(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルの裸導体セクションの周りに絶縁システムを構築する方法であって、前記電力ケーブルが前記裸導体セクションを含む導体を有し、前記電力ケーブルが、前記導体の大部分の周りに既に設けられている絶縁システムを備え、前記絶縁システムが、前記導体（４ａ）の周りに配置された内側半導電性層（４ｂ）、前記内側半導電性層（４ｂ）の周りに配置された絶縁層（４ｃ）、および前記絶縁層の周りに配置された外側半導電性層（４ｄ）を備え、前記方法は、
ａ）金型内に前記裸導体セクションを設置することと、
ｂ）前記裸導体セクションの周りに絶縁システムを成形することであって、前記絶縁システムを前記成形することが、前記裸導体セクションの周りに内側半導電性層を形成するために第１の金型キャビティの中へと第１の半導電性化合物を注入し、前記内側半導電性層の周りに絶縁層を形成するために第２の金型キャビティの中へと絶縁化合物を注入し、前記絶縁層の周りに外側半導電性層を形成するために第３の金型キャビティの中へと第２の半導電性化合物を注入することを包含する、ことと
を含み、
前記金型が、各成形サイクルの始めに単一のゲート開口部（２９）だけを有するリング形状のランナ（１８）を有する、リング形状のランナシステム（１７）を備え、前記単一のゲート開口部（２９）がスプル（１９）とは反対側に位置し、
前記金型が、各成形サイクルの始めに第１の位置に配置されることにより前記単一のゲート開口部（２９）を形成する可動スリーブ（２７）を備え、前記方法が、前記リング形状のランナ（１８）の円周全体に沿ってゲートを得るために前記第１の位置から第２の位置へと軸方向に前記スリーブ（２７）を移動させることを含み、前記スリーブは、前記第１の半導電性化合物、前記絶縁化合物、および前記第２の半導電性化合物のうちのいずれかが前記単一のゲート開口部に達すると、前記第１の位置から前記第２の位置へと移動される、方法。
【請求項２】
ステップａ）が、前記金型の第１の金型インサート（３）内に前記裸導体セクションを設置することを含み、前記第１の金型インサート（３）が前記第１の金型キャビティを形成し、かつ第１の内径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップａ）が、前記第１の金型インサート（３）の一方の端部のところで前記第１の金型インサート（３）をシールするために前記絶縁システムの周りに第１のシールリング（Ｒ１）を設置することと、前記第１の金型インサート（３）の他方の端部のところで前記第１の金型インサート（３）をシールするために前記絶縁システムの周りに第２のシールリング（Ｒ２）を設置することとをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）が、
ｂ１）前記第１の金型インサート（３）の中へと前記第１の半導電性化合物を注入し、これにより前記裸導体セクションの周りに前記内側半導電性層を設け、したがって内側半導電性層を設けた接合セクションを形成することと、
ｂ２）前記金型から前記第１の金型インサート（３）を取り除き、前記第１の内径よりも大きい第２の内径を有する第２の金型インサートを前記金型の中に設置することであって、前記第２の金型インサートが前記第２の金型キャビティを形成する、設置することと、
ｂ３）前記第２の金型インサート内に、前記内側半導電性層を設けた前記接合セクションを設置することと、
ｂ４）前記第２の金型インサートの中へと前記絶縁化合物を注入し、これにより前記内側半導電性層を設けた前記接合セクションの前記内側半導電性層の周りに前記絶縁層を設け、したがって絶縁層を設けた接合セクションを形成することと、
ｂ５）前記金型から前記第２の金型インサートを取り除き、前記第２の内径よりも大きい第３の内径を有する第３の金型インサートを前記金型の中に設置することであって、前記第３の金型インサートが前記第３の金型キャビティを形成する、設置することと、
ｂ６）前記第３の金型インサート内に、前記絶縁層を設けた前記接合セクションを設置することと、
ｂ７）前記第３の金型インサートの中へと前記第２の半導電性化合物を注入し、これにより前記絶縁層を設けた前記接合セクションの前記絶縁層の周りに前記外側半導電性層を設けることと
を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
