程。
【請求項３】
ステップｂでは、
溶融状態の架橋半導電材を注入するに先立ち、まずはケーブルのストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を充填半導電層成形機のキャビティ中央位置に固定するよう装着するとともに、成形機を１２０℃まで加熱してこれを維持するよう温度制御し、
小型押出機と制御機器に接続して押出機を１０５〜１２０℃に達するまで予熱すると、押出機を起動して溶融状の架橋半導電材を半導電層成形機内に注入し、成形機内の圧力が５〜２ＭＰａに達すると注入を停止し、このとき、注入された架橋半導電材の形状を成形機内で規定するとともに、半導電層成形機を加熱して１５０〜１６０℃に維持するよう温度制御し、且つ、圧力を３〜５ＭＰａに維持して３〜８時間の架橋を行うことで、ケーブルの工場絶縁層、充填絶縁材と充填半導電層間が一体となるよう溶融架橋される、ことを特徴とする請求項１に記載の架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程。
【請求項４】
前記充填絶縁材全体を中央部が厚く両端が薄いナツメの種のような形状とし、中央部の充填絶縁材のうち最も厚い部位には凹曲面形体が内側に向かって設けられ、充填半導電層が、充填絶縁材の凹曲面に組み合わされるとともに、ケーブルの外部半導電層の切断端部に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールのための技術に関し、交流６６〜５００ｋＶの高圧及び超高圧、直流±１０〜±５００ｋＶの架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程現場に適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来の交流６６〜５００ｋＶの高圧及び超高圧、直流±１０〜±５００ｋＶの架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの端末箇所には電界ひずみが生じることがあり、電界ひずみによる影響を回避するために、ケーブルの外部半導電層切断箇所にはストレス制御設計を施す必要がある。現在までに、ケーブル端末のストレス制御分野では世界的に大きな成果があがっており、設計に応じた付属部品も市場導入されている。これら付属部品におけるストレス制御については、専門メーカーが工場内で事前製造型のケーブル付属部品として予め生産を完了し、現場でケーブル本体に覆設するよう組み合わせている。こうしたケーブル付属部品としてのストレスコーンとケーブル本体の絶縁材との間には可動界面が存在する。可動界面内には微少なギャップ、水分、不純物及び絶縁潤滑油等の複雑な要素が含有されることから、ギャップにおける沿面放電や、空間への電荷蓄積による部分的な電界ひずみが極めて生じやすい。そして、最終的には絶縁破壊が招来されることで、ケーブルシステムの安全な運用が制限されてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の課題に鑑み、本発明は施工が容易で低コストであり、安全で信頼性のある架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、技術的課題を解決するために以下の技術方案を採用する。
【０００５】
架橋ポリエチレン絶縁ケーブル本体端末における射出成形ストレス制御モジュールの製造工程であって、ａ．製造工程の要求に従い、ケーブル端末箇所の外装、金属シースを切断し、ケーブルにおける工場外部半導電層である外部半導電層を剥ぎ取り、工場絶縁層であるケーブル絶縁層の表面を研磨及び平滑化処理し、ケーブルにおける工場外部半導電層の端部に絶縁成形機を装着し、ケーブルを絶縁成形機内のキャビティ中央位置に固定して、小型押出機及び制御機器に接続し、絶縁成形機を起動して架橋ポリエチレンの溶融温度に達するまで予熱すると、成形機のキャビティ内にケーブル絶縁層と同じ材質の充填絶縁材である溶融状架橋ポリエチレン絶縁材の注入を開始し、成形機のキャビティ内に充填絶縁材を充満させると、昇温により加熱架橋を行い、工場絶縁層と充填絶縁材間を互いに溶融させて１つの絶縁体となるようグラフト結合させ、絶縁成形機の冷却を待ってこれを取り外し、ケーブル端末におけるストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を実現するステップと、ｂ．