JPH0352506A - 架橋ポリエチレン電力ケーブルの接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、架橋ポリエチレン電力ケーブルの接続方法と
それに用いる絶縁ブロックに関するものである． 〔従来技術〕 架橋ポリエチレン電力ケーブルの超高圧線路への適用が
進むにつれ、線路建設を合理化する上で、接続作業時間
の短縮が大きな課題となってきている．すなわち電圧階
級１５４ＫＶ以上の架橋ポリエチレン電力ケーブルの接
続技術であるモールドジッイントエ法は、安定した高い
性能が得られるものの、接続作業に要する時間が長いと
いう難点がある．このため工場で予め製作したｗＡ縁部
品を現地で組み立てるいわゆるプレハブジツイントに対
するニーズが高まっており、すでに１５ｔＫＶ級のプレ
ハブジツイントが開発され、実用化されようとしている
． しかしプレハブジツイントは補強絶縁体にエボキシやゴ
ムを使用している関係で、架橋ポリエチレンのように高
い電気ストレスをかけられないため、接続部の寸法が大
きくなるという欠点があり、２７５ｍ［Ｖ級、５００Ｗ
Ｖ級の線路ではスペース上の制約から通用箇所が制限さ
れることが予想される．このため、モールドジツイント
の高い性能とプレハブジツイントの簡便性をある程度兼
ね備えた接続方法として、補強絶縁体を未架橋の絶縁ブ
ロンクとして予め工場で製作しておき、現場ではそれを
ケーブル接続部に取り付け、加熱、架橋してケーブルと
一体化するという方法が提案されている． 〔課題〕 しかし、未架橋の絶縁ブロックをケーブル接続部に取り
付け、加熱、架橋してケーブルと一体化する場合、次の
ような問題がある． ■　絶縁ブロック全体を架橋する必要があるため、２７
ＳＫＶ級、５００ＫＶ級の厚肉の補強絶縁体では架橋に
かなりの時間がかかり、時間短縮の面からは不十分であ
る． ■　絶縁ブロックの架橋を限定された時間内に行うため
には架橋温度を高くすればよいが、架橋温度を高くする
と、ケーブル絶縁体の架橋残渣が二次分解して水が発生
するため、架橋温度を高くすることにも限界がある． ■　未架橋の絶縁プロンクを架機する過程で、絶縁ブロ
ックが重力により下に垂れる傾向があるため、偏肉が生
じやすく、設計絶縁厚を確保できない可能性がある．こ
れは２７ＳＫＶ級、５００ＫＶ級のように高ストレス下
で使用されるものでは電気的なネックとなる． ■　未架橋の絶縁ブロックを架橋する過程で、材料のフ
ローが生じやすく、このため特にケーブル絶縁体との界
面に残留歪が生し、電気的な弱点になりやすい． 〔課題の解決手段〕 本発明は、上記のような課題を解決するため、予め補強
絶縁体形状に或形され架橋されたポリオレフィンよりな
る絶縁ブロックを用いることとし、これをケーブル接続
部に取り付け、加熱することにより、その絶縁ブロック
とケーブル絶縁体とを一体化するようにしたものである
． 絶縁ブロックはケーブル絶縁体と同材質であることが望
ましい． また絶縁ブロックは放射線架橋されたものであることが
望ましい． 〔作用〕 絶縁ブロックは、工場で所定の形状に或形され架橋され
ているため、ケーブル接続部に取り付けた後に架橋する
必要がなく、加熱の際には、すでに架橋されている絶縁
ブロックとケーブル絶縁体とを融着させるだけの熱量を
加えればよい．このため未架橋の絶縁ブロックを使用す
る場合に比べ、加熱温度が低くて済み、ケーブルを再加
熱することによる悪影響を低減することができる．また
未架橋の絶縁ブロックを架橋する温度と同し温度で加熱
するものとすれば、加熱時間を短くすることができ、作
業時間の短縮に大きな効果がある．また絶縁ブロックは
