(57)【要約】  本発明は、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル（１）であって、ケーブル（１）の中心から、少なくとも１つの連続導体（２）、少なくとも１つの連続マス含浸絶縁層（３）、長手方向電気的分離を有する外側半導電層（４，２００，２０１）、及び長手方向電気的分離を有する少なくとも１つの金属シース（５）を備え、電気的分離がケーブルの長手方向区分内に配置されたＨＶＤＣ  ＭＩケーブル（１）、並びに高電圧マス含浸直流（ＨＶＤＣ  ＭＩ）ケーブル（１）の少なくとも金属シース（５）と外側半導電層（４）の長手方向区分を電気的に分離する方法を開示する。
2018528746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧マス含浸直流（ＨＶＤＣ  ＭＩ）ケーブル（１）の少なくとも１つの金属シース（５）と外側半導電層（４）の長手方向区分を電気的に分離する方法であって、前記ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル（１）が、前記ケーブル（１）の中心から、
少なくとも１つの導体（２）、少なくとも１つのマス含浸絶縁層（３）、前記外側半導電層（４）及び前記少なくとも１つの金属シース（５）を有し、
前記外側半導電層（４）の区分（Ｌ１）内の前記少なくとも１つの金属シース（５）を除去することによって、前記外側半導電層（４）の区分（Ｌ１）を露出させるステップと、
前記外側半導電層（４）の露出区分（Ｌ１）内で、第１及び第２位置（Ｐ１，Ｐ２）の間の前記外側半導電層（４）を除去することによって、前記少なくとも１つのマス含浸絶縁層（３）の区分（Ｌ２）を露出させるステップと、
前記外側半導電層（４）の前記露出区分（Ｌ１）の少なくとも一部分内で前記ケーブルに絶縁テープを巻き付けることによって、少なくとも１つの絶縁テープ層（１００，１０１）を形成するステップと、
前記第１及び第２位置（Ｐ１，Ｐ２）の少なくとも一方から反対位置（Ｐ１，Ｐ２）の方向に半導電テープを巻き付けることによって少なくとも１つの半導電テープ層（２００，２０１）を形成し、それにより、前記外側半導電層を拡張して、前記半導電テープ層（２００，２０１）が、前記長手方向に、前記外側半導電層（４）及びその拡張部分の区分と重なり、それにより重複区分（Ｆ１）が形成されるようにするステップとを含み、
その結果、前記重複区分（Ｆ１）内で、前記少なくとも１つの半導電テープ層（２００，２０１）が、前記外側半導電層（４）又はその拡張部分の前記露出区分から、前記少なくとも１つの絶縁テープ層（１００，１０１）によって、半径方向に電気的に分離される方法。
【請求項２】
前記外側半導電層（４）又はその拡張部分の任意の露出面上に更に他の絶縁テープ層（１０２）を巻き付けるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの半導電テープ層（２００，２０１）の前記テープが、前記露出された外側半導電層（４）の長さのまわりに巻き付けられて、前記長さの前記外側半導電層（４）と電気接触される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの絶縁テープ層（１００，１０１）、少なくとも１つの半導電テープ層（２００，２０１）、及び必要に応じて更に他の絶縁テープ層（１０２）が、前記少なくとも１つの金属シース（５）及び外側半導電層（４）の除去区分の体積内に配置され、前記体積を埋める、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも前記外側半導電層（４）の前記露出区分（Ｌ１）にわたる前記ケーブルの周囲に絶縁体外被（１０３）を付着させるステップを更に含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
１つの金属フランジ（１０４）を前記絶縁体外被（１０３）の各側面に固定し、前記金属フランジを前記金属シース（５）にはんだ付け（１０５）することによって、前記絶縁体外被（１０３）を前記ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル（１）に固定するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記金属フランジ（１０４）に電気接続を提供するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記金属フランジ（１０４）の少なくとも１つに含浸流体入口を提供し、加圧又は非加圧含浸流体を前記流体入口を通して前記ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル（１）内に提供するステップを更に含む、請求項６及び請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの絶縁テープ層（１００，１０１）及び必要に応じて更に他の絶縁テープ層（１０２）のための前記テープが、含浸絶縁紙であり、前記少なくとも１つの半導電テープ層（２００，２０１）のための前記テープが、含浸半導電紙である、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記重複区分（Ｆ１）内の前記絶縁テープ層（１００，１０１）の半径方向の厚さが、前記重複区分（Ｆ１）内の前記半導電テープ層（２００，２０１）と半導電性層の最大電気応力に対して計算された適切な絶縁厚さを有する、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ケーブル（１）の中心から、少なくとも１つの連続導体（２）、少なくとも１つの連続マス含浸絶縁層（３）、長手方向電気的分離部分を有する外側半導電層（４，２００，２０１）、及び長手方向電気的分離部分を有する少なくとも１つの金属シース（５）を有し、前記電気的分離部分が、前記ケーブルの長手方向区分内に配置された、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル（１）。
【請求項１２】
前記長手方向電気的分離部分における前記外側半導電層（４）が、長手方向重複区分（Ｆ１）を含み、前記外側半導電層（４）又はその拡張部（２００，２０１）の２つの電気的に分離された端が、長手方向に重なり、少なくとも１つの絶縁テープ層（１００，１０１）によって半径方向に分離された、請求項１１に記載のケーブル。
【請求項１３】
前記外側半導電層（４）の分離端の少なくとも１つが、長手方向の重複を提供するための半導電テープ層によって拡張された、請求項１２に記載のケーブル。
【請求項１４】
前記ケーブルが、前記長手方向区分内の前記ケーブルに、前記長手方向区分外の前記ケーブルのケーブル直径と等しい直径を提供する、少なくとも１つの更に他の絶縁テープ層（１０２）を有する、請求項１２又は１３に記載のケーブル。
【請求項１５】
前記ケーブルが、前記長手方向区分内に前記ケーブル（１）の周囲に配置された絶縁体外被（１０３）を有する、請求項１１〜１４のいずれかに記載のケーブル。
【請求項１６】
前記絶縁体外被（１０３）が、前記絶縁体外被の各長手方向端に固定された２つの金属フランジ（１０４）を有し、前記絶縁体外被が、好ましくは前記金属シース（５）にはんだ付けされた前記金属フランジ（１０４）によって前記ケーブル（１）に固定された、請求項１５に記載のケーブル。
【請求項１７】
前記金属フランジ（１０４）が、電気接続ユニットを有する、請求項１６に記載のケーブル。
【請求項１８】
前記フランジ（１０４）の少なくとも１つが、前記長手方向区分に含浸流体を提供するための含浸流体入口を有する、請求項１５又は１６に記載のケーブル。
【請求項１９】
前記絶縁テープ層（１００，１０１，１０２）が、含浸絶縁紙で作成され、前記半導電テープ層（２００，２０１）が、含浸半導電紙で作成された、請求項１３〜１８のいずれかに記載のケーブル。
【請求項２０】
前記重複区分（Ｆ１）内の半導体端を半径方向に分離する前記少なくとも１つの絶縁テープ層の半径方向厚さが、前記外側半導電層（４）の最大電気応力に対して計算された適切な絶縁厚さである、請求項１２〜１９のいずれかに記載のケーブル。
【請求項２１】
前記ケーブル（１）が、通常動作中に前記ケーブル（１）長さに沿ってずっと連続的な外側遮蔽層を維持し、故障発見状況の場合に、前記金属シース（５）内の電流が、前記長手方向区分の各側で別個に測定されうる、請求項２０に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも金属シースと高電圧マス含浸直流（ＨＶＤＣ  ＭＩ）ケーブルの外側半導体を電気的に分離する方法に関する。本出願は、また、電気的に分離された外側層を有する少なくとも１つの長手方向区分を含むＨＶＤＣ  ＭＩケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電は、発電所から需要中心地の近くの変電所までの電気エネルギーの大量移動である。これは、典型的に配電と呼ばれる高圧変電所と顧客との間の局所的配線とは異なる。送電線は、互いに相互接続されたとき、送電網になる。
【０００３】
