JPH0140442B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、絶縁体とその上の外部導電層を包
囲密封していて、間隔保持部材を介して外部導電
層に電気接続する金属外被を有する、特に中・高
電圧用の耐湿合成持樹脂電気絶縁電力ケーブルに
関する。更に、この電力ケーブルを作製する方法
とその装置にも関する。

〔従来技術〕

中・高電圧用の電力ケーブルには、通常層状の
金属シールドが使用されている。このシールドは
合成樹脂の絶縁体上に配設した外部導電層の上に
取付てあり、例えば主に銅の線材又はテープで形
成されている。この金属シールドは電気的な理由
により設けたものであるが、周知のように（西独
特許第1540430号公報）、外被の下にある絶縁体に
対してこの外被を耐湿封止するためにも使用され
ている。この場合、金属外被は長手方向に延び、
しかも導体の合成樹脂絶縁体の回りに重ね巻きに
した、特に金属テープから成り、このデープの縁
部を重ねて、次いで重なつた部分を溶接してあ
る。

しかしながら、耐湿封止できるこの公知例の難
点は、ケーブルに負荷が加わつた場合、絶縁体が
金属層よりも相当大きく伸びるので、金属外被の
伸びがその限界に達した時、少なくとも溶着又は
ロー付け個所が破れることを考慮する必要があ
る。加えて、金属テープを長手方向に連続して取
付けることは、上記の合成樹脂ケーブルに要求さ
れる可撓性を損なうので、特に巻き取りと巻き戻
し又は付設する時困難をもたらす。

他の難点として、外側の金属外被が損傷して侵
入した湿気は金属テープの下でもケーブルの長手
方法に伝播し、時間の経過と共に絶縁体も破損す
ることがある。

特に、通信ケーブル技術で公知の、例えば湿気
で膨張する材料を用いる充填法を大電流ケーブル
に導入することは、特に例えば膨張粉体を注入す
ることが困難であるため、及び比較的大きな〓間
に要する充填量のため、今のところ良好な結果を
得ていない。

〔発明の課題〕

この発明の課題は、上記公知技術から出発して
動作中に絶縁体の温度変動が生じても、その耐湿
シールド特性を保持し、外部損傷、例えばシール
ドに侵入した湿気の作用を狭い範囲に制限するよ
うに形成した耐湿電力ケーブルを提供することに
ある。

更に、この発明の他の課題は、上記の電力ケー
ブルを製造する方法とその装置にも提供すること
ある。

〔課題の解決〕

上記電力ケーブルに関する課題は、この発明に
より、シールドが平行波形付の閉じた波形金属外
被から成り、外部導電層と波形金属外被間の空間
に個別気密リングを波形金属外被に対して機械結
合させずに配設し、気密リングを介して波形金属
外被を外部導電層上に保持し、絶縁体を取り巻く
外部導電層とこの導電層及びこの導電層上の波形
金属シールドの間にゴム弾性材料をベースにした
耐湿材を保有する耐湿合成樹脂電気絶縁電力ケー
ブルによつて解決されている。

上記製造方法とその装置に関する課題は、それ
ぞれ特許請求の範囲第７項及び第１１項に記載さ
れている。

〔発明の作用・効果〕

上記のように形成した電力ケーブルでは、絶縁
材の半径方向に伸びを波形金属外被によつて吸収
し、金属外被の破裂を防止している。この状況は
伝送電圧により絶縁体の肉厚を大きくする必要が
ある時でも当て嵌まる。更に、芯材を長手方向に
確実に遮断する弾性部材は、たまたま侵入した湿
気の伝播を防止する。湿気の侵入を局所的に限定
し、その位置を容易に特定でき、ケーブルの一部
を交換して損傷個所を除去できる。

金属外被に平行に延びるリング状の波形がある
場合、外部導電層と共にリング状の中空空間を形
成する波形の谷部分を気密リングを収納するため
に使用すると有利である。例えば、2000ｍ又はそ
れ以上のケーブル長に対して、ケーブル芯材と波
形外被の間に連続的に連なつた気密リングを挿入
することは明らかに不要で、一般に経費もかかり
過ぎる。それ故、気密リングをケーブル芯材に沿
つて一定間隔に配設し、この間隔が波形の谷部分
または山部分の数倍の間隔であると効果的であ
る。一般に、隣り合つた気密リングの間隔を２〜
50ｍ、特に５〜10ｍにすると、上記の課題を解決
するのに有効である。

