JP2016519396A - 伝達システムのための混合固形絶縁材 - Google Patents

Abstract

本発明は、導電体（２）と、導電体（２）を円周方向に覆う絶縁層（４）とを備える伝達システム（１）に関する。層（４）は、同軸上に配向された複数の副層（４ｘ）を含む少なくとも２つの層区画（ｓ）を含み、各副層は、円周方向において互いの傍らに配置された一又は複数のストリップ（９）を含む。ストリップ（９）の隣接するエッジ間に空隙（１２）が形成され、各空隙は、隣接する副層（４ｘ）のストリップによって覆われる。各ストリップは、半径方向において互いの傍らに配置された一又は複数のシート（１０、１１）を含む。各シート（１０、１１）は、セルロース紙及びポリマーを含む絶縁材を含む。少なくとも一つの副層は、前記セルロース紙の少なくとも一つのシート（１０）を含み、少なくとも一つの副層は、前記ポリマーの少なくとも一つのシート（１１）を含み、絶縁層は含浸されている。【選択図】図１

Description

本発明は、伝達システムに関し、更に具体的には、請求項１の予め特徴づけされた部分による伝達システムと、前記システムの使用に関する。

電力ケーブル、ケーブルジョイント、バス等の伝達システムの絶縁は、伝達システムの信頼性に対して重要である。信頼性は、導電体又は導電層を覆うのに使用される材料に依存している。伝達システム周辺の絶縁材の形状もまた重要である。直流又は交流（ＤＣ又はＡＣ）電力ケーブルの絶縁材は、高い応力にさらされうる。これは特に、高電圧及び特殊／超高電圧（以下にまとめてＨＶと呼ばれる）システムで使用される絶縁材について当てはまる。これら絶縁材は、最適な動力伝達性能を有するシステムを提供するために、電気、熱及び機械特性をうまく組み合わせることが要求される。

伝達システムの性能を改善するため、押出成形絶縁層が、紙シートの複数の副層を含み、且つオイルを含浸させた絶縁層に取って代わられてきた。これらの伝達システムは、最大動作温度５５℃における約４５０ｋＶの伝動に使用可能である。高電圧を伝達することができ、動作温度を上げることができるように伝達システムを改善するための絶縁材が開発されてきており、紙シート、又は紙シートの少なくとも一部は、紙及びポリマー材料の積層体を含むシートに取って代わられてきた。

ＵＳ ５，８５０，０５５は、紙／（放射）ポリプロピレン／紙積層体を含むＨＶケーブルの絶縁層を開示している。積層材料は、導電体に対して同軸上に配向された複数の副層に配置される。各副層は、円周方向に互いの傍らに配置された一又は複数のストリップを含む。絶縁層は、アルキルナフタリン等の流体を含浸させる。

ＵＳ ８，２４２，３５７は、絶縁材の異なる膨張度を利用して、ＨＶケーブル用の含浸絶縁材を準備するプロセスを開示している。絶縁材は、ポリプロピレン／紙積層体等の積層ポリオレフィンを含みうる。

ＪＰ ２０００−１１３７３４は、紙で積層されていてよいポリオレフィン−樹脂膜ストリップの副層を含む含浸絶縁材を有するＨＶ電力ケーブルを開示している。ストリップの隣接するエッジ間に形成された空隙は、隣接する副層のストリップによって覆われる。

ＪＰ ２００１−０２３４４９は、紙シート又は積層ポリプロピレン／紙のシートの副層を含む含浸絶縁材を備えるＨＶ電力ケーブルを開示している。

既知の伝達システムは、伝達システムに使用できる電圧の制約と、動作温度の制約のために、電力伝達性能に限界がある。動作温度の上昇により絶縁層が損なわれ、伝達システムの耐久性に影響を与える。ケーブル等、特に海又は大洋の底のケーブルの修理等の費用は高価であり、好ましくは抑えるべきである。

伝達システムの積層絶縁材には多数の改善が施されてきたが、伝達システムの電気性能をいまだ改善する必要がある。

含浸無排水（ＭＩＮＤ）伝達システムの高電圧及び超高電圧（ＨＶ）ＤＣ及びＨＶＤＣに関しては、特に高粘度の流体を含浸させた絶縁材に関し、改善された絶縁材が必要である。

