JPH09200924A - 電力ケーブル接続部の導体誘導加熱装置とその接続部の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出成形時（図１）又は架橋反応時、ケーブ
ル中央の導体２ａより熱が逃げている。従って導体を高
周波誘導加熱を用いて直接加熱する方法が補助手段とし
て望ましい。そこで現場で使用し易い高周波誘導加熱装
置とその装置を用いた組立作業を提供する。 【解決手段】分割型の溝付きの絶縁筒８をケーブル絶縁
体１上に固定し、耐熱エナメルで絶縁した細い素線の撚
線（リッツ線７ａ）を所定長溝に巻き、高周波電源と接
続する。本発明は誘導加熱コイル７の偏心を少なくし巻
き付けピッチ及びピッチ径が一定の安定したコイルをそ
の場で簡単に作製し同一性能の高効率加熱装置を提供す
るもので、本加熱装置を用いれば押出成形接続部の組立
作業において、導体２ａをケーブル絶縁体１上より誘導
加熱でき接続時間の短縮と高品質の接続部が作製でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブル接続
部の導体誘導加熱装置とその接続部の形成方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年架橋ポリエチレンケーブルにおい
て、２７５ｋＶ級が実用化され、更に５００ｋＶ級が実
用化されつつある。この中で注目されているのがケーブ
ルの接続技術である。ケーブルの接続は洞道内にビニー
ルハウスを作り清浄雰囲気にて行っている。

【０００３】図５（ａ）にてケーブルの金属被覆を取り
除き絶縁体１をぺンシリンング状に仕上げた後、左右の
導体同士２ａ，２ａをスリーブ２ｂで圧縮接続してケー
ブル導体接続部２を形成し、内部導電層処理をし、その
後に金型３を前記ケーブル導体接続部２を被うように設
け、架橋剤、老化防止剤を入れた絶縁樹脂を、融点より
若干高い温度にて注入孔１１より前記金型３内に押出
す。この際押出された樹脂が接触する金型３や導体接続
部２及び絶縁体１は、樹脂が冷えて流動性が下がらない
様に、同一温度に加熱維持されるのが望ましい（第１回
加熱）。加熱は金型３上のヒーター４にて行われる。

【０００４】絶縁樹脂の押出成形後に金型部を冷却して
金型を取り外した後、この成形モールドされた補強絶縁
体の樹脂表面を仕上げ加工する。続いて図５（ｂ）に示
すように補強絶縁体５上にヒーター４を巻いてその上に
架橋管６を被せる。窒素ガスで圧力を懸け補強絶縁体上
よりヒーターで加熱し２度目の加熱を１４０℃から１８
０℃にて行い補強絶縁体５の絶縁樹脂を架橋する。この
際、補強絶縁体５上のヒーター４を架橋管６上に設けて
内部を加熱する方法もある。

【０００５】押出成形時は図５（ａ）の金型３上のヒー
ター４より、又架橋反応時は図５（ｂ）の補強絶縁体５
上又は架橋管６上のヒーター４で加熱している。しかし
ケーブルには、中心部に２０００ｓｑｍｍから３０００
ｓｑｍｍの導体２ａ，２ａが有るため、熱がこの導体を
伝わって両側に逃げている。従って導体を熱する事は時
間を要し、金型３や架橋管６付近に比べ導体の温度は低
く、ケーブル絶縁体１にも半径方向に温度勾配ができて
いる。この事は押出成形時に樹脂温度が下がり導体付近
の樹脂の流動性が悪く、接続部の補強絶縁体５（図５ｂ
参照）の同心率が悪くなったり、ケーブル導体との密着
性が悪くなる一因と成っている。また架橋時には導体接
触面の付近の温度が上がらないため架橋反応が進まず、
この部分に影響されて全体の架橋時間の長時間化に繋が
っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで導体から熱が逃
げない様にする為に、高周波誘導加熱を用いてケーブル
絶縁体１を加熱することなく導体を直接加熱する方法が
補助手段として提案されている。即ち高周波誘導加熱を
金型又は架橋管の両端で行う方法が有望である。高周波
誘導加熱自体は特開昭５９ー９８４８４号，特開昭６２
ー５８８１５号や特開昭６２ー１２６８１３号公報に開
示されているが、その具体的構造が不明であり、単にケ
ーブル外周に誘導加熱のコイルを形成するものでは、コ
イル形成が面倒で性能も悪く、導体を効率よく加熱する
ことが容易でなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では現場で
使用し易い性能の優れた電力ケーブル接続部の高周波誘
導加熱装置を提供すること、またその装置を用いた電力
ケーブル接続部の押出成形による形成方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】ケーブル導体接続部を被うように設けた金
型又は架橋管の両側のケーブル絶縁体上に外周面にスパ
イラル状の溝が形成された分割型の絶縁筒を取り付け
る。このスパイラルの溝は加熱コイルのピッチとピッチ
円径で彫られている。この溝に沿ってリッツ線（本発明
では細い絶縁電線例えば耐熱エナメル線を多数撚合せた
撚線を指す。）を絶縁筒の外周上に巻き付けて誘導加熱
コイルを形成し、その加熱コイルに高周波電源を接続し
て構成される。