ステップｂ３）が、前記第２の金型インサートの一方の端部のところで前記第２の金型インサートをシールするために前記絶縁システムの周りに第３のシールリングを設置することと、前記第２の金型インサートの他方の端部のところで前記第２の金型インサートをシールするために前記絶縁システムの周りに第４のシールリングを設置することとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ステップｂ６）が、前記第３の金型インサートの一方の端部のところで前記第３の金型インサートをシールするために前記絶縁システムの周りに第５のシールリングを設置することと、前記第３の金型インサートの他方の端部のところで前記第３の金型インサートをシールするために前記絶縁システムの周りに第６のシールリングを設置することとをさらに含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のシールリング及び前記第２のシールリングの各々が金属製である、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記第３のシールリング及び前記第４のシールリングの各々が金属製である、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第５のシールリング及び前記第６のシールリングの各々が金属製である、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記金型は、前記第１の半導電性化合物、前記絶縁化合物、および前記第２の半導電性化合物のうちの１つが、前記リング形状のランナ（１８）の中へと注入された後で前記単一のゲート開口部（２９）に達しているかどうかを判定するために、圧力および温度のうちの一方を検知するように配置されたセンサ（３１）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記電力ケーブル（Ｃ１）が高電圧電力ケーブルである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の半導電性化合物および前記第２の半導電性化合物の各々が、半導電性または導電性混在物を充填した熱可塑性材料を含み、前記絶縁化合物が、熱可塑性材料である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記電力ケーブルが第１の電力ケーブルであり、前記導体（４ａ）が、第１の裸導体セクションを有する第１の導体であり、前記方法が、ステップａ）に先立って、前記裸導体セクションを得るために前記第１の裸導体セクションを第２の電力ケーブルの第２の裸導体セクションと接合することを含み、前記第２の電力ケーブルが、第２の導体（６ａ）ならびに前記第１の導体の周りに配置された内側半導電性層、前記内側半導電性層の周りに配置された絶縁層、および前記絶縁層の周りに配置された外側半導電性層を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体として電力ケーブルに関する。特に、本開示は、電力ケーブルの裸導体セクションの周りに絶縁システムを構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、高電圧（ＨＶ）ケーブルは、典型的には架橋型ポリエチレン（ＸＬＰＥ）から作られている。低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）基材に少量のジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）を添加することにより、架橋形成を実現することができる。
【０００３】
工場、海上、またはフレキシブルＨＶ電力ケーブル接合部は、通常、数層に導体の周りに巻かれた架橋性テープを使用して製造されている。これらの層は、半導電性材料から作ることができる最内層、半導電性層の周りに配置された絶縁性層、およびやはり半導電性材料から作られた最外層から構成することができる。絶縁性層は、例えばＸＬＰＥから作ることができ、半導電性層は、カーボンブラック充填型ＸＬＰＥから作ることができる。テープを、接合しようとする２つのケーブルの次第に細くなった絶縁体の２つのケーブル端部の間に手作業で巻き付ける。これらの３つの層の各々を、次いで別々のステップで熱および圧力のもとで硬化させ、その結果、テープは一緒に溶けて全く空隙のない均質な材料を形成する。
【０００４】
工場接合部の絶縁システムおよび工場接合部それ自体のために使用されるテープは、厳格な清浄条件下でケーブル工場において製造される。欠陥のある電力ケーブルの絶縁システムが修復されるケースでも、同じことがやはり当てはまる。手作業の接合または修復処理手続きは、長時間を要し、かつ汚染を受けやすい。上記の処理手続きは、３交代の作業工程で、必要な架橋形成プロセスを含めて４日間以上に及ぶ製造時間を必要とすることがある。その上、接合／修復処理手続きを実行する人は、接合の実行を認可されるまで数年間にわたり訓練を受けなければならない。さらにその上、絶縁体のパフォーマンスを損なうことが知られている架橋形成反応の極性副生成物を脱ガスするための熱処理のために、追加の時間が必須である。脱ガスプロセスは、数日から数週間にわたって継続することがある。
【発明の概要】
【０００５】
上の観点から、本開示の目的は、先行技術の問題を解決すること、または少なくとも軽減することである。
【０００６】
