JPS5837954B2 - 架橋ポリエチレンケ−ブルの接続方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、架橋ポリエチレンケーブルの中間または終端
の金型モールドによる接続方法に関するものである。

従来からケーブル接続部に金型を取付け、押出機から架
橋剤を加えたポリエチレンコンパウンドを金型内に充填
し、外部から加熱架橋して絶縁補強体を形成する方法は
、比較的安定な性能を有する接続部が得られている。

しかしながら加熱に際して、熱容量の大きな加熱炉など
により金型な加熱する場合はさほどの問題は生じないが
、簡便な方法として金型に電熱線を埋設し金型自体を発
熱させる方法も用いられており、この場合には極めて厄
介な問題が発生する。

即ち、金型の熱伝導性が良い上に金型は直接外気温度に
曝されているので、加熱が終了し通電を断にすると、金
型の温度は急激に低下を始める。

従って、金型内の充填コンパウンドの半径方向温度勾配
は外部に至る程急峻なものとなり、外部から次第に凝固
が開始されることになる。

凝固は当然のことながら収縮を伴いながら進行し、内側
の未凝固部分を吸引するのでついには内部に負圧部分が
生じ、ボイドの発生に至るわけである。

このボイドは超高圧ケーブルの場合には絶縁破壊等の原
因となり、ケーブルの性能を劣化させるものであるから
、その発生を防止することが必要である。

本発明は、主としてこの冷却時におげるボイド発生を極
力防止することを目的とする架橋ポリエチレンケーブル
の接続方法を提供することにあり、その内容は、電熱線
を一体に組込んだ金型を用い金型内にポリエチレンコン
パウンドを充填して絶縁処理する場合において、充填コ
ンパウンドの冷却過程での金型温度を導体温度よりも高
く維持することを特徴とするものである。

本発明を図示の実施例に基き詳細に説明する。

第１図において、ＩＡ，ＩＢは接続すべき架橋ポリエチ
レンケーフルであり、その端部のケーブル絶縁体２Ａ，
２Ｂを鉛筆削状に形成し、芯出しをした導体３Ａ，３Ｂ
をスリーブ４により接続し、外部に露出した導体３Ａ，
３Ｂおよびスリーブ４上に内部半導電層５を施す。

この内部半導電層５がコンパウンドの押出成形中に変形
したり、移動しないように、金型内に接続部を固定する
前に熱融着処理を行なうことが好ましい。

なお、６Ａ，６ＢはケーブルＩＡ，ＩＢの外部半導電層
、７Ａ，７Ｂは遮蔽層、８Ａ，８Ｂはシースである。

そして内部に電熱線コイル９を埋設した金型１０を接続
部に周設する。

金型１０には熱電対１１が取付げられていて、その発生
する熱起電力は補償導線１２を介してプログラム式温度
調節器１３に入力し、この調節器１３の出力は例えばサ
イリスタのような電圧調整器１４を通じて電熱線コイル
９を流れる電流量を制御し、金型１０の温度制御が可能
なようになっている。

そこで、押出機１５から架橋剤を混合した未架橋ポリエ
チレンコンパウンド１６を導管１７を介して金型１０内
の空間部に充填する。

充填時にはコンパウンド１６が流動性を失わずにかつ架
橋反応を起さない程度に金型１０を予め電熱線コイル９
により加熱しておき、充填終了とともに金型１０を架橋
温度まで上昇させる。

しかし金型１０の部分部分によってコンハウンド１６の
充填深さが異なり、金型１０が奪われる熱量も異なるの
で、金型１０の温度が比較的均一化するように電熱線コ
イル９の粗密が調整されている。

一定の架橋時間が経過すると、金型１０の温度を低下さ
せてコンパウンド１６を冷却、硬化させるわけであるが
、この際に金型１０の温度をプログラム式温度調整器１
３により、定められた冷却曲線に従って低下させること
が重要である。

従来のように架橋が完了し金型１０への通電を断にする
と、自然放冷により金型温度は第２図に示す曲線Ｔ１
のように急激に低下する。

一方、導体温度は主として導体３Ａ，３Ｂを通じて熱が
逃げることによって決定されるが、その冷却速度は第２
図に曲線Ｔ３として示すように金型より緩隆で、金型温
度が先にポリエチレンコンパウド１６の凝固点（第２図
中鎖線にて示す）に到達し、金型１０の界面部から内部
に向って凝固が進行することになる。

そこで金型１０を温度制御することによって、第２図の
曲線Ｔ２に示すように、ポリエチレンコンパウド１６の
凝固点に達するまでは金型温度？曲線Ｔ２）を導体温度
（曲線Ｔ３）より高く維持し、コンパウンド１６の凝固
を導体３Ａ，３Ｂ側から開始するようにする。

かくすることにより、コンパウンド１６の収縮は内部か
ら進行し、コンパウンド１６が部分的にも一時的にも負
圧伏態となることはなくボイドの発生が防止される。

金型温度を導体騒度より高く維持するには、導体温度を
測定しながら制御すれば容易であるが、施工時の導体温
度の測定が事実上不可能なので、実験データにより予め
金型温度と導体温度の関係を求めておき金型温度の冷却
曲線を決定し、プログラム式温度調節計に設定しておく
ことが必要である。

