JP2018133125A - ケーブルドラム及びｃｖケーブル架橋方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層の絶縁性能の低下を抑える。【解決手段】ＣＶケーブル１０Ｍの絶縁層１３の加熱乾燥を行うためのケーブルドラム３０であって、ＣＶケーブル１０Ｍの絶縁層１３を加熱する加熱機構が内蔵されている。加熱機構は、ケーブルドラム３０に埋め込まれた電熱線４１やケーブルドラム３０Ａの差し込み穴部３３Ａに格納可能なヒーター４１Ａとする。そして、上記ケーブルドラムに、絶縁層１３が未架橋のＣＶケーブル１０を巻き付けて保持し、ケーブルドラムが所定の温度になるように加熱機構を制御して所定時間加熱することで、効率的かつ効果的に絶縁層１３を架橋させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＶケーブルの架橋作業に適したケーブルドラム及びＣＶケーブル架橋方法に関する。

近年、架橋ポリエチレンを絶縁層に用いたＣＶケーブル（Crosslinked polyethylene PVC（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル））が電力ケーブルとして広く使用されている。このＣＶケーブルは、導体の外周に対してポリエチレンが押出成形され、さらに架橋されて絶縁層が形成されているが、ポリエチレンの架橋の際に分解残渣としてメタンガスが発生していた。
このため、絶縁層が形成された製造過程の途中にあるＣＶケーブルをドラムに巻き取り、壁を断熱材で断熱した加熱室内で加熱乾燥を行い、メタンガスが絶縁層内に残留しないように除去作業が行われていた。

メタンガスの除去作業として、ＣＶケーブルの未架橋の絶縁層に対して、内側に露点管理を行った乾燥ガスを送りながら加熱乾燥を行う方法（例えば、特許文献１参照）や、ケーブル導体の閉ループを形成し、交流電流を流して発熱させる方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２００３−３０８７４３号公報 特開昭６２−２５６３１５号公報

上述した特許文献１の方法は、ケーブルドラムを格納し全体を加熱する大がかりな加熱室が必要であること、加熱室内の空気を媒体としてＣＶケーブルの加熱を行うので、エネルギー効率が悪く、架橋の為の加熱に長時間を有すること、加熱室にケーブルドラムのサイズを合わせてエネルギー効率を高める必要があるため、ケーブルドラムのサイズが限定されてしまう等の問題が生じていた。
また、特許文献２の方法は、導体により閉ループを形成する構成のため、分割導体のＣＶケーブルにしか適用ができないこと、閉ループの形成作業や交流電流電源との接続作業が繁雑であること等の問題が生じていた。

本発明は、効率的なＣＶケーブルの絶縁層のガス抜き作業を可能とするケーブルドラム及びＣＶケーブル架橋方法を提供することをその目的とする。

請求項１記載の発明は、
ＣＶケーブルの絶縁層の架橋を行うためのケーブルドラムであって、
前記ＣＶケーブルの絶縁層を加熱する加熱機構が内蔵されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のケーブルドラムであって、
前記加熱機構は、前記ケーブルドラムに埋め込まれた電熱線であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のケーブルドラムであって、
前記加熱機構は、前記ケーブルドラムに形成された差し込み穴部と、当該差し込み穴部に格納可能なヒーターとを有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、ＣＶケーブル架橋方法であって、
請求項１から３のいずれか一項に記載のケーブルドラムに、前記絶縁層が未架橋のＣＶケーブルを巻き付けて保持し、
前記ケーブルドラムが所定の温度になるように前記加熱機構を制御して所定時間加熱することで前記絶縁層を架橋させることを特徴とする。

