JPS6023441B2 - 電気ケ−ブルおよびその絶縁材を形成する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に電気ケーブルに係り、特に、鰭力ケーブ
ル及びその製造方法に係る。

電気ケーブルは、シースを被せた状態で、即ち或る導体
を別の導体の中に配置した同軸構成で形成されているの
がいまいまある。

内部の導体と外部の導体との間には絶縁材によって電気
的な分解が与えられる。抵温ケーブルに於いては、ケー
ブルの温度及び低抗値を下げ、ひいてはケーブル内での
電力損失を少なくするために冷却剤即ち寒剤が設けられ
る。典型的には、液体冷却剤でケーブルを取り巻く様に
してケーブルが低温の包囲体内に配置される。又、内部
導体が中空であってそこに冷却剤を流す様にしてもよい
。周囲温度条件の下で作動する電気ケーブルも低温条件
の下で作動する電気ケーブルも、大きな絶縁耐力、小さ
な譲導損、適正な機械的特性並びに妥当なコストを有す
る絶縁体を必要とする。

これまで低温ケ−ブルには多数の絶縁体が使用されてい
るが、その成攻性はまちまちである。或る解決策によれ
ば、冷却剤及び絶縁体の両方として寒剤が使用されてい
る。大部分の寒剤は絶縁耐力が悪いのでこの解決策はお
おかた不成巧である。別の解決策は、ケーブルの電気絶
縁及び熱絶縁の両方に真空を使用することである。これ
は絶縁領域から寒剤の使用を除去するが、真空の使用は
、ケープルのいずれかの点が破損して場合にそのライン
全体が汚染することを含む或る制約を与える。更に別の
解決策に於いては、寒剤が存在する中で可榛性ケーブル
の絶縁を与えるために絶縁テープが導体に巻き付けられ
る。然し乍ら、テープを巻き付けられたケーブルの絶縁
破壊電圧は、テープの経縁耐力の関数としてはわずかに
、テープの接合ギャップに存在する寒剤の絶縁耐力の関
数としては大きく左右される。本発明の目的は、絶縁特
性の改善された電気ケーブルを提供することである。

本発明の別の目的は、改良された絶縁材を有する低温ケ
ーブルを提供することである。

本発明の別の目的は、同軸ケーブルの導体間に固体絶縁
材を形成する方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、低温ケーブルに固体絶縁材を
形成する方法を提供することである。

簡単に説明すると、本発明によれば、同軸ケーブルの導
体間のスペースに液体又は気体形態の絶縁材を充填し、
そしてこの絶縁材の温度をその凝固点より下げて固体の
絶縁体を形成することにより、同軸ケーブルの導体間に
改良された固体絶縁材が設けられる。内部導体が中空で
ある様な低温ケーブルに於いては、この内部導体に冷却
剤を通すことにより絶縁体が好都合にも内部ケーブルの
表面から形成され始め、電界強度が最大である内部導体
の表面付近に空所がない状態で絶縁体が形成される。空
所の存在を少なくするため内部導体と外部導体との間の
スペースに絶縁材が加圧状態で与えられるのが好ましい
。固体絶縁体があまりに急激に気化して圧力の上昇を伴
なう場合には、圧力リリーフ点を作るために外部導体に
複数個の穴を設けるか又は外部導体の内面に刻み目が付
けられる。

同軸ケーブルが低温包囲体内に設けられる場合には、低
温包囲体内のスペース全体に絶縁材を充填し、そして同
軸ケーブル内の絶縁材が凝固した後に低温包囲体から余
計な絶縁材が取り出される。

本発明の特徴は、内部導体と外部導体との間に固体の絶
縁材を有した低温ケーブルにある。

本発明の別の特徴は、絶縁材の急激な気化によって生じ
た圧力を毅除するため外部導体が複数個の穴を有した様
な同軸ケーブルにある。本発明の別の特徴は、固体絶縁
材があまりに急激に気化する場合に破裂点を与えるため
外部導体の内面に刻み目が付けられた様な同雛ケーブル
にある。

本発明の目的及び特徴は添付図面を参照した以下の詳細
な説明より容易に理解されよう。

第１図は本発明による低温ケーブルの部分断面図である
。

低温の３相送電用として同軸ケーブル１０，１２及び１
４が低温包囲体１６内に配置される。これらのケーブル
は説明上多数の形態で示されており、そしてここで使用
する同軸ケーブルという語はシールドを被せたケーブル
及びシースを被せたケーブルを含むものとする。３本の
ケーブルを示すために包囲体１６の１部が除去されてい
る。