本発明の目的は、上述した問題を解決する絶縁層を有する伝達システムを提供することである。一つの目的は、長距離にわたって大容量の電力を伝達するために、高電圧システムで使用できる絶縁層を備える伝達システムを提供することである。別の目的は、伝達システムの信頼性を改善すること、また絶縁された伝達システムの老朽化及び製造費用を軽減することである。更なる目的は、高い動作温度、例えば最大約８０℃の温度に対処できる絶縁層を提供することである。一つの目的は、改善された電力伝達性能を有する伝達システムを提供することであり、高い動作温度以外にも、絶縁材の絶縁破壊応力及び電界応力分布も改善することができる。伝達システムを、ＨＶ−ＭＩＮＤ及びＨＶＤＣ−ＭＩＮＤシステムで使用することができることが好ましい。

本目的は、請求項１の予め特徴づけられた部分に従って最初に定義された伝達システムによって達成されるものであり、この伝達システムは、各ストリップが半径方向に互いの傍らに配置された一又は複数のシートを含み、各シートは、セルロース紙及びポリマーを含む群から選択された絶縁材を含み、絶縁層は、前記セルロース紙の少なくとも一つのシートを含む少なくとも一つの副層を含み、少なくとも一つの副層は、前記ポリマーの少なくとも一つのシートを含み、絶縁層は含浸されていることを特徴とする。

新たな絶縁層は、高電圧及び超高電圧システムに使用することができる。動作温度を、７５℃から８５℃まで上昇させることもできる。絶縁層の絶縁破壊強度は改善されており、既知の絶縁層と比較してＤＣ漏れ電流が低減してきている。

従来のポリマー及び紙の積層シートは、別々の積層プロセスで製造され、前記２以上のシートは、互いに例えば粘着等によって固定付着される。上記作成済みの積層材は、非積層シートと比較して更に高価である。このため、重ね合わせて置かれた、個別に互いに積み重ねられた、すなわち半径方向に互いの傍らに配置された２以上のシートを含む個別のシート又はストリップを使用することによって、製造費用と時間を削減することができる。

シートは互いに固定付着されていないことが利点である。絶縁層では、シートは、絶縁層内で個別に、また非装着的に互いに混合されうる。シート又はストリップは、絶縁層に個別に適用されうる。絶縁層はこのため、個別のシート又はストリップによって連続的に組み立てることができる。

一実施形態では、各ストリップのシートは個別に配置されており、各ストリップのシートは互いに付着していない。別の実施形態では、ストリップは各副層に個別に配置されており、ストリップは互いに付着していない。

絶縁材の個別のシートが使用されるため、絶縁層は、絶縁材の異なる組み合わせを使用して製造可能である。絶縁層は従って、高い柔軟性を持つように構成することができ、いかなる特定の種類の伝達システムに対しても材料の種類、材料の組み合わせ、及びストリップ毎のシートの数を適合させることができる。

一実施形態では、絶縁層は、全てのシートが前記セルロース紙のシートである少なくとも一つの副層と、全てのシートが前記ポリマーのシートである少なくとも一つの副層とを含む。

絶縁層は、一種類の絶縁材のみを副層毎に使用する場合、効率的に製造することができる。

別の実施形態では、各ストリップは一つのシートのみを含む。

副層毎のストリップ毎に絶縁材の一つのシートを使用することによって、良い結果がもたらされてきた。上記絶縁層を、比較的低費用で製造することができる。

ある実施形態では、一又は複数のストリップ又はシートを、導電体に沿って延在する縦軸に対して傾斜角度で導電体に巻きつけられる。別の実施形態では、層区画の内の一つの一又は複数のストリップ又はシートが、隣接する層区画の一又は複数のストリップ又はシートに対して横方向に延在している。

ケーブル等の伝達システムが柔軟であり、固くないことが好ましい。隣接する層区画毎に横方向にストリップを巻き付けることで、伝達システム全体の柔軟性が高まる。

更なる実施形態では、システムは更に、導電体を円周方向に覆う内側半導体層を含む。

異なる伝達システムに、新たな絶縁層を使用することができる。ＨＶシステムで使用される時は、常に電界を等しくするために半導体層が存在する。

ある実施形態では、内側半導体層を接合させる、絶縁層の副層は、一又は複数の紙シートの副層である。

別の実施形態では、システムは更に、絶縁層を円周方向に覆う外側半導体層を備える。

更なる実施形態では、外側半導体層を接合させる、絶縁層の副層は、一又は複数の紙シートの副層である。

絶縁破壊強度は、その中でも材料の厚さに依存する。薄い材料は普通、高い絶縁破壊強度を有する。絶縁材の薄い紙層を内側半導体層と外側半導体層の近くに配置することによって、破壊が最も起こりやすい場所の絶縁破壊強度が高まる。絶縁層全体の誘電特性が従って改善される。伝達システムの絶縁破壊のリスクが下がる。この絶縁層は、半導体層／絶縁層の接触面の近くでは、低い抵抗制御Ｅ応力を有するが、絶縁層の中間部分の抵抗制御Ｅ応力は高い。

