(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配電ケーブル（１０）の第１のケーブル心線端部（１２）および第２の配電ケーブル（１１０）の第２のケーブル心線端部（１１２）を備え、前記第１および第２のケーブル心線端部のそれぞれが、少なくとも内部導電体（１４）を備える電気的なケーブル心線と、少なくとも内部半導電層（１５）、絶縁層（１６）、および外部半導電層（１７）を備えるケーブル絶縁システムと、を備える、剛性継手組立体であって、前記第１の配電ケーブル（１０）の前記第１のケーブル心線端部の前記電気的なケーブル心線が、前記第２の配電ケーブル（１１０）の前記第２のケーブル心線端部の前記電気的なケーブル心線と内側で接合された継手接続部（２０）をさらに備える、剛性継手組立体であり、前記継手接続部を取り囲む水密金属ケーシング組立体（３０）をさらに備え、前記ケーシング組立体は、ケーシング本体（３１）と、前記第１の配電ケーブルの前記第１のケーブル心線端部を受け入れるための開口部（３４）を備える第１のケーブル進入部分（３２）と、前記第２のケーブルの前記第２のケーブル心線端部を受け入れるための開口部（１３４）を備える第２のケーブル進入部分（１３２）と、を備え、前記ケーシング組立体（３０）が圧縮性ガスを含む、剛性継手組立体において、前記第１のケーブル進入部分（３２）で前記第１のケーブル心線端部（１２）を取り囲む第１のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０）と、前記第２のケーブル進入部分（１３２）で前記第２のケーブル心線端部（１１２）を取り囲む第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（１４０）と、をさらに備えること、ならびに前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）が、前記それぞれの第１および第２のケーブル進入部分（３２；１３２）で前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）を取り囲む剛性パイプ（４１）を備えること、を特徴とし、前記剛性パイプが均一の壁厚を有し、前記剛性パイプ（４１）が、前記第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の外表面と連続的に接触し、前記外表面を取り囲む円筒形の内表面（４３）を有し、前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線が、はんだ付けによって前記ケーシング本体（３１）に接続された外部金属シース（１８）を前記ケーブル絶縁システムの外部にさらに備え、前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）が、鉛はんだ付け（７０）を介して前記外部金属シース（１８）に電気的に接続されている、剛性継手組立体。
【請求項２】
前記剛性パイプ（４１）が少なくとも部分的に前記ケーシング組立体の前記ケーブル進入部分（３２；１３２）の内側に延在する、請求項１に記載の剛性継手組立体。
【請求項３】
前記円筒形の内表面（４３）が少なくとも５０ｍｍの軸方向長を有する、請求項１または２に記載の剛性継手組立体。
【請求項４】
前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）と直接接触している、請求項１から３のいずれか一項に記載の剛性継手組立体。
【請求項５】
前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が、前記剛性パイプに対する前記ケーブル絶縁システム（１５、１６、１７）の軸方向移動が防止されるように、前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）上に固定されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の剛性継手組立体。
【請求項６】
前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）上に押し付けられ、それによって、前記ケーブル絶縁システム（１５、１６、１７）と前記剛性パイプ（４１）との間で接触圧力を生成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の剛性継手組立体。
【請求項７】