これゆえ、本開示の第１の態様によれば、電力ケーブルの裸導体セクションの周りに絶縁システムを構築する方法が提供され、上記電力ケーブルは、上記裸導体セクションを含む導体を有し、上記電力ケーブルは、上記導体の大部分の周りに既に設けられている絶縁システムを備え、上記絶縁システムが、上記導体の周りに配置された内側半導電性層、上記内側半導電性層の周りに配置された絶縁層、および上記絶縁層の周りに配置された外側半導電性層を備え、上記方法が：ａ）金型内に上記裸導体セクションを設置することと、ｂ）上記裸導体セクションの周りに絶縁システムを成形することであって、上記絶縁システムを上記成形することが、上記裸導体セクションの周りに内側半導電性層を形成するために第１の金型キャビティの中へと第１の半導電性化合物を注入し、上記内側半導電性層の周りに絶縁層を形成するために第２の金型キャビティの中へと絶縁化合物を注入し、上記絶縁層の周りに外側半導電性層を形成するために第３の金型キャビティの中へと第２の半導電性化合物を注入することを包含する、こととを含む。
【０００７】
これにより得ることが可能な効果は、製造および熱処理時間／経費の削減という効果である。射出成形を利用することにより、絶縁システムの製造時間を最大で４０％削減することができ、これは主に長い加硫ステップがないことから生じ、加えて脱ガスをともなわないケーブルシステムで熱処理のために費やすすべての時間を完全に排除することができる。
【０００８】
付加的な利点として、テープを必要としないので、半導電性層テープおよび絶縁層テープの製作のための経費がかからない。さらにその上、例えば、オペレータに依存するプロセスが少ないことに起因して、製作品質をより一定に保つことができる。これは、より少ない空隙および欠陥、より優れた界面ならびにより清浄な製造プロセスという理由から、パフォーマンスおよび信頼性の改善という結果をもたらす。
【０００９】
１つの実施形態によれば、ステップａ）は、上記金型の第１の金型インサート内に上記裸導体セクションを設置することを含み、上記第１の金型インサートが上記第１の金型キャビティを形成し、かつ第１の内径を有する。
【００１０】
１つの実施形態によれば、ステップａ）は、上記第１の金型インサートの一方の端部のところで上記第１の金型インサートをシールするために上記絶縁システムの周りに第１のシールリングを設置することと、上記第１の金型インサートの他方の端部のところで上記第１の金型インサートをシールするために上記絶縁システムの周りに第２のシールリングを設置することとをさらに含む。
【００１１】
１つの実施形態によれば、ステップｂ）は、ｂ１）上記第１の金型インサートの中へと上記第１の半導電性化合物を注入し、これにより上記裸導体セクションの周りに上記内側半導電性層を設け、したがって内側半導電性層を設けたセクションを形成することと、ｂ２）上記金型から上記第１の金型インサートを取り除き、上記第１の内径よりも大きい第２の内径を有する第２の金型インサートを上記金型の中に設置することであって、上記第２の金型インサートが上記第２の金型キャビティを形成する、ことと、ｂ３）上記第２の金型インサート内に上記内側半導電性層を設けた上記接合セクションを設置することと、ｂ４）上記第２の金型インサートの中へと上記絶縁化合物を注入し、これにより上記内側半導電性層を設けた上記セクションの上記内側半導電性層の周りに上記絶縁層を設け、したがって絶縁層を設けたセクションを形成することと、ｂ５）上記金型から上記第２の金型インサートを取り除くことと、上記第２の内径よりも大きい第３の内径を有する第３の金型インサートを上記金型の中に設置することであって、上記第３の金型インサートが上記第３の金型キャビティを形成する、ことと、ｂ６）上記第３の金型インサート内に上記絶縁層を設けた上記セクションを設置することと、ｂ７）上記第３の金型インサートの中へと上記第２の半導電性化合物を注入し、これにより上記絶縁層を設けた上記セクションの上記絶縁層の周りに上記外側半導電性層を設けることとを含む。
【００１２】
成形しようとする各層に対して１つずつ、いくつかの金型インサートを利用することにより、１つの金型をすべての層に対して使用することができるため、経費を少なくすることができる。その上、金型インサートを用いた１つの金型の利用は、各層に対して金型全体を置き換える必要がないため、製造時間を短縮する。
【００１３】
１つの実施形態によれば、ステップｂ３）は、上記第２の金型インサートの一方の端部のところで上記第２の金型インサートをシールするために上記絶縁システムの周りに第３のシールリングを設置することと、上記第２の金型インサートの他方の端部のところで上記第２の金型インサートをシールするために上記絶縁システムの周りに第４のシールリングを設置することとをさらに含む。
【００１４】
１つの実施形態によれば、ステップｂ６）は、上記第３の金型インサートの一方の端部のところで上記第３の金型インサートをシールするために上記絶縁システムの周りに第５のシールリングを設置することと、上記第３の金型インサートの他方の端部のところで上記第３の金型インサートをシールするために上記絶縁システムの周りに第６のシールリングを設置することとをさらに含む。
【００１５】
上記シールリングの適切な寸法を選択することにより、上記ケーブルの何らかの弾性変形を回避することができる。上記絶縁層および半導電性層の何らかの弾性変形は、局所電場増強を誘発する電気的パフォーマンスに悪影響を及ぼすはずである。
【００１６】
