JP6294707B2 - 光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造に関する。

光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルは、電力ケーブルと一本以上の光ファイバケーブルとから構成されている。このような光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルを布設する場合には、ケーブル先端にプーリングアイを取り付け、当該プーリングアイのフックにワイヤーを接続して引っ張るという方法が採られている。

従来の光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造では、三心電力ケーブルの各々の心線の末端部にスリーブを圧着し、各スリーブの先端部をプーリングアイのスカートの奥に設けられた止め板にボルト締めすることにより各心線の固定を行っている。そして、光ファイバケーブルは、二本の心線の間に配置され、各心線と共にテープの巻き付けにより束ねられた状態となっている。
このような端末構造により、光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの布設時にプーリングアイをワイヤーにより引っ張る作業を行う場合でも、布設張力が光ファイバケーブルに加わらないようにして、光ファイバケーブルの保護を図っている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造では、単身の電力ケーブルの末端部にスリーブを設け、更にスリーブにスカート部材を設け、当該スカートの後端部の外周に光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの外周に設けられた複数の鉄線の末端部が溶接により接続されている。また、スカート部材の前端部外周には、光ファイバケーブルの余長部分が巻き付けられ、当該光ファイバケーブルの余長部分は、スカート部材の外側に設けられたカバー部材の内側に収容されている（例えば、特許文献２参照）。

実開平０２−７９１２７号公報 特許第２７８５４０６号公報

ところで、光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルは、製造後、運搬後及び敷設後等、それぞれの段階で光ファイバケーブルの伝送特性の検査を行う必要がある。
しかしながら、特許文献１の端末構造では、光ファイバケーブルの末端部は、プーリングアイのスカートの内側で各電力ケーブルと共にテープにより束ねられているため、上記伝送特性を検査する場合には、プーリングアイを光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルから取り外し、テープを剥がして光ファイバケーブルのみを取り出さねばならず、非常に煩雑となっていた。

また、特許文献２の端末構造は、光ファイバケーブルをスカート部材の前端部外周に巻きつけているので、伝送特性検査を容易に行うことが可能である。しかしながら、この端末構造は、単芯の電力ケーブルを対象としているため、複数の電力ケーブルを有する光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末部分に生じやすい端末構造の外径の大型化について対策が講じられていなかった。

本発明の目的は、光ファイバケーブルの伝送特性検査の容易化、さらには、端末構造の小型化を図ることである。

本発明は、三心電力ケーブルと、一本以上の光ファイバケーブルと、前記三心電力ケーブルの周囲に配置された複数の鉄線と、前記複数の鉄線の先端部が接続されたプーリングアイとを備える光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造であって、前記プーリングアイはプーリングケースとフックとを有し、前記三心電力ケーブルの先端部は前記プーリングケース内でそれぞれ長さ方向に異なる位置にあり、前記光ファイバケーブルの先端部が、前記プーリングケースの前側に配置され、前方が開口した光ケーブル先端収容箱内にあることを特徴とする。

上記発明は、三心電力ケーブルの先端部をプーリングケース内でそれぞれ長さ方向に異なる位置とするので、先端部にシール構造を形成してその外径が拡大した場合でも、電力ケーブルの先端部同士の干渉を回避することができ、これらを挿入するプーリングケースの小径化を図ることが可能となる。
また、光ファイバケーブルの先端部をプーリングケースの前側にある光ケーブル先端収容箱内に配置したので、プーリングアイの前方から光ファイバケーブルの先端部に対して伝送特性検査を容易に行うことが可能となる。

また、上記発明において、前記光ファイバケーブルの余長部分は、前記光ファイバケーブルのテンションメンバの許容曲げ径以上で巻かれた状態で前記プーリングケース内に収納され、前記光ファイバケーブルの余長部分と隣接する電力ケーブルの間に防護板が設置され、前記光ファイバケーブルの余長部分を保護テープで保護しつつ結束部材で前記防護板に固定する構成としても良い。

