JP2016039715A - 電力ケーブル接続部の防水処理構造および防水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸水性導電層を有する電力ケーブルの接続部において、接続部の組み立て作業時に吸水性導電層への吸湿を防止することが可能な電力ケーブル接続部の防水処理構造等を提供する。【解決手段】 ケーブルコア８の外周には、止水構造である吸水性導電層２９が設けられる。吸水性導電層２９の外周には、遮蔽層３３が設けられる。遮蔽層３３は、例えば、銅線織り込み布テープで構成される。遮蔽層３３は、金属シース１１と導通する。金属シース１１の端部から露出する吸水性導電層２９および遮蔽層３３を覆うように、防水層３５が設けられる。防水層３５は、例えば、自己融着テープによって形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、吸水性導電層を有する電力ケーブルの接続部における、防水処理構造等に関するものである。

現在、油浸紙絶縁ケーブル（ＯＦケーブル）に代わり、架橋ポリエチレン絶縁ケーブル（ＰＶＣケーブル、以下単に「電力ケーブル」とする）が広く用いられている。このような電力ケーブルは、外部からの水分の浸入が、ボイドや水トリーの発生の要因となり、絶縁性能を低下させる。この水分の浸入を防止するために、電力ケーブルのケーブルコアの外周に、止水構造が設けられる（例えば特許文献１）。

特開２０１１−２１７５２２号公報

このような止水構造は、例えば、吸水性のテープを巻き付けることで形成される。吸水性のテープを巻き付けることで、電力ケーブルの長手方向に対する水走りを防止し、絶縁体中の水分量を低く抑えることができる。このような止水構造を有する電力ケーブルは、海底や川底に敷設されるいわゆる水底ケーブルだけでなく、地中敷設ケーブルにも適用されている。

このような電力ケーブルの終端接続部や中間接続部の絶縁性は、ゴム製のプレモールド絶縁体や、絶縁テープを巻き付けることで確保される。前述したように、電力ケーブルの終端接続部や中間接続部には、絶縁油が使用されないため、通常、電力ケーブルの金属シースとケーブルコアとの間が封止されることはない。

電力ケーブルの終端接続部や中間接続部において、前述した吸水性テープは、金属シースのエッジによるケーブルコアの損傷を防止するため、金属シースの端部から突出させることが一般的である。このため、電力ケーブルの接続部の組立作業中には、吸水性テープが大気に直接曝された状態となる。このため、大気中の水分が、吸水性テープに容易に取り込まれてしまう。

このように、吸水性テープに水分が取り込まれると、この部分のケーブル絶縁体の内部の水分量が増加し、絶縁性能が低下する恐れがあることが、近年明らかになってきた。したがって、絶縁体およびこの周囲の構造について、水分を極力排除することが望まれる。

水分を排除する方法としては、例えば、接続部の組み立て作業中に、吸水性テープが大気中の水分を吸湿しないように、接続作業部を気密性のビニールなどで覆う方法がある。ビニールの内部の除湿を行うことで、吸水性テープへの吸湿を防止することができる。しかし、通常、接続部の組み立て作業は数日を要することが一般的であり、その間、常に接続作業環境を低湿度に途切れなく保つことは経済的な観点からも現実的ではない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、吸水性導電層を有する電力ケーブルの接続部において、接続部の組み立て作業時に吸水性導電層への吸湿を防止することが可能な電力ケーブル接続部の防水処理構造等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、電力ケーブル接続部の防水処理構造であって、ケーブルコアと、前記ケーブルコアの外周に設けられる吸水性導電層と、前記吸水性導電層の外周に設けられる遮蔽層と、前記遮蔽層の外周に設けられる金属シースと、前記金属シースの外周に設けられる保護層と、を具備し、前記金属シースの端部と前記遮蔽層との境界部に、防水テープが巻き付けられ、前記遮蔽層の端部の一部が前記金属シースの表面側に折り返され、前記遮蔽層の端部の一部が、前記金属シースと接合され、前記金属シースの表面側に折り返された前記遮蔽層と、前記吸水性導電層と、を覆う防水層が設けられることを特徴とする電力ケーブル接続部の防水処理構造である。

