JP2016165206A - リペアージョイントおよび水底ケーブルの修理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】横倒し沈設工程の良好な実施に用いることができる新規な構造のリペアージョイントを提供する。
【解決手段】リペアージョイントは、水底ケーブルの端部同士を接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、リペアージョイント本体部の外周上に、リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リペアージョイントおよび水底ケーブルの修理方法に関する。

事故の発生した水底ケーブルの修理に、ケーブルの端部同士を接続するリペアージョイントが用いられている（例えば特許文献１参照）。事故の発生した水底ケーブルは、事故点の近傍で切断される。切断された一方側のケーブルと予備ケーブルの一端とが第１のリペアージョイントで接続され、第１のリペアージョイントが沈設され、切断された他方側のケーブルと予備ケーブルの他端とが第２のリペアージョイントで接続され、第２のリペアージョイントが沈設されることで、水底ケーブルの修理が行われる。このように、水底ケーブルの修理では、予備ケーブルの割り入れが行われる。

予備ケーブルの割り入れにより生じた余長に起因して、後に沈設される第２のリペアージョイントの沈設は、横方向（水平方向）に倒しながら行われる（横倒し沈設）。

特開２００６−３４５６２３号公報

本発明の一目的は、横倒し沈設工程の良好な実施に用いることができる新規な構造のリペアージョイント、および、それを用いた水底ケーブルの修理方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、
水底ケーブルの端部同士を接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、
前記リペアージョイント本体部の外周上に、前記リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、前記リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、
を有するリペアージョイント
が提供される。

本発明の他の態様によれば、
異常の発生した水底ケーブルを切断する工程と、
切断された前記水底ケーブルの一方の側のケーブルの端部と、予備ケーブルの第１の端部とを、第１のリペアージョイントを介して接続する工程と、
前記第１のリペアージョイントを沈設する工程と、
前記予備ケーブルの、前記第１の端部と反対側の第２の端部と、切断された前記水底ケーブルの他方の側のケーブルの端部とを、第２のリペアージョイントを介して接続する工程と、
前記第２のリペアージョイントを沈設する工程と、
を有し、
前記第２のリペアージョイントは、
前記予備ケーブルの前記第２の端部と、切断された前記水底ケーブルの前記他方の側のケーブルの端部とを接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、
前記リペアージョイント本体部の外周上に、前記リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、前記リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、
を有する、
水底ケーブルの修理方法
が提供される。

リペアージョイントが、リペアージョイント本体部に対し周方向に可動な可動係合部を有することで、横倒し沈設工程を良好に実施することができる。例えば、横倒し沈設に伴うケーブルの損傷を抑制することができる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態によるリペアージョイントの全体を示す概略的な正面図であり、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、それぞれ、実施形態によるリペアージョイントが有する可動係合部の概略的な正面図および側面図である。 図２（ａ）〜図２（ｄ）は、実施形態による水底ケーブルの修理方法の全体的な工程を示す概略図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）は、実施形態によるリペアージョイントの沈設工程を示す概略図である。

図１（ａ）〜図１（ｃ）を参照して、本発明の一実施形態によるリペアージョイント（水底ケーブル用ジョイント）について説明する。図１（ａ）は、実施形態によるリペアージョイント１００の全体を示す概略的な正面図である。図１（ｂ）および図１（ｃ）は、それぞれ、リペアージョイント１００が有する可動係合部１２０の概略的な正面図および側面図である。

リペアージョイント１００は、リペアージョイント本体部１１０と可動係合部１２０とを含んで構成されている。リペアージョイント本体部１１０は、水底ケーブルの端部同士を接続するために用いられる。リペアージョイント本体部１１０の、ケーブル端部同士を接続するための装置構造としては、公知のものを必要に応じ適宜選択して用いることができる。リペアージョイント本体部１１０のケース（外装ケース）１１１が、可動係合部１２０を取り付けることができるように構成されている。

可動係合部１２０は、リペアージョイント本体部１１０の外周上に、リペアージョイント本体部１１０に対し周方向に可動に設けられており、リペアージョイント本体部１１０を吊り下げるためのスリングが係合されるように構成されている。

可動係合部１２０は、リペアージョイント本体部１１０の長さ方向に関し、リペアージョイント本体部１１０の中心に対して対称な位置に、１組以上設けられていることが好ましい。図１（ａ）に示す例では、２組（４つ）の可動係合部１２０が設けられている。可動係合部１２０の設置位置や設置個数は、リペアージョイント本体部１１０の吊り下げ条件等に応じて、適宜選択することができる。

