CN110999004A - 电力电缆及其制造方法及电力电缆的连接构造 - Google Patents

Abstract

一种电力电缆，其是将在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层的多个电缆彼此通过电缆连接部连接得到的，在该电力电缆中，所述电缆连接部具有：导体连接部，其将从所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

Description

电力电缆及其制造方法及电力电缆的连接构造

技术领域

本发明涉及电力电缆及其制造方法及电力电缆的连接构造。

本申请要求基于2017年8月4日申请的日本申请第2017－151348号的优先权，引用在所述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

在电缆的连接中，将交联了绝缘层的电缆的端部分层剥离并去除绝缘层等而使导体露出，在将导体彼此连接后，在该导体连接部分的周围形成绝缘加强层。例如，在专利文献1中记载了一种绝缘加强层，该绝缘加强层是将包含有机过氧化物的树脂组合物作为交联剂而挤出至导体连接部分的周围并加热而交联得到的。

专利文献1：日本特开2001－112139号公报

发明内容

根据本发明的一个方式，提供一种电力电缆，其是将在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层的多个电缆彼此通过电缆连接部连接得到的，在该电力电缆中，所述电缆连接部具有：导体连接部，其将从所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

根据本发明的另一个方式，提供一种电力电缆的制造方法，其具有下述工序：电缆制作工序，在导体的外周形成内部半导电层、包含硅烷交联性树脂组合物的绝缘层及外部半导电层，制作电缆；局部交联工序，将所述电缆的端部分层剥离，并且局部地进行硅烷交联，以使得端部处的所述绝缘层与其他部相比交联度提高；连接工序，将从局部地进行硅烷交联的所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接而形成导体连接部；加强工序，将所述导体连接部和在所述电缆的被分层剥离的端部露出的所述绝缘层由包含有机过氧化物的树脂组合物覆盖，通过加热而进行交联，形成绝缘加强层；以及全交联工序，将所述局部地进行硅烷交联后的绝缘层遍及整体进行硅烷交联。

根据本发明的其他方式，提供一种电力电缆的连接构造，其具有：2根电缆，它们在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层；导体连接部，其将在所述2根电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的沿长度方向的剖视图。

图2A是表示本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的制造方法的工序的流程图的一部分。

图2B是表示本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的制造方法的工序的流程图的一部分。

图2C是表示本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的制造方法的工序的流程图的一部分。

图2D是表示本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的制造方法的工序的流程图的一部分。

具体实施方式

[本发明所要解决的课题]

在利用有机过氧化物进行的交联中，需要用于设为高温高压气氛的特别的设备，制造工序变得复杂，因此作为取代其的交联方法而研究出硅烷交联。在硅烷交联中，能够通过使对树脂聚合了硅烷化合物的硅烷交联性树脂与水蒸汽接触而进行交联。

在通过硅烷交联制作电力电缆的情况下，例如想到下述情况，即，将设置有由硅烷交联性树脂形成的绝缘层的电缆彼此以绝缘层的交联度低的状态进行连接，在其连接部分设置绝缘加强层，由此构成为较长的电力电缆后，将电力电缆放置于常温而使绝缘层进行硅烷交联。

但是，根据本发明人的研究而发现下述情况，即，如果试图将电缆的连接部分利用包含有机过氧化物的树脂组合物覆盖，通过加热交联而形成绝缘加强层，则由于与绝缘加强层相邻的绝缘层的交联度低，因此会导致热变形。如上所述，如果绝缘层发生热变形，电力电缆的电气特性降低，难以满足所要求的特性。

因此，本发明的目的在于提供一种新技术，其在绝缘层使用硅烷交联性树脂，并且抑制绝缘层的变形并将电缆彼此连接而制作电力电缆。

[本发明的效果]

根据本发明，能够在绝缘层使用硅烷交联性树脂，并且抑制绝缘层的变形并将电缆彼此连接而制作电力电缆。

[本发明的实施方式的说明]