また、このような方法によればポリエチレンコンパウン
ド１６の凝固は金型温度（曲線Ｔ２）が凝固点に達する
Ａ点で完了することになるので、冷却時間を短縮するに
は金型温度の冷却曲線Ｔ２を導体温度の冷却曲線Ｔ８に
近接すればよく、そうすることにより凝固がほぼ全体的
に平均して進行することになる。

また第２図から明らかなように冷却開始後の金型内のポ
リエチレンコンパウンド１６の内部圧力は、上述のよう
に金型温度を冷却曲線Ｔ２のように制御することによっ
て、圧力曲線Ｐ２ に示すように、制御しない場合の圧
力曲線Ｐに較べて緩慢となる利点もある。

また、冷却開始から圧力曲線Ｐ２がＯ Ｋｇ／ｃｒｒｔ
に到達する点Ｂまでは内部圧力が作用していることにな
り、内部圧力が作用している間はボイドを生ずることが
ない。

従って、上述の金型温度を導体温度よりも高く保つ時期
は、上記点Ｂと前述の金型温度の冷却曲線Ｔ２がポリエ
チレンコンパウンド１６の凝固点と交わる点Ａとの間の
時間だけでも充分である。

第３図に示す実施例は、上述のように金型１０に熱を加
え保温するのではなく、金型１０の周囲を保温材１８で
包囲し金型１０から外部に熱を放散させることなく、金
型温度を導体温度よりも高く維時するようにするわけで
ある。

保温材１８を十分吟味して選択すれば、このような方法
でも十分目的を達成できるし、先の温度制御と併用すれ
ば電力の節約にもなり良好な結果が得られる。

このような方法のもとに得られた接続部は、ボイドが殆
ど発生しないので試験結果も良好である。

例えば６６ＫＶ１００ＷＩＪＩ？−架橋ポリエチレンケ
ーブルにおいては、従来の方法のものは交流破壊電圧が
２ ０ ０ ＫＶ程度であるのに対し、この方法によれ
ば３６０ＫＶ程度まで耐え得ることが判明した。

また、試験後の解体試験でも前者はボイドがコンパウン
ド１６内側界面部に多数発生しその太きさも３μｍ以上
であるのに対し、後者はボイドが殆どなく発見できても
その大きさは１μｍ程度であった。

また、ボイドの発生をさらに減少させるために、本方法
に先立ちコンパウンド１６の充填圧力を高めることも有
力である。

即ち、ケーブル絶縁体２Ａ，２Ｂの鉛筆削状部および内
部半導電層５表面の粗さが原因で、微視的な凹部がボイ
ドとなることが知られており、この解決については表面
部を滑らかに仕上げることに主眼が置かれているが、実
験によれば例えばコンパウンド１６を５０Ｋ９／Ｃａ以
上、好ましくは８０Ｋｙ／ｃｎｔ以上に加圧すると、コ
ンパウンド１６が凹部にも十分充填され、この原因によ
るボイドが減少することが確かめられている。

以上説明したように本発明に係る架橋ポリエチレンケー
ブルの接続方法は、冷却時の金型温度を導体温度よりも
高く維持することによりボイドの発生を防止し、電気的
性能の安定した接続部を供するものであり、実用的で有
力な発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る接続方法を説明するためのものであ
り、第１図は接続部の縦断面図、第２図は冷却時の温度
、圧力の時間的特性を示すグラフ図、第３図は他の実施
クリにおける接続部の縦断面図である。 符号ＩＡ，ＩＢは架橋ポリエチレンケーブル、３Ａ，３
Ｂ＆１体、９は電熱線コイル、１０は金型、１１は熱電
対、１３はプログラム式温度調節器、１４は電圧調整器
、１６はポリエチレンコンパウンド、１８は保温材、Ｔ
１，Ｔ２はそれぞれ自然放冷時、温度制御時の金型温度
、Ｔ３は導体温度、Ｐ，，Ｐ２はそれぞれ自然放冷時、
温度制御時の金型内圧力である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電熱線を一体に組込んだ金型を用い金型内にポリエ
   チレンコンパウンドを充填して絶縁処理する場合におい
   て、充填コンパウンドの冷却過程での金型温度を導体温
   度よりも高く維持することを特徴とする架橋ポリエチレ
   ンケーブルの接続方法。 ２ 金型温度をプログラム式温度調節器により所定の冷
   却曲線に従って冷却させるようにした特許請求の範囲第
   １項記載の架橋ポリエチレンケーブルの接続方法。 ３ 金型温度の冷却曲線を導体温度の冷却曲線に近接さ
   せるようにした特許請求の範囲第２項記載の架橋ポリエ
   チレンケーブルの接続方法。 ４ 金型を保温材で包囲し金型から外気への熱の放散を
   防止した特許請求の範囲第１項記載の架橋ポリエチレン
   ケーブルの接続方法。