気密リングの材料としては、ゴム弾性である限
りどんなものでも適する。この特性はケーブル使
用時に熱変動があつても必要な可撓性を保証する
が、金属外被の作製時、特に波形成形工程で、気
密リングを正しい位置に自動的に装着することも
保証する。

この発明の目的に特に適した材料としては、ア
クリルニトリルブタジエン・ゴム又は熱可塑性ゴ
ムをベースにした材料である。更に、耐熱性を望
む場合、架橋ゴム弾性材料を採用できる。

気密リングは、一方で波形金属外被により、ま
た他方で絶縁体又はケーブルの外部導電層により
仕切られているリング状の中空空間内に設置され
ている。外部導電層と金属外被間の導電接続は、
ケーブル芯材に向い合う波形の山を経由して行わ
れる。ゴム弾性材料を、例えばグラフアイトカー
ボン又はグラフアイトを添加して全体的又は部分
的に導電性にしておくか、あるいは導電材料で表
面被覆して付加的な導電接続を達成できる。

選択した金属外被の波形に応じて、気密リング
の断面形状も選定される。これ等の形状は、一般
にリング状断面を呈するが、必要に応じてこれと
は異なつた形状も使用できる。即ち、場合により
ケーブルを使用するのに適した物質で充填した中
空外形を時として採用できる。難燃性又は消弧剤
又は時間と共に外部導電層又は絶縁体内に拡散す
る安定剤を添加できる。

バネ特性の外に、特に波形成形工程時に働く機
械的な力に充分耐える抵抗力を付加するため、気
密リングに一定の硬度も要求される。それ故、こ
の発明では、気密リングがシヨア硬度40〜80、特
に60〜70の硬度を有すると効果的である。

既に述べたように、この発明を実施するには、
気密リングが製造時にケーブル中で正しい位置を
自動的に占める必要がある。これに関連して気密
リングの表面に潤滑剤、例えばシリコン・オイル
等の油を塗布することが往々必要である。純粋に
機械的な作用を引き受け、それ自体電圧安定作用
があるか、あるいは電圧安定作用添加物を含有し
ている。

この発明によるケーブルを製造するには、ケー
ブル芯材を長手方向に延びる円管に成形する金属
テーブを用いて被覆する直前に、連続する芯材に
気密リングを間隔を置いて押し込み、金属テーブ
で取り巻き、このテープ端部の溶接に続く波形形
成工程で波形の谷部分に前記気密リングを圧入す
る方法が特に適している。

この場合、溶接熱で気密リングが損傷したり、
気密リング材を通る溶接継目のところで気密リン
グに対して間隔を設けて円管に成形し、溶接した
後、直径の縮みのため寸法補正を行つている。

芯材に押し込んだ気密リングは、一方で前記位
置を自動的に占めるべきであり、他方で円管成形
工程中に金属テープによつて楽に連行できないよ
うに、芯材上に設置すべきである。それ故、ケー
ブル芯材より大体10％小さい直径になるように気
密リングの寸法を選ぶと有利である。こうする
と、芯材に対して相対運動する金属テーブを通し
て取り付ける時、気密リングを横に引きずること
も防止できる。

その外、気密リングを位置決めした後に金属外
被の波形の寸法を補正すると、往々効果的であ
る。このようにすると、気密リングをケーブル芯
材の全体に気密装着させることが保証できる。外
被は気密リングに加える圧力を調節する外に、金
属外被の内面を同時に平滑にできる。

この発明の方法を実施するために、ケーブル芯
材に通す気密リング用の円筒状収容筒を装備した
装置にすると合理的である。選定した気密リング
の間隔に応じて、これ等のリングを連続芯材に手
動又は自動で順次押し込むことができる。ケーブ
ル芯材の損傷を防止するには、収容筒を導入側で
トランペツト状に拡げると有利である。更に、ケ
ーブル芯材に取り付ける前に気密リングが拡がる
ことを防止するため、収容筒の直径を出口側で縮
少すると有利である。

上記とは異なり、収容筒にゴム弾性材のホース
を張り、このホースから連続芯材に気密リングと
なる円板を周期的に切り出して、ケーブル芯材に
押し込むこともできる。ケーブル芯材が、外部導
電層に対する製造上の制約のため、例えば完全な
円形でなく、卵形の断面を有する場合には、気密
リングを取り付ける前に、芯材を一回又はそれ以
上検査し、真円の断面形状にすると更に有利であ
る。

