(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体（１）と、鉛シースなどの金属シース（３）で被覆されかつ外側外装層（８）および外側腐食保護層（９）で被覆された絶縁体層（２）とを含む高電圧直流電力ケーブルであって、前記金属シース（３）の外側にはポリマー絶縁体（または半導体）層（４）、補強材（５）、帰路導体（６）として機能する銅外装、および少なくとも一つの追加のポリマー絶縁体層（７）を順次含み、前記外側外装層（８）が前記少なくとも一つの追加のポリマー絶縁体層（７）上に配置され、前記外側腐食保護層（９）が前記外側外装層（８）上に配置され、前記帰路導体（６）は、前記少なくとも一つの追加のポリマー絶縁体層（７）が前記帰路導体（６）を囲むように前記金属シース（３）および前記少なくとも一つの追加のポリマー絶縁体層（７）の間に配置されていることを特徴とする高電圧直流電力ケーブル。
【請求項２】
前記ポリマー絶縁体層（４、７）がポリエチレン層であることを特徴とする請求項１に記載の高電圧直流電力ケーブル。
【請求項３】
前記外側外装層（８）が、端接続部Ａおよび端接続部Ｂの間のケーブルのルートに沿って連続的に接地され、前記帰路導体（６）が、端接続部（Ａ、Ｂ）の中間で接地されることを特徴とする請求項１または２に記載の高電圧直流電力ケーブルのための海底ケーブル敷設法。
【請求項４】
前記帰路導体が、端接続部（Ａ、Ｂ）の中間で接地されることに加えて、両端（Ａ、Ｂ）に配置されたサージアレスタ（１０、１１）を通しても接地されることを特徴とする請求項３に記載のケーブル敷設法。
【請求項５】
前記外側外装層（８）が端接続部Ａおよび端接続部Ｂの間のケーブルのルートに沿って連続的に接地され、前記帰路導体（６）が一端（Ａ側）で直接接地され、かつ他端（Ｂ側）でサージアレスタ（１２）を通して接地されることを特徴とする請求項１または２に記載の高電圧直流電力ケーブルのための海底ケーブル敷設法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧直流（ＨＶＤＣ）ケーブルと、そのようなケーブルの海底への敷設法に関する。このようなケーブルおよびその敷設法は、ＷＯ９７／０４４６６（Ｇ  Ｂａｌｏｇ  １３）に記載されている。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＫ２２９５５０６にはＨＶＤＣシステムが記載されており、このシステムでは、整流器と複数のコンバータが直流リンクによって接続され、インバータの消弧角を使用して閉ループ内の整流器の点弧角を制御して、インバータの消弧角を所定の値またはそれ以上に維持する。各コンバータは、直流電流、直流電圧、コンバータ自体の消弧角、およびコンバータ自体の点弧角に応じて整流器の点弧角を制御する、閉ループコントローラを有している。
【０００３】
ＤＥ１２６２４２５は、ＨＶＤＣ敷設法でのケーブルの「電圧抑制（ＶＯＬＴＡＧＥＷＩＳＥ  ＲＥＬＩＥＦ）」用装置に関し、その敷設法では、両端が、「平滑」コイルおよび整流器を介して交流ネットワークに接続され、また、給電および受電する交流ネットワーク、ならびに関連する整流器は、両端の交流側の位相の数が、同じ素数を含まないものである。
【０００４】
ノルウェーとデンマークの間などの水域を横断してエネルギーを一つの場所から他の場所に転送する通常の方法は、中心絶縁導体を有するＨＶＤＣケーブルを使用し、かつ戻り電流用に海水を使用する方法である。このケーブルは、同じ位相の数を有する交流回路間に敷設される。一つの代替方法は、戻り電流用に、別のＨＶＤＣケーブルを第一のケーブルと平行に敷設することである。これは費用のかかる解決策である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、新規のケーブルおよび新規の敷設技術を提供することであり、水域によって離れている二つの場所の間で、信頼性のある高エネルギー長距離転送を手ごろな費用で、という顧客の要求を満たすことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の主要な特徴は、特許請求の範囲で規定される。これらの解決策により、本出願人は顧客の要求を満足させることに成功した。本出願人によるケーブルは、外部磁界を有することなく単極モードで作動する。この敷設法によって、高い費用および広範な環境問題の原因となり得る海水電極が省略される。