在将电缆的绝缘层进行硅烷交联的情况下，想到将电缆放置于高温的水蒸汽气氛中。如果是高温气氛，则能够促进硅烷交联的反应，因此即使在绝缘层厚的情况下，也能够充分地且以短时间硅烷交联至内部为止。

但是，由于电缆通常以卷绕为鼓状的状态进行硅烷交联，因此如果放置于高温环境，则电缆彼此会由于熔融而互相粘结，无法作为电缆使用。为了防止电缆彼此的互相粘结并使绝缘层进行硅烷交联，需要使在不超过100℃的常压水蒸汽的气氛下进行反应。但是，在如上所述的低温度的气氛中，硅烷交联的进行缓慢，另外有时绝缘层厚，为了至绝缘层的内部为止提高交联度而需要耗费长时间。

如上所述，在将绝缘层由硅烷交联性树脂形成的情况下，有时至将电缆彼此连接而形成绝缘加强层为止，在没能充分地提高绝缘层的交联度而使绝缘加强层进行加热交联时，无法充分地抑制绝缘层的热变形。

本发明人关于上述课题进行研究，注意到在绝缘层中发生热变形的部分主要是电缆端部的与绝缘加强层相邻的部分。由此，想到在连接电缆前预先将绝缘层进行硅烷交联的情况下，无需在长度方向范围整体地进行硅烷交联，仅使电缆的端部进行硅烷交联即可。通过使电缆端部部分性地进行硅烷交联，从而在将电缆彼此连接而设置绝缘加强层时，能够抑制由加热交联引起的绝缘层的热变形。此时，如果仅将电缆端部设为高温的水蒸汽气氛，则能够以短时间进行硅烷交联，并且也能够抑制电缆彼此的互相粘结。而且，将通过电缆的连接而得到电力电缆例如放置于大气气氛，由此能够使绝缘层的未交联部分的硅烷交联进行而提高绝缘层整体的交联度。

本发明是基于如上所述的见解而作出的。

＜本发明的一个实施方式＞

下面，对本发明的一个实施方式进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的沿长度方向的剖视图，主要示出电缆连接部。图2A、图2B、图2C及图2D是表示本发明的一个实施方式所涉及的电力电缆的制造方法的工序的流程图。此外，在本说明书中，将用于进行连接的电缆简称为电缆，将连接这些多个电缆而得到的电缆作为电力电缆而进行说明。另外，本发明并不限定于该一个实施方式，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。

(电力电缆)

本实施方式的电力电缆1如图1所示，是多个电缆10彼此通过电缆连接部20连接而得到的，例如作为海底电缆而用于进行交流或者直流的高电压(例如大于或等于22kV)的输电。电缆连接部20构成为具有特定的连接构造，至少具有导体连接部21和绝缘加强层23，电缆10中的绝缘层13由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，绝缘加强层23由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

电缆10例如在导体11的外周设置有内部半导电层12、绝缘层13、外部半导电层14。在外部半导电层14的外周根据需要而适当设置有屏蔽层、防腐层等。

作为导体11，能够使用由铜或铜合金构成的基线、或者将多个基线绞合而成的绞合线。导体径并不特别受到限定，可以与电力电缆的电压相应地适当变更。

内部半导电层12及外部半导电层14由半导电性组合物形成。半导电性组合物包含树脂和导电性赋予剂。作为该树脂，能够使用例如聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物等乙烯共聚物等。作为导电性赋予剂，能够使用例如炭黑。此外，也可以在半导电性组合物中配比交联剂、交联助剂、防氧化剂等其他添加剂。

绝缘层13由使硅烷交联性树脂组合物交联得到的交联体形成。硅烷交联性树脂组合物是包含有在树脂上接枝聚合硅烷化合物得到的硅烷交联性树脂的组合物。作为形成绝缘层13的树脂，能够使用聚烯烃，其中，从电绝缘性的观点出发优选聚乙烯。硅烷化合物是所谓的硅烷偶联剂，例如能够使用通过加水分解而在末端具有成为硅烷醇基的加水分解性硅烷基的硅化合物。此外，也可以在硅烷交联性树脂组合物中配比防氧化剂等其他添加剂。

