JPH1032911A - ブロックモールドジョイント用補強絶縁体の製造方法および電力ケーブルの接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロックモールドジョイント用補強絶縁体の
製造方法および電力ケーブルの接続方法において、電力
ケーブルの絶縁体と補強絶縁体との界面における高温下
での機械的強度を高める。 【解決手段】 電力ケーブル２の接続工程前に、合成樹
脂と該合成樹脂を架橋するための架橋剤とを含む材料に
より予め製造され、かつ、電力ケーブル２の接続工程時
に、加熱架橋されると共に電力ケーブル２の接続端部の
絶縁体２ａと溶融着されるブロックモールドジョイント
用補強絶縁体４の製造方法において、架橋剤を含む材料
を溶融・成形して補強絶縁体形状の成形品を製造した
後、該成形品に架橋剤を添加することにより、電力ケー
ブル２の絶縁体２ａと接触する表面部４ｄの架橋剤濃度
を他の部分よりも高濃度とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブロックモールド
ジョイント用補強絶縁体の製造方法および電力ケーブル
の接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電力ケーブルの中間接続の方
法として、ブロックモールドジョイント（ＢＭＪ）が広
く利用されている。このブロックモールドジョイント
は、予め工場等で製造した略筒状の補強絶縁体を使用す
るものであり、前処理した電力ケーブルの接続端部を補
強絶縁体に挿入し、該接続端部の導体同士を接続した
後、前記補強絶縁体を加熱することにより、補強絶縁体
を架橋させかつ補強絶縁体と電力ケーブルの絶縁体とを
溶融着するものである。

【０００３】このようにブロックモールドジョイント
は、電力ケーブルの接続工程に先立って製造した補強絶
縁体を用いる方法であることから、ケーブル接続現場で
可搬式小形押出し機および押出し用金型を用いて補強絶
縁体を成形するいわゆる押出しモールドジョイント（Ｅ
ＭＪ）に比べ、現場での作業工数が少ないという利点を
有する。

【０００４】ブロックモールドジョイントに使用される
補強絶縁体は、電力ケーブルの絶縁体と同一材質である
架橋剤入りのポリエチレンを適当な成形方法で成形する
ことにより調達される。一般に補強絶縁体の成形には、
押出し成形機あるいは射出成形機などの各種成形機を用
いるため、成形時には成形材料である架橋剤入りポリエ
チレンを融点以上に上げて一度溶融する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記架橋剤
としては一般に過酸化物が用いられ、ジクミルパーオキ
ザイド（ＤＣＰ）がその代表的なものである。ジクミル
パーオキザイドなどの架橋剤は、高温下において分解し
てラジカルを発生し、ポリエチレン分子鎖は、このラジ
カルによって架橋される。そして、架橋反応が進行する
と樹脂の粘度が上昇し、あるところで樹脂は流動しなく
なる。

【０００６】したがって、架橋剤入りのポリエチレンを
成形材料として用いる場合、樹脂の融点以上の温度下
で、しかもキャビティ内での樹脂の流動性を確保できる
条件で成形を行う必要がある。そのため押出し成形機等
による補強絶縁体の成形に際しては、架橋剤の分解をな
るべく低く抑えるべく、成形温度を下げたり、成形時間
を短縮したりするなどの工夫が従来より採られている。

【０００７】しかしながら、成形温度を下げて架橋剤の
分解を抑える方法においては、温度を下げ過ぎてしまう
と樹脂の流動性が却って悪くなり、キャビティ内に成形
材料が十分に充填されず、成形品の表面に肌荒れ等が生
じたりするなどの問題がある。

【０００８】また、成形時間を短縮する方法にあって
は、同じ規模の成形機を使う場合、押出し速度や射出速
度などを上げる必要がある。この場合、樹脂が成形機内
でせん断発熱を起こして成形温度が上昇してしまう。し
たがって、成形温度を上昇させずに成形時間を短縮する
ために、より規模の大きな成形機を必要とするといった
問題が生ずる。