ケーブル１４は断面で示されており、そして絶縁性のス
ベーサ２４によって外部導体２２内に支持された内部導
体２０を備えている。内部導体２０と外部導体２２との
スペースには凝固された絶縁材２６が設けられている。
スベーサ２４は以下で更に述べる様にケーブルの製造中
に内部導体と外部導体とのスペースに絶縁材を流れ易く
するために複数個の穴２８を有している。内部導体２０
は中空でありそして低温冷却剤則ち寒剤の流れを受け入
れる様にするのが好ましい。３本のケーブルによって占
有されない包囲体１６内のスペースにも低温物質が設け
られる。

第１図の実施例に於いては、ケーブル１０が堅固なもの
であり、そして内部導体及び外部導体は連続的な導軍性
物質で作られる。

或いは又、可榛性ケーブル１２及び１４によって示され
た様に、内部導体及び外部導体はマンドレルに巻き付け
られた導電性テープ２９で形成されてもよい。堅固なケ
ーブルは通常は低温包囲体が設置される時に組立てられ
、一方可操性ケーブルは包囲体を粗立てた後にそれに引
張り通されらる。超導電性ケーブルの場合には、超導電
性物質、例えばニオブースズ（Ｎｄ３Ｓｎ）又はニオブ
ーゲルマニウム（Ｎも戊）が内部導体の外面にテープの
形態で設けられる。本発明の１つの特徴によれば、後述
する様に、固体絶縁材が急激に気化した場合に余計な圧
力をリリーフするため外部導体の表面に複数個の穴３０
が設けられる。或いは又、固体絶縁材が急激に気化した
場合に余計な圧力をリリーフするための破裂点を設ける
様に外部導体の内面に刻み目が入れられてもよく「これ
が導体１０の面に点線３２で示されている。欠陥が生じ
た場合には、破裂した物質が、実質的に電界及び磁界の
ない領域へと半径方向外側に出るが、その存在による影
響は無視できる。本発明による低温ケーブルの別の実施
例が第２図に示されており、低温包囲体４６に設けられ
たケーブル４０，４２及び４４‘ま波状の可鏡性円筒で
作られた内部導体及び外部導体を有しており、従ってこ
れらケーブルは可榛性であり、低温包囲体４６に通され
る。

ケーブル及び低温包囲体を設置した後にケープル内に絶
縁材が形成される。

ケーブルの内部導体と外部導体との間のスペースに空所
が生じるのを少なくするため絶縁材はこれらの導体間の
スペースに液体の形態で且つ加圧状態で入れられるのが
好ましい。空所が形成されたとしても、非常に低温での
作動に対してはそれらの存在が取るに足らないものであ
ると予想できる。これは、ほとんどの物体は１がＫ以下
では固体であり、従って空所内の蒸気圧は非常に低いか
らである。それに対して、周囲温度での固体中の空所は
大気圧でガスを保持しそして空所内に部分放電を持続し
有害な結果を招く頃向がある。絶縁材は、必要な絶縁性
を与え且つ有毒性でも腐食性でもない種々様々の物質か
ら選択される。使用することのできる流体絶縁材のＩＪ
ストを以下に示すが、これは解説上のものであって全て
を包含するものではない。化学・式名称液化点℃Ａｒア
ルゴン−１８６Ｎ２窒素−１９６ＳＦ６サルフアヘキサ
フルオ。

ラィドく−６４℃で昇華）００２二酸化炭素く−７９℃
で昇華）ＳＯムＦ５サルフアクロライトベンタフルオラ
イドー２１Ｆ２ＮＳＦ５ジフルオラミノサルフアベンタ
フルオライド−１８００Ｓカルボニルサルフアイドー５
０Ｎ２０酸化窒素−８９ＳＯＦ２チオニルフルオライド
−４４０日４メタン−１６２０Ｆ４ーカーボンテトラフ
ルオライト１ー１２８０ＨＯとＦ２クロロジフルオロメ
タン−４１００と２Ｆ２ジクロロジフルオロメタンー３
０００とＦ３クロロトリフルオロメタン−８１０Ｂ「Ｆ
３ブロマトリフルオロメタン−５８０Ｆ３０Ｆ３へキサ
フルオロエタン−７８００とＦ２０Ｆ３クロロベンタフ
ルオロエタン−３９オクタフルオロフロハンＯＦ３０Ｆ
３０Ｆ３０−−３７０日２＝ＯＨ．ＯＨ３プロビレンー
４８０Ｈ＝ＯＨアセチレン−８４０Ｆ３０ニ００Ｆ３へ
キサフルオロ−２ーブチンー２５０Ｆ３００Ｆ３ビス（
トリフルオロメテル）ヱーブル−５９（ＯＦ２）４オク
タフルオロシクロブタン一６０Ｆ３ＳＯＦ３ビス（トリ
プルオロメチル）サルフアイド−２２ＯＦ３ＳＦ５トリ
フルオロメチルサルフアベンタフルオロライド−２０Ｓ
０２こ酸化イオゥ−１０００と４四塩化炭素７６．８０
Ｓ２二硫化炭素４６．３０７Ｆ，４ハーフルオロヘフテ
ン（バーフルオロメチルエソコヘキサン）０４Ｆ６へキ
サフルオロブチン（へキサフルオロブタリエン）０８Ｆ
１６１，２−トリオフルオロメチルーデカフルオロシク
ロヘキサン０７Ｆ８トリフルオロメチル−ペンタフルオ
ロベンゼンｉｓ。