绝缘层13如后面所述，构成为电缆10的位于端部的部分预先部分性地进行硅烷交联，在将电缆10彼此连接而构成为电力电缆1后，整体地进行硅烷交联，在长度方向范围成为期望的交联度。此外，在下面的说明中，将绝缘层13中的位于电缆10的端部的部分还简称为绝缘层13的端部。

此外，作为屏蔽层，只要能够将在电流流过导体11时产生的噪声屏蔽即可，例如能够使用金属层、金属编织线、金属带、金属导线等。作为防腐层，能够使用例如包含聚乙烯、氯乙烯树脂等的树脂组合物而形成。

将电缆10彼此连接的电缆连接部20，形成为具有与电缆10相同的层叠构造，在导体连接部21的外周设置有连接部内部半导电层22、绝缘加强层23、连接部外部半导电层24。

导体连接部21是将通过分层剥离而从电缆10的端部露出的导体11彼此连接而形成的。导体11的连接能够通过例如焊接、使用导体连接管的压缩连接等现有公知的方法进行。

在导体连接部21的外周设置有连接部内部半导电层22。连接部内部半导电层22与构成电缆10的内部半导电层12同样地由半导电性组合物形成。例如，将由半导电性组合物构成的半导电性带卷绕于导体连接部21的外周，或将由半导电性组合物构成的半导电性管嵌套于导体连接部21的外周而加热使其收缩，由此形成连接部内部半导电层22。

绝缘加强层23隔着连接部内部半导电层22而设置于导体连接部21的外周，设置为将导体连接部21和在被分层剥离的电缆10的端部露出的绝缘层13覆盖。绝缘加强层23是由使包含有机过氧化物的树脂组合物进行交联得到的交联体形成的。作为形成绝缘加强层23的树脂，能够使用例如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等。作为有机过氧化物，能够使用例如过氧化二枯基等。

在绝缘加强层23的外周设置有连接部外部半导电层24。连接部外部半导电层24与连接部内部半导电层22同样地由半导电性组合物形成。

此外，在连接部外部半导电层24的外周与电缆10同样地设置屏蔽层、防腐层等。

(电力电缆的制造方法)

本实施方式的电力电缆1的制造方法具有：电缆制作工序、局部交联工序、连接工序、加强工序及全交联工序。下面，对各工序进行详述。

(电缆制作工序)

首先，制作构成长的电力电缆1的电缆10。例如，在导体11的外周将半导电性组合物、硅烷交联性树脂组合物及半导电性组合物依次或者同时挤出而层叠，形成内部半导电层12、绝缘层13及外部半导电层14。然后，在外部半导电层14的外周形成例如金属屏蔽等屏蔽层，在最表面设置防腐层，由此制作出电缆10。

(局部交联工序)

接下来，如图2A所示，通过将电缆10的端部分层剥离，从而将内部半导电层12、绝缘层13、外部半导电层14等去除一部分而使导体11露出。

接下来，仅将分层剥离后的电缆10的端部暴露于高温的水蒸汽气氛中，使绝缘层13中的位于电缆10端部的部分部分性地进行硅烷交联。具体地说，如图2B所示，在电缆10的端部经由蒸汽密封用罩51而设置蒸汽釜52，使高温的水蒸汽触碰电缆10的端部。由此，在绝缘层13的端部处部分性地进行硅烷交联，提高其交联度。作为交联度，只要提高至不会由于形成后面记述的绝缘加强层23时的加热交联而热变形的程度即可。此外，绝缘层13的除了端部以外成为交联度低的状态。

在使电缆10的端部进行局部交联时，优选将露出的导体11由保护部件53覆盖，以使得导体11不会由于高温的水蒸汽而氧化。由此，能够抑制导体11的氧化并以短时间进行绝缘层13的硅烷交联。

(连接工序)

接下来，如图2C所示，将对绝缘层13的端部进行了局部交联的电缆10彼此对接，将导体11彼此连接而形成导体连接部21。

(加强工序)

