KR20070012387A - 전기 케이블을 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와, 케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계를 포함한다. 다음으로, 먼저, 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분은 각각 제1, 제2, 및 제3 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택된다.
전력 케이블, 중합체 절연 재킷, 빈 간극 체적, 도체 차폐부, 중심 스트랜드형 도체

Description

전기 케이블을 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 방법 {METHOD FOR SELECTING FORMULATIONS TO TREAT ELECTRICAL CABLES}
본 발명은 전력 케이블의 유전 강도를 향상시키기 위한 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 전기 케이블 세그먼트를 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 효율적이고 효과적인 방법에 관한 것이다.
지하 전기 케이블의 광범위한 네트워크가 산업화된 사회의 많은 부분에 적절하게 존재한다. 이러한 지하 배전은 바람, 얼음 또는 번개 손상을 받지 않고, 주위의 경관을 해치지 않으면서 전력을 송출하기 위한 신뢰할 수 있는 수단으로서 고려되는 점에서, 종래의 가공선로에 대해 큰 장점을 제공하고, 후자의 특징은 교외 및 도시에서의 설치에 있어서 특히 높이 평가된다. 불행하게도, 반전도성 차폐부, 절연 재킷 층 및 절연 차폐부에 의해 둘러싸인 스트랜드형 도체를 일반적으로 포함하는 이러한 케이블은 종종 조기 파손을 겪거나, 30 내지 40년의 그 원래의 예상 수명을 달성하지 못한다. 그의 유전 파손은 대체로 케이블의 절연체의 점진적인 열화로 이어지는 적어도 2가지의 소위 "트리잉(treeing)" 현상에 기인한다. 제1의 "전기적 트리잉"은 궁극적으로 절연 재료 내의 미세 분지 채널의 형성으로 이어지는 강한 전기장의 존재 시의 많은 전기 방전의 생성물이고, 이로부터 기술(記述)적 인 용어가 도출되었다. 유사한 메커니즘인 "수트리(water tree)"는 절연 재료가 수분 및 전기장에 동시에 노출되었을 때 관찰된다. 후자의 메커니즘은 전기적 트리잉보다 훨씬 더 점진적이지만, 이는 상당히 낮은 전기장에서는 발생하지 않고, 그러므로 감소된 케이블 사용 수명에 대한 주요한 기여 인자로 고려된다. 지하 케이블의 고장난 섹션을 교체하는 것이 비용이 매우 많이 들고 복잡한 절차일 수 있으므로, 전기 공공 산업의 분야에서, 기존의 지하 케이블의 사용 수명을 비용 효과적인 방식으로 연장시키려는 강한 동기가 있다.
바더(Bahder) 및 프리스진(Fryszczyn)에 의한 초기의 2가지 노력은 단순히 절연체를 건조시키거나, 그러한 건조 단계 후에 도체의 기하학적 특징과 관련된 빈 체적 내로 특정 액체를 도입함으로써 사용 중인 케이블을 재생하는 것에 초점을 맞췄다. 따라서, 미국 특허 제4,545,133호에서, 발명자는 케이블의 내부를 통해 건조 기체를 연속적으로 통과시킴으로써 케이블의 절연체의 전기 화학적인 분해를 지연시키기 위한 방법을 개시한다. 질소만이 사용되는 기체로서 명확하게 언급되어 있고, 기체를 도입하기 위해 고려되는 최대 압력은 50 psig(대기압 이상의 평방 인치당 파운드)이다. 이러한 방법은 번거로울 뿐만 아니라, 건조 기체 공급의 광범위한 모니터링 및 계획된 보급을 요구한다. 바더의 미국 특허 제4,372,988호는 케이블을 건조시키는 단계와, 그 다음 케이블 내부에 트리 지연 액체를 연속적으로 공급하는 단계를 포함하는, 배전 케이블을 재생하기 위한 방법을 개시한다. 액체는 케이블의 내부로부터 절연체 내로 확산되는 것으로 믿어졌고, 미세 트리를 충전하여 케이블의 사용 수명을 증가시킨다. 이러한 개시 내용은 지연제가 케이블로부 터 삼출되거나 누출될 수 있는 단점을 겪는다. 액체의 손실은 일정한 수준의 액체를 유지하기에 적합한 외부 저장소가 제공된 양호한 실시예에 의해 해결되어, 이러한 방법의 복잡성을 더욱 증가시켰다.
바더에 의한 개시 내용에 대한 개선이 빈센트(Vincent) 등에 의해 미국 특허 제4,766,011호에서 제안되었고, 여기서 트리 지연제 액체는 방향성 알콕시실란의 특정 부류로부터 선택되었다. 다시, 트리 지연제는 케이블 도체의 간극으로 공급되었다. 그러나, 이러한 경우에, 유체는 절연체 내의 수트리 공극 내에서는 물론 케이블의 내부 내에서 중합될 수 있고, 그러므로 케이블로부터 누출되지 않거나, 단지 그로부터 낮은 속도로 삼출된다. 몇몇의 신속하게 확산되는 성분을 채용하는 이러한 방법 및 그의 변경(미국 특허 5,372,840호 및 제5,372,841호)은 지난 10여년 동안 상업적인 성공을 누렸지만, 비교적 작은 직경을 갖는 지하 주거용 배전 (URD) 케이블을 재생할 때 여전히 몇 가지 실질적인 제한을 가지며, 그러므로 최적 유전 성능을 위해 요구되는 지연제의 양에 대한 불충분한 간극 체적을 나타낸다. 따라서, 위에서 언급된 개시 내용에 의해 명확하게 요구되지는 않지만, 그러한 실란계 화합물을 채용하는 URD 케이블의 전형적인 현장 재생은 전형적으로 충분한 지연제 액체가 케이블 절연체로 침투하여 유전 특성을 복원하도록 하기 위해 60 내지 90일의 "침지 기간" 동안 액체 저장소를 케이블에 연결되게 유지한다. 예를 들어, 4/0(120 mm2)보다 더 작은 둥근 도체를 갖는 케이블은 충분한 양의 처리 유체를 도입하기 위해 대체로 위에서 설명된 저장소 및 침지 기간을 요구한다. 실제로, 압 축되거나 조밀화된 스트랜드를 갖는 4/0보다 더 큰 몇몇 케이블이 동일한 부적절한 유체 공급을 겪으므로, 이는 지나친 단순화이다. 결과적으로, 먼저 일 단부에서 진공을 그리고 타 단부에서 약간 가압된 공급 저장소를 포함하는 주입을 시작하고, 둘째로 유체가 케이블 세그먼트의 길이를 가로지른 며칠 후에 진공 용기를 제거하고, 마지막으로 침지 기간이 완료된 후에 저장소를 제거하기 위해, 대체로 기사가 현장을 적어도 3회 방문할 필요가 있다. 반복적인 방문은 인력 관리 측면에서 비용이 든다. 또한, 에너지 장비에 대한 작업자의 매회 노출은 심각한 상해 또는 치사의 추가적인 위험을 제시하고, 그러한 상호 작용을 최소화하는 것이 유익하다. 상기 제한의 관점에서, 회선 보유사는 케이블이 열화되면, 상기 회생 방법을 위해 수차례 방문하는 것보다 케이블을 완전히 교체하는 것이 경제적으로 타당하거나 훨씬 더 유익하다는 것을 발견할 수 있다.
위에서 설명된 URD 시스템과 달리, 대경(예를 들어, 급전) 케이블은 그 자신의 고유한 문제점을 나타낸다. 후자의 비교적 큰 간극 체적 때문에, 위에서 설명된 방법에 따라 도입되는 지연제 액체의 양은 실제로 절연체를 최적으로 처리하기 위해 요구되는 것을 초과할 수 있다. 그러한 시스템은 위에서 설명된 저장소를 요구하지 않지만, 처리되는 케이블의 온도가 전기 부하에 따라 주기를 이루므로, 케이블의 코어로부터 절연체 내로 훨씬 더 많은 액체를 열역학적으로 펌핑하는 것이 몇몇 케이블의 대규모 파열의 원인이라고 믿어졌다. 이러한 "과포화" 현상 및 그에 대한 대책은 베르티니(Bertini)의 미국 특허 제6,162,491호에 설명되어 있다. 위에서 설명된 방법의 이러한 변경에서, 낮은 점성을 갖고 절연체 내에서 불용성이 며 지연제 액체와 혼합 가능한 희석제가 후자에 첨가되고, 이에 의해 절연체 내로 확산될 수 있는 지연제의 양을 제한한다. 주어진 상황에 대한 희석제의 적절한 양을 결정하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법이 처리 후에 대형 케이블의 파열을 실제로 방지할 수 있지만, 이는 절연체의 장기간 유전 성능에 대해 어떠한 이점도 제공할 수 없는 희석제를 채용함으로써 여분의 간극 체적을 이용하지 않는다. 따라서, 이러한 방법은 그러한 케이블과 관련된 큰 간극 체적을 이용하지 않는다.
사용 중인 케이블을 처리하기 위한 위에서 언급된 모든 방법에서, 지연제 액체는 빈 간극 체적을 충전하는 것을 용이하게 하기에 충분한 압력 하에서 케이블 내로 주입된다. 그러나, 400 psig의 높은 압력이 이러한 목적으로 채용되었지만 (예를 들어, 트랜스미션 & 디스트리뷰션 월드(Transmission & Distribution World), 1999년 7월 1일, "실리콘계 유체로 회복되는 수중 케이블"), 압력은 케이블이 충전된 후에 항상 중단된다. 최대, 30 psig까지의 잔류 압력이 URD 케이블 재생의 경우의 침지 기간에 대해 요구되는 바와 같이, 주입 후에 액체 저장소에 인가된다. 그리고, 비교적 높은 압력이 전력 케이블을 주입하기 위해 사용되었지만, 이러한 이전의 사용은 특히 수중 케이블에서 마주치는 바와 같은 매우 긴 길이에 대해, 단지 케이블 세그먼트 충전 시간을 가속화하기 위한 것이고 (상기 트랜스미션 & 디스트리뷰션 월드 기사), 압력은 케이블 세그먼트가 충전된 후에 해제되었다. 또한, 더 높은 압력이 과도한 압력의 가능한 열화 효과의 실험적 결정에서 유지될 때에도, 압력은 실험("엔터지 메트로(Entergy Metro) 사례 연구: 후처리", 글렌 베르티니, ICC 1997년 4월 회의, 아리조나주 스코츠데일)에서 채용된 것보다 더 긴 세그먼트 길이의 주입을 시뮬레이팅하기 위해 외부 압력 저장소에 의해 단기간 동안만 유지되었다. 이러한 경우에, 177 psig의 2시간의 연속된 압력 후에도, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적은 완전히 충전되지 않았고, 간극을 완전히 충전할 수 없는 것은 심한 스트랜드 조밀화로 인한 것이라고 제안되었다.
전력 케이블의 수명을 연장하기 위한 주입이 20년 동안 널리 사용되었지만, 각각의 경우에, 단일 활성 조성(본질적으로 순수한 화합물 또는 혼합물)이 수명을 연장하기 위해 케이블 내로 펌핑된다 (미국 특허 제4,372,988호, 제4,766,011호, 제5,372,840호, 및 제5,372,841호 참조). 각각의 이러한 종래 기술의 특허는 재료의 혼합물이 효과가 있을 수 있다고 제안하지만, 각각의 케이블의 고유한 기하학적 특징, 조건, 및 예상되는 작동에 맞도록 혼합물 내의 각각의 성분의 총량 및 총 농도를 최적화하기 위한 방법은 제안하지 않는다. 덜 심하게 조밀화된 대형 도체가 있는 몇몇 경우에, 스트랜드 간극 내에서, 케이블을 처리하기 위해 요구되는 것보다 더 많은 간극 체적이 있을 수 있다. 종래 기술의 접근은 잠재적인 과포화의 상태를 완화하기 위한 비활성 희석제의 첨가를 개시한다 (미국 특허 제6,162,491호 참조). 그러나, 각각의 모든 경우에, 단일 조성의 활성 성분이 이용된다.
본 발명은 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상되는 작동 온도를 선택하는 단계와, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 기간 중에 케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상된다. 다음으로, 방법은 제1 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위한 혼합물에 대한 제1 성분을 선택하는 단계와, 제1 기간을 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 제2 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위한 혼합물에 대한 제2 성분을 선택하는 단계와, 제2 기간 및 최소 필요 기간을 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 제3 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위한 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계를 포함한다.
다른 태양에서, 위에서 설명된 바와 같이 예상 작동 온도 및 최소 필요 기간을 선택하는 단계와, 아울러 적어도 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와, 적어도 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해 각각 제1, 제2, 및 제3 양의 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 만들기 위한 방법이 제공되고, 혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 제1 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고, 혼합물의 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고, 혼합물의 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양은 또한 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 선택된 작동 온도에서 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택된다. 방법은 또한 제1, 제2, 및 제3 성분의 제1, 제2, 및 제3 양을 상호 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 주입 압력의 함수로서 케이블 세그먼트 내로 주입되는 아세토페논의 실제 측정된 중량(상부 곡선) 및 계산된 중량(하부 곡선)의 그래프이고, 각각의 중량은 1000 피트 케이블 길이로 정규화되었다.
도2는 도1의 케이블 세그먼트가 충전되고 아세토페논이 표시 압력 하에서 구속된 후에 시간의 함수로서 관찰되는 압력 감소의 그래프이다.
도3은 도1의 케이블 세그먼트 내로 아세토페논을 주입하도록 사용되는 고압 단부 커넥터의 단면도이다.
도3A는 도3의 와셔 및 관련 세트 스크루의 평면도이다.
도4는 분할 링 칼라의 사용을 도시하는 도3의 조립된 커넥터의 사시도이다.
도5는 스웨징 영역 내에 가공된 치형부를 갖는 스웨징 가능한 고압 일체형 하우징 단부 커넥터의 부분 단면도이다.
도6은 고압 단부 커넥터에 유체를 공급하도록 사용되는 관련 주입 니들을 도시하는 도5의 자폐식 스프링-작동 주입 밸브의 확대된 단면도이다.
도7은 스웨징 영역 내에 가공된 치형부를 갖는 스웨징 가능한 고압 이중 하우징 스플라이스 커넥터의 부분 단면도이다.
도8은 본 발명의 방법 및 변경을 요약한 개략도이다.
도9는 페닐메틸디메톡시실란 및 그의 소중합 응축 생성물의 폴리에틸렌 내의 확산 계수의 온도의 함수인 그래프이다.
본 발명은 전기 케이블을 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 방법에 관한 것이다. 그러나, 그러한 방법을 설명하기 전에, 본 발명의 방법을 사용하여 선택되는 조성을 적용하기 위한 양호한 방법인, 도체의 영역 내에 빈 간극 체적을 갖는, 보통 반전도성 스트랜드 차폐부에 의해 둘러싸여서 중합체 절연체 내에 봉입된 중심 스트랜드형 도체를 갖는 사용 중인 전력 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 사용되는 본 발명의 방법이 상세하게 설명될 것이다. 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법은 중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래의 압력에서 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체로 빈 간극 체적을 충전하는 단계와, 이후에 케이블의 전체 길이를 따라 가해지는 탄성 한계 아래의 바람직한 지속 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 유전 특성 향상 유체를 구속하는 단계를 포함한다. 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법은 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적이 유전 특성 향상 유체로 충전되고 그 안에 구속된 유체가 높은 잔류 압력에 있을 때, 실제로 도입된 유체의 체적은 가해지는 압력에서 케이블의 팽창의 엄격한 계산으로부터 예측된 체적을 상당히 초과한다는 발견을 이용한다. 관찰된 체적 변화와 계산된 체적 변화 사이의 차이는 압력과 함께 증가하고, 주로 도체 차폐부 내의 유체의 가속화된 흡착 및 케이블의 도체 차폐부 및 절연체를 통한 그의 이송에 의한 것이라고 믿어진다. 따라서, 충분한 잔류 지속 압력에서, 케이블에 대해 어떠한 기계적 손상도 일으키지 않거나 임의의 다루기 힘든 전기 효과를 유도하도록 작게 사용 중인 케이블 세그먼트의 절연 재킷을, 도입될 수 있는 유전 특성 향상 유체의 체적을 현저하게 증가시키기에 충분히 크게 확장시키는 것이 가능하다. 결과적으로 그리고 종래 기술과 달리, 본 방법은 케이블 세그먼트를 효과적으로 처리하기에 충분한 양의 유체를 도입하기 위해, 위에서 언급된 "침지" 기간 및 관련 외부 압력 저장소를 요구하지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 케이블 세그먼트의 절연 재킷의 "탄성 한계"라는 용어는 절연 재킷의 외경이 케이블 세그먼트 내에 용해된 유체로 인한 임의의 팽창(부풀어오름)을 포함하여, 25℃에서 2%를 초과하는 영구 변형을 취하는 (즉, OD가 그의 원래의 값의 1.02배 증가하는) 빈 간극 체적 내의 내부 압력으로서 정의된다. 이러한 한계는 예를 들어, 절연 차폐부 및 와이어 랩과 같은 임의의 커버링을 먼저 제거한 후에, 약 24시간의 기간 동안, 도체 차폐부 및 절연 재킷 내에서 0.1 중량% 미만의 용해도를 갖는 유체(예를 들어, 물)에 의해 케이블 세그먼트의 샘플을 가압함으로써 실험적으로 결정될 수 있고, 압력이 해제된 후에, 최종 OD는 상기 결정을 이루는데 있어서 최초 OD와 비교된다. 본원에서의 목적으로, 위에 서 언급된 잔류 압력은 상기 정의된 탄성 한계의 약 80% 이하인 것이 양호하다.