【０００９】いずれにしても、補強絶縁体の成形に際し
ては必要な熱履歴がかかるため、成形材料中の架橋剤
は、この熱履歴に応じて分解し補強絶縁体の架橋度を高
めてしまう。したがって、従来は架橋反応が既に多少進
行した補強絶縁体を用いて前記電力ケーブルの接続を行
っていたため、ブロックモールドジョイントの加熱架橋
工程における樹脂の流動性が低く、電力ケーブルの絶縁
体と補強絶縁体との溶融着に長時間の加熱を要する。

【００１０】そして、このような樹脂の流動性低下の問
題に加え、加熱架橋時には電力ケーブルの絶縁体と補強
絶縁体との界面において補強絶縁体側から電力ケーブル
の絶縁体側へ架橋剤が拡散してしまうことが考えられ、
その場合は、この界面での架橋度が周囲に比べて低くな
り、融点以上の温度下では他の部分と比較して界面での
機械的強度が低下する恐れがある。

【００１１】本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、電力ケーブルの絶縁体と補強絶縁体
との界面における機械的強度を向上させたブロックモー
ルドジョイント用補強絶縁体の製造方法および電力ケー
ブルの接続方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、次のような構成を有する。請求項１の発明
は、電力ケーブルの接続工程前に、合成樹脂と該合成樹
脂を架橋するための架橋剤とを含む材料により予め製造
され、かつ、電力ケーブルの接続工程時に、加熱架橋さ
れると共に電力ケーブルの接続端部の絶縁体と溶融着さ
れるブロックモールドジョイント用補強絶縁体の製造方
法において、架橋剤を含む材料を溶融・成形して補強絶
縁体形状の成形品を製造した後、該製造した成形品に架
橋剤を添加することにより、前記電力ケーブルの絶縁体
と接触する表面部の架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度
としたことを特徴とするブロックモールドジョイント用
補強絶縁体の製造方法である。

【００１３】請求項２の発明は、前記製造した成形品を
液状の架橋剤中に一定時間浸漬させた後、液状の架橋剤
中から取り出して所定の温度下で一定時間静置・保管す
ることにより、前記表面部の架橋剤濃度を他の部分より
も高濃度としたことを特徴とする請求項１記載のブロッ
クモールドジョイント用補強絶縁体の製造方法である。

【００１４】請求項３の発明は、ブロックモールドジョ
イント用補強絶縁体を用いた電力ケーブルの接続方法に
おいて、架橋剤を含む材料を溶融・成形して補強絶縁体
形状の成形品を製造した後、該製造した成形品に架橋剤
を添加することにより、前記電力ケーブルの絶縁体と接
触する表面部の架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度と
し、該表面部を高濃度とした成形品を電力ケーブルの接
続端部に被着後、加熱架橋したことを特徴とする電力ケ
ーブルの接続方法である。

【００１５】請求項４の発明は、前記成形品を加圧状態
で加熱架橋したことを特徴とする請求項３記載の電力ケ
ーブルの接続方法である。

【００１６】本発明によれば、前記成形品に架橋剤を添
加して、前記電力ケーブルの絶縁体と接触する表面部の
架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度にしたので、電力ケ
ーブルの絶縁体と補強絶縁体との界面における機械的強
度を向上させることができる。すなわち、従来のように
成形品の内部の架橋剤濃度が均一である場合には、電力
ケーブル側への架橋剤の拡散によって前記表面部の架橋
度が低下してしまい、他の部分に比べて界面の特に高温
下における機械的強度が低下する恐れがあるが、本発明
によれば、前記絶縁体と接触する表面部の架橋剤濃度を
他の部分よりも高濃度としたので、電力ケーブルの接続
端部の絶縁体との溶融着時において、前記表面部の架橋
剤が拡散しても、他の部分と同程度（バルクの電力ケー
ブルの絶縁体および補強絶縁体と同程度）の架橋度を界
面付近においても得られるようになる。