なお、リペアージョイント本体部１１０（あるいはケース１１１）の周方向を、単に「周方向」と呼ぶことがある。また、リペアージョイント本体部１１０（あるいはケース１１１）の長さ方向を、単に「長さ方向」と呼ぶことがある。

以下、より具体的な構造について例示的に説明する。ケース１１１は、概略円筒形状を有する。ケース１１１の外周上に、可動係合部１２０が取り付けられている。可動係合部１２０は、ケース１１１の（つまりリペアージョイント本体部１１０の）外周を取り囲むリング形状を有する。

各可動係合部１２０が取り付けられる部分のケース１１１の外周上に、可動係合部１２０を長さ方向について両側から挟み込むように、一対の鍔部１１２が設けられている。可動係合部１２０は、鍔部１１２により両側から挟まれていることで、長さ方向についての移動が制限され、長さ方向の一定位置で周方向に移動することができる。

可動係合部１２０は、外周上に、例えば吊り輪状の係合部１２１を有する。係合部１２１にスリングが係合されることで、リペアージョイント本体部１１０を吊り下げることができる。なお、本例では係合部１２１を吊り輪状としているが、スリングが係合可能なものであれば、係合部１２１の構造は特に制限されない。また、可動係合部１２０を介してリペアージョイント本体部１１０を吊り下げることができるものであれば、スリングの種類や構造等も特に制限されない。

可動係合部１２０は、例えば、一対の半円弧状部材１２２、１２３により構成され、係合部１２１が、半円弧状部材１２２、１２３の一方、例えば半円弧状部材１２２の外周上に設けられている。一対の鍔部１１２の間に画定される凹部に、ケース１１１を上下から挟みこむように半円弧状部材１２２、１２３を配置し、半円弧状部材１２２、１２３の端部同士を、例えばボルト締めにより結合することで、ケース１１１の外周上に取り付けられ周方向に可動なリング形状の態様で、可動係合部１２０を設けることができる。

可動係合部１２０の材質や各部の寸法等は、可動係合部１２０を介して吊り下げられるリペアージョイント本体部１１０の重量等に応じて、適宜選択することができる。

次に、図２（ａ）〜図２（ｄ）および図３（ａ）、図３（ｂ）を参照し、実施形態によるリペアージョイント１００の使用方法の例として、リペアージョイント１００を用いた水底ケーブルの修理方法について説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、水底ケーブル２００の修理方法の全体的な工程を示す概略図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は、第２のリペアージョイント２６０（実施形態によるリペアージョイント１００）の沈設工程を示す概略図である。

図２（ａ）〜図２（ｄ）および図３（ａ）、図３（ｂ）に示すｘｙｚ座標系のｘｙ面は水平面を示し、ｘ方向は事故前（修理前）の水底ケーブル２００の延在方向を示し、ｙ方向は水底ケーブル２００の延在方向と直交する方向を示し、ｚ方向は鉛直方向を示す。なお、事故前の水底ケーブル２００の延在方向（ｘ方向）を、単に「ケーブル延在方向」と呼ぶことがある。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、ケーブル延在方向に直交する水平方向から（ｙ方向から）水底ケーブル２００を見た概略図である。図２（ａ）を参照する。例えば海底等の水底３００に沿って、水底ケーブル２００が設置されており、「×印」で示す位置２３０が、水底ケーブル２００に異常が発生している事故点を示す。図２（ａ）は、事故点２３０を含む所定範囲の水底ケーブル２００が、修理のために水底３００から掘り出されている状況を示す。

潜水士が、事故点２３０近傍で水底ケーブル２００を切断する。切断箇所に対して一方側（紙面右方側）の部分の水底ケーブル２００を「Ａケーブル２１０」と呼び、他方側（紙面左方側）の部分の水底ケーブル２２０を「Ｂケーブル２２０」と呼ぶこととする。

図２（ｂ）を参照する。Ａケーブル２１０の切断端部を作業船（台船）４００上に引き上げ、切断端部近傍の異常部分を除去し、異常部分除去後のＡケーブル２１０の端部２１１に仮端末処理を施した後、Ａケーブル２１０を水中３０１に投入しておく。Ａケーブル２１０の端部２１１には、目印としてブイ２１２を取り付けておく場合がある。