설명된 본 방법이 일반적으로 적용되는 사용 중인 케이블 세그먼트는 지하 주거용 배전에서 사용되는 타입이고, 전형적으로 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 스트랜드형 구리 또는 알루미늄 도체의 중심 코어를 포함한다. 도체의 스트랜드의 기하학적 특징은 빈 간극 체적을 한정한다. 기술 분야에 공지된 바와 같이, 보통 도체와 절연 재킷 사이에 위치된 반전도성 중합체 도체 차폐부가 있다. 그러나, 이러한 차폐부는 또한 EPR 케이블에서 때때로 이용되는 고 투과성 재료일 수 있다. 더욱이, 저 전압(2차) 케이블은 그러한 차폐부를 채용하지 않는다. 또한, 본원에서 고려되는 케이블은 종종 절연 재킷을 덮는 반전도성 차폐부를 더 포함하고, 절연 재킷은 보통 와이어 또는 금속 포일 접지 스트립으로 감싸지고, 선택적으로 외측 중합체, 금속, 또는 금속 및 중합체의 조합의 보호 재킷 내에 봉입된다. 절연 재료는 양호하게는 고분자량 폴리에틸렌(HMWPE), 가교 결합 폴리에틸렌(XLPE), 폴리에틸렌 및 프로필렌(EPR)의 충진된 공중합체 또는 고무, 비닐 아세테이트와 같은, 폴리올레핀 중합체이거나, 또는 종이-오일과 같은 고액 유전체이다. 기부 절연체는 절연체의 특성을 변형시키기 위해 항산화제, 트리 지연제, 가소제, 및 충진체와 같은 복합 첨가제를 가질 수 있다. 중압, 저압, 및 고압 케이블이 본원에서 고려된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "사용 중인"이라는 용어는 전기 부하 하에 있으며 연장된 기간 동안 소자에 노출된 케이블 세그먼트를 말한다. 그러한 케이블에서, 케이블 절연체의 전기적 완결성은 대체로 위에서 설명된 바와 같이, 수 트리의 형성으로 인해 어느 정도 열화되었다. 그러나, 설명된 방법은 사용 중인 케이블은 물론 새로운 케이블의 유전 특성을 향상시키도록 사용될 수 있는 것으로도 고려된다. 본원에서의 목적으로, "지속 압력"은 가압 유체 공급원이 제거된 후에 유체가 잔류 압력에서 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내에 함유되거나 포착되며, 이때 압력은 아래에서 설명되는 바와 같이, 도체 차폐부 및 절연체를 통한 이후의 투과에 의해서만 감소하는 것을 표시한다. 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법은 압력과 지속 잔류 압력 하의 보강된 주입 체적 사이의 관계를 개시하고, 작은 도체를 갖는 케이블에 대해 침지 단계를 제거하거나 감소시키는 특징을 보여준다.
상기 관찰은 다음과 같이 이루어졌다. 공칭 100 피트 길이의 코일형 케이블 세그먼트(1/0, 175 mil, XLPE; 가교 결합 폴리에틸렌 절연체)가 30, 60, 120, 240, 및 480 psig(평방 인치당 파운드, 게이지)의 지속 압력에서 아세토페논으로 주입되었고, 세그먼트는 아래에서 설명되는 신규한 고압 단부 커넥터를 사용하여 30℃에서 침지되었다. 각각의 압력에서, 절연체의 외경(OD)이 측정되어 케이블에 가압되기 전(즉, 0 psig)의 OD와 비교되었다. OD의 변화가 각각의 케이블에서 모니터링되었고, 4개의 개별 측정(각각의 케이블 세그먼트의 각 단부 상에서의 2개의 직각 측정)이 각각의 압력에 평균화되었고, 각각의 개별 측정의 반복성은 대략 +/- 2 mil이었다. OD의 이러한 증가는 압력의 함수로서 도시되었지만, 이론적으로 예상된 선형 관계는 저압에서의 OD 측정의 비교적 높은 오류로 인해 관찰되지 않았다. 그러므로, 고압 지점(대략 480 psig)은 엄격한 방정식 관계의 OD 변화(편차)를 환의 내부 압력에 맞추도록 사용되었고, 후자는 다음의 방정식에 따른 케이블의 기하 학적 특징의 매우 밀접한 근사화였다 (예를 들어, 재거 & 쿡, 암석 역학의 기초, 제2판, p.135 참조).
Figure 112006071170567-PCT00001
여기서, E는 탄성 계수이고, v는 케이블 절연체의 포아송비이고, u(r) = 주어진 반경(r)에서의 방사상 편차이고, a = 내측 반경, b = 외측 반경, G = 전단 계수, λ = 레임 파라미터, pi = 간극 내의 압력, 그리고 "ksi"는 평방 인치당 킬로 파운드의 단위를 표시한다. 480 psig에서의 OD의 증가는 먼저 9.1 mil(1 mil = 1/1000 인치), 또는 0.78 인치의 초기 OD의 1.2%로 결정되었다. 계수(E)는 절연체(E = 19 kpsi)에 대한 v = 0.46의 공지된 값을 사용하여 이렇게 측정된 OD 편차에 대응하도록 조정되었다. 유사한 절차가 압력의 함수로서 ID의 변화를 계산하도록 사용되었다. 따라서, 480 psig에서, ID의 증가는 이러한 케이블이 대기압에서 수용할 수 있는 양을 넘어 1000 피트의 케이블당 대략 4.5 파운드의 아세토페논의 도입에 대응하는 도체 스트랜드와 도체 차폐부 사이의 빈 환형 간극 체적을 생성했고, 이러한 양은 아세토페논의 무시할 만한 압축성을 포함하여 1000 피트당 약 5.2 파운드였다. 결과적인 수압 팽창은 480 psig에서 예를 들어 빈 체적 전체의 87%의 증가로 변환되고, 이는 단독으로 불충분한 빈 간극 체적을 갖는 몇몇 케이블(예를 들어, 미국 특허 6,162,491호의 표1의 1보다 작은 v1 대 v2의 비를 갖는 것)에 대한 종래 기술의 방법에 의해 요구되는 침지 단계를 제거할 수 있다. 케이블의 파운드/1000 피트(lb/kft)로 표현되며 1.0의 비중(SG)으로 정규화된, 상기 케이블에 대해 인가된 압력의 함수로서 수용되는 유체의 계산된 증가는 도1의 하부 곡선에 의해 표시되어 있다.
유사한 방식으로, 압력의 함수로서 케이블 내로 도입된 실제 총 체적(중량)은 다음과 같이 결정되었다. 107 피트 길이의 위에서 언급된 1/0 케이블이 각각의 단부에서 아래에서 설명되는 신규한 고압 커넥터와 맞추졌다. 유체 저장소 및 양변위 펌프가 폐쇄 가능 밸브를 거쳐 제1 커넥터에 부착되었고, 아세토페논이 케이블이 수조 내에서 30℃에서 유지되면서 대향 단부로부터 유동하는 것이 관찰될 때까지, 케이블 내로 주입되었다. 이러한 시점에서, 제2 커넥터에 부착된 밸브가 폐쇄되었고, 펌핑은 압력이 원하는 수준(예를 들어, 위에서 언급된 480 psig)에 도달할 때까지 계속되었고, 이때 제1 커넥터 상의 밸브가 차단되어 가압 유체를 함유했고, 이러한 시퀀스는 각각의 목표 압력에 대해 대략 15 내지 30분이 걸렸다. 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 이렇게 주입된 유체의 양은 주입 전후에 저장소를 칭량함으로써 그리고 펌프에 의해 변위된 유체의 양을 기록함으로써 결정되었고, 이들 2가지 밀접한 측정은 그 다음 평균화되었다. 당연히, 케이블로부터의 임의의 가능한 누출은 제외되었다. 위와 같이, 이러한 측정은 다양한 케이블 샘플의 비교를 위한 기초를 제공하도록 1000 피트 케이블에 대해 SG = 1.0으로 정규화되었다. 예기치 않게, 480 psig에서 상기 케이블의 빈 간극 체적 내로 도입될 수 있었던 아세토페논의 실제 총량은 상기 기하학적으로 예상된 87%의 값보다 상당히 더 큰 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 480 psig에서 케이블 내부 내에 구속되었을 때, 이러한 유체의 증가량은 5.2 lb/kft의 0압력 값보다 9.4 lb/kft가 더 크거나, 0-압력 간극 체적(중량)의 180%였고, 수용된 총 유체는 480 psig에서 5.2 + 9.4 = 14.6 lb/kft였다. 유체의 누출이 발생하지 않았다고 검증되었다. 다른 압력에서의 측정은 (다시 SG = 1.0으로 정규화된) 도1의 상부 곡선에 의해 표시되어 있으며, 주어진 압력에서 수용된 실제량과 위에서 설명된 기하학적 계산으로부터 예상된 양 사이의 차이는 "투과-흡수 갭"으로 불린다. 이러한 갭은 연구된 범위에 걸쳐 증가하는 압력에 따라 확대되었다.
유체 압축률의 효과는 상기 실험에서 쉽게 추정되며 대체로 중요하지 않게 고려될 수 있다. 예를 들어, 아세토페논과 유사한 재료인 벤젠의 압축률은 6.1 x 10-6 ΔV/V·psi이다. 480 psig의 공칭 압력에서, 벤젠은 단지 약 0.3%로 압축된다. 따라서, 실리콘과 같은 높은 압축률을 갖는 유체도 본원에서 고려되는 최대 압력에서 추가 유체의 약 0.5 내지 1% 이상을 도입하고, 이는 관찰되는 증가에 비해 무시할 만한 양이다.
임의의 특정 메커니즘으로 제한되지 않기를 희망하면서, 빈 간극 체적 (또는 주입 체적)의 위에서 설명된 극적인 증가는 적어도 부분적으로 도체 차폐부의 균질 성 및 미세 세공 특징에 의한 것이라고 믿어진다. 이러한 차폐부는 전형적으로 28 - 40%의 카본 블랙으로 충전된 폴리올레핀 중합체이다. 주로 도체 차폐부에 반전도성 특성을 부가하기 위해 첨가되는 카본 블랙은 유전 특성 향상 유체에 대한 우수한 흡착 표면이 되는 미세 표면 불균일부를 포함한다. 고압에서 주입된 유체는 본질적으로 저압에서 주입되었을 때보다 더 빠르게 이러한 미세 표면 및 채널을 통해 유동하는 것으로 믿어진다. 더욱이, 유체의 대부분은 카본 블랙 표면 상으로 (즉, 도체 차폐부 내로) 가역적으로 흡착될 수 있어서, 유전 특성 향상 유체를 저장하기 위한 다른 저장소를 제공할 수 있는 것으로 믿어진다.
더 큰 "내부 저장소"를 생성하는 장점 이외에, 당업자는 도체 차폐부를 통한 이러한 신속한 방사상 이송의 다른 장점을 인식할 것이다. 유전 열화가 발생한 도체 차폐부/절연 접속부로의 유전 특성 향상 재료의 신속한 송출은 종래 기술의 접근에 의해 누릴 수 없는 바람직한 결과이다. 유전 성능의 신속한 증가는 양호한 반응물 주입 성능 (즉, 케이블 고장 후의 처리)에 대해 중요하다. 위에서 설명된 바와 같이, 종래 기술에서 가끔 이용된 상승된 주입 압력은 유체가 주입되는 케이블 세그먼트의 먼 단부에 도달하자 마자 해제된다. 이러한 종래의 작동 모드를 사용하여, 압력원에 인접한 세그먼트 단부는 작은 이점을 얻지만, 말단부는 주입 과정 전반에 걸쳐 거의 주위의 압력으로 유지되므로 이점을 얻지 않는다. 가장 취약한 링크에서 고장나는 체인과 유사하게, 전체 케이블 세그먼트에 이점을 주지 않는 임의의 복원 과정은 길이를 따른 임의의 위치에서의 케이블 고장이 전체 길이를 비기능적이 되게 하므로 실제로 이점을 제공하지 않는다. 다시, 현재의 기술에서 사 용되는 저압 내지 중압(10 - 350 psig)은 본 방법에서 고려되는 최대 압력 (즉, 약 1000 psig까지)보다 낮고, 가장 중요하게는, 유체가 케이블의 길이로 유동한 후에 거의 0(예를 들어, 외부 저장소를 사용하여, 30 psig보다 낮고, 더욱 전형적으로 10 psig보다 낮은 공칭 침지 압력)으로 유출된다. 따라서, 예를 들어, 100 내지 300 피트의 길이를 갖는 위에서 언급된 1/0 케이블 세그먼트가 간극 압력을 480 psig까지 완전히 상승시키기 위해 단지 약 10 내지 30분 내에 주입될 수 있지만, 본 방법은 주입이 완료된 후에 그러한 압력을 전체 케이블 길이 전반에 걸쳐 수일, 수주, 또는 수개월 동안 유지한다.
처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법의 다른 장점은 케이블 세그먼트의 절연 재킷을 통한 유전 특성 향상 유체의 확산을 가속하는 것이고, 이는 다음과 같이 검증된다. 위에서 설명된 실험과 유사한 방식으로, 대략 105.5 내지 107 피트 범위의 길이를 갖는 3개의 개별 1/0 케이블 세그먼트가 30℃에서 30, 240, 및 480 psig에서 아세토페논으로 주입되었다. 케이블이 충전된 후에, 압력은 본 방법에 의해 고려되는 전형적인 주입 조건을 시뮬레이팅하기 위해 30분 동안 유지되었다. 30분의 간격 후에, 유체 공급은 케이블로의 공급 지점의 밸브를 폐쇄함으로써 종결되었고, 각각의 압력은 유체가 (도체로부터의 누출에 의하지 않고서) 간극 체적으로부터 도체 차폐부 및 절연체 내로 투과되는 시간에 따라 감소하도록 되었다. 단지 2가지 고압에 대한 그러한 압력 감소의 결과가 도2에 도시되어 있고, 30 psig 케이블에 대한 감소는 매우 신속했고 약 1일 내에 대략 0 psig에 도달했다. 다시, 임의의 특정 이론에 의해 구속되지 않기를 희망하면서, 더 큰 인 가 압력에서 더욱 신속했던 압력의 초기의 신속한 감소는 유체의 간극으로부터 도체 차폐부 내로의 이송으로부터 생성된 것으로 믿어진다. 이러한 신속한 초기 단계 후에, 그리고 도체 차폐부가 유체로 포화됨에 따라, 압력은 상당히 감소된 속도로 감소한다. 이러한 단계는 빈 간극 체적으로부터 절연체 내로의 추가 유체의 투과에 의한 것으로 믿어진다.
상기 실험에서, 도3의 단면도에 도시된 신규한 고압 커넥터(250)는 테스트 케이블을 상승된 압력에서 충전하도록 사용되었다. 전형적인 조립 및 테스트 절차에서, 케이블 종결부는 제조자의 권고에 따라, 절연 재킷(12)을 노출시키도록 1/0 케이블의 최외측 층을 뒤로 절단함으로써 준비되었다. 유사하게, 절연 재킷(12) 및 (도시되지 않은) 관련 도체 차폐부는 스트랜드형 도체(14)를 노출시키고 종결부 압착 커넥터(252)가 도체(14)에 압착된 후에 종결부 압착 커넥터(252)와 절연 재킷(12)의 벽 사이에 적어도 0.25 인치 갭이 있도록 보장하기 위해 제조자의 요구 조건을 약간 넘어 뒤로 절단되었다. 압착 절차가 완료된 후에, 제1 나사 캡(21)이 절연 재킷(12) 위에 설치되었고, 이후에 제1 알루미늄 와셔(212), 고무 와셔(214), 및 제2 알루미늄 와셔(212)가 설치되었다. 케이블측 나사 하우징(220)이 그 다음 고압 단부 커넥터(250)의 우측에 이미 설치된 제1 나사 캡(210) 상으로 헐겁게 나사 결합되었다. 고무 O-링(216)이 종결부측 나사 하우징(218)의 홈 내에 설치되었고, 후자는 결국 케이블측 나사 하우징(220) 상으로 두 하우징 구성요소들 사이의 외부 갭이 본질적으로 폐쇄될 때까지 나사 결합되었다. 하우징(218, 220)들이 상기 설명에서 아무 영향이 없이 바뀔 수 있다는 것은 당업자에게 명백해야 한다. 관련 멈춤 나사(228)를 가지며 도3A에 상세하게 도시된 알루미늄 와셔(226)가 종결부 압착 커넥터(252)의 매끄러운 표면 위에 유지되는 위치로 활주되었다. 이제까지의 조립체가 케이블측을 향해 약간 활주되는 동안, 2개 또는 3개의 멈춤 나사들은 알루미늄 와셔(226)가 종결부 압착 커넥터(252)에 대해 고정되도록 맞물렸다. 위치는 다음에 추가된 고무 와셔(224)가 조립이 완료되었을 때 종결부 압착 커넥터(252)의 비압착 원통형 표면 상에 직각으로 놓이도록 선택되었다. 이때, 부분적으로 조립된 고압 커넥터는 도3에 도시된 위치로 종결부측을 향해 약간 후방으로 활주될 수 있었다. 알루미늄 와셔(222)가 고무 와셔(224)에 인접하게 위치되었고, 제2 나사 캡(210)이 종결부측 나사 하우징(218)과 정합되어 그에 견고하게 나사 결합되었다. 결과적인 압축은 종결부 압착 커넥터(252) 및 종결부측 나사 하우징(218)의 내경에 대해 유체 밀봉 시일을 이루도록 고무 와셔(224)를 변형시키기에 충분한 힘을 제공했다. 케이블측 하우징(220) 상의 나사는 그 다음 고무 와셔(224)가 2개의 알루미늄 와셔(212)들 사이에서 압축되도록 견고하게 조여졌고, 압축은 절연 재킷(12)의 표면 및 케이블측 나사 하우징(220)의 내측 주연 표면에 대해 유체 밀봉 시일을 이루도록 고무 와셔(214)를 변형시키기에 충분한 힘을 제공했다.
