JP6060281B2 - 絶縁高電圧ｄｃ終端部またはジョイントの製造における方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概して、高電圧電源設備に関する。より詳細には、本発明は、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法に関する。
ポリエチレン、または架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）系の押し出し固体絶縁部材が、これまで約４０年の間、ＡＣ伝送および分配ケーブルの絶縁部材に使用されてきた。それゆえ、ＸＬＰＥをＤＣケーブルの絶縁部材に使用することの可能性が、長年にわたって研究されている。ＤＣ伝送のためのそのような絶縁部材を有するケーブルには回路長に対する制約がなく、より高い温度で運用される可能性をも有し、したがって、伝送負荷を増大させる可能性をもたらす。
しかしながら、このタイプのＸＬＰＥ組成は、ＤＣ電界の下で空間電荷を形成する強い傾向を呈し、したがって、ＤＣケーブルのための絶縁系には不適なものになっている。しかしながら、脱ガス、すなわち、架橋ケーブル絶縁部材を長期間にわたって高温にさらすことによって、ＤＣ電圧ストレス下で空間電荷蓄積の傾向が低減する結果となることも知られている。一般的に、この熱処理によって、アセトフェノンおよびクミルアルコールのような過酸化物分解生成物が絶縁部材から除去され、それによって、空間電荷蓄積が低減する。しかしながら、脱ガスは紙絶縁の含浸と同程度の時間がかかるバッチプロセスであり、したがって費用もかかる。それゆえ、脱ガスする必要がなくなることが有利である。
欧州公開特許第２０９３７７４号明細書は、ケーブル絶縁部材の安定して一貫した誘電特性および高い一貫した電気強度を保証するための、ケーブルの長い時間のかかるバッチ処理（たとえば、熱処理）を一切必要としないように実行される、ＤＣ伝送および分配ネットワークに使用するのに適したポリマーベース、好ましくはポリエチレン電気絶縁系を有する、絶縁高電圧ＤＣケーブルまたは高電圧ＤＣ終端部もしくはジョイントを製造するための方法を提供する。その結果、もたらされるケーブル絶縁部材は、空間電荷蓄積の低い傾向、高いＤＣブレークダウン強度、ならびに高い衝撃強度および高い絶縁抵抗をさらに呈する。
本方法は、ポリマーベース絶縁系の外面が、ポリマーベース絶縁系中に不均一な分布状態で存在する少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって被覆された状態で、ポリマーベース絶縁系に熱処理を受けさせ、それによって、ポリマーベース絶縁系中の少なくとも１つの物質の濃度を均等化させることを含む。本方法は、押し出しポリマーベース絶縁系の外面がいかなる不透過な被覆によっても被覆されていない状態でＤＣケーブルに熱処理を受けさせ、それによって、架橋後にポリマーベースの絶縁系中に存在する別の物質、たとえばメタンを除去した後のＤＣケーブルに対して実施されてもよい。少なくとも１つの物質は、架橋からの残留物または副生成物、好ましくは、過酸化物分解生成物、および／または添加物、たとえば、抗酸化物質を含み得る。
熱処理手順は、５０〜１２０℃、最も好ましくは７０〜９０℃の温度で実施され、相対的に高速である。
上記手法は、高品質の高電圧ＤＣケーブルを提供するが、本発明者は、この高電圧ＤＣケーブルは、高電圧ＤＣ終端部およびジョイントにとっては不十分な多くの状況下にあることに気付いた。その製造中、高電圧ＤＣケーブル端部の外層は剥離、すなわち除去され、ゴムベースのフィールドグレーディングデバイスが取り付けられる前に、ポリマーベース絶縁系が露出される。接地層を含む外層の剥離は、空気中で実施され、太いケーブルについては数時間かかる場合がある。この作業中、ポリマーベース絶縁系の、特にその外面に近い露出部分における１つまたは複数の物質の分布状態は、１つまたは複数の物質がポリマーベース絶縁系の露出面に拡散し、その後、表面から周囲空気に蒸発することによって変化する。この問題は、たとえ高電圧ＤＣケーブル内のポリマーベース絶縁系中の１つまたは複数の物質が、剥離前に完全に均等化されていた場合であっても、発生することが証明されている。
それゆえ、本発明の目的は、この問題を改善し、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントを提供する、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法をもたらすことであり、ケーブル内のポリマーベース絶縁系中の少なくとも１つの物質の分布状態が改善され、それによって、ポリマーベース絶縁系内の伝導性の適度に良好な径方向分布が達成される。
一態様において、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法は、（ｉ）高電圧ＤＣ導体と、高電圧ＤＣ導体を取り囲み、絶縁層および当該絶縁層を取り囲む半導体層を備えるポリマーベース絶縁系と、半導体層を取り囲む接地層とを備える絶縁高電圧ＤＣケーブルを提供することと、（ｉｉ）高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において接地層および半導体層を取り除くことであって、それによって、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部においてポリマーベース絶縁系の絶縁層が露出することと、（ｉｉｉ）高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層中に不均一な分布状態で存在する少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部においてポリマーベース絶縁系の絶縁層を一時的に被覆することと、（ｉｖ）高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層に、カバーによって被覆されている状態で、熱処理手順を受けさせることであって、それによって、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層中の少なくとも１つの物質の濃度が均等化することと、（ｖ）カバーを取り除くこととを含む。