Ｂケーブル２２０の切断端部を作業船４００上に引き上げ、切断端部近傍の異常部分を除去した後、異常部分除去後のＢケーブル２２０の端部２２１と、作業船４００に積載された予備ケーブル２４０の端部２４１とを、第１のリペアージョイント２５０を介して接続する。

第１のリペアージョイント２５０としては、（実施形態による可動係合部１２０を有するリペアージョイント１００ではなく）通常のリペアージョイントを用いてもよいし、実施形態による可動係合部１２０を有するリペアージョイント１００を用いてもよい。

図２（ｃ）を参照する。予備ケーブル２４０を繰り出しながら、作業船４００をＡケーブル２１０側に進め、第１のリペアージョイント２５０を水底３００に沈設する。

Ａケーブル２１０の端部２１１を作業船４００上に引き上げ、Ａケーブル２１０の端部２１１と、予備ケーブル２４０のＢケーブル２２０との接続端部２４１と反対側の端部２４２とを、第２のリペアージョイント２６０を介して接続する。

第２のリペアージョイント２６０としては、実施形態による可動係合部１２０を有するリペアージョイント１００を用いる。

第１のリペアージョイント２５０と第２のリペアージョイント２６０との間に予備ケーブル２４０を割り入れたことにより、予備ケーブル２４０の接続後の水底ケーブル２００には、事故前の水底ケーブル２００と比べて、予備ケーブル２４０の長さ分程度の余長が生じている。

このため、第２のリペアージョイント２６０の接続時の水底ケーブル２００には、概ね頂点位置に第２のリペアージョイント２６０が配置されるような、鉛直方向に（ｚ方向に）突出した湾曲部２７０（予備ケーブル２４０と第２のリペアージョイント２６０とＡケーブル２１０とを含んで構成される湾曲部２７０）が形成されている。

図２（ｄ）を参照する。図２（ｄ）は、鉛直方向（ｚ方向）から水底ケーブル２００を見た概略図である。第２のリペアージョイント２６０の接続後、湾曲部２７０を、ケーブル延在方向に直交する水平方向に（ｙ方向に）倒すようにして、第２のリペアージョイント２６０を水底３００に沈設する。なお、ケーブル延在方向に直交する水平方向（ｙ方向）を「横方向」と呼ぶこともある。また、鉛直方向（ｚ方向）を「縦方向」と呼ぶこともある。

第２のリペアージョイント２６０を含む湾曲部２７０は、第２のリペアージョイント２６０の接続時に縦方向に突出しているので、第１のリペアージョイント２５０の沈設と同様には、つまり、事故前の水底ケーブル２００の延在方向に沿っては、沈設することができない。そこで、湾曲部２７０を横方向に倒すことにより、湾曲部２７０の沈設が行われる。第２のリペアージョイント２６０の沈設工程を、「横倒し沈設工程」と呼ぶこともある。

横倒し沈設工程は、第２のリペアージョイント２６０を吊り下げながら作業船４００を横方向に移動させ、第２のリペアージョイント２６０を所望の位置まで横方向に移動させることで行われる。

図３（ａ）および図３（ｂ）をさらに参照して、横倒し沈設工程についてより詳しく説明する。図３（ａ）は、横倒し沈設前の状態、つまり、湾曲部２７０が縦方向に突出している状態を示し、図３（ｂ）は、横倒し沈設後の状態、つまり、湾曲部２７０が横方向に倒され水底３００に沈設された状態を示す概略図である。

図３（ａ）を参照する。作業船４００に搭載されたクレーンにより、例えば吊り天秤４０１を介して、第２のリペアージョイント２６０（すなわち実施形態によるリペアージョイント１００）を吊り下げる。より具体的には、例えば吊り天秤４０１に掛けられたスリング４０２の下端を、可動係合部１２０の係合部１２１に係合することで、リペアージョイント２６０（１００）を吊り下げる。

図３（ｂ）を参照する。リペアージョイント２６０（１００）を吊り下げた状態で、作業船４００を横方向に移動させながら、湾曲部２７０を横方向に倒していく。横倒し作業前に水底３００からリペアージョイント２６０（１００）に向けて立ち上がっていた部分のケーブル２４０およびケーブル２１０は、もともと縦方向に向いていた配置が横方向に向くように、横倒し作業に伴って捩れることとなる。