前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が、前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線の前記ケーブル絶縁システムの前記外部半導電層（１７）上に直接固定されている、請求項５または６に記載の剛性継手組立体。
【請求項８】
前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が、前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線の前記外部金属シース（１８）上に固定されている、請求項５または６に記載の剛性継手組立体。
【請求項９】
前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線が、前記ケーブル絶縁システムの外部に下地材料をさらに備え、前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が、前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線の前記下地材料上に固定されている、請求項５または６に記載の剛性継手組立体。
【請求項１０】
前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線が、前記外部金属シースの外部に保護オーバシースをさらに備え、前記それぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプ（４１）が、前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）の前記ケーブル心線の前記保護オーバシース上に固定されている、請求項５または６に記載の剛性継手組立体。
【請求項１１】
前記それぞれの第１および第２のケーブル心線端部（１２；１１２）において、前記ケーブル絶縁システム変形防止部材（４０；１４０）の前記剛性パイプを前記ケーシング組立体（３０）に対して軸方向にロックする固定装置（５０）を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の剛性継手組立体。
【請求項１２】
前記それぞれの第１および第２のケーブル進入部分（３２；１３２）が前記ケーシング本体（３１）に接続された別個の部分である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の剛性継手組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気ケーブルのための剛性継手組立体、主として中電圧または高電圧海底ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧（ＨＶ）および中電圧（ＭＶ）ケーブルは、陸上および海上での配電に使用される。そのようなケーブルは、しばしば押出し成形された絶縁システムを使用し、絶縁システムによって取り囲まれた導電体と、異なる目的および用途を有するいくつかの異なる材料の層、例えば、８〜９つもの層と、を備える。絶縁システムは、導体に最も近い内部半導電層と、導体遮蔽体の外部の絶縁層と、外部半導電層と、を備える。
【０００３】
ケーブル心線という用語を使用することが一般的であり、一般に、ケーブル心線は、内部導電体と、上記のような、少なくとも内部半導電層、絶縁層、および外部半導電層を備える絶縁システムと、の主要層を備える。また、ケーブル心線という用語は、通常、絶縁体の外部に、内側から外に向かって、使用される場合は任意選択の膨潤材料、金属シース、および半導電性または絶縁性であってもよい押出し成形されたオーバシースを含む。
【０００４】
２つの延伸するケーブルを接合する際に、予め作製された継手を使用することができる。予め作製された継手は、２つの延伸するケーブルを接合する際に絶縁システムを復元するために使用される、例えば、ゴムの予め成型された／予め作製された継手本体を備える。ケーブル心線の導体が接合され、接合されたケーブル心線の絶縁システムが継手本体内で復元される。このタイプの継手は、高電圧ケーブルを、通常、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）を含む押出し成形された絶縁システムによって接合するために一般に使用される。海底ケーブルについては、予め作製された継手本体が、大気圧で、空気中で取り付けられ、次に、水密金属ケーシングの内側に配置される。ケーブル心線の金属シースは、通常、はんだ付けによってケーシングに接続され、それによって、継手に対する全体的な水密設計を実現する。
