JP2016503942A - 電力ケーブルの熱処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

電力ケーブル（４０２）の熱処理方法であって、電力ケーブルは、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システム（４０４）を備え、この方法は、ポリマー系電気絶縁システムを有する電力ケーブルを加熱室内に配置するステップ（５０３）と、電力ケーブルが加熱室に位置する場合に、ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すステップ（５０６）とを含む。電力ケーブルを加熱室内に配置するステップは、電力ケーブルを略垂直中心軸（ｚ−ｚ）周りに巻回して略水平に複数回巻かれた（４１０）電力ケーブルからなる単一の略水平第１の層（４０８）を形成すること（５０４）と、電力ケーブルを中心軸周りに巻回して複数の略水平第２の層（４１２）を形成すること（５０５）であって、各第２の層は、略水平に複数回巻かれた（４１４）前記電力ケーブルによって形成される、形成することと、第１の層の上に前記複数の水平第２の層を積層すること（５０５）とを含む。この方法を行う装置を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、電力ケーブルの熱処理方法に関し、電力ケーブルは、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システムを備える。さらに、本発明は、電力ケーブルの熱処理装置に関し、電力ケーブルは、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システムを備える。この装置は、電力ケーブルを受け、かつ収容するように設けられた加熱室を備える。

従来技術では、ポリエチレンまたは架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）に基づくポリマー系電気絶縁、例えば押出固体絶縁は、多くの場合、交流（ＡＣ）および直流（ＤＣ）の送電、およびケーブル絶縁の拡充に使用される。電力ケーブルが、良好または正常な誘電特性を有し、例えば、ポリマー系電気絶縁における任意の空隙がガスを含まないことを確実にするために、ポリマー系電気絶縁は、電力ケーブルが製造または組み立てられた後に熱処理工程を施される。例えば、熱処理工程によってポリマー系電気絶縁内の、例えばメタン、アセトフェノンまたはクミルアルコールなどのガスの副生成物の濃度は低減または減少する。副生成物は架橋反応から生じることがある。アセトフェノンまたはクミルアルコール副生成物は導電性を向上させる。従来技術では、ポリマー系電気絶縁を有する電力ケーブルを加熱室に配置して、その中で電力ケーブルに熱処理工程を施すことが知られている。多くの場合、電力ケーブルは、最初にケーブルドラムに巻回され、その後、電力ケーブルを有するケーブルドラムが加熱室に配置される。この工程は、ケーブルドラム熱処理と呼ばれることがある。

米国特許出願公開第２０１０／０１６３２７３号は、架橋ケーブルの製造方法を開示している。ポリマー組成物を含む１つ以上の層は導体上に適用され、ここで、少なくとも１つの層は１つ以上のフリーラジカル生成剤を含む。フリーラジカル生成剤を含む少なくとも１つの層は、ラジカル反応によって架橋される。揮発性分解生成物の含量は低減または除去される。ここでは、ケーブルがケーブルドラムに巻回され、その後、高温でケーブルに脱気を施すために、換気された加熱室内に配置されてもよいことが開示されている。

米国特許出願公開第２０１０／０３１４０２２号の開示によれば、絶縁された電気的高圧ＤＣケーブルを提供する方法は、配合ポリマー組成物を含むポリマー系絶縁システムを提供するステップと、続いてポリマー系絶縁システムの外面が、不均質な分布でポリマー系絶縁システムに存在する物質に対して不浸透性のある蓋で覆われている間に、ポリマー系絶縁システムに熱処理工程を施すステップとを含む。

日本国特開２００２−２６０４６４号は、ポリオレフィン絶縁ケーブルの架橋残渣の除去方法を記述している。ケーブルドラムに巻回されたケーブルは、コンテナ内に収納されコンテナ内が減圧される間にケーブルに電流が流される。

日本国特開１１−１８５５５３号は、ケーブル加熱室およびその中に、搬送ベルトを備えたケーブルドラム移送装置５を開示している。

国際公開第０１／７２４９３号は、ケーブルの加硫工程で生じる副生成物の除去方法を開示している。この方法では、循環ガスは、加硫装置のガス空間からガス循環手段へ導入された後に、コンデンサに導入されて冷却され、副生成物は、凝縮面を有する精製セル内へ凝縮され、そして、実質的に精製された循環ガスは、加硫装置のガス空間に再導入される。

