JP2023007453A - 電力ケーブルの絶縁システムの修復のための加熱組立体および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力ケーブルの絶縁システムの変形を軽減することができる加熱組立体及び絶縁システムを修復する方法を提供する。【解決手段】電力ケーブルの絶縁システムを修復するための、電力ケーブル（９）を受ける加熱組立体（１）であって、加熱組立体（１）が、中央加圧加熱構造（３）ならびに中央加圧加熱構造（３）の個別の軸方向端部に提供される第１の横方向構造（５）および第２の横方向構造（７）、を備え、第１の横方向構造（５）および第２の横方向構造（７）の各々が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる少なくとも２０ｃｍの長さの軸方向に延在するセクションを有する。【選択図】図２

Description

本開示は、概して、電力ケーブルの結合および当該電力ケーブルの結合のための設備に関する。

電力ケーブルの製造中、２つのケーブル長さ区間（ｃａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ）を結合することが必要となる可能性がある。これは例えば、工場で生産され得る最大限に連続するケーブル長さ区間に関しての制限の結果である可能性があるかまたは意図されないケーブルの切断を原因とする可能性がある。

２つのケーブル長さ区間が工場で接合されるとき、ケーブル端部のところにある導体まですべてのケーブル層が取り外される。次いで、導体端部が例えば溶接により接合され、それにより導体結合部が形成される。導体結合部の周りの絶縁システムがレイヤーバイレイヤーにより再構築される。これは、通常、テープをレイヤーバイレイヤーで巻くことによって行われる。２つのケーブル端部の絶縁システムが結合絶縁システム（ｊｏｉｎｔ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に接続される。この再構築プロセスが開始される前、ケーブル端部の絶縁システムが鉛筆形状にされ（ｐｅｎｃｉｌ）得、つまり、導体結合部の方に向かって円錐の先細形状となるように成形され得る。取り扱い中にケーブルがダメージを受けて、修理することが必要であるような事例でも同じ手法で、絶縁システムが修復される。

結合絶縁システムのテープ層またはダメージを受けたケーブルの修復された絶縁システムを相互連結する（ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋ）ためのデバイスが使用され得る。結合絶縁システムがこの事例ではデバイスの内部に配置され、結合絶縁システムが圧力下で加熱され、その結果、テープ層内の材料が一斉に融解し、空隙を形成することなく相互連結状態となる。

上述した種類のデバイスを使用することにおける１つの欠点は、絶縁システムが加熱されるときのデバイスの内部と周囲圧力との間の圧力差により、絶縁システムがデバイスから横方向外側に押されることである。それにより、絶縁システムが変形する可能性があり、それにより性能が低下する。

本開示の一般的な目的は、従来技術の問題を解決するかまたは少なくとも軽減する、加熱組立体、および、電力ケーブルの絶縁システムを修復する方法を提供することである。

したがって、本開示の第１の態様によると、電力ケーブル結合部の未硬化（ｕｎｓｅｃｕｒｅｄ）の絶縁システム層を硬化する（ｃｕｒｅ）ための、電力ケーブルの電力ケーブル結合部を受けるように構成された加熱組立体が提供され、加熱組立体が、中央加圧加熱構造であって、中央加圧加熱構造が、電力ケーブル結合部を含む電力ケーブルの一部分を受けるように構成された第１の中央チャネルを備える第１の部分および電力ケーブル結合部を含む電力ケーブルの一部分を受けるように構成された第２の中央チャネルを備える第２の部分を備え、中央加圧加熱構造が、第１の中央チャネルを第２の中央チャネルの方に向けてそれにより中央加圧加熱構造の第１の端部から第１の端部の反対側にある第２の端部まで延在する中央加熱チャンバを形成する閉状態に設定されるように構成され、中央加圧加熱構造が、中央加熱チャンバ内で電力ケーブルが密閉状態となるように配置構成されているときに中央加熱チャンバの内部で大気圧より高い第１の圧力を達成するために加圧されるように構成される、中央加圧加熱構造と、圧力補償器システムであって、圧力補償器システムが、中央加圧加熱構造の第１の端部から横方向に延在する第１の横方向構造であって、第１の横方向構造が、電力ケーブルの一部分を受けるように構成された、中央加熱チャンバに位置合わせされた第１の横方向チャネルを有する、第１の横方向構造、および、中央加圧加熱構造の第２の端部から横方向に延在する第２の横方向構造であって、第２の横方向構造が、電力ケーブルの一部分を受けるように構成された、中央加熱チャンバに位置合わせされた第２の横方向チャネルを有する、第２の横方向構造、を備え、第１の横方向構造が、第１の横方向構造内で電力ケーブルが密閉状態となるように配置構成されているときに第１の横方向チャネル内で大気圧より高い第２の圧力を達成するように加圧されるように構成され、第２の横方向構造が、第２の横方向構造内で電力ケーブルが密閉状態となるように配置構成されているときに第２の横方向チャネル内で大気圧より高い第３の圧力を達成するように加圧されるように構成され、第１の横方向構造および第２の横方向構造の各々が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる少なくとも２０ｃｍの長さの軸方向に延在するセクションを有する、圧力補償器システムと、を備える。