【０００５】
１つのケーブル心線を含む海中ＤＣケーブルについては、剛性継手は、ケーブル心線継手を含むこれらの金属性ケーシングのうちの１つから構成され、このケーシングが、通常、ケーブルの外装層を接続するためにも使用される外部容器内に配置される。３つのケーブル心線を含む海中ＡＣケーブルについては、剛性継手は、それぞれが心線継手を含むこれらの金属性ケーシングのうちの３つから構成され、このケーシングが、通常、ケーブルの外装層を接続するためにも使用される外部容器内に配置される。外部容器を含む継手全体は、一般に剛性継手と呼ばれる。
【０００６】
そのような剛性継手を海底ケーブルの接合に使用する場合、水密金属ケーシングを取り囲む外部容器は、ケーシングを保護する機械的な機能を有し、ケーブルおよび剛性継手が水中に沈められたときに、通常、水で満たされる。したがって内部水密ケーシングは、ケーシングの内側が大気圧、および外側が水の静水圧である圧力容器として機能する。この結果、接合されている電気的な心線に沿って圧力勾配が生じる。予め作製されたゴム継手本体を有する上記のタイプの剛性継手は、およそ６ＭＰａの静水圧に相当する、およそ６００ｍまでの水深の海底ケーブルに対して首尾よく実装されてきた。
【０００７】
しかしながら、そのような剛性継手を６００ｍよりも深い大水深に使用することができるかどうか、疑問が生じる。
【０００８】
大水深に対しては、通常の剛性継手を使用する場合、このシナリオは、適切ではなさそうであることが分かった。数値解析および実験によると、ケーブル心線が内部ケーシングへ進入している内部ケーシングのすぐ外側の重要な遷移領域において、押出し成形された絶縁体に対して過度の変形が予想される。ケーブル心線絶縁体の外径の著しい減少、いわゆるネッキングが生じ、これは、ケーブル絶縁体の塑性変形、屈伸性、および／またはクリープに起因する。そのような変形は、押出し成形された絶縁体の最適な電気的特性に著しく影響する可能性があり、例えば、ケーブル上の電界分布に望ましくない結果をもたらし、したがって、動作中にケーブルの障害を引き起こす可能性がある。
【０００９】
ケーブル心線が継手の内部ケーシングに進入しかけている重要な遷移領域は、著しい圧力差または圧力勾配によって深刻な影響を受ける。ケーシングの外側では、ケーブル心線は、大水深による高い静水圧を受け、一方、ケーシングの内側では、ケーブル心線は、大気圧下にある。動作中に、絶縁システムは、加熱され、これによって押出し成形された絶縁体の機械的強度が低下し、絶縁体がより一層変形しやすくなる。
【００１０】
また、この重要な遷移領域にわたって、高い圧力差は、ケーブルの軸方向に沿ってケーブルに著しく不均衡な圧縮応力状態を生成する。したがって、過度のネッキングが生じるのと同時に、押出し成形された絶縁体は、ケーブル心線の軸方向に沿って、圧力がより低いケーシングの内部に向かって変位する傾向がある。電気的特性に悪影響することに加えて、このことは、心線がケーシングに進入する場所でケーシングの水密性にも影響する可能性がある。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、大水深で海底ケーブルに使用するのに適した改善された剛性継手組立体を提供することである。
【００１２】
本発明によると、第１の電気ケーブルの第１のケーブル心線端部および第２の電気ケーブルの第２のケーブル心線端部を備え、前記第１および第２のケーブル心線端部のそれぞれが、少なくとも内部導電体を備える電気的なケーブル心線と、少なくとも内部半導電層、絶縁層、および外部半導電層を備える絶縁システムと、を備える、剛性継手組立体であって、第１の電気ケーブルの第１のケーブル心線端部の電気的なケーブル心線が、第２の電気ケーブルの第２のケーブル心線端部の電気的なケーブル心線と内側で接合された継手接続部をさらに備える、剛性継手組立体であり、継手接続部を取り囲む水密金属ケーシング組立体をさらに備え、このケーシング組立体が、ケーシング本体と、第１のケーブルの第１のケーブル心線端部のケーブル心線を受け入れるための開口部を備える第１のケーブル進入部分と、第２のケーブルの第２のケーブル心線端部を受け入れるための開口部を備える第２のケーブル進入部分と、を備え、このケーシング組立体が圧縮性ガスを含む、剛性継手組立体において、第１のケーブル進入部分で第１のケーブル心線端部を取り囲む第１のケーブル絶縁システム変形防止部材と、第２のケーブル進入部分で第２のケーブル心線端部を取り囲む第２のケーブル絶縁システム変形防止部材と、をさらに備えること、ならびにそれぞれの第１および第２のケーブル絶縁システム変形防止部材が、それぞれのケーブル進入部分でそれぞれのケーブル心線端部を取り囲む剛性パイプを備えること、を特徴とする、剛性継手組立体が規定される。