本方法は、好ましくは、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造の初期段階において、任意の終端部またはジョイントアダプタまたは本体が取り付けられる前に実施される。
好ましくは、カバーはまた、熱処理中に露出部分からの拡散を防止するために、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の半導体層の任意の露出部分をも被覆する。
一実施形態において、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体が予め均等化されている。フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、（当該フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体が後に取り付けられることになる）高電圧ＤＣケーブルのポリマーベース絶縁系の絶縁層と同じ構成を有する露出した絶縁層を有するケーブル片の端部に取り付けられ、それによって、ケーブル片の露出した絶縁層が被覆される。フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は熱処理手順を受け、それによって、ケーブル片の絶縁層からの１つまたは複数の物質がフィールドグレーディング層内に拡散する。フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体がケーブル片から取り除かれ、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体の内面が、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体が高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部内に取り付けられるまで、フィールドグレーディング層内に拡散される１つまたは複数の物質に対して不透過であるカバーによって一時的に被覆される。上記のプロセスにおいて、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体による均等化の後に得られるものとほぼ同じ分布状態を得るように準備されるが、これは前もって、より好都合な箇所に作成することができる。
第２の態様において、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法は、（ｉ）高電圧ＤＣ導体と、高電圧ＤＣ導体を取り囲み、絶縁層および当該絶縁層を取り囲む半導体層を備えるポリマーベース絶縁系と、半導体層を取り囲む接地層とを備える絶縁高電圧ＤＣケーブルを提供するステップと、（ｉｉ）高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において接地層および半導体層を取り除くことであって、それによって、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部においてポリマーベース絶縁系の絶縁層が露出することと、（ｉｉｉ）高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部の中に、好ましくはフィールドグレーディング材料としてのゴムを含むフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を取り付けるステップであって、それによって、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部においてポリマーベース絶縁系の絶縁層を被覆し、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの一部であり、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層中に、少なくとも１つの物質が不均一に分散した状態で存在するステップと、（ｉｖ）高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層に、取り付けられたフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体によって被覆されている状態で、熱処理手順を受けさせるステップであって、それによって、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層中の少なくとも１つの物質の濃度が均等化するステップとを含む。
高電圧ＤＣケーブル端部にゴムベースのフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体が取り付けられるとき、おそらく直接には、ケーブル絶縁部材とアダプタまたは本体との間の平衡分布はない。絶縁層に存在する物質は、アダプタまたは本体内へと拡散し得、アダプタまたは本体内に存在する物質は絶縁層内へと拡散し得る。ロバストな絶縁系を得るために、物質の分布状態は十分に均一である必要があり、これは上記の熱処理手順によって得られる。
一実施形態において、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、熱処理を実施する前に、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層中に不均一に分散した状態で存在する少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって、一時的に被覆され、カバーは熱処理後に取り除かれる。フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体の層、たとえば、ゴム層は一般的に、たとえ周囲への拡散がフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体の外面で発生したとしても、これがポリマーベース絶縁系の濃度分布状態に影響を与えないほどに厚いため、この被覆は一般的には必須ではない。