リペアージョイント本体部１１０は、その両側に接続されたケーブル２４０およびケーブル２１０の捩れに従って、横向きに倒れようとする。つまり、リペアージョイント本体部１１０は、横倒し作業に伴い、（横倒し作業前の姿勢を基準として）周方向に回転しようとする。

一方で、リペアージョイント２６０（１００）を吊り下げているスリング４０２は、横倒し作業中、一定方向（鉛直下向き）を向く姿勢を保ったまま、リペアージョイント２６０（１００）に係合されている。つまり、スリング４０２に係合された係合部１２１は、横倒し作業中、一定方向（鉛直上向き）を向く姿勢を保とうとする。

本実施形態では、係合部１２１が周方向に可動な可動係合部１２０として構成されていることにより、つまり、リペアージョイント本体部１１０が可動係合部１２０に対して周方向に可動であることにより、横倒し作業中に、係合部１２１は鉛直上向きの姿勢を保ちつつ、リペアージョイント本体部１１０は周方向に回転することが可能となっている。

このため、吊り下げられたリペアージョイント本体部１１０が、ケーブル２４０およびケーブル２１０の捩れに自然に従うように横方向に倒れるようにして（周方向に回転するようにして）、リペアージョイント２６０（１００）の横倒し沈設を行うことができる。

ここで、比較形態として、リペアージョイントが可動係合部を有しない場合、例えば、図３（ａ）および図３（ｂ）に示した例で係合部が周方向について固定されている場合の横倒し沈設工程について考える。

比較形態では、横倒し作業において、係合部が鉛直上向きの姿勢を保とうとするので、リペアージョイント本体部が横方向に倒れようとする（周方向に回転しようとする）動きが阻害される。このため、リペアージョイント両端のケーブル接続部に不自然な捩れが集中して、ケーブルが損傷することが懸念される。

一方、実施形態では、横倒し作業において、リペアージョイント本体部１１０が横方向に倒れようとする（周方向に回転しようとする）動きが、比較形態と比べて阻害されない。このため、リペアージョイント両端のケーブル接続部に不自然な捩れが集中するような不具合を抑制でき、ケーブルの損傷を抑制することができる。

以上説明したように、実施形態によるリペアージョイント１００を用いることにより、横倒し沈設工程を良好に実施することができる。例えば、横倒し沈設に伴うケーブルの損傷を抑制することができる。

本願発明者は、実施形態によるリペアージョイントを光複合海底電力ケーブルの接続に適用して試作品を製作し、横倒し沈設工程の模擬試験を実施した。可動係合部は、ケーブルの横倒し角度が大きくなるにつれスムーズに動いた。光複合ケーブル中の光ファイバの伝送損失について、試験中のパワーメーターによる測定結果から、異常な増大は認められなかった。また、機械履歴を加えた後のリペアージョイントとケーブルに電気試験を実施したところ合格であり、品質を保証することができた。

なお、実施形態のリペアージョイントが適用されるケーブルとして、光複合海底電力ケーブルを例示したが、実施形態のリペアージョイントが適用されるケーブルの種類は、特に制限されない。

なお、リペアージョイントの重量が重いほど、係合部が可動でない場合（比較形態の場合）の、捩れに起因するケーブルの損傷が生じやすい。実施形態の可動係合部が適用されるリペアージョイントに特に制限はないが、このような観点からは、大型で重いリペアージョイントほど、実施形態の可動係合部を適用する有効性が高まるといえる。

なお、上述の実施形態において、図２（ｄ）や図３（ｂ）に示した横倒しの方向は説明のための例示であり、横倒しの方向（縦方向から見て左右方向のいずれに倒すか）は、必要に応じて適宜選択することができる。

なお、上述の実施形態において、図２（ｃ）、図２（ｄ）、図３（ａ）および図３（ｂ）に示した湾曲部のケーブルの湾曲形状は説明のための例示であり、ケーブルの湾曲形状は、必要に応じて適宜選択することができる。

なお、上述の実施形態では、可動係合部としてリング状の構造のものを例示したが、周方向に可動なものであれば、可動係合部の構造は特に制限されない。

なお、リペアージョイントを含むケーブル湾曲部を横倒しにして沈設する工程を、水底ケーブルの修理以外で実施する場合であっても、実施形態のリペアージョイント（水底ケーブル用ジョイント）を、好ましく用いることができる。