本発明のケーブルドラム及びＣＶケーブル架橋方法によれば、ケーブルドラムに加熱機構が内蔵されているので、室内全体を加熱するような大がかりな加熱室を不要とすることが可能となる。
さらに、ケーブルドラムに巻かれたＣＶケーブルをケーブルドラム側から加熱することができるので、エネルギー効率の良い加熱が可能となり、絶縁層が厚いＣＶケーブルやケーブルドラムの内側に巻かれたＣＶケーブルに対しても、絶縁層の架橋作業を迅速に行うことが可能となる。これに伴い、加熱室の広さにケーブルドラムのサイズを合わせる必要が解消される。
また、絶縁層の架橋の際に、ＣＶケーブルの閉ループの形成作業や交流電源との接続作業を不要とするので、作業負担の軽減を図ることが可能となる。
また、ＣＶケーブルの導体に閉ループを形成しないで絶縁層を加熱するので、導体が分割導体ではないＣＶケーブルの架橋も行うことが可能である。

ＣＶケーブルのケーブル長手方向に垂直な断面図である。 図２（Ａ）はケーブルドラムの斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）とは異なる加熱源を備えるケーブルドラムの斜視図である。 ＣＶケーブルの絶縁層の架橋を行う設備の概略構成図である。

［電力ケーブルの概略構成］
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
本実施形態では、架橋ポリエチレンからなる絶縁層を有する電力ケーブルであるＣＶケーブルのケーブルドラム及びこれを使用したＣＶケーブル架橋方法を示す。

図１はＣＶケーブル１０の断面図を示す。
ＣＶケーブル１０は、中心導体１１の外周から外側に向かって、内部半導電層１２、絶縁層１３、外部半導電層１４が順番に積層されて形成されたケーブルコア１５を備えている。
そして、このＣＶケーブル１０は、ケーブルコア１５の外周（外部半導電層１４の外周）には、遮蔽層１６を介して、波付きアルミ被１８及びビニル防食層１９からなる外被２０が形成されている。

上記中心導体１１は、複数の導体素線の撚り合わせからなる。
中心導体１１の外周には、内部半導電層１２、絶縁層１３及び外部半導電層１４が、この順で三層同時に押出成形されている。
また、絶縁層１３の形成には架橋ポリエチレンが使用される。
また、内部半導電層１２、外部半導電層１４の材質としては、例えば、カーボン粒子を含む、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンまたはこれらの混合樹脂などが使用される。

遮蔽層１６は、外部半導電層１４の外周に巻き付けられたアルミテープからなる。この遮蔽層１６の外周には、半導電性布テープの巻き付けからなるテープ巻き層１７が形成されている。
波付きアルミ被１８は、地絡電流対策と内部の遮水の為に設けられている。
ビニル防食層１９は、遮水及び内部の機械的保護のために設けられている。

［ケーブルドラム］
図２（Ａ）はケーブルドラム３０の斜視図である。
上述したＣＶケーブル１０は、中心導体１１の外周に対して内部半導電層１２、絶縁層１３及び外部半導電層１４が三層同時に押出成形されるケーブルコア形成工程と、ケーブルコア１５の外周にアルミテープ、半導電性布テープを順番に巻き付ける遮蔽層形成工程と、波付きアルミ被１８及びビニル防食層１９を順番に形成する外被工程とを経て製造される。
そして、上記ケーブルコア形成工程において、押出成形された直後の絶縁層１３は、未架橋のポリエチレンからなり、加熱乾燥作業により架橋が行われる。
ケーブルドラム３０は、押出成形された未架橋の絶縁層１３が形成されたケーブルコア１５を巻き取るためのドラムであり、当該ケーブルドラム３０に巻かれた状態で絶縁層１３の架橋作業が行われる。

このケーブルドラム３０は、外周にケーブルコア１５が巻かれる円筒状の胴部３１と、胴部３１の両端部のそれぞれに同心で連結装備された円板状の一対の鍔部３２とを備えている。
このケーブルドラム３０は、例えば、JIS G 3010の一般構造用圧延鋼材から形成されている。なお、ケーブルドラム３０の形成材料は一例であり、架橋作業の加熱乾燥環境下での変質がなく、耐久性を有し、強度が十分であれば他の材料でも良いが、熱伝達率が良好な材料が望ましい。
また、そのサイズは、鍔部３２の外径が2〜4[m]程度，胴部３１の外径が鍔部３２の半分程度、中心軸方向の幅が1〜2[m]程度であるが、そのサイズはＣＶケーブル１０の外径長さに応じて任意に選択可能である。