Ｔ．Ａｎｄｒｅｗｓらによる記事「Ｔｈｅ Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｄｅｇａｓｓｉｎｇ ｉｎ ＸＬＰＥ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」，Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ，ＩＥＥＥ，第２２巻，第６号，ｐ．５−１６，２００６年１１月〜１２月（ＩＳＳＮ：０８８３−７５５４）は、大型の加熱チャンバにおける大型電源ケーブルの脱気を開示しており、チャンバは可燃性のメタンおよびエタンの蓄積を回避するように換気される。

Ｍａｒｋ Ｓ．Ｋｅｍｐｅｒらによる記事「Ａ Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｉｎ ＸＬＰＥ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ Ｕｓｉｎｇ Ｌａｒｇｅ−Ｓｐｏｔ Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ、２０１１年１月、第２６巻、第１号、ｐ．３−１０（ＩＳＳＮ： ０８８５−８９７７）は、減圧下で約８０度に維持された脱気オーブンに配置されたケーブルの一部を開示している。

米国特許出願公開第２０１０／０１６３２７３号 米国特許出願公開第２０１０／０３１４０２２ 日本国特開１１−１８５５５３号 日本国特開２００２−２６０４６４号 国際公開第０１／７２４９３号

Ｔ．Ａｎｄｒｅｗｓ ｅｔ． ａｌ．著、「Ｔｈｅ Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｄｅｇａｓｓｉｎｇ ｉｎ ＸＬＰＥ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ、ＩＥＥＥ、２００６年１１月〜１２月、第２２巻、第６号、ｐ．５−１６、（ＩＳＳＮ： ０８８３−７５５４） Ｍａｒｋ Ｓ．Ｋｅｍｐｅｒ ｅｔ． ａｌ．著、「Ａ Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｉｎ ＸＬＰＥ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ Ｕｓｉｎｇ Ｌａｒｇｅ−Ｓｐｏｔ Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ、２０１１年１月、第２６巻、第１号、ｐ．３−１０（ＩＳＳＮ：０８８５−８９７７）

本発明の発明者たちは、ケーブルドラムに巻回され、その後に加熱室に配置された電力ケーブルを巻き取ることに欠点があることを見出した。１つの欠点は、加熱室で熱処理を施されるケーブルの長さについて制限がある点、つまり、ケーブルドラムに巻回された長過ぎない電力ケーブルが加熱室に配置され得る点である。長距離ケーブルが必要な場合、製造された複数のケーブルは、必要な長さを得るように接合する必要がある。一般的に、ケーブル継手は省くべきであり、さもなければ、ケーブル継手の数を最小限に抑えるべきである。

本発明の目的は、ポリマー系電気絶縁を有する電力ケーブルの熱処理を改善することである。

本発明のさらなる目的は、ポリマー系電気絶縁を有する電力ケーブルの熱処理を提供することであり、この熱処理は、より長いケーブルに熱処理工程を施して、これによってケーブル継手の必要性を回避するか、あるいはケーブル継手の数を低減することが可能である。

本発明の上述の目的は、電力ケーブルの熱処理方法を提供することで達成され、電力ケーブルは、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システムを備え、方法は、
−ポリマー系電気絶縁システムを有する電力ケーブルを加熱室内に配置するステップと、
−電力ケーブルが加熱室に位置する場合に、ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すステップとを含み、電力ケーブルを加熱室内へ配置するステップは、
−電力ケーブルを略垂直中心軸周りに巻回して、略水平に複数回巻かれた電力ケーブルからなる、単一の略水平第１の層を形成することと、
−電力ケーブルを中心軸周りに巻回して、複数の略水平第２の層を形成することであって、各第２の層は、略水平に複数回巻かれた電力ケーブルによって形成されることと、
−第１の層の上に、複数の水平第２の層を積層することとを含む。

本発明に従う方法によって、ポリマー系電気絶縁を有する、より長い電力ケーブルに熱処理工程を施すことができる。したがって、本発明に従う方法によって、より長い連続的な電力ケーブルを製造することができ、ケーブル継手の数を最小限に抑えることができるか、あるいは、ケーブル継手を省くことができる。したがって、本発明に従う方法によって、ポリマー系電気絶縁を有するケーブルの改善された熱処理が提供される。電力ケーブルは、ＤＣケーブルまたはＡＣケーブルであってもよい。ポリマー系電気絶縁システムのポリマー組成物は、ポリエチレン、例えば架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）を含んでもよい。

