JP2019512845A - 送電ケーブルおよびケーブルを製造するためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
− 導体を半径方向に取り囲む半導電性材料の層を含む第1の半導電性被覆と、
− 第1の半導電性被覆を半径方向外側に取り囲む絶縁材料の層を含む絶縁被覆と、
− 絶縁被覆を半径方向外側に取り囲む半導電性材料の層を含む第2の半導電性被覆と、を含み、
半導電性材料および絶縁材料は、ベースフィルムを形成するように構成された第1のポリマー材料、および絶縁システム内の空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成された第2のポリマー材料を含み、
第1のポリマー材料および第2のポリマー材料は異なる物理的および/または化学的性質を有し、
少なくとも、半導電性材料のベースフィルム、および絶縁材料を形成する第1のポリマー材料は、導体、または導体および少なくとも第1の半導電性被覆を含むケーブル本体の周りに螺旋状に巻き付けられている。もちろんケーブル本体も加えて、絶縁層を含んでいてもよい。ケーブル本体が第2の半導電性被覆を含んでいることも可能である。
I.送電ケーブル用の導体を準備するステップと、
II.ベースフィルムを形成するように構成された第1のポリマー材料と、絶縁システム内の空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成された第2のポリマー材料とを含む半導電性材料を準備し、半導電性材料の少なくともベースフィルムを、導体を半径方向に取り囲むように螺旋状に巻き付けること、ならびに第2のポリマー材料を空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成することにより、半導電性材料を導体上に適用し、よって第1の半導電性被覆と、導体および第1の半導電性被覆を含むケーブル本体とを提供するステップと、
III.ベースフィルムを形成するように構成された第1のポリマー材料と、絶縁システム内の空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成された第2のポリマー材料とを含む絶縁材料を準備し、絶縁材料の少なくともベースフィルムを、ケーブル本体を半径方向外側に向かって取り囲むように螺旋状に巻き付けること、ならびに第2のポリマー材料を空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成することにより、絶縁材料を適用し、よって絶縁被覆を更に含むケーブル本体を提供するステップと、
IV.半導電性材料の少なくともベースフィルムを、絶縁被覆を取り囲むように螺旋状に巻き付け、第2のポリマー材料を空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成することにより、第2の導電性被覆を含む絶縁システムをケーブル本体上に提供するステップと、
V.任意選択的に、外装材および/または保護シースなどの絶縁システムを被覆する保護材料を準備するステップと、を含み、
第1のポリマー材料および第2のポリマー材料は異なる物理的および/または化学的性質を有する。
概念を証明するために、アルミニウム管上に様々な材料をラッピングすることにより試料を準備した。長いケーブルを作製する必要なく、電気的に評価することができるように管を使用した。試料をラップするために巻上機を使用した。ベースフィルムとしてPEN、およびコーティングとしてアクリル系感圧接着剤を有する7層のテープを有する試料の一セットを準備し、更に以下で説明する。ベースフィルムとしてPP、およびコーティングとしてアクリル系UV硬化コーティングを有する、試料の別のセットを用意した。
充填材料が全ての隙間を完全に充填していない場合、隙間が形成され、よって絶縁破壊値を大幅に下回るPD挙動を生じることになる。従ってどんな隙間でも検出するためにPD測定を実施した。
平面試料でのDC破壊試験を行い、PPキャパシタフィルムを、押出グレード、ホットプレスでプレスし平板化したPP混合顆粒と比較した。図5に、PPフィルムおよびPP混合平板の平面試料において、Biotempオイル内で室温にて0.5kV/mmの増加率を用いて測定したDC絶縁破壊強度のワイブル確率の結果を示す。図示したように、PPフィルムの多層構造は、押出グレードのPP混合の単層よりも高い絶縁破壊値を有する。
Claims (20)
- 導体(1;21)および絶縁システム(2;22)を含む送電ケーブル(10;20)であって、前記絶縁システム(2;22)は
前記導体(1;21)を半径方向に取り囲む半導電性材料の層を含む第1の半導電性被覆(4;24)と、
前記第1の半導電性被覆(4;24)を半径方向外側に取り囲む絶縁材料の層を含む絶縁被覆(5;25)と、
前記絶縁被覆(5;25)を半径方向外側に取り囲む半導電性材料の層を含む第2の半導電性被覆(6;26)と、を含む送電ケーブル(10;20)において、
前記半導電性材料および前記絶縁材料は、ベースフィルム(31;31’)を形成するように構成された第1のポリマー材料、および前記絶縁システム内の空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成された第2のポリマー材料を含み、
前記第1のポリマー材料および前記第2のポリマー材料は異なる物理的および/または化学的性質を有し、
少なくとも、前記半導電性材料の前記ベースフィルム(31;31’)、および前記絶縁材料を形成する前記第1のポリマー材料は、前記導体(1;21)、または前記導体(1;21)および少なくとも前記第1の半導電性被覆(4;24)を含むケーブル本体の周りに螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする、送電ケーブル。 - 前記半導電性材料は電気的導電性粒子を含む、請求項1に記載の送電ケーブル。
- 前記絶縁被覆は少なくとも2層の絶縁材料を含み、前記第1の半導電性被覆および前記第2の半導電性被覆は少なくとも2層の半導電性材料を含む、請求項1または2に記載の送電ケーブル。
- 前記ベースフィルム(31;31’)としての前記第1のポリマー材料はテープとして提供され、前記第2のポリマー材料は液体または半固体として提供される、請求項1から3のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- 前記ベースフィルム(31;31’)としての前記第1のポリマー材料、および/または前記第2のポリマー材料はテープとして提供される、請求項1から4のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- 前記テープ(30;30’)は、前記ベースフィルム(31;31’)としての前記第1のポリマー材料、および前記ベースフィルム(31;31’)に接着するコーティング層(32;32’)としての前記第2のポリマー材料を含む、請求項5に記載の送電ケーブル。