ケーブルの工場外部半導電層の端部に充填半導電層成形機を装着し、ストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を充填半導電層成形機のキャビティ中央位置に固定するよう装着し、小型押出機と制御機器に接続するとともに押出機を予熱し、成形機を起動して架橋半導電材の溶融温度に達するまで予熱すると、押出機を起動して、充填外部半導電層成形機のキャビティ内にケーブルの外部半導電層と同じ材質の溶融状半導電材の注入を開始し、充填半導電層を形成して、半導電層成形機のキャビティ内に溶融状の半導電材が充満されると押出機を停止し、続いて、昇温により加熱架橋を行い、工場外部半導電層、工場絶縁層、充填絶縁材と充填半導電層間を互いに溶融させることでグラフト結合させ、成形機の冷却を待ってこれを取り外し、ケーブル端末におけるストレス制御モジュール導電及び絶縁材の特殊形状を実現するステップ、を含む。
【０００６】
ステップａでは、溶融状態の架橋ポリエチレンケーブル絶縁材の注入に先立ち、まずはケーブル本体を絶縁成形機内に固定するよう装入して密閉し、成形機を１２０℃まで加熱してこれを維持するよう温度制御し、続いて、押出機を１０５〜１２０℃に加熱してから起動し、押出機内において溶融状である架橋ポリエチレン絶縁材を成形機内へ注入して、成形機内の圧力が２〜５ＭＰａに達すると注入を停止し、このとき、注入された架橋ポリエチレン絶縁材の形状を成形機内で規定するとともに、絶縁成形機を加熱して１５０〜１６０℃に維持するよう温度制御し、且つ、圧力を３〜５ＭＰａに維持して３〜８時間の架橋を行うことで、ケーブルの工場絶縁層と充填絶縁材が一体的に溶融架橋される。
【０００７】
ステップｂでは、溶融状態の架橋半導電材を注入するに先立ち、まずはケーブルのストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を充填半導電層成形機のキャビティ中央位置に固定するよう装着するとともに、成形機を１２０℃まで加熱してこれを維持するよう温度制御し、小型押出機と制御機器に接続して押出機を１０５〜１２０℃に達するまで予熱すると、押出機を起動して溶融状の架橋半導電材を半導電層成形機内に注入し、成形機内の圧力が５〜２ＭＰａに達すると注入を停止し、このとき、注入された架橋半導電材の形状を成形機内で規定するとともに、半導電層成形機を加熱して１５０〜１６０℃に維持するよう温度制御し、且つ、圧力を３〜５ＭＰａに維持して３〜８時間の架橋を行うことで、ケーブルの工場絶縁層、充填絶縁材と充填半導電層間が一体となるよう溶融架橋される。
【０００８】
前記充填絶縁材全体を中央部が厚く両端が薄いナツメの種のような形状とし、中央部の充填絶縁材のうち最も厚い部位には凹曲面形体が内側に向かって設けられ、充填半導電層が、充填絶縁材の凹曲面に組み合わされるとともに、ケーブルの外部半導電層の切断端部に接続される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の有益な効果を得られる。即ち、本発明の製造工程は操作が容易であり、製造されるストレス制御モジュールとケーブル本体とが一体構造をなす。また、電界の応力分布が電気的に安定し、ケーブルとストレス制御モジュールの間に材料の違いにより可動界面が発生するとの課題が解決されるとともに、絶縁材の境界空間に電荷が蓄積されて絶縁層に部分的な電界ひずみが発生することによるケーブルの絶縁破壊が回避される。本発明は、超高圧直流ケーブルにおいて端末接続がない場合に世界的にネックとされてきた技術に突破口を見出すものであり、海底ケーブルや、交流・直流の高圧・超高圧ケーブルにおける端末処理現場で必要な製造、メンテナンスに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明で製造するストレス制御モジュールの構造図である。
【図２】図２は、ケーブルヘッドの一実施例の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面と具体的実施形態を組み合わせて更に説明する。
【００１２】
本発明の製造工程は、ケーブル本体端末の半導電層切断箇所における電界ひずみの問題を回避し、当該箇所の絶縁破壊を防止するためのものである。当該箇所には主として、工場絶縁層と充填絶縁材の溶融架橋過程と、工場半導電層と充填半導電層の溶融架橋過程と、充填絶縁材と充填半導電層の溶融架橋過程とが実施される。以上を完了することで、ストレス制御モジュールの射出成形製造過程が終了し、前記過程終了後に更にケーブルヘッドの製造が行われる。
【００１３】