第１の横方向構造および第２の横方向構造が、中央加圧加熱構造の内部の圧力に対する反対圧力を提供する。さらに、第１の横方向構造および第２の横方向構造の軸方向に延在するセクションを作る材料の導電率が低いことにより、修復用絶縁システム層（ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｌａｙｅｒ）の内側加熱を実現するため電力ケーブルの導体を加熱するために、これらの構造の周りに高周波加熱コイルが配置構成されているときにこれらの構造内で最大でも小電流しか誘導されない。したがって第１の横方向構造および第２の横方向構造の内部の絶縁システムは、絶縁システムを融解させるような、または、絶縁システムを軸方向に押してこれらの構造から外に出すような低粘度に到達させるような、温度まで加熱されない。

「主として」という用語は５０％超を意味する。したがって、第１の横方向構造および第２の横方向構造の軸方向に延在するセクションの５０％超が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で作られる。

軸方向に延在するセクションの材料全体に対する材料のパーセンテージが体積パーセンテージまたは重量パーセンテージであってよい。

第１の横方向構造の軸方向に延在するセクションが少なくとも３０ｃｍ（少なくとも４０ｃｍなど）の長さを有することができる。

第２の横方向構造の軸方向に延在するセクションが少なくとも３０ｃｍ（少なくとも４０ｃｍなど）の長さを有することができる。

一実施例によると、第１の横方向構造の軸方向に延在するセクションが、第１の横方向構造の全軸方向長さであってよい。この事例では、第１の横方向構造が、主として、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で作られる。

一実施例によると、第２の横方向構造の軸方向に延在するセクションが、第２の横方向構造の全軸方向長さであってよい。この事例では、第２の横方向構造が、主として、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で作られる。

材料が、例えば、エポキシまたはポリアミドなどのポリマー、ガラス繊維、および／または、炭素繊維、あるいは、ガラス繊維強化ポリマーまたは炭素繊維強化ポリマーなどの強化ポリマーを含むことができる。

「相互連結」および「硬化」という用語は本明細書で置換可能に使用される。したがって、「相互連結された」および「硬化された」という用語も置換可能である。

一実施形態によると、材料が、２０℃で最大１００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する（１０Ｓ／ｍ（２０℃）、１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．００１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０００１Ｓ／ｍ（２０℃）など）。

一実施形態によると、材料が２０℃で最大１０＾－４Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する（１０＾－５Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－６Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－７Ｓ／ｍ（２０）℃、１０＾－８Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－９Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－１０Ｓ／ｍ（２０℃）など）。

一実施形態によると、第２の圧力および第３の圧力の各々が第１の圧力の±５０％の範囲内にある（第１の圧力の±４０％の範囲内、第１の圧力の±３０％の範囲内、第１の圧力の±２０％の範囲内、第１の圧力の±１０％の範囲内など）。

一実施形態によると、第２の圧力および第３の圧力が第１の圧力に等しい。

一実施形態によると、第１の横方向構造および第２の横方向構造が、中央加圧加熱構造より小さい径方向寸法を有する。それにより、それぞれの高周波（ＨＦ：ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）加熱コイルが第１の横方向構造および第２の横方向構造の周りに配置され得る。

一実施形態によると、第１の圧力が少なくとも４バールなどの複数のバール値である。第１の圧力が例えば最大１５バールであってよい（最大１０バールなど）。

一実施形態によると、中央加圧加熱構造が主として金属を含む。第１の部分および第２の部分が、例えば、主として金属を含む個別の壁を有することができる。金属が、例えば、ステンレス鋼または炭素鋼などの鋼鉄、あるいはアルミニウムであってよい。

一実施形態によると、第１の横方向構造の軸方向に延在するセクションおよび第２の横方向構造の軸方向に延在するセクションが、各々、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する上記材料で主として作られる壁を有する。

一実施形態によると、第１の横方向構造および第２の横方向構造の各々の壁が、上記材料を少なくとも８０％含む。

一実施形態が、中央加熱チャンバを加熱するように構成された加熱デバイスを備える。

一実施形態が、第１の横方向構造の周りに配置構成されるように構成された第１の高周波ＨＦ加熱コイルと、第２の横方向構造の周りに配置構成されるように構成された第２のＨＦ加熱コイルと、を有する誘導加熱デバイスを備える。

本開示の第２の態様によると、第１の態様の加熱組立体を使用して電力ケーブルの導体の周りの絶縁システムを修復する方法が提供され、本方法が、ａ）第１の中央チャネルおよび第２の中央チャネルのうちの一方の中央チャネル内に、導体の周りに配置構成される修復用絶縁システム層を有する導体を有する電力ケーブル結合部を配置することと、ｂ）第１の横方向構造および第２の横方向構造の各々の中に電力ケーブルを配置することと、ｃ）中央加圧加熱構造を閉状態に設定することと、ｄ）第１の高周波ＨＦ加熱コイルを第１の横方向構造の軸方向に延在するセクションの周りにおよび第２のＨＦ加熱コイルを第２の横方向構造の軸方向に延在するセクションの周りに配置することと、ｅ）中央加熱チャンバを第１の圧力まで、第１の横方向チャネルを第２の圧力まで、および第２の横方向チャネルを第３の圧力まで、加圧することと、ｆ）中央加圧加熱構造の内部の外側加熱によりおよび導体内に電流を誘導するために電流を第１のＨＦ加熱コイルおよび第２のＨＦ加熱コイルに送ることによる修復用絶縁システム層の内側加熱により、修復用絶縁システム層を加熱することと、を含む。

