JPH02174020A - 電力ケーブルの外径制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は架橋ＰＥ（ポリエチレン）電力ケーブルの外径
制御装置に関し、特に、加硫筒内で架橋中のケーブル外
径の測定値に基づいて仕上がりケーブルの外径制御を可
能にした電力ケーブルの外径制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、連続加硫装置（ＶＣＶ、ＣＣＶ等）によって製造
される架橋ＰＥ（ポリエチレン）電力ケーブルは、架橋
および冷却終了後に巻取機付近においてケーブル外径を
測定しており、外径値が規定値から外れた場合、作業者
によって押出機のスクリュー回転数、もしくはケーブル
の引き取り速度を調整することによってケーブル外径を
修正している。

しかし、測定位置が押出機のクロスヘツドから数十ｍか
ら数百ｍｉ９れた場所にあり、押出被覆後から相当時間
が経過しているため、外径値が規定値からはずれている
場合に修正を行ったとしても、数十ｍから数百ｍのケー
ブルの製造が既に終了していることになる。このため、
ケーブル外径を所定の精度でタイミング良く自動制御す
ることは不可能であった。

そこで、この問題（押出被覆から測定までの時間の短縮
化）を解決するため、絶縁材料を架橋する加硫筒にガラ
スを埋め込み、その外部に配設された光学式の外径測定
器によって測定を行っている。この方法によると、絶縁
体の押出被覆直後に測定することができるため、修正を
タイミング良く行うことができる。

〔発明が解決しようとる課題〕

しかし、従来の電力ケーブルの外径制御方法によると、
加硫筒内で絶縁材料が加熱架橋されているため、絶縁材
料の熱膨張によって実際の外径と相違してしまい、外径
測定器が測定した測定値に基づいて外径制御を行うと、
不安定で精度の悪いものになるという不都合がある。

従って、本発明の目的は加硫筒内で架橋中のケーブル外
径の測定値に基づいて安定した精度の良い外径制御を行
うことができる電力ケーブルの外径制御装置を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上述べた目的を実現するため、電力ケーブル
の仕上がり外径と、加硫筒内での絶縁材料の熱膨張を考
慮して外径目標値を演算し、その外径目標値と外径測定
器で測定した加硫筒内でのケーブル外径測定値から偏差
値を算出し、その偏差値に基づいて導体押込速度、絶縁
体の押出速度、ケーブル線心の引取速度等を制御するよ
うにした電力ケーブルの外径制御装置を提供するもので
ある。

即ち、本発明の電力ケーブルの外径制御装置は以下の手
段を備えている。

（１）速度調整手段 押込キャプスタン、引取機、もしくは押出機のスクリュ
ー速度を調整するものであり、例えば、押込キャプスタ
ン、引取機、もしくは押出機を駆動する直流モードル等
の駆動手段と、電源から駆動手段に供給される電力のデ
ユーティ比を制御するサイリスクと、このサイリスタの
オン、オフを制御するサイリスク制御装置等によって構
成されている。駆動手段は、例えば、速度設定器によっ
て予め所定の基準速度に設定されているが、サイリスク
制御装置から出力される駆動信号に基づいてサイリスク
のデユーティ比を変えることにより基準速度を調整する
ようになっている。

（２）外径測定手段 加硫筒内で加熱架橋されるケーブルの外径を測定するも
のであり、例えば、加硫筒の所定位置にサイトガラスを
嵌め込み、このサイトガラスに光学式測定装置を構成す
る一対のセンサを配設している。この測定装置で測定さ
れた測定値は後述する比較手段に出力される。

（３）比較手段 ケーブルの仕上がり外径値と、加硫筒内における絶縁材
料の熱膨張を考慮してケーブルの外径目標値を演算し、
外径測定手段によって測定された外径測定値とを比較し
てその偏差値を算出するものであり、この偏差値を後述
する制御手段に出力する。