【００１３】
ケーシング組立体のケーブル進入部分でそれぞれのケーブルのケーブル心線端部を取り囲む剛性パイプを備えるケーブル絶縁システム変形防止部材を設けることによって、ケーブル心線端部がケーシング組立体の内側のガス圧とケーシング組立体の外部の静水圧との間の圧力差を受ける、重要な遷移領域を備えるケーシング組立体のケーブル進入部分近辺のケーブル心線端部が、剛性パイプによって保護されるため、本剛性継手組立体を、大水深で、押出し成形された海底ケーブルを接合するために使用することができるという、利点が得られる。その結果として、ケーブル心線端部のケーブルの絶縁システムは、ネッキングなどの変形から保護され、また、剛性パイプは、剛性パイプがケーブル心線端部を取り囲む場所で、剛性パイプがパイプの内側に絶縁システムを有するケーブル心線端部を含むように働くため、絶縁体が静水圧を有する側から、より低い圧力を有するケーシング組立体内へと軸方向に変位するのを防止するように働く。材料が変位することも、膨張することもできる場所がない場合は、ネッキングは、あり得ない。
【００１４】
一特徴によると、剛性パイプは、少なくとも部分的にケーシング組立体のケーブル進入部分の内側に延在することができる。これは、絶縁システムが、ケーシング組立体のケーブル進入部分で変形および／または変位するのを防止するのに役立つ。しかしながら、剛性パイプは、ケーシング組立体のケーブル進入部分の外側にすべて、ケーシング組立体のケーブル進入部分の内側にすべて、またはケーシング組立体のケーブル進入部分の外側に一部がおよび内側に一部が位置してもよいことが一般的に考えられることに留意されたい。しかし、剛性パイプは、好ましくは、剛性パイプとケーシング組立体のケーブル進入部分との間で外圧に直接さらされるケーブル絶縁システムの部分がないように位置すべきである。
【００１５】
別の特徴によると、剛性パイプは、ケーブル心線端部の外表面と連続的に接触し、外表面を取り囲む円筒形の内表面を有してもよい。ある長さにわたって連続的な接触を有することも、絶縁システムもしくはその一部が、ケーシング組立体のケーブル進入部分で変形および／または変位するのを防止するのに寄与する。円筒形の内表面は、少なくとも５０ｍｍ、好ましくは少なくとも１００ｍｍ、さらには少なくとも１５０ｍｍの軸方向長を有することができる。
【００１６】
さらなる特徴によると、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、それぞれのケーブル心線端部と直接接触していてもよい。直接接触も、絶縁システムの変形および／または変位の防止に寄与する。
【００１７】
さらなる別の特徴によると、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、剛性パイプに対する絶縁システムの軸方向移動が防止されるように、それぞれのケーブル心線端部に固定されてもよい。剛性パイプをケーブル心線端部に効果的に固定することによって、ケーブル絶縁システムの変形および／または変位のより効果的な防止が得られる。
【００１８】
例えば、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、それぞれのケーブル心線端部上に押し付けられてもよく、それによって、ケーブル絶縁システムと剛性パイプとの間に接触圧力を生成する。これは、ケーブル絶縁システムもしくはその一部の変形および／または変位を防止するのに非常に効率的である。押し付けられるという言葉は、圧着工具による、例えば型締め、および例えば圧着を含む。
【００１９】
一変形形態によると、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線の絶縁システムの外部半導電層上に直接固定されてもよい。
【００２０】
それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線がケーブル絶縁システムの外部に外部金属シースをさらに備える、別の変形形態によると、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線の外部金属シース上に固定されてもよい。