ステップａ）～ｅ）が言及した順番で必ずしも実行される必要がなくてよい。例えば、ステップｂ）が最初に実施され、次いで、ステップｄ）、ステップａ）、ステップｃ）、ステップｅ）、およびステップｆ）が実施されてもよく、または、ステップａ）が最初に実施され、次いで、ステップｃ）、ステップｅ）、ステップｂ）、ステップｄ）、および最後にステップｆ）が実施されてもよい。

ステップｆ）中の加熱が、修復用絶縁システム層を硬化するためのものであってよい。これは、特には、修復用絶縁システム層が熱硬化性ポリマーを含む場合に当てはまり得る。

ステップｆ）中の加熱が、電力ケーブルの絶縁システムの対応する層と共に修復用絶縁システム層を融解させるためのものであってよい。これはもちろん修復用絶縁システム層が熱硬化性ポリマーを含む場合に当てはまるが、修復用絶縁システム層がポリプロピレンなどの熱可塑性物質を含む場合にも当てはまる。

一実施形態によると、導体が導体結合部を有し、ステップａ）で、修復用絶縁システム層が、第１の中央チャネルおよび第２の中央チャネルのうちの一方の中央チャネル内の導体結合部の周りに配置構成される。

第１のＨＦ加熱コイルおよび第２のＨＦ加熱コイルが第１の横方向構造および第２の横方向構造内に電流を誘導しないかまたは小電流のみを誘導する。したがって、第１の横方向構造および第２の横方向構造が、大幅に低い圧力を有する周囲とのインターフェース内での圧力差により絶縁システムを変形させるような低粘度に電力ケーブルの絶縁システムをこれらの横方向構造内部で到達させるような温度まで加熱されない。さらに、中央加熱チャンバと第１および第２の横方向チャネルとの間の圧力差が小さいかまたは圧力が等しいことを理由として、第１の横方向構造および第２の横方向構造と中央加圧加熱構造との間のインターフェース内で変形が起こらないかまたは無視できる程度の変形しか起こらない。

第１のＨＦ加熱コイルが導体結合部から最大２～２．５ｍのところに配置構成され得る（導体結合部から１～２ｍなど、導体結合部から０．８～１ｍなど）。

第２のＨＦ加熱コイルが導体結合部から最大２～２．５ｍのところに配置構成され得る（導体結合部から１～２ｍなど、導体結合部から０．８～１ｍなど）。

一実施形態が、複数の修復用絶縁システム層の各々においてステップａ）～ｆ）を実施することを含む。

別法として、すべての修復用絶縁システム層が導体結合部の周りに提供され得、ステップａ）～ｆ）が同時に実施され、ステップｆ）がすべての修復用絶縁システム層を同時に加熱することを伴う。

通常、導体結合部にわたって、または、ダメージを受けたケーブルの絶縁システムの修復の事例においては通常は導体結合部を用いずに導体の１セクションにわたって、導体に適用される第１の修復用絶縁システム層が、内側半導体層となる。ダメージを受けたケーブルの絶縁システムの修復の事例では、絶縁システムが、絶縁システムの修復の開始前の結合中と同様に導体まで剥ぎ取られる。内側半導体層がポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリマーおよびカーボンブラックなどの導電性粒子を含む。内側半導体層が導体の上に巻き付けられるテープで作られ得、その結果、内側半導体層が、結合されている各々の２つのケーブル長さ区間の内側半導体層と重なるようになるか、または、ダメージを受けた電力ケーブルの修復の事例では剥ぎ取られた状態の絶縁システムの両側において内側半導体層と重なるようになる。テープが架橋剤を含むことができる。次いで、ステップａ）～ｄ）が実施される。

次いで、第１の絶縁システム層が加熱されて冷やされた後、加圧加熱デバイスの開放後に第２の修復用絶縁システム層が内側半導体層の上に適用される。第２の修復用絶縁システム層は、接合されている各々の２つのケーブル長さ区間の絶縁層と重なるように適用されるかまたはダメージを受けた電力ケーブルの修復の事例では剥ぎ取られた状態の絶縁システムの両側において絶縁層と重なるように適用される絶縁層である。絶縁層がポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリマーを含む。絶縁層が、通常、テーピングによって適用される。テープが架橋剤を含むことができる。次いで、ステップａ）～ｄ）が実施される。

最後に、第２の絶縁システム層が加熱されて冷やされた後、加圧加熱デバイスの開放後に第３の修復用絶縁システム層が絶縁層の上に適用される。第３の修復用絶縁システム層が外側半導体層である。外側半導体層がポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリマーおよびカーボンブラックなどの導電性粒子を含む。外側半導体層が絶縁層の上に巻き付けられるテープで作られ得、その結果、外側半導体層が、結合されている各々の２つのケーブル長さ区間の外側半導体層と重なるようになるか、または、ダメージを受けた電力ケーブルの修復の事例では剥ぎ取られた状態の絶縁システムの両側において外側半導体層と重なるようになる。次いで、ステップａ）～ｄ）が実施される。このようにして、電源ケーブルの絶縁システムが再構築される。