熱処理中、高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の半導体層の任意の露出部分は、熱処理中にこれらの部分からの拡散を防止または低減するために、絶縁または半導体材料によって被覆されてもよい。
さらなる態様において、第２の絶縁高電圧ＤＣケーブルが提供され、第２の高電圧ＤＣケーブルは、高電圧ＤＣ導体と、高電圧ＤＣ導体を取り囲み、絶縁層および当該絶縁層を取り囲む半導体層を備えるポリマーベース絶縁系と、半導体層を取り囲む接地層とを備え、第２の高電圧ＤＣケーブルの接地層および半導体層は、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において取り除かれ、それによって、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において、第２の高電圧ＤＣケーブルのポリマーベース絶縁系の絶縁層が露出し、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体、ここではジョイント本体が、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部の中に取り付けられ、それによって、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において第２の高電圧ＤＣケーブルのポリマーベース絶縁系の絶縁層が被覆され、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の絶縁層中に、少なくとも１つの物質が不均一に分散した状態で存在し、受けさせるステップは、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にある第２の高電圧ＤＣケーブルのポリマーベース絶縁系の絶縁層に、取り付けられたフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体によって被覆されている状態で、熱処理手順を受けさせるステップであって、それによって、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にある第２の高電圧ＤＣケーブルのポリマーベース絶縁系の絶縁層中の少なくとも１つの物質の濃度が均等化するステップを含む。またこの実施形態において、熱処理手順の間に、ジョイント全体が上記のように一時的にまたは永続的に被覆され得るが、これは一般的に必須ではない。
熱処理中、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部にあるポリマーベース絶縁系の半導体層の任意の露出部分もまた、熱処理中にこれらの部分からの拡散を防止または低減するために、絶縁または半導体材料によって被覆されてもよい。
特に、少なくとも１つの物質の濃度は、ポリマーベース絶縁系の絶縁層の外面に隣接して均等化され得る。
ポリマーベース絶縁系は、化合または架橋されたポリエチレン（ＸＬＰＥ）組成を含んでもよい。そのような事例において、少なくとも１つの物質は、架橋反応からの残留物または副生成物、好ましくは、過酸化物分解生成物を含み得る。
代替的に、または加えて、ポリマーベース絶縁系は、熱可塑性物質を含んでもよく、少なくとも１つの物質は、抗酸化物質のような１つもしくは複数の添加物、ポリマーベース絶縁系に使用されるポリマーの低分子量分画、水分、および／またはプロセス薬品を含んでもよい。
フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体のゴムは、架橋反応からの残留物もしくは副生成物、１つまたは複数の抗酸化物質、１つまたは複数の可逆剤、プロセス薬品、および／または水分を含んでもよい。
熱処理手順は、たとえば、加熱されるべき部分にサーマルバンドもしくは加熱バンドを適用することによって、絶縁層の熱を増大させることになる導体内に熱を生成することによって、オーブンのような加熱室において、または、当該技術分野において公知の任意の他の適切な加熱デバイスにおいてもしくはそれによって実施されてもよい。
熱処理手順は、５０〜１２０℃、最も好ましくは７０〜９０℃の温度で、熱処理手順が実施される温度に応じて決まる時間にわたって実施されてもよい。一般的に、温度および時間は、物質および伝導性の十分に均一な分布状態をもたらすように選択される。これは、物質、特に、伝導特性に影響を及ぼす物質に応じて決まる。概して非常に低い濃度の物質、たとえば、抗酸化物質および水分を有する系においては、それらの物質が存在することに起因して依然として伝導性に対する大きい影響があり得る。それにもかかわらず、熱処理時間は、従来技術の節で開示したような物質の脱ガスに必要とされる時間よりも短いか、またははるかに短い。
高電圧ＤＣ導体と、高電圧ＤＣ導体を取り囲むポリマーベース絶縁系と、ポリマーベース絶縁系を取り囲む接地層とを備える絶縁高電圧ＤＣケーブルを提供するステップは以下のステップを含んでもよい。ポリマーベース絶縁系は、ポリマーベース絶縁系中に不均一な分布状態で存在する少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって被覆され、ポリマーベース絶縁系は、ポリマーベース絶縁系の外面がカバーによって被覆されたままの状態で熱処理を受け、それによって、ポリマーベース絶縁系中の少なくとも１つの物質の濃度が均等化される。カバーは高電圧ＤＣケーブルの一部であってもよく、接地層を含み、または、高電圧ＤＣケーブルのポリマーベース絶縁系の熱処理手順後に取り除かれる一時的なカバーであってもよい。手短に言えば、本発明において使用される高電圧ＤＣケーブルは、参照によりその内容が本明細書に組み込まれる欧州公開特許第２０９３７７４号明細書に開示されている原理に従って処理されている。