【００１７】なお、「表面部」とは、電力ケーブルの絶
縁体と接触する表面から補強絶縁体内部へ所定の深さ入
った部分をいい、該所定の深さは、５ｍｍ程度が望まし
い。また、「高濃度」とは、電力ケーブルの接続端部の
絶縁体との溶融着後に、前記界面における架橋度と該絶
縁体の架橋度とが略等しくなるために必要な濃度をい
い、前記他の部分の架橋剤濃度の約１．５倍以上が望ま
しい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るブロッ
クモールドジョイントによる中間接続部の分解図であ
る。図２は、本実施形態に係る補強絶縁体の正面図であ
る。図３は、本実施形態に係るブロックモールドジョイ
ントによる中間接続部の拡大断面図である。図４は、本
実施形態に係るブロックモールドジョイントの加熱架橋
工程における中間接続部の断面図である。

【００１９】本実施形態は、図１に示すように、電力ケ
ーブル２の接続工程前に、ポリエチレンと該ポリエチレ
ンを架橋するための架橋剤とを含む材料により予め製造
され、かつ、電力ケーブル２の接続工程時に、加熱架橋
されると共に電力ケーブル２の接続端部の絶縁体２ａと
溶融着されるブロックモールドジョイント用補強絶縁体
（以下、「補強絶縁体」という）４の製造方法である。

【００２０】この補強絶縁体４は、電力ケーブル２の絶
縁体２ａと同一材質の材料から成り、架橋剤を含む材料
を溶融・成形して補強絶縁体形状の成形品を製造した
後、この成形品に架橋剤を添加することにより、製造さ
れる。以下、補強絶縁体４の製造方法に係る成形工程お
よび架橋剤の添加工程を順次説明する。

【００２１】（補強絶縁体４の成形工程）補強絶縁体４
の成形工程におけるその成形方法については特に制約は
なく、代表的な方法としては、例えば押出し成形機や射
出成形機などの成形機による方法が挙げられる。任意の
成形機により得た補強絶縁体４の成形品は、図１および
図２に示すように、概略円筒状を呈するものであって、
軸方向両端部に電力ケーブル２の接続端部が挿入される
挿入孔４ａ，４ａが設けられる。この挿入孔４ａ，４ａ
それぞれの内方には、電力ケーブル２の絶縁体２ａが嵌
まるテーパ孔４ｂ，４ｂが連なっている。また、テーパ
孔４ｂ，４ｂ間には、電力ケーブル２の導体２ｂ（後
述）が挿通する導体接続孔４ｃが形成される。

【００２２】また、補強絶縁体４は、前記導体接続孔４
ｃを内孔として有するアルミニウム製の高圧シールドリ
ング６と、この高圧シールドリング６の周面および軸方
向両端部を外側から覆う内部半導電層８とがインサート
成形などにより内部に組込まれる。

【００２３】（架橋剤の添加工程）上記補強絶縁体４の
成形品にジクミルパーオキザイド等の架橋剤を添加し、
電力ケーブル２の絶縁体２ａと接触する表面部４ａの架
橋剤濃度を他の部分よりも高濃度とする。架橋剤を添加
する方法についても前記成形方法と同様に特に制約はな
いが、本実施形態においては、次の（１）、（２）の各
工程を順次行って補強絶縁体４の成形品の内部に架橋剤
の濃度勾配を持たせることができる。

【００２４】（１）前記成形された補強絶縁体４におけ
る、電力ケーブル２の絶縁体２ａと接触する表面部４ｄ
（図１参照）を、液状の架橋剤中に一定時間浸漬させた
後、液状の架橋剤中から取り出して室温あるいは加温状
態で一定期間静置・保管することにより、表面部４ｄの
架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度にする。なお、表面
部４ｄは、前記挿入孔４ａ、前記テーパ孔４ｂの表面お
よびその内部近傍の部位である。また、表面部４ｄのみ
に架橋剤を添加する方法には、特に制約はないが、例え
ば、表面部４ｄのみに液状の架橋剤を流動させる方法、
表面部４ｄを除く他の部分の表面をマスキングした状態
で補強絶縁体４を液状の架橋剤に浸漬させる方法などが
挙げられる。 （２） 前記表面部４ｄの高濃度の架橋剤が拡散により
その濃度が低下しないよう、補強絶縁体４を低温下で保
管する。この保管温度は、架橋剤の拡散が保管期間に対
して十分に遅くなる温度であって、架橋剤の拡散係数に
よって決まる温度であるが、約２０℃以下が好ましい。