【００２１】
それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線がケーブル絶縁システムの外部に下地材料をさらに備える、さらなる別の変形形態によると、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線の下地材料上に固定されてもよい。
【００２２】
それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線がケーブル絶縁システムの外部に外部金属シースを、および外部金属シースの外部に保護オーバシースをさらに備える、さらなる別の変形形態によると、それぞれのケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプは、それぞれのケーブル心線端部のケーブル心線の保護オーバシース上に固定されてもよい。そのようなオーバシースは、例えば、押出し成形されたポリマーであってもよく、絶縁材料であってもよく、または半導電性材料であってもよい。
【００２３】
さらなる特徴によると、剛性継手組立体は、それぞれのケーブル心線端部において、ケーブル絶縁システム変形防止部材の剛性パイプをケーシング組立体に対して軸方向にロックする固定装置を備えることができる。また、剛性パイプをケーシング組立体に対してロックし、それによってケーブル心線端部をケーシング組立体にロックすることによって、ケーブル絶縁システムもしくはその一部の変形および／または変位を防止するためのより効果的なやり方が得られる。
【００２４】
さらなる別の特徴によると、それぞれのケーブル進入部分は、ケーシング本体に接続された別個の部分であってもよい。これによって、剛性継手組立体の異なる部分の取り付けが容易になる。
【００２５】
言及した継手接続部は、主として、限定されないが、上記のような従来技術で知られている予め作製された継手のタイプであり、２つの延伸するケーブルを接合するために使用される予め成型された／予め作製された継手ゴム体を備える。このタイプのケーブルは、主として、限定されないが、上記のような内部導体を備えるケーブル心線と、押出し成形された絶縁システムと、を有する海底ケーブルである。また、ケーブル心線は、従属請求項に示されるように、金属シース、下地層、例えば、ポリマーの外部保護層などのさらなる層を備えてもよい。また、ケーブルは、例えば、金属ワイヤの伸長可能な外装層、または他の荷重担持部材を備えることができる。水中に敷設される場合、本発明による１つまたは複数の剛性継手組立体は、前述したように、ケーブルの外装層を接続するためにも使用されることがある外部容器内に通常配置される。
【００２６】
また、本発明のさらなる特徴および利点は、実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２７】
ここで、例としてのみ与えられた、本発明の異なる態様および実施形態を例示する同封の概略図を参照して、本発明についてより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による剛性継手組立体の実施形態の概略斜視図である。
【図２】図１の剛性継手組立体のより詳細な部分断面概略図である。
【図３】剛性継手組立体の実施形態の断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
同一の、または対応するもしくは等価な要素を表わす要素には、異なる図において同一の参照番号を与えた。
【００３０】
図１には、第１の電気ケーブル１０の心線端部と第２の電気ケーブル１１０の心線端部とが内側で接続された継手接続部２０を備える剛性継手組立体１が示されている。ケーブルは、海中の据え付けに適した中電圧または高電圧ケーブルである。継手接続部は、例えば、２つの心線端部が接合された絶縁システムを復元するために使用される予め成型された／予め作製されたゴム継手本体を備える、上記のタイプの予め作製された継手である。継手接続部２０は、水密金属ケーシング組立体３０の中空内部３６に位置しており、図２を参照されたい。ケーシング組立体３０は、ケーシング本体３１と、第１のケーブル１０のケーブル心線端部１２がケーシング組立体に進入する開口部３４を有する第１のケーブル進入部分３２と、を備える。第１のケーブルのこのケーブル心線端部１２は、第１のケーブル心線端部と呼ばれる。ケーシング組立体３０は、第１のケーブル進入部分３２の反対端に、第２のケーブル１１０のケーブル心線端部１１２がケーシング組立体に進入する開口部１３４を有する第２のケーブル進入部分１３２をさらに備える。第２のケーブルのこのケーブル心線端部１１２は、第２のケーブル心線端部と呼ばれる。