- 前記テープ(30;30’)は、前記ベースフィルム(31;31’)の両面上で前記ベースフィルム(31;31’)に接着するコーティング層(32;32’)として前記第2のポリマー材料を含む、請求項6に記載の送電ケーブル。
- 前記第2のポリマー材料の厚さが1〜300μmである、請求項5から7のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- 前記ベースフィルムの厚さが1〜300μmである、請求項1から8のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- 前記半導電性材料および前記絶縁材料は重なり合う形態で巻き付けられ、対応する前記被覆の総厚が2μm〜50mmである、請求項1から9のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- 前記ベースフィルムを形成する前記第1のポリマー材料は、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン、または、ポリエチレン、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンもしくは架橋ポリエチレン、もしくはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、または、スルホン化プラスチック、例えばポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)およびポリスルホン(PSU)、ポリカーボネート、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリアラミド、または、それらの任意の混合物、を含むか、またはそれらから構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- コーティング材料は接着剤および/またはホットメルト材料を含む、請求項11に記載の送電ケーブル。
- 前記絶縁システムは、前記送電ケーブルのケーブル継手内に追加的に含まれる、請求項1から12のいずれか一項に記載の送電ケーブル。
- 導体(1;21)と、前記導体(1;21)を取り囲む絶縁システム(2;22)とを含む送電ケーブル(10;20)の生産のためのプロセスであって、
I.前記送電ケーブル(10;20)用の導体(1;21)を準備するステップと、
II.ベースフィルム(31;31’)を形成するように構成された第1のポリマー材料と、前記絶縁システム内の空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成された第2のポリマー材料とを含む半導電性材料を準備し、前記半導電性材料の少なくとも前記ベースフィルム(31;31’)を、前記導体(1;21)を半径方向に取り囲むように螺旋状に巻き付けること、ならびに前記第2のポリマー材料を空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成することにより、前記半導電性材料を前記導体上に適用し、よって第1の半導電性被覆(4;24)と、前記導体(1;21)および前記第1の半導電性被覆(4;24)を含むケーブル本体とを提供するステップと、
III.ベースフィルム(31;31’)を形成するように構成された第1のポリマー材料と、前記絶縁システム内の空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成された第2のポリマー材料とを含む絶縁材料を準備し、前記絶縁材料の少なくとも前記ベースフィルム(31;31’)を、前記ケーブル本体を半径方向外側に向かって取り囲むように螺旋状に巻き付けること、ならびに前記第2のポリマー材料を空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成することにより、前記絶縁材料を適用し、よって絶縁被覆(5;25)を更に含むケーブル本体を提供するステップと、
IV.前記半導電性材料の少なくとも前記ベースフィルム(31;31’)を、前記絶縁被覆(5;25)を取り囲むように螺旋状に巻き付け、前記第2のポリマー材料を空間および/またはいかなる隙間をも充填するように構成することにより、第2の半導電性被覆(6;26)を更に含む絶縁システム(2;22)をケーブル本体上に提供するステップと、
V.任意選択的に、外装材および/または保護シースなどの前記絶縁システム(2;22)を被覆する保護材料を準備するステップと、を含み、
前記第1のポリマー材料および前記第2のポリマー材料は異なる物理的および/または化学的性質を有する、プロセス。 - 前記絶縁被覆は少なくとも2層の絶縁材料を含み、前記第1の半導電性被覆および前記第2の半導電性被覆は少なくとも2層の半導電性材料を含む、請求項14に記載のプロセス。
- 前記ステップII)から前記ステップIV)の間に、前記送電ケーブル本体は温度上昇、放射、または圧力上昇のステップにさらされて、前記第2のポリマー材料が活性化され、それにより前記第2のポリマー材料が前記絶縁システム内の前記空間および前記隙間を充填する、請求項14または15に記載のプロセス。
- 更に、前記ステップVの前に前記ケーブル本体を硬化させることを含む、請求項14から16のいずれか一項に記載のプロセス。
- 更に、前記ステップVの前に前記ケーブル本体のコロナ表面処理を含む、請求項14から17のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記半導電性材料および/または前記絶縁材料はテープ(30;30’)の形態である、請求項14から18のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記ベースフィルム(31;31’)を形成する前記第1のポリマー材料はテープ(30;30’)の形態で提供され、前記テープは、前記導体(1;21)、または、前記導体(1;21)と、前記第1の半導電性被覆(4;24)と、任意選択的に前記絶縁被覆(5;25)と、任意選択的に前記第2の半導電性被覆(6;26)とを含む前記ケーブル本体の周りに螺旋状に巻き付けられており、前記第2のポリマー材料は巻き付けの間に液状で適用される、請求項14から19のいずれか一項に記載のプロセス。
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