上記発明は、光ファイバケーブルの余長部分を保護テープで保護しつつ結束部材で防護板に固定して、プーリングケース内に収納するので、海底ケーブルの布設作業時に光ファイバケーブルを電力ケーブルや光ファイバケーブル同士との接触を回避し、光ファイバケーブルを効果的に保護することが可能となる。

また、上記発明において、前記光ファイバケーブルの先端部にベントナイト系の止水材又は合成樹脂パテからなる止水材料を用いて止水しても良い。
その場合、溶接作業を不要とし、光ファイバケーブルの止水構造の形成を効率良く容易に行うことが可能となる。

また、上記発明において、前記光ファイバケーブルの先端部を、樹脂製キャップを用いて止水しても良い。
その場合、金属製キャップを用いる場合と異なり、キャップの付け外しによる光ファイバケーブルの先端部の傷等の発生を低減することが可能となる。

以上のように、本発明は、上記の構成により、光ファイバケーブルの伝送特性検査の容易化、さらには、端末構造の小型化を図ることが可能となる。

光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの中心線に沿った断面図である。 光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの中心線に沿った断面図であって、光ファイバケーブルの図示を省略している。 海底ケーブルの断面図である。 プーリングアイの断面図である。 光ファイバケーブルの止水構造の断面図である。 光ファイバケーブルの従来の止水構造の断面図である。

［実施形態の概要］
本発明の光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造を示す実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
図１及び図２は光ファイバケーブル複合海底電力ケーブル１００（以下、単に「海底ケーブル」という）の端末構造１０を海底ケーブル１００の中心線に沿った断面で示した断面図であり、図２は光ファイバケーブルの図示を一部省略している。また、図３は海底ケーブル１００の中心線に垂直な断面図である。

［海底ケーブル］
まず、図３により海底ケーブル１００について説明する。
海底ケーブル１００は、主に、三心電力ケーブルを構成する三本の電力ケーブル１１０と、光ファイバケーブル１２０と、電力ケーブル１１０及び光ファイバケーブル１２０を内部に収容した外皮１３０とを主に備えている。

外皮１３０は、被覆材料からなる三層の被覆層１３２の間にケーブル長手方向に沿った複数の亜鉛メッキ鉄線１３１が電力ケーブル１１０を取り囲むように二層で配置されている。海底ケーブル１００の敷設時に生じる張力の大部分がこれら亜鉛メッキ鉄線１３１に付与され、その内側の電力ケーブル１１０及び光ファイバケーブル１２０には張力が加わらないようになっている。
また、外皮１３０と各電力ケーブル１１０及び光ファイバケーブル１２０との間には補強繊維等により介在層１４０が形成されている。

各電力ケーブル１１０は、中心に導体１１１を備え、当該導体１１１から外側に向かって順番に内部半導電層１１２，絶縁層１１３，外部半導電層１１４，軟銅線からなるシールド層１１５，押さえテープ１１６，遮水層１１７，ポリエチレンシース１１８が形成されている。

光ファイバケーブル１２０は、中心に配置されたテンションメンバ１２１と、その周囲に配置された八つの光ファイバ１２２と、テンションメンバ１２１及び光ファイバ１２２の全体を被覆する金属被１２３とを備えている。

［端末構造］
海底ケーブル１００の端末構造１０は、当該端末構造１０が形成される海底ケーブル１００の先端部にプーリングアイ５０を装備することにより形成される。
なお、以下の説明では、海底ケーブル１００の布設時にプーリングアイ５０を通じて海底ケーブル１００が引っ張られる方向を「前」側として説明する。