接下来，如图2D所示，将由半导电性组合物构成的半导电性带卷绕于导体连接部21的外周，或将由半导电性组合物构成的半导电性管嵌套而加热使其收缩，由此形成连接部内部半导电层22。

然后，将导体连接部21上的连接部内部半导电层22和在端部露出的绝缘层13由包含有机过氧化物的树脂组合物覆盖，进行加热交联，由此形成绝缘加强层23。例如，将由树脂组合物构成的树脂带以将连接部内部半导电层22、在端部露出的绝缘层13包覆的方式进行卷绕，在模具内，对卷绕有树脂带的部分进行加热交联，由此形成绝缘加强层23。在本实施方式中，将绝缘层13的端部预先进行硅烷交联，将绝缘层13中的与绝缘加强层23相接的部分的交联度设为大于或等于其他部分的交联度，因此能够抑制在将绝缘加强层23加热交联时绝缘层13发生热变形的情况。

接下来，在绝缘加强层23的外周与连接部内部半导电层22同样地卷绕半导电性带，或安装半导电性管，由此如图1所示，形成连接部外部半导电层24。

接下来，在连接部外部半导电层24的外周，与电缆10的构造对应地形成例如屏蔽层、防腐层。由此，将电缆10彼此连接而形成电缆连接部20，得到长的电力电缆1。

(全交联工序)

接下来，将电力电缆1放置于大气气氛中。绝缘层13构成为，通过局部的交联，与绝缘加强层23相接的端部的交联度高于其他未交联部分，但通过使电力电缆1与大气中的水分接触，从而遍及整体使绝缘层13逐渐地进行硅烷交联。由此，提高绝缘层13中的主要是未交联部分处的交联度，遍及绝缘层13整体而设为期望的交联度。

通过以上所述，得到本实施方式的电力电缆1。

＜本实施方式所涉及的效果＞

根据本实施方式，得到以下所示的1个或多个效果。

在本实施方式中，在将电缆10彼此连接前，预先仅使绝缘层13中的位于电缆10的端部的部分进行硅烷交联，提高了其交联度。由此，在电缆连接部20中，在以覆盖绝缘层13的方式通过加热交联而形成绝缘加强层23时，能够抑制绝缘层13的热变形。因此，根据本实施方式，得到电缆连接部20中的绝缘层13的热变形少、电气特性优异的电力电缆1。

另外，在本实施方式中，由硅烷交联性树脂组合物形成了绝缘层13，因此在将电缆10彼此连接而构成为电力电缆1后，将该电力电缆1放置于大气气氛中，由此能够提高绝缘层13的交联度。即，与通过有机过氧化物使绝缘层13进行交联的情况相比，由于无需在高温下进行加热，因此能够以低成本制造电力电缆1。

另外，在本实施方式中，在使绝缘层13部分性地进行硅烷交联时，将在电缆10的端部露出的导体11由例如保护盖等保护部件53覆盖，使高温的水蒸汽与电缆10的端部接触。由此，能够抑制导体11的氧化并以短时间进行绝缘层13的硅烷交联。

另外，在本实施方式中，通过全交联工序将绝缘层13遍及整体而逐渐地进行硅烷交联，提高了绝缘层13中的预先部分性地进行了硅烷交联的部分(位于电缆10的端部的部分)及其他部分的交联度。绝缘层13的交联度随着全交联工序的时间而发生变化。在设为短时间的情况下，在绝缘层13中，位于电缆10的端部的部分的交联度与其他部分相比容易变高，在设为长时间的情况下，位于电缆10的端部的部分的交联度容易成为与其他部分相同的程度。即，绝缘层13的端部的交联度成为与其他部分相同的程度或者更高的交联度。

另外，在本实施方式中，将包含有机过氧化物的树脂带以将通过硅烷交联形成的绝缘层13的端部覆盖的方式进行卷绕，进行加热交联，由此形成了绝缘加强层23。由此，能够使绝缘加强层23所包含的有机过氧化物向绝缘层13的方向扩散，使绝缘层13和绝缘加强层23的界面处的交联进行。其结果，能够与将绝缘层13及绝缘加强层23都通过有机过氧化物进行了交联的情况相比，提高绝缘层13和绝缘加强层23的粘接强度。