（４）制御手段 前述した比較手段によって算出された前記偏差値に基づ
いて速度調整手段を制御するものである。

この制御部には、例えば、ケーブル製造速度、ケーブル
の仕上がり外径値、導体外径値、および押出機から外径
測定手段までの距離等の外径制御に必要な情報が入力さ
れており、比較手段からの偏差値、およびこれらの情報
に基づいて押込キャプスタン、引取機等のケーブル速度
、もしくは押出機のスクリュー速度を補正する制御信号
を速度調整手段に出力する。

〔作用〕

外径測定手段によって測定される加硫筒内でのケーブル
外径測定値と、加硫筒内での絶縁材料の熱膨張を考慮し
たケーブルの外径目標値とを比較手段で比較し、その偏
差値に基づいて速度調整手段を制御するようにしたため
、安定した精度の高い外径制御を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の電力ケーブルの外径制御装置を詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、加硫装置およびその
外径制御装置の全体図である。ニップルおよびダイス（
何れも図示せず）によって構成される押出機１のクロス
ヘツド２には押込キャプスタン（図示せず）によって導
体３が供給され、ここで導体３の外周に絶縁材料５が被
覆されて中間ケーブル（絶縁導体）２０が製造される。

この導体３の供給は押込キャプスタンを駆動する直流モ
ードル１５によって行われ、直流モードル１５は後述す
る速度設定手段１３によって予め設定された基準速度で
駆動するようになっている。このクロスヘツド２には加
硫筒４が取り付けられており、クロスヘツド２で製造さ
れた中間ケーブル２０を架橋する。

加硫筒４の所定の位置までは中間ケーブル２０を架橋す
る蒸気、もしくは不活性ガスが充満しており、下方には
架橋された中間ケーブル２０を冷却する冷却水１７が満
たされている。また、この加硫筒４の所定の位置（内部
に蒸気、もしくは不活性ガスが充満している適宜位置）
にサイトガラス６が嵌め込まれており、その両側には中
間ケーブル２０の外径を測定する光学式外径測定装置（
発光器と受光器）７が配設されている。この光学式外径
測定装置７は表示手段９を介して比較器２１に接続され
ている。一方、作業者等によって所望のケーブル仕上が
り外径値を設定する設定装置８（表示手段２４を有する
）に演算装置（例えば、オペアンプ）　１０が接続され
ており、演算装置１０は設定装置８で設定されたケーブ
ル仕上がり外径値と光学式外径測定装置７の位置に基づ
いて所定の演算を行い、加硫筒４内における絶縁材料５
の熱膨張を考慮したケーブル外径の目標値を算出する。

演算装置１０は表示手段１１を介して比較器２１に接続
されており、光学式外径測定装置７から出力された加硫
筒４内での中間ケーブル２０の外径測定値と、演算装置
１０で演算された外径目標値とを比較してその偏差値を
算出する。比較器２１は外径制御装置１２に接続され、
外径制御装置１２は比較器２１で算出された偏差値に基
づいて所定の演算を行う。即ち、外径制御装置１２には
外径制御に必要な情報信号Ａ（押込キャプスタンの設定
速度）、Ｂ（仕上がりケーブルの外径値）、Ｃ（導体３
の外径値）、Ｄ（クロスヘツド２から光学式外径測定装
置７までの距離）等が入力されており、これらの情報信
号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの各値と偏差値を所定のプログラムに
基づいて演算し、加硫筒４内での中間ケーブル２０の外
径測定値を外径目標値に一致させるための中間ケーブル
２０の補正速度（例えば、押込キャプスタンの速度）を
算出する。この外径制御装置１２は演算装置２２に接続
されており、算出した補正速度を制御信号として出力す
る。演算装置２２はこの他に直流モードル１５の基準速
度を設定する速度設定器１３と、直流モードル１５の速
度を検出するモードル速度検出器１６が接続されており
、速度設定器１３は電源■ゎと、可変抵抗器によって構
成され、可変抵抗器の可動端子１３ａを抵抗１３ｂ上を
スライドさせて出力電圧を変化させ、この出力電圧を速
度信号として演算装置２２に出力している。演算装置ｆ
２２はこれらの信号（外径制御部１２の制御信号、速度
設定器１３の速度信号、モードル速度検出器１６の検出
信号）に基づいて所定の演算を行い、最終的な直流モー
ドル１５の駆動速度を算出する。この演算装置２２はサ
イリスク制御装置（例えば、オペアンプ）１４に接続さ
れており、サイリスク制御装置１４は演算装置２２の演
算結果に基づいて所定のデユーティ比の駆動信号を生成
する。サイリスク制御装置１４はサイリスタ２３に接続
されており、生成した駆動信号を出力する。これによっ
てサイリスタ２３はこの駆動信号に基づいて電源■、か
らの電力をオン、オフし、直流モードル１５を制御する
ようになっている。

