JPH07240124A - 絶縁材料内の異物監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブル導体に対してポリエチレン等の絶縁
被覆部材を設ける装置において、絶縁材料に混入される
異物を検知する装置を配置して、電力ケーブルに対する
信頼性を向上させ、品質の保証を容易に行い得るように
する。 【構成】 絶縁材料を押し出す押出し装置と、ケーブル
導体に対して絶縁被覆部材を形成する被覆形成装置の間
に、接続装置１０を配置し、前記接続装置１０に対して
耐熱ガラス部材２１、２２により区画する厚さが１０〜
２０mmの薄い検知用流路１６を設ける。そして、前記検
知用流路１６に対して発光部材２５とＣＣＤカメラ２６
を配置して、絶縁材料に混入される異物を監視できるよ
うにするとともに、ＣＣＤカメラとして４０ミクロン以
上のサイズの異物を検知できる性能を有する装置を使用
して、５０ミクロン以上の異物が絶縁材料に混入した場
合にも、検知性能を発揮できるような装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブル等の絶縁
被覆（シース）を押し出し成型により形成する際に、絶
縁材料に異物等が混入することを監視する装置に関し、
特に、押出し装置と被覆形成装置の間に絶縁材料に混入
する異物を監視するための検知手段を配置して、ケーブ
ル導体に絶縁被覆部材を形成する前の段階での絶縁材料
の品質を管理する絶縁材料内の異物監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル導体等においては、導電性
材料で構成されたケーブル導体の表面に絶縁材料を被覆
する手段が用いられており、例えば、実公昭６０−４３
４６号公報等に示されるような製造装置が用いられてい
る。前記従来例では、ケーブル導体の表面に２層の絶縁
被覆部材を形成する場合で示されているが、一般の電力
ケーブルに使用される絶縁被覆部材では、外側の絶縁被
覆部材をポリエチレン等の材料を用いて被覆することが
行われている。前述したような電力ケーブルを製造する
場合には、ポリエチレン材料等の絶縁材料に対して架橋
剤や劣化防止剤を混入したものを押出し装置に供給し、
絶縁材料を溶融させた状態でノズルを設けた被覆形成装
置に供給して、ケーブル導体の表面に所定の厚さで被覆
するようにしている。

【０００３】前記絶縁被覆部材を形成するために、絶縁
材料を押し出す押出し装置として、実公昭５７−３４０
２８号公報等に示されるような装置を使用している。前
記従来例に示される押出し装置では、ペレット状のポリ
エチレン材料等に対して架橋剤や劣化防止剤を混入した
ものをスクリュー装置に供給して、スクリューを回転さ
せることにより絶縁材料を溶融させて高圧で押し出す機
構を構成している。そして、前記押出し装置の排出路を
被覆形成装置の流路に接続し、ノズルから絶縁材料をケ
ーブル導体の表面に向けて押し出すことにより、ケーブ
ル導体の表面に所定の厚さの絶縁材料による被覆を形成
できるようにする。また、前記従来例に示される押出し
装置では、押出し装置により絶縁材料を溶融させた状態
で押し出し成型を行う際に、プラスチック材料に異物が
混入することがあり、その異物を除去するために、押出
し装置の排出部にスクリーン手段を設けている。したが
って、ケーブル導体の絶縁被覆部材を形成する場合で
も、押出し装置の排出口部分にスクリーン手段を配置す
ることにより、絶縁材料に異物が混入することを防止で
きるようにされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】絶縁被覆部材をケーブ
ル導体に被覆して電力ケーブルを製造する際に、従来の
２７５ｋＶのケーブルでは、押出し装置の排出部に７０
ミクロン以上のサイズの異物を除去できる程度のスクリ
ーン手段を設けることにより、絶縁被覆部材の絶縁特性
を発揮できるものとされる。ところが、５００ｋＶの電
力ケーブルでは、絶縁被覆部材の厚さを薄くするととも
に、絶縁特性を良好に発揮できるような被覆を設けるこ
とが要求されているものであり、そのためには、５０ミ
クロン以下の異物のみが混入されることを許容できるも
のとされる。しかしながら、従来の押出し装置を用いる
場合に、例えば、５００メッシュのスクリーン手段を用
いたとしても、細長い異物はスクリーンを通過してしま
うという問題があり、異物の混入問題を解決することが
困難である。

【０００５】前述したような問題を解決するために、例
えば、押出し装置に供給する絶縁材料から異物を除去す
る装置を使用し、異物等を除去してから押出し装置に供
給することが考えられる。しかしながら、材料メーカー
から納入されるポリエチレン等のプラスチック材料を再
び加工して、異物を除去する工程を設けることは、電力
ケーブル製造装置の構成が複雑になり、電力ケーブルの
製造コストを増加させる原因となる。また、スクリュー
装置を用いて絶縁材料を押し出す場合に、押出し装置か
ら発生する金属片等が絶縁材料に混入することを阻止す
ることが困難であり、実際にポリエチレン材料等を用い
て絶縁被覆部材を形成する場合に、絶縁材料に異物が混
入する状態を正確に把握することが必要とされる。