この発明の他の改良は、外部導電層上で絶縁体
の外周にわたつて作用し、片側又は両側に設けた
当接部によつて気密リングを止めることにある。
この様にすると、気密リングをケーブル芯材上、
即ち外部導電層上に固定できるので、接続してい
る波形外被と一緒に長手方向に確実なシールを施
すことができる。当接部によつて達成される保持
は、長手方向に延びるテープで成形した金属外被
をしつくりした波形でケーブル芯材を取り巻く場
合、気密リングがケーブル芯材上で滑らない限り
製造上有利に作用する。

この発明を特に有利に実行する場合、気密リン
グの当接部は、外部導電層が長手方向に延びて周
囲に分割されたウエブを有し、このウエブを気密
リングの幅の数倍、主に３倍の長さに相当する間
隔に中断させることによつて形成できる。この場
合、前に述べた長手方向のシールの外に、波形の
谷部分をウエブに押し込み、波形外被と外部導電
層の間に良好な摩擦接触が生じる。

この発明の思想を実施する際、他の有利な可能
性は、当接部を気密リングの前及び／又は後にあ
るコイルによつて形成できることである。このコ
イルを、例えばポリエチレン又はエチレン共重合
体をベースにした自己粘着又は自己溶着性合成樹
脂のテーブで形成すると効果的である。これに関
連して、コイルは一層又はそれ以上の同心状テー
プ層と理解でき、全体の厚さが気密リングの太さ
の数分の一になる。ただ、ケーブルの半径方向の
コイルの大きさが気密リングの滑りを防ぐのに充
分であることが大切である。

この発明によるケーブルを製造するには、射出
ニツプルを制御してウエブの〓間を制御すると有
利である。外部導電層を絶縁体上に押出成形する
際、同時に通常の射出ニツプルを同心状出口を有
するニツプルに置き換えると、長手方向に延びる
ウエブが一緒に成形される。ウエブ材料の流れを
開閉すると、このウエブを連続的に及び／又は中
断しながら作製できる。

他の可能性は、長手方向に延びるウエブをケー
ブル全長にわたつて連続的に押出成形し、次いで
例えば連続処理で、又は波形外被の製造時に、機
械加工の切断、掻き取り又は切削工具によつて気
密リングを納めるため、全周にわたつて続く外部
導電層の〓間と材料、並びにケーブル芯材にこの
リングを取り付けることは、既に述べた様に行う
と効果的である。

この発明の課題を解決するために設けたよう
に、当接部をコイルで形成すれば、ケーブルの平
滑な外部導電層上に、一層又はそれ以上の層にし
て自己粘着又は自己溶着性合成樹脂テープを半径
方向に増大するコイル径でケーブル芯材の回りに
間隔を開けて連続的に巻き付けると有利である。
確実な粘着と溶着、従つて長手方向の気密封止を
保証するため、コイル製造工程の前、中又は後に
テープ及び／又は外部導電層も温度処理を行うと
効果的である。これ関連して、押出成形時の余熱
を残している外部導電層又は絶縁体上にテープを
取り付けてコイルに形成すると有利である。製造
条件に応じて、コイルを気密リングの前又は後、
あるいは前後に設けると効果的である。

〔実施例〕

この発明を添付図に示した実施例に基づき詳し
く説明する。

高電圧ケーブルの導体１は撚つた多数の単線か
ら成る。内部導電層２は、局所的な電場強度の上
昇によつて放電を誘起する導体の表面上の不揃い
を均す。架橋又は非架橋重合体材料、例えば架橋
又は非架橋ポリエチレンあるいはエチレン・プロ
ピレン・ゴムをベースにした材料から成る絶縁体
は、引用数字３で示してあるが、外部導電層４に
よつて被覆されている。外側の耐湿封止として、
長手方向の継目溶接した波形金属外被５が使用さ
れている。この外被は外側から、例えばポリ塩化
ビニール製の合成樹脂被覆６で被覆してある。設
置条件に応じて、被覆の下に所謂ポリメント塗
布、即ちピツチユメンをベースにした防蝕層又は
被覆全体にわたる補強が施してある。

金属外被が破損して湿気が侵入した場合、上記
ケーブルで長手方向の水封を保証するため、金属
外被５にはリング状の平行波形７が付けてある。
その場合、導体１に向き合う波形の谷部分８にゴ
ム弾性材料の気密リング９が配設してある。この
材料は水が侵入すると膨張して遮断特性を更に改
善する。