【００２５】なお、本発明においては、少なくとも前記
表面部４ｄが高濃度となれば、場合によっては成形品全
体の表面部、すなわち表面部４ｄおよび成形品の外面部
を含む全体が高濃度になってもよい。また、本発明にお
いては、補強絶縁体４に通常要求される量よりも少ない
量の架橋剤を用いて成形することで成形性を向上させる
ようにしてもよく、その場合は、成形後の架橋剤の添加
工程で補強絶縁体４全体に不足分の架橋剤を添加すると
同時に表面部４ｄを高濃度にすればよい。

【００２６】（電力ケーブル２の接続工程）続いて、前
記（１）、（２）の工程より得られる補強絶縁体４を用
いた、ブロックモールドジョイントによる電力ケーブル
２の接続方法を説明する。図１に示すように、接続する
電力ケーブル２，２は単心ＣＶケーブルであって、それ
ぞれの接続端部は、導体２ｂ、内部半導電層２ｃ、テー
パ状に削られた絶縁体２ａ、外部半導電層２ｄ、クッシ
ョン層２ｅ、アルミシース２ｆが順次露出するよう前処
理されている。アルミシース２ｆの外側には防食層２ｇ
が被覆される。また、一方の電力ケーブル２（図１で左
側に示すもの）の導体２ｂの先端には、溝部１０ａ１を
有する導体接続用の係合金具１０ａが嵌着され、他方の
電力ケーブル２（図１で右側に示すもの）の導体２ｂの
先端には、前記溝部１０ａ１に嵌合可能な凸部１０ｂ１
を備えた係合金具１０ｂが嵌着されている。

【００２７】電力ケーブル２，２の接続に際しては、図
１に示すように、まず工場等で予め製造した補強絶縁体
４に電力ケーブル２，２の接続端部を挿入孔４ａ，４ａ
から挿入し、接続端部における絶縁体２ａを補強絶縁体
４のテーパ孔４ｂに嵌めて補強絶縁体４を被着すると共
に、図３に示すように係合金具１０ｂの凸部１０ｂ１を
係合金具１０ａの溝部１０ａ１に嵌合することで導体２
ｂ，２ｂ同士を接続する。また、接続された各導体２
ｂ，２ｂは、前記高圧シールドリング６の導体接続孔４
ｃの内面と接触した状態にある。

【００２８】次に、図４に示すごとく、補強絶縁体４の
表面上に外部半導電層１２をつけ、外部半導電層１２の
周りにフレキシブルヒータ１４を配置する。このフレキ
シブルヒータ１４には、温度コントローラ１６が接続さ
れる。各電力ケーブル２のアルミシース２ｇの外面には
座１８を嵌着し、この座１８に架橋用金型２０を補強絶
縁体４およびフレキシブルヒータ１４を内包するように
セットする。なお、補強絶縁体４につけた外部半導電層
１２および座１８は、ガスシール層２２により被覆され
る。

【００２９】そして、ガスボンベ２４から架橋用金型２
０内にガス圧コントローラ２６で調整された窒素ガスを
入れて架橋用金型２０内を加圧し、この加圧状態でフレ
キシブルヒータ１４により補強絶縁体４を加熱する。こ
の加熱により、補強絶縁体４中の架橋剤が分解し、分解
により発生したラジカルによってポリエチレン分子鎖が
架橋される。また、これと同時に、この加熱によって補
強絶縁体４と電力ケーブル２の絶縁体２ａとが溶融着さ
れる。