１つの実施形態によれば、上記第１のシールリング、第２のシールリング、第３のシールリング、第４のシールリング、第５のシールリング、および第６のシールリングの各々が金属製である。
【００１７】
１つの実施形態によれば、上記金型は、各成形サイクルの始めに単一のゲート開口部だけを有する、リング形状のランナを有するリング形状のランナシステムを備え、上記単一のゲート開口部はスプルとは反対側に位置する。
【００１８】
１つの実施形態によれば、上記金型は、各成形サイクルの始めに第１の位置に配置されることにより上記単一のゲート開口部を形成する可動スリーブを備え、上記方法は、上記リング形状のランナの円周全体に沿ってゲートを得るために上記第１の位置から第２の位置へと軸方向に上記スリーブを移動させることを含み、上記スリーブは、上記第１の半導電性化合物、上記絶縁化合物、および上記第２の半導電性化合物のうちのいずれかが上記単一のゲート開口部に達すると、上記第１の位置から上記第２の位置へと移動される。
【００１９】
これにより、上記キャビティの一様な充填を得ることができる。従来のランナシステムは、キャビティのバランスの取れていない充填という結果につながる可能性があり、これが潜在的に上記導体の非常軌性という問題を生じさせることがあり、ひいては有害な電気的パフォーマンスという結果につながることがある。上記リング形状のランナシステムは、さらにその上、上記接合した電力ケーブルの電気的および機械的パフォーマンスに潜在的に悪影響を及ぼすことがある明白な溶接ラインを得るというリスクを低減する。さらにその上、上記リング形状のランナシステムが半開放ゲート構造であるため、上記リング形状のランナに注入した化合物が充填される結果、成形中に空気が上記金型キャビティの中に押し込まれることがある。これにより、リング形状のランナ内で起こり得る空気トラップ／ディーゼル効果問題を回避することができる。
【００２０】
このリング形状のランナシステムは、３つの層すべて、すなわち上記内側半導電性層、上記絶縁層、および上記外側半導電性層を成形するときに利用することができる。各金型インサートには、例えばこの目的のためにそれぞれリング形状のランナシステムを設けることができる。
【００２１】
１つの実施形態によれば、上記金型は、上記第１の半導電性化合物、上記絶縁化合物、および上記第２の半導電性化合物のうちの１つが、上記リング形状のランナの中へと注入された後で上記単一のゲート開口部に達しているかどうかを判定するために、圧力および温度のうちの一方を検知するように配置されたセンサを備える。
【００２２】
１つの実施形態によれば、上記電力ケーブルは高電圧電力ケーブルである。
【００２３】
１つの実施形態によれば、上記第１の半導電性化合物および上記第２の半導電性化合物の各々が、半導電性または導電性混在物を充填した熱可塑性材料を含み、上記絶縁化合物は熱可塑性材料である。
【００２４】
１つの実施形態によれば、上記電力ケーブルは、上記導体が第１の裸導体セクションを有する第１の導体である第１の電力ケーブルであり、上記方法は、ステップａ）に先立って、上記裸導体セクションを得るために、上記第１の裸導体セクションを第２の電力ケーブルの第２の裸導体セクションと接合することを含み、上記第２の電力ケーブルは、第２の導体ならびに上記第２の導体の周りに配置された内側半導電性層、上記内側半導電性層の周りに配置された絶縁層、および上記絶縁層の周りに配置された外側半導電性層を有する。
【００２５】
本開示の第２の態様によれば、本明細書において提示した上記第１の態様による上記方法により得ることが可能な電力ケーブルが提供される。
【００２６】
一般に、特許請求の範囲において使用するすべての用語は、本明細書において別なふうに明示的に規定されない限り、上記技術分野においてその通常の意味に従って解釈されるべきである。「１つ（ａ）／１つ（ａｎ）／その（ｔｈｅ）要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、手段（ｍｅａｎｓ）」、等へのすべての言及は、別途明示的に述べない限り、要素、装置、構成要素、手段等の少なくとも１つの事例に言及するようにオープンに解釈されるべきである。
【００２７】
ここで、発明の概念の具体的な実施形態を、例として添付した図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電力ケーブルの裸導体セクションの周りに絶縁システムを構築する方法のフローチャートである。
【図２】図１に描いた方法の変形形態のフローチャートである。
【図３】図１および図２の方法に従って成形することにより絶縁システムを製造するために利用する配置の例の模式図である。
【図４】シールリングの例の２つの二分割部分の上面図である。
【図５ａ】リング形状のランナシステムの例の断面図である。
【図５ｂ】図５ａのリング形状のランナシステムの斜視図である。
【図５ｃ】図５ａのリング形状のランナシステムの斜視図である。
【図６ａ−６ｂ】成形サイクル中のリング形状のランナシステムの第２の例の模式的斜視図である。
【図６ｃ−６ｄ】成形サイクル中のリング形状のランナシステムの第２の例の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