単一の略水平第１の層および複数の略水平第２の層の各層は、その他の略水平層の段とは異なる段にあることが理解されるべきである。したがって、電力ケーブルを中心軸周りに巻回する場合、複数の略水平第２の層および単一の略水平第１の層は、第１の層および第２の層の各層が、その他の略水平層の段とは異なる段にあるように形成される。

本発明に従う方法の好適な実施形態によれば、この方法は、中心軸周りに床部を回転させる間に、中心軸周りに回転可能な床部上に第１の層を形成し、中心軸は、床部に対して略垂直であることを特徴とする。略垂直中心軸は床部に対して略垂直であるので、床部は、略水平である。回転可能な床部を提供することで第１の層は効率的に形成される。

本発明に従う方法のさらに好適な実施形態によれば、この方法は、中心軸周りに床部を回転させる間に、複数の略水平第２の層を形成することを特徴とする。回転可能な床部を回転させる間に、第２の層を形成することによって、第２の層は効率的に形成される。

本発明に従う方法の別の好適な実施形態によれば、この方法は、第１の層を加熱室内に形成し、かつ、複数の略水平第２の層を加熱室内に形成および積層することを特徴とする。本実施形態によって、第１の層および第２の層は、効率的に加熱室内に配置される。あるいは第１の層は、加熱室の外側に形成されてもよく、複数の略水平第２の層は、加熱室の外側に形成および積層されてもよく、その後、電力ケーブルは加熱室内へ配置されてもよい。

本発明に従う方法のその他の好適な実施形態によれば、第２の層の数は、電力ケーブルの変形を回避するために、電力ケーブルの特性に基づいて決定される。したがって、第２の層の数は、電力ケーブルの構造強度に応じて、例えば増減して選択されてもよい。例えば、強い構造強度を有する電力ケーブルは、積層された第２の層の数をより多くすることが可能である。本実施形態によって、電力ケーブルに対する過度な応力を回避することができるので、電力ケーブルの変形は回避または低減される。

本発明に従う方法のさらにその他の好適な実施形態によれば、熱処理工程は、ポリマー系電気絶縁システムを加熱ガスまたはガス混合物に曝すこと含む。ポリマー系電気絶縁システムを加熱ガスまたはガス混合物に曝すことは、有効な熱処理工程である。

本発明に従う方法の好適な実施形態によれば、熱処理工程は、加熱ガスまたはガス混合物を、第１の層および第２の層に噴射または吹き付けることを含む。本実施形態によって、熱処理はさらに改善される。

あるいは、熱処理工程は、加熱室の少なくとも１つの壁部を加熱することを含んでもよい。加熱室の少なくとも１つの壁部は、加熱室の少なくとも１つの壁部越しに加熱流体を通過させるか、あるいは発熱体、例えば加熱室の少なくとも１つの壁部に備えられた電気発熱体によって加熱されてもよい。あるいは、熱処理工程は、内部電導体および／または電力ケーブルの導電性外側スクリーンを介して電流を流すことを含んでもよい。

本発明に従う方法のさらに好適な実施形態によれば、この方法は、熱処理工程の間に加熱室を換気して、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物を加熱室から除去することを特徴とする。この実施形態によって、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物が加熱室から除去されるため、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物の除去は改善される。

本発明に従う方法の他の好適な実施形態によれば、この方法は、ポリマー系絶縁システムの外面が、不均質な分布でポリマー系絶縁システムに存在する少なくとも１つの物質に対して不浸透性のある蓋で覆われている間に、ポリマー系絶縁システムに熱処理工程を施し、これによってポリマー系絶縁システム内の少なくとも１つの物質の濃度を均一化することを特徴とする。本実施形態によって、ポリマー系絶縁システムの少なくとも１つの物質の濃度の均一化は効率的に行われる。本実施形態によって、少なくとも１つの物質の濃度、したがって界面の導電度、つまり、ポリマー系絶縁システムの内面および外面の導電度を増加させて、これら界面での電界および空間電荷を低減することができる。