本発明は、ＨＶＤＣシステムのための高電圧ＤＣケーブルシステムの製造および／または設置に適用することができる。これによって、より高い電圧レベルのためのケーブルシステムを、より低い総費用で達成することができる。
電気的要件を概ね満たしているケーブルシステムについて、本発明を使用することによって、試験および運用中のブレークダウンの危険性が低減する。
本発明を適用すると、絶縁系の伝導特性は、設置したばかりでも、長時間の間に使用されているシステムについて得られる伝導特性に近くなる。これによって、新たに設置することに関連する危険性が低減し、ユーザは、より信頼性の高い動作を期待することができる。
本発明のさらなる特性およびその利点が、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。
ここで、一実施形態による絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法を図１および図２を参照しながら説明する。後者の図面は、本方法の間の絶縁高電圧ＤＣケーブル２０の端部を示し、高電圧ＤＣケーブル２０は、内部から外側に向かって高電圧ＤＣ導体２１と、半導体層２２、絶縁層２３、およびさらなる半導体層２４を備えるポリマーベース絶縁系２２〜２４と、接地層２５と、外側被覆またはシース２６とを備える。接地層２５は、リード線の押し出し層または銅ワイヤと薄い拡散防止密閉層との組み合わせを含んでもよい。
ポリマーベース絶縁系２２〜２４は、押し出し、成型、または任意の従来の方法で製造されてもよい。絶縁層２３は、架橋ポリエチレン層、熱可塑性物質層、または他の適切な材料の層であってもよい。
高電圧ＤＣケーブル２０は、均等化された高電圧ＤＣケーブル２０を得るために欧州公開特許第２０９３７７４号明細書に開示されているように製造されてもよい。
絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造の初期段階において実施される、絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法は、ステップ１２において、高電圧ＤＣケーブルを提供することによって開始する。次に、ステップ１３において、外側被覆またはシース２６、接地層２５および半導体層２４が、高電圧ＤＣケーブル２０の１つの端部２７において取り除かれ、それによって、高電圧ＤＣケーブル２０の少なくとも１つの端部２７において絶縁層２３が露出する。その後、ステップ１４において、絶縁層２３が、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７において絶縁層２３中に不均一に分散した状態で存在する少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７において一時的に被覆される。ステップ１５において、絶縁層２３が、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７において、カバーによって被覆されている状態で熱処理手順を受け、それによって、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７においてポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３中の物質の濃度が均等化される。最後に、ステップ１６においてカバーが取り除かれ、本方法は終了する。図２は、高電圧ＤＣケーブル２０の、結果もたらされる端部２７を示す。
好ましくは、カバーはまた、熱処理中に露出部分からの拡散を防止するために、高電圧ＤＣケーブル２０の少なくとも１つの端部２７にあるポリマーベース絶縁系２２〜２４の半導体層２４の任意の露出部分をも被覆する。
高電圧ＤＣケーブルジョイントは、上記の方法を第２の高電圧ＤＣケーブルに対して繰り返し、ジョイント本体を高電圧ＤＣケーブル端部に取り付けることによって製造される。
高電圧ＤＣケーブル終端部は、フィールドグレーディングアダプタを、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７に取り付けることによって製造される。
ステップ１６においてカバーが取り除かれているとき、ポリマーベース絶縁系２２〜２４は、たとえば、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を取り付けることによって、または、最終的な拡散障壁を組み立てることによって、可能な限り早く被覆される必要がある。
フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、高電圧ＤＣケーブル２０のポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３と同様の組成を有する露出した絶縁層を有するケーブル片の端部にフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を取り付け、それによって、ケーブル片の露出した絶縁層を被覆し、１つまたは複数の物質がケーブル片の絶縁層からフィールドグレーディング層へと拡散するように、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体に熱処理手順を受けさせ、ケーブル片からフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を取り除いて、フィールドグレーディングまたはジョイント本体が高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７に取り付けられるまで、フィールドグレーディング層へと拡散される１つまたは複数の物質に対して不透過であるカバーによって、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体の内面を被覆することによって、予め均等化されてもよい。