図２に示すように、海底ケーブル１００の三本の電力ケーブル１１０と介在層１４０は、外皮１３０よりも前方に延びており、三本の電力ケーブル１１０はさらに介在層１４０よりも前方まで延びている。そして、これら三本の電力ケーブル１１０の先端部は、ケーブルの長さ方向についてそれぞれ異なる位置まで延びている。
そして、各電力ケーブル１１０の先端部には防水用のキャップ２１が取り付けられると共に、キャップ２１の外周面から電力ケーブル１１０の外周面にかけて溶接処理、シーリングテープ等によりシール層２２が形成されている。
各電力ケーブル１１０の先端部はいずれも後述するプーリングアイ５０のプーリングケース５１内に収容される。そして、各電力ケーブル１１０の先端部の外径はシール層２２等の形成により拡大を生じるが、上記のように、各電力ケーブル１１０の先端部をケーブルの長さ方向について異なる位置とすることで、各電力ケーブル１１０のシール層２２の干渉を回避し、プーリングケース５１の径方向の小型化を図ることができる。

また、海底ケーブル１００の外皮１３０の先端部は、被覆層１３２が除去されて複数の亜鉛メッキ鉄線１３１のみが前方に延出されている。また、これらの亜鉛メッキ鉄線１３１は、その先端部近傍の二箇所においてその外周になまし鉄線２５，２５が巻き付けられており、当該なまし鉄線２５，２５と各亜鉛メッキ鉄線１３１とが円周上の四箇所でスポット溶接により接続されている。

プーリングアイ５０は、図１及び図２に示すように、各電力ケーブル１１０の先端部を格納するプーリングケース５１と、当該プーリングケース５１の前端部に設けられたフック５２と、プーリングケース５１の後端部に設けられた鉄線溶接用座５３とを備えている。プーリングアイ５０は、十分な強度と耐食性を備えた金属で形成されている。

上記プーリングケース５１は、円筒部５１ａと当該円筒部５１ａの前側の端部を閉塞する前面板５１ｂとから構成されている。
そして、外皮１３０から前方に突出した三本の電力ケーブル１１０の先端部がプーリングケース５１の後端部から円筒部５１ａの内側に収容されている。

フック５２は、Ｕ字状であって湾曲部が前方に向けられた状態でプーリングケース５１の外周に固定されている。
鉄線溶接用座５３は、プーリングケース５１の円筒部５１ａと概ね径が等しい筒状体であり、円筒部５１ａと同心で当該円筒部５１ａの後端部に固定装備されている。この鉄線溶接用座５３は、後部外周に略円錐面が形成されており、当該円錐面に、海底ケーブル１００の外皮１３０から延出された複数の亜鉛メッキ鉄線１３１の先端部が溶接により接続されている。
海底ケーブル１００の布設時には、プーリングアイ５０のフック５２にワイヤーが接続され、前方に牽引される。この時、鉄線溶接用座５３に接続された全ての亜鉛メッキ鉄線１３１に張力が作用し、各電力ケーブル１１０や光ファイバケーブル１２０には張力が作用しない構造になっている。

また、光ファイバケーブル１２０は、伝送特性検査の実施のために、いずれの電力ケーブル１１０よりも十分に長い余長部分１２０ａが設けられている。この光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａは、テンションメンバ１２１の許容曲げ径以上の径（直径）で湾曲させながら環状或いは長円状に巻かれている。尚、テンションメンバ１２１の許容曲げ倍率は当該テンションメンバ１２１の外径の３５倍以上が好ましい。
そして、巻かれた光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａは、図１及び図４に示すように、最も後方に位置する電力ケーブル１１０の前側に形成される余剰空間内に配置される。

この余剰空間には、海底ケーブル１００の布設作業時に各電力ケーブル１１０と光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａとが衝突して傷等が生じないように、これらの間に仕切りとなる防護板５４が設けられている。
環状或いは長円状に巻かれた光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａには保護テープ５６が巻かれて環状或いは長円状に巻かれた状態が維持される。
そして、防護板５４と巻かれた光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａとを結束部材としての結束バンド５５により固定する。このとき、結束バンド５５は保護テープ５６の上から取り付けられ、結束バンド５５が光ファイバケーブル１２０の表面に傷を付けないようにしている。
また、防護板５４は、プーリングケース５１に対して固定されておらず、海底ケーブル１００の布設時に光ファイバケーブル１２０には張力が作用しない構造になっている。