ある実施形態では、ポリマーはプラスチック材料、又はゴム材料である。

別の実施形態では、プラスチック材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、２軸配向されたポリエチレンテレフタレート（ＢＯＰＥＴ）、ポリエステル、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリプロピレン（ＰＰ）、２軸配向されたポリプロピレン（ＢＯＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）、中間密度ＰＥ（ＭＤＰＥ）及びＰＥ、又はこれらの混合物から選択されるポリオレフィンである。

更なる実施形態では、プラスチック材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又は２軸配向されたポリエチレンテレフタレート（ＢＯＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、２軸配向されたポリプロピレン（ＢＯＰＰ）、又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。

ある実施形態では、ゴム材料は、シリコンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、及びエチレンプロピレンゴム、又はこれらの混合物から選択される。

別の実施形態では、セルロース紙は、Ｋｒａｆｔ紙を含む。

絶縁破壊強度は、絶縁層で使用される材料の種類にも依存する。異なる伝達システムは、材料に対して異なる要件を有しうる。例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンの絶縁破壊強度は、１００μｍの厚さで２００ｋＶ／ｍｍよりも高く、押出成形架橋ポリエチレンの絶縁破壊強度は９ｍｍの厚さで６５ｋＶ／ｍｍよりも低くてよい。新たな絶縁材により、絶縁層に使用される材料の選択の柔軟性を高めることができる。

更なる実施形態では、絶縁層は、ミネラルオイル、軟質ゲル、硬質ゲル、又はこれらの混合物から選択される含浸化合物を含浸されている。

ある実施形態では、含浸化合物は、８５℃を下回る温度で液体であるゲル状化合物である。

絶縁破壊強度は、絶縁層の密度を上げることによって改善される。含浸化合物は絶縁層の密度を上げるため、伝達システムの信頼性を更に改善し、空間荷電及び老朽化を防止することができる。

新たな伝達システムはより信頼性が高く堅牢であり、従って、今日使われている伝達システムよりも長持ちすると期待される。

本発明はまた、高電圧又は超高電圧の、直流又は交流電源方式の、上記の伝達システムの使用にも関する。ある実施形態では、伝達システムは、ケーブル、ジョイント、終端部、ブッシング、絶縁バス、バスバーから、そしてアセチレンカーボンブラックと共に半導体のスクリーン材料において選択される。

本発明をここで、様々な実施形態の記載を用いて、及び本明細書に添付した図面を参照することによってより詳細に説明する。

電力ケーブルであるＤＣ伝達システムの断面の概略図である。 絶縁材で絶縁されたケーブルジョイントの概略図である。 電力ケーブルであるＤＣ伝達システムを示す図である。 一副層に対し３つのストリップを示す、本発明の一実施形態を示す図である。 一副層に対し一つのストリップを示す、本発明の一実施形態を示す図である。 ６ａ及び６ｂは、副層が一つのシートを有するストリップを含む、本発明の一実施形態を示す図である。 副層が２つのシートを有するストリップを含む、本発明の別の実施形態を示す図である。 副層が３つのシートを有するストリップを含む、本発明の別の実施形態を示す図である。 導電体に巻きつけられたストリップを示す図である。

図１に、電力ケーブルとしての（ＤＣ）伝達システム１を示す。図２に示すように、他の伝達システムの構成要素は、ケーブルジョイントであってよい。伝達システム１又はシステム構成要素１は、ブッシング、絶縁バス、バスバー、及びケーブル終端部であってもよい。一実施形態は、ケーブル終端部に関する。更なる伝達システム又はシステム構成要素１は、絶縁体を有するいかなる電気装置であってもよい。別の実施形態は、高電圧及び超高電圧ＤＣ（（Ｕ）ＨＶＤＣ）伝達システム１、好ましくは、含浸非排出（ＭＩＮＤ）伝達システム又はシステム構成要素１の（Ｕ）ＨＶＤＣシステム又はシステム構成要素に関する。

本発明による伝達システム１は、導電体２、又は導電体２の束を備える。この導電体２は、縦のｙ軸に沿って延在し、絶縁層４によって円周方向に覆われている。絶縁層４は、シース８によって覆われうる。