【００３１】
そのようなケーシング組立体は、例えば、溶接または他の手段によって一緒に取り付けられ、接続される、もとは別個の部分であるいくつかの構成要素を備えることがきることを理解されたい。例えば、継手接続部の上にケーシング組立体を取り付けることができるように、ケーシング組立体は、ケーシング組立体を得るために組み立てられる、通常は一緒に溶接される少なくとも２つのケーシング組立体半体、例えば、下半分および上半分に分割されている。ケーシング組立体に言及する場合、ケーシング組立体という言葉は、明示的に別段の定めがある場合を除き、ケーシング組立体全体を意味し、ケーシング組立体を形成するために組み立てられた一体部分または構成要素であるかどうかに関わらず、ケーシング組立体のすべての部分を含むことを理解されたい。
【００３２】
図示する剛性継手組立体を有するケーブルを敷設する場合、これらの剛性継手組立体の１つ（ＤＣケーブルの場合）または３つ（ＡＣケーブルの場合）が、ケーブルの外装層（図示せず）を接続するためにも使用される外部容器（図示せず）内に配置される。海底ケーブルの場合、外部容器は、結果的に、ケーシング組立体３０を取り囲む水で満たされる。しかしながら、ケーシング組立体の内側には、据え付けまたは修理現場で、例えば、船舶上では、ケーシング組立体が継手接続部のまわりに据え付けられたときと同じ空気圧が依然として存在する。
【００３３】
ケーブル１０の一例の概略断面図が、本発明による剛性継手組立体の実施形態と共に図３に示されている。関係するタイプの、押出し成形された、例えば、ＸＬＰＥタイプの高電圧ケーブルは、多くの層を有するが、ケーブル心線の主要層のみが図３に示されている。図示する例では、内部半導電層１５と、例えばＸＬＰＥの絶縁層１６と、外部半導電層１７と、を備える絶縁システムに取り囲まれた導電体１４を示す。絶縁システムの外部には、金属シース１８、例えば鉛シースがある。これらは、ケーブル心線の主要層を構成する。また、ケーブル心線は、時には、他の内層、例えば、フィラーまたは下地を備えることがあり、金属シースの外部に、押出し成形されたオーバシースを備えることがある。ケーブルは、ケーブル心線の外部に、伸長可能な外装層を含む他の層を備える。しかしながら、これらの外層は、継手のためのケーブルを準備する際に、ケーブル１０のケーブル心線端部１２で除去されている。図示する例では、ケーブル１０のケーブル心線端部１２は、言及した主要なケーブル心線層のみを備える。
【００３４】
ケーシング組立体の内部３６には、圧縮性ガス、通常、大気圧の空気が存在する。しかしながら、既に説明したように、ケーシング組立体の外側ではケーブル１０は、水から静水圧を受け、この圧力は、ケーシング組立体の内側の圧力よりもはるかに高い。これによって、結果として、心線がケーシング組立体に進入する場所の近辺の圧力遷移領域において絶縁体のケーブル心線端部１２に影響する圧力勾配が生じる。この遷移領域は、心線の端部１２が開口部３４を介してケーシング組立体３０に進入する場所の外側に延在し、ケーシング組立体のケーブル進入部分３２の内側にもある長さ延在している。図で見て分かるように、ケーシング組立体３０は、一般にケーブル心線をかなり密に取り囲むスリーブ形状部分によって終端された円錐形端部を有し、ここで、ケーブル心線がケーシング組立体に進入する。圧力勾配によって引き起こされるケーブル心線の変形、特にケーブル心線絶縁層１６の変形を防止するために、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０が第１のケーブル進入部分３２でケーブル１０のケーブル心線端部１２を取り囲むように配置されており、図２および図３を参照されたい。対応するケーブル絶縁システム変形防止部材１４０も第２のケーブル１１０のケーブル心線端部１１２を取り囲むように配置されている。図示する実施形態では、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０、１４０は、それぞれの第１および第２のケーブル進入部分３２、１３２でケーブル１０、１２のケーブル心線端部１２、１１２を取り囲む保護剛性パイプ４１の形状である。パイプは、ケーブルのケーブル心線端部と同心円状に配置され、圧力差によってケーブル絶縁体がケーブル心線に沿って軸方向に変位し、再分布するのを防止するように、心線にきつく嵌め込まれる必要がある。