절연 재킷(12)과 맞물려서 파지하기 위한 조동 내부 나사(231)를 각각 갖는 2개의 반부(232, 234)를 포함하는 분할 링 클램핑 칼라(230)가 도3 및 도4의 사시도에 도시된 대략적인 위치에 위치되었다. 호스 클램프가 2개의 클램핑 칼라 볼트(238)가 제1 나사 캡(210) 내로 삽입되어 나사 결합되고 부분적으로 조여지면서, 칼라(230)의 2개의 반부들을 제 위치에 일시적으로 유지하기 위해 사용되었다. 호스 클램프는 그 다음 제거되었고, 2개의 클램핑 칼라 코드 볼트(241)가 클램핑 칼라(230)의 2개의 반부(232, 234)들을 영구적으로 결합시키는 위치로 견고하게 나사 결합되었고, 칼라 볼트(238)는 그 다음 완전히 조여졌다. 결과적으로, 칼라(230)의 내경 상에 배치된 조동 나사(231)는 절연체(12)의 표면을 부분적으로 관통하거나 변형시켜서, 압력 하에서 주입되는 케이블 세그먼트의 절연 재킷(12)에 대한 커넥터(250)의 축방향 이동에 대한 저항을 제공했다. 절연 재킷을 고압 커넥터에 고정시키기 위한 그러한 수단이 없으면, "되밀림" 현상이 생성된다는 것이 이미 결정되었다. 되밀림은 본원에서 유체가 높은 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 구속되었을 때 케이블 세그먼트의 도체의 절단 단부(압착 단부)로부터 멀리 절연 재킷 및 도체 차폐부의 축방향 이동 또는 크리프로서 정의된다. 궁극적으로, 이러한 되밀림 현상은 연결부로부터 유체가 누출되고 높은 잔류 압력이 빠르게 해제되게 하여 본 방법의 의도를 훼손하기에 충분한, 위에서 설명된 압축 시일(212/214/212)에 대한 절연 재킷(12)의 변위를 생성했다. 아세토페논은 그 다음 위에서 설명된 바와 같이, 기술 분야에 공지된 튜브 피팅에 대한 NTP를 사용하여 나사 주입 포트(240 또는 242) 중 하나를 통해 주입되거나 취출되었다. 미사용 나사 주입 포트는 (도시되지 않은) 나사 플러그에 의해 막혔다. 본 출원의 발명자는 본원에서 설명되는 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 방법에서 사용하기 위한 전술한 고압 전력 케이블 커넥터 및 기타 커넥터를 개발했다. 그러한 고압 커넥터는 2004년 3월 1일자로 출원된 제60/549,322호인 가특허 출원의 지속되는 상승 압력에 서 전기 케이블을 처리하기 위한 방법과, 본원과 동시에 출원된 발명의 명칭이 고압 전력 케이블 커넥터인 특허 출원에 상세하게 설명되어 있고, 이들은 본원에서 전체적으로 참조되었다.
절연 재킷을 통한 유전 특성 향상 유체의 실제 투과 속도는 케이블 간극 내의 유체 압력에 의존하고, 유전 성능의 신속한 증가는 높은 지속 압력에서 주어질 수 있다. 본 방법에 따른 이러한 이점을 설명하기 위해, 다음의 유전 특성 향상 유체 혼합물이 준비되었다. 유체 1 = 25%(중량) 아세토페논 + 75%(중량) p-톨릴에틸메틸디메톡시실란, 유체 2 = 25%(중량) 아세토페논 + 75%(중량) 비닐메틸비스(1-페닐에틸렌옥시)실란 (즉, 메틸비닐 비스(1-페닐 에테닐옥시)실란). 위에서 설명된 신규한 고압 커넥터를 사용하여, 각각의 유체 혼합물은 본 방법에 따라, 480 psig에서 1/0, 175 mil XLPE 케이블의 220 피트 코일형 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되어 그 안에 누출되지 않고 함유되었다. 이러한 케이블은 2.5 U0 (즉, 2.5 X 등급 볼트)가 그에 인가되면서, 주위 온도의 물 탱크 내에서 이미 수년간 노화되었다. 코일은 25℃의 제어된 온도에서 수조 내에 침지되었다. 주입 후에, 잠재 압력이 적합한 주입 장치 및 밸브에 의해 코일 상에서 유지되면서, 21.65 kV의 전압 (즉, 2.5 X 등급 전압)이 인가되었다. 7일 후에, 각각의 케이블은 수조로부터 제거되어, 즉시 ICEA S-97-682-2000 10.1.3 "고압 시간 테스트 절차"에 따라 AC 손상 테스트를 위한 6개의 샘플로 절단되었고, 여기서 주요 테스트 파라미터는 49 - 61 Hz, 실온, 고장을 위해 5분마다 40 v/mil의 증분으로 상승된 5분 동안의 100 v/mil. 처리 전에, 동일하게 노화된 제3 샘플이 실험실 노화 케이블에 대한 기준 성능을 확립하기 위해 희생되었다. 테스트 결과는 와이불 그래프 상에 도시되었다. 63.3% 확률의 파손 값이 노화된 케이블에 대해 370 v/mil로부터 유체 1로 처리된 세그먼트에 대해 822 v/mil로 증가했다 (즉, 대조구에 대해 2.22배 또는 122% 개선). 유사하게, 63.3% 확률의 파손 값은 370 v/mil(대조구)로부터 유체 2로 처리된 세그먼트에 대해 999 v/mil로 증가했다 (즉, 대조구에 대해 2.7배 또는 170% 개선). 각각의 경우에, 와이불 곡선에 대한 90% 신뢰 구간은 63.3% 업계 인식 표준에서 매우 좁았다. 이러한 결과는 CableCURE®/XL 유체가 30 및 117 psig의 압력에서 25kV, 750 kcmil 케이블 내로 주입된 종래 기술의 접근(위에서 언급된 "엔터지 메트로 사례 연구" 참조)을 사용한 매우 유사한 실험과 극명한 대조를 이룬다. CableCURE/XL 유체는 미국 특허 제5,372,841호에 설명되어 있으며, (50℃에서 5.73x10-8cm/sec의 확산 계수를 갖는) 70% 페닐메틸디메톡시실란 및 (50℃에서 2.4 x10-7의 확산 계수를 갖는) 30% 트리메틸메톡시실란의 혼합물인 MSDS 시트이고, 따라서 전자의 확산 계수의 절대값은 물론 신속하게 확산되는 성분 및 느리게 확산되는 성분의 상대 농도에 대해 상기 유체 혼합물과 유사하다. 이러한 연구에서, 대조구에 대한 처리된 케이블의 보고된 63% 파손 값은 각각 30 및 117 psig 처리 케이블에 대해 7일 후에 단지 14.5% 및 34.6%로 증가했다. 따라서, 절대적인 측면에서, 상기 재생 유체 혼합물의 평균 성능을 사용하는 본 방법은 (822 + 999)/2 - 370 = 541 v/mil의 개선을 제공하는 것을 알 수 있다. 가장 양호하게는, 지속되지 않는 압력 처리를 채용한 이러한 종래 기술은 74.7 kV/262mil - 55.5 kV/262 = 28 - 212 = 73 v/mil의 개선을 제공했고, 262 mil은 25 kV 케이블의 절연체의 두께이다. 다른 방식으로, 본 방법은 1주일 기간에 걸쳐 AC 파손 성능에 대해 종래 기술보다 적어도 약 640%의 개선을 제공한다.
처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법의 일 실시예에서, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적은 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체로 주입(충전)된다. 설명되는 방법에 대해 본원에서 사용되는 바와 같이, 케이블 세그먼트는 대체로 2개의 커넥터 사이의 케이블의 길이 내로 하나 이상의 유전 특성 향상 유체를 주입하는데 사용되는 2개의 커넥터 사이에서 연장되는 연속적인 전기 케이블의 길이, 또는 유동 통과 모드에서 작동되는 하나 이상의 스플라이스를 구비한 그러한 2개의 커넥터 또는 다른 유형의 커넥터 사이에서 연장되는 전기 케이블의 길이이다. 빈 간극 체적을 충전하기 위해 사용되는 실제 압력은 위에서 정의된 탄성 한계가 달성되지 않으면, 중요하지 않다. 필요량의 유체가 도입된 후에, 유체는 케이블 세그먼트를 한정하는 전술한 2개의 커넥터를 사용하여 50 psig보다 높지만 절연 재킷의 탄성 한계 아래의 지속되는 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 구속된다. 잔류 압력은 양호하게는 약 100 psig 내지 약 1000 psig 사이, 가장 양호하게는 약 300 psig 내지 600 psig 사이이다. 더욱이, 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법에 대해, 주입 압력은 케이블 세그먼트의 효율적인 충전을 제공하기 위해 적어도 잔류 압력만큼 높은 것이 양호하다 (예를 들어, 550 psig 주입 압력 및 500 psig 잔류 압력). 그의 다른 실시예에서, 잔류 압력은 케이블 세그먼 트의 전체 길이를 따른 빈 간극 체적을 적어도 5%만큼 팽창시키기에 충분하고, 다시 중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래로 유지된다. 선택적으로, 유전 특성 향상 유체는 빈 간극 체적 내에 구속되기 전에 약 2시간 이상 동안 약 50 psig 보다 높은 압력으로 공급될 수 있다.
다른 실시예에서, 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시기키 위한 방법은 그의 일 단부에 부착된 제1 폐쇄 가능 고압 커넥터 및 그의 타 단부에 부착된 제2 폐쇄 가능 고압 커넥터를 갖는 케이블 세그먼트에 적용될 수 있고, 각각의 커넥터는 세그먼트의 빈 간극 체적과의 유체 연통을 제공한다. 각각의 커넥터는 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 주입 포트를 개폐하기 위한 적절한 밸브를 채용한다. 전형적인 시퀀스는 초기에 양 밸브를 개방하고, 세그먼트의 빈 간극 체적을 충전하기 위해 제1 커넥터의 포트를 거쳐 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 도입하는 것을 포함한다. 이때, 제2 커넥터의 밸브는 폐쇄되고, 유체의 추가량이 50 psig보다 높은 압력(P) 하에서 제1 커넥터의 포트를 거쳐 도입된다. 마지막으로, 제1 커넥터의 밸브가 폐쇄되어, 유체를 P와 본질적으로 동일한 잔류 압력에서 빈 체적 내에 구속한다.
임의의 특정 실시예에 관계없이, 유전 특성 향상 유체는 잔류 압력이 도2에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 2시간 이후, 양호하게는 24 시간 이후에, 그리고 대부분의 경우에 유체를 함유하는 약 2년 내에 본질적으로 0 psig로 감소하도록 선택되는 것이 양호하다. 또한, 본 방법이 빈 간극 체적으로 유체의 추가의 증분을 공급할 수 있으므로, 방법은 빈 간극 체적에 대응하는 유전 특성 향상 유체의 중량 이 세그먼트의 도체 차폐부 및 절연 재킷을 포화시키기 위해 요구되는 유체의 중량 (즉, 최적 처리를 위해 바람직한 양)보다 작은, 케이블 세그먼트를 처리하는데 사용될 수 있는 것도 고려된다. 따라서, 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법은 250 kcm(225 mm2) 이하의 크기를 갖는 압축된 스트랜드형 케이블 및 1000 kcm(500 mm2) 이하의 크기를 갖는 조밀한 스트랜드형 케이블의, 전술한 4/0(120 mm2) 이하의 크기를 갖는 둥글거나 동심인 스트랜드형 케이블의 처리에 적용될 때 특히 유리하다.
전술한 되밀림 현상의 관점에서, 케이블의 절연 재킷에 적절하게 고정된 특수한 커넥터가 양호하게는 본 방법을 용이하게 하기 위해 사용된다. 도3의 전술한 고압 단부 커넥터에 의해 예시되며 아래에서 상세하게 설명되는 그러한 커넥터는 유체가 케이블 세그먼트 내로 도입되어 잔류 고압에서 구속되도록 하는 외부 또는 내부 밸브를 채용한다. 그러한 밸브는 또한 케이블 세그먼트의 다른 먼 단부로부터 물 및/또는 오염된 유체를 취출하도록 역할할 수 있다. 예를 들어, 도3에 도시된 커넥터에서, 적어도 하나의 주입 포트는, 주입 후에 가압 유체 공급이 쉽게 단절될 수 있고, 주입된 유체가 처리되는 케이블 세그먼트의 전체 길이 전반에 걸쳐 잔류 압력(P)에서 커넥터 하우징 및 간극 체적 내에 포착될 수 있도록, 외부의 신속 단절 커플링을 구비한다. 종래의 신속 단절 커플링의 소형화된 버전이 사용되고, 이러한 장비는 이후의 절연 성분(들)을 쉽게 수용하고 임의의 예리한 전기 응력 집중 지점을 회피하기 위해 고압 스플라이스 커넥터에 대해 돌출부가 없거나 낮 은 프로파일의 외측 표면을 제공하도록 하우징의 외측 표면과 본질적으로 동일 평면이 것이 양호하다. 본 방법의 실시에 유리하게 이용될 수 있는 다른 양호한 고압 커넥터는 동일한 도면 부호가 동일하거나 대응하는 요소에 적용된, 그의 예시적인 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.
본 방법에서 사용될 수 있는 스웨징 가능한 고압 단부 케넉터(81)가 도5에 도시되어 있다. 내부의 가공된 치형부(32)를 갖는 하우징(80)은 그의 ID(내경)가 절연 재킷(12)의 OD(외경)보다 단지 약간 더 크도록 크기가 결정되고, 케이블 세그먼트(10)의 단부를 내부에 수납하도록 구성된다. 하우징(80)은 종결부 압착 커넥터 부분(82)과 일체이다. 적용 시에, 종결부 압착 커넥터 부분(82)은 중첩 영역에서 케이블(10)의 도체(14)에 압착되어, 그를 고정시키고 그와의 전기적 연통을 제공한다. 하우징(80)은 유전 특성 향상 유체의 도입을 위해 주입 포트(48)에 배치된 (도6에서 확대도로 도시된) 자폐식 스프링-작동 밸브(36)를 더 포함한다. 하우징(80)이 도5에 도시된 위치에 위치된 후에, 스웨지가 원주 치형부(32) 위에서 하우징(80)의 주연부에 인가되어, 치형부(32)가 절연 재킷에 대해 유체 밀봉 시일을 형성하고 동시에 케이블 세그먼트가 지속되는 내부 압력을 받을 때 절연 재킷의 (위에서 설명된 바와 같은) 되밀림을 방지하기에 충분히 그의 주연부를 따라 변형되어 절연 재킷(12)을 부분적으로 관통한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 스웨징 또는 "원주방향 압착"은 하우징의 적어도 하나의 선택된 축방향 위치 위에서 하우징의 주연부 둘레의 방사상 내측 방향 압축의 인가를 말한다. 이러한 스웨징 작업은 하우징의 외측 표면 상의 원형 주연 만입 영역(예를 들어, 홈 또는 편평 함몰부)을 생성하고, 절연 재킷을 그의 주연부에서 부분적으로 변형시키기 위한 절연 재킷 (또는 부싱 또는 스플라이스 압착 커넥터) 내로 그의 대응하는 내부 표면을 내측으로 돌출시킨다. 스웨징은 캐나다 가데나 소재의 도이치 메탈 콤포넌츠(Deutsch Metal Components)에 의해 제공되는 상업적으로 구입 가능한 CableLok™ 방사상 스웨징 공구와 같이, 기술 분야에 공지된 방법에 의해 달성될 수 있다. 스웨징은 1점(압입 크림프), 2점, 또는 다점 방사상 크림프가 기술 분야에 공지된 공기를 사용하여 압착 커넥터(예를 들어, 도체에 부착되는 압착 커넥터)들을 결합시키도록 적용되는 보통의 압착 작업으로부터 구별되어야 한다. 그러한 단일 또는 다점 압착 작업으로부터의 결과적인 압착은 간단하게 본원에서 "압착"으로 불리고, 전단 볼트에 의해 달성될 수 있다.