なお、光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａを結束する結束部材は結束バンドに限らず、束ねた状態で留めておくことができるものであれば何でも良い。例えば、針金、金属線、紐、クリップ等で結束しておくことも可能である。
また、防護板５４は、金属と比べて軟らかく、軽く、加工が容易で、割れにくい素材であれば良く、例えば、合成樹脂、特に、塩化ビニル板等が好適である。

光ファイバケーブル１２０の先端部は、プーリングケース５１の前面板５１ｂを貫通して当該前面板５１ｂから前方に向かって設けられた光ケーブル先端収容箱５７内に収容されている。この光ケーブル先端収容箱５７は前方が開口しており光ファイバケーブル１２０の先端部に対する伝送特性検査を容易に行うことを可能とする。また、光ファイバケーブル１２０を伝送特性検査のために前方に引き出すことも容易になっている。

また、光ファイバケーブル１２０の先端部には、図５に示すように止水構造１５０が設けられている。この止水構造１５０は光ケーブル先端収容箱５７内に収容される。
止水構造１５０は、光ファイバケーブル１２０の先端部が挿入される樹脂製キャップ１５１と、光ファイバケーブル１２０の金属被１２３と樹脂製キャップ１５１の隙間に充填される止水材料１５２と、止水材料１５２の外周全体を被覆する第一の防水テープ層１５３と、第一の防水テープ層１５３の外周全体を被覆する第二の防水テープ層１５４とから構成されている。
樹脂製キャップ１５１は、プラスチック製のもの、より好ましくは、塩化ビニル製のものが使用される。塩化ビニル製の樹脂製キャップ１５１は、ステンレス製鉄カバーと比較して重量が軽く、作業性が良く、耐薬品性に優れ、難燃性が高く、安価であるという特徴がある。

止水材料１５２としては、例えば、ベントナイト系の止水材や合成樹脂パテ等のように、防蝕、防水性、不乾性に優れるものが望ましい。
樹脂製キャップは外力を受けると変形して隙間を生じるおそれがあるが、止水材料１５２も変形して隙間の発生を効果的に低減する。
また、第一の防水テープ層１５３と第二の防水テープ層１５４とが樹脂製キャップ１５１に巻かれているために補強され、その変形を抑制することができるようになっている。

図６は光ファイバケーブル１２０の従来の止水構造１５０Ａを示している。この止水構造１５０Ａは、光ファイバケーブル１２０の先端部が挿入される金属キャップ１５１Ａと、金属キャップ１５１Ａを光ファイバケーブル１２０の金属被１２３に溶接によって固定する溶加材１５２Ａと、溶加材１５２Ａの外周全体を被覆する第一の防水テープ層１５３Ａと、第一の防水テープ層１５３Ａの外周全体を被覆する第二の防水テープ層１５４Ａとから構成されている。
図５の止水構造１５０は、従来の止水構造１５０Ａと異なり、樹脂製キャップ１５１と止水材料１５２を使用するので、止水構造１５０の形成作業において溶接作業を不要とすることができ、簡易且つ迅速な止水構造１５０の形成を行うことが可能である。

［端末構造の形成作業］
上記端末構造１０の形成作業について順に説明する。
まず、海底ケーブル１００の各部を加工する。即ち、外皮１３０の一部を切除して介在層１４０及び各電力ケーブル１１０を前方に引き出し、介在層１４０の一部を切除して各電力ケーブル１１０を前方に引き出すように海底ケーブル１００の先端部を処理する。また、この時、三本の電力ケーブル１１０の先端位置がケーブル長さ方向について位置が異なるように先端部の切断により長さを調節する。
また、外皮１３０の被覆層１３２を除去して亜鉛メッキ鉄線１３１を前方に引き出す。
また、光ファイバケーブル１２０は、余長部分１２０ａを考慮して最も前方の電力ケーブル１１０よりもさらに十分に長く前方に引き出す。