ある領域においてケーブル心線上に高い圧力が存在すると、絶縁体材料がネッキング領域から、ケーブルの軸に沿って、より低い圧力を有する別の領域に変位することが許容される場合に、ネッキングによって高い圧力の領域に変形が生じることがあり、この別の領域で絶縁体材料が膨張することがあり、それどころか絶縁体の膨れ出しが生じる。パイプをケーブル心線にしっかりと嵌め込むことによって、絶縁材料の何らかの膨れ出しを可能にするパイプの内側の何らかの空きスペースがなくなるため、絶縁材料の変位によるそのような変形が防止される。パイプと絶縁体との間に接触圧力を生成することによって、結果として生じる摩擦力が絶縁システムのパイプに対する軸方向変位を防止する。したがって、パイプ４１は、ケーブル１０のケーブル心線端部１２にぴったりと嵌まることができ、かつ好ましくは、ケーブル心線端部の外表面とも常に接触している滑らかな内表面を有するべきである。これを実現するために、パイプは、好ましくは、ケーブル心線端部の外表面と連続的に接触している、この外表面を取り囲む円筒形の内表面４３を有する。また、剛性パイプの内部表面は、ケーブル心線端部の外表面と直接接触していることが好ましい。パイプは、好ましくは均一の壁厚を有する。
【００３５】
剛性パイプ４１は、絶縁システム１５、１６、１７の剛性パイプに対する軸方向移動が防止されるように、それぞれのケーブル心線端部１２、１１２上に固定され、これは、例えば、上述したような摩擦によって行われてもよい。
【００３６】
あるいは、パイプ４１は、やはりケーブル絶縁材料の軸方向変位を防止するために、パイプと心線との間に間隙を有することなく、パイプと絶縁システムとの間に接触圧力を生成し、例えば、圧着によってケーブル心線端部の心線上に押し付けられてもよい。パイプは、好ましくは、金属、例えば、高い外圧および内圧に持ちこたえることができる鋼で作られている。例えば、剛性パイプ４１は、２つのケーブル心線端を接合する前に、剛性パイプがケーブル心線端部１２上を軸方向に滑ることができるように、ケーブル心線の外径よりもわずかに広い内径で作られてもよい。剛性パイプがケーブル心線上の正しい位置に据え付けられると、ツールを使用して、剛性パイプの内表面４３とケーブル心線端部１２の外表面との間で適切な連続的な接触を得るために、例えば、押し付けることによってケーブル心線上にパイプを固定する。
【００３７】
ケーブル心線端部１２、およびケーブル絶縁システム変形防止部材４０、すなわち、パイプ４１も、好ましくは、ケーシング組立体３０に対して軸方向に固定されているべきである。図３では、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０、すなわち、本実施形態ではパイプ４１をケーシング組立体３０に対して軸方向にロックするための固定装置５０が示されている。固定装置は、ねじフランジ５４が設けられた短い管状部分５２を備える。管状部分５２は、パイプ４１と同心であり、パイプの一方の端部、すなわち、ケーシング組立体の内部に面するパイプの端部と当接する。フランジ部分５４は、管状部分に垂直であり、ねじ用の孔が設けられ、この孔によって、フランジ部分５４をケーシング組立体のケーブル進入部分３２に固定することができる。剛性パイプ４１の内部端、すなわち、ケーシング組立体の内部に面する端部は、ねじによってケーシング組立体３０のケーブル進入部分３２に固定された固定装置の管状部分５２に当接しているため、剛性パイプは、ケーシング組立体の内部に向かって軸方向に移動することができない。一般に、この方向は、パイプが圧力勾配のために移動する唯一の方向である。ねじフランジを使用した上記の固定装置の代替として、各部分の溶接が使用されてもよい。
【００３８】
ケーブル進入部分３２は、固定装置の取付けを容易にするために、もとは別個の部分である、ケーシング組立体の構成要素であってもよい。固定装置を取り付けた後、それぞれのケーブル進入部分３２、１３２は、ケーシング本体３１に接続される。通常、これは、ケーシング組立体全体に必要な水密金属性シールを得るために、溶接することによって行われる。別の代替形態として、ケーブル進入部分３２は、ケーシング組立体３０の一体部分であってもよい。
【００３９】