図示した実施例では、気密リング９が外部導電
層４を弾力的に押圧するので、金属外被５と外部
導電層４間の空間が長手方向に対して仕切られ、
湿気を封止している。

第１図と第２図の耐湿ケーブルを製造するに
は、第３図に示すように、ケーブル芯材１０を貯
蔵ドラム１１から引き出し、円管で模式的に示し
た収容筒１２に通すと合理的である。当然、他の
形状にも形成できるこの収容筒上に、多数の気密
リング９が納めてあり、この気密リングは所定の
間隔で連続して周期的にケーブル芯材１０に装着
される。

テープ・ドラム１３から、例えば銅、アルミニ
ユーム又はステンレス鋼の金属テープを案内ロー
ル１４を介して引き出し、それ自体公知の成形工
具を用いて気密リングが嵌まつたケーブル芯材１
０の回りで円管に成形し、溶接装置１５により端
部を気密溶接する。その場合、この図から分かる
ように、作製した「円管」の直径は気密リングの
直径より大きいので、溶接装置又は溶接継目と気
密材料との間で相互作用がない。

溶接工程の後、先ず補正工具１６で断面を縮小
させるので、金属外皮の内面がほぼ気密リングの
外径に近づく。波形成形装置１７は、溶接した円
管に平行な波形を付ける。その場合、気密リング
は図面に示すように、製作した波形被服の波形の
谷部分に滑り込む。引き続く他の寸法補正は、ロ
ール装置１８によつて気密リング９を金属外被の
内面にも電力ケーブルの外部導電層にも確実に嵌
めるために行われる。この補正は気密リングの断
面が５〜20％、特に10〜12％に変形するように選
ぶと効果的である。

単芯ケーブルの例以外に、この発明を当然多芯
ケーブルにも適用できる。その場合、相導線の
各々を個々に被覆すると効果的である。

第４図による実施例では、高電圧ケーブルの導
体２０もまた多数の単線を撚つた線材から成り、
その最上層は内部導電層２１で被覆されている。
この導電層２１は局所的な電場強度の上昇によつ
て放電を誘起させる導体２０の表面の不揃いを均
している。導電層２１には、架橋又は非架橋重合
体材料の絶縁体２２が接続している。この絶縁体
は、例えば架橋又は非架橋ポリエチレン・プロピ
レンをベースにした重合体材料でも形成できる。
この絶縁体はカーボンブラツク又はグラフアイト
で導電性にした押出成形重合体材料の外部導電層
２３により被覆されている。この外部導電層に
は、長手方向に延びるウエブ２４がある。このウ
エブは周囲に一様に配分させておくと効果的であ
る。長手方向に対してケーブルのシールドを確実
にする気密リング２５の据わりを良くするため、
ウエブ２４は一定間隔で分断しある。間〓２６
は、例えば約10mmの長さに成形してある。閉じた
金属外被２７をきつちりと取付けて波形成形し、
気密リング２５をこの外被の波形の谷部分に嵌め
ると気密リング２５が元の位置からずれない。

ケーブルの被覆を行うためには、設置条件に応
じて、例えば銅の閉じた金属外被に、例えばポリ
塩化ビニール合成樹脂の外部被覆２９を取付ける
前にピツツメンをベースにした防蝕層２８を付け
てもよい。

合成樹脂で絶縁した中・高電圧ケーブルの直径
は、全長及び全周にわたつて著しい変動が生じ
る。従つて、平行波形の金属外被の内径を少なく
ともケーブルの最大直径と同じように選定する必
要がある。上記のウエブにより、ウエブに波形を
付けた場合より更に改良される。かくして、前記
構造では外部導電層と波形金属外被間の熱伝導が
改善される。例えば、波形外被を作製する間、一
緒に回転するカツターによつて作成した溝に気密
リングを固定すると、滑り易い円管内のケーブル
芯材の相対運動による前記リングの横方向の引張
が防止される。波形外被の作製は、公知の製造過
程から成る。即ち、長手方向に続く金属テープを
ケーブル芯材の周りで円管に成形し、テープの縁
部を溶着し、滑り易い円管を波形に成形する過程
である。