【０００９】更にこの装置はケーブル内の導体を誘導加
熱するのに使用されるが、導体そのものは金型の中でそ
の温度を直接測定出来ない。従ってこのコイルの使用条
件は予め実験で決めて使うことになる。従って現場で取
り付けた時いつも同じ性能の誘導加熱装置が必要であ
リ、このように誘導加熱コイルを製作すれば、ピッチ
径、ピッチともに正確でかつ偏心の無い誘導加熱コイル
が何時でも用意できる。更に本導体誘導加熱装置を用い
れば「電力ケーブルの接続部の組立作業において、導体
をケーブル絶縁体上より誘導加熱できるので導体の温度
が早く上昇し、接続時間の短縮を図った接続を行うこと
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１，図
２，図３，図４より詳細に説明する。本発明に係わる電
力ケーブル接続部の導体誘導加熱装置はケーブル導体接
続部２を被うように設けた金型３（図１参照）又は架橋
管６（図２参照）の両側のケーブル絶縁体１上に設けら
れた分割型の絶縁筒８と、絶縁筒８の外周上にリッツ線
７ａを巻き付けて形成された誘導加熱コイル７と誘導加
熱コイル７に接続された高周波電源１０とより構成され
る。

【００１１】分割型の絶縁筒８は、図３（ａ），（ｂ）
に詳細を示すように、２個の半円筒状の絶縁筒片８ａか
らなり、その外周面にスパイラル状の溝８ｂが形成され
ており、ケーブル絶縁体１上に被せた後、絶縁材料製の
ボルト８ｃ ナット８ｄで締めつけ結合することによ
り、円筒状に形成される。前記スパイラル状の溝８ｂ
は、該溝に沿って巻き付けられるリッツ線７ａにより形
成される誘導加熱コイル７の所要容量（能力）に見合う
ようにピッチ及びピッチ円径が定められている。

【００１２】誘導加熱コイル７は図４に示すような細い
外径の耐熱エナメル線を多数本撚り合わせてなるリッツ
線７ａの両端に端子７ｂが接続されたものが使用され、
リッツ線７ａ外径１０ｍｍで絶縁筒８のスパイラル状の
溝８ｂに沿って巻き付けられて、形成されるものであ
る。なお図１，２において、９は誘導加熱コイル７の端
子７ｂと高周波電源１０とを電気的に接続するブスバー
である。

【００１３】次に本導体誘導加熱装置を用いた電力ケー
ブル接続部の形成方法を図１及び図２を用いて説明す
る。なお現場工事では導体温度の測定が不可であるが、
熱電対を埋め込んで、効果をチェックするようにした。
本発明に係わるケーブル接続部の形成方法は、 １）ケーブルを所定の長さに切断し、金属被覆を取り除
きケーブル絶縁体１をぺンシリンング状に仕上げる。 ２）導体２ａ，２ａの剥きだされた部分にスリーブ２ｂ
を挿入し圧縮接続し、ケーブル導体接続部２を形成し、
内部導電層処理をする。 ３）ケーブル導体接続部２を被うように分割型の金型３
を取り付け、その上にヒーター４を巻く。 ４）押出機（図示せず。）を金型３の近傍に設置し、押
出口を金型３の絶縁樹脂の注入孔１１に接続する。 ５）本発明に係わる導体誘導加熱装置を金型３の両側に
取り付ける。即ち、金型３の両側のケーブル絶縁体１上
に分割型の絶縁筒８を設け、絶縁筒８の外周上に形成さ
れたスパイラル状の溝８ｂに沿ってリッツ線７ａを巻き
付けて誘導加熱コイル７を形成し、リッツ線７ａの両端
に設けられた端子７ｂをブスバー９を介して高周波電源
１０に接続する。（図３，図４参照）。 ６）ヒーター４の電源及び導体誘導加熱装置の高周波電
源１０を入れ金型３及び導体２ａ，２ａの予熱を行う。 ７）金型３内の導体２ａと絶縁体１の温度が絶縁樹脂の
押出温度に達した後、その温度を維持しながら押出機よ
り金型３内に絶縁樹脂を注入して補強絶縁体５（図２参
照）を成形する。 ８）絶縁樹脂を徐冷後、金型３，導体誘導加熱装置，押
出機を取り外し、補強絶縁体５（図２参照）の樹脂表面
の仕上げ加工を行う。次に図２の作業に移る。 １０）ケーブル導体接続部２を被う補強絶縁体５の上に
分割型の架橋管６を取り付けその外周にヒーター４を巻
く。架橋管内を窒素ガスで加圧する。 １１）導体誘導加熱装置を架橋管６の両側に取り付け
る。取り付け手段は工程５）に記載のものと同じなの
で、説明を省略する。 １２）ヒーター４の電源及び導体加熱装置の高周波電源
１０を入れ補強絶縁体５を加熱しその架橋を行う。 １３）架橋管６及び補強絶縁体５を徐冷後、架橋管６，
導体加熱装置を取り外し、残りの接続処理を行い、この
ようにしてケーブル接続部を形成する。