前記防水層は、ブチルゴム製の防水テープが巻き付けられて形成されることが好ましい。

第１の発明によれば、吸水性導電層が防水層によって被覆されるため、接続部の組み立て作業時に、吸水性導電層が大気に露出して吸湿することを抑制することができる。

特に、防水層が、ブチルゴム製の防水テープが巻き付けられて形成されれば、防水層の形成が容易である。

また、金属シースと遮蔽層との境界部に防水テープが巻き付けられることで、金属シース端部の段差を緩和して、遮蔽層が損傷を受けることを抑制することができる。

また、遮蔽層が金属シースの外表面に折り返されて、一部が金属シースと接合されることで、金属シースと遮蔽層とを導通させることができる。

第２の発明は、電力ケーブル接続部の防水処理方法であって、ケーブルコアと、前記ケーブルコアの外周に設けられる吸水性導電層と、前記吸水性導電層の外周に設けられる遮蔽層と、前記遮蔽層の外周に設けられる金属シースと、前記金属シースの外周に設けられる保護層と、を具備する電力ケーブルを用い、前記金属シースの端部と前記遮蔽層との境界部に、防水テープを巻き付けて、前記遮蔽層の端部の一部を前記金属シースの表面側に折り返し、前記遮蔽層の端部の一部と、前記金属シースとを接合し、前記金属シースの表面側に折り返された前記遮蔽層と、前記吸水性導電層とを、防水テープによって覆い、防水層を形成することを特徴とする電力ケーブル接続部の防水処理方法である。

第２の発明によれば、簡易な方法で、接続部組立作業時における吸水性導電層の吸湿を抑制することができる。

本発明の製造方法によれば、吸水性導電層を有する電力ケーブルの接続部において、接続部の組み立て作業時に吸水性導電層への吸湿を防止することが可能な電力ケーブル接続部の防水処理構造等を提供することができる。

電力ケーブル接続構造１を示す断面図。 防水処理構造１０を示す断面図。 防水処理構造１０の施工方法を示す図。 （ａ）、（ｂ）は防水処理構造１０の施工方法を示す図。 防水処理構造１０の施工方法を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、電力ケーブル接続構造１を示す断面図である。電力ケーブル接続構造１は、電力ケーブル３ａ、３ｂの端部同士が接続されている。

電力ケーブル３ａ、３ｂは、内部に導体部５を有し、導体部５の外周側に内部から順に絶縁層７、半導電層９、吸水性導電層２９、遮蔽層３３、金属シース１１、保護層１３が設けられる。なお、導体部５、絶縁層７、および半導電層９を合わせて、ケーブルコア８と称する。

導体部５同士は、導体接続部６で接続される。導体接続部６は、例えば金属スリーブ等である。導体接続部６の外周部には、絶縁性を確保するために、ゴム部材３７が設けられる。ゴム部材３７は、導体接続部６近傍の絶縁性を確保するため、所定の厚みで形成される。

ゴム部材３７の外周部には、各絶縁部や導体接続部６等を保護するため、導体接続部近傍を覆うように、銅管１５ａが設けられる。銅管１５ａの端部は、電力ケーブル３ａの金属シース１１と導通するように接合される。なお、銅管１５ａには、蓋３１が設けられ、蓋３１で閉じられる孔からは、銅管１５ａ内部に防水コンパウンドを流し込むことができる。

金属シース１１は、例えばアルミニウム波付管である。また、保護層１３は、例えば架橋ポリエチレン製である。

銅管１５ｂの端部は、銅管１５ａと同様に、電力ケーブル３ｂの金属シース１１と導通するように接合される。なお、銅管１５ａ、１５ｂのそれぞれの端部と金属シース１１との接合は、例えば半田によって行われ、外周に防水テープ等が巻きつけられる。

銅管１５ａ、１５ｂのそれぞれの対向する端部には、フランジ部１７ａ、１７ｂが設けられる。フランジ部１７ａ、１７ｂは、それぞれ絶縁部材１９の両端部に接合される。すなわち、銅管１５ａ、１５ｂは、絶縁部材１９を介して接合され、互いに導通することがない。

銅管１５ａ、１５ｂの外周面には、径方向に突出するように、端子部２１ａ、２１ｂが設けられる。端子部２１ａ、２１ｂには、それぞれ、同軸ケーブル２３の内部導体２７および外部導体２５が接続される。すなわち、銅管１５ａ、１５ｂと、引出し線である内部導体２７および外部導体２５がそれぞれ導通する。内部導体２７および外部導体２５は、電力ケーブル接続構造１の外部において、接地処理等が施される。

ケーブルコア８の外周には、止水構造である吸水性導電層２９が設けられる。吸水性導電層２９は、例えば、カーボンが織り込まれた半導電性の不織布に、ポリアクリル酸系のビーズ状の樹脂が添加されたものである。なお、止水構造に導電性を付与する理由は、絶縁層７と遮蔽層３３との間に外部半導電層を設けることにより電位分布を均一にしているため、半導電層９の外側に設けられる止水構造にも導電性が必要となるためである。