ＨＶＤＣケーブル等の幾つかの伝達システム１において、導電体２は、内側半導体層３によって円周方向に覆われていてよく、層３は次に絶縁層４によって覆われる。絶縁層４は、外側半導体層７によって円周方向に覆われうる。外側半導体層７は、鉛、又は別の金属でありうるシース８によって覆われうる。このシース８は更に、プラスチック又はゴム材料等の絶縁及び機械特性も有する保護層（図示せず）によって覆われうる。

図１に示すように、本発明による新たな絶縁層４は、２以上の層区画ｓを含む。層区画ｓは各々、複数の副層４^ｘを含む。各副層４^ｘは、導電体２（図３、４及び５）に対して同軸上に配向される。

各副層４^ｘは、一又は複数のストリップ９を含む。図９に示すように、各ストリップ９を、導電体２に沿って延在する縦軸ｙに対して傾斜角度αで導電体２に巻き付けることが好ましい。各副層４^ｘは、導電体２（図５）上の傾斜角度αで巻きつけられた一つのストリップ９を含みうる。

副層４^ｘは、導電体２（図４）上の傾斜角度αで巻き付けられた２以上のストリップ９を含みうる。この場合、ストリップ９は、円周方向ｃにおいて互いの傍らに配置される。ストリップ９の実際の幅は、伝達システム１によって変化しうる。ＨＶＤＣケーブルにおいて、ストリップ９は、０．５〜１０ｃｍ、又は０．５〜５ｃｍ、又は１〜３ｃｍの間の幅を有しうる。

空隙１２は、単一のストリップ９又は複数のストリップ９の隣接するエッジ間に形成される。空隙１２の幅は、伝達システム１によって変化しうる。空隙１２の幅は、一つの絶縁層４内では同じであってよい、又は空隙１２の幅は、絶縁層４内で変化していてよく、例えば、空隙１２の幅は異なる層区画ｓにおいて違っていてよい。空隙１２は、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍの間、又は０．００１ｍｍ〜８ｍｍの間、又は０．０１ｍｍ〜５ｍｍの間、０．０１ｍｍ〜８ｍｍの間の幅を有しうる。

図４から８に示すように、各空隙１２は、空隙１２の外側に配設された隣接する副層４^ｘのストリップ９によって覆われる。最外部の副層４^ｘの一又は複数の空隙１２は、しかしながら、シース８又は半導体層７によって覆われる。この配置により、絶縁層４内の含浸化合物の最適な拡散、また閉じ込めが得られる。

図６から８に、円周方向ｃを、例えば図４、５で示すような曲線の代わりに直線で示す、絶縁層４の一部の断面を概略的に示す。

各ストリップ９は、一つのシート１０、１１を含むことができ、シート１０、１１は円周方向ｃにおいて互いの傍らに配置される。図６ａ及び６ｂに、互いの傍らに配置された３つのストリップ９を含む副層４^ｘを示し、各ストリップ９は、一つのシート１０、１１を含む。

各ストリップはまた、２、３、４、又はそれ以上のシート１０、１１も含みうる。シート１０、１１は、図７及び８に示すように、各ストリップ９内に、半径方向ｒに配置されている。ストリップ９は、円周方向ｃにおいて互いの傍らに配置される。図７では、各ストリップ９は、２つのシート１０、１１を含み、図８では、各ストリップ９は、３つのシート１０、１１を含む。図８ｂに、ストリップ９内のシート１０、１１が互いに固定付着されていないことを示す、ストリップ９の拡大図を示す。

シート１０、１１は、絶縁材を含む、又は絶縁材でできている。異なる伝達システム１において異なる材料を使用することができる。本発明によれば、絶縁材は、少なくともセルロース紙１０のシートと、ポリマー１１のシートを含む。他の絶縁材を加えることができる。

セルロース紙のシート１０及びポリマーのシート１１、及びオプションとして他のシートを、絶縁層４内に配置し、何らかの可能な方法で混合することができる。ある副層４^ｘは、一絶縁材のみのシートを含みうる（図４、５、６ａ）。一つの副層４^ｘはまた、絶縁材（図６ｂ）の混合物のシートも含みうる。本発明は、絶縁層４内のシート１０、１１を混合する任意の特定の方法に限定されない。

絶縁層４は、導電体２（又は半導体層３等）にストリップ９又はシート１０、１１を巻き付けることによって製造される。ストリップ９は、個別のシート１０、１１を非装着的に積み重ねることによって、巻き付けてストリップ９を形成する前に、複数のシート層として予め作製することができる。

しかしながら、一回巻きつける毎に一つのシート１０、１１を使用することによって、絶縁層４を製造する方がより効率的である可能性がある。シート１０、１１は、シートによって副層４^ｘが形成され、一つの副層４^ｘ毎に互いに重なり合うように巻き付けることができる。この場合、シート１０、１１は、隣接する副層４^ｘ（図６ａ、６ｂ）の空隙１２と重なり合う。

あるいは、絶縁層４の製造中に、一を超えるシート１０、１１を含むストリップ９が形成されるように、副層４^ｘ毎に、シート１０、１１を互いに重ね合わせて巻き付けることができる。この場合、ストリップ９は、隣接する副層４^ｘ（図７、８）の空隙１２と重なり合う。

シート１０、１１が、例えばセルロース紙又はポリマー（図６ａ）等の、副層４ｘ毎に一つの絶縁材を含むように、シート１０、１１を巻き付けることができる。しかしながら、シート１０、１１が、例えばセルロース紙及びポリマー（図６ｂ）等の異なる絶縁材を含むように、巻き付けを実施することができる。ストリップ９は、異なる絶縁材又は同じ絶縁材の一を超えるシート１０、１１を含みうる。例えば、ストリップは、２つのセルロース紙のシート１０、又は２つのポリマーのシート１１、又は一つのポリマーのシート１１及び２つの紙シート１０等（図７、８）を含みうる。

セルロース紙のシート１０及びポリマーのシート１１の配置は、絶縁層４の異なる部品又は層区画ｓにおいて異なっていてよい。例えば、最外部の副層４^ａｘ、４^ｂｘ、又は２以上の最外部の副層４^ａｘ、４^ｂｘは、セルロース紙のシート１０のみ、又は実質的にセルローシ紙のシート１０のみを含みうる。絶縁層４の残りは、２０〜８０％の間、又は８０〜２０％の間の、セルロース紙のシート１０のポリマーのシート１１に対する比率等の、絶縁材の混合物を含みうる。

一実施形態では、一又は複数の外側の副層４^ａｘ、４^ｂｘ（例えば１から２０の副層４^ａｘ、４^ｂｘ）はセルロース紙のシート１０からなり、絶縁層４の残りは、４０〜６０％、又は６０〜４０％の間、又は約５０％の、セルロース紙のシート１０のポリマーのシート１１に対する比率の、セルロース紙のシート１０とポリマーのシート１１の混合物を含む。

使用されるセルロース紙は異なっていてよく、当技術分野で使用されるいかなるセルロース紙も適切でありうる。例えば、Ｋｒａｆｔ紙を使用することができる。このＫｒａｆｔ紙は、例えば異なる層区画ｓにおける異なる抵抗等のように、異なる抵抗を有しうる。

ポリマー材料は、当技術分野において使用される、絶縁特性を有するいかなるプラスチック及び／又はゴム材料であってもよい。使用される材料は、伝達システム１、例えば、低電圧、中間電圧又は高電圧システムの用途によって異なっていて良い。

プラスチック材料の例は、非限定的に、例えば低密度ポリエチレン（線形又は非線形）（ＬＤＰＥ）、中間密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）であってよいポリエチレン（ＰＥ）、又はポリプロピレン（ＰＰ）、及びポリブチレン等のポリオレフィンの内の一つでありうる。プラスチック材料の他の例は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び２軸配向されたポリエチレンテレフタレート（ＢＯＰＥＴ）であってよい。他のプラスチック材料は、ポリエステル、ポリスチレン（ＰＳ）、２軸配向されたポリプロピレン（ＢＯＰＰ）、アラミド、ポリ塩化ビニル又はポリイミドであってよい。あるいは、プラスチック材料の混合物を使用することができる。一実施形態では、ポリプロピレンが使用される。別の実施形態では、ＰＥＴが使用される。更なる実施形態では、ＰＰが使用される。一実施形態では、ＢＯＰＰが使用される。別の実施形態では、ＨＤＰＥが使用される。

ゴム材料の例は、非限定的に、シリコンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、及びエチレンプロピレンゴムの内の一つであってよい。あるいは、ゴム材料の混合物を使用することができる。

絶縁層４は、セルロース紙及びポリマーを含む。絶縁層４は、更なる絶縁材を含みうる。使用される材料は、単一のプラスチック材料又はその混合物、あるいは単一のゴム材料又はその混合物であってよい。使用される材料はまた、プラスチック及びゴム材料の混合物でもありうる。