テーピングの代わりに、修復用絶縁システム層が例えば射出成形によって形成されてもよい。

一実施形態によると、ステップｆ）で、外側加熱および内側加熱が同時に実施される。したがって、加熱／硬化が径方向においてより一様となり得る。

一実施形態によると、第１のＨＦ加熱コイルおよび第２のＨＦ加熱コイルに、１～５００ｋＨｚまたは５～３００ｋＨｚなどのキロヘルツの範囲内の周波数を有する交流電流が送られる。

一実施形態によると、ステップｆ）の前に、修復用絶縁システム層が未硬化の絶縁システム層であり、ステップｆ）で、外側加熱および内側加熱が修復用絶縁システム層を硬化するためのものである。

概して、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、本明細書において特に明記しない限り、当技術分野での通常の意味に従って解釈されるものである。ａ／ａｎ／ｔｈｅを付した要素、装置、構成要素、手段などのすべての言及は、本明細書において特に明記しない限り、これらの要素、装置、構成要素、手段などの少なくとも１つの例を非限定的に言及するものとして解釈されるものである。

次に、添付図面を参照して本発明の概念の特定の実施形態を例として説明する。

開状態にある加熱組立体を示す概略上面図である。 電力ケーブルの修復用絶縁システム層を加熱している状態の加熱組立体の長手方向の断面を示す図である。 電力ケーブルの絶縁システムを修復する方法を示すフローチャートである。

次に、例示の実施形態を示す添付図面を参照して、以下で本発明の概念をより完全に説明する。しかし、本発明の概念は多くの多様な形態で具現化され得、本明細書に記載される実施形態のみに限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示を徹底的かつ完全なものとするように、および、本発明の概念の範囲を当業者に完全に伝えるように、例として提供されるものである。本記述の全体を通して同様の参照符号は同様の要素を示す。

図１は、開状態にある加熱組立体１の上面図を概略的に示す。加熱組立体１が、導体結合部にわたって電力ケーブルの絶縁システムを修復する場合において、または電力ケーブルがダメージを受けた事例において、電力ケーブルの絶縁システム層を加熱するように適合される。この加熱は、いくつかの実施例では、修復用絶縁システム層の硬化を伴うことができる。

加圧加熱デバイス１が、中電圧または高電圧のＡＣまたはＤＣ電力ケーブルの修復用絶縁システム層を加熱するのに適し得る。

加熱組立体１が中央加圧加熱構造３を備える。中央加圧加熱構造３が第１の部分３ａおよび第２の部分３ｂを備える。

第１の部分３ａが、第１の部分３ａの一方の端部から第１の部分３ａの反対側の端部まで延在する第１の中央チャネル３ｃを有する。第１の中央チャネル３ｃが直線である。第１の中央チャネル３ｃが、電力ケーブル結合部を含む電力ケーブルを受けるように構成される。

第２の部分３ｂが、第２の部分３ｂの一方の端部から第２の部分３ｂの反対側の端部まで延在する第２の中央チャネル３ｄを有する。第２の中央チャネル３ｄが直線である。第２の中央チャネル３ｄが、電力ケーブル結合部を含む電力ケーブルを受けるように構成される。

第１の部分３ａおよび第２の部分３ｂが、中央加圧加熱構造３を閉状態に設定するために互いに組み付けられるように構成される。したがって、中央加圧加熱構造３が開放可能および閉鎖可能である。

第１の部分３ａおよび第２の部分３ｂが例えばヒンジ式に接続され得るか、または第１の部分３ａおよび第２の部分３ｂが互いから完全に分離可能であってもよい。

中央加圧加熱構造３の閉状態では、第１の中央チャネル３ｃが第２の中央チャネル３ｄの方を向く。第１の中央チャネル３ｃが軸方向において第２の中央チャネル３ｄに位置合わせされる。したがって、第１の中央チャネル３ｃおよび第２の中央チャネル３ｄが、中央加圧加熱構造３の第１の端部４ａから第１端部４ａの反対側にある中央加圧加熱構造３の第２の端部４ｂまで延在する中央加熱チャンバを形成する。したがって、中央加熱チャンバが、中央加圧加熱構造３の長さに沿って、電力ケーブル結合部を含む電力ケーブルを円周方向において包囲するように構成される。

加熱組立体１が、中央加熱チャンバを所定の温度まで加熱するように構成された加熱デバイス３ｅを備えることができる。所定の温度が、いくつかの実施例では、ポリエチレンなどの熱硬化性ポリマーを硬化するための硬化温度である。いくつかの実施例によると、所定の温度が、融解させるまでポリエチレンなどの熱可塑性ポリマーを加熱するための融解温度である。

中央加圧加熱構造３が、一実施例によると、加熱デバイス３ｅを備えることができる。加熱デバイス３ｅが、第１の中央チャネル３ｃおよび第２の中央チャネル３ｄの周りに配置構成された例えば加熱コイルまたは同様の手段により、中央加熱チャンバを直接に加熱するように構成され得る。別法として、加熱デバイスが、中央加圧加熱構造３の外部にあってよい。この事例では、加熱デバイスが、中央加熱チャンバの中へ導入される希ガスなどのガスを外部から加熱するように構成され得る。