予め架橋されているため、加熱時に重力により垂れるこ
とがなく、偏肉が少なくなるから合理的な絶縁設計が可
能である．さらに加熱により流動することがないため、
電気的な弱点となりやすい界面の残留歪を生じさせるお
それがなくなる． また絶縁ブロックとして放射線架橋されたものを使用す
ると、化学架橋剤が含まれていないため、ケーブル絶縁
体との融着工程で架橋残渣の二次分解が起こらず、ミク
ロボイドの発生をなくすことができる． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
． 実施例ｌ 図−１および図−２は本発明の一実施例を示す．接続す
るケーブルＩＩＡ・１１Ｂは、２７５ＸＶ　１４００ｖ
ｗ”の架橋ポリエチレン電力ケーブル（ケーブル外部導
電層外径１０５ｍ−、絶縁体外径１０３ｍｓ）である．
ケーブルＩＩＡ−１１Ｂの端部は所定の寸法に段剥ぎし
、外部導電層１２Ａ・１２Ｂと絶縁体１３Ａ・１３Ｂを
露出させ、導体１４Ａ−１４Ｂを口出しする．導体１４
Ａ・１４Ｂを接続する前に、架橋絶縁ブロック１５、半
導電性熱収縮チューブ１６、接続部保１１ｗＡ管（図示
せず）等の部品をケーブルＩＩＡ側またはＩＩＢ側に外
挿しておく． 架橋絶縁ブロックｌ５は、中央部に内部導電層１７を埋
め込んだもので、内径１０４ｍｍ、外径１６４ｍｍであ
る．この架橋絶縁ブロックｌ５を製造するには、絶縁ブ
ロック或形用の金型内に予め成形した内部導電層１７を
セ−／　｝し、その状態で、架橋剤含有ポリエチレンを
注型した後、注型品を旋盤で整形し、加圧容器内に入れ
て加熱、架橋すればよい．製造後はＸＭ検査等により内
部欠陥がないことを確認する． 接続作業は、まず図−１に示すように導体接続管ｌ８で
導体１４Ａと１４Ｂを圧縮接続する．次に絶縁体１３Ａ
・１３Ｂの外径までの空間に半導電性の高粘度コンパウ
ンドｌ９を充填し、熱風機等により加熱硬化させる．そ
の後、先に外挿してあった架［！ｋ縁プロンク１５を接
続部の中心に引き戻し、所定の位直にセットする．続い
て半導電性熱収縮チューブ１６をその両端がケーブルの
外部導電層１２Ａ　−　１２Ｂに乗る位置まで引き戻し
、図−２のように加熱収縮させる．その後、図示してな
いがその上から架橋用のガスバリアー層を被覆し、加熱
ヒーターを取り付け、全体を加圧容器に収納して、窒素
ガス等の不活性ガスで加圧し、加熱する．加熱した後、
冷却し、加圧容器を解体し、接続部に遮蔽層を施して、
保！ＩＩ＃ｌＡ管を被せれば、接続が終了する．加熱の
際には、絶縁ブロックが未架橋状態であると、絶縁ブロ
ックを架橋し、かつ絶縁ブロックとケーブル絶縁体の界
面を接着させるだけの熱量を供給する必要があるが、本
発明のように絶縁ブロンク１５が架橋済みであれば、絶
縁プロフクｌ５とケーブル絶縁体１３Ａ　−　１３Ｂの
界面を接着させるだけの熱量を供給すればよいことにな
る．ちなみに絶縁ブロックが未架橋の場合には絶縁ブロ
ックの外周を２２０℃に昇温し、６時間保持する必要が
あるが、ｗ！１ｋｋブロックが架橋してあれば、２２０
℃で３．５時間保持すればよく、時間短縮に多大の効果
がある．逆に加熱時間を６時間にすると、架橋絶縁ブロ
ック１５とケーブル絶縁体１３Ａ−１３Ｂを接着するの
に必要な加熱温度を１９０℃まで下げることができ、こ
のためケーブル絶縁体の再加熱によって架橋残渣が分解
し、水が発生して、ミクロボイドができるのを余裕をも
って回避することができる． また絶縁ブロック１５が架橋されているため、加熱され
ても流動、変形することがなく、接着界面に残留歪が集
中したり、重力による垂れで大きな偏肉が発生したりす