絶縁層４の異なる絶縁材は、異なる密度を有しうる。最外部の副層４^ａｘ、４^ｂｘの密度は、絶縁層４の残りの密度に比べて高い場合がある。絶縁層４はまた、異なる密度を有する２以上の層区画ｓに分けることもできる。異なる密度は、異なる密度を有する紙及び／又はプラスチック又はゴム材料を使用することによって供給されうる。例えば実質的に、最外部の副層４^ａｘ、４^ｂｘの紙シート１０のみを使用することによって、最外部の副層４^ａｘ、４^ｂｘの抵抗制御Ｅ応力は、絶縁層４の残り部分の抵抗制御Ｅ応力と比べて低くなる。異なる含浸化合物を使用することによっても、異なる密度を得ることができる。ストリップ９の巻き圧力もまた、絶縁層４の全体密度にとって重要である。

絶縁層４はまた、異なる抵抗を有する２以上の層区画ｓに分けることもできる。これは例えば、層区画ｓ毎に、セルロース紙のシート１０のポリマーのシート１１に対する比率を変化させることによって、又は使用されるシート１０、１１の厚さを変化させることによって、又は使用される材料の種類を変化させることによって、達成することができる。これらの異なる層区画ｓを使用して、絶縁層４における抵抗制御を更に改善することができる。

このため、絶縁層４は、２つの異なる絶縁材、すなわちセルロース紙及びポリマーのみを含みうる。一種類のセルロース紙、及び一種類のポリマーのみを、一つの絶縁層４に使用可能である。

あるいは、異なる種類のセルロース紙及び／又は異なる種類のポリマーを、一つの絶縁層４内の異なる層区画ｓに使用可能である。

あるいは、絶縁層４は、絶縁層４の一又は複数の層区画ｓにおいて、セルロース紙及びポリマーに加えて、一又は複数の他の絶縁材も含みうる。本発明による絶縁層４で使用することができる絶縁材の任意の組み合わせ及び全ての組み合わせは、本発明の範囲内に含まれる。

絶縁層４の最外部の副層４^ａｘ、４^ｂｘの抵抗ρは、１０^１４Ω．ｍ未満、又は１０^１０Ω．ｍ未満であってよく、絶縁層４の残りの部分の抵抗ρは、１０^１４Ω．ｍを上回る、又は１０^１０Ω．ｍを上回るものであってよい。

伝達システム１は、５００ｋＶを超える量、好ましくは８００ｋＶの、及び／又は８００ｋＶを超える量の電圧を送ることができることが好ましい。絶縁層４のＥ応力は、２２ｋＶ／ｍｍを超えることが好ましい。

シート１０、１１の厚さは、伝達システム１の用途によって変化しうる。厚さは、一つの絶縁層４内でも変化させることができ、例えば、異なる層区画ｓは、異なる厚さを有するシート１０、１１を有しうる。セルロース紙のシート１０は、０．１〜５００μｍの間、又は１〜２００μｍの間、又は２０〜１５０μｍの間の厚さを有しうる。ポリマーのシート１１は、１〜１０００μｍの間、又は２５〜５００μｍの間、又は３０〜２００μｍの間の厚さを有しうる。

絶縁層４は、液体又は気体であってよい含浸化合物を含浸させることができる。液体は、ミネラルオイル及び／又はエステル溶液等の、当技術分野で使用されるいかなる液体であってもよい。気体は、六フッ化硫黄、圧縮空気及び／又は窒素から選択可能である。

絶縁材は、ゲル状液体、例えばいわゆる軟質ゲル等の高粘度流体を含浸させることができる。含浸化合物の粘度は、非排出となるのに十分高いことが好ましい。粘度が、伝達システム１の動作温度で変化しないことが好ましい。動作中に、含浸化合物が、絶縁層４内を流れる、例えば空隙１２を流出入することが可能であることが好ましい。

軟質ゲル化合物等の高粘度流体は、温度が１２０℃、又は１００℃、９０℃、８０℃又は７０℃を下回る液体であってよい。流体の粘度は、６５℃、又は８０℃において、少なくとも５０１、又は１０００、又は５０００、又は１００００センチストーク（ｃＳｔ）を上回る。処理可能性については、流体の粘度は、１００℃を超えると、又は１１０℃を超えると低くなりうる。