ほとんどの送電線は、高圧三相交流（ＡＣ）であるが、鉄道電化システムでは単相ＡＣが使用されることがある。きわめて長距離（典型的には数百キロメートル）又は海底電力ケーブル（典型的には５０キロメートルより長い）では、効率を高めるために、高圧直流（ＨＶＤＣ）技術が使用される。電気エネルギーがきわめて長距離に伝送されるとき、ＡＣ伝送での電力損失がかなり大きくなり、交流（ＡＣ）の代わりに直流（ＤＣ）を使用するほうが安価になる。また、ＨＶＤＣリンクは、配電網の一部で生じた突然の新しい負荷及び停電が同期問題及びカスケージング故障を引き起こすことがある大きい配電網内の問題を、安定化させ制御するために使用される。
【０００４】
１９５０年代以後、ＨＶＤＣマス含浸（ＭＩ：mass impregnated）ケーブルは、大規模な海底送電プロジェクトで最も高い直流電圧レベルで使用されてきた。ＭＩケーブルは、定格が最大５２５キロボルト（ｋＶ）直流で、この電圧レベルでは現在唯一の選択肢である。
【０００５】
最先端のＭＩケーブル技術には、長く定評ある歴史と、きわめて高い信頼性の優れた実績がある。ＭＩケーブルは、５００ｋＶ直流システムで１ケーブル当たり最大１，０００ＭＷの電圧を低損失で伝送可能で、これは、二極動作で２，０００ＭＷに相当する。
【０００６】
典型的な海底ＭＩケーブルの中心導体は、銅又はアルミニウムで作成されうる。導体サイズは、２，５００ｍｍ２以内の任意の値でよく、通常の断面ステップに限定されない。絶縁は、鉱物油を主成分とする高粘度化合物が含浸されたきわめて清浄な紙からなる。これは、通常は高分子と鋼筐体で補強された押出鉛合金シース内に安全に閉じ込められる。海底ＭＩケーブルは、更に、鋼線の外装によって保護されてもよく、この外装は、あらゆるタイプの保護要件を満たすように設計されうる。防食を改善するために、外装線と外側サービングが、ビチューメンで浸されうる。
【０００７】
ＭＩケーブルは、油を含まず、破裂などの激しい機械的故障が起きた場合に、液体や気体が放出されないので、環境にやさしい。ＭＩケーブルのまわりの電界は、金属シースのために、最も過酷な動作状態下でもゼロである。磁場は、自然地球磁場とほぼ同じ強さであり、人間被曝に関してＩＣＮＩＲＰ（International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection：非電離放射線に関する国際委員会）によって定義された制限値よりも２〜３桁低い。ＨＶＤＣケーブルは、通常、電流が逆方向になる対で取り付けられるので、生じる磁場が更に減少される。製品ライフサイクルの終わりに、ケーブルは回収され再利用されうる。
【０００８】
長距離に延在するときのＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの問題は、ケーブルシステム内で故障が起きたときにその故障の位置の特定が難しいことである。従って、ケーブルのどの部分に故障が起きたかを容易かつ低コストで検出する方法及びシステムが必要である。
【０００９】
特許文献１は、２本のＨＶＤＣ  ＭＩケーブルを接合する方法を開示する。この方法は、ケーブル端で少なくとも１つの保護層及び外側半導電層を除去し、接合部を含浸紙で絶縁することを含む。この先行技術は、ケーブル端に接合するための接合技術を開示しているが、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル内の故障の位置を特定する問題を解決しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１６７１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルに故障が起きた場合に故障発見を容易にする方法及び装置を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、地下ケーブルシステムの様々な区分を試験可能な方法及び装置を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、地上敷設と海底敷設の間の移行部分近くでシースの別個接地を可能にする方法及びケーブルを提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、送電容量及び温度条件によって地上区分でＩＲＣを使用する可能性が制限され、それによりＩＲＣを２つの別個ケーブルに分離しなければならないＨＶＤＣ  ＭＩ内部リターン導体（ＩＲＣ）（ＩＲＣケーブル）に適用可能な方法及びケーブルを提供することである。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、既存のＩＲＣケーブルシステムの区分が、２本の別個のケーブル（ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルと低電圧ＬＶリターンケーブル）と交換される場合に適用可能な方法及び装置を提供することである。
【００１６】