以上、実施形態に沿って本発明を説明したが、本発明の実施形態はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、水底ケーブルの端部同士を接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、前記リペアージョイント本体部の外周上に、前記リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、前記リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、を有するリペアージョイントが提供される。

（付記２）
付記１に記載のリペアージョイントであって、好ましくは、
前記可動係合部は、前記リペアージョイント本体部の外周を取り囲むリング形状を有する。

（付記３）
付記２に記載のリペアージョイントであって、好ましくは、
前記リペアージョイント本体部は、外周上に、前記可動係合部を両側から挟み込む一対の鍔部を有する。

（付記４）
付記３に記載のリペアージョイントであって、好ましくは、
前記可動係合部は、一対の半円弧状部材により構成されている。

（付記５）
付記１〜３のいずれか１つに記載のリペアージョイントであって、好ましくは、
前記可動係合部は、外周上に、吊り輪状の係合部を有する。

（付記６）
本発明の他の態様によれば、異常の発生した水底ケーブルを切断する工程と、切断された前記水底ケーブルの一方の側のケーブルの端部と、予備ケーブルの第１の端部とを、第１のリペアージョイントを介して接続する工程と、前記第１のリペアージョイントを沈設する工程と、前記予備ケーブルの、前記第１の端部と反対側の第２の端部と、切断された前記水底ケーブルの他方の側のケーブルの端部とを、第２のリペアージョイントを介して接続する工程と、前記第２のリペアージョイントを沈設する工程と、を有し、前記第２のリペアージョイントは、前記予備ケーブルの前記第２の端部と、切断された前記水底ケーブルの前記他方の側のケーブルの端部とを接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、前記リペアージョイント本体部の外周上に、前記リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、前記リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、を有する、水底ケーブルの修理方法が提供される。

（付記７）
付記６に記載の水底ケーブルの修理方法であって、好ましくは、
前記第２のリペアージョイントを沈設する工程は、前記可動係合部を介してスリングにより前記リペアージョイント本体部を吊り下げながら、前記予備ケーブルと前記第２のリペアージョイントと切断された前記水底ケーブルの前記他方の側のケーブルとを含んで構成される湾曲部を横方向に倒すことで行われる。

１００ リペアージョイント
１１０ リペアージョイント本体部
１１１ ケース
１１２ 鍔部
１２０ 可動係合部
１２１ 係合部
２００ 水底ケーブル
２１０ Ａケーブル
２２０ Ｂケーブル
２３０ 事故点
２４０ 予備ケーブル
２５０ 第１のリペアージョイント
２６０ 第２のリペアージョイント
２７０ 湾曲部
３００ 水底
４００ 作業船
４０１ 吊り天秤
４０２ スリング

Claims (3)

1. 水底ケーブルの端部同士を接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、
   前記リペアージョイント本体部の外周上に、前記リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、前記リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、
   を有するリペアージョイント。
2. 異常の発生した水底ケーブルを切断する工程と、
   切断された前記水底ケーブルの一方の側のケーブルの端部と、予備ケーブルの第１の端部とを、第１のリペアージョイントを介して接続する工程と、
   前記第１のリペアージョイントを沈設する工程と、
   前記予備ケーブルの、前記第１の端部と反対側の第２の端部と、切断された前記水底ケーブルの他方の側のケーブルの端部とを、第２のリペアージョイントを介して接続する工程と、
   前記第２のリペアージョイントを沈設する工程と、
   を有し、
   前記第２のリペアージョイントは、
   前記予備ケーブルの前記第２の端部と、切断された前記水底ケーブルの前記他方の側のケーブルの端部とを接続するために用いられるリペアージョイント本体部と、
   前記リペアージョイント本体部の外周上に、前記リペアージョイント本体部に対し周方向に可動に設けられ、前記リペアージョイント本体部を吊り下げるためのスリングが係合される可動係合部と、
   を有する、
   水底ケーブルの修理方法。
3. 前記第２のリペアージョイントを沈設する工程は、前記可動係合部を介してスリングにより前記リペアージョイント本体部を吊り下げながら、前記予備ケーブルと前記第２のリペアージョイントと切断された前記水底ケーブルの前記他方の側のケーブルとを含んで構成される湾曲部を横方向に倒すことで行われる請求項２に記載の水底ケーブルの修理方法。

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