次に図３および図４を参照しながら、別の実施形態による絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法を説明する。本方法は、ステップ３２において、絶縁高電圧ＤＣケーブル２０、たとえば、図１および図２を参照しながら開示したような高電圧ＤＣケーブル２０を提供することによって開始する。
ステップ３３において、外側被覆またはシース２６および接地層２５および半導体層２４が、高電圧ＤＣケーブル２０の少なくとも１つの端部２７において取り除かれ、それによって、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７においてポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３が露出する。ステップ３４において、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１（図４）が高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７に取り付けられ、それによって、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７にあるポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３が被覆され、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１は、高電圧ＤＣ終端部の一部であり、ゴムベースの材料を含む。最後に、ステップ３５において、ポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３が、高電圧ＤＣケーブルの端部において、取り付けられたフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１によって被覆されている状態で熱処理手順を受け、それによって、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７においてポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３中の物質の濃度が均等化される。図４は、取り付けられたフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１によって均等化された後の、高電圧ＤＣケーブル２０の結果もたらされる端部２７を示す。
代替的に、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１は、熱処理手順を実施する前に、高電圧ＤＣケーブル２０の端部２７にあるポリマーベース絶縁系２２〜２４の絶縁層２３中に不均一に分散した状態で存在する物質に対して不透過のカバーによって、一時的に被覆され、カバーは熱処理手順後に取り除かれる。
熱処理中、高電圧ＤＣケーブル２０の少なくとも１つの端部２７にあるポリマーベース絶縁系２２〜２４の半導体層２４の任意の露出部分は、熱処理中にこれらの部分からの拡散を防止または低減するために、絶縁または半導体材料によって被覆されてもよい。
一実施形態において、第２の絶縁高電圧ＤＣケーブルが提供され、第２の高電圧ＤＣケーブルは、第１の高電圧ＤＣケーブル２０と同一であってもよい。第２の高電圧ＤＣケーブルの外側被覆またはシース、接地層、および半導体層が、第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において取り除かれ、それによって、第２の高電圧ＤＣケーブルの端部において第２の高電圧ＤＣケーブルの絶縁層が露出される。ジョイント本体４１が第２の高電圧ＤＣケーブルにも取り付けられ、それによって、第２の高電圧ＤＣケーブルの端部にある第２の高電圧ＤＣケーブルの絶縁層が被覆される。上記で開示された熱処理手順は、第２の高電圧ＤＣケーブルの端部にある第２の高電圧ＤＣケーブルの絶縁層にも、取り付けられたジョイント本体４１によって被覆された状態で熱処理を受けさせることを含み、それによって、第２の高電圧ＤＣケーブルの端部における第２の高電圧ＤＣケーブルの絶縁層中の物質の濃度も均等化される。
ポリマーベース絶縁系２２〜２４が化合または架橋されたポリエチレン（ＸＬＰＥ）組成を含む場合、物質は、架橋反応からの残留物または副生成物、好ましくは、過酸化物分解生成物であってもよい。
ポリマーベース絶縁系２２〜２４が、熱可塑性物質を含む場合、物質は、抗酸化物質のような添加物、ポリマーベース絶縁系に使用されるポリマーの低分子量分画、水分、またはプロセス薬品であってもよい。
フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１がゴム材料を含む場合、これは、架橋反応からの残留物もしくは副生成物、１つもしくは複数の過酸化物、１つもしくは複数の可塑剤、および／または水分を含んでもよく、これは、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体４１の取り付け後に、ポリマーベース絶縁系２２〜２４へと拡散され得る。
熱処理手順は、５０〜１２０℃、最も好ましくは７０〜９０℃の温度で、熱処理手順が実施される温度に応じて、および、高電圧ＤＣケーブル２７の端部２７の物質濃度、材料、および幾何形状に応じて決まる時間にわたって実施されてもよい。一般的に、温度および時間は、各ケーブルおよび用途について、物質および伝導性の十分に均一な分布状態をもたらすように選択される。
Claims (15)
- 絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法であって、