【０００６】そこで、絶縁材料の性質を把握するため
に、例えば特開平４−３４３０４７号公報等に示される
ように、ポリエチレン等の材料のサンプルに対して、光
を透過させて異物の検査を行う装置を用いることも考え
られる。しかしながら、前記従来例では、ポリエチレン
等の材料の一部をサンプルとして用い、その中に含まれ
る異物の検査を行うのみであって、実際にケーブル導体
に対して絶縁材料を被覆して絶縁被覆部材を形成した場
合に、その絶縁被覆部材に混入する異物に対する検知を
行い得ないという問題がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、ケーブル導体に被覆する絶縁
被覆部材に異物が混入する問題を解消するもので、押出
し装置から被覆形成装置に向けて供給する絶縁材料の流
路に検知手段を配置して、押出し装置から供給される絶
縁材料に含まれる異物を検知し、電力ケーブルの信頼性
を向上させ得るようにする絶縁材料内の異物監視装置を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエチレン
材料等の絶縁材料を溶融させて高圧で押し出す押出し装
置と、前記押出し装置から供給される絶縁材料を、ケー
ブル導体の表面に被覆するノズルを設けた被覆形成装置
を配置してなる電力ケーブル製造装置に関する。本発明
においては、前記押出し装置と被覆形成装置の間に接続
装置を配置し、前記接続装置の絶縁材料案内経路を透明
な部材の間に形成する巾の狭い検知用流路を配置し、前
記検知用流路に対して検知手段を配置している。また、
本発明において、前記検知手段に設ける検知用流路を対
向して配置する耐熱ガラス部材により形成し、前記耐熱
ガラス部材の一方の側に発光部材を配置し、他方の側に
受光手段を配置するとともに、前記受光手段を４０ミク
ロン以上の異物を検知可能な性能を有するＣＣＤカメラ
を用いて構成している。

【０００９】

【作用】前述したように、押出し装置と被覆形成装置の
間に検知手段を設けた接続装置を配置し、巾の狭い検知
用流路の部分に対応させて、耐熱ガラス等の透明材料を
介して検知装置を配置することにより、ポリエチレン等
の溶融された材料に混入された異物を正確に検知するこ
とができる。そして、前記検知手段に配置する受光部材
を、４０ミクロン以上のサイズの異物を検知可能なＣＣ
Ｄカメラで構成することにより、ケーブルの絶縁被覆材
料中に混入すると問題が発生する５０ミクロン以上の異
物をも正確に検知することが可能になる。また、本発明
の検知手段では、溶融された状態で検知用流路を流れる
絶縁材料を、厚さが薄くて巾の大きな流れに変換させ
て、一方から照射した光を受光部材により受光し、受光
部材として設けるＣＣＤカメラが受けた光を、光電変換
手段を用いて電気信号に変換させ、検知装置を用いて検
知する装置を構成することができ、絶縁材料内の異物検
知作用を容易に行うことができる。

【００１０】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の絶縁材
料内の異物監視装置を説明する。図１に示される例は、
ケーブル導体１に対して絶縁材料を押し出して絶縁被覆
部材２を形成する被覆形成装置５に対して、押出し装置
３を配置した装置の構成を示している。前記押出し装置
３としては、従来より一般のケーブル被覆に使用される
装置と同様な機構の装置を使用するもので、絶縁材料と
してポリエチレン材料を使用し、前記ポリエチレン材料
に対して架橋剤と劣化防止剤等を混入した原料を、スク
リューを用いた押出し装置により、高温高圧の流動性を
有するものとして絶縁材料を押し出すことができる。ま
た、絶縁材料として用いるポリエチレン材料は、押出し
装置から排出される状態では、半透明性を有するものと
して性質が変化するので、以下に示すように、比較的薄
い層状の流れを形成することにより、光を透過させるこ
とができるものとなる。

【００１１】前記押出し装置３においては、溶融された
絶縁材料を排出する位置に、スクリーン４を設けてお
り、前記スクリーン４としては、例えば、５００メッシ
ュの網目を構成したものを用いている。また、前記押出
し装置３に対して、スクリーン支持手段を設けること
や、絶縁材料の原料を供給するものであるが、本発明の
実施例に示す押出し装置３では、その具体的な構成を省
略して示している。前記押出し装置に接続される被覆形
成装置５は、従来例に示された装置と同様に、装置本体
の中心部にケーブル導体を通過させる貫通孔８を配置
し、前記貫通孔８を通るケーブル導体１に対して、ノズ
ル７から絶縁材料を供給することにより、絶縁材料によ
る絶縁被覆部材２を所定の厚さで被覆する手段を構成し
ている。また、前記被覆形成装置５の本体には、接続装
置１０の流路から供給される絶縁材料を、リング状に形
成した絶縁材料の流路６を介して、ノズル７に向けて供
給する手段を構成している。