本発明の上述の目的は、また、電力ケーブルの熱処理装置を提供することによって達成され、電力ケーブルは、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システムを備える。装置は、電力ケーブルを受けて収容するように設けられた加熱室を備え、かつ、電力ケーブルが加熱室内に位置する場合に、ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すように設けられた熱処理機器を備える。装置は略水平面上に載るように設けられる。加熱室は、中心軸周りに回転可能な床部を備え、中心軸は床部に対して略垂直であり、装置が略水平面上に載るように設けられる表面に対して略垂直となるように配置される。床部は、中心軸周りに回転する間に電力ケーブルを受けるように設けられる。これは、電力ケーブルを中心軸周りに巻回して、複数回巻かれた電力ケーブルからなる、単一の略水平第１の層を形成すること、および電力ケーブルを中心軸周りに巻回して、複数の略水平第２の層を形成することを目的とし、各第２の層は、複数回巻かれた電力ケーブルによって形成される。装置は複数の略水平第２の層を、加熱室内の第１の層上に積層するように設けられる。

本発明に従う装置によって、ポリマー系電気絶縁を有する、より長いケーブルに熱処理工程を施すことができ、ケーブル継手の数を最小限に抑えることができるか、あるいはケーブル継手を省くことができる。したがって、本発明に従う装置によって、ポリマー系電気絶縁を有する電力ケーブルの改善された熱処理が提供される。加熱室は、前記床部を収容することができる。

本発明に従う装置の好適な実施形態によれば、熱処理機器は、ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すために、ポリマー系電気絶縁システムを、加熱ガスまたはガス混合物に曝すように設けられる。ポリマー系電気絶縁システムを加熱ガスまたはガス混合物に曝すことは、有効な熱処理工程である。

本発明に従う装置のさらに好適な実施形態によれば、熱処理機器は、ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すために、加熱ガスまたはガス混合物を、第１の層および第２の層に噴射または吹き付けるように設けられる。本実施形態によって、熱処理はさらに改善される。

本発明に従う装置の別の好適な実施形態によれば、装置は、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物を加熱室から除去するために、熱処理工程の間に加熱室を換気するように設けられた換気機器を備える。この実施形態によって、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物が加熱室から除去されるため、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物の除去は改善される。

本発明に従う装置のさらにその他の好適な実施形態によれば、加熱室は、床部および中心軸周りに延び、かつ中心軸の方向に延びる少なくとも１つの壁部を備え、ここで、少なくとも１つの壁部は回転可能である。本実施形態によって、第１の層および第２の層を効率的に形成することができる。

本発明に従う装置のさらに別の好適な実施形態によれば、床部および／または少なくとも１つの壁部は、装置が載るようにされた表面に関連して回転可能に設けられる。

本方法および本装置の上述の特徴および実施形態はそれぞれ、さらなる好適な実施形態を提供する様々な可能な方法で組み合わせることができる。

本発明および本発明を含むさらなる利点に従う、本方法および本装置のさらに好適な実施形態はそれぞれ、従属請求項および実施形態の詳細な説明から明らかになる。

ここで、実施形態により、かつ添付の図面を参照して、例示的な目的で本発明をより詳細に説明する。

本発明に従う装置の第１の実施形態の概略側断面図である。 本発明に従う装置の第２の実施形態の概略側断面図である。 本発明に従う装置の第３の実施形態の概略側断面図である。 本発明に従う方法の実施形態に従って加熱室に配置された、電力ケーブルの複数の水平層の概略側断面図である。 本発明に従う方法の実施形態を示すフローチャートである。

図１は、本発明に従って、電力ケーブル４０２（図４参照）の熱処理用装置の第１の実施形態を概略的に示している。電力ケーブルは、ポリマー組成物、例えば、配合ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システム４０４（図４参照）を備える。電力ケーブルは、ＤＣケーブルまたはＡＣケーブル、例えば三相電力ケーブルであってもよい。電力ケーブル４０２は、中電圧ケーブル、高電圧ケーブルまたは超高電圧ケーブルであってもよい。ポリマー系電気絶縁システム４０４のポリマー組成物は、ポリエチレン、例えば、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）を含んでもよい。電気絶縁システム４０４は、押出固体絶縁物であってもよい。電力ケーブル４０２は、内部導体４０６（図４参照）と、当業者に既知の、さらなる層および部材とを含んでもよい。電気絶縁システム４０４は、内部導体４０６を囲う、管状層の形態であってもよい。電力ケーブル４０２は海底ケーブルであってもよい。ＤＣケーブル、ＡＣケーブルおよび海底ケーブルの構成はそれぞれ、当業者にとって周知であり、したがってさらに詳細に開示されていない。