ることがなくなる．このため電気的に弱点のない全体に
わたって均質な接続部を得ることができる． 表一ｌに実施例１の接続方法と従来の接続方法による場
合の残留歪と偏肉率の比較を示す．実施例２ 実施例ｌと同じケーブルを接続するのに、図−３に示す
ような二つ割の架橋絶縁ブロック１５を使用した．この
絶縁ブロック１５は長さ５００ａｍ、外径１０３ｉｅ−
である． 接続方法を図−４を参照して説明すると、まずケーブル
ＩＩＡ−１１Ｂの端部を実施例１と同様に段剥ぎし、絶
縁体１３Ａ・１３Ｂの端部をテーパー状に切削する．次
いで実施例ｌと同様に必要部品をケーブルＩＩＡ側また
はＩ１Ｂ側に外挿した後、導体１４人・１４Ｂを突き合
わせ、銀ろう２１で溶接接続する．溶接は、両側のケー
ブル絶縁体１３Ａ・１３Ｂに熱による悪影響を与えない
ように溶接部の両側の導体露出部を冷却しながら行う．
次に導体接続部の外周に半導電性熱収縮チューブ２３を
ケーブルの内部導電層２２Ａ・２２Ｂに跨がるように被
せて加熱収縮させ、接続部の内部導電層を形威する．そ
の後、予め密閉容器内で窒素ガスを含浸させておいた図
−３の架橋絶縁ブロック１５を密閉容器から取り出し、
ケーブル絶縁体１３Ａ　−　１３Ｂのテーバ一部に跨が
るように組みつけた後、その上から半導電性熱収縮チュ
ーブ１６をケーブルの外部導電層１２Ａ・１２Ｂに跨が
るように被せて加熱収縮させ、接続部の外部導電層を形
威する． 次いで、その上に実施例ｌと同様にガスバリアー層を被
覆し、加圧、加熱して、ケーブル絶縁体１３Ａ・１３Ｂ
と絶縁ブロック１５を融着一体化させる．加熱条件は実
施例１の絶縁ブロックより絶縁厚が薄いので、２２０℃
に昇温後、２．５時間保持する条件とした． ここで、架橋絶縁ブロック１５として窒素ガス（不活性
ガスであればよい）を含浸させたものを用いたのは、架
橋絶縁ブロックとケーブル絶縁体とを熱融着する際に受
ける熱による悪影響を極力低減するためである．すなわ
ち架橋ポリエチレン中の架橋残渣は空気中よりも窒素ガ
ス中の方が熱を受けても二次分解しにくいからである．
また架橋絶縁ブロックの架橋度は、必ずしも必要架橋度
に達している必要はなく、むしろ架橋剤の一部が未分解
のまま残存していて、ケーブル絶縁体と接着させるとき
の加熱で、絶縁体相互が架橋し合って絡み合うようにな
っていることが望ましい．架橋剤の一部を未分解で残存
させるためには、絶縁ブロックにケーブル絶縁体と同じ
配合部数の架橋剤を混入し、全量が分解しない程度に絶
縁ブロックを架橋すればよい．またケーブル絶縁体より
架橋剤の配合部数を少し多めにし、絶縁ブロックの状態
で必要な架橋度を得ておいて、残りの未分解の架橋剤は
界面の接着性をより強固にするために消費されるように
することもできる．加熱融着後、所定の遮蔽層を施し、
電気試験を実施した．表−２にその結果を示すが、従来
のモールドジツイント工法によるものと比較しても、何
等遜色なく、短時間で高品質の接続部が得られることが
分かる． 表−２ ＊界面付近を基点として半径方向に貫通破壊なお架橋絶
縁ブロックとして、架橋剤の一部が未分解で残存してい
るものを使用すること、および不活性ガスを含浸させた
ものを使用することが望ましいことは、実施例１につい
てもいえることである． 実施例３ 実施例１と同じケーブルを接続するのに、図一５に示す
ような放射線架橋された絶縁ブロック３１を使用した．
この絶縁ブロック３１は中央部に内部導電層ｌ７を埋め
込んだもので、内径１０４ｍ輻、外径１６４ｍｓ＋であ
る．この絶縁ブロック３１は次のようにして製造したも
のである． まず絶縁ブロック成形用の金型内に予め或形した内部導
電層ｌ７をセットし、その状態で金型内に樹脂を注入し