本出願では、ケーブルの層を「電気的に分離する」という用語は、ケーブルの長手方向の層の隙間又は切れ目を提供して、層のサブ区分又はセグメントを隙間の両側に形成し、層のサブ区分又はセグメントが互いに電気的に分離されることを意味する。換言すると、層を「電気的に分離する」とは、層の電気的分離又は隙間を形成することを意味する。
【００１７】
本出願では、ケーブルの「外側遮蔽層（outer screen）」という用語は、金属シースと外側半導体層を含むＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの層を指す。
【００１８】
本発明の目的は、ケーブルシステムの区分を試験するためＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの外側遮蔽層内の又はリターンケーブルを分離するためＨＶＤＣ  ＭＩ  ＩＲＣケーブル内の様々な電位を処理するための方法及びケーブルを提供することである。この問題は、少なくとも１つの金属シースとＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの外側半導電層を電気的に分離し、適切な絶縁厚さを提供し、必要に応じて少なくとも１つの金属シース被覆に低電圧（ＬＶ）ケーブル用のコネクタを接続することによって解決される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、少なくとも１つの金属シースの長手方向区分と、高電圧マス含浸直流（ＨＶＤＣ  ＭＩ）ケーブルの外側半導電層とを電気的に分離する方法を開示し、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルは、ケーブルの中心から、
少なくとも１つの導体、少なくとも１つのマス含浸絶縁層、外側半導電層、及び少なくとも１つの金属シースを含み、方法は、
−  外側半導電層の区分を、前記区分内の少なくとも１つの金属シースを除去することによって露出させるステップと、
−  外側半導電層の露出区分内で、第１位置と第２位置の間の外側半導電層を除去することによって少なくとも１つのマス含浸絶縁層区分を露出させるステップと、
−  外側半導電層の露出区分の少なくともの一部内で絶縁テープをケーブル上に巻き付けることによって、少なくとも１つの絶縁テープ層を形成するステップと、
−  半導電テープを第１位置と第２位置の少なくとも１つから反対位置の方向に巻き付けることによって少なくとも１つの半導電テープ層を形成し、それにより外側半導電層を延在させ、その結果、少なくとも１つの半導電テープ層が、長手方向に、外側半導電層又はその拡張部分の区分に重なり、それにより、重複区分が形成されるステップを含み、
その結果、重複区分内で、少なくとも１つの半導電テープ層が、少なくとも１つの絶縁テープ層によって、外側半導電層又はその拡張部分の露出区分から半径方向に電気的に分離される。
【００２０】
方法は、更に、外側半導電層又はその任意の拡張部分の任意の露出面上に更に他の絶縁テープ層を巻き付けるステップを含みうる。
【００２１】
方法は、更に、露出外側半導電層の長さのまわりに少なくとも１つの半導電テープ層のテープを巻き付けて、前記長さにわたって外側半導電層と電気接触させるステップを含みうる。
【００２２】
方法では、少なくとも１つの絶縁テープ層、少なくとも１つの半導電テープ層、及び必要に応じて更に他の絶縁テープ層が、少なくとも１つの金属シースと外側半導電層の除去区分の体積内に配置され、前記体積を埋める。
【００２３】
方法は、更に、少なくとも外側半導電層の露出区分にわたるケーブルの周囲に絶縁体外被を貼り付けるステップを含みうる。
【００２４】
また、方法は、更に、１つの金属フランジを絶縁体外被の各側に固定し、金属フランジを金属シースにはんだ付けすることによって、前記絶縁体外被をＨＶＤＣ  ＭＩケーブルに固定するステップを含みうる。
【００２５】
方法は、また、前記金属フランジに電気接続要素を提供するステップを含みうる。この態様により、両側をアースに接続すること、一方の側をアースに接続し反対側を電位に接続すること、一方の側をアースに接続し反対側を別個導体に接続すること、一方の側を１つの別個導体に接続し反対側を別の別個導体に接続すること、又は一方の側を１つの電位に接続し反対側を別の電位に接続することが可能になる。
【００２６】
方法は、更に、前記金属フランジの少なくとも１つに含浸流体入口を提供し、前記流体入口を通して加圧又は非加圧含浸流体をＨＶＤＣ  ＭＩケーブル内に提供するステップを含みうる。
【００２７】
少なくとも１つの絶縁テープ層のテープ、及び必要に応じて更に他の絶縁テープ層が、含浸絶縁紙であり、少なくとも１つの半導電テープ層のテープが、含浸半導電紙である。
【００２８】
