JP2015079753A - ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】水密であるとともに可撓性であり、それ故に疲労の影響を受けにくいケーブルを提供する。【解決手段】ケーブルコア１０に金属テープを巻き付けて各巻回の間に狭い間隙５０がある状態にした、金属テープの少なくとも２つの保護層２０、３０を備えた金属製耐水バリアによって可撓性かつ水密であるケーブルであって、各保護層は互いに相対して５０％変位しているため各層２０、３０にある間隙を覆っており、各間隙５０は耐水材料で充填される。【選択図】図１

Description

本発明は、電力ケーブルに関する。より詳細には、本発明は海底電力ケーブル用の可撓性で水密な金属製ウォーターバリアに関する。

様々な目的に適用される海底ケーブルが当技術分野において周知である。そのようなケーブルは、ケーブルが浸水や機械的な力または圧力負荷に対して十分に保護されていない場合にケーブルに損傷を引き起こしうる過酷な環境に晒される。

様々なタイプの海底ケーブル、例えば、信号伝播ケーブルや高電圧伝播ケーブルが存在する。高電圧ケーブルは、中圧、高圧、および超高圧（ＭＶ、ＭＨ、ＥＨＶ）電力ケーブルとして分類される。ケーブルは典型的には、水密な金属バリアを形成する金属シース、ならびに例えばポリエチレン（ＰＥ）で製造された外側シースで包囲されたケーブルコアで設計されている。金属シースは典型的には、波形の銅またはアルミニウムのシース、および平形の銅またはアルミニウムのシースである。海底ケーブルは異なる用途に使用される。静的用途に使用されるケーブルもあれば、動的用途に使用されるケーブルもある。

本発明は、電力ケーブルの後者のカテゴリー、すなわち、動的用途での使用が意図された電力ケーブルに属する。動的用途の一例は、浮体洋上設備に設置されるケーブルである。その場合ケーブルは動的な力に晒されることとなる。

動的用途に使用される、金属シース付き海底電力ケーブルに関する1つの問題は、それらが剛性であって運動に対して脆く疲労特性に劣る結果となるということである。

常に動いており外部の動的な力に晒されているケーブルは、ある時点において外側シースに疲労破壊を経験する可能性があり、それがケーブル内への浸水を招く可能性がある。

前記金属シースはケーブルを浸水から保護するが、ケーブルの可撓性を低下させて動的用途での使用性を低下させることとなる。しかし、水密金属バリアを保持しながら海底電力ケーブルの可撓性を高めるためのいくつかの解決策がある。

特許文献１は、一方の側に伝導性金属層を具えた遮蔽テープを持つ電力ケーブルについて述べている。この金属層は、遮水材での重畳部を有している。この構造が内部コアを浸水から保護するがケーブルの可撓性は劣化することとなり、上述の如く可撓性は、動的設備で使用される場合に重要な要素である。

金属バリアを備え、動的設備の用途向けに十分な可撓性を持つ高電圧ケーブルは大きな問題であり、ケーブル製造業者にとって挑戦であった。

欧州特許出願公開第０２１３９４６号明細書

水密であるとともに可撓性であり、それ故に疲労の影響を受けにくいケーブルが必要とされている。

本発明は、十分な可撓性を持つ海底電力ケーブル用の水密金属バリアを提供することによって、先行技術での弱点を克服するために実現された。

本発明は、水密性と可撓性を両立させ、故に疲労の影響を受けにくいケーブルについて述べている。この構造は海底電力ケーブルに非常に適している。

本発明は、保護用ウォーターバリア層と外側シースによって包囲されたケーブルコアを備えたケーブルによって定義されるが、その保護層は以下を備えている：
− 金属テープを備えた第１の保護層であって、ケーブルコアに金属テープを螺旋状に巻き付けて各巻回の間に狭い間隙がある状態にした第１の保護層、
− 金属テープを備えた第２の保護層であって、前記第１の保護層に対して５０％変位した状態で金属テープを前記第１の保護層に螺旋状に巻き付け、それにより前記第１の保護層の間隙を覆っている第２の保護層、
− 保護層の前記間隙に充填された耐水材料。