以下、本発明の動作を第２図（ａｌ、（ｂｌを含めて説
明する。

まず、作業者は予めテンキー等を使用して設定装置８に
設計されたケーブル外径値り、を入力する。次に、速度
設定器１３に直流モードル１５の速度を設定する。これ
によって速度設定器１３から基準速度信号が演算装置２
２に出力され、演算装置２２は所定の演算を行い、速度
信号をサイリスク制御装置１４に出力する。サイリスク
制御装置１４はこの速度信号に基づいて所定の駆動信号
をサイリスタ２２に出力し、サイリスタ２２は電源■８
からの電力を適宜、オン、オフして直流モードル１５を
駆動させる。このため、押込キャプスタン（図示せず）
は作動し、導体３を押出機１のクロスヘツド２に供給す
る。導体３はクロスヘツド２において押出機１から押し
出された絶縁材料５をその外周に被覆され、中間ケーブ
ル２０が製造される。中間ケーブル２０は矢印方向に供
給され、加硫筒４において蒸気、もしくは不活性ガスに
よって加熱架橋される。

このとき、加硫筒４の所定の位置にサイトガラスを介し
て配設された光学式外径測定装置７が架橋中の中間ケー
ブル２０の外径を常時測定しており、この測定値Ｄ２を
表示手段９を介して比較器２１に出力する。一方、設定
装置８で設定した設定値り、は演算装置１０に出力され
、ここで、加硫筒４内における絶縁材料５の熱膨張を考
慮したケーブル外径の目標値Ｄ３を算出する。演算装置
１０で算出された外径目標値Ｄ３は比較器２１に出力さ
れ、測定装置７から出力された外径測定値Ｄ２と比較し
てその偏差値Δεを算出する。比較器２１はこの偏差値
ΔＣを外径制御装置１２に出力し、外径制御装置１２は
偏差値Δεを各情報信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに基づいて演算
し、これによって中間ケーブル２０の外径値Ｄ２を目標
値Ｄ３に一致させるための直流モードル１５の速度■を
算出する。外径制御装置１２によって算出された速度Ｖ
は制御信号として演算装置２２に出力する。一方、モー
ドル速度検出器１６は直流モードル１５の速度■、を検
出しており、モードル速度検出器１６はこの直流モード
ル１５の速度■１を検出信号として演算装置２２に出力
している。また、直流モードル１５の速度を設定する速
度設定器１３は予め設定した速度■。を演算装置２２に
出力する。演算装置２２はこれらのデータ（Ｖ、Ｖ、　
、Ｖ。）を演算して最終的な直流モードル１５の速度Ｖ
ｅを算出し、この算出した速度信号をサイリスク制御装
置１４に出力する。サイリスク制御装置１４は演算装置
２２で算出されたデータに基づいて所定の駆動信号を生
成し、サイリスタ２３に出力する。この駆動信号は第２
図（ａｌに示すように、例えば、測定値Ｄ３が目標値Ｄ
２より大きい場合はにケーブル速度を速くして外径を小
にする制御が行われるため、サイリスク制御装置１４の
出力は時間１．だけサイリスタ２３をオンする駆動信号
から時間ｔ２だけサイリスタ２３をオンする駆動信号と
なり（ｔｚ＞ｔ＋）、また、この制御によって測定値り
、が目標値Ｄ２より小さ（なった場合にはケーブル速度
を遅くする制御が行われるため、サイリスタ制御装置１
４の出力は時間ｔ２だけサイリスタ２３をオンする駆動
信号から時間ｔ、だけサイリスタ２３をオンする駆動信
号となる（ｔ、くｔｚ）、このような駆動信号をサイリ
スタ２３に出力することによってサイリスタ２３はこの
駆動信号に応じて電源Ｖ、からの電力供給をオン、オフ
し、これによって直流モードル１５の速度制御を行う。