発明の概念を、例示の実施形態を示している添付した図面を参照して以降により十分に説明する。しかしながら、発明の概念は多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書において記述する実施形態に限定するようには解釈すべきではなく、むしろ、これらの実施形態は例として与えられ、その結果この開示が完全かつ完璧になり、当業者に発明の概念の範囲を十分に伝えるであろう。類似の番号は、明細書の全体を通して類似の要素を参照する。
【００３０】
本開示は、電力ケーブルの裸導体セクションの周りに絶縁システムを構築する、または完成する方法に関し、上記の電力ケーブルは、電力ケーブルの導体の大部分の周りに配置された既存の絶縁システムを既に有している。裸導体セクションの周りに構築される絶縁システムは、電力ケーブルの裸導体セクションの周りに内側半導電性層を成形することにより、内側半導電性層の周りに絶縁層を成形することにより、そして絶縁層の周りに外側半導電性層を成形することにより構築する。構築することは、製造上の欠陥をともなう絶縁システムを有する電力ケーブルの絶縁システムの修復を包含することができるか、または第１の電力ケーブルおよび第２の電力ケーブルを接合すること、したがって電力ケーブルを形成することを包含することができ、このケースでは、第１の電力ケーブルと第２の電力ケーブルとの２つの接合した導体間の接合部分を含む裸導体セクションの周りに、絶縁システムが構築される。このタイプの絶縁システムの構築は、修復時には絶縁システムの中に不純物を導入しないために高度の清浄度を必要とするので、通常工場において実行される。
【００３１】
電力ケーブルは高電圧電力ケーブルとすることができる。電力ケーブルは、複数のコア、すなわち各電気位相に対して１つを有する交流（ＡＣ）電力ケーブル、このケースでは各コアを本明細書において説明する方法に従って接合することができる、または直流（ＤＣ）電力ケーブルとすることができる。
【００３２】
ここで、電力ケーブルの裸導体セクションの周りに絶縁システムを構築する第１の例を説明する。この例では、構築することは、接合した第１の電力ケーブルおよび第２の電力ケーブルの絶縁システムを構築することまたは製造することを包含する。
【００３３】
図３に示したように、第１の電力ケーブルＣ１は、第１の導体４ａ、ならびに第１の導体４ａの周りに配置された内側半導電性層４ｂ、内側半導電性層４ｂの周りに配置された絶縁層４ｃおよび絶縁層４ｃの周りに配置された外側半導電性層４ｄを備えている第１の絶縁システムを備える。
【００３４】
第１の電力ケーブルＣ１と同様に、第２の電力ケーブルは、第２の導体、ならびに第２の導体の周りに配置された内側半導電性層、内側半導電性層の周りに配置された絶縁層および絶縁層の周りに配置された外側半導電性層を備えている第２の絶縁システムを備える。
【００３５】
本明細書において開示される接合を準備するために、第１の絶縁システムには、通常、第１の導体の裸端部セクションに向かって次第に細くなる次第に細くなっているセクションがある。同様に、第２の絶縁システムには、通常、第１の導体の裸端部セクションに向かって次第に細くなるセクションがある。
【００３６】
本明細書において提示した方法により、第１の絶縁システムおよび第２の絶縁システムの各々を修復することができ、その結果、第１の導体の裸端部セクションおよび第２の絶縁システムの裸端部セクションが接合されたときに、１つの合体させた絶縁システムを得ることができる。本明細書において開示される接合は、第１の電力ケーブルおよび第２の電力ケーブルの接合した導体の周りに巻いた数層のテープを利用してこれらのケーブルの絶縁システムを修復する現在の接合する解決策を置き換える。
【００３７】
第１の電力ケーブルを第２の電力ケーブルと接合するために、第１の導体には第１の絶縁システムのない裸端部セクションがあることを確実にする。これは、最初から第１の導体のこの部位に第１の絶縁システムを全く設けないことによって得るか、または接合する目的で第１の電力ケーブルのこのセクションから第１の絶縁システムを取り除くことができるかのいずれかである。第１の絶縁システムは、第１の導体の裸端部セクションに向かって次第に細くなってもよい。
【００３８】
さらにその上、第２の導体には、第２の絶縁システムのない裸端部セクションがある。これは、最初から第２の導体のこの部位に何も第２の絶縁システムを設けないことによって得るか、または接合する目的で第２の電力ケーブルのこのセクションから第２の絶縁システムを取り除くことができるかのいずれかである。第２の絶縁システムは、第２の導体の裸端部セクションに向かって次第に細くなってもよい。
【００３９】
ここで図１を参照して、第１の電力ケーブルを第２の電力ケーブルと接合する一般的な方法を説明する。
【００４０】
第１の導体の裸端部セクションおよび第２の導体の裸端部セクションを接合し、したがって裸端部セクションを形成する。この接合は通常、熱接合により、例えば溶接により実行される。
【００４１】
ステップａ）では、裸導体セクションを金型に設置する。