【００３０】（実施形態と比較例との比較評価）以上の
ような本実施形態に係る補強絶縁体４と、従来の方法で
製造した補強絶縁体とを比較評価した。

【００３１】ここで、本実施形態に係る補強絶縁体４
は、前記（１），（２）の添加工程により、補強絶縁体
４の表面部４ｄに架橋剤を添加し、表面部４ｄを他の部
分に比べて高濃度としたものである。表面部４ｄ（表面
から深さ５ｍｍの範囲）での架橋剤濃度は、補強絶縁体
４中の他の部分の架橋剤の最低濃度に対して、２００〜
２２５％の濃度であった。また、前記（２）の添加工程
における低温下での保管温度は、約１０℃とした。

【００３２】比較例に係る補強絶縁体は、架橋剤入りポ
リエチレンを溶融・成形することのみによって前記実施
形態と同一形状の補強絶縁体を製造したものであり、そ
の成形品を用いて前記本実施形態と同様の方法によりブ
ロックモールドジョイントによる電力ケーブルの中間接
続の施工を行った。

【００３３】上記本実施形態および比較例それぞれにつ
いて、電力ケーブル接続施工後の、補強絶縁体と電力ケ
ーブルの絶縁体との界面における高温下（１２０℃）で
の機械的強度を評価した。

【００３４】その評価結果を表１に示す。なお、表１に
おいて比較例に係る界面の機械的強度は、実施例を１に
規格化したときの相対値である。

【００３５】

【表１】

【００３６】（本実施形態の補強絶縁体の製造方法およ
び電力ケーブルの接続方法による作用・効果）本実施形
態においては、前記表面部４ｄを高濃度としたため、電
力ケーブルの接続工程時に絶縁体２ａ側に架橋剤が拡散
しても、界面Ａでの架橋度を高く保つことも可能とな
り、表１からわかるように、比較例に比べ、高温下にお
ける界面Ａでの機械的強度を大幅に向上させることがで
きる。

【００３７】なお、本実施形態は本発明の好適な実施の
態様であり、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定さ
れない。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、電
力ケーブルの絶縁体と補強絶縁体との界面における高温
下での機械的強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るブロックモールドジョイント
による中間接続部の分解図である。

【図２】本実施形態に係る補強絶縁体の正面図である。

【図３】本実施形態に係るブロックモールドジョイント
による中間接続部の拡大断面図である。

【図４】本実施形態に係るブロックモールドジョイント
の加熱架橋工程における中間接続部の断面図である。

【符号の説明】

２ 電力ケーブル ２ａ 絶縁体 ４ 補強絶縁体 ４ｄ 表面部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブルの接続工程前に、合成樹脂
   と該合成樹脂を架橋するための架橋剤とを含む材料によ
   り予め製造され、かつ、電力ケーブルの接続工程時に、
   加熱架橋されると共に電力ケーブルの接続端部の絶縁体
   と溶融着されるブロックモールドジョイント用補強絶縁
   体の製造方法において、 架橋剤を含む材料を溶融・成形して補強絶縁体形状の成
   形品を製造した後、該製造した成形品に架橋剤を添加す
   ることにより、前記電力ケーブルの絶縁体と接触する表
   面部の架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度としたことを
   特徴とするブロックモールドジョイント用補強絶縁体の
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記製造した成形品を液状の架橋剤中に
   一定時間浸漬させた後、液状の架橋剤中から取り出して
   所定の温度下で一定時間静置・保管することにより、前
   記表面部の架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度としたこ
   とを特徴とする請求項１記載のブロックモールドジョイ
   ント用補強絶縁体の製造方法。
3. 【請求項３】 ブロックモールドジョイント用補強絶縁
   体を用いた電力ケーブルの接続方法において、 架橋剤を含む材料を溶融・成形して補強絶縁体形状の成
   形品を製造した後、該製造した成形品に架橋剤を添加す
   ることにより、前記電力ケーブルの絶縁体と接触する表
   面部の架橋剤濃度を他の部分よりも高濃度とし、該表面
   部を高濃度とした成形品を電力ケーブルの接続端部に被
   着後、加熱架橋したことを特徴とする電力ケーブルの接
   続方法。
4. 【請求項４】 前記成形品を加圧状態で加熱架橋したこ
   とを特徴とする請求項３記載の電力ケーブルの接続方
   法。