装置は、略水平面１０２上に載るように設けられる。装置は、コンテナ１０３またはレセプタクルを備えてもよい。装置は、電力ケーブル４０２を受け、かつ収容するように設けられた加熱室１０４を備えるコンテナ１０３は、加熱室１０４を収容してもよい。装置は、前記表面１０２に対して略平行に設けることができる床部１０６と、管状であり、かつ床部１０６周りに延びることがある、少なくとも１つの壁部１０８とを含んでもよい。床部１０６は円形状であってもよい。少なくとも１つの壁部１０８は、前記床部１０６に略垂直に延びるように設けられてもよい。加熱室１０４は、床部１０６を備えてもよく、壁部１０８を備えてもよい。したがって、加熱室１０４は、床部１０６および壁部１０８によって画成されてもよく、上方に開き得る開口部１１０を有してもよい。装置は、蓋部１１２、または開口部１１０を閉じるように設けられた蓋を含んでもよい。加熱室１０４の中央には、略垂直柱１１４、またはドラムを設けてもよい。装置は、例えば、従来のガイド１１６または軸受によって、表面１０２に関連して、中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能であってもよく、したがって、床部１０６および少なくとも１つの壁部１０８もまた、表面１０２に関連して中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能であってもよい。中心軸ｚ−ｚは、床部１０６に対して略垂直であり、装置が載るようにされた表面１０２に対して略垂直であるように配置される。少なくとも１つの壁部１０８は、中心軸ｚ−ｚ周りに延びてもよく、中心軸ｚ−ｚの方向に延びてもよい。中心軸ｚ−ｚは、垂直柱１１４の中心軸と同一線上にあってもよい。

図１〜図４を参照して、図４が図１の装置の加熱室１０４の簡略図である場合、床部１０６は、中心軸ｚ−ｚ周りに回転する間に、電力ケーブル４０２（図４参照）を受けるように設けられる。これは、電力ケーブル４０２を中心軸ｚ−ｚ周りに巻回して、電力ケーブル４０２の複数の巻線４１０の略水平第１の層４０８を形成すること、および電力ケーブル４０２を中心軸ｚ−ｚ周りに巻回して、複数の略水平第２の層４１２を形成することを目的とし、各第２の層４１２は、電力ケーブル４０２の複数の巻線４１４によって形成される。図４において、４つの第２の層４１２のみが示されているが、より多いかまたはより少ない第２の層４１２が形成されてもよいことを理解すべきである。さらに、図４では、加熱室１０４の半分のみ（図１の中心軸ｚ−ｚの左側部分）が示されているが、第１の層４０８および第２の層４１２および加熱室１０４が、中心軸ｚ−ｚの全周に延びることを理解すべきである。装置は、複数の略水平第２の層４１２を、加熱室１０４内の第１の層４０８上に積層するように設けられる。

装置は、電力ケーブル４０２が加熱室１０４内に位置する場合に、ポリマー系電気絶縁システム４０４に熱処理工程を施すように設けられた熱処理機器１１８を備える。したがって、加熱室１０４は加熱されてもよい。すなわち、室内の温度を、例えば、蓋部１１２によって閉じられた後に上昇させてもよい。ポリマー系電気絶縁システム４０４に熱処理工程を施すために、ポリマー系電気絶縁システム４０４を加熱ガスまたはガス混合物、例えば、空気に曝すように熱処理機器１１８を設けてもよい。ポリマー系電気絶縁システム４０４に熱処理工程を施すために、加熱ガスまたはガス混合物を、第１の層４０８および第２の層４１２に噴射または吹き付けるように熱処理機器１１８を設けてもよい。熱処理機器１１８は、加熱ガスまたはガス混合物を供給するように設けられた、１つまたは複数の加熱装置１２０を備えてもよい。各加熱装置１２０は、加熱ガスまたはガス混合物を、加熱室１０４内へ吹き付けるかまたは噴射するように設けられたファンを備えてもよい。床部１０６は、例えば複数の開口部を備えてもよく、各加熱装置１２０は、床部１０６の開口部を介して、加熱ガスまたはガス混合物を加熱室１０４へ供給するように設けられてもよい。装置は、ポリマー系電気絶縁システム４０４から生じるガスの副生成物を加熱室１０４から除去するために、熱処理工程の間に加熱室１０４を換気するように設けられた換気機器１２２を備えてもよい。加熱室１０４は、ガスの副生成物を含むガス混合物の排出のために、例えば、蓋部１１２または少なくとも１つの壁部１０８に設けられた出口１２４を備えてもよい。換気機器１２２は、加熱室１０４内の熱処理工程用の排出された加熱ガス混合物を再利用するために、排出されたガス混合物を濾過して、ガスの副生成物を排出されたガス混合物から除去するフィルタ１２６を含んでもよい。換気機器１２２は、フィルタ１２６に隣接したファン１２８を備えてもよい。装置は、加熱室１０４の温度を検出するために、加熱室１０４に配置されるか、あるいは加熱室１０４に隣接した温度センサ１３０を備えてもよい。温度センサ１３０は、床部１０６および、少なくとも１つの壁部１０８に配置されてもよい。熱処理機器１１８は、温度センサ１３０に接続されるか、またはこれと連通してもよく、温度センサ１３０が検出する温度に少なくとも部分的に基づいて、例えば加熱室１０４の温度を昇降させることで、熱処理工程を制御するように設けられてもよい。加熱室１０４は、例えば、約３０メートルの直径および約５〜８メートルの高さを有してもよい。しかし、加熱室１０４の他の寸法が可能であり、一般に、取り扱うケーブルの寸法に適合してもよい。装置は、ケーブルを加熱室１０４に配置する場合に、ケーブルを送るように設けられたケーブル送りアーム（図示せず）を備えてもよい。ケーブル送りアームは、中心軸ｚ−ｚに関連して径方向に移動可能である。