て型成形する．使用した樹脂の組成は低密度ポリエチレ
ン（三菱油化のＺＦ３０Ｒ）　１００ｌｉ量部に老化防
止剤（大内新興化学ノクラフク３００）１．５重量部を
加えたものである．型成形後、旋盤で所定の形状に整形
加工し、さらにクリーンルーム内で表面を必要な精度ま
で仕上げ、異物を拭き取る．この際、後工程で外傷をう
けたり、異物が付着したりすることのないように、薄い
ポリエチレンニ軸延伸シート等によって真空パックして
おくことが好ましい． このようして所定の寸法に仕上げられた絶縁ブロックを
、Ｘ線検査等により内部欠陥がないことを確認した上で
、γ線を照射して架橋した．ｖＡ源には−’Ｃｏを用い
、線量率Ｉ　Ｘ　１０’Ｍｒａｄ／ｈｒで２０ｈｒ，計
２０Ｍｒａｄを照射した．照射中は、ブロック回転治具
を用いて絶縁ブロックを長手方向の軸線を中心に回転さ
せることにより、周方向の架橋度の均一加を図った．ま
たスロープ部は絶縁ブロックの中央部と同等の架僑度を
得るには肉厚が薄く、照射線量が多すぎてポリエチレン
の劣化が進む可能性があるため、架橋度を調節する同材
料のダ逅一ブロックを取り付け、架橋度の均一化を図っ
た．以上のようにして製造された絶縁ブロックを使用し
て架橋ポリエチレン電力ケーブルを接続した．接続作業
の手順は実施例１と同様である．この実施例では、絶縁
ブロックが放射線架橋されているため、加熱条件は絶縁
ブロックとケーブル絶縁体を融着させるだけでよいこと
はもちろん、加熱時に架橋残渣が二次分解してξクロボ
イドが発生するおそれがなくなるため、加熱温度を化学
架橋の絶縁ブロックより高くでき、より効率的な加熱を
行うことができる． 同一サイズの、化学架橋された絶縁ブロックと放射線架
橋された絶縁ブロックを、ケーブル絶縁体に加熱融着さ
せるのに必要な加熱条件を比較すると表−３のとおりで
ある． 表−３ このように放射線架橋された絶縁ブロックを用いると、
架橋残渣の二次分解を防止できるだけでなく、作業時間
の短縮にも大きな効果がある．もちろん絶縁ブロックが
架橋されているため、加熱されても絶縁体が流動するこ
ともなく、接着界面にｍ縁体の残留歪が集中したり、絶
縁体が重力によって垂れて偏肉の原因になることもない
．したがって電気的に弱点のない全体にわたって均質な
接続部を短時間に形威することが可能となる．実施例４ 図−３に示すような長さ５００ｍｍ，外径１０３ｓ一の
二つ割の絶縁ブロックで、放射線架橋したものを使用し
、実施例２と同様にして架橋ポリエチレン電力ケーブル
の接続部を組み立てた．ｍ縁プロンクは、放射線架８ｌ
後、５０℃に保たれたＤＣＰ　（ジクミルバーオキサイ
ド：架橋剤）の溶液中に浸漬し、表面から内部に架橋剤
を拡散させた．接続作業の手順は実施例２と同様である
．絶縁ブロックは放射線架橋によって所定の架橋度を得
ているので、加熱は絶縁ブロンクとケーブル絶縁体との
界面およびｍａｉブロック相互の界面を接着させるだけ
でよい．このとき絶縁ブロックの表面から内部に拡散し
ている未反応の架橋剤は、界面の両側の絶縁体の結晶を
絡み合わせて接着をより強固にする働きをする。

表−４は実施例３と実施例４で組み立てた接続部に所定
の遮蔽層を施し、電気試験を実施した結果を示す．従来
のモールドジゴイントエ法によるものと比較しても、何
等遜色なく、短時間で高品質の接続部が得られる．また
絶縁ブロック表面付近に架橋剤を拡散させたものは、ケ
ーブルｗＡ縁体との接着力をより強固にでき、界面の欠
陥を少なくすることができる． 表−４ 本界面付近を基点として半径方向に貫通破壊なお実施例
４では放射線架橋された絶縁ブロックの全表面において