【００１２】前記押出し装置３と被覆形成装置５の間に
配置する接続装置１０は、図２、３に示されるように構
成されるもので、図２の縦方向の断面図に示されるよう
に、接続装置１０の本体を上下に貫通する状態で、絶縁
材料の案内経路を設けており、前記案内経路の中央部に
配置する耐熱ガラス部材２１、２２の間に検知用流路１
６を形成し、前記検知用流路１６に向けて上から絞り込
む状態で縮小テーパ部１７を配置し、検知用流路１６の
下部には被覆形成装置の流路に向けて接続する拡開テー
パ部１８を配置している。また、図３に示すように、前
記検知用流路１６は厚さＴが１０〜２０mmで、巾Ｈを１
００〜２００mmに設定し、絶縁材料を薄い層状にして流
すことにより、検知装置に対応させることができるよう
にする。前記接続装置１０に形成する絶縁材料の案内路
は、前記検知用流路１６に対応させて絶縁材料の流れを
絞り込むように構成するもので、絶縁材料の流れの巾を
絞ることなしに、厚さを縮小・拡開する作用を行うよう
に構成する。

【００１３】前記接続装置１０は、図３に示されるよう
に、２つの半割り体１１、１１ａを合わせて止めネジ１
２、１２ａにより円筒状の部材として組み立てたものを
用いており、前記図２に示されるように、接続装置の高
さ方向の中央部に設けた貫通孔１３、１３ａを介して検
知手段２０を構成している。前記検知手段２０を構成す
る耐熱ガラス部材２１、２２は、耐熱ガラス等のよう
に、透明で熱と圧力に対応できる材料を用いたブロック
状の部材を用いている。前記耐熱ガラス部材２１、２２
は、半割り体１１、１１ａの接合部で、貫通孔の端部に
配置する段部部材１４、１４ａに対して押圧される状態
で位置決めされ、外側から押圧部材１５、１５ａを装着
することにより、耐熱ガラス部材に対する固定を行うよ
うにする。そして、前記接続装置に設ける検知用流路１
６は、巾方向に耐熱ガラス部材２１、２２と、段部部材
１４、１４ａによって区画される。

【００１４】前記検知手段２０に対して、耐熱ガラス部
材２１の外側に光源としてのランプ等の発光部材２５を
配置し、他方の耐熱ガラス部材２２の外側に受光手段
（ＣＣＤカメラ）２６を配置している。そして、発光部
材２５により検知用流路１６に向けて光を照射し、絶縁
材料を通った光をＣＣＤカメラ２６により受光すること
により、絶縁材料の内部に混入する異物を検知すること
ができるようにする。前記検知手段２０を構成する発光
部材としては、検知用流路に対して均一な強さの光を照
射する手段であれば、任意の光源を使用することができ
る。

【００１５】前記受光部材２３としては、４０ミクロン
以上のサイズの異物を検知できるようにするために、例
えば、株式会社テクノスが発売している「ニューロ視覚
センサ」（商品名）を使用することができる。前記「ニ
ューロ視覚センサ」は、ラインあたりの画素数を４００
０以上のものとして構成することができ、画素数を５０
００に構成する場合には、１０ミクロン以上の異物を検
知できる性能を発揮できるものとされる。また、前記特
定のＣＣＤセンサを用いることの他に、例えば、５０ミ
クロン以上の異物を検知可能なＣＣＤセンサ、好ましく
は、４０ミクロン以上、より好ましくは３０ミクロン以
上のサイズの異物を検知可能なＣＣＤセンサであれば、
本発明の検知手段として用いることが可能である。

【００１６】そして、前述したような検知性能を有する
ＣＣＤカメラを使用し、光電変換手段に検知情報を入力
して、テレビ画面に表示することにより、ケーブル導体
に絶縁被覆部材を被覆する際に、絶縁被覆部材に異物が
侵入した場合を確認することができる。また、テレビ画
面で直接監視することに代えて、ＣＣＤカメラにより得
られる画像情報をビデオ装置に録画しておくことによ
り、電力ケーブルを製造した後で絶縁被覆部材の状態を
確認することができ、電力ケーブルを実際に使用する際
の品質保証の基礎データを得ることも可能になる。さら
に、前述したような検知手段をケーブル製造装置に対し
て配置する場合には、例えば、絶縁材料を押し出して絶
縁被覆部材をケーブル導体に被覆する作業を行っている
途中で、オペレータが所定の時間毎に目視により監視す
ることにより、絶縁被覆部材の品質を確保することがで
きる。