【００４２】
ステップｂ）では、絶縁システムを裸導体セクションの周りに成形する。絶縁システムを成形することは、裸導体セクションの周りに内側半導電性層を形成するために第１の金型キャビティの中へと第１の半導電性化合物を注入すること、内側半導電性層の周りに絶縁層を形成するために第２の金型キャビティの中へと絶縁化合物を注入すること、および絶縁層の周りに外側半導電性層を形成するために第３の金型キャビティの中へと第２の半導電性化合物を注入することを包含する。
【００４３】
成形するステップｂ）は、各層に対して１つのいくつかの金型を利用することを包含することができる。あるいは、いくつかの金型インサートを、各層に対して１つ使用することができる。成形しようとする各層に対して、金型インサートを金型内に設置することができ、したがって特定の層を成形することができる金型キャビティを形成する。いくつかの金型の代わりに金型インサートを利用することにより１つの金型だけに投資すればよいという経費節約と、成形プロセス中に金型全体を置き換えなければならない代わりに、金型インサートにより金型の内部を置き換えるだけでよいという時間短縮との両方に起因して、費用を削減することができる。
【００４４】
図２は、いくつかの金型インサートを利用している方法の代替形態をより詳細に説明している。この方法では、射出金型を、異なるタイプで異なる直径のポリマ層のオーバーモールディングを取り扱うために使用する。このような金型は、すべてのポリマ層に対して使用される一体型ランナシステムを有する共通フレームを含むことができる。共通フレームは、冷却回路およびイジェクションシステムも含むことができる。
【００４５】
このように、各層に対して１つの金型インサートで絶縁システムを修復するために、いくつかの金型インサートを使用すると、ステップａ）は、金型の第１の金型インサート内に裸導体セクションを設置することをさらに含む。第１の金型インサートは、第１の金型キャビティを形成し、第１の内径を有する。この第１の内径は、内側半導電性層の外径に対応する。
【００４６】
図３は、第１の導体４ａを有する第１の電力ケーブルＣ１および第２の導体６ａを有する第２の電力ケーブルＣ２を含む配置１を示しており、これらの電力ケーブルは、接合した電力ケーブルの絶縁システムの異なる層に対して金型インサートを利用して接合される。特に、配置１は、金型インサート、例えば第１の金型インサート３、ならびにシールリング、例えば第１のシールリングＲ１および第２のシールリングＲ２を含む。例示した金型インサートは、金型キャビティを形成し、そして本明細書において説明するすべての金型インサート、すなわち第１の金型インサート、第２の金型インサートおよび第３の金型インサートに関して、異なる直径の層を互いに周りに成形することができるようにこれらの金型インサートの内径が異なることを除いて、類似している。成形中に金型インサート内にポリマ化合物、例えば第１の半導電性化合物、絶縁化合物、および第２の半導電性化合物を保持し、金型に対して第１の電力ケーブルおよび第２の電力ケーブルを固定するように、シールリングが配置される。
【００４７】
ステップａ）は、したがって、第１の金型インサートの一方の端部のところで第１の金型インサート３をシールするために第１の絶縁システムの周りに第１のシールリングＲ１を設置することをさらに含むことができる。ステップａ）は、第１の金型インサートの他方の端部のところで第１の金型インサート３をシールするために第２の絶縁システムの周りに第２のシールリングＲ２を設置することも含むことができる。下記から理解されるように、各金型インサートを、それぞれのシールリングと関係付けることができる。
【００４８】
シールリングＲの例を図４に示している。特に、２つの二分割部分５および７を示している。シールリングＲは、成形しようとする対応する層の周りにぴったりとはまるように配置された管状部分９を有する。管状部分９はしたがって、必要なきつさを与え、かつ対応する金型インサートの内径に本質的に対応することができる内径ｄを有することができる。この内径ｄは、対応する金型インサートの内径よりもわずかに小さいか、等しいか、またはわずかに大きくてもよい。シールリングＲには、さらにその上、シールリングＲが使用されるときに、最も外側の半導電性層の周りに配置される管状部分１１がある。管状部分１１は、したがって、第１の電力ケーブルの外径および第２の電力ケーブルの外径に本質的に対応する内径Ｄを有することができる。第１の電力ケーブルおよび第２の電力ケーブルの外径は、概して同じである。ここで、第１の電力ケーブル／第２の電力ケーブルの外径を用いて、既に存在する第１の絶縁システムおよび第２の絶縁システムのそれぞれの第１の絶縁システムおよび第２の絶縁システムの外側半導電性層の外径を一般的に意味する。
【００４９】
典型的には、製造プロセスのこの時点では、外側シースが第１の電力ケーブルおよび第２の電力ケーブルの周りに配置されていない。シールリングＲの構造は、本明細書において説明されるすべてのシールリング、すなわち第１のシールリングおよび第２のシールリング、ならびに下記で説明される第３、第４、第５、および第６のシールリングに対して同一である。これらのシールリングのすべては、例えば金属またはプラスチック材料製であってもよい。