第１の部分３ａが、主として金属を含む壁３ｆを有する。第２の部分３ｂが、主として金属を含む壁３ｇを有する。

加熱組立体１が、第１の横方向構造５および第２の横方向構造７を有する圧力補償器システムを備える。

第１の横方向構造５が、中央加圧加熱構造３の第１の端部４ａから横方向に延在する。

第１の横方向構造５が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる軸方向に延在するセクションを有する。材料が、例えば、ガラス繊維強化エポキシまたはガラス繊維強化ポリアミドあるいは炭素繊維強化エポキシまたは炭素繊維強化ポリアミドなどの、ガラス繊維強化ポリマーまたは炭素繊維強化ポリマーなどの強化ポリマーであってよいか、またはこれらを含むことができる。

軸方向に延在するセクションが少なくとも２０ｃｍの長さであるが、一変形形態によると、第１の横方向構造５の全長であってもよく、これは図１および２に示される実施例に当てはまる。この事例では、第１の横方向構造５が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる。

第１の横方向構造５の軸方向に延在するセクションが、例えばその少なくとも８０％または少なくとも９０％が２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で作られる壁５ａを有する（１００Ｓ／ｍ（２０℃）、１０Ｓ／ｍ（２０℃）、１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．００１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０００１Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－４Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－５Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－６Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－７Ｓ／ｍ（２０）℃、１０＾－８Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－９Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－１０Ｓ／ｍ（２０℃）など）。

第２の横方向構造７が、中央加圧加熱構造３の第２の端部４ｂから横方向に延在する。第１の横方向構造５および第２の横方向構造７が、中央加圧加熱構造３から反対方向に離れるように延在する。

第２の横方向構造７が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる軸方向に延在するセクションを有する。材料が、例えば、ガラス繊維強化エポキシまたはガラス繊維強化ポリアミドあるいは炭素繊維強化エポキシまたは炭素繊維強化ポリアミドなどの、ガラス繊維強化ポリマーまたは炭素繊維強化ポリマーなどの強化ポリマーであってよいか、またはこれらを含むことができる。

軸方向に延在するセクションが少なくとも２０ｃｍの長さであるが、一変形形態によると、第２の横方向構造７の全長であってもよく、これは図１および２に示される実施例に当てはまる。この事例では、第２の横方向構造７が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる。

第２の横方向構造７の軸方向に延在するセクションが、例えばその少なくとも８０％または少なくとも９０％が２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で作られる壁７ａを有する（１００Ｓ／ｍ（２０℃）、１０Ｓ／ｍ（２０℃）、１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．００１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０００１Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－４Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－５Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－６Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－７Ｓ／ｍ（２０）℃、１０＾－８Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－９Ｓ／ｍ（２０℃）、１０＾－１０Ｓ／ｍ（２０℃）など）。

第１の横方向構造５が、中央加圧加熱構造３に一体化され得る。別法として、第１の横方向構造５が、中央加圧加熱構造３に密閉的に接続されるかまたは取り付けられるように構成され得る。

第２の横方向構造７が、中央加圧加熱構造３に一体化され得る。別法として、第２の横方向構造７が、中央加圧加熱構造３に密閉的に接続されるように構成され得る。

第１の横方向構造５が開放可能であってよい。第１の横方向構造５が、互いに組み付けられるように構成された第１の横方向構造部分５ｂおよび第２の横方向構造部分５ｃを備えることができる。第１の横方向構造部分５ｂが、第１の横方向構造部分５ｂの一方の端部から反対側の端部まで延在する直線の開口チャネル５ｄを有する。第２の横方向構造部分５ｃが、第２の横方向構造部分５ｃの一方の端部から反対側の端部まで延在する直線の開口チャネル５ｅを有する。チャネル５ｄおよび５ｅが、第１の横方向構造部分５ｂおよび第２の横方向構造部分５ｃが互いに組み付けられて第１の横方向構造５が閉じられているときに、円周方向において閉じられる第１の横方向チャネルを形成する。第１の横方向チャネルが電力ケーブルを受けるように構成される。第１の横方向チャネル５ｃが軸方向において中央加熱チャンバに位置合わせされる。

第１の横方向構造部分５ｂおよび第２の横方向構造部分５ｃが例えばヒンジ式に取り付けられ得るか、または第１の横方向構造部分５ｂおよび第２の横方向構造部分５ｃが互いから完全に分離可能であってよい。

第２の横方向構造７が開放可能であってよい。第２の横方向構造７が、互いに組み付けられるように構成された第３の横方向構造部分７ｂおよび第４の横方向構造部分７ｃを備えることができる。第３の横方向構造部分７ｂが、第３の横方向構造部分７ｂの一方の端部から反対側の端部まで延在する直線の開口チャネル７ｄを有する。第４の横方向構造部分７ｃが、第４の横方向構造部分７ｃの一方の端部から反対側の端部まで延在する直線の開口チャネル７ｅを有する。チャネル７ｄおよび７ｅが、第３の横方向構造部分７ｂおよび第４の横方向構造部分７ｃが互いに組み付けられて第２の横方向構造７が閉じられているときに、円周方向において閉じられる第２の横方向チャネルを形成する。第２の横方向チャネルが電力ケーブルを受けるように構成される。第２の横方向チャネル７ｃが軸方向において中央加熱チャンバに位置合わせされる。