吸水性導電層２９の外周には、遮蔽層３３が設けられる。遮蔽層３３は、例えば、銅線織り込み布テープで構成される。遮蔽層３３は、金属シース１１と導通する。なお、吸水性導電層２９および遮蔽層３３の詳細は後述する。

金属シース１１の端部から露出する吸水性導電層２９および遮蔽層３３を覆うように、防水層３５が設けられる。防水層３５は、例えば、自己融着テープなどの防水テープによって形成される。

次に、電力ケーブル接続構造１における吸水性導電層２９の防水処理構造について説明する。図２は、防水処理構造１０を示す部分断面図である。防水処理構造１０は、主に、吸水性導電層２９、遮蔽層３３、防水層３５、金属シース１１等から構成される。

前述した様に、金属シース１１の端部からは、遮蔽層３３および吸水性導電層２９が先端方向に延びて露出する。遮蔽層３３は、銅線織り込み布テープであり、金属シース１１から露出する余長部分の銅線織り込み布テープから銅線４３だけが金属シース１１側に折り返される。この際、銅線４３は、金属シース１１の先端と遮蔽層３３の境界部近傍を覆うように設けられたテープ巻４１の外周面に沿って金属シース１１側に折り返される。

なお、金属シース１１から露出する遮蔽層３３の折り返し部までを遮蔽層３３として示し、銅線４３のみを抜き出した部位は、銅線４３として、遮蔽層３３とは区別して図示するが、本発明では、銅線４３を含めて、遮蔽層３３と呼ぶことがある。

銅線４３の先端は、金属シース１１の外周面と接触する。銅線４３は、例えば半田によって金属シース１１の外周面に接合される。さらに、銅線４３の端部近傍の外周には、バインド線３９が巻き付けられる。バインド線３９は、例えば、φ２ｍｍ程度の錫めっき軟銅線である。バインド線３９によって、銅線４３と金属シース１１との接合強度を高めることができる。

銅線織り込み布テープの折り返し部先端からは、さらに吸水性導電層２９が先端方向に延びて露出する。露出した吸水性導電層２９の外周面と、折り返された銅線４３（遮蔽層３３）の外周面を覆うように、防水層３５が形成される。防水層３５を設けることで、吸水性導電層２９が吸湿することを抑制することができる。すなわち、接続部の組み立て作業の間、吸水性導電層２９が吸湿することを防水層３５によって抑制することができる。

次に、防水処理構造１０の施工方法について説明する。まず、図３に示すように、金属シース１１の先端部近傍の保護層を剥離するとともに、金属シース１１から、遮蔽層３３、吸水性導電層２９およびケーブルコア８（半導電層９）が所定長だけ露出するように、各部を除去する。

この際、金属シース１１から露出する吸水性導電層２９の露出長さを、遮蔽層３３の露出長さよりも長くしておく。また、遮蔽層３３からは、銅線４３を所定長さ抜き出す。または、金属シース１１から露出する遮蔽層３３の露出長さを、吸水性導電層２９の露出長さよりも長くしておき、遮蔽層３３が吸水性導電層２９よりも長くならない範囲で、銅線４３のみを残して布部を除去する。

また、金属シース１１の先端部近傍から、遮蔽層３３の露出部にかけて、テープ巻４１を形成する。テープ巻４１は、例えば、防水層３５を形成するための防水テープと同様のテープを使用することができる。テープ巻４１によって、金属シース１１先端部のエッジや凹凸をなだらかにならすことができる。

なお、金属シース１１先端からの吸水性導電層２９の露出長さは、例えば２５ｍｍ程度であり、金属シース１１先端からの遮蔽層３３の露出長さ（後述する折り返し部までの長さ）は、例えば２０ｍｍ程度である。また、金属シース１１の端部から金属シース１１の外面に形成されるテープ巻４１の形成長さは、例えば２０ｍｍ程度である。

次に、図４（ａ）に示すように、遮蔽層３３から抜き出した銅線４３を金属シース１１側へ折り返す（図中矢印Ａ方向）。この際、銅線４３は、テープ巻４１の外表面に沿って、金属シース１１側に折り返される。

銅線４３の長さは、テープ巻４１の形成範囲よりも長い。このため、折り返された銅線４３は、テープ巻４１の形成範囲を超えて、金属シース１１の外表面と接触する。また、銅線４３を折り返した状態で、折り返し部よりも先端側に吸水性導電層２９が露出する。