【００５０】
図２に戻って、ステップｂは、下記のステップを含むことができる。
【００５１】
ステップｂ１）では、第１の半導電性化合物を第１の金型インサートの中へと注入する。内側半導電性層をこれにより裸導体セクションの周りに設ける。このようにして、内側半導電性層を設けた接合セクションを形成する。
【００５２】
ステップｂ２）では、第１の金型インサートを金型から取り除く。
【００５３】
スプルおよび第１の半導電性化合物により形成されたランナセグメントを、ナイフなどの適正な道具を使用して取り除く。次いで、内側半導電性層の表面を、例えばグラッシングおよび／またはグラインディングにより平滑化する。
【００５４】
さらにその上、ステップｂ２）では、第１の内径よりも大きい第２の内径を有する第２の金型インサートを金型の中へと設置する。第２の金型インサートは、第２の金型キャビティを形成する。
【００５５】
ステップｂ３）では、内側半導電性層を設けた接合セクションを、第２の金型インサート内に設置する。
【００５６】
ステップｂ３）は、第２の金型インサートの一方の端部のところで第２の金型インサートをシールするために第１の絶縁システムの周りに第３のシールリングを設置すること、および第２の金型インサートの他方の端部のところで第２の金型インサートをシールするために第２の絶縁システムの周りに第４のシールリングを設置することをさらに含むことができる。
【００５７】
ステップｂ４）では、絶縁化合物を、第２の金型インサートの中へと注入する。これにより、絶縁層が、内側半導電性層を設けた接合セクションの内側半導電性層の周りに設けられる。これゆえ、絶縁層を設けた接合セクションが形成される。
【００５８】
ステップｂ５）では、第２の金型インサートを金型から取り除く。
【００５９】
スプルおよび絶縁化合物により形成されたランナセグメントを、ナイフなどの適正な道具を使用して取り除く。絶縁層の表面を、次いで例えばグラッシングおよび／またはグラインディングにより平滑化する。
【００６０】
さらにその上、ステップｂ５）では、第２の内径よりも大きい第３の内径を有する第３の金型インサートを金型の中へと設置する。第３の金型インサートは、第３の金型キャビティを形成する。
【００６１】
ステップｂ６）では、絶縁層を設けた接合セクションを、第３の金型インサート内に設置する。
【００６２】
ステップｂ６）は、第３の金型インサートの一方の端部のところで第３の金型インサートをシールするために第１の絶縁システムの周りに第５のシールリングを設置すること、および第３の金型インサートの他方の端部のところで第３の金型インサートをシールするために第２の絶縁システムの周りに第６のシールリングを設置することをさらに含むことができる。
【００６３】
ステップｂ７）では、第２の半導電性化合物を第３の金型インサートの中へと注入する。これにより、外側半導電性層が、絶縁層を設けた接合セクションの絶縁層の周りに設けられる。
【００６４】
スプルおよび第２の半導電性化合物により形成されたランナセグメントを、ナイフなどの適正な道具を使用して取り除く。次いで、外側半導電性層の表面を、例えばグラッシングおよび／またはグラインディングにより平滑化する。接合した電力ケーブルは、この時点でシールド体および湿気バリアなどの外側層を製造するための準備ができている。
【００６５】
典型的には、第１の半導電性化合物および第２の半導電性化合物は、半導電性混在物またはカーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、もしくは金属粒子などの導電性混在物を含んでいる同じ熱可塑性材料である。熱可塑性材料の例は、ポリエチレン系の熱可塑性ブレンドである。絶縁化合物もやはり熱可塑性材料、例えばポリエチレン系の熱可塑性ブレンドである。熱可塑性材料ではないが半導電性層に対しておよび絶縁層に対して使用することができる材料のもう１つの例は、ＸＬＰＥであり、これは、半導電性層の場合は例えばカーボンブラックを含むことができる。
【００６６】
ここで、電力ケーブルの絶縁システムを構築するための第２の応用例を手短に説明する。この例によれば、損傷を受けたまたは欠陥のある絶縁システムを有する電力ケーブルの絶縁システムを修復する。電力ケーブルは、導体、内側半導電性層、内側半導電性層の周りに配置された絶縁層、および絶縁層の周りに配置された外側半導電性層を備えている。電力ケーブルには、裸導体セクション、すなわち絶縁システムを設けられていない導体のセクションもある。絶縁システムは、電力ケーブルのこのセクションのところで取り除かれており、裸導体セクションを露出している。特に、これは、元々欠陥のある絶縁システムを有し、修復しようとしている電力ケーブルのこのセクションである。
【００６７】
本方法によれば、この裸導体セクションには、接合部の絶縁システムの修復に関して前に説明したのと同じ方式で３層すべての層毎の成形によって絶縁システムを設けている。
【００６８】