＜本发明的优选的方式＞

下面，对本发明的优选的方式进行附记。

[附记1]

根据本发明的一个方式，提供一种电力电缆，其是将在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层的多个电缆彼此通过电缆连接部连接得到的，在该电力电缆中，所述电缆连接部具有：导体连接部，其将从所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

[附记2]

在附记1的电力电缆中，优选所述绝缘层构成为，与所述绝缘加强层相接的部分的交联度大于或等于其他部分的交联度。

[附记3]

根据本发明的另一个方式，提供一种电力电缆的制造方法，其具有下述工序：电缆制作工序，在导体的外周形成内部半导电层、包含硅烷交联性树脂组合物的绝缘层及外部半导电层，制作电缆；局部交联工序，将所述电缆的端部分层剥离，并且局部地进行硅烷交联，以使得端部处的所述绝缘层与其他部相比交联度提高；连接工序，将从局部地进行硅烷交联的所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接而形成导体连接部；加强工序，将所述导体连接部和在所述电缆的被分层剥离的端部露出的所述绝缘层由包含有机过氧化物的树脂组合物覆盖，通过加热而进行交联，形成绝缘加强层；以及全交联工序，将所述局部地进行硅烷交联的绝缘层遍及整体进行硅烷交联。

[附记4]

在附记3的电力电缆的制造方法中，优选在所述局部交联工序中，将在所述电缆的端部露出的所述导体由保护部件覆盖，使水蒸汽与所述电缆的端部接触。

[附记5]

根据本发明的其他方式，提供一种电力电缆的连接构造，其具有：2根电缆，它们在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层；导体连接部，其将在所述2根电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

标号的说明

1 电力电缆

10 电缆

11 导体

12 内部半导电层

13 绝缘层

14 外部半导电层

20 电缆连接部

21 导体连接部

22 连接部内部半导电层

23 绝缘加强层

24 连接部外部半导电层

51 蒸汽密封用罩

52 蒸汽釜

53 保护部件

Claims (5)

1.一种电力电缆，其是将在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层的多个电缆彼此通过电缆连接部连接得到的，

在该电力电缆中，

所述电缆连接部具有：

导体连接部，其将从所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及

绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，

所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，

所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

2.根据权利要求1所述的电力电缆，其中，

所述绝缘层构成为，与所述绝缘加强层相接的部分的交联度大于或等于其他部分的交联度。

3.一种电力电缆的制造方法，其具有下述工序：

电缆制作工序，在导体的外周形成内部半导电层、包含硅烷交联性树脂组合物的绝缘层及外部半导电层，制作电缆；

局部交联工序，将所述电缆的端部分层剥离，并且局部地进行硅烷交联，以使得端部处的所述绝缘层与其他部相比交联度提高；

连接工序，将从局部地进行硅烷交联的所述电缆的端部露出的所述导体彼此连接而形成导体连接部；

加强工序，将所述导体连接部和在所述电缆的被分层剥离的端部露出的所述绝缘层由包含有机过氧化物的树脂组合物覆盖，通过加热而进行交联，形成绝缘加强层；以及

全交联工序，将所述局部地进行硅烷交联的绝缘层遍及整体进行硅烷交联。

4.根据权利要求3所述的电力电缆的制造方法，其中，

在所述局部交联工序中，将在所述电缆的端部露出的所述导体由保护部件覆盖，使水蒸汽与所述电缆的端部接触。

5.一种电力电缆的连接构造，其具有：

2根电缆，它们在导体的外周具有内部半导电层、绝缘层及外部半导电层；

导体连接部，其将在所述2根电缆的端部露出的所述导体彼此连接；以及

绝缘加强层，其设置为将所述导体连接部及在所述电缆的端部露出的所述绝缘层覆盖，

所述绝缘层由硅烷交联性树脂组合物的交联体形成，

所述绝缘加强层由包含有机过氧化物的树脂组合物的交联体形成。

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