第３の横方向構造部分７ｂおよび第４の横方向構造部分７ｃが例えばヒンジ式に取り付けられ得るか、または第３の横方向構造部分７ｂおよび第４の横方向構造部分７ｃが互いから完全に分離可能であってよい。

開放可能な第１の横方向構造の代わりに、第１の横方向構造が、使用後に処分可能である管であってもよい。第１の横方向構造が、例えば、電力ケーブルの周りから取り外されるために２つ以上の部片へと鋸断され得る。

開放可能な第２の横方向構造の代わりに、第２の横方向構造が、使用後に処分可能である管であってもよい。第２の横方向構造が、例えば、電力ケーブルの周りから取り外されるために２つ以上の部片へと鋸断され得る。

次に、図２および３を参照して、加熱組立体１を使用して電力ケーブル結合部の未硬化の絶縁システム層を硬化する方法を説明する。

ここでは、結合作業の文脈で硬化組立体１の使用を説明する。本プロセスは、ダメージを受けた電力ケーブルの絶縁システムを修復する事例でも同様である。さらに、本実施例の修復用絶縁システム層が熱硬化性ポリマーを含むことを理由として、本実施例で修復される絶縁システムは硬化される。しかし、本プロセスは、加熱のステップで使用される温度が熱可塑性物質の特性に合うように適合され得ることを除いて、熱可塑性物質を使用する事例でも同様である。

図２は、加熱組立体１の内部で結合されるプロセスにある２つのケーブル長さ区間９ａおよび９ｂを備える電力ケーブル９を概略的に示す。中央加圧加熱構造３が閉状態にあり、電力ケーブル９が中央加熱チャンバ１０の内部で中央加圧加熱構造３を通って延在する。

電力ケーブル９がさらに、中央加圧加熱構造３の両側の軸方向端部のところに配置構成された第１の横方向構造５および第２の横方向構造７を通って延在する。

図２に示される状態では、２つのケーブル長さ区間９ａおよび９ｂの導体１１ａおよび１１ｂが結合されており、したがって導体結合部１１ｃが作り出されている。したがって、２つの導体１１ａ、１１ｂが単一の導体を形成する。

導体１１ａ、１１ｂの結合は、例えば、溶接、ろう付けにより、または、機械的コネクタを使用することにより、実施され得る。

各ケーブル長さ区間９ａ、９ｂが、導体結合部１１ｃに隣接するところで円錐形に成形された絶縁システム１３ａ、１３ｂを有する。円錐形状の絶縁システム１３ａ、１３ｂおよび導体結合部１１ｃを含む領域が電力ケーブル結合部となる。

こうすることで、結合絶縁システム、つまり、導体結合部１１ｃの周りにありかつ絶縁システム１３ａおよび１３ｂの円錐形状の端部の間にある絶縁システムが、レイヤーバイレイヤーにより、再構築される。

未硬化である第１の修復用絶縁システム層１５が導体結合部１１ｃの周りに提供され、絶縁システム１３ａ、１３ｂの円錐形状の端部のところで絶縁システム１３ａ、１３ｂの対応する絶縁層と重なるように配置構成される。第１の修復用絶縁システム層１５が、例えば、露出した導体の周りに巻き付けられたテープによって形成され得る。

中央加熱チャンバ１０が、大気圧より高い第１の圧力まで加圧され得る。第１の圧力は、４バール～１５バール（例えば、４バール～１０バール）の範囲内にあるバール値などの、複数のバール値である。

硬化中、導体結合部１１ｃの上に絶縁システムを再構築しながら酸化を防止するために、中央加熱チャンバ１０に希ガスが充填され得る。希ガスが第１の圧力まで加圧され得る。

第１の横方向構造５の第１の横方向チャネル１７が第２の圧力まで加圧され得る。第２の圧力は、３バール～１５バール（例えば、３バール～１０バール）の範囲内にあるバール値などの、複数のバール値である。

第２の横方向構造７の第２の横方向チャネル１９が第３の圧力まで加圧され得る。第３の圧力は、３バール～１５バール（例えば、３バール～１０バール）の範囲内にあるバール値などの、複数のバール値である。

第２の圧力および第３の圧力が、第１の圧力の±５０％の範囲内にある（第１の圧力の±４０％の範囲内、第１の圧力の±３０％の範囲内、第１の圧力の±２０％の範囲内、第１の圧力の±１０％の範囲内など）。第２の圧力および第３の圧力の少なくとも一方または両方が、一実施例によると、第１の圧力に等しくてよい。

ステップａ）で、導体結合部１１ｃおよび導体結合部の周りに配置構成された修復用絶縁システム層１５を備える、導体を有する電力ケーブル結合部が、第１の中央チャネル３ｃおよび第２の中央チャネル３ｄのうちの一方の中央チャネル内に配置される。

ステップｂ）で、電力ケーブル９が、第１の横方向構造５および第２の横方向構造７の各々の中に配置される。この段階では第１の横方向構造５および第２の横方向構造７が開いていてよく、電力ケーブル９が、チャネル５ｄ、５ｅ、７ｄ、７ｅ内に配置構成され得る。