絶縁システムの製造に向けて準備するために、絶縁システムには、通常次第に細くなっているセクションがあり、このセクションは裸導体セクションに向かって次第に細くなる。同様に、裸導体セクションの他方の端部に、絶縁システムには通常次第に細くなっているセクションがあり、これもやはり裸導体セクションに向かって次第に細くなる。ステップａ）およびステップｂ）を、上に開示してきたものと同じ方式で行う。その上、ステップｂ１）〜ステップｂ７）を、やはり任意選択で実行することができる。このケースでは、シールリングを、裸導体セクションをシールするように絶縁システムの端部の周りおよび次第に細くなる絶縁システム部分を覆って配置し、そして引き続いて層をその上に成形した。
【００６９】
図５ａは、リング形状のランナシステム１７を含んでいる電力ケーブルの中心軸Ａに沿った断面内の金型インサートの部分をより詳細に示している。リング形状のランナシステム１７は、金型キャビティ２５の周りを円周方向に３６０度延伸するリング形状のランナ１８、およびリング形状のランナ１８に接続されたスプル１９を含む。リング形状のランナシステム１７は、円周のゲート２２を画定する内壁２４を含み、円周のゲートを通って注入した化合物が金型キャビティ２５に入ることができる。内壁２４と金型インサート壁２０との間の軸方向距離は、スプル１９からスプル１９に対してリング形状のランナ１８の末端部へ、すなわちスプル１９から１８０度、円周方向に徐々に増加する。ゲート２２は、これゆえ、スプル１９からから離れる方向にリング形状のランナ１８の円周に沿って徐々に大きくなる。
【００７０】
内壁２４、または一般的にリング形状のランナ１８には、スプル１９から半回転のところ、すなわちスプル１９から１８０度のところに切り欠き２６を設けることができ、金型キャビティ２５の中への開口部を設ける。ゲート２２が徐々に大きくなることにより、金型キャビティ２５の中にポリマが一様に分布し、そしてゲート２２および切り欠き２６の設計が、充填時間を長くする。
【００７１】
図５ｂは、金型インサートの二分割部分の斜視図を示しており、したがってリング形状のランナシステム１７を露出させている。図５ｃは、リング形状のランナシステム１７を露出している金型インサートの他方の二分割部分の斜視図を示している。
【００７２】
１つの変形形態によれば、リング形状のランナシステム１７は、図６ａ〜図６ｄに模式的に図示したように、金型キャビティ２５の周りに配置されたスリーブ２７をさらに備えることができ、図６ａ〜図６ｄには、成形サイクルが示されており、成形サイクル中にポリマＰがリング形状のランナ１８の中へと注入される。スリーブ２７は、例えば金型インサート内に配置することができる。スリーブ２７は、第１の位置と第２の位置との間を中心軸Ａに沿って移動可能である。各成形サイクルの始まりにおいて、すなわち内側半導電性層、絶縁層および外側半導電性層の各々を成形する前には、スリーブ２７を、図６ａに示したように、中心軸Ａに沿った第１の位置に配置する。第１の位置では、スリーブ２７とリング形状のランナ１８の内壁とが互いに当接し、これにより金型キャビティ２５への入口が、リング形状のランナ１８とスリーブ２７との接触表面全体に沿って塞がれる。リング形状のランナ１８は、スプル１９とは反対側に、すなわちスプル１９から約１８０度の角度のところに位置する単一のゲート開口部２９を画定している切り欠きを備える。スリーブ２７が第１の位置にあるときに、１つの入口点、すなわち単一のゲート開口部２９が、金型キャビティ２５へと設けられる。
【００７３】
リング形状のランナシステム１７は、リング形状のランナ１８内の圧力と温度とのうちの少なくとも一方を検知するように配置されたセンサ３１をさらに含むことができる。リング形状のランナ１８が注入した化合物、すなわちポリマＰで満たされ、そして注入した化合物が単一のゲート開口部２９に達すると、スリーブ２７が図６ｂ〜図６ｃに示したように中心軸Ａに沿って第１の位置から第２の位置へと移動することをトリガする信号をセンサ３１が与える。第２の位置では、スリーブ２７は、内壁から遠くに移動している。このようにして、金型キャビティ２５の円周全体の周りにゲートが作り出され、リング形状のランナ１８の中へと注入される化合物が、金型キャビティ２５の円周全体に沿って金型キャビティ２５に入ることができる。図６ｄは、ポリマＰで満たされている金型キャビティ２５を示している。
【００７４】
他のタイプのランナシステム、例えばスプルを用いて直接射出成形を提供するランナシステムを、リング形状のランナシステムの代替として使用してもよいことに留意すべきである。
【００７５】
発明の概念について、いくつかの例を参照して上記に主に説明した。しかしながら、当業者には容易に認識されるように、上記に開示したものとは別の実施形態が、別記の特許請求の範囲により規定されるような発明の概念の範囲内で同等に可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ−６ｂ】
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【図６ｃ−６ｄ】
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