図２を参照して、本発明に従う装置の第２の実施形態が概略的に示されている。図２の第２の実施形は、図１の第１の実施形態に基本的に対応しているが、電力ケーブル４０２を受けるように設けられた加熱室２０４の床部２０６が、表面１０２に関連して中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能である一方、少なくとも１つの壁部２０８は固定されている点が異なる。したがって、床部２０６は、例えば、従来のガイドまたは軸受（図示せず）によって、少なくとも１つの壁部２０８に関連して中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能であってもよい。略垂直柱２１４はまた、少なくとも１つの壁部２０８および表面１０２に関連して中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能であってもよい。そうでなければ、床部２０６は、上述の第１の実施形態の床部１０６に対応する態様で中心軸ｚ−ｚ周りに回転する間に、電力ケーブル４０２（図４参照）を受けるように配置される。

図３を参照して、本発明に従う装置の第３の実施形態が概略的に示されている。図３の第３の実施形態は、第２の実施形態にある程度対応しており、例えば、電力ケーブル４０２を受けるように設けられ、表面１０２および固定された少なくとも１つの壁部３０８に関連して、中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能な加熱室３０４の床部３０６を有する。さらに、図３の装置は、少なくとも１つの壁部３０８および表面１０２に関連して、中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能な少なくとも１つの内壁３０９を含む。少なくとも１つの内壁３０９は、床部３０６周りに、かつ中心軸ｚ−ｚ周りに延びてもよく、中心軸ｚ−ｚの方向に延びてもよい。少なくとも１つの内壁３０９は管状の形状を有してもよい。少なくとも１つの内壁３０９は、複数の開口部を備えてもよい。略垂直柱３１４はまた、少なくとも１つの壁部３０８および表面１０２に関連して、中心軸ｚ−ｚ周りに回転可能であってもよい。そうでなければ、床部３０６は、上述の第２の実施形態の床部２０６に対応する仕方で中心軸ｚ−ｚ周りに回転する間に、電力ケーブル４０２（図４参照）を受けるように設けられる。この装置の第３の実施形態は、図１および図２に示す換気機器を有さない。図３の装置は、ガスの副生成物を含むガス混合物を排出するために、例えば蓋部３１２または少なくとも１つの壁部３０８に備えられた出口３２４を有し、出口３２４は、排出されたガス混合物を濾過して、ガスの副生成物を排出されたガス混合物から除去するフィルタ３２６を備えてもよい。さらに、加熱室３０４の少なくとも１つの壁部３０８は、電力ケーブル４０２が加熱室３０４内に位置する場合に、ポリマー系電気絶縁システム４０４に熱処理工程を施すために、少なくとも１つの壁部３０８および加熱室３０４を加熱する加熱流体を循環させるための導管システム３４０を備えてもよい。加熱装置１２０を取り外してもよい。あるいは、加熱室３０４の少なくとも１つの壁部３０８は、ポリマー系電気絶縁システム４０４に熱処理工程を施すために、加熱室３０４を加熱する電気発熱体を備えてもよい。