この制御は第２図（ｂ）に示されているように、サイリ
スタ２３のデユーティ比に応じて直流モードル１５の速
度が変化する。このような速度制御を行うことにより製
造される仕上がりケーブルの外径変動を高精度にタイミ
ング良く修正することができ、一定のケーブル外径に保
つことができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の電力ケーブルの外径制御装
置によると、ケーブルの仕上がり外径と、加硫筒内での
絶縁材料の熱膨張を考慮したケーブル外径目標値を演算
し、その外径目標値と外径測定器で測定した加硫筒内で
のケーブル外径測定値との比較から偏差値を算出し、そ
の偏差値を押出機または押込キャプスタンの駆動速度に
フィードバックするようにしたため、以下の効果を奏す
ることができる。

（１）高精度の外径制御を行うことができ、これによっ
て製造されるケーブルの外径を一定に保つことができ、
製品々質を向上することができる。

（２）高精度でケーブルを製造するため、使用コンパウ
ンドを低減することができ、コストダウンを図ることか
できる。

（３）次工程の金属シースの製造において、シース内径
の精度を向上させることができ、これによって金属シー
スとケーブルコアとの密着度を良好にすることができる
。また、傾斜地等にケーブルを布設した場合でも滑落防
止を図ることができる。

（４）ケーブルジヨイントの際に終端ケーブルヘノド内
のストレスコーンの嵌め合いも良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図（ａ）
、（ｂｌは本発明の速度制御を示し、（ａｌはデユーテ
ィ比のタイミングチャート、（ｂ）は駆動速度を示すグ
ラフ。 符号の説明 ・−・−一−−−−押出機　　　　　２・・・−・・・
−・・−導体　　　　　　４−・・・−−−−一−−絶
縁体　　　　　６・−−−−−−・−・光学系外径測定
装置−・−ｍ−−−−−・・設定装置 、１１．２４−−−−−−・−表示手段クロスヘツド 加硫筒 サイトガラス ・−外径制御装置 速度設定器 サイリスク制御装置 ・直流モードル ・−モードル速度検出器 冷却水 中間ケーブル　　２１−−−−−−・比較器・・・−・
−演算装置　　　　２３・・−・−・・・サイリスク、
ＶＣ・−一−−−−−−・−電源 １２−−−−一・ １４−・・・−−−・−・ １５・・−・ ■８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導体の外周に絶縁体を押出し被覆し、これを加硫筒内の
   蒸気または不活性ガスによって加熱架橋する電力ケーブ
   ルの連続加硫装置において、前記絶縁体を被覆される導
   体の速度を調整する速度調整手段と、 前記加硫筒内で前記絶縁体の外径を測定する外径測定手
   段と、 前記外径測定手段の位置に応じて定められた前記絶縁体
   の外径目標値と、前記測定手段によって測定された外径
   測定値とを比較してその偏差値を算出する比較手段と、 前記比較手段によって算出された前記偏差値に基づいて
   前記速度調整手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とする電力ケーブルの外径制御装置。