そして、上記ケーブルドラム３０は、胴部３１の外周面と一対の鍔部３２の内側対向面の表面近くに加熱機構としての電熱線４１が埋め込まれている。
各電熱線４１は、胴部３１の外周面と一対の鍔部３２の内側対向面に沿ってその全域を網羅するように埋め込まれており、胴部３１及び一対の鍔部３２に対して電気的に絶縁加工が施されている。
この電熱線４１は、胴部３１及び一対の鍔部３２の形性材料中に埋め込まれた状態としても良いし、溝内に格納した状態としても良い。また、胴部３１の外周面と一対の鍔部３２の内側対向面の表面に貼り付けて、上から被覆しても良い。
また、電熱線４１は、ケーブルドラム３０からリード４１１が引き出されて電源回路４２に接続され、制御装置４３により発熱量が任意に制御される（図３参照）。

また、図２（Ｂ）に示すケーブルドラム３０Ａのように、加熱機構を、一対の鍔部３２Ａの外側面から胴部３１Ａの内部に通じる差し込み穴部３３Ａと、その内部に抜き差し可能に格納される棒状のヒーター４１Ａとを有する構成とし、未架橋の絶縁層１３が形成されたケーブルコア１５を加熱してもよい。差し込み穴部３３Ａ及び棒状のヒーター４１Ａは、四つ設ける場合を例示しているが、その個数は増減可能である。
この場合も、それぞれの棒状のヒーター４１Ａは、リード４１１Ａが引き出されて電源回路４２に接続され、制御装置４３により発熱量が任意に制御される（図３参照）

［ＣＶケーブルの架橋作業］
遮蔽層１６、未架橋の絶縁層１３（ポリエチレン）が形成されたＣＶケーブル１０Ｍ（ケーブルコア１５）に対して、上記ケーブルドラム３０を用いて絶縁層１３を架橋させるＣＶケーブル架橋方法について、図３に基づいて説明する。

架橋作業時には、遮蔽層１６、テープ巻き層１７及び外被２０が未形成であって、未架橋の絶縁層１３（ポリエチレン）が形成されたＣＶケーブル１０Ｍが胴部３１に巻かれたケーブルドラム３０を乾燥させる乾燥室１００が使用される。
また、ケーブルドラム３０の電熱線４１は、電源回路４２を通じて制御装置４３に接続されている。
また、ケーブルドラム３０に巻かれたＣＶケーブル１０Ｍには、温度センサ４４が取り付けられ、加熱時の検出温度が制御装置４３に入力される。
制御装置４３は、温度センサ４４の検出温度を監視しつつ、電源回路４２を通じてケーブルドラム３０の電熱線４１に電流を流し、検出温度が一定の目標温度を維持するように、電熱線４１の発熱量を制御することができる。

具体的には、絶縁層１３の材料となるポリエチレンには、架橋剤としての有機過酸化物（例えば、ジクミルパーオキサイド、2.5-ジメチル ジターシャリーブチルペルオキシヘキサン等）が予め添加され、その分解温度未満で中心導体１１に対して押出成形される。
そして、絶縁層１３が形成されたＣＶケーブル１０Ｍがケーブルドラム３０に巻かれた状態で乾燥室１００に収容され、周囲を乾燥状態に維持して、ケーブルドラム３０の電熱線４１が発熱を開始すると、ケーブルドラム３０を通じてＣＶケーブル１０Ｍが加熱される。
この時、目標温度を前述した分解温度以上の温度に設定しておくと、架橋剤の分解により絶縁層１３のポリエチレンの架橋が進む。例えば、目標温度は50〜60[℃]とするが、架橋剤に応じて変更可能である。
また、制御装置４３は、上記電熱線４１の発熱を予め定められた設定時間継続する。この設定時間を適宜選択することにより、ケーブルドラム３０に巻かれたＣＶケーブル１０Ｍの絶縁層１３を全て架橋させてメタンガスを除去することができる。