なお、テープ巻４１の形成範囲を超えて、金属シース１１の外表面と接触する銅線４３の長さは、例えば２０ｍｍ程度である。

次に、折り返された銅線４３を、金属シース１１の外表面に半田によって接合する。すなわち、金属シース１１と銅線４３（遮蔽層３３）が導通する。また、さらに、金属シース１１と接触している範囲の銅線４３の外周から、バインド線３９を巻き付けて固定する。以上により、銅線４３が確実に金属シース１１と接合されて固定される。

この状態から、遮蔽層３３の端部から先端方向に延びている吸水性導電層２９および金属シース１１の端部から先端方向に延びており金属シース１１の表面側に折り返された銅線４３（遮蔽層３３）をすべて覆うように、防水層３５を設ける。防水層３５は、前述した様に自己融着テープで形成される。なお、自己融着テープとしては、例えば、ブチルゴム製テープを用いることができる。

なお、防水層３５の形成範囲は、例えば、吸水性導電層２９の先端から電力ケーブル先端方向（図中左側）に３０ｍｍの位置から、銅線４３の先端から金属シース１１の基部方向（図中右側）に２０ｍｍの位置までをすべて覆うことができればよい。

また、防水層３５は、自己融着テープを例えば１／２ラップで螺旋巻して形成する。この際、自己融着テープを３層以上重ねて巻き付けることが望ましい。

以上、本実施の形態によれば、吸水性導電層２９は、防水層３５によって覆われるため、電力ケーブルの接続部の組み立て作業の間に、吸水性導電層２９が吸湿することを抑制することができる。

また、防水層３５は、防水性の自己融着テープを巻き付けて形成されるため、施工性も優れる。

また、吸水性導電層２９は、導電性を有しているため、絶縁層７と遮蔽層３３との間の電位分布を均一にすることができる。

また、遮蔽層３３を確実に金属シース１１と導通させることができる。この際、テープ巻４１によって、金属シース１１のエッジで遮蔽層３３（銅線４３）が損傷を受けることを防止することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明における電力ケーブル３ａ、３ｂの構造は、図示した例には限られない。また、本実施の形態にかかる防水処理構造１０は、図１に示したような電力ケーブル接続構造１以外の電力ケーブル接続構造にも適用可能である。

１………電力ケーブル接続構造
３ａ、３ｂ……電力ケーブル
５………導体部
６………導体接続部
７………絶縁層
８………ケーブルコア
９………半導電層
１０………防水処理構造
１１………金属シース
１３………保護層
１５ａ、１５ｂ………銅管
１７ａ、１７ｂ………フランジ部
１９………絶縁部材
２１ａ、２１ｂ………端子部
２３………同軸ケーブル
２５………外部導体
２７………内部導体
２９………吸水性導電層
３１………蓋
３３………遮蔽層
３５………防水層
３７………ゴム部材
３９………バインド線
４１………テープ巻
４３………銅線

Claims (3)

1. 電力ケーブル接続部の防水処理構造であって、
   ケーブルコアと、
   前記ケーブルコアの外周に設けられる吸水性導電層と、
   前記吸水性導電層の外周に設けられる遮蔽層と、
   前記遮蔽層の外周に設けられる金属シースと、
   前記金属シースの外周に設けられる保護層と、
   を具備し、
   前記金属シースの端部と前記遮蔽層との境界部に、防水テープが巻き付けられ、
   前記遮蔽層の端部の一部が前記金属シースの表面側に折り返され、
   前記遮蔽層の端部の一部が、前記金属シースと接合され、
   前記金属シースの表面側に折り返された前記遮蔽層と、前記吸水性導電層と、を覆う防水層が設けられることを特徴とする電力ケーブル接続部の防水処理構造。
2. 前記防水層は、ブチルゴム製の防水テープが巻き付けられて形成されることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル接続部の防水処理構造。
3. 電力ケーブル接続部の防水処理方法であって、
   ケーブルコアと、
   前記ケーブルコアの外周に設けられる吸水性導電層と、
   前記吸水性導電層の外周に設けられる遮蔽層と、
   前記遮蔽層の外周に設けられる金属シースと、
   前記金属シースの外周に設けられる保護層と、を具備する電力ケーブルを用い、
   前記金属シースの端部と前記遮蔽層との境界部に、防水テープを巻き付けて、
   前記遮蔽層の端部の一部を前記金属シースの表面側に折り返し、
   前記遮蔽層の端部の一部と、前記金属シースとを接合し、
   前記金属シースの表面側に折り返された前記遮蔽層と、前記吸水性導電層とを、防水テープによって覆い、防水層を形成することを特徴とする電力ケーブル接続部の防水処理方法。

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