〇４Ｆ８ハ−フルオロフプン−２ｃ−０４ｒ８ハ−フル
オロシクロブタン０６Ｆ，。パーフルオロシクロヘキセ
ン０６Ｆ，２パーフルオロソメチルシクロブタン同軸ケ
ーブルの導体間のスペースに加圧液体絶縁材を与えた後
、絶縁材の温度をその凝固点以下に下げて導体間に固体
絶縁材を形成する。同藤ケーブルの内部導体に液体冷却
剤乃至は寒剤を通して、内部導体の外面から絶縁材を凝
固し始める様にし、それにより送電中電界強度が最大で
ある内部導体の表面付近に空所ができるのを少なくする
ことによって、温度を下げるのが好ましい。又、内部か
ら半径方向外部へと冷却するこのプロセスは、有害な不
純物や欠陥物を大電界領域から外方へと優先的に移動さ
せる。第１図のケーブル１２の様にケーブルの外面に穴
が設けられた場合には、低温包囲体全体に液体絶縁材が
充填されそして半径方向の温度勾配が維持される。

各ケーブルの内部導体と外部導体との間のスペースの絶
縁材が凝固した後、低温包囲体内のその他の液体絶縁材
を取り出し、そしてこの包囲体をパージしてきらこの包
囲体に低温物質を充填する。従ってケーブル内には固体
絶縁体が残されるが、包囲体内の他のスペースには低温
物質が充填される。本発明の別の実施例によれば、内部
導体を絶縁材の凝固温度以下に冷却した状態で同軸ケー
ブルに蒸気の形態の絶縁材が通される。

このガスがケーブルに流れる時にはこの絶縁材が内部導
体に於いてェピタキシャル成長状態で凝縮し、そして２
つの導体間のスペースが完全に満たされる。前記した様
に、同軸ケーブルの外部導体内に内部導体を保持する固
体スベーサには穴が設けられており、これは液体又は気
体の形態の絶縁材をケーブルの全長に流すことができる
様にする。本発明により固体絶縁材を有したケーブルを
形成することは、低温ケーブルの使用目的に特に有用な
改善された絶縁体をもたらす。それにより出来た同軸ケ
ーブルは絶縁耐力が改善され且つ誘電損が少さし、。そ
の上、ケーブルの製造コストも比較的安い。特定の実施
例を参照して本発明を説明したが、この説明は解説弐た
めのものに過ぎず、本発明の範囲をこれに限定するもの
ではない。

本発明の範囲から逸脱することなく色々な変型がなされ
得るということが当業者に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低温ケーブルの部分断面図、第２
図は本発明によるケーブルの別の実施例を示した部分断
面図である。 １０，１２，１４・・・同軸ケーブル、１６・・・低温
包囲体、２０・・・内部導体、２２・・・外部導体、２
４…絶縁性のスベーサ、２６・・・凝固された絶縁材、
２８・・・スべ−サの複数個の穴、３０・・・外部導体
の複数個の穴。 打ス役一−／ 打スＧ−−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同軸ケーブルが低温包囲体内に設けられそして上記
   同軸ケーブルの外部導体がその表面に圧力リリーフ領域
   を備えているような同軸ケーブルの導体間に固体絶縁体
   を形成する方法に於いて、上記導体間及び上記低温包囲
   体のスペースに流体形態の絶縁体を充填し、上記流体が
   外方へと凝固するような温度勾配で、上記絶縁材の温度
   をその凝固点よりも下げ、上記同軸ケーブル内の絶縁材
   が凝固した後に余計な液体絶縁材を上記低温包囲体から
   取り出することを特徴とする方法。 ２ 内部導体と、外部導体と、これら両導体を収容する
   低温包囲体と、上記内部導体と外部導体とのスペースに
   ある固体絶縁材と、上記絶縁材の温度をその凝固点より
   下に維持する手段であつて、上記内部導体及び上記低温
   包囲体に通流する寒剤を含む様な手段と、上記外部導体
   にある圧力リリーフ手段とを備えたことを特徴とする同
   軸ケーブル。