具体的には、図１に示すように、まずは製造工程の要求に従い、ケーブル端末箇所の外装、金属シースを切断し、ケーブル１における工場外部半導電層２である外部半導電層を剥ぎ取る。そして、工場絶縁層３であるケーブル絶縁層の表面を研磨及び平滑化処理する。続いて、ケーブルにおける工場外部半導電層２の端部に絶縁成形機を装着し、ケーブルを絶縁成形機内のキャビティ中央位置に固定して、小型押出機及び制御機器に接続する。絶縁成形機を起動して架橋ポリエチレンの溶融温度に達するまで予熱すると、成形機のキャビティ内にケーブル絶縁層と同じ材質の充填絶縁材４である溶融状の架橋ポリエチレン絶縁材の注入を開始する。成形機のキャビティ内に充填絶縁材４を充満させると、昇温により加熱架橋を行い、工場絶縁層３と充填絶縁材４間を互いに溶融させて１つの絶縁体となるようグラフト結合させる。そして、絶縁成形機の冷却を待ってこれを取り外し、ケーブル端末におけるストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を実現する。なお、溶融状態の架橋ポリエチレンケーブル絶縁材の注入に先立ち、まずはケーブル本体１を絶縁成形機内に固定するよう装入して密閉し、成形機を１２０℃まで加熱してこれを維持するよう温度制御する。その後、押出機を１０５〜１２０℃に加熱してから起動し、押出機内において溶融状である架橋ポリエチレン絶縁材を成形機内へ注入して、成形機内の圧力が２〜５ＭＰａに達すると注入を停止する。このとき、注入された架橋ポリエチレン絶縁材の形状を成形機内で規定するとともに、絶縁成形機を加熱して１５０〜１６０℃に維持するよう温度制御し、且つ、圧力を３〜５ＭＰａに維持して３〜８時間の架橋を行う。これにより、ケーブルの工場絶縁層３と充填絶縁材４が一体的に溶融架橋される。
【００１４】
続いて、ケーブルの工場外部半導電層の端部Ａに充填半導電層成形機を装着する。そして、ストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を充填半導電層成形機のキャビティ中央位置に固定するよう装着し、小型押出機と制御機器に接続するとともに押出機を予熱する。成形機を起動して架橋半導電材の溶融温度に達するまで予熱すると、押出機を起動して、充填外部半導電層成形機のキャビティ内にケーブルの外部半導電層と同じ材質の溶融状半導電材の注入を開始し、充填半導電層５を形成する。そして、半導電層成形機のキャビティ内に溶融状の半導電材が充満されると押出機を停止する。続いて、昇温により加熱架橋を行い、工場外部半導電層２、工場絶縁層３、充填絶縁材４と充填半導電層５間を互いに溶融させることでグラフト結合させる。そして、成形機の冷却を待ってこれを取り外し、ケーブル端末におけるストレス制御モジュール導電及び絶縁材の特殊形状を実現する。なお、溶融状態の架橋半導電材を注入するに先立ち、まずはケーブルのストレス制御モジュール絶縁材の特殊形状を充填半導電層成形機のキャビティ中央位置に固定するよう装着するとともに、成形機を１２０℃まで加熱してこれを維持するよう温度制御する。そして、小型押出機と制御機器に接続して押出機を１０５〜１２０℃に達するまで予熱すると、押出機を起動して溶融状の架橋半導電材を半導電層成形機内に注入し、成形機内の圧力が５〜２ＭＰａに達すると注入を停止する。このとき、注入された架橋半導電材の形状を成形機内で規定するとともに、半導電層成形機を加熱して１５０〜１６０℃に維持するよう温度制御し、且つ、圧力を３〜５ＭＰａに維持して３〜８時間の架橋を行う。これにより、ケーブルの工場絶縁層、充填絶縁材と充填半導電層が一体となるよう溶融架橋される。
【００１５】
ストレス制御作用をより良好に実現するためには、充填絶縁材全体を中央部が厚く両端が薄いナツメの種のような形状とする。中央部の充填絶縁材のうち最も厚い部位には凹曲面形体４１が内側に向かって設けられ、充填半導電層が、充填絶縁材の凹曲面に組み合わされるとともにケーブルの外部半導電層の切断端部Ａに接続される。
【００１６】
ストレス制御モジュールの射出成形製造完了後に、更にケーブルヘッドの製造を実施してもよい。図２に示すように、ストレス制御モジュールを端末磁器カバー又は組合せカバー６の内部に載置し、端末磁器カバー又は組合せカバー６の底部にフランジ７を装入する。そして、端末磁器カバー又は組合せカバー６内のキャビティに絶縁油８を注入する。当該絶縁油８は一般的にシリコーン油又はポリイソブチレン等の液状絶縁媒体とされ、充満するまで注入される。最後に磁器カバー又は組合せカバー６の上部を封止して、ケーブルヘッドを取得する。
【図１】
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【図２】
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