【００１７】前述したような構成の検知手段を配置する
接続装置に対して、例えば、絶縁材料の押し出し温度が
１３５℃、押し出し圧力が１００kg／平方cm、絶縁材料
の押し出し量が２００kg／ｈの性能を有する装置を構成
する場合を考える。前記押出し装置に対して接続装置を
配置する場合に、検知用流路の部分を流れる絶縁材料の
厚さを１５mm、巾を１５０mmに設定すると、絶縁材料が
検知用流路の部分を通過する速度を２．４cm／sec に設
定することができる。そして、前記検知用流路の長さを
２０mmに設定した場合には、絶縁材料の異物を検知でき
る時間が０．８sec となるので、押出し装置から被覆形
成装置に供給される絶縁材料に対して、異物の侵入状態
を正確に把握することができる。したがって、前記図１
に示されるような装置において、押出し装置３と被覆形
成装置５の間に絶縁材料の流路を絞る状態で検知用流路
を形成し、押出し装置から押し出す絶縁材料の圧力を大
きく減少させることなしに、被覆形成装置に向けて供給
することができる。

【００１８】なお、前記本発明の装置では、絶縁被覆部
材を構成する絶縁材料として、ポリエチレンを使用する
場合を示しているが、ポリエチレン以外の他の絶縁材料
を用いる場合でも、その絶縁材料が溶融された状態で半
透明、または透明になる性質を有するものである場合に
は、本発明の検知手段を適用することができる。さら
に、絶縁材料が比較的透明でない性質を有するものであ
る場合には、検知用流路の巾を非常に狭くして、光を透
過させ得る状態にすることによって、ＣＣＤカメラを用
いた異物の検知を行うことが可能になる。また、本発明
の検知装置を用いる場合に、絶縁材料の性質に応じて、
検知用流路の検知厚さを任意に設定することができるも
のであり、発光部材から照射する光の強さと、ＣＣＤカ
メラにおける画素の数等を細かい異物の検知に対応させ
て構成することにより、高圧送電を行う電力ケーブルと
して使用可能な絶縁被覆を形成し、その絶縁材料の信頼
性を向上させることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の絶縁材料内の異物監視装置は、
前述したように構成したものであるから、ケーブル導体
の絶縁被覆部材を形成する際に、絶縁材料に混入される
異物等を容易に検知することが可能であり、装置の構成
を簡素化できるとともに、電力ケーブルの製造に際して
の検査工程を簡素化することができる。そして、絶縁材
料の内部に所定の大きさ以上の異物が混入された場合
に、その異物に対する検知を行って対応できることによ
り、電力ケーブルの製造に適用した場合に、ケーブル絶
縁体の信頼性を低下させるような状態が発生することを
防止できる。また、本発明の装置を用いて絶縁材料に含
まれる異物を検知する作業は、絶縁被覆部材を形成する
作業の途中で、常時または随時行うことができるので、
検知装置から得られる情報を分析することにより、ケー
ブルの信頼性を保証することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のケーブル製造装置の構成を示す説明
図である。

【図２】 本発明の接続装置の縦断面図である。

【図３】 接続装置の中央部に配置する検知手段での横
断面図である。

【符号の説明】

１ ケーブル導体、 ２ 絶縁被覆部材、 ３
押出し装置、５ 被覆形成装置、 ７ ノズル、
１０ 接続装置、１４ 段部部材、 １５ 押圧
部材、 １６ 検知用流路、１７ 縮小テーパ部、
１８ 拡開テーパ部、 ２０ 検知手段、２１・
２２ 耐熱ガラス部材、 ２５ 発光部材、２６
ＣＣＤカメラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレン材料等の絶縁材料を溶融さ
   せて高圧で押し出す押出し装置と、前記押出し装置から
   供給される絶縁材料を、ケーブル導体の表面に被覆する
   ノズルを設けた被覆形成装置を配置してなる電力ケーブ
   ル製造装置において、 前記押出し装置と被覆形成装置の間に接続装置を配置
   し、前記接続装置の絶縁材料案内経路を透明な部材の間
   に形成する巾の狭い検知用流路を配置し、 前記検知用流路に対して検知手段を配置することを特徴
   とする絶縁材料内の異物監視装置。
2. 【請求項２】 前記検知手段に設ける検知用流路を、対
   向して配置する耐熱ガラス部材により形成し、 前記耐熱ガラス部材の一方の側に発光部材を配置し、他
   方の側に受光手段を配置するとともに、前記受光手段を
   ４０ミクロン以上の異物を検知可能な性能を有するＣＣ
   Ｄカメラを用いて構成することを特徴とする請求項１に
   記載の絶縁材料内の異物監視装置。