適切な絶縁流体は、約２重量％の高分子量ポリイソブテンを粘度増進剤として有するミネラルオイルベースのＴ２０１５（Ｈ＆Ｒ ＣｈｅｍＰｈａｒｍ社（英国））である。Ｔ２０１５は、６０℃において約１２００ｃＳｔの粘度を有する。適切な絶縁流体の他の例は、参照することによって本明細書に組み込まれるＵＳ６３８３６３４号明細書に開示された物等のゲル化組成物である。これらのゲル化組成物は、オイル及びゲル化剤を含むことができ、転移温度Ｔｔにおいて熱可逆性の液体−ゲルの転移性を有し、Ｔｔを下回る温度においてゲル化組成物は第１の粘度を有し、Ｔｔを上回る温度において、第１の粘度よりも低い第２の粘度を有する。組成物は、１０００ｎｍ未満の粒子サイズを有する微細誘電体粒子と共に水素結合を形成することができる極性セグメントを有するポリマー化合物の分子を含む。

本発明はまた、上述した伝達システム１を準備するための方法にも関する。

本方法の第１のステップでは、導電層２が供給され、オプションとして、半導体層３によって円周方向に覆われる。

第２のステップでは、導電体２（又はオプションとして半導体層３）に巻き付けられるシート１０、１１を、低湿度（約１０％、又は４％未満）で乾燥させる。伝達システム１の電気特性を改善するために、シート１０、１１に存在しうる水分を除去する必要がある。しかしながら、シート１０、１１を巻き付けることが困難になりうるため、シート１０、１１を乾燥させすぎることはできない。

次のステップでは、ストリップ９又はシート１０，１１を導電体２（又はオプションとして半導体層３）に巻き付ける。得られた製品を次に真空内で、絶縁層４の絶縁定数が安定した状態になる、又は代替的に、絶縁層の誘電正接（力率）が特定の低レベル、例えば１００℃において０．００３未満になるまで乾燥させる。

ストリップ９を、異なる方法で導電体２に巻き付けることができる。図９に、どのようにストリップ９を、導電体２に沿って延在する縦ｙ軸に対して傾斜角度αで巻き付けることができるかの例を示す。傾斜角度αは、０〜１８０°の間であってよい。３の、好ましくは１０から３０のストリップ９が０〜９０°の間の傾斜角度で巻きつけられるように、そして次の３の、好ましくは１０から３０のストリップ９が９０〜１８０°の間の傾斜角度、すなわち横方向に巻きつけられるように、ストリップ９を交互の角度αで巻き付けることが好ましい。

その後のステップでは、絶縁層４を、含浸化合物を含浸させる。含浸は、絶縁層４の絶縁定数が安定した状態に到達するまで続ける。

次のステップでは、絶縁層をシース８によって、又はオプションとして半導体層７、その次にシース８によって円周方向に覆うことができる。

本方法は、１００〜１３０℃の間の高温で実施される。温度は、使用される特定の材料、ケーブルの長さ及び厚さ等によって変化しうる。

本明細書で使用される「導電体」という語は、共に束ねられた一又は複数の導電体であってよい導電体又は超電導体を意味する。
本明細書で使用される「間」という語は、記載した値と、これらの値の間の全ての値を含む。従って、１〜２ｍｍの間の値には、１ｍｍ、１．６５４ｍｍ及び２ｍｍが含まれる。
本明細書で使用される「低密度」という語は、０．８０と０．９７ｇ／ｃｍ^３の間、好ましくは０．９０と０．９３ｇ／ｃｍ^３の間の密度を意味する。
本明細書で使用される「高密度」という語は、０．９０と０．９９９ｇ／ｃｍ^３の間、好ましくは０．９３５を上回る、また０．９７ｇ／ｃｍ^３を下回る密度を意味する。
本明細書で使用される「ゲル状化合物」という語は、重量においてほとんど液体であるが、液体内の三次元架橋ネットワークに起因して固体のように作用する化合物を意味する。
本明細書で使用される「伝達システム」という語は、例えば、ケーブル、ジョイント、終端部、ブッシング、絶縁バス、バスバー等の、及びアセチレンカーボンブラックと共に半導体のスクリーン材料における絶縁材の全ての及び任意の用途を含むことを意味する。
本明細書で使用される「高電圧又はＨＶ」という語は、直流又は交流電源方式の高電圧及び超高電圧（ＵＨＶ）を含むことを意味する。

本発明は、開示された実施形態に限定されず、下記の特許請求の範囲内で変更し、修正することが可能である。

Claims (17)