상기 고압 스웨징 가능 단부 커넥터(도5) 내에서 사용되는 주입 밸브(36)는 일체형 밸브의 일례이고, 도6에 상세하게 도시되어 있다. 측면 포트(46)(들) 및 주입 채널(44)을 갖는 중공 주입 니들(42)이 가압 유체를 주입하기 직전의 위치에 도시되어 있다. 니들(42)은 플러그 핀(86) 상의 대응하는 볼록한 프로파일(90)과 정합하는 그의 선단에서의 오목부를 포함하고, 플러그 핀은 하우징(80)의 내측 주연 표면 상에서, 양호하게는 그 안의 약간 만입된 채널 내에 놓인 C-형스프링(34)에 부착된다. 니들 선단과의 이러한 정합은 C-형 스프링(34)에 의해 보유되는 플러그 핀(86)이 니들(42)이 삽입될 때 주입 포트(48) 내에서 중심이 맞춰지고 그로부터 약간 변위되도록 보장하고, 유사하게 니들(42)이 취출될 때 하우징(80)의 주입 포트(48) 내에서 플러그 핀(86)을 중심을 맞춘다. 볼록 및 오목 표면은 당연히 바뀔 수 있고, 다른 형상이 동일한 효과를 달성하도록 이용될 수 있다. 플러그 핀(86) 및 플러그 핀이 그를 통해 연장되는 O-링(88)은 조합하여, 니들 선단이 취출되고 C-형 스프링(34)이 O-링(88)에 대해 가압하여 O-링을 약간 안장 형상으로 변형시켜서, O-링(88)이 하우징(80)의 내부 표면 및 C-형 스프링(34)의 외부 표면에 대해 안착될 때, 유체 밀봉 시일을 제공한다. 하우징(80) 내의 압력이 증가함에 따라, O-링(88) 상의 압축력이 증가하고 이에 의해 O-링(88)의 밀봉 성능을 개선한다는 것이 이해될 것이다. 실제로, 니들(42)을 수용하는 (도시되지 않은) 클램프 조립체가 주입 포트(48) 위에 장착되어 하우징(80)의 외부에 대한 유체 밀봉 시일을 형성한다. 니들(42)의 선단이 작동되어 주입 포트(48) 내로 삽입되고, 이에 의해 플러그 핀(86) 및 안착되지 않은 O-링(88)을 누르면, 유체가 니들(42)을 통해 하우징(80)의 내부 내로 주입되거나 그로부터 취출될 수 있다.
2개의 동일한 스웨징 가능 고압 단부 커넥터로부터 조립될 수 있는 양호한 이중 하우징, 스웨징 가능 고압 스플라이스 커넥터(101)가 도7에 도시되어 있다. 도7에 도시된 2개의 케이블 세그먼트(10) 중 하나에 대해 여기서 설명되는, 이러한 실시예를 사용하는 전형적인 절차에서, 절연 재킷(12)은 먼저 위에서 설명된 바와 같이, 스플라이스 압착 커넥터(18)를 수용하기 위해 준비된다. 주입 포트(48)를 포함하는 하우징(100)은 일 단부에서의 그의 더 큰 ID가 절연 재킷(12)의 OD보다 단지 약간 더 크고, 대향 단부에서의 그의 더 작은 ID가 스플라이스 압착 커넥터(18)의 OD보다 단지 약간 더 크도록 크기가 결정된다. 하우징(100)은 대응하는 도체(14) 및 절연 재킷(12) 위로 활주되고, 스플라이스 압착 커넥터(18)는 그 다음 도체(14)의 단부 위에서 그리고 하우징 내에서 미끄러진다. 양호하게는, 케이블 세그먼트(10)의 도체(14)의 최외측 스트랜드의 층은 기술 분야에 공지된 바와 같이, 유체가 각각의 간극 체적 내로 그리고 그로부터 외부로 유동하는 것을 용이하게 하기 위해 케이블 세그먼트(10)의 축에 대해 본질적으로 평행한 배향으로 직선화된다. 내부의 홈 내에 존재하는 O-링(104)을 갖는 하우징(100)은 스플라이스 커넥터(18)에 대해 스웨징된다. 스웨징은 O-링(104) 및 대체로 삼각형으로부터 대체로 정사각형으로 변하는 프로파일을 가질 수 있는 가공된 치형부(108) 위의 위치(102)로 인가된다. 이러한 스웨징 작업은 도체(14), 스플라이스 압착 커넥터(18), 및 하우징(100)을 밀접한 기계적, 열적, 및 전기적 접촉 및 결합으로 결합시키고, O-링(104)에 대한 풍부한 밀봉을 제공한다. 스웨징은 위에서 설명된 바와 같이 단일 작업으로 수행될 수 있거나, (스플라이스 압착 커넥터의 길이 및 하우징의 길이가 경로를 벗어난 활주 하우징(100)을 수용할 수 있거나 (예를 들어, 때때로 일본에서 발견되는) 스플라이스 압착 커넥터 OD가 절연체 OD보다 더 큰 드문 경우에, 스플라이스 압착 커넥터(18)가 먼저 도체(14)와 함께 스웨징되고, 그 다음 하우징(100)이 스플라이스 압착 커넥터/도체 조합(18/14)과 스웨징되는) 단계들에서 수행될 수 있다. 각 경우에, 이러한 스웨징은 하우징(100), 스플라이스 압착 커넥터(18), 및 도체(14) 사이의 밀접한 기계적, 열적, 및 전기적 접촉 및 결합을 보장하고, 이는 또한 하우징(100)과 스플라이스 압착 커넥터(18) 사이의 유체 밀봉 시일을 생성한다. 이러한 실시예에 따른 스플라이스가 유동 통과 모드에서 사용되어야 하면, 방수 영역(106) (즉, 스플라이스 압착 커넥터(18) 내의 장벽)이 조립 이전에 제거되거나 드릴링될 수 있다. 스웨징된 도체 영역을 통한 유동을 용이하게 하기 위해, 이후의 스웨징 중의 파쇄를 회피하기에 충분히 높은 강도 및 압착 커넥터(18)의 각각의 단부에 유지되는 환형 공간들 사이에서 유체 연통을 허용하기에 충분한 길이의 (도시되지 않은) 적어도 하나의 미세 튜브가 방수 영역(106)이 생략되면, 2개의 도체(14)와 압착 커넥터(18) 사이에 형성된 환 내에 위치될 수 있다. 스웨지는 그 다음 가공된 치형부(32) 위에서 하우징(100)의 외부에 인가되어, 치형부(32)는 케이블 세그먼트가 가압될 때 유체 밀봉 시일을 형성하고 절연 재킷의 되밀림을 방지하기에 충분하게 절연 재킷(12)을 변형시킨다. 하우징(100) 상의 주입 포트(48)는 유체가 상기 도6에서 설명된 유형의 밸브(36)를 채용하여 상승된 압력에서 주입 또는 취출되도록 허용한다. 이러한 실시예에 따른 스웨징 가능 고압 스플라이스 커넥터가 유동 통과 모드에서 사용되어야 하면, 주입 포트는 생략될 수 있다.
상기 고압 커넥터는 2개의 케이블 세그먼트가 적절한 피팅(들) 및 주입 포트(들)을 동시에 사용하여 주입되도록 허용한다. 또는, 2개의 (그 이상의) 세그먼트가 고압 스플라이스 커넥터로부터 먼 제1 세그먼트의 단부에서 시작하여 고압 스플라이스 케넉터를 통해 그 다음 제2 세그먼트를 통해 순차적으로 주입될 수 있다 (유동 통과 모드). 이때, 그리고 임의의 다른 소위 유동 통과 모드에서, 주입 포트(들)은 제거될 수 있다.
통상, 채용된 임의의 고무 (탄성중합체) 와셔 또는 고무 O-링을 제외한, 고압 커넥터의 구성요소들은 예상 압력 및 온도를 견디도록 설계되고, 알루미늄, 알 루미늄 합금, 구리, 베릴륨-구리, 또는 스테인리스강과 같은 금속으로부터 제조될 수 있다. 고압 단부 또는 스플라이스 커넥터 설계가 관련 종결부 압착 커넥터 또는 스플라이스 압착 커넥터 (즉, 각각의 경우의 커넥터)와 임의의 이후에 인가되는 전도성 삽입물 사이의 전기적 연통을 수용하면, 비전도성 구성요소를 채용하는 것도 가능하다. 즉, 기술 분야에서 종래에 실시된 바와 같이, 고압 단부 커넥터 또는 스플라이스 커넥터 위에 인가된 임의의 종결부 또는 스플라이스 본체의 반전도성 부분은 본질적으로 도체와 동일한 전위이어야 한다. 양호하게는, 두꺼운 알루미늄 또는 구리 와셔가 고무 와셔와 함께, 도3에 도시된 바와 같이, 압축 시일을 채용한 커넥터 내에서 사용된다. 이러한 금속이 높은 열 전도율을 나타내므로, 이들은 하중 보유 종결부 또는 스플라이스 내의 열 발산을 용이하게 하여, 각각의 커넥터에 가까운 절연 재킷의 표면 온도를 감소시킨다. 고무 와셔 및 O-링은 주입을 위해 고려되는 유체(들) 및 커넥터의 최대 작동 온도에서 이용 가능한 임의의 적합한 탄성중합체로부터 형성될 수 있다. 양호한 고무는 불화탄소 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 우레탄 고무, 및 염소화 폴리올레핀을 포함하고, 최상의 선택은 존재하는 임의의 고무 성분의 팽창 또는 열화를 최소화하기 위해 사용되는 유체(들)의 용해도 및 그와의 화학적 양립성의 함수이다. 임의의 고압 스플라이스 또는 사면 단부 커넥터가 기술 분야에서 일반적으로 실시되는 바와 같이 각각의 스플라이스 압착 커넥터 또는 사면 종결부 압착 커넥터와 대응하는 전도성 삽입물 사이에 전기적 접속을 제공하여, 전기 방전 또는 코로나를 방지하는 것이 고려된다. 또한, 도체로부터의 열 발산을 제공하기 위해 (예를 들어, 멈춤 나사, 압착을 사용하여) 도체 와 하우징 사이에 양호한 열 접촉이 있는 것이 양호하다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 고압 스플라이스 커넥터는 케이블 축에 대해 직교하여 스플라이스 압착 커넥터의 중심을 통하는 평면에 대해 대체로 대칭이며, 설명되는 조립 절차는 스플라이스의 양 단부에 적용된다. 본원에서 설명되는 바와 같은 밀봉 및 고정 옵션의 상이한 조합들이 의도된 밀봉 및 고정 기능을 제공하기 위해 "믹스 앤 매치(mix-and-match)" 방식으로 조합될 수 있지만, 당업자는 더욱 바람직하고 그리고/또는 논리적인 조합을 쉽게 결정할 것이고 인식될 것이다.
통상, (본원에서 트리 지연제 또는 트리잉 방지제로도 불리는) 사용되는 유전 특성 향상 유체는 절연 재료 내로 혼합되고 그리고/또는 새로운 또는 사용 중인 케이블 내로 주입되었을 때, 중합체 절연체 내의 수 트리를 방지하기 위해 기술 분야에 공지된 화합물 중 하나로부터 선택될 수 있다. 방향족 케톤(예를 들어, 아세토페논), 지방족 알코올(예를 들어, 도데카놀), UV 안정제(예를 들어, 2-에틸헥실트랜스-4-메톡시신나메이트), 및 유기 알콕시실란과 같은 화합물이 본 방법에서 유전 향상 유체로서 채용될 수 있는 화합물의 범위를 예시한다. 많은 그러한 화합물은 특허 문헌에서 설명되었고, 관심있는 독자는 무엇보다도 애쉬크래프트 등의 미국 특허 제4,144,202호, 애쉬크래프트 등의 미국 특허 제4,212,756호, 마린겟 등의 미국 특허 제4,299,713호, 브라우스 등의 미국 특허 제4,332,957호, 발로우 등의 미국 특허 제4,400,429호, 빈센트의 미국 특허 제4,608,306호, 빈센트의 미국 특허 제4,840,983호, 빈센트 등의 미국 특허 제4,766,011호, 밤지 등의 미국 특허 제4,870,121호, 베르티니 등의 미국 특허 제6,697,712호, 및 클레이어 등의 미국 특 허 제5,372,841호를 참조하면 된다.
아래에서 더욱 구체적으로 설명되는 전기 케이블을 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 방법에 따르면, 유전 특성 향상 재료는 혼합물이 실제 주입의 조건 하에서 유체로 유지되면, 본원에서 설명되는 유형의 둘 이상의 유체의 혼합물일 수 있는 것이 고려된다. 적합한 유전 특성 향상 재료의 구체적이고 비제한적인 예는 다음 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다.
페닐메틸디메톡시실란
페닐트리메톡시실란
디페닐디메톡시실란
페닐메틸디에톡시실란
트리메틸메톡시실란
아세토니트릴
벤조니트릴
톨릴니트릴
t-부틸디페닐시아노실란
1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산
1,4-비스(3-아미노프로필디메틸실릴)벤젠
3-아미노프로필펜타메틸디실록산
아미노메틸트리메틸실란
1,4-비스(3-아미노프로필디메틸실릴)벤젠
3-아미노프로필메틸비스(트리메틸실록시)실란
(4-브로모페닐에티닐)트리메틸실란
p-클로로페닐트리메틸실란
비스(시아노프로필)테트라메틸디실록산
4-아미노부틸트리에톡시실란
비스(3-시아노프로필)디메톡시실란
N-메틸아미노프로필메틸디메톡시실란
N-(3-메타크릴옥시-2-하이드로프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란
N-에틸아미노이소부틸트리메톡시실란
3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란
N,N-디메틸아미노프로필트리메톡시실란
(N,N-디에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란
N-부틸아미노프로필트리메톡시실란
비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란
3-아미노프로필트리스(메톡시에톡시에톡시)실란
3-아미노프로필트리메톡시실란
3-아미노프로필메틸디에톡시실란
3-아미노프로필디메틸에톡시실란
p-아미노페닐트리메톡시실란
m-아미노페닐트리메톡시실란
3-(m-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란
아미노메틸트리메틸실란
N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트리메톡시실란
N-(6-아미노헥실)아미노프로필트리메톡시실란
N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란
N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란
N-(2-아미노에틸)-3-아미노이소부틸메틸디메톡시실란
3-(N-알릴아미노)프로필트리메톡시실란
11-시아노운데실트리메톡시실란
2-시아노에틸트리메톡시실란
2-시아노에틸트리에톡시실란
2-시아노에틸메틸디메톡시실란
(3-시아노부틸)메틸디클로로실란
비스(3-시아노프로필)디메톡시실란
3-(트리에톡시실릴프로필)-p-니트로벤즈아미드
2-(디페닐포스피노)에틸트리에톡시실란
3-시아노프로필페닐디메톡시실란
비스(3-시아노프로필)디메톡시실란
페닐트리스(메틸에틸케톡시미노)실란
비닐메틸비스(메틸에틸케톡시미노)실란
비닐트리스(메틸에틸케톡시미노)실란
페닐메틸비스(디메틸아미노)실란
페네틸디메틸(디메틸아미노)실란
n-옥틸디이소프로필(디메틸아미노)실란
n-옥타데실디메틸(디메틸아미노)실란
비스(디메틸아미노)비닐메틸실란
비스(디메틸아미노)비닐에틸실란
비스(디메틸아미노)디페닐실란
비닐트리스(메틸에틸케톡시미노)실란
비닐메틸비스(메틸에틸케톡시미노)실란
페닐트리스(메틸에틸케톡시미노)실란
페닐옥틸디알콕시실란
도데실메틸다알콕시실란
n-옥타데실디메틸메톡시실란
n-데실트리에톡시실란
도데실메틸디에톡시실란
도데실트리에톡시실란
헥사데실트리메톡시실란
1,7-옥타디에닐트리에톡시실란
7-옥테닐트리메톡시실란
2-(3-사이클로헥세닐)에틸트리메톡시실란
(3-사이클로펜타디에닐프로필)트리에톡시실란
21-도코세닐트리에톡시실란
(p-톨릴에틸)메틸디메톡시실란
4-메틸페네틸메틸디메톡시실란
디비닐디메톡시실란
o-메틸(페닐에틸)트리메톡시실란
스티릴에틸트리메톡시실란
(클로로 p-톨릴)트리메톡시실란
p-(메틸페네틸)메틸디메톡시실란
2-하드록시-4-(3-트리에톡시실릴프로폭시)디페닐케톤
디메시틸디메톡시실란
디(p-톨릴)디메톡시실란
(p-클로로메틸)페닐트리메톡시실란
클로로페닐메틸디메톡시실란
SF6(육불화황)
불화탄소 또는 할로카본
클로로페닐트리에톡시실란
페네틸트리메톡시실란
페네틸메틸디메톡시실란
N-페닐아미노프로필트리메톡시실란
(아미노에틸아미노메틸)페네틸트리에톡시실란
3-시아노프로필메틸디메톡시실란
메틸페닐 비스(1-페닐 에테닐옥시)실란
메틸비닐 비스(1-페닐 에테닐옥시)실란
따라서, 예를 들어, 유체는 (A) 적어도 하나의 트리잉 방지제, 및 (B) 물-반응성 화합물을 포함하는 미국 특허 제5,372,841호에 개시된 유형의 혼합물일 수 있고, 물-반응성 화합물은 중합체 절연체 내에서 50℃에서 10-7 cm2/sec보다 더 큰 확산 계수를 갖고, 혼합물은 25℃에서 100 cP 이상의 초기 점도를 갖고, 여기서 (A) 및 (B)는 상이하다. 이러한 유형의 특정 유체가 페닐메틸디메톡시실란 또는 페닐트리메톡시실란과 같은 아릴기를 갖는 알콕시실란과, 트리메틸메톡시실란 또는 디메틸디메톡시실란으로부터 선택된 물-반응성 화합물의 혼합물이다.