ステップａ）およびｂ）が同時にまたは実質的に同時に実行され得る。

ステップｃ）で、中央加圧加熱構造が閉状態に設定され、ここでは、中央加熱チャンバ１０が電力ケーブル結合部の周りに形成される。ステップｃ）が、第１の横方向構造５および第２の横方向構造７をそれらの閉状態に設定することをさらに伴うことができる。

加熱組立体が、電力ケーブル９に対して、中央加熱チャンバ１０、第１の横方向チャネル１７、および第２の横方向チャネル１９を密閉するための、ガスケットなどの密閉部材を備えることができる。

図２に示されるように、第１の横方向構造１７および第２の横方向構造１９が、中央加圧加熱構造３より小さい径方向寸法を有することができる。

加熱組立体１が、第１のＨＦ加熱コイル２１および第２のＨＦ加熱コイル２３を備える誘導加熱デバイスを備えることができる。誘導加熱デバイスが、キロヘルツの範囲内の周波数を有する交流電流を第１のＨＦ加熱コイル２１および第２のＨＦ加熱コイルに送るように構成された電力供給システムを備えることができる。誘導加熱デバイスが、第１のＨＦ加熱コイル２１および第２のＨＦ加熱コイル２３を冷却するように構成された水冷システムを備えることができる。

ステップｄ）で、第１のＨＦ加熱コイル２１が第１の横方向構造５の軸方向に延在するセクションの周りに配置され、第２のＨＦ加熱コイル２３が第２の横方向構造７の軸方向に延在するセクションの周りに配置される。第１の横方向構造５が軸方向に延在するセクションより高い電気伝導率を有する材料で作られた１つまたは複数のセクションをさらに備えるような事例では、第１のＨＦ加熱コイル２１が、これらの２つの材料の間のインターフェースから適切な距離において、軸方向に延在するセクションの周りに配置される。第２の横方向構造７が軸方向に延在するセクションより高い電気伝導率を有する材料で作られた１つまたは複数のセクションをさらに備えるような事例では、第２のＨＦ加熱コイル２３が、これらの２つの材料の間のインターフェースから適切な距離において、軸方向に延在するセクションの周りに配置される。

第１のＨＦ加熱コイル２１および第２のＨＦ加熱コイル２３が、例えば、ステップｄ）において電力ケーブル９の周りに配置されるのを容易にするために、開放可能であってよいか、または、複数の部分へと分割可能であってよい。

第１のＨＦ加熱コイル２１および第２のＨＦ加熱コイル２３が導体結合部１１ｃから等しい軸方向距離のところに配置構成され得る。この距離が導体結合部１１ｃから最大２～２．５ｍであってよい（導体結合部１１ｃから１～２ｍなど、導体結合部１１ｃから０．８～１ｍなど）。

ステップｅ）で、中央加熱チャンバ１０が第１の圧力まで加圧され、第１の横方向チャネル１７が第２の圧力まで加圧され、第２の横方向チャネル１９が第３の圧力まで加圧される。

ステップｆ）で、修復用絶縁システム層１５が、加熱デバイスによる中央加圧加熱構造３の内部の外側加熱により、および、導体内に電流を誘導するために第１のＨＦ加熱コイル２１および第２のＨＦ加熱コイル２３に電流を送ることによる修復用絶縁システム層１５の内側加熱により、加熱される。本実施例によると、ステップｆ）での加熱が、修復用絶縁システム層１５を硬化することを伴う。

ステップｆ）で、通常、外側加熱および内側加熱が同時に実施される。

ステップａ）～ｆ）は、通常、電力ケーブル結合部の複数の修復用絶縁システム層の各々において実施され、例えば、複数の修復用絶縁システム層の各々がステップｆ）の前では未硬化である。繰り返しの作業の各々の１回の作業後、絶縁システム層が、６０℃以下などの所定の温度まで冷やされる。

上記では、主として、少数の実施例を参照して本発明の概念を説明してきた。しかし、当業者には容易に認識されるであろうが、上で開示した実施形態以外の他の実施形態も同様に、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の概念の範囲内で可能である。

Claims (14)