【０００７】
本発明の上述およびその他の特徴および目的は、図面と共に、以下に示す本発明の実施形態の詳細な説明より明らかにされるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はケーブルの断面図であり、金属シース内に封じ込められた一層または複数層の絶縁材料２を有する中央心線が示されている。心線１の表面および鉛シース３の下側にそれぞれ配置された内側および外側半導体層は図示されていない。鉛シースには、絶縁体シース４、補強材５、外装６、絶縁体７、外装８、および外側保護層９が連続して配置されている。
【０００９】
導体１は、マルチワイヤ型の銅製の導体である。絶縁体２は、テープを巻き付けたものでも押出し成形された絶縁体でもよい。金属シース３は、従来形の鉛合金シースである。金属シースを覆う第一層４は、ポリエチレン（ＰＥ）などのポリマーである。この第一層は、電位差を回避しまたは減少させるため、半導体とすることができる。ステンレス鋼製テープなどの横方向の補強材５は、層４の表面に配置される。次に、プロファイル付き硬銅線である、二層外装６が配置される。次に、ＰＥシースである絶縁体シース７と、亜鉛めっき鋼線からなる外装８、ポリプロピレン製糸およびアスファルトからなる外側保護材９とが配置される。
【００１０】
５００Ｋｍを超える海底ケーブルのルートを通って、５００ＫＶで、８００ＭＷを転送することができるケーブルでは、中心導体が１．６００ｍｍ２の断面積を有するべきであり、戻り導体が約１．９００ｍｍ２の断面積を有するべきである。このケーブルは、好ましくは海底に、海底から、好ましくは２．５ｍの深さに埋設されるべきである。
【００１１】
図２には、二つの端局Ａ、Ｂ間に配置された主要部品（導体１、戻り導体６、および外装８）を概略的に示す。局ＡおよびＢは、交流ネットワーク（図示せず）との相互接続用のコンバータ（図示せず）を含む。導体１はケーブル電流をＡからＢに転送し、外装８は連続的に接地される。同軸戻り導体６は、ケーブルの両端に配置されたサージアレスタ（バルブ）１０および１１を通して大地電位に接続され、戻り導体は、ＡとＢの間の中ほどで接地される。この接地は、半導体材料によって行われる。
【００１２】
金属戻り導体の接地は、循環電流が存在しないように行う必要がある。同時に、コンバータにも真の接地を行う必要がある。循環電流は、異なるループ内での抵に従って分割される。海水を非常に大きな導体とみなすことができるため、電極に対する鉛の抵抗、電極の抵抗、および接地部分での最終的な抵抗のみが、ループ抵抗を規定する。
【００１３】
図３では、敷設法は図２の敷設法と同様であるが、この代替例では、戻り導体６はその一端（Ａ端）が接地され、他端（Ｂ端）がサージアレスタ（バルブ）１２を通って大地に接続される。
【００１４】
金属戻り導体を有するケーブルでは、８００ＭＷの負荷で、５４０ｋｍの長さの間に約１０ｋＶ直流電圧がかかる。地電流を制限するために、抵抗器を使用することが可能であるが、地電流がある場合は望ましくない。他の方法は、一点接続によって循環電流を防ぐことである。これらのバルブの一つを直接接地する必要がある場合は、この方法が可能であるが、他端では、その他のバルブ群に、接地側に対して１０ｋＶがかけられる。
【００１５】
ケーブルシステムが中間で接地される場合（図２）、両方のバルブ群には、接地側に対し約５ｋＶの直流電圧がかけられる。この場合、両端で、ダイオードをツェナーダイオードとして使用することができ、外側絶縁体を過電圧から保護することができる。
【００１６】
上述の、本発明の実施形態の詳細な説明は、単なる例として理解すべきであり、保護の範囲を限定するものとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＶＤＣケーブルの断面を示す概略図である。
【図２】ケーブル敷設法の例を示す図である。
【図３】ケーブル敷設法の例を示す図である。
【符号の説明】
１  心線、導体
２  絶縁材料、絶縁体
３  鉛シース
４  絶縁体シース、第一層
５  補強材、層
６  外装、戻り電流導体
７  絶縁体、絶縁体シース
８  外装
９  外側保護層、外側保護材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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