양호한 유전 특성 향상 유체는 절연 중합체 내에서 25℃에서 10-10 g/sec보다 더 작은 투과성을 가지며 각각의 분자 내에서 둘 이상의 물-반응성 그룹을 함유하는 적어도 하나의 화합물을 함유하는 혼합물이다. 상기 성분은 중합체 절연체의 적어도 2배인 유전 상수를 갖는다. 그러한 성분의 예는 다음의 조성식을 가질 수 있는 시아노알콕시실란이다.
RxR'ySi(OR")z
여기서, x = 1 또는 2, y = 0 또는 1, z = 1, 2, 또는 3, 그리고 x + y + z = 4이고, R은 3 - 13개의 탄소 원자를 갖는 시아노 함유 유기 그룹이고, R'은 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 유기 그룹, 양호하게는 탄화수소 그룹, OR"은 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 그룹 또는 에놀 에텔 그룹으로부터 선택된 물-반응성 그룹이다. 양호하게는, x = 1, y = 1, z = 2이고, R은 시아노부틸, 시아노프로필, 또는 시아노에틸 그룹의 이성질체로부터 선택되고, R'은 메틸이고, OR"은 메톡시 그룹이다. 특정 시아노 함유 알콕시실란은 특히 시아노에틸메틸디메톡시실란, 시아노프로필메틸디메톡시실란, 및 시아노부틸메틸디메톡시실란을 포함한다.
유전 특성 향상 유체는 상기 재료들 중 하나 이상을 갖는, 양호하게는 약 30%(중량)의 상기 재료를 갖는 아세토페논의 혼합물인 것도 양호하다. 아세토페논을 함유하는 그러한 성분은 양호하게는 메틸페닐 비스(1-페닐에테닐옥시)실란, 메틸비닐 비스(1-페닐에틸렌옥시)실란, p-톨릴에틸메틸디메톡시실란, 시아노부틸메틸디메톡시실란, 및 시아노프로필메틸디메톡시실란으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 또한 포함한다.
처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법에서 가능한 주입 체적의 예기치 못한 증가 (즉, 위에서 언급된 투과-흡착 갭)은 종래 기술의 제공자에 의해 이용된 침지 단계의 전술한 제거를 넘어 장점을 제공한다. 예를 들어, 본 방법은 활성 성분의 수준이 종래 기술에 의해 제안된 평형 포화 값을 넘어 케이블에 공급되도록 허용한다. 이러한 여분의 유전 특성 향상 유체는 예방적 성능 (즉, 장기간 성능에 대한 예방적 처리)는 물론 단기간 반응적 성능을 목표로 하는 처리 유 체 조합을 맞추는데 있어서 추가의 유연성을 제공한다. 이러한 각각의 경우에, 반응적 및 예방적 성능의 장점은 종래 기술의 접근이 목표로 하는 후향적 성능 (즉, 케이블이 가까운 미래에 통계적으로 고장나기 쉬울 때 중기간 동안의 처리)를 훼손할 필요가 없이 실현될 수 있다. 또한, 도입되는 그러한 유체 혼합물의 총량은 주입을 케이블 소유자의 경제적 또는 기술적 요구에 맞추기 위해, 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법에 따르면, 주입 및 잔류 압력을 선택함으로써 쉽게 조정될 수 있다. 따라서, 임의의 처리 유체의 단기간 성능이 본원에서 설명되는 높은 이송 속도로부터 유익을 얻을 가능성이 있을 때, 방법은 또한 본 방법의 이점이 없이는 절연체 내로 적절하게 확산되지 않거나 빈 간극 체적에 충분한 체적으로 효율적으로 공급될 수 없는 완전히 새로운 부류의 재료의 도입을 허용한다. 본원에서 S 부류 재료로 정의되는 그러한 성분은 25℃에서 약 10-10 g/sec-cm의 투과율 및 25℃에서 약 0.0001 내지 약 0.02 g/cm3의 용해도를 갖거나, 50℃에서 약 10-8 cm2/sec보다 낮은 확산률(확산 계수)을 갖고, 각각의 특성은 절연 중합체 내에서 결정된다. 방법은 압력이 여전히 향상된 구동력을 제공하기에 충분히 높을 때 절연체 내로의 유체의 투과를 가속하고 많은 사용 중인 케이블이 케이블을 처리하기 위해 요구되는 유체의 체적에 대해 부적절한 빈 간극 체적을 제시한다는 위에서 언급된 관찰을 해결하므로, S 부류 재료의 사용을 허용한다. 주입되는 유체 성분 내의 느리게 확산되는 그러한 재료의 포함은 개선된 장기간(예를 들어, 10 내지 40년) 성능을 부가하는 것으로 믿어진다. 그러한 S 부류 재료가 종래 기술의 방법 에서 사용되면, 단기간 성능 재료, 중기간 성능 재료, 또는 이들 모두의 양의 대응하는 감소가 이루어졌을 것이다. 전자의 경우에, 부적절하게 처리된 케이블이 저 확산 재료로부터의 모든 이점을 인식하기 위해 요구되는 시간에 대해 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 가능성은 적다. 대안으로, 비용이 들고 위험한 침지 단계는 크게 연장되어야 하고, 이러한 옵션은 안전 및 경제성의 의미에 의해 효과적으로 억제된다.
그러므로, 적어도 2가지 부류의 재료, 더욱 양호하게는 3가지 부류가 유전 특성 향상 유체를 제공하도록 조합되는 것이 양호하다. 그러한 성분의 최적 양 및 최적 비율은 처리되는 케이블의 특정 기하학적 특징 및 회로 소유자가 원하는 성능 특징에 기초하여 선택된다. 이러한 3가지 부류는 다음과 같이 정의되고, 각각의 특성은 표시된 온도에서 케이블 절연 재료 내에서 측정된다.
Q 부류 - 아세토페논 및 트리메틸메톡시실란 또는 위에서 언급된 미국 특허 제5,372,841호에 개시된 다른 고 확산 재료와 같은, 50℃에서 약 10-7 cm2/sec보다 큰 확산 계수를 갖는 빠르게 확산되는 재료. 그러한 재료는 단기간 성능(반응적 성능)(통상, 0 내지 약 12개월)을 부가한다.
M 부류 - 페닐메틸디메톡시실란 및 p-톨릴에틸메틸디메톡시실란과 같은, 50℃에서 약 10-8 cm2/sec보다 크지만 약 10-7 cm2/sec보다 작은 확산 계수를 갖는 중간 확산 재료. 그러한 재료는 중기간 성능(후향적 성능)(통상, 약 12 내지 약 120개월)을 부가한다.
S 부류 - 시아노부틸메틸디메톡실란, 시아노에틸메틸디메톡시실란, 및 시아노프로필메틸디메톡시실란과 같은, 절연 재료 내에서 측정된, 25℃에서 약 0.0001 내지 약 0.02 g/cm3의 낮은 용해도를 갖거나 50℃에서 약 10-8 cm2/sec보다 작은 확산률을 가지며, 25℃에서 약 10-10 g/cm·s보다 작은 투과율을 갖는 위에서 설명된 느리게 확산되는 재료 또는 저 용해도 재료. 그러한 재료는 장기간 (예방적) 성능(통상, 약 120개월 이상)을 부가한다.
채용되는 재료의 각각의 원하는 부류에 대해, 스트랜드 차폐부(도체 차폐부) 및 절연 재킷 내의 최적 농도는 계산되거나 실험에 의해 결정된다. 25℃에서 약 0.02 g/cm3보다 큰 용해도를 갖는 재료(많은 Q 부류 및 M 부류 재료가 이러한 카테고리 내에 든다)에 대해, 이러한 최적값은 대체로 케이블이 매립되는 깊이, 종종 약 1미터의 평균 토양 온도에서의 각각의 포화 수준이다. 이러한 수준을 대체로 넘는 유체의 공급은 회로 신뢰성에 해로울 수 있는 위에서 설명된 과포화를 생성하는 것으로 밝혀졌다. S 부류 재료의 낮은 용해도의 관점에서, 이들의 최적 농도는 대체로 포화 수준보다 크고, 이는 이러한 현상으로 인한 손상의 기회가 거의 없고 처리되는 케이블의 유효 수명이 공급된 S 부류 재료의 양에 따라 증가하기 때문이다.
위에서 정의된 부류들 중 하나의 재료는 다른 부류로부터의 재료와 상호 작용을 거의 하지 않고, 이는 임의의 2가지 부류들 사이의 확산률이 전형적으로 10배만큼 상이하기 때문인 것으로 믿어진다. 또한, 소중합체의 용해도는 대응하는 단 량체보다 실질적으로 작다는 것이 기술 분야에서 잘 확립되었다. 그러므로, 소중합체를 형성하는 성분(예를 들어, 케이블 내에서 외래의 물과 반응하는 유기 알콕시실란)을 사용하는 장기간에 걸친 과포화로 인한 케이블의 손상은 문제되지 않는다. 따라서, 단기간, 중기간, 및 장기간 신뢰성 성능의 이점을 누리기 위해, 본 방법은 다음의 프로토콜을 개시한다.
(a) 각각의 재료 부류(즉, 각각의 재료 부류 내에 둘 이상의 성분이 있을 수 있음)에 대한 포화 (또는 다른 최적 수준)이 도체 차폐부 및 절연체 내에서 측정 (또는 계산된다). 최적 수준 (또는 저 용해도 성분에 대한 최소의 최적 수준)은 양호하게는 예상되는 평균 도체 차폐부 및 절연체 온도와, 케이블의 예상되는 사용 수명에 걸친 전형적인 온도 사이클(ΔT)을 고려해야 한다.
(b) 단계 (a)에서 결정된 도체 차폐부 내의 각각의 부류 및 각각의 성분의 농도는 내부의 각각의 부류 및 성분의 요구되는 중량을 제공하기 위해 도체 차폐부의 비질량에 의해 곱해진다. 유사하게, 절연 재킷 내의 각각의 부류 및 각각의 성분의 농도는 내부의 각각의 부류 및 성분의 요구되는 중량을 제공하기 위해 절연체의 비질량에 의해 곱해지고, 각각의 그러한 계산은 실제 케이블 세그먼트 길이를 반영하도록 적절하게 조정된다. 이러한 곱은 그 다음 합산되어, 세그먼트를 처리하기 위해 요구되는 유체 혼합물의 총 최소 중량을 제공한다.
(c) 50 psig를 초과하는 시작 압력이 가정되고, 단계 (b)로부터의 요구되는 유체의 최소 중량은 이러한 압력에서 이용 가능한 총 체적 (즉, 간극 + 환 + 흡착/투과 갭)에 대응하는 총 중량과 비교된다. 빈 간극 체적은 미국 특허 제5,279,147 호에 설명된 바와 같이, 스트랜드 도체의 기하학적 특징으로부터 쉽게 계산될 수 있다. 압력의 함수인, 주어진 케이블에 대한 환형 체적은 도1의 하부 곡선과 유사한 그래프를 제공하는 위에서 설명된 바와 같은, 엄격한 계산으로부터 얻어질 수 있다. 흡착/투과 갭 체적도 도1(성분들의 주어진 혼합물 및 주어진 케이블에 대한 상부 곡선)과 유사한 그래프로부터 얻어질 수 있다. 또는, 앞서 설명된 흡착/투과 갭이 성분들의 주어진 혼합물에 대한 압력 및 제1 케이블 기하학적 형상의 함수로서 실험적으로 결정되면, 이러한 데이터는 제2 도체 차폐부의 단면적의 제1 케이블의 단면적에 대한 비율에 의해 이전의 데이터를 곱함으로써 제2 케이블에 대한 대응하는 갭 값의 양호한 근사화를 제공하도록 사용될 수 있다.
(d) (크고 덜 조밀화된 도체를 갖는 몇몇 케이블에 대한 경우일 수 있는) 이용 가능한 충분한 총 체적(중량)이 있으면, S 부류 재료 (또는 저 용해도 Q 부류 또는 M 부류 재료)의 양은 공급되는 총 체적이 이용 가능한 총 체적과 동일할 때까지 증가된다.
(e) 최소 압력에서 이용 가능한 충분한 총 체적이 없으면, 압력은 증가되고, 단계 (c)는 유체의 적어도 최소 총 체적(중량)이 수용될 때까지 반복된다.
상기 프로토콜에 기초하여, 후보 성분이 주입 이전에 혼합되고, 그의 소정량이 본원에서 설명된 고압 커넥터 중 하나를 사용하여 적절한 압력에서 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입된다. 소정량의 유체가 송출되면, 주입은 종결되고, 유체는 유사한 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 구속된다. 따라서, 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법의 다른 실시예는 앞서 설명된 바 와 같이, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적을 압력(P)에서 케이블 세그먼트(Ws)의 도체 차폐부 및 절연 재킷을 포화시키기 위해 요구되는 양의 유전 특성 향상 유체 성분으로 충전하고, 이를 유사한 잔류 압력에서 내부에 구속한다. 이러한 실시예에서, Ws가 압력(P)에서 빈 간극 체적 내로 주입될 수 있는 성분의 중량(Wi)보다 더 크면, 압력은 Ws = Wi가 되도록 상기 프로토콜에 따라 조정된다. 다른 한편으로, Ws가 Wi보다 작으면, 적어도 하나의 S 부류 재료의 추가 중량(W)이 (W + Ws) = Wi가 되도록 성분을 주입하기 전에 성분에 추가된다.
상기 프로토콜을 더욱 명확하게 하기 위해, 그의 적용의 2가지 예가 제공된다. 이러한 예는 이론적인 조성을 채용하고, 단지 예시적인 목적으로 제공되고, 실제 데이터를 표현하지 않는다. 이들은 본원에서 설명되는 임의의 방법의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
예1은 동심의 1/0, 100% XLPE 절연 케이블의 1000 피트에 대한 최적 처리의 결정을 도시한다. 원하는 신뢰성 이점을 제공하는 아래의 표에 도시된 예비 조성이 선택된다. 처리 유체는 아세노페논(Q 부류 재료), 비닐메틸비스(1-페닐에틸렌옥시)실란(VMB, M 부류 재료), 및 S1 및 S2(2가지의 전형적인 S 부류 재료)를 포함한다. 농도(절연체가 약 1 g/cm3의 밀도를 갖는 XLPE인 경우에, 중량% = 100 x g/cm3의 용해도)는 경험적 관찰, 포화 수준과 같은 이론적 고찰, 또는 이들 모두로부터, 최적 성능에 대해 임의로 선택되었다. 유체 혼합물의 비중은 1.03이다.
아세토페논 VMB S1 S2
절연 재킷 내의 중량% 용질 1.0% 3.5% 0.5% 0.5%
도체 차폐부 내의 중량% 용질 3.0% 16.0% 1.0% 1.0%
절연 재킷 및 도체 차폐부에 대한 단면적(Ain, Acs)은 각각 위에서 설명된 바와 같이, 간단한 기하학적 원리로부터 계산된다. 이들은 다음의 표에 도시된 바와 같이, 각각 절연체 및 도체 차폐부 내의 (ft3/kft로 표현되는) 각각의 비체적을 계산하는데 사용된다.
절연체의 비체적(Vi) 2.34 = Ain·1000ft·12ft2/122in2
도체 차폐부의 비체적(Vcs) 0.289 = Acs·1000ft·12ft2/122in2
각각의 비체적은 그 다음 이전의 표로부터 각각 선택된 성분 농도에 의해 곱해진다. 이러한 결과는 아래에 설명되어 있으며, 1000 ft 세그먼트를 처리하기 위한 계산된 총 유체 요구는 약 12.2 파운드이고, 그의 4가지 성분 각각의 분율도 표시된다 (예를 들어, 도체 차폐부 내의 VMB 유체에 대해, 0.289 (ft3/kft) x 62.4 lb/ft3 x 1.03 (밀도) x 0.16 (VMB의 %) = 2.97 lb).