ケーブルの一部に欠陥がある場合、水が存在す
るかどうか、あるいはしていたかどうかの確認を
容易にするため波形外被を製造する際、水に（例
えば、着色で）反応する指示薬を添加した長手方
向に延びるテープを使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による第一実施例であるケ
ーブルの横断面図。第２図は、第１図によるケー
ブルの縦断面図。第３図は、この発明によるケー
ブルの製造方法を説明するための側面図。第４図
は、この発明による第二実施例のケーブルの斜視
図。 図中引用記号：１，２０……導体、２，２１…
…内部導電層、３，２２……絶縁体、４，２３…
…外部導電層、５，２７……金属外被、６，２９
……合成樹脂被覆、７……平行なリング状波形、
９，２５……気密リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁体を取り巻く外部導電層と、前記導電層
   及びこの導電層上の波形金属シールドの間にゴム
   をベースにした耐湿材を保有する耐湿合成樹脂電
   気絶縁電力ケーブルにおいて、前記シールドは平
   行波形付の閉じた波形金属外被から成り、前記外
   部導電層と波形金属外被間の空間に個別気密リン
   グを波形金属外被に対して機械結合させずに配設
   し、前記気密リングを介して波形金属外被が外部
   導電層上に保持されていることを特徴とする電力
   ケーブル。 ２ 外部導電層でリング状の中空空間を形成する
   波形金属外被の谷部分は、気密リングを収容する
   ために使用されていることを特徴とする請求項１
   記載の電力ケーブル。 ３ ゴム弾性材料としてアクリルニトリルブタジ
   エン・ゴムをベースにした材料が架橋又は非架橋
   状態で使用されていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の電力ケーブル。 ４ ゴム弾性材料は、導電性を有することを特徴
   とする請求項３記載の電力ケーブル。 ５ 気密リングは、シヨア硬度40〜80、主に60〜
   70の硬度を有することを特徴とする請求項２〜４
   のいずれか１項に記載の電力ケーブル。 ６ 気密リングは、絶縁体の周囲に作用し片側又
   は両側に配設してある当接部により外部導電層上
   で拘束されていることを特徴とする請求項２〜５
   のいずれか１項に記載の電力ケーブル。 ７ 絶縁体を取り巻く外部導電層と、前記導電層
   及びこの導電層上の波形金属シールドの間にゴム
   をベースにした耐湿材を保有し、前記シールドは
   平行波形付の閉じた波形金属外被から成り、前記
   外部導電層と波形金属外被間の空間に個別気密リ
   ングを波形金属外被に対して機械結合させずに配
   設し、前記気密リングを介して波形金属外被が外
   部導電層上に保持されている電力ケーブルを製造
   する方法において、円管に成形するため長手方向
   に延びる金属テープをケーブル芯材に巻き付ける
   直前に、気密リングを連続する芯材に間隔を置い
   て順次挿入し、金属テープで取り巻き、次いでテ
   ープ端部の溶接に続く波付け工程で波形の谷部分
   に押し込むことを特徴とする方法。 ８ 金属テープは、少なくとも処理しようとする
   溶接継目のところで気密リングに対して間隔を置
   いて円管に成形し、溶接後に寸法補正を行うこと
   を特徴とする請求項７記載の方法。 ９ 被覆の波形は気密リングを位置決めした後、
   寸法補正されることを特徴とする請求項７又は８
   記載の方法。 １０ 寸法補正する時気密リングの断面を５〜20
   ％、特に10〜12％に変形させることを特徴とする
   請求項９記載の方法。 １１ 絶縁体を取り巻く外部導電層と、前記導電
   層及びこの導電層上の波形金属シールドの間にゴ
   ムをベースにした耐湿材を保有し、前記シールド
   は平行波形付の閉じた波形金属外被から成り、前
   記外部導電層と波形金属外被間の空間に個別気密
   リングを波形金属外被に対して機械結合させずに
   配設し、前記気密リングを介して波形金属外被が
   外部導電層上に保持され、しかも円管に成形する
   ため長手方向に延びる金属テープをケーブル芯材
   に巻き付ける直前に、気密リングを連続する芯材
   に間隔を置いて順次挿入し、金属テープで取り巻
   き、次いでテープ端部の溶接に続く波付け工程で
   波形の谷部分に押し込んで作製される電力ケーブ
   ルの製造装置において、ケーブル芯材が通り抜け
   る気密リング用の収容筒が配設してあることを特
   徴とする装置。 １２ 前記収容筒は導入側をトランペツト状に拡
   げてあることを特徴とする請求項１１記載の装
   置。