なお、上記未架橋の絶縁層１３が形成されたＣＶケーブル１０Ｍの架橋作業は、前述したケーブルドラム３０Ａを使用しても良い。その場合、棒状の全てのヒーター４１Ａを電源回路４２に接続し、ＣＶケーブル１０Ｍの加熱を行う。

［発明の実施形態の技術的効果］
上記ケーブルドラム３０によれば、ケーブルドラム３０に加熱機構としての電熱線４１が内蔵されているので、室内全体を加熱するような大がかりな加熱室を不要とすることが可能となる。
さらに、ケーブルドラム３０に巻かれたＣＶケーブル１０Ｍをケーブルドラム３０側から加熱することができるので、絶縁層１３が厚いＣＶケーブル１０Ｍやケーブルドラム３０の内側に巻かれたＣＶケーブル１０Ｍに対しても、エネルギー効率の良い加熱が可能となり、絶縁層１３の架橋作業を迅速に行うことが可能となる。これに伴い、加熱室の広さにケーブルドラム３０のサイズを合わせる必要が解消される。
また、絶縁層１３の架橋の際に、ＣＶケーブル１０Ｍの閉ループの形成作業や交流電源との接続作業を不要とするので、作業負担の軽減を図ることが可能となる。
また、ＣＶケーブル１０Ｍの中心導体１１に閉ループを形成しないで絶縁層１３を加熱するので、中心導体１１が分割導体ではないＣＶケーブルの架橋も行うことが可能である。

さらに、ＣＶケーブル１０Ｍの絶縁層１３を加熱する加熱機構として、ケーブルドラム３０に埋め込まれた電熱線４１を採用しているので、絶縁層１３をより直接的に加熱することができ、より効率的かつ効果的な加熱を行うことが可能となる。

また、加熱機構として、ケーブルドラム３０Ａに形成された差し込み穴部３３Ａに格納可能な棒状のヒーター４１Ａを採用した場合には、ヒーター４１Ａがケーブルドラム３０Ａに対して着脱可能となるので、ヒーター４１Ａは電源回路４２に接続したまま、ケーブルドラム３０Ａのみを移動や交換することができ、作業負担をさらに軽減することが可能となる。
また、一組のヒーター４１Ａを複数のケーブルドラム３０Ａで共用することができるので、ＣＶケーブル１０の製造コストを低減することが可能となる。

１０，１０Ｍ ＣＶケーブル
１１ 中心導体
１３ 絶縁層
１５ ケーブルコア
３０，３０Ａ ケーブルドラム
３３Ａ 差し込み穴部
４１ 電熱線（加熱機構）
４１Ａ ヒーター（加熱機構）
４２ 電源回路
４３ 制御装置
４４ 温度センサ
１００ 乾燥室

Claims (4)

1. ＣＶケーブルの絶縁層の架橋を行うためのケーブルドラムであって、
   前記ＣＶケーブルの絶縁層を加熱する加熱機構が内蔵されていることを特徴とするケーブルドラム。
2. 前記加熱機構は、前記ケーブルドラムに埋め込まれた電熱線であることを特徴とする請求項１記載のケーブルドラム。
3. 前記加熱機構は、前記ケーブルドラムに形成された差し込み穴部と、当該差し込み穴部に格納可能なヒーターとを有することを特徴とする請求項１記載のケーブルドラム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のケーブルドラムに、前記絶縁層が未架橋のＣＶケーブルを巻き付けて保持し、
   前記ケーブルドラムが所定の温度になるように前記加熱機構を制御して所定時間加熱することで前記絶縁層を架橋させることを特徴とするＣＶケーブル架橋方法。

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