혼합물의 중량 아세토페논 VMB S1 S2
절연체 내의 성분 비질량 8.26 1.50 5.26 0.75 0.75
도체 차폐부 내의 성분 비질량 3.91 0.56 2.97 0.19 0.19
총 성분 질량 12.17 2.06 8.23 0.94 0.94
300 psig의 최소 주입 압력이 주입후 유전 성능의 신속한 증가를 제공하도록 임의로 선택되고, 수용될 수 있는 (1000 ft 세그먼트에 대한 파운드로 표현되는) 각각의 유체량은 위에서 설명된 프로토콜에 따라, 도1과 유사한 그래프로부터 계산되거나 얻어진다. 이들은 아래의 표에 표시되어 있고, 여기서 Ai = 간극의 단면적, Aa = 300 psig에서의 환 단면적, SG = 유체 혼합물의 비질량.
간극 내의 비질량 5.4 Ai·SG·1000·62.4/122
환 내의 비질량 3.00 Aa·SG·1000·62.4/122
비질량-흡착/투과 2.39 적절한 그래프로부터
공급되는 총 비질량 10.8
300 psig에서 공급되는 유체의 양은 단지 10.8 파운드이고, 이는 앞서 결정된 최적량보다 1.4 파운드 (즉, 12.2 - 10.8)가 작다는 것을 알 수 있다. 본 방법은 최적량의 유체 (즉, 12.2 lb)가 케이블 세그먼트에 공급될 수 있을 때까지의 압력 증가를 개시한다. 이러한 예에 대해, 압력이 359 psig까지 증가되는 위에서 설명된 프로토콜에 따른 반복 계산의 결과는 아래의 표에 표시되어 있고, Aa' = 359 psig에서의 환 단면적.
간극 내의 비질량 5.4 Ai'·SG·1000·62.4/122
환 내의 비질량 3.61 Aa·SG·1000·62.4/122
비질량-흡착/투과 3.14 적절한 그래프로부터
공급되는 총 비질량 12.2
예2는 1000 ft 동심 750 kcmil의 100% XLPE 절연 케이블 세그먼트의 최적 처리에 적용되는 상기 프로토콜을 설명한다. 예1의 유체 조성이 다시 취해지고, 위에서 도시된 다양한 계산이 이러한 케이블의 기하학적 특징의 대응하는 치수를 사용하여 이루어진다.
절연체의 비체적(ft3/kft) 4.84
도체 차폐부의 비체적(ft3/kft) 1.10
다시, 상기 표의 각각의 비체적은 조성 표(예1 참조) 내의 각각의 필요 농도 성분에 의해 곱해진다. 이러한 결과는 아래에서 설명되고, 1000 피트의 케이블을 처리하기 위한 총 유체 요구는 32.0 파운드이고, 그의 4가지 성분의 각각의 분율이 표시된다.
혼합물 아세토페논 VMB S1 S2
절연체 내의 성분 비질량 17.1 lb 3.11 10.89 1.55 1.55
도체 차폐부 내의 성분 비질량 14.9 lb 2.12 11.31 0.71 0.71
총 성분 질량 32.0 lb 5.22 22.16 2.26 2.26
100 psig의 최소 주입 압력이 주입후 유전 성능의 신속한 증가를 제공하도록 선택된다. 간극, 환, 및 흡착/투과 갭 체적은 위에서 설명된 프로토콜에 따라, 도1과 유사한 그래프로부터 계산되거나 얻어져서, 다음의 표에 도시된 바와 같이, 각각의 성분의 대응하는 양으로 변환된다. 100 psig에서 공급되는 비질량은 약 66.8 파운드, 또는 최소의 최적 요구의 2배 이상이다.
간극 내의 비질량 54.2 lb =Ai·SG·1000·62.4/122
환 내의 비질량 11.1 lb =Aa·SG·1000·62.4/122
비질량-흡착/투과 1.5 lb 적절한 그래프로부터
공급되는 총 비질량 66.8 lb
미국 특허 제6,162,491호에 의해 개시된 바와 같이 희석제를 갖는 여분의 체적을 낭비하기 보다는, 본 방법은 처리되는 케이블의 신뢰할 수 있는 수명에 대한 추가의 연장을 제공하는 S 부류의 재료의 공급의 증가를 개시한다. 이러한 세그먼트에 의해 수용되는 것으로 앞서 도시된 바와 같이, 총 66.8 lb의 유체를 공급하기 위한 S 부류 재료의 그러한 증가는 아래의 표에 도시된 바와 같이, 유체 조성의 수정에 의해 표시된다.
혼합물 아세토페논 VMB S1 S2
절연체 내의 성분 비질량 17.1 lb 3.11 10.9 1.55 1.55
도체 차폐부 내의 성분 비질량 14.8 lb 2.12 11.3 0.71 0.71
최소 이상의 S 부류 재료 34.9 lb 17.45 17.45
합계 66.8 lb 5.23 22.2 19.7 19.7
처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법의 다른 장점은 유체 주입 이전 및 유체 주입 중에 케이블을 비우는 비용이 들며 위험한 단계의 제거이 다. 종래 기술의 방법은 주로 관련된 노동 때문에 비용이 든다. 주입 팀이 주입이 개시되기 전에 케이블의 완전한 소거를 기다려야 한다. 종래 기술의 방법은 감소된 압력에서 공기 (또는 다른 기체)의 유전 강도의 감소를 예측하는 파센의 법칙의 관점에서 급전된 케이블에 적용될 때 잠재적으로 위험한 조건을 생성할 수 있다. 종래 기술의 방법에서의 진공의 인가는 완전한 충전을 용이하게 하므로, 양호하며 현재 실시된다. 진공의 부재 시에, 유체가 종결부 공동 또는 스플라이스 공동을 통해 또는 케이블 스트랜드의 얽혀 있는 간극을 통해 유동할 때 버블이 형성되기 쉽다. 고압이 이용될 때에도, 압력은 주입이 완료되면 항상 해제되고, 상승된 압력에서 유체 내에 일시적으로 용해되었던 임의의 기체 버블이 즉시 배출되어, 미처리되거나 처리 중인 케이블의 일부가 된다. 더욱이, 진공은 전형적인 -13 psig 압력이 케이블의 길이를 따른 유체의 유동을 가속하기 위한 45% 이상의 구동력을 제공하고, 실제로 유체가 케이블의 전체 길이를 통해 유동하여 주입 실패를 회피하는 가능성을 개선하므로, 종래 기술의 방법에서 바람직하다. 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법은 이러한 문제점을 겪지 않는다. 먼저, 본원에서 고려되는 양호한 압력에서, 유체의 유속은 훨씬 더 높고, 그의 큰 전단에 의해 물 또는 오염물을 세척하기가 훨씬 더 쉽다. 더욱이, 작은 기체 버블이 존재하더라도, 이는 잔류 압력의 영향 하에서 유체 내에 빠르게 용해되어, 새로운 버블을 생성하도록 즉시 배출되지 않는다고 믿어진다. 대신에, 기체는 이제 유체 내에서 축방향으로 확산되어 여전히 비교적 높은 부분 압력에서 매우 낮은 농도로 분포된다. 높은 부분 압력 때문에, 기체는 케이블로부터 주위의 토양 내로 빠르게 확산된다. 따라 서, 방법은 그러한 비용이 들고 위험한 진공의 사용을 회피한다.
처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법의 다른 장점은 케이블 세그먼트의 스트랜드를 건조시킬 필요가 없는 것이다. 앞서 설명된 높은 유동 및 높은 전단력 때문에, 케이블 내의 물 또는 다른 오염물의 대부분은 주입에 의해 간극으로부터 흘러나온다. 일부의 물이 스트랜드 내에 남아있더라도, 방법은 과량의 물-반응성 유체가 공급될 수 있기 때문에, 물에 대해 덜 민감하다.
종래 기술의 방법이 미리 설치된 스플라이스를 통해 유체를 주입하기 때문에, 유동 및 압력을 수용할 수 있는 각각의 스플라이스의 능력을 테스트할 필요가 있다. 처음에 설명된 케이블 세그먼트를 향상시키기 위한 방법의 또 다른 장점은 위에서 설명된 신규한 커넥터와 조합될 때, 중압 전력 케이블의 스트랜드의 유동 테스트 및 압력 테스트에 대한 필요가 없는 것이다. 다시, 본원에서 양호하게 사용되는 높은 주입 압력 때문에, 거의 모든 스트랜드형 케이블이 유동할 것으로 믿어진다. 누출 테스트는 커넥터가 고압을 수용하도록 설계된 장치를 채용하므로, 생략된다.
케이블 세그먼트 내로의 주입에 의한 본 발명의 전기 케이블을 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 방법은 케이블 및 케이블 소유자의 요구를 상이한 세트의 기계, 작동, 및 경제적 문제점을 각각 해결하는 재료들의 포트폴리오와 매칭시키는 방법을 이용한다. 고유한 조합이 회로 소유자의 요구를 만족시키기 위해, 회로 소유자 케이블 크기 입도, 또는 개별 케이블 입도와 혼합된다. 환언하면, 성능은 종래 기술에서 사용된 하나의 크기가 모든 접근법에 대해 맞춰지는 방법 대신에 최종 사용자 선택, 기하학적 특징, 케이블 작동 이력, 및 예상되는 작동 부하의 메뉴에 기초하여 각각의 용도에 대해 최적화된다. 목표 조성을 확립하기 위해 제어되고 최적화될 수 있는 특성 및 상업적 요소들의 일부 목록은 다음과 같다.
성능의 5가지 P
(1) 고장후(Post-failure) 또는 단기간 성능 (< 12개월)
(2) 후향적(Proactive) 또는 중기간 성능 (12개월 내지 10년)
(3) 예방적(Preemptive) 또는 장기간 성능 (> 10년)
(4) 가격(Price) (유체 비용, 처리 노동 집약성, 및 보증 기간 및 범위를 포함)
(5) 특성(Properties) (알루미늄 또는 구리 도체와의 양립성 및 가연성을 포함)
3가지 파라미터
(6) 케이블 기하학적 특징
(7) 다음에 의존하는 예상되는 케이블 온도 프로파일(전형)
a. 평균 부하
b. 케이블 깊이에서의 지면 온도
c. 토양 열 전도율
(8) ΔT(예상되는 온도 사이클; 전형)
a. 최대 부하
b. 최소 부하
c. 토양 열 전도율
조성을 선택하기 위한 본 방법에서, 적어도 하나의 부류의 유체, 더욱 양호하게는 2가지 부류의 유체, 훨씬 더 양호하게는 3가지 부류의 유체가 최적량으로 공급된다. 둘 이상의 부류는 처리되는 케이블의 특정 기하학적 특징 및 회로 소유자가 원하는 성능 특징에 따라 최적 비율로 사용된다. 위에서 설명된 바와 같이, 3가지 부류의 재료는 다음과 같다.
Q 부류 - 아세토페논 및 트리메틸메톡시실란 또는 위에서 언급된 미국 특허 제5,372,841호에 개시된 다른 고 확산 재료와 같은, 50℃에서 약 10-7 cm2/sec보다 큰 확산 계수를 갖는 빠르게 확산되는 재료. 그러한 재료는 단기간 성능(반응적 성능)(통상, 0 내지 약 12개월)을 부가한다.
M 부류 - 페닐메틸디메톡시실란 및 p-톨릴에틸메틸디메톡시실란과 같은, 50℃에서 약 10-8 cm2/sec보다 크지만 약 10-7 cm2/sec보다 작은 확산 계수를 갖는 중간 확산 재료. 그러한 재료는 중기간 성능(후향적 성능)(통상, 약 12 내지 약 120개월)을 부가한다.
S 부류 - 시아노부틸메틸디메톡실란, 시아노에틸메틸디메톡시실란, 및 시아노프로필메틸디메톡시실란과 같은, 절연 재료 내에서 측정된, 25℃에서 약 0.0001 내지 약 0.02 g/cm3의 낮은 용해도를 갖거나 50℃에서 약 10-8 cm2/sec보다 작은 확산률을 가지며, 25℃에서 약 10-10 g/cm·s보다 작은 투과율을 갖는 위에서 설명된 느리게 확산되는 재료 또는 저 용해도 재료. 그러한 재료는 장기간(예방적) 성능(통상, 약 120개월 이상)을 부가한다.
"맞춤형 주입" 방법이 나선형 개략도로 도8에 도시되어 있으며, 이러한 8가지 변수 각각의 영향을 요약하고, 또한 본 방법의 최적 방법의 개요를 제공한다. 종래 기술의 단일 조성 접근은 8가지 파라미터들을 균형잡도록 시도하지만 그들 사이의 타협을 이루어야 하는 본질적인 절충이다. 본 방법의 발명자는 종래 기술의 접근에 의해 요구되는 많은 필연적인 절충을 제거하는 조성의 새로운 자유도를 제공하는 방편으로서 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법을 포함한다. 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법은 "맞춤형 주입" 나선 내의 마지막 2개의 단계, 즉 "압력 조정" 및 "조성 최적화"를 포함한다.
전기 케이블을 처리하기 위한 조성을 선택하기 위한 본 방법에서 완화되거나 제거되는 종래 기술의 방법의 단점은 다음을 포함한다.
(1) 미국 특허 제5,372,841호에 의해 제안된 바와 같은 트리메틸메톡시실란(Q 부류 화합물)의 첨가는 장기간 성능을 희생하여 단기간 성능을 개선하고, 혼합물의 증기압 및 가연성을 현저하게 증가시킨다.
(2) 예방적 또는 장기간 성능을 제공하지 않는다. 이러한 종래 기술의 단점은 제1 단점과 함께, 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법에서 광범위하게 논의된다.
(3) 단일 조성에 대한 신뢰성은 케이블들 사이의 실질적인 온도 차이(ΔT) 또는 기하학적 특징의 차이를 수용하지 않는다.
3가지 입력 파라미터, 즉 케이블 기하학적 특징, 온도, 및 ΔT는 조성 선택을 포함하는 제어 불가능한 파라미터이다. 다음의 설명에서, 이러한 3가지 입력 파라미터 각각이 상세하게 설명되고, 이들이 나타내는 구속을 보상하기 위해 채용될 수 있는 전략이 제공된다.
케이블 기하학적 특징
한 가지 의미에서, 케이블 기하학적 특징은 지하에 위치되었을 때 처리 이전의 수십년간 회로 소유자에 의해 선택되었다. 다른 의미에서, 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법은 압력의 인가에 의해 그러한 기하학적 특징의 변경을 허용한다. 위에서 제시된 바와 같이, 초기 기하학적 특징 및 스트랜드의 간극 공간 내의 체적은 불변하지만, 스트랜드 다발과 도체 차폐부 사이의 환은 증가하는 압력과 함께 증가될 수 있고, 가장 예기치 못한 추가의유체가 도체 차폐부 자체 내에 흡착될 수 있다. 케이블의 기하학적 특징 및 투과의 이러한 변경은 도8에 도시된 "맞춤형 주입" 나선 내의 마지막 2가지 단계, 즉 "압력 조정" 및 "조성 최적화"에 의해 표현된다.
예상 케이블 온도
케이블은 넓은 범위의 온도에 걸쳐 작동하는 것으로 기술 분야에 공지되어 있다. 지온은 종종 대략 1 미터 깊이에서의 주위 지면 온도이다. 이러한 온도는 전형적으로 캐나다 및 스칸디나비아의 예에 대해 일반적인 한대지온상의 0℃로부터 호주 북부, 플로리다, 텍사스 남부, 및 아리조나의 낮은 사막 지대의 예에 대해 일 반적인 열대지온상의 28℃의 범위이고, 케이블이 약간 부하를 받으면, 케이블은 지면 온도에 균일하게 매우 근접한다. XLPE 케이블에 대한 고온은 90℃의 그의 최대 도체 설계 온도에 접근하는 도체 온도를 포함할 수 있다. 모든 실질적인 목적으로, 도체 차폐부의 온도는 도체의 온도에 매우 근접할 것이다. 그러나, 절연체는 그의 반경을 가로지른 온도 프로파일을 가질 것이고, 전형적인 프로파일은 주위 토양 온도 및 토양의 열 전도율의 함수일 것이다. 이러한 일반화는 단상 직접 매립 케이블의 가장 일반적인 경우에 대해 충분히 정확하지만, 도관 내의 케이블 또는, 서로 매우 근접한 공통 트렌치 또는 덕트 뱅크 내에 매립된 케이블에 대해, 기술 분야에 공지된 더욱 복잡한 계산이 온도 프로파일을 계산하기 위해 이용된다. 투과는 확산률과 용해도의 곱이다. 종래 기술에서 이용 가능한 데이터는 투과율이 대략 40℃의 범위 걸쳐 10배 이상으로 변한다는 것을 보여준다 ("실온에서, [페닐메틸디메톡시실란 단량체]가 175 mil의 절연체를 관통하기 위해 16개월이 걸린다. 60℃에서, [페닌메틸디메톡시실란 단량체]가 동일한 175 mil을 관통하기 위해 약 2개월을 요구한다"고 기술하는, "주입 과포화", IEEE, PES, ICC의 104회 학술 대회 의사록, 1998년 10월 26일, 부록 A(5-30)-1 참조). 단량체(페닐메틸디메톡시실란, 종래 기술에서 사용된 M 부류 재료) 및 소중합체(HO(PhMeSiO)xH, 여기서 x = 2-5)에 대한 확산 계수는 도9에 도시된 "확산 계수 f(T)" 그래프에 도시되어 있다. 도9의 모든 값은 미국 특허 제5,372,841호의 표3의 것이다. 훨씬 더 큰 온도 변동이 가능하고, 따라서 100배까지의 투과 속도가 수용되어야 하는 것이 명확하다. 하나의 크기가 모든 접근에 맞춰지는 종래 기술과 달리, 조성을 선택하기 위한 본 방법은 예상 수명에 대해 처리되는 케이블이 경험하기 쉬운 온도 프로파일을 확인하고, 조성은 기하학적 특징, 온도, 및 요구되는 성능에 부합하도록 변형된다. 평균 온도 프로파일 및 온도 사이클 프로파일은 성능의 5가지 P와 케이블 기하학적 특징과 함께 고려된다. 종래 기술의 재료의 확산 계수는 15℃ 아래의 평균 케이블 온도에 대해 대체로 적절하지만, 그러한 온도에서 15년간 지속될 수 있는 동일한 처리는 60℃에서 약 2년 후에 고갈될 것이다. 조성을 선택하기 위한 본 방법은 대략 10 내지 100배가 낮은 확산 계수를 갖는 S 부류 재료에 알맞도록 60℃의 경우의 조성을 바꾼다.