ケーブル絶縁システム変形防止部材４０、すなわちパイプ４１の反対端には、パイプ４１と、ケーシング組立体３０の周囲壁、すなわちケーブル進入部分３２の壁との間に挿入されたインレイ６０がある。このインレイは、ケーブル心線端部１２と、パイプ４１と、ケーシング組立体３０の壁との間の間隙を埋めるように設計されている。インレイは、環状であり、または好ましくは金属の２つの半環状部分を備える。ケーブル絶縁システム変形防止部材４０のこの端部領域、すなわちケーシング組立体３０の内部と反対向きの端部も、水密性を保証する鉛はんだ付け７０および金属性溶融バリアによってカバーされている。はんだは、ケーシング組立体のケーブル進入部分３２の端部、インレイ６０をカバーし、ケーブル心線の金属シース上に延在する。あるいは、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０がケーシング組立体３０からさらに延在する場合、ケーシング組立体のケーブル進入部分３２は、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０上に直接はんだ付けされるか、または溶接されてもよい。ケーブル絶縁システム変形防止部材は、はんだ付けによって金属シースに接続される。
【００４０】
図示する例では、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０が取り付けられたケーブル心線の外部層は、金属シースであるとして記載された。しかしながら、ケーブル絶縁システム変形防止部材を絶縁システムの外部半導電層上に直接取り付けることも可能である場合がある。あるいは、ケーブル心線端部がケーブル絶縁システムの外部に、テープの層などの下地材料を備える場合、ケーブル絶縁システム変形防止部材は、下地材料上に固定されてもよい。ケーブル絶縁システム変形防止部材を金属シース上に施された保護オーバシース上に取り付けることも可能である場合がある。ケーブル絶縁システム変形防止部材がどの層に取り付けられているかに関わらず、ケーシング組立体のケーブル進入部分３２の端部およびインレイ６０、または記載された変形形態をカバーする上記のはんだ付けは、常にケーブル心線の金属シース１８上になされる。
【００４１】
ケーシング組立体３０のそれぞれのケーブル進入開口部３４、１３４に対する、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０、１４０の正確な軸方向位置は、ケースバイケースで状況に応じて変わり得ることを理解されたい。一般に、ケーブル絶縁システム変形防止部材４０、１４０の剛性パイプ４１は、好ましくは、剛性パイプとケーシング組立体のケーブル進入部分との間で外圧に直接さらされるケーブル絶縁システムの部分がないように位置すべきである。好ましくは、剛性パイプは、図示する例のように、少なくとも部分的にケーシング組立体のケーブル進入部分の内側に延在すべきである。剛性パイプ４１の長さは、それぞれの場合で特定の状況に応じて変わってもよい。少なくとも５０ｍｍの長さが、一般には好ましく、より好ましくは少なくとも１００ｍｍ、さらには少なくとも１５０ｍｍである。
【００４２】
図２および図３、ならびにこれらの図に関連する上記の部分では、ケーブルという言葉が使用され、図１の継手の第１のケーブルに関連する参照番号が使用された。しかしながら、「ケーブル」に関連して記載された、第１のケーブルの参照番号を使用するすべてのものが、図１に示す第２のケーブル１１０に等しく適用可能であることを理解されたい。
【００４３】
最終的な剛性継手を得るために、記載された本発明の剛性継手組立体は、本明細書の背景技術の部分に記載された通常のやり方で外部容器（図示せず）内に配置される。１つのケーブル心線を含む海中ＤＣケーブルについては、１つの剛性継手組立体が、ケーブルの外装層を接続するためにも使用される外部容器内に配置される。３つのケーブル心線を含む海中ＡＣケーブルについては、記載された本発明の剛性継手組立体の３つが、ケーブルの外装層を接続するためにも使用される１つの外部容器内に配置される。
【００４４】
本発明は、図示された実施形態に限定されると考えられるべきではなく、添付された特許請求の範囲に規定された範囲から逸脱することなく、当業者によって実現されるように、多くのやり方で修正および変更され得る。特に、本発明は、ある特定のタイプのケーブルに限定されるべきではなく、添付された特許請求の範囲の範囲内に入る１つまたは複数の電気ケーブル心線を有する任意のタイプの電気ケーブルを包含すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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