【００１４】前記工程６）では金型上のヒーター４の電
源を入れて金型温度を１２０℃に加熱維持し、同時に高
周波加熱を３０ｋＨｚにておこないスリーブ２ｂの温度
上昇をチェックした。その結果誘導加熱コイル７直下の
ケーブル導体温度２ａを１００℃に制御しながら、２時
間後９０℃の温度をスリーブ上で得る事ができた。誘導
加熱コイル７のリッツ線７ａの温度は７０℃で特別な冷
却を必要しなかった。更に工程１２）では架橋管６の外
部ヒーター４を加熱し、架橋管６の内面温度が２４０℃
に保持された。高周波加熱は前例と同じ３０ｋＨｚにて
おこないスリーブの温度上昇をチェックした。誘導加熱
コイル７直下のケーブルの導体２ａの温度を同様に１０
０℃に制御しながら、加熱したところ２時間後１４０℃
の温度をスリーブ上で得る事ができた。誘導加熱コイル
７のリッツ線７ａの温度は８０℃で特別な冷却を必要し
なかった。ここで高周波加熱効率は非常に高いので、高
周波電源１０としては約数ｋＷで充分であった。更に、
前記条件にて熱電対を入れずに、同一加熱時間で接続部
を形成し組立性能を試験したところ、全く問題無い性能
の接続部が得られた。なお本発明の前記実施の形態では
導体誘導加熱装置を、補強絶縁体５の押出成形時と架橋
時の両方の作業に用いたが、いずれか一方の作業に用い
るようにしてもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる電
力ケーブル接続部の導体誘導加熱装置は、ケーブル導体
接続部を被うように設けた金型又は架橋管の両側のケー
ブル絶縁体上に外周面にスパイラル状の溝が形成された
分割型の絶縁筒を設け、その前記溝に沿ってリッツ線を
絶縁筒の外周上に巻き付けて誘導加熱コイルを形成し、
その誘導加熱コイルに高周波電源を接続したことを特徴
とするので、リッツ線は柔軟性がよく何回でも絶縁筒に
巻き付け巻戻しができる上、撚線で表面積が大きいので
温度上昇が少なく冷却も不要である。更に絶縁筒の外周
上に所望ピッチで精度よく巻き付けて誘導加熱コイルを
形成することができ、コイルがケーブル導体と同芯を保
持できるので加熱効率が非常に高い利点がある。コイル
の取り付け取り外しも、非常に簡便である。次に本発明
は前記導体誘導加熱装置を用いて、前記金型内への絶縁
樹脂の押出成形時または架橋時にケーブル導体を誘導加
熱するので、前記押出成形時または架橋時の作業時間を
短縮することができ電力ケーブルの接続作業を短時間に
能率よく行うことができる他、また接続部の絶縁性能の
再現性も改良することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電力ケーブル接続部の補強絶縁体の押出成形状
態を示す説明図

【図２】電力ケーブル接続部の補強絶縁体の架橋状態を
示す説明図

【図３】図３（ａ）は絶縁筒の上部半截断面正面図で、
図３（ｂ）は側面図

【図４】誘導加熱コイルを構成するリッツ線の概要図

【図５】図５（ａ）は従来の電力ケーブル接続部の補強
絶縁体の押出成形状態を示す説明図図５（ｂ）は前記補
強絶縁体の架橋状態を示す説明図

【符号の説明】

１・・・ケーブル絶縁体 ２・・・ケーブル導体接続部 ２ａ・・導体 ２ｂ・・スリーブ ３・・・金型 ４・・・ヒーター ５・・・補強絶縁体 ６・・・架橋管 ７・・・誘導加熱コイル ７ａ・・リッツ線 ７ｂ・・端子 ８・・・絶縁筒 ８ａ・・絶縁筒片 ８ｂ・・溝 ８ｃ・・ボルト ８ｄ・・ナット ９・・・ブスバー １０・・・高周波電源 １１・・・注入孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーブル導体接続部を被うように設けた金
   型又は架橋管の両側のケーブル絶縁体上に外周面にスパ
   イラル状の溝が形成された分割型の絶縁筒を設け、その
   前記溝に沿ってリッツ線を絶縁筒の外周上に巻き付けて
   誘導加熱コイルを形成し、その誘導加熱コイルに高周波
   電源を接続したことを特徴とする電力ケーブル接続部の
   導体誘導加熱装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の導体誘導加熱装置を用い
   て、前記金型内への絶縁樹脂の押出成形時又は架橋時に
   ケーブル導体を誘導加熱することを特徴とする電力ケー
   ブル接続部の形成方法。