次いで、各電力ケーブル１１０の先端部に防水用のキャップ２１を取り付け、シール層２２を形成する。
また、光ファイバケーブル１２０は、余長部分１２０ａを巻いて保護テープ５６によって束ね、結束バンド５５により防護板５４に固定する。
そして、各電力ケーブル１１０の先端部をプーリングケース５１の内部に挿入する。この時、プーリングケース５１内において、最後尾の電力ケーブル１１０の前方に防護板５４及び光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａを配置する。
また、余長部分１２０ａから延出された光ファイバケーブル１２０の先端部は、プーリングケース５１の前面板５１ｂを貫通して、光ケーブル先端収容箱５７内に挿入する。

そして、光ファイバケーブル１２０の先端部に前述した止水構造１５０を形成する。
プーリングアイ５０の鉄線溶接用座５３の後部外周に各亜鉛メッキ鉄線１３１の先端部を溶接し、プーリングアイ５０と海底ケーブル１００とを連結することにより、端末構造１０が形成される。

［実施形態の技術的効果］
海底ケーブル１００は、各電力ケーブル１１０の先端部をケーブル長さ方向について異なるように配置しているので、相互の干渉を回避して、これらを挿入するプーリングケース５１の小径化を図ることが可能となる。

また、光ファイバケーブル１２０の先端部をプーリングケース５１の前側にある光ケーブル先端収容箱５７内に配置したので、プーリングアイ５０の前方から光ファイバケーブル１２０の先端部に対して伝送特性検査を容易に行うことが可能となる。

また、光ファイバケーブル１２０の余長部分１２０ａを保護テープ５６で保護しつつ結束バンド５５で防護板５４に固定して、プーリングケース５１内に収納するので、海底ケーブル１００の布設作業時の光ファイバケーブル１２０と電力ケーブル１１０との接触や光ファイバケーブル同士の接触を回避し、光ファイバケーブル１２０を効果的に保護することが可能となる。

また、光ファイバケーブル１２０の先端部には、樹脂製キャップ１５１と止水材料１５２により止水構造を形成しているので、溶接作業を不要とし、端末構造の形成を効率良く容易に行うことが可能となる。

１０ 端末構造
５０ プーリングアイ
５１ プーリングケース
５２ フック
５４ 防護板
５５ 結束バンド
５６ 保護テープ
５７ 光ケーブル先端収容箱
１００ 海底ケーブル（光ファイバケーブル複合海底電力ケーブル）
１１０ 電力ケーブル（三心電力ケーブル）
１２０ 光ファイバケーブル
１２０ａ 余長部分
１３０ 外皮
１３１ 亜鉛メッキ鉄線(鉄線)
１５０ 止水構造
１５１ 樹脂製キャップ
１５２ 止水材料

Claims (4)

1. 三心電力ケーブルと、
   一本以上の光ファイバケーブルと、
   前記三心電力ケーブルの周囲に配置された複数の鉄線と、
   前記複数の鉄線の先端部が接続されたプーリングアイとを備える光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造であって、
   前記プーリングアイはプーリングケースとフックとを有し、
   前記三心電力ケーブルの先端部は前記プーリングケース内でそれぞれ長さ方向に異なる位置にあり、
   前記光ファイバケーブルの先端部が、前記プーリングケースの前側に配置され、前方が開口した光ケーブル先端収容箱内にあることを特徴とする光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造。
2. 前記光ファイバケーブルの余長部分は、前記光ファイバケーブルのテンションメンバの許容曲げ径以上で巻かれた状態で前記プーリングケース内に収納され、
   前記光ファイバケーブルの余長部分と隣接する電力ケーブルの間に防護板が設置され、
   前記光ファイバケーブルの余長部分を保護テープで保護しつつ結束部材で前記防護板に固定することを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造。
3. 前記光ファイバケーブルの先端部にベントナイト系の止水材又は合成樹脂パテからなる止水材料を用いて止水したことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造。
4. 前記光ファイバケーブルの先端部を、樹脂製キャップを用いて止水したことを特徴とする請求項３記載の光ファイバケーブル複合海底電力ケーブルの端末構造。

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