비제한적인 상기 예로서, 동심 1/0, 100% XLPE 절연체의 1000 피트에 대해 최적 처리를 제공하는 것이 목표였던 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법의 예1을 고려한다. 그러한 예에서, 본 방법의 기준이 기술되지 않았고, 온도(25℃) 및 성능 요구는 그러한 케이블에 대해 전형적인 것으로 가정되었다. 그러한 경우에 대한 조성은 아래의 표에 재현되어 있다.
혼합물의 중량 아세토페논 VMB S1 S2
절연체 내의 성분 비질량 8.26 1.50 5.26 0.75 0.75
도체 차폐부 내의 성분 비질량 3.91 0.56 2.97 0.19 0.19
총 성분 질량 12.17 2.06 8.23 0.94 0.94
동일한 케이블 설계가 50℃의 전형적인 온도를 예상하면, 조성을 선택하기 위한 본 방법은 완전히 다른 조성을 개시한다. 이러한 예에 대해, 25℃ 내지 50℃ 사이에서의 일정한 용해도와, 아래에서 처음의 표에 도시된 바와 같은 4 조성 성분의 다음의 확산률을 가정하고, 열 가속 인자는 25℃에 대한 50℃에서의 확산률의 비율이다. 관심있는 온도 범위에 걸친 실제 확산 계수 및 실제 용해도는 관심있는 각각의 성분에 대해 쉽게 측정될 수 있다. 50℃의 고온에서, 상기 표 내의 조성은 아래에서 두 번째 표의 "50℃에서의 신뢰할 수 있는 수명(개월)" 칼럼에 의해 도시된 바와 같이, 그의 단기간, 중기간, 및 장기간 효능을 잃을 것이다.
재료 25℃에서의 확산률 (cm2/sec) 50℃에서의 확산률 (cm2/sec) 열 가속 인자
아세토페논 2.9 x 10-9 1.3 x 10-7 45
VMB 3.6 x 10-9 3.1 x 10-8 8.6
S1 1.6 x 10-10 2.6 x 10-9 16
S2 9.1 x 10-11 1.1 x 10-9 12
저온 시나리오 하에서의 가속화된 수명 테스트에 기초하여, 아세토페논은 약 12개월에 대해 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 것으로 예상된다. VMB는 대략 9개월 내지 12년(144개월)의 신뢰할 수 있는 성능을 제공한다. S1 및 S2는 함께 6 내지 50년(72 - 600개월)의 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 것으로 예상된다. 이러한 성능 기간 각각을 상기 표의 열 가속 인자로 나누는 것은 아래의 표에 설명되는 새로운 값을 산출한다.
재료 25℃에서의 신뢰할 수 있는 수명(개월) 50℃에서의 신뢰할 수 있는 수명(개월)
아세토페논 0 - 12 0 - 0.3
VMB 9 - 144 1 - 17
S1 72 - 600 4.5 - 50
S2
확실히, 50℃에서의 신뢰성 기대값은 단기간(아세토페논 고갈과 VMB 유효성 사이의 20일 갭) 및 장기간(50개월 또는 4.2년)에서 수용 불가능하다. (지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법과 함께 취해지는) 조성을 선택하기 위한 본 방법은 정의될 수 있는 수명에 걸쳐 신뢰성을 보장하도록 이용 가능한 2가지 옵션을 개시한다.
1. 개별 성분이 작용하는 범위 내에서 신뢰할 수 있는 수명을 연장시키기 위해 포화 수준 이상의 성분을 제공한다. 케이블이 과포화 또는 과도한 포화에 의해 야기되는 임의의 고장 위험이 없이 포화 수준 이상의 여분의 유체량을 제공받을 수 있는, 4가지 개략적인 경우가 있다. (1) 케이블은 연장되거나 상당한 온도 사이클을 갖기 쉽지 않다. (2) 화합물은 절연체 내에서 50℃에서 0.02 g/cm3 미만의 용해도를 갖는다. (3) 최고 전형 온도와 최저 전형 온도 사이에서의 화합물 용해도 변화는 4 미만이다. 용해도 변화는 전형적인 작동에서 마주치는 최저 온도에서의 용해도(Slow)에 의해 나누어진, 전형적인 작동에서 마주치는 최고 온도에서의 용해도(질량/단위 체적)(Shigh)으로 정의된다. (4) 확산 계수는 50℃에서 대략 10-6 cm2/sec보다 크다.
a. 이는 더 많은 유체를 수용하기 위해 압력을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
b. 이는 제2의 덜 중요한 성분의 희생에 의해 더욱 바람직한 하나의 성분의 비율을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
2. 유사하거나 우수한 복원 효과를 갖는 상이한 용해도 및 확산 특징을 갖는 상이한 재료 또는 재료들을 선택한다. 새로운 재료는 과포화 또는 과도한 포화를 야기할 수 있는 성분의 전부 또는 일부를 대체하도록 사용될 수 있다.
당업자에 의해 쉽게 인식되는 바와 같이, 케이블 성능을 개선하기 위해 공지된 다양한 물리적, 화학적, 및 전기적 효과가 있다. 다음은 가장 중요한 공지된 복원 효과의 일부 목록이다.
1. 발수성
2. 공극 충전
3. 유전 응력 평준화
4. UV 흡수
5. 부분 토출(PD) 억제(개시 및 종결)
또한, 큰 처리 분자 내의, 특히 재료의 혼합물의 일부인 실란 내의 리간드기로서의 포함에 의한 이러한 효과의 이식성이 당업자에 의해 쉽게 이해된다. 다음은 실질적으로 무한한 개수의 가능성의 비제한적인 예이다.
● 고 유전성 니트릴 또는 시아노기가 효과적인 응력 평준화 및 발수 유체를 이루기 위해 알콕시실란에 부착될 수 있다.
● 3-메틸벤조페논은 아세토페논의 큰 유사체이고, 더 낮은 투과율을 갖지만 유사한 UV 흡수 효과, 유사한 유전 응력 평준화, 및 유사한 PD 억제를 갖는다.
● 2개의 물 반응성 리간드를 갖는 실록산 이합체가 공극 충전, 유전 응력 평준화, UV 흡수, 또는 PD 억제 특징을 잃지 않고 발수성을 단지 40%만 훼손하면서, 용해도 및 확산 계수를 낮추기 위해 2개의 물 반응성 리간드를 갖는 유사한 실란을 대체할 수 있다. (예를 들어, MeO-Si(Me)(Ph)-O-Si(Me)(Ph)-OMe가 단량체 PhMeSi(OMe)2의 유사한 이합체이다.)
비제한적인 예로서, 25℃에 비교할 만한 신뢰할 수 있는 성능이 아래의 표에 도시된 다음의 특정 변화를 이룸으로써 50℃에서 얻어질 수 있었다. (1) 단기간 영역 내의 신뢰할 수 있는 수명을 증가시키기 위해 조성 내의 아세토페논을 3-메틸벤조페논으로 대체하고, (2) 투과 속도를 4 내지 9 배로 감소시키기 위해 (VMBph로 지정된) VMB의 부분 가수 분해물로 대체하고, (3) 각각 대략 16 및 12배 낮은 확산 계수를 갖는 S1 및 S2(S1-ht 및 S2-ht)의 고온 유사체로 대체한다. 이러한 예에 대해, 3-메틸벤조페논은 아세노페논의 대략 1/3의 투과 속도를 갖는 것으로 가정된다. 투과 속도를 맞추고 적합한 부분 토출 종결을 제공하도록 사용될 수 있는 다양한 방향족 케톤이 있다.
혼합물 메틸벤조페논 VMBph S1-ht S2-ht
절연체 내의 성분 비질량 8.26 1.50 5.26 0.75 0.75
도체 차폐부 내의 성분 비질량 3.91 0.56 2.97 0.19 0.19
합계 12.17 2.06 8.23 0.94 0.94
성능 요구를 만족시키도록 고안될 수 있는 실질적으로 무한한 개수의 조성 조합이 있다. 그러나, 이전의 예는 그러한 변화된 가능성의 단일 표현이다.
ΔT
케이블의 기하학적 특징, 토양의 열 전도율, 및 케이블 상의 부하(암페어)의 변화는 케이블 내의 극적인 온도 변화가 어떠한 지를 결정한다. 대부분의 케이블의 부하는 계절적이고, 사실 주어진 하루 전반에 걸쳐 매우 가변적이다. 따라서, 따뜻한 기후의 지역에 대해, 최대 계절 케이블 부하는 대체로 공조기 부하가 최대 인 여름에 경험된다. 추운 기후의 지역에 대해, 최대 케이블 부하는 대체로 외부 온도가 최저인 겨울에 경험된다. 유사하게, 예를 들어 텍사스주 오스틴의 전형적인 7월에, 최대 부하는 오후 4시에 도달되고, 오전 4시에 그의 최소 부하로 떨어진다. 각각의 지역은 그 자신의 고유한 부하 프로파일을 갖는다. 또한, 주어진 회로 내에서도, 최소 및 최대 부하는 상당하게 변한다. 예를 들어, 극에서 시작하여 10개의 트랜스포머를 직렬로 연결하여 지하에서 연장되는 전형적인 1/0 URD 회로를 고려한다. 오후 4시에서의 각각의 트랜스포머 부하가 15 암페어이면, 극으로부터 제1 트랜스포머까지의 케이블(케이블 1)은 10 트랜스포머 x 15 암페어 또는 150 암페어를 운반한다. 케이블 1의 도체는 오후 4시에 60 - 80℃ 범위 내에 있기 쉽다. 이러한 유형의 계산은 기술 분야에 공지되어 있으며, 허용 전류 계산으로 불린다. 그러한 계산의 하나의 출처는 IEEE 및 IPCEA(IEEE S-135; IPCEA P-46-426)에 의해 1962년에 공동 발간된 '구리 및 알루미늄 도체에 대한 IEEE-IPCEA 전력 케이블 허용 전류 산정'이다. 단일 트랜스포머만을 취급하고 따라서 단지 15 암페어의 전류만을 운반하며, 대략 25 - 30℃의 도체 온도를 갖기 쉬운 최종 케이블(케이블 10)과 케이블 1을 대조한다. 최대 및 최소 온도 변화가 이러한 ΔT에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 앞서 설명된 평균 예상 온도 프로파일에 대한 영향도 갖는다. 종래 기술의 접근이 모든 10개의 이러한 케이블을 동일하게 처리하지만, 본 방법은 조성이 이러한 예시적인 케이블의 길이에 따라 변해야 한다고 개시한다. 케이블 10은 현저한 온도 변화(ΔT)를 겪지 않고, 따라서 임의의 단일 성분의 최대 용해도 또는 최대 농도에 대한 구속이 없다. 다른 한편으로, 도체의 예상 ΔT가 대략 40℃이고 절연체에 대한 예상 최대 ΔT가 40℃보다 약간 낮은 케이블 1에 대해, 조성은 다음 중 하나이어야 한다.
● 절연체 및 차폐부 내의 각각의 부류 내의 용해도의 합이 25℃에서 2 중량% 미만인 성분으로만 구성되거나,
● 2%를 초과하는 용해도를 갖는 그러한 성분들은 그들과 동일한 부류 내의 임의의 다른 자매 성분들이 절연체 내에서 2 중량%를 초과할 수 없도록, 조성 내에서 제한되어야 한다.
절연체는 대체로 도체 온도보다 낮지만, 도체에 가장 가까운 절연체는 도체 온도보다 단지 약간 낮을 것이다 (1℃ 정도).
각각의 경우에, 예상되는 ΔT는 재료의 부류가 존재하는 기간 내에 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 상기 케이블 1에서, 주입후 단지 대략 6개월 동안 유지되는 Q 부류의 재료가 텍사스주 오스틴의 11월에 2%를 이상 주입될 수 있고, 이는 11월에서 4월까지의 최대로 고려되는 ΔT가 20℃ 미만이기 때문이다. 이러한 법칙은 다음의 공식에서 일반화된다.
Cmax = 0.05 - 0.0006·ΔT
여기서,
● Cmax는 재료 부류가 임계 농도 이상으로 존재하는 기간 중에 각각의 재료 부류 내의 중량 분율으로서의 최대 농도(용해도 및/또는 최대 용질)이고,
● ΔT는 대체로 도체 온도의 최대 변화보다 단지 약간 낮은 절연체 온도의 최대 변화이고, ΔT는 0 내지 75℃ 사이이고,
● 0.05 및 0.0006은 전형적인 가교 결합 폴리에틸렌 케이블에 대해 기술 분야에서 이용 가능한 실험 및 정보로부터 결정된 경험 상수이다.
다른 경험 상수가 본 방법의 취지로부터 벗어나지 않고서 다른 경우에 대해 대체될 수 있다.
예를 들어, ΔT가 50℃라고 가정하면, Cmax = 0.05 - 0.0006·ΔT는 0.05 - 0.0006·50 또는 각각의 재료 부류의 0.02 중량 분율 또는 2%w와 동일하다.
고장후 성능
회로 소유자가 케이블이 실제로 고장나기 전에 수명을 연장시키기 위해 케이블을 처리하면, Q 부류 성능 향상 재료를 공급할 이유가 거의 없다. 이러한 고객 처리 전략은 처리되는 케이블 내에 몇몇 격리된 고장이 있으면 후향적으로 불리거나, 고장이 없으면 예방적이다. Q 부류 재료의 양을 낮추는 것은 비용 절약, 또는 케이블의 장기간 성능을 연장시키는 케이블에 공급되는 M 부류 및 S 부류 재료의 양의 증가를 허용한다. 종래 기술의 접근은 회로 소유자의 희망에 관계없이 M 부류 재료에 대한 Q 부류 재료의 동일한 비율을 제공한다. 본 방법은 단순히 단기간 주입후 고장에 대해 관심이 있는 지를 회로 소유자에게 질문한 다음, 아래의 표에 도시된 바와 같이 Q 부류 재료를 조정한다.
고객 기대 Q 부류 공급
주입후 고장의 가능성이 없음. Q 부류 재료 사용하지 않음.
케이블이 고장이 없었으므로, 주입후 고장의 가능성이 거의 없음. 다른 고려에 의해 구속되지 않으면, 최대 허용 가능한 Q 부류 재료의 50% 사용.
해당 케이블이 처리 120일 이상 이전에 고장났음. 다른 고려에 의해 구속되지 않으면, 최대 허용 가능한 Q 부류 재료의 75% 사용.
해당 케이블이 지난 120일 이내에 고장났었고, 단기간 내의 다른 고장 가능성이 매우 높음. Q 부류 재료를 다른 고려에 의해 구속되는 허용 가능한 최대로 사용.
특정 케이블을 상기 4가지 카테고리 지침 중에 위치시키는 다른 뉘앙스가 있는 것이 가능하고, 4가지 구별된 경우 사이에 끼워 넣는 것이 본 방법으로부터 벗어나지 않는다.
후향적 성능
회로 소유자가 임의의 케이블 고장이 예상되기 전에 케이블을 예방적으로 처리하면, Q 부류 재료 및 M 부류 재료의 양을 낮추는 것은 비용 절감, 또는 케이블의 장기간 성능을 연장시키는 케이블에 공급되는 S 부류 재료의 양의 증가를 허용한다. 종래 기술의 접근은 회로 소유자의 희망에 관계없이 M 부류 재료에 대한 Q 부류 재료의 동일한 비율을 제공한다. 조성을 선택하기 위한 본 방법은 단순히 중기간 신뢰성에 대해 관심이 있는 지를 회로 소유자에게 질문한 다음, 아래의 표에 도시된 바와 같이 Q 부류 및 M 부류 재료를 조정한다.