重複区分内の絶縁テープ層の半径方向厚さは、重複区分内の半導電テープ層と半導電層の最大電気応力に対して計算された適切な絶縁厚さを有する。
【００２９】
用語「テープ」は、本明細書で使用されるとき、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルに巻き付けられる遮蔽層、ケープ、被覆又は層を指す。本発明による好ましい実施形態では、第１の絶縁テープは含浸絶縁紙であり、半導電テープは含浸半導電紙である。
【００３０】
ケーブルの分離長手方向区分に沿った更に他の絶縁層の外側面形状は、有利には、絶縁体外被に貼り付けるための平らで滑らかな表面を有する。絶縁体外被は、絶縁紙の外側面にしっかりと装着される。絶縁体外被は、磁器、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エポキシ、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）などの誘電材料で作成される。絶縁体外被は、少なくとも分離された長手方向区分に重なってケーブルの周囲に配置され、金属フランジを絶縁体外被の各側で、好ましくははんだ付けによって金属シースに接続されることによってケーブルに固定される。金属フランジは、また、好ましくは成型又は他の機械的接続によって絶縁体外被に接続される。本発明の一態様では、分離区分は、円錐形テーパを備え、絶縁体外被の内部スルーホールは、区分の外側面と絶縁体外被の内部スルーホール間の滑らかな内部嵌め合いを可能にするために類似のテーパを備える。
【００３１】
先行技術で述べられたように、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルは、長距離に延在でき、ケーブル内で故障が起きたときに位置を特定することが難しい。本発明によれば、金属シートを含む外側遮蔽層を分離することによって、特定長のケーブルを個々の試験のための区分に分割できる。各区分は、ケーブル端から区分ごとに別々に試験されうる。大地又は地上にあるケーブルシステムでは、ＨＶＤＣケーブルの外側遮蔽層を分離することによって、ＨＶＤＣケーブルの主絶縁性が、インパルス又は定常状態電圧によって試験されうる。試験電圧の大きさは、分離層の間の隙間の設計に依存する。論理的には、１ｍｍで１００ｋｖ  １．２／５０μｓサージに耐えうる。
【００３２】
本発明は、通常動作中にケーブル長全体に沿って連続的な外側遮蔽層を維持するように設計され、故障発見状況では、外側遮蔽層が所望の区分で分離されうる。本発明によれば、更に、絶縁体外被の各側の金属フランジには電気接続ユニットが提供される。目的は、両側をアースに接続すること、一方の側をアースに接続し反対側を電位に接続すること、一方の側をアースに接続し反対側を別個導体に接続すること、一方の側を１つの別個導体に接続し反対側を別の別個導体に接続すること、又は一方の側を１つの電位に接続し反対側を別の電位に接続することである。このようにして、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルが分離外側遮蔽層を有するときでも、ケーブルは、通常動作中にケーブル長全体に沿って連続的な外側遮蔽層を維持でき、故障発見状況の場合に、金属フランジは、意図された目的のために接続又は再接続されうる。
【００３３】
更に、絶縁体外被の各側に配置された金属フランジの少なくとも１つは、含浸流体をテープ層に提供するための含浸流体入口を備える。絶縁体は、必要に応じて外部オイルリザーバによって加圧されるか、ケーブル含浸複合物自体によって完全に自己供給される。絶縁体は、内部リターン導体（ＩＲＣ）及びアースリンクボックスへの別個の低電圧リターンケーブル又はアースケーブルのためのコネクタを備えうる。
【００３４】
本発明によれば、半導電テープ層が、半導電テープ層の最大電気応力に対して計算された適切な絶縁厚さ（隙間）で、重複区分内で外側半導電層から分離されるか、又は重複区分内で外側半導電層の拡張部分から分離される。半導電層の間の絶縁ギャップは、伝搬された大気インパルス又は動作インパルスによって引き起こされる最大電気応力に耐えなければならない。典型的には、雷及び開閉インパルスは、絶縁ギャップの電位を上昇させるシース電流を誘導しうる。絶縁ギャップの設計は、そのような電位の上昇に耐えるように計算されなければならない。
【００３５】
前述のように、本発明は、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルを試験のための個別区分に分割可能にする方法を提供する。各ケーブル区分は、通常動作で次の区分に接続される。故障発見状況（主絶縁内）では、試験装置（当業者に既知の）は、典型的には、ケーブルの長さ全体を試験するために一端がケーブル端に接続される。本発明によるケーブルを地下ケーブル長で実現することによって、ケーブル長の区分化が、リモート装置から、試験機器が接続されるケーブル端の方に階段的に行われうる。それぞれの区分を試験機器に後方に１つづつ接続することによって、消去法によって故障区分を見つけうる。