高電圧ＤＣ導体（２１）と、前記高電圧ＤＣ導体を取り囲むポリマーベース絶縁系（２２〜２４）であって絶縁層（２３）および前記絶縁層を取り囲む半導体層（２４）を備えるポリマーベース絶縁系（２２〜２４）と、前記半導体層を取り囲む接地層（２５）と、を備える絶縁高電圧ＤＣケーブル（２０）を提供するステップ（１２）と、
前記高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部（２７）において、前記接地層および前記半導体層を取り除くステップ（１３）であって、それによって、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部において、前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層が露出するステップと、を含み、
前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある、前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中に不均一な分布状態で存在する少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部において、前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層を一時的に被覆するステップ（１４）と、
前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層に、前記カバーによって被覆されている状態で、熱処理手順を受けさせるステップ（１５）であって、それによって、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中の前記少なくとも１つの物質の濃度が均等化するステップと、
前記カバーを取り除くステップ（１６）と、を含むことを特徴とする、方法。 - 前記方法は、前記絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造の初期段階において実施される、請求項１に記載の方法。
- フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体が、
前記高電圧ＤＣケーブルの前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層と同様の組成を有する露出した絶縁層を有するケーブル片の端部に、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を取り付け、それによって前記ケーブル片の前記絶縁層を被覆し、
前記１つまたは複数の物質が、前記ケーブル片の前記絶縁層から前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体へ拡散するように、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体に熱処理手順を受けさせ、
前記ケーブル片から、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を取り除いて、前記フィールドグレーディングまたはジョイント本体が前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部に取り付けられるまで、前記フィールドグレーディング層へと拡散される前記１つまたは複数の物質に対して不透過であるカバーによって、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体の内面を被覆することによって、予め均等化される、請求項１または２に記載の方法。 - 絶縁高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの製造における方法であって、
高電圧ＤＣ導体（２１）と、前記高電圧ＤＣ導体を取り囲むポリマーベース絶縁系（２２〜２４）であって絶縁層（２３）および前記絶縁層を取り囲む半導体層（２４）を備えるポリマーベース絶縁系（２２〜２４）と、前記半導体層を取り囲む接地層（２５）と、を備える絶縁高電圧ＤＣケーブル（２０）を提供するステップ（３２）と、
前記高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部（２７）において、前記接地層および前記半導体層を取り除くステップ（３３）であって、それによって、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部において、前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層が露出するステップと、
前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部に、フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体（４１）を取り付けるステップ（３４）であって、それによって、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部において、前記ポリマーベース絶縁系の絶縁層を被覆し、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、前記高電圧ＤＣ終端部またはジョイントの一部であり、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中に、少なくとも１つの物質が不均一に分散した状態で存在するステップとを含み、