本発明のさらなる態様は、従属請求項に定義される。

本発明によれば、水密であるとともに可撓性であり、それ故に疲労の影響を受けにくいケーブルを提供することができる。

ケーブルの異なる層の側面図である。 本発明によるケーブルの断面図である。

ここで本発明を、本発明のケーブルの層状構造を示した図を参照して詳細に説明する。

図１は、図の下方の点線に沿って切断したケーブルの一部の半分のみを示し、それに対して図２は全体のケーブルの断面図を示す。

ケーブルは、電力伝播を可能にするケーブルの主要要素であるケーブルコア１０を備えている。ケーブルコア１０は絶縁システム（図示せず）で被覆されている。この絶縁システムは典型的には導体スクリーンと絶縁体と絶縁スクリーンを備えている。この絶縁システムを持つケーブルコア１０はさらに、保護用ウォーターバリア層と外側シースに包囲されている。

一実施形態において保護用ウォーターバリアは第１と第２の保護層２０、３０を備えている。これらの層は、金属テープをケーブルコア１０に螺旋状に巻き付けて各巻回の間に狭い間隙５０がある状態にして形成される。

各巻回の間の間隙５０は１−１０ｍｍの間でのばらつきがありうる。１つの好適な実施形態において、この間隙５０の幅は５ｍｍである。

第１の保護層２０はコア１０に最も近接しており、第２の保護層３０は第１の保護層２０に巻き付けられている。第２の保護層３０は第１の保護層２０に相対して５０％変位しており、それにより第１の保護層２０の前記間隙５０を覆っている。

本発明の一実施形態において、テープは銅製テープである。他の材料のテープも実現可能であり、例えば、アルミニウムテープ、または、混合テープとして、第一層が銅テープで第二層がアルミニウムテープ、または逆に第一層がアルミニウムテープで第二層が銅テープとしてもよい。

保護層２０、３０の間隙５０は、疎水材料、すなわち耐水材料で充填される。本発明の一実施形態において、耐水材料はシリコングリースである。別の実施形態において耐水材料はホットメルト接着剤である。

一実施形態において耐水材料は、間隙５０への充填に加えて、各金属層の間に施される。各層毎に異なる耐水材料でも可能である。

別の実施形態において保護層の構成は、ウォーターバリア保護性をさらに高めるために、３層以上の層を含むように拡張されうる。しかし、このためケーブルの構造が幾分剛性になるが、それでも尚、動的用途に十分適している。

説明してきた本発明の保護層を持つケーブルは、金属製保護層を持つにも拘わらず可撓性がある特性のため、時間が経っても疲労耐性があるケーブルを提供する。本発明は、可撓性でありながらも水密な金属バリアを提供することによって先行技術の弱点を克服する。この特定の構造は、経時的な疲労を回避するために、海底電力ケーブル用に有利である。

１０ ケーブルコア
２０ 第１の保護層
３０ 第２の保護層
５０ 間隙

Claims (8)

1. 保護用ウォーターバリア層と外側シースによって包囲されたケーブルコアを備えたケーブルであって、
   前記保護用ウォーターバリア層が、
   金属テープを備えた第１の保護層であって、ケーブルコアに金属テープを螺旋状に巻き付けて各巻回の間に狭い間隙がある状態にした第１の保護層と、
   金属テープを備えた第２の保護層であって、前記第１の保護層に対して５０％変位した状態に金属テープを前記第１の保護層に螺旋状に巻き付けて、それにより前記第１の保護層の前記間隙を覆う第２の保護層と、
   前記第１の保護層及び前記第２の保護層の前記間隙に充填された耐水材料と、
   を備えていることを特徴とするケーブル。
2. 前記金属テープは銅テープであることを特徴とする請求項１記載のケーブル。
3. 前記間隙は１−１０ｍｍの幅であることを特徴とする請求項１記載のケーブル。
4. 前記間隙は５ｍｍの幅であることを特徴とする請求項１記載のケーブル。
5. 前記耐水材料はシリコングリースであることを特徴とする請求項１記載のケーブル。
6. 前記耐水材料はホットメルト接着剤であることを特徴とする請求項１記載のケーブル。
7. 少なくとも３層以上の保護層を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のケーブル。
8. 前記耐水材料は前記各保護層の層間に施されることを特徴とする請求項７記載のケーブル。

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