架橋剤を拡散させたが、架橋剤は全表面に拡散させる必
要はなく、少なくともケーブル絶縁体と接触する面に拡
散させてあればよい． 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば次のよう
な効果がある． ■　架橋された絶縁ブロックを使用したことにより、絶
縁ブロックとケーブル絶縁体は、融着に必要な熱を加え
るだけで、一体化させることができるので、未架橋の絶
縁ブロックを使用する場合に比べ、接続作業時間を大幅
に短縮することができる． ■　加熱時間が短くて済むため、ケーブル絶縁体に与え
る熱的悪影響を最小限に抑えることができ、絶縁性能の
良好な接続部を構戒できる．■　絶縁ブロックが架橋さ
れているため、加熱中に変形することが少なく、偏肉を
少なくできるから、合理的な絶縁設計が可能となる．■
　絶縁ブロックが架橋されているため、加熱中に流動し
にクく、ケーブル絶縁体との界面等に歪が残留すること
がなくなる．このため電気的弱点が発生しに＜＜、良好
な電気的特性が得られる．■　絶縁ブロックとして放射
線架橋されたものを使用すると、化学架橋剤が含まれな
いため、ケーブル絶縁体との融着工程において架橋残渣
の二次分解が起こらず、ミクロボイドの発生を防止でき
る．また放射線架橋された絶縁ブロックを使用する場合
、少なくともケーブル絶縁体と接触する面の内部に化学
架橋剤を拡散させておくと、ケーブル絶縁体との接着性
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

図−１および図−２は本発明に係る接続方法の第一の実
施例を示す断面図、図−３は本発明に係る接続方法の第
二の実施例で使用した絶縁ブロックの斜視図、図−４は
第二の実施例を示す断面図、図−５は本発明に係る絶縁
ブロックの一実施例を示す斜視図である． １１Ａ−１１Ｂ：架橋ポリエチレン電力ケーブル、１２
Ａ　−　１２Ｂ　：外部導電層、１３Ａ・１３Ｂ：絶縁
体、１４Ａ・１４Ｂ：導体、１５：化学架橋絶縁ブロン
ク、ｌ６二半導電性熱収縮チューブ、１７：内部導電層
、ｌ８：導体接続管、２１：銀ろう、２２Ａ・２２Ｂ：
内部導電層、２３：半導電性熱収縮チューブ、３１：放
射線架橋絶縁ブロック．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導体を接続した後、その両側のケーブル絶縁体に跨
   がるように、予め補強絶縁体形状に成形され架橋された
   ポリオレフィンよりなる絶縁ブロックを取り付け、加熱
   することにより、その絶縁ブロックとケーブル絶縁体と
   を一体化することを特徴とする架橋ポリエチレン電力ケ
   ーブルの接続方法。 ２、請求項１記載の接続方法であって、絶縁ブロックと
   して架橋剤の一部が未分解で残存しているものを使用す
   ることを特徴とするもの。 ３、請求項１または２記載の接続方法であって、絶縁ブ
   ロックとして不活性ガスを含浸させたものを使用するこ
   とを特徴とするもの。 ４、請求項１記載の接続方法であって、絶縁ブロックと
   して放射線架橋されたものを使用することを特徴とする
   もの。 ５、導体を接続した後、その両側のケーブル絶縁体に跨
   がるように取り付けられる絶縁ブロックであって、補強
   絶縁体形状に成形されたポリオレフィン成形体を放射線
   架橋したものからなることを特徴とする架橋ポリエチレ
   ン電力ケーブル接続用絶縁ブロック。 ６、請求項５記載の絶縁ブロックであって、少なくとも
   ケーブル絶縁体と接触する面の内部に化学架橋剤を拡散
   させてあることを特徴とするもの。