【００３６】
絶縁オーバーシートの試験は、各分離長手方向区分で局所的に実行されうる。各分離長手方向区分は、本発明により、ケーブル経路に沿った所望の位置に配置されうる。ケーブル経路に沿った分離長手方向区分の数は、決して技術的に限定されない。本発明によるケーブル内の１つ以上の分離区分は、典型的には、地下ケーブル接合部と関連して配置されてもよく、それにより、区分は、ケーブルシステムの敷設のケーブル経路及びサブ区分によって提供される。
【００３７】
本発明によるＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの電気的に分離された長手方向区分は、海底／地下ケーブル接合部と接続して敷設されうる。次に、この方法を使用して、海底ケーブルと地下ケーブルの間の外側遮蔽層を分離でき、これにより、地下ケーブル区分を別々に試験可能になる。この手段によって、故障が海底ケーブルにあるか地下ケーブル内にあるかを消去法で決定可能である。試験電圧の大きさは、遮蔽層間の隙間の設計に依存する。また、ケーブルは、地下ケーブル区分の半導電シートが海底ケーブル区分内の半導電シートに接続された絶縁オーバーシートの定期試験の実行を可能にする。海底ケーブル区分の外側遮蔽層を地下区分から切り離すことによって、絶縁オーバーシートは、外側遮蔽層間の隙間の設計に依存する電圧振幅によって定期試験されうる。
【００３８】
本発明の別の目的は、ＨＶＤＣ  ＭＩ内部リターン導体（ＩＲＣ）（ＩＲＣケーブル）に適用可能な方法及び装置を提供することであり、ＩＲＣケーブルでは、送電容量及び温度条件によって、地上区分上でＩＲＣを使用する可能性が制限され、それによりＩＲＣを２本の別個のケーブルに分離しなければならない。ＩＲＣケーブルの内部リターン導体は、導体抵抗によりアース点から上昇する電位を有する。それにより、分離位置でのアースに対する電位によりＩＲＣを別個のリターン導体に分離するための装置を実現する必要がある。
【００３９】
ＩＲＣの、別個のリターン導体への分離は、ＨＶＤＣケーブル導体と絶縁の温度低下が許容限界を超えうるような温度条件により必要なことがある。次に、装置は、例えば別個の地下ケーブルの接地外側遮蔽層（ケーブルの金属シートを含む）を、例えばＩＲＣ海底ケーブルの通電外側遮蔽層（金属シートを含む）から分離するために使用される。
【００４０】
本発明は、また、ケーブルの中心から、少なくとも１つの連続導体、少なくとも１つの連続マス含浸絶縁層、長手方向の電気的分離を有する外側半導電層、及び長手方向の電気的分離を有する少なくとも１つの金属シースを含み、電気的分離が、ケーブルの長手方向区分に配置された、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルを開示する。
【００４１】
長手方向の電気的分離部分における外側半導電層は、長手方向重複区分からなり、外側半導電層又はその拡張部分の２つの電気的に分離された端が、長手方向に重なり、少なくとも１つの絶縁テープ層によって半径方向に分離される。
【００４２】
ケーブル内で、外側半導電層の分離端の少なくとも一方が、長手方向の重なりを提供するために半導電テープ層によって拡張されうる。
【００４３】
ケーブルは、長手方向区分内のケーブルに、長手方向区分外のケーブルのケーブル直径に等しい直径を提供する、少なくとも１つの更に他の絶縁テープ層を含みうる。
【００４４】
ケーブルは、長手方向区分内のケーブルの周囲に配置された絶縁体外被を含みうる。絶縁体外被は、絶縁体外被の長手方向端にそれぞれ固定された２つの金属フランジを有してもよく、絶縁体外被は、前記金属フランジによって、好ましくは金属シースへのはんだ付けによってケーブルに固定されうる。
【００４５】
金属フランジは、電気接続ユニットを備える。前記フランジの少なくとも１つは、更に、含浸流体を長手方向区分に提供するための含浸流体入口を含みうる。
【００４６】
絶縁テープ層は、含浸絶縁紙で作成され、少なくとも１つの半導電テープ層は、含浸半導電紙で作成されうる。
【００４７】
重複内の半導体端を半径方向に分離する少なくとも１つの絶縁テープ層の半径方向厚さは、有利には、半導電層の最大電気応力に対して計算された適切な絶縁厚さである。
【００４８】
ケーブルは、通常動作中にケーブル長全体に連続的な外側遮蔽層を維持でき、故障発見状況の場合に、長手方向区分の各側で金属シース内のいかなる電流も個別に測定可能である。
【００４９】