1. 伝達システム（１）であって、
   − 長手方向の延在部を有する導電体（２）と、
   − 前記導電体（２）を円周方向に覆い、前記導電体（２）に対して同軸上に配向された複数の副層（４^ｘ）を各々含む、少なくとも２つの層区画（ｓ）を含む絶縁層（４）と、を備え、
   各副層（４^ｘ）が、円周方向（ｃ）に互いの傍らに配置されることで、ストリップ（９）の隣接するエッジ間に空隙（１２）が形成され、又、
   最外部の副層（４^ａｘ、４^ｂｘ）の一又は複数の空隙（１２）以外の各空隙（１２）が隣接する副層（４^ｘ）の前記ストリップ（９）で覆われる一又は複数のストリップ（９）を含み、
   前記ストリップ（９）は各々、半径方向（ｒ）において互いの傍らに配置された一又は複数のシート（１０、１１）を含み、
   各シート（１０、１１）がセルロース紙及びポリマーを含む群から選択される絶縁材を含み、また、
   前記絶縁層（４）が、前記セルロース紙の少なくとも一つのシート（１０）を含む、少なくとも一つの副層（４^ｘ）を含み、少なくとも一つの副層（４^ｘ）が前記ポリマーの少なくとも一つのシート（１１）を含み、
   前記絶縁層（４）が含浸されていることを特徴とする、伝達システム（１）。
2. 前記絶縁材（４）が、シートが全て前記セルロース紙のシート（１０）である少なくとも一つの副層（４^ｘ）と、シートが全て前記ポリマーのシート（１１）である少なくとも一つの副層（４^ｘ）とを含む、請求項１に記載の伝達システム（１）。
3. 各ストリップ（９）が一つのシート（１０、１１）のみを含む、請求項１又は２に記載の伝達システム（１）。
4. 一又は複数のストリップ（９）が、導電体（２）に沿って延在している縦軸（ｙ）に対して傾斜角度（α）で前記導電体（２）に巻きつけられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の伝達システム（１）。
5. 層区画（ｓ）の内の一つの一又は複数のストリップ（９）又はシート（１０、１１）が、隣接する層区画（ｓ）の一又は複数のストリップ（９）又はシート（１０、１１）に対して横方向に延在している、請求項４に記載の伝達システム（１）。
6. 前記システム（１）は更に、前記導電体（２）を円周方向に覆う内側半導体層（３）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の伝達システム（１）。
7. 前記内側半導体層（３）を接合させる前記絶縁層（４）の前記副層（４^ｘ）は、一又は複数の紙シート（１０）の副層（４^ｘ）である、請求項６に記載の伝達システム（１）。
8. 前記システム（１）は更に、前記絶縁層（４）を円周方向に覆う外側半導体層（７）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の伝達システム（１）。
9. 前記外側半導体層（７）を接合させる前記絶縁層（４）の前記副層（４^ｘ）は、一又は複数の紙シート（１０）の副層（４^ｘ）である、請求項８に記載の伝達システム（１）。
10. 前記ポリマーは、プラスチック材料又はゴム材料である、請求項１から９のいずれか一項に記載の伝達システム（１）。
11. 前記プラスチック材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、２軸配向されたポリエチレンテレフタレート（ＢＯＰＥＴ）、ポリエステル、ポリスチレン（ＰＳ）、又はポリプロピレン（ＰＰ）、２軸配向されたポリプロピレン（ＢＯＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）、中間密度ＰＥ（ＭＤＰＥ）及びＰＥ、又はこれらの混合物から選択されるポリオレフィンから選択される、請求項１０に記載の伝達システム（１）。
12. 前記プラスチック材料が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、２軸配向されたポリエチレンテレフタレート（ＢＯＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ），２軸配向されたポリプロピレン（ＢＯＰＰ）、又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である、請求項１０に記載の伝達システム（１）。
13. 前記ゴム材料は、シリコンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム及びエチレンプロピレンゴム、又はこれらの混合物から選択される、請求項１０に記載の伝達システム（１）。
14. セルロース紙はＫｒａｆｔ紙を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の伝達システム（１）。
15. 前記絶縁層（４）は、ミネラルオイル、軟質ゲル、硬質ゲル、又はこれらの混合物から選択される含浸複合物を含浸させたものである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の伝達システム（１）。
16. 前記含浸複合物は、８５℃を下回る温度では液体であるゲル状複合物である、請求項１５に記載の伝達システム（１）。
17. 高電圧、又は超高電圧の、直流又は交流電源方式である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の伝達システム（１）の使用。

Images