1. 電力ケーブルの絶縁システムを修復するための、電力ケーブル（９）の電力ケーブル結合部を受けるように構成された加熱組立体（１）であって、前記加熱組立体（１）が、
   － 中央加圧加熱構造（３）であって、
   前記電力ケーブル（９）の一部分を受けるように構成された第１の中央チャネル（３ｃ）を備える第１の部分（３ａ）、および
   前記電力ケーブル（９）の一部分を受けるように構成された第２の中央チャネル（３ｄ）を備える第２の部分（３ｂ）
   を備え
   前記中央加圧加熱構造（３）が、前記第１の中央チャネル（３ｃ）を前記第２の中央チャネル（３ｄ）の方に向けてそれにより前記中央加圧加熱構造（３）の第１の端部（４ａ）から前記第１の端部（４ａ）の反対側にある第２の端部（４ｂ）まで延在する中央加熱チャンバ（１０）を形成する閉状態に設定されるように構成され、
   前記中央加圧加熱構造（３）が、前記中央加熱チャンバ（１０）内で前記電力ケーブル（９）が密閉状態となるように配置構成されているときに前記中央加熱チャンバ（１０）の内部で大気圧より高い第１の圧力を達成するために加圧されるように構成される、
   中央加圧加熱構造（３）と、
   － 圧力補償器システムであって、
   前記中央加圧加熱構造（３）の前記第１の端部（４ａ）から横方向に延在する第１の横方向構造（５）であって、前記第１の横方向構造（５）が、前記電力ケーブル（９）の一部分を受けるように構成された、前記中央加熱チャンバ（１０）に位置合わせされた第１の横方向チャネル（１７）を有する、第１の横方向構造（５）、および、
   前記中央加圧加熱構造（３）の前記第２の端部（４ｂ）から横方向に延在する第２の横方向構造（７）であって、前記第２の横方向構造（７）が、前記電力ケーブル（９）の一部分を受けるように構成された、前記中央加熱チャンバ（１０）に位置合わせされた第２の横方向チャネル（１９）を有する、第２の横方向構造（７）
   を備え、
   前記第１の横方向構造（５）が、前記第１の横方向構造（５）内で前記電力ケーブル（９）が密閉状態となるように配置構成されているときに前記第１の横方向チャネル（１７）内で大気圧より高い第２の圧力を達成するように加圧されるように構成され、前記第２の横方向構造（７）が、前記第２の横方向構造（７）内で前記電力ケーブル（９）が密閉状態となるように配置構成されているときに前記第２の横方向チャネル（１９）内で大気圧より高い第３の圧力を達成するように加圧されるように構成され、
   前記第１の横方向構造（５）および前記第２の横方向構造（７）の各々が、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する材料で主として作られる少なくとも２０ｃｍの長さの軸方向に延在するセクションを有する
   圧力補償器システムと
   を備える、加熱組立体（１）。
2. 前記材料が、２０℃で最大１００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する（１０Ｓ／ｍ（２０℃）、１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．００１Ｓ／ｍ（２０℃）、０．０００１Ｓ／ｍ（２０℃）など）、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
3. 前記第２の圧力および前記第３の圧力の各々が、前記第１の圧力の±５０％の範囲内にある（前記第１の圧力の±４０％の範囲内、前記第１の圧力の±３０％の範囲内、前記第１の圧力の±２０％の範囲内、前記第１の圧力の±１０％の範囲内など）、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
4. 前記第２の圧力および前記第３の圧力が前記第１の圧力に等しい、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
5. 前記第１の横方向構造（５）および前記第２の横方向構造（７）が、前記中央加圧加熱構造（３）より小さい径方向寸法を有する、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
6. 前記第１の圧力が少なくとも４バールなどの複数のバール値である、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
7. 前記中央加圧加熱構造（３）が主として金属を含む、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
8. 前記第１の横方向構造（５）の前記軸方向に延在するセクションおよび前記第２の横方向構造（７）の前記軸方向に延在するセクションが、各々、２０℃で最大１０００Ｓ／ｍのオーダーの導電率を有する前記材料で主として作られる壁（３ｆ、３ｇ）を有する、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
9. 前記第１の横方向構造（５）および前記第２の横方向構造（７）の各々の前記壁（３ｆ、３ｇ）が、前記材料を少なくとも８０％含む、請求項８に記載の加熱組立体（１）。
10. 前記中央加熱チャンバ（１０）を加熱するように構成された加熱デバイス（３ｅ）を備える、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
11. 前記第１の横方向構造（５）の周りに配置構成されるように構成された第１の高周波ＨＦ加熱コイル（２１）と、前記第２の横方向構造（７）の周りに配置構成されるように構成された第２のＨＦ加熱コイル（２３）と、を有する誘導加熱デバイスを備える、請求項１に記載の加熱組立体（１）。
12. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の加熱組立体（１）を使用して電力ケーブルの導体の周りの絶縁システムを修復する方法であって、前記方法が、
    ａ）第１の中央チャネル（３ｃ）および第２の中央チャネル（３ｄ）のうちの一方の中央チャネル内に、導体の周りに配置構成される修復用絶縁システム層（１５）を有する導体を有する電力ケーブル結合部を配置することと、
    ｂ）第１の横方向構造（５）および第２の横方向構造（７）の各々の中に前記電力ケーブル（９）を配置することと、
    ｃ）中央加圧加熱構造（３）を閉状態に設定することと、
    ｄ）第１の高周波ＨＦ加熱コイル（２１）を前記第１の横方向構造（５）の軸方向に延在するセクションの周りにおよび第２のＨＦ加熱コイル（２３）を前記第２の横方向構造（７）の軸方向に延在するセクションの周りに配置することと、
    ｅ）中央加熱チャンバ（１０）を第１の圧力まで、第１の横方向チャネル（１７）を第２の圧力まで、および第２の横方向チャネル（１９）を第３の圧力まで、加圧することと、
    ｆ）前記中央加圧加熱構造（３）の内部の外側加熱によりおよび前記導体内に電流を誘導するために前記第１のＨＦ加熱コイル（２１）および前記第２のＨＦ加熱コイル（２３）に電流を送ることによる前記修復用絶縁システム層（１５）の内側加熱により、前記修復用絶縁システム層（１５）を加熱することと
    を含む、方法。
13. 複数の修復用絶縁システム層の各々においてステップａ）～ｆ）を実施することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. ステップｆ）で、前記外側加熱および前記内側加熱が同時に実施される、請求項１２に記載の方法。

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