好ましい実施形態では、半導電テープ層は、分離された半導電層のそれぞれの端から巻き付けることにより適用され、半導電テープは、絶縁テープを巻き付け、半導電層の間に絶縁厚さ又はギャップを作成することによって（上及び／又は下で）絶縁される。
【００５０】
本発明の一実施形態では、外側半導電層が第１位置で拡張されないが、外側半導電層は第２位置で拡張される。拡張された外側半導電層は、第２の半導電テープ層の形で、外側半導電層上に、第１位置で所定の長さＦ１だけ重なる。第２の半導電テープ層を外側半導電層と第２位置で電気接触させ、第２の半導電テープ層を、第１位置で外側半導電層から電気的に分離させかつ重ねる。
【００５１】
別の実施形態では、外側半導電層は第１位置と第２位置の両方で、互いの方に拡張され、所定の長さＦ１だけ互いに重なる。第１の半導電テープ層を第１位置で外側半導電層と電気接触させ、第２の半導電テープ層を第２位置で外側半導電層と電気接触させ、第１及び第２の半導電テープ層を、互いから電気的に分離させるが長さＦ１だけ互いに重ねる。
【００５２】
換言すると、本発明は、少なくとも金属シースと外側半導電層の電気的に分離された長手方向区分を有するＨＶＤＣ  ＭＩケーブルを開示する。
【００５３】
更に、エポキシ絶縁体外被の形で又は磁器、ＰＯＭ、ＰＶＤＦなどの任意の他の誘電材料から作成される絶縁体外被は、金属フランジを絶縁体外被の各側で金属シースにはんだ付けすることによって、少なくとも分離された区分と重なるケーブルの周囲に配置され、ケーブルに固定される。
【００５４】
一実施形態によれば、金属フランジは、電気接続ユニットを備える。更に、フランジの少なくとも１つは、巻き付け層に含浸流体を提供するための含浸流体入口を備える。絶縁体を各側面で金属シースに接続した後、絶縁体は、絶縁体内部の残留空気を除去するために含浸流体が充填されうる。
【００５５】
本発明によれば、半導電層間の絶縁ギャップは、伝播された大気インパルス又は動作インパルスによって引き起こされる最大電気応力に耐えなければならない。典型的には、雷及び開閉インパルスは、絶縁ギャップ間の電位を上昇させるシース電流を引き起こしうる。絶縁ギャップの設計は、そのような電位の上昇に耐えるように計算されなければならない。
【００５６】
ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの外側遮蔽層内の様々な電位を処理可能にするために、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの金属シースと外側半導体を電気的に分離する必要がある。外側遮蔽層の分離は、以下の用途で使用されうる。
−  様々なケーブル区分の高電圧（ＨＶ）試験が要求されるＨＶＤＣ  ＭＩ地下ケーブルシステム。
−  ＩＲＣが、別個の低電圧（ＬＶ）リターンケーブルとＨＶＤＣ  ＭＩ地下ケーブルに分離されなければならない、ＨＶＤＣ  ＭＩ内部リターン導体（ＩＲＣ）ケーブル設計。
−  ＩＲＣの一部が別個のＬＶリターンケーブルによって交換されるＨＶＤＣ  ＭＩ  ＩＲＣケーブル設計。
【００５７】
本発明の利点は、本発明が以下に関して柔軟性を提供することである。
−  故障発見を容易にし、ケーブルシステム内で故障が起きた場合に地下ケーブルシステムの個別区分を試験可能にすること。海底ケーブルと地下ケーブル間の遷移接合に関連した本発明の使用によって、ユーザは容易に、外側遮蔽層を切り離すことによって故障がケーブルシステムの地上区分にあるか海底区分にあるかを決定し、区分を個別に試験できる。
−  本発明は、送電容量及び温度条件によって地上区分上のＩＲＣを使用する可能性が制限され、ＩＲＣが２つの別個のケーブルに分離されなければならない、ＨＶＤＣ  ＭＩ  ＩＲＣケーブルに適用可能である。
−  更に、本発明は、既存のＩＲＣケーブルシステムの区分が２つの別個のケーブル（ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル及びＬＶリターンケーブル）によって置き換えられる場合に適用可能である。
【００５８】
以上の記述並びに本発明の更に他の目的、特徴及び利点は、添付図面と共に読まれるべき好ましい実施形態の以下の詳細な説明の参照によってより完全に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】様々な層を有するＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの断面図である。
【図２】ＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの分離された長手方向区分の断面図である。
【図３】外側半導電層の第１位置に拡張部がない、本発明による一実施形態の断面図である。