図４および図５を参照して、本発明に従う電力ケーブル４０２の熱処理方法の実施形態の態様が概略的に示されており、ここで、電力ケーブル４０２は、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システム４０４を備える。この方法は、以下のステップを含んでもよい。ステップ５０１では、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システム４０４を有する、製造された／組み立てられた電力ケーブル４０２が提供される。ステップ５０２では、ポリマー系絶縁システム内の少なくとも１つの物質の濃度が均一化される場合、ポリマー系絶縁システムの外面は、ポリマー系絶縁システムに存在する少なくとも１つの物質に対して不浸透性のある蓋で覆われてもよい。少なくとも１つの物質は、ポリマー系電気絶縁システムおよび少なくとも１つの添加剤の架橋結合からの少なくとも１つの副生成物を含んでもよい。少なくとも１つの副生成物は、アセトフェノンおよびクミルアルコールなどの過酸化物の分解生成物を含んでもよく、少なくとも１つの添加剤は、１つ以上の抗酸化剤およびスコーチ遅延剤を含んでもよい。ステップ５０２のさらなる詳細は、米国特許出願公開第２０１０／０３１４０２２号に開示されており、参照により本明細書に組み込まれる。ステップ５０２の後、ステップ５０３では、ポリマー系電気絶縁システムを有する電力ケーブルは、加熱室内に配置されてもよい。少なくとも１つの物質の濃度の上述の均一化が行われなければ、ポリマー系電気絶縁システムを有する電力ケーブルは、ステップ５０２に進むことなく加熱室内に配置される。ポリマー系電気絶縁システムを有する電力ケーブルを加熱室内に配置する段階は、以下のステップを含んでもよい。ステップ５０４では、電力ケーブルは、略垂直中心軸に巻回されて、略水平に複数回巻かれた電力ケーブルからなる単一の略水平第１の層を形成する。ステップ５０５では、電力ケーブルは、さらに中心軸に巻回されて複数の略水平第２の層を形成し、各第２の層は、略水平に複数回巻かれた電力ケーブルによって形成され、かつ、複数の水平第２の層は、第１の層上に積層される。各第２の層は、別の第２の層または第１の層上に配置されてよい。換言すれば、第２の層は、中心軸の方向において、別の第２の層または第１の層に上下に積層される。第２の層の数は、電力ケーブルの変形を回避するために、電力ケーブルの特性、例えば電力ケーブルの構造強度に基づいて決定されてもよい。各水平層は、らせん状であってもよい。第１の層は、床部を中心軸周りに回転させる間に、中心軸周りに回転可能な床部上に形成されてもよい。中心軸は、前記床部に対して略垂直である。複数の略水平第２の層は、床部を中心軸周りに回転させる間に形成されてもよい。第１の層は加熱室内に形成されてもよく、複数の略水平第２の層は、加熱室内に形成され、かつ積層されてもよい。好適には、層はあまりにも強固に積層されるべきではない。

単一の略水平第１の層４０８および複数の略水平第２の層４１２の各層４０８および４１２は、その他の略水平の第１の層４０８および第２の層４１２の段とは異なる段にあることが理解されるべきである。したがって、電力ケーブル４０２を中心軸ｚ−ｚ周りに巻回する場合、複数の略水平第２の層４１２および単一の略水平第１の層４０８は、第１の層４０８および第２の層４１２の各層４０８および４１２が、その他の第１の層４０８および第２の層４１２の段とは異なる段にあるように形成される。