前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層に、前記取り付けられたフィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体によって被覆されている状態で、熱処理手順を受けさせるステップ（３５）であって、それによって、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中の前記少なくとも１つの物質の濃度が均等化するステップと、を含むことを特徴とする、方法。 - 前記熱処理手順を受けさせるステップを実施する前に、前記高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある、前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中に不均一に分散した状態で存在する前記少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体を一時的に被覆するステップと、
前記熱処理手順を受けさせるステップの後に前記カバーを取り除くステップとを含む、請求項４に記載の方法。 - 第２の絶縁高電圧ＤＣケーブルが提供され、前記第２の高電圧ＤＣケーブルは、高電圧ＤＣ導体と、高電圧ＤＣ導体を取り囲むポリマーベース絶縁系であって絶縁層および前記絶縁層を取り囲む半導体層を備えるポリマーベース絶縁系と、前記半導体層を取り囲む接地層とを備え、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記接地層および前記半導体層は、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの少なくとも１つの端部において取り除かれ、それによって、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部において、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記ポリマーベース絶縁系の絶縁層が露出し、前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体が、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部に取り付けられ、それによって、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部において、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層が被覆され、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中に、前記少なくとも１つの物質が不均一に分散した状態で存在し、前記熱処理手順を受けさせるステップは、
前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層に取り付けられた前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体によって被覆されている状態で、熱処理手順を受けさせるステップであって、それによって、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記少なくとも１つの端部にある、前記第２の高電圧ＤＣケーブルの前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層中の前記少なくとも１つの物質の濃度が均等化する、前記熱処理手順を受けさせるステップを含む、請求項４または５に記載の方法。 - 前記フィールドグレーディングアダプタまたはジョイント本体は、フィールドグレーディング材料としてゴムを含む、請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリマーベース絶縁系は、化合されたポリエチレン組成を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの物質の濃度は、前記ポリマーベース絶縁系の前記絶縁層の外面に隣接して均等化される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの物質は、架橋反応からの残留物、副生成物、または、過酸化物分解生成物を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの物質は、添加物、抗酸化物質、前記ポリマーベース絶縁系に使用されるポリマーの低分子量分画、水分、可塑剤、および／またはプロセス薬品を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱処理手順は、５０〜１２０℃、または７０〜９０℃の温度で実施される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱処理手順は、前記熱処理手順が実施される温度に応じて決まる時間にわたって実施される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高電圧ＤＣ導体（２１）と、前記高電圧ＤＣ導体を取り囲むポリマーベース絶縁系（２２〜２４）を備える絶縁高電圧ＤＣケーブル（２０）を提供するステップ（１２）は、
前記ポリマーベース絶縁系中に不均一な分布状態で存在する前記少なくとも１つの物質に対して不透過のカバーによって、前記ポリマーベース絶縁系を被覆するステップと、
前記ポリマーベース絶縁系の外面が前記カバーによって被覆されたままの状態で、前記ポリマーベース絶縁系に熱処理手順を受けさせるステップであって、それによって、前記ポリマーベース絶縁系中の前記少なくとも１つの物質の濃度が均等化される、ステップと、を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。 - 前記カバーは前記高電圧ＤＣケーブルの一部であり、前記接地層を含み、または、前記高電圧ＤＣケーブルの前記ポリマーベース絶縁系の前記熱処理手順後に取り除かれる一時的なカバーである、請求項１４に記載の方法。
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