【図４】外側半導電層の第１位置に拡張部がある（Ｚ＞０）、本発明による別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図１は、断面図から見たＨＶＤＣ  ＭＩケーブルの上側半分を示す。ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル１は、互いに重ね合わされるか巻き付けられた幾つかの層を含む。ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル１は、ケーブルの中心から、少なくとも１つの導体２、少なくとも１つのマス含浸絶縁層３、外側半導体層４、及び少なくとも１つの金属シース５を含む。
【００６１】
図２は、ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル１の分離長手方向区分Ｌ１の断面図を示す。ＨＶＤＣ  ＭＩケーブル１は、少なくとも金属シース５と外側半導体層４の電気的に分離された長手方向区分を有する。分離された長手方向区分は、少なくとも１つの金属シース５の第１環状縁Ｅ１と第２環状縁Ｅ２を有する第１区分Ｌ１を含む。第１区分Ｌ１内に、少なくとも１つの外側半導電層の第１及び第２位置Ｐ１，Ｐ２を有する第２区分Ｌ２がある。図２で分かるように、少なくとも１つのマス含浸絶縁層３と少なくとも１つの導体層２は、長手方向に分離されない。
【００６２】
図３は、２つの絶縁テープ層１０１及び１０２並びに１つの半導電テープ層２０１を有するＨＶＤＣ  ＭＩケーブル１の断面図を示す。外側半導体層４は第１位置Ｐ１に拡張部がない。Ｚ＝０である。絶縁テープ層１０１は、第２区分Ｌ２（図２で画定された）に巻き付けられ、外側半導体層４に第１位置Ｐ１で重なり、更に第１の環状縁Ｅ１まで重なる。図３で分かるように、絶縁テープ層１０１は、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かって直径が大きくなる。半導電テープ層２０１は、第２位置Ｐ２から絶縁テープ層１０１の表面に巻き付けられ、第１位置Ｐ１の上に所定の第１長さＦ１だけ重なる。第２の半導電テープ層２０１は、第２の絶縁テープ層１０１の湾曲に従う。半導電テープ層２０１は、外側半導体層４と第２位置Ｐ２で電気接触され、Ｐ２から縁Ｅ２までの長さにわたって電気接触される。半導電テープ層２０１は、外側半導体層４から第１位置Ｐ１で電気的に分離されるがその上に重なる。
【００６３】
図３は、第２の絶縁層１０１と更に他の絶縁層１０２の外側面形状が、絶縁体外被１０３（好ましくはエポキシ絶縁層）を付着させるのに有利な平らで滑らかな面を有することを示す。外側半導体層４を分離した後で、絶縁体は、絶縁層１０１，１０２の外側面に張り付けられる。絶縁体外被１０３は、少なくとも長手方向区分と重なり分離部分を含むケーブル１の周囲に配置され、好ましくは、絶縁体外被１０３の各側で金属フランジ１０４を金属シース５にはんだ付けすることによってケーブル１に固定される。金属フランジ１０４は、また、好ましくは成型又は他の機械的接続によって絶縁体外被１０３に接続される。
【００６４】
図４は、外側半導電層の拡張部Ｚがある本発明による別の実施形態の断面図を示す。この場合、絶縁テープ１００層が、第１位置Ｐ１から第２区分Ｌ２に沿って第２位置Ｐ２の方に、露出された少なくとも１つのマス含浸絶縁層３の表面に巻き付けられる。更に、第１の半導電テープ層２００が、半導電テープを、少なくとも第１位置Ｐ１から第１の絶縁テープ層１００の方に拡張し、長さＺに沿って第１の絶縁テープ層１００の上に重ねる。
【００６５】
第２の絶縁テープ層１０１が、第２区分Ｌ１の区分に沿って巻き付けられ、第１の半導電テープ層２００の上に完全に重なる。
【００６６】
更に、第２の半導電テープ層２０１が、第２の絶縁テープ層１０１の表面に、少なくとも第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けて巻き付けられ、拡張された外側半導電層と区分Ｆ１内の所定の長さだけ重なる。第１の半導電テープ層２００は、第１位置Ｐ１で外側半導体層４と電気接触し、第２の半導電テープ層２０１は、外側半導体層４と第２位置Ｐ２で電気接触し、第１の半導電テープ層２００と第２の半導電テープ層２０１は、互いに電気的に分離されるが互いに重なる。
【符号の説明】
【００６７】
１  高電圧マス含浸直流（ＨＶＤＣ  ＭＩ）ケーブル
２  導体
３  マス含浸絶縁層
４  外側半導電層
５  金属シース
１００，１０１，１０２  絶縁テープ層
１０３  絶縁体外被
１０４  金属フランジ
２００，２０１  半導電テープ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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