電力ケーブルが加熱室内に配置された場合、加熱室の開口部は、例えば上述の蓋によって閉じられてもよい。この方法は、電力ケーブルが加熱室に位置する場合、ステップ５０６でポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すことをさらに含む。熱処理工程は、加熱ガスまたはガス混合物を第１の層および第２の層に噴射または吹き付けることで、ポリマー系電気絶縁システムを加熱ガスまたはガス混合物に曝すことを含んでもよく、上述の１つ以上の加熱装置１２０によって行われてもよい。代替的または追加的に、熱処理工程は、例えば上述の通り、加熱室の少なくとも１つの壁部を加熱すること、および／または、電力ケーブル４０２の内部導体４０６および／または導電性外側スクリーンを介して電流を流すことを含んでもよい。ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施している間、加熱室は、ポリマー系電気絶縁システムから生じるガスの副生成物を加熱室から除去するために換気されてもよい。この方法がステップ５０２を含む場合、この方法は、ポリマー系絶縁システムにおける少なくとも１つの物質の濃度を好適に均一化する。この方法がステップ５０２を含まない場合、この方法は、ポリマー系電気絶縁において、例えば、メタン、アセトフェノンまたはクミルアルコールなどのガスの副生成物の濃度が低減または減少する間に、ポリマー系電気絶縁システムを好適に脱気する。前記換気によって、ガスの副生成物は加熱室およびケーブル周りの領域から除去され、これにより、脱気が効率的に達成される。熱処理工程の間、加熱室の温度は約７０℃に保たれる。その他の温度も可能である。上述の温度センサによって、温度が検出され、監視されてもよい。必要であれば、加熱室の加熱は、少なくとも１つの検出温度に基づいて調節されてもよく、あるいは、熱処理工程の継続時間が調節されてもよい。熱処理工程の継続時間はまた、加熱時間と呼ばれ、ケーブルの寸法および材料に依存することがある。熱処理工程の後、ステップ５０７で、ケーブルのポリマー系電気絶縁システムは、いわゆる冷却期間の間に冷却されてもよい。ポリマー系電気絶縁システムおよびケーブルは、依然として加熱室内に位置する間に冷却されてもよい。図１を参照して、冷却は加熱装置１２０の熱源を止めることで行うことができるが、加熱装置１２０のファンは、依然として機能しており、加熱室のガス混合物を循環させることができる。熱処理工程を施されるケーブルは、約１０〜１００ｋｍの長さを有してもよい。

上述の本方法および本装置の異なる実施形態の特徴はそれぞれ、さらなる好適な実施形態を提供する様々な可能な方法で組み合わせることができる。

本発明は、例示の実施形態に限定されるものではないが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの方法で修正および変更することができる。

Claims (9)

1. 電力ケーブル（４０２）の熱処理方法であって、前記電力ケーブルは、ポリマー組成物を含むポリマー系電気絶縁システム（４０４）を備え、前記方法は、
   前記ポリマー系電気絶縁システムを有する前記電力ケーブルを加熱室内に配置するステップ（５０３）と、
   前記電力ケーブルが前記加熱室に位置する場合に、前記ポリマー系電気絶縁システムに熱処理工程を施すステップ（５０６）とを含み、前記電力ケーブルを前記加熱室内へ配置するステップは、
   前記電力ケーブルを略垂直中心軸（ｚ−ｚ）周りに巻回して略水平に複数回巻かれた（４１０）前記電力ケーブルからなる単一の略水平第１の層（４０８）を形成すること（５０４）と、
   前記電力ケーブルを前記中心軸周りに巻回して複数の略水平第２の層（４１２）を形成すること（５０５）であって、各第２の層は、略水平に複数回巻かれた（４１４）前記電力ケーブルによって形成されることと、
   前記第１の層の上に前記複数の水平第２の層を積層すること（５０５）とを含む、方法。
2. 前記中心軸周りに回転可能な床部（１０６）を回転させる間に、前記中心軸（ｚ−ｚ）周りに前記床部上に前記第１の層（４０８）を形成し、前記中心軸は、前記床部に対して略垂直であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記中心軸（ｚ−ｚ）周りに前記床部（１０６）を回転させる間に、前記複数の略水平第２の層（４１２）を形成することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の層（４０８）を前記加熱室（１０４）内に形成し、かつ、前記複数の略水平第２の層（４１２）を前記加熱室内に形成および積層することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第２の層（４１２）の数は、前記電力ケーブルの変形を回避するために、前記電力ケーブル（４０２）の特性に基づいて決定されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記熱処理工程は、前記ポリマー系電気絶縁システム（４０４）を加熱ガスまたはガス混合物に曝すこと含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記熱処理工程は、前記加熱ガスまたはガス混合物を、前記第１の層および前記第２の層（４０８，４１２）に噴射または吹き付けることを含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記熱処理工程の間に前記加熱室（１０４）を換気して、前記ポリマー系電気絶縁システム（４０４）から生じるガスの副生成物を前記加熱室から除去する（５０６）ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ポリマー系絶縁システムの外面が、不均質な分布で前記ポリマー系絶縁システムに存在する少なくとも１つの物質に対して不浸透性のある蓋で覆われている間に、前記ポリマー系絶縁システムに前記熱処理工程を施し、これによって前記ポリマー系絶縁システム内の前記少なくとも１つの物質の濃度を均一化することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

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