고객 기대 Q 부류 공급
케이블이 2년 동안 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 것으로 기대. Q 부류 재료 사용하지 않음.
케이블이 5년 동안 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 것으로 기대. Q 부류 재료 사용하지 않음. 다른 고려에 의해 구속되지 않으면 최대 허용 가능한 M 부류 재료의 50%를 사용하거나, M 부류 재료의 평균 투과율을 대략 2배로 감소시킴.
케이블이 10년 동안 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 것으로 기대. Q 부류 재료 사용하지 않음. 다른 고려에 의해 구속되지 않으면 최대 허용 가능한 M 부류 재료의 25%를 사용하거나, M 부류 재료의 평균 투과율을 대략 4배로 감소시킴.
케이블이 15년 동안 신뢰할 수 있는 성능을 제공할 것으로 기대. Q 부류 재료 사용하지 않음. M 부류 재료 사용하지 않음.
특정 케이블을 상기 4가지 카테고리 지침 중에 위치시키는 다른 뉘앙스가 있는 것이 가능하고, 4가지 구별된 경우 사이에 끼워 넣는 것이 본 방법으로부터 벗어나지 않는다.
예방적 성능
기술 및 자본이 문제가 되지 않으면, 회로 보유자는 매우 낮은 비용으로 무한한 수명을 원할 것이다. 불행하게도, 기술 및 자본은 문제가 되고, 예방적 성능은 이들 둘이 만나는 곳에 있다. 새로운 케이블에 의해 제공되는 것을 훨씬 초과하는 매우 긴 수명은 특히 공급되는 더 많은 양의 유체가 공급되도록 허용하는 지속되는 상승 압력에서 전기 케이블을 처리하기 위한 위에서 설명된 방법과 조합될 때, 본 방법에서 가능하다. 종래 기술의 접근이 회로 소유자의 희망에 관계없이, M 부류 재료에 대한 Q 부류 재료의 동일한 비율과 유체에 대한 동일한 총량을 제공하지만, 조성을 선택하기 위한 본 방법은 단순히 케이블의 기하학적 특징의 구속 및 이용 가능한 유체 기술 내에서 지급할 의사가 있는 비용에 대한 원하는 예방적 성능을 가늠하는 가치 판단을 할 것인지를 회로 소유자에게 질문한다.
비용
명백하게도, 각각의 잠재적인 복원 재료의 비용은 제조의 용이성 및 그의 상업적 이용성의 규모에 따라 상당하게 변할 수 있다. 재료의 직접 비용 이외에, 취급 및 주입 비용이 그의 물리적 특성에 따라 변할 수 있다. 회로 소유자는 돈의 시간적 가치에 대한 회로 소유자의 평가에 따라, 비용을 위해 예방적 (또는 장기간) 성능을 타협하도록 선택할 수 있다. 기술 분야에 공지된 이연 경제 원리("케 이블 재생 기술의 최근의 발전", IEEE/PES 하계 학술 대회, 1999 참조)가 주어진 조성 변화에 대해 연장된 수명 증분에 대한 연장된 수명의 비용 증분을 가늠하기 위해 이용된다. 예를 들어, "오메가"라는 성분의 사용이 조성의 신뢰할 수 있는 수명을 30년으로부터 35년으로 연장시키는 것으로 공지되어 있고 그의 비용이 가장 적게 드는 대응물에 대한 오메가를 사용하기 위한 비용 증분은 피드당 1.20달러로 가정한다. 회로 소유자가 오메가를 이용하고 1.20달러의 증분을 지불함으로써 가장 도움이 되는가? 기술 분야에 공지된 순 현재 가치(NPV) 분석을 사용하여, 이러한 결정의 이연 경제학은 쉽게 결정되고, 주로 미래의 현금 유동에 대한 할인율 및 교체의 예상 비용에 의존한다.
특성
회로의 신뢰할 수 있는 수명의 연장을 도울 수 있는 매우 다양한 재료가 기술 분야에서 이용 가능하다. 각각의 이러한 재료는 조성 결정에 있어서 고려되어야 하는 다른 장점 및 단점을 갖는다. 이러한 개념의 비제한적인 예로서, 몇몇 알루미늄 합금이 다른 알루미늄 합금보다 메탄올에 의해 부식되기가 더 쉽다는 것이 기술 분야에 공지되어 있다. 회로 소유자가 회로 신뢰성을 개선하기 위한 과정에 개입되는 정도로, 민감한 합금을 갖는 케이블에 메탄올을 도입하기 위한 요구는 거의 없다. 그러한 경우에, 의사 결정자는 양을 감소시킬 수 있거나, 메탄올을 생성하지 않는 물 반응성 재료 또는 물과 전혀 반응하지 않는 재료를 선호하여, 가격이 낮고 일반적으로 사용되는 메톡시 또는 알콕시 실란을 제외할 수 있다. 다른 경우로서, 낮은 발화점을 가지며 높은 가연성을 갖는 조성의 재료를 포함하는 안전 태 양을 고려한다. 이러한 재료들이 효과적일 수 있지만, 안전의 중요성은 발화 또는 폭발의 결과가 치명적일 수 있는 덕트-맨홀 시스템과 같은 몇몇 상황에 대해 허용될 수 없다. 종래 기술은 각각의 경우에 대해 단일 활성 조성을 사용한다. 조성을 선택하기 위한 본 방법은 매우 다양한 요구를 동등하게 만족시킬 수 있는 매우 다양한 재료를 포함하고, 허용 가능한 특성에서 벗어나는 몇몇 종류의 재료를 제외하거나 최소화하기 위한 회로 소유자 입력을 포함하는 것을 개시한다.
조성을 선택하기 위한 본 방법은 조성이 종래 기술의 접근보다 훨씬 더 적은 타협을 갖는 최종 사용자의 요구에 맞춰지도록 허용하는 공정 및 사업 방법을 포함한다.
조성을 선택하기 위한 본 방법의 일 실시예는 다양한 케이블 기하학적 특징 및 작동 특징에 대해 신뢰할 수 있는 수명을 보장하도록 처리 재료들의 맞춤형 혼합물을 제공하기 위해 (중압, 저압, 및 고압을 포함한) 절연된 (폴리에틸렌 또는 EPR과 같은 고체 유전체 또는 종이-오일과 같은 고액 유전체) 스트랜드형 전력 케이블에 주입하는 것을 포함한다.
조성을 선택하기 위한 본 방법의 다른 실시예는 적어도 하나의 주입 화합물의 조성을 변경하기 위해 케이블 기하학적 특징 및 케이블의 예상 온도를 고려하는 것을 포함한다.
조성을 선택하기 위한 방법은 다음 중 하나 이상이 최적 조성을 제공하도록 고려되는 경우에 사용될 수 있다.
a. 고장후 또는 단기 성능 (< 12개월)
b. 후향적 또는 중기 성능 (12개월 내지 10 년)
c. 예방적 또는 장기 성능 (> 10년)
d. 가격 (유체 비용, 처리 노동 집약성, 및 보증 기간 및 범위 포함)
e. 특성 (알루미늄 또는 구리 도체와의 양립성 및 가연성 포함)
예상 온도가 예상되는 전형 온도 및 예상되는 전형 온도 사이클을 포함하는, 조성을 선택하기 위한 방법이 채용될 수 있다.
가변 조성이 적어도 2가지의 상이한 부류로부터의 주입 화합물을 포함하는, 조성을 선택하기 위한 방법이 실시될 수 있다.
가변 조성이 적어도 3가지의 상이한 부류로부터의 주입 화합물을 포함하는 방법이 또한 실시될 수 있다.
조성을 선택하기 위한 방법의 다양한 태양의 조합이 이용될 수 있지만, 간단하게 하기 위해 본원에서 설명되지 않는다.

Claims (44)

  1. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위한 혼합물에 대한 제1 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간을 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위한 혼합물에 대한 제2 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제2 기간 및 최소 필요 기간을 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위한 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 만들기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해, 각각 제1, 제2, 및 제3 양의 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    방법은 또한 제1, 제2, 및 제3 성분의 제1, 제2, 및 제3 양을 상호 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 만들기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제1 성분의 필요한 제1 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제2 성분의 필요한 제2 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제3 성분의 필요한 제3 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양을 선택하는 단계와,
    제1, 제2, 및 제3 성분의 제1, 제2, 및 제3 양을 상호 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 만들기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    케이블의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량에 대한 필요한 최대 비용을 선택하는 단계와,
    필요한 최대 비용 이하의 조합된 비용을 갖는 혼합물의 필요량을 생성하도록 사용되는 제1, 제2, 및 제3 성분의 제1, 제2, 및 제3 비용으로 적어도 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해, 각각 제1, 제2, 및 제3 양이며 제1, 제2, 및 제3 비용을 갖는 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    방법은 또한 제1, 제2, 및 제3 성분의 제1, 제2, 및 제3 양을 상호 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 스트랜드형 도체를 가지며 도체의 영역 내에 빈 간극 체적을 갖는 전기 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제1 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제2 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계와,
    중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래의 압력에서 빈 간극 체적 내로 혼합물을 주입하는 단계와,
    약 50 psig보다 높은 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 혼합물을 구속하는 단계를 포함하고,
    압력은 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 가해지며 탄성 한계 아래이고, 이에 의해 빈 체적 내의 잔류 압력은 중합체 절연 재킷 내로의 혼합물의 이송을 촉진하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 중심 스트랜드형 도체가 도체 차폐부에 의해 둘러싸인 케이블 세그먼트에서 사용되고, 빈 간극 체적 내로 주입된 혼합물은 도체 차폐부 및 중합체 절연 재킷을 혼합물로 포화시키고, 빈 간극 체적 내에 구속된 혼합물은 도체 차폐부 및 중합체 절연 재킷을 포화시키기 위해 요구되는 혼합물을 중량 미만의 중량을 갖는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 혼합물은 빈 간극 체적 내에 구속되기 전에 약 2시간 이상 동안 약 50 psig보다 큰 압력에서 공급되는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 빈 간극 체적에 주입하는데 사용되는 압력은 잔류 압력보다 큰 방법.
  9. 제5항에 있어서, 잔류 압력은 약 100 psig 내지 약 1000 psig인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 잔류 압력은 약 300 psig 내지 약 600 psig인 방법.
  11. 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 스트랜드형 도체를 가지며 도체의 영역 내에 빈 간극 체적을 갖는 전기 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트는 그의 일 단부에 부착된 제1 폐쇄 가능 고압 커넥터 및 그의 타 단부에 부착된 제2 폐쇄 가능 고압 커넥터를 갖고, 제1 및 제2 커넥터는 각각 빈 간극 체적으로의 유체 연통을 제공하고,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택 하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제1 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제2 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계와,
    제1 및 제2 커넥터를 개방하고, 빈 간극 체적을 충전하기 위해 제1 커넥터를 거쳐 혼합물을 도입하는 단계와,
    제2 커넥터를 폐쇄하고, 약 50 psig보다 높지만 중합체 절연 재킷의 탄성 한계보다 낮은 압력에서 제1 커넥터를 거쳐 혼합물의 추가량을 도입하는 단계와,
    약 50 psig보다 높지만 탄성 한계 아래인 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 혼합물을 구속하기 위해 제1 커넥터를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
    빈 간극 체적 내의 압력은 중합체 절연 재킷 내로의 혼합물의 이송을 촉진하는 방법.
  12. 제1 및 제2 커넥터 사이의 전기 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트는 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 스트랜드형 도체와, 도체의 영역 내의 빈 간극 체적을 갖고,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제1 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제2 성분을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리 고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계와,
    제1 및 제2 커넥터 중 적어도 하나를 통해, 중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래의 압력에서 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 빈 간극 체적을 혼합물로 충전하는 단계와,
    중합체 절연 재킷 내로의 혼합물의 이송을 촉진하기 위해 선택된 잔류 압력에서, 제1 및 제2 커넥터에 의해 빈 간극 체적 내에 혼합물을 구속하는 단계를 포함하고,
    잔류 압력은 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 가해지며 탄성 한계 아래인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 혼합물이 빈 간극 체적 내에 구속되는 잔류 압력은 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 빈 간극 체적을 적어도 5%만큼 팽창시키기에 충분하지만, 중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래인 방법.
  14. 제12항에 있어서, 빈 간극 체적 내에 혼합물을 충전하고 구속하는 단계는,
    제1 커넥터를 케이블 세그먼트의 제1 단부에 부착하는 단계와,
    제2 커넥터를 케이블 세그먼트의 제2 단부에 부착하는 단계와,
    제1 및 제2 커넥터를 개방하고, 빈 간극 체적을 충전하기 위해 제1 커넥터를 거쳐 혼합물을 도입하는 단계와,
    제2 커넥터를 폐쇄하고, 약 50 psig보다 높지만 중합체 절연 재킷의 탄성 한계보다 낮은 압력에서 제1 커넥터를 거쳐 혼합물의 추가량을 도입하는 단계와,
    약 50 psig보다 높지만 탄성 한계 아래인 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 혼합물을 구속하기 위해 제1 커넥터를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
    제1 및 제2 커넥터 각각은 빈 간극 체적으로의 유체 연통으로 제공하는 방법.
  15. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해, 각각 제1, 제2, 및 제3 양의 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되는 방법.
  16. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제1 성분의 필요한 제1 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제2 성분의 필요한 제2 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제3 성분의 필요한 제3 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적을 충전하기 위해 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    케이블의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량에 대한 필요한 최대 비용을 선택하는 단계와,
    필요한 최대 비용 이하의 조합된 비용을 갖는 혼합물의 필요량을 생성하도록 사용되는 제1, 제2, 및 제3 성분의 제1, 제2, 및 제3 비용으로 적어도 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해, 각각 제1, 제2, 및 제3 양이며 제1, 제2, 및 제3 비용을 갖는 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되는 방법.
  18. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 적어도 하나의 유전 특 성 향상 유체를 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 최소 필요 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계는 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 적어도 제1 및 제2 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하고, 혼합물에 대한 제2 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 재료를 선택하는 단계는 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계를 더 포함하고,
    혼합물에 대한 제3 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하고, 제3 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제3 기간의 적어도 일부에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 각각 제공하는 적어도 2가지 구성 성분의 조합인 방법.
  21. 제18항에 있어서, 선택된 작동 온도 프로파일은 최소 필요 기간의 적어도 일부 중의 중심 도체의 작동 중에, 중심 도체의 예상 작동 온도와 중합체 절연 재킷의 외부의 예상 온도 사이의 차이의 시간에 걸쳐 예상되는 변동에 적어도 부분적으로 기초하여 선택되는 방법.
  22. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    적어도 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해, 각각 제1, 제2, 및 제3 양의 혼합물에 대한 제1, 제2, 및 제3 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제3 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제3 성분의 제3 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되는 방법.
  23. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제1 성분의 필요한 제1 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 혼합물 내의 제2 성분의 필요한 제2 농도를 생성하도록 혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위해 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 도체를 갖는 전기 케이블 세그먼트의 중심 스트랜드형 도체에 인접한 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물을 선택하기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 선택하는 단계와,
    케이블의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량에 대한 필요한 최대 비용을 선택하는 단계와,
    필요한 최대 비용 이하의 조합된 비용을 갖는 혼합물의 필요량을 생성하도록 사용되는 제1 및 제2 성분의 제1 및 제2 비용으로 적어도 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물의 필요량을 생성하기 위해, 각각 제1 및 제2 양이며 제1 및 제2 비용을 갖는 혼합물에 대한 적어도 제1 및 제2 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제1 성분의 제1 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되고,
    혼합물에 대한 제2 성분 및 혼합물 내에 포함되는 제2 성분의 제2 양은 또한 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하도록 선택되는 방법.
  25. 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 스트랜드형 도체를 가지며 도체의 영역 내에 빈 간극 체적을 갖는 전기 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 최소 필요 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계와,
    중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래의 압력에서 빈 간극 체적 내로 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 주입하는 단계와,
    약 50 psig보다 높은 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 구속하는 단계를 포함하고,
    압력은 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 가해지며 탄성 한계 아래이고, 이에 의해 빈 체적 내의 잔류 압력은 중합체 절연 재킷 내로의 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체의 이송을 촉진하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계는 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 적어도 제1 및 제2 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하고, 혼합물에 대한 제2 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계는 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계를 더 포함하고,
    혼합물에 대한 제3 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하고, 제3 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제3 기간의 적어도 일부에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 각각 제공하는 적어도 2가지 구성 성분의 조합인 방법.
  28. 제25항에 있어서, 선택된 작동 온도 프로파일은 최소 필요 기간의 적어도 일부 중의 중심 도체의 작동 중에, 중심 도체의 예상 작동 온도와 중합체 절연 재킷 의 외부의 예상 온도 사이의 차이의 시간에 걸쳐 예상되는 변동에 적어도 부분적으로 기초하여 선택되는 방법.
  29. 제25항에 있어서, 중심 스트랜드형 도체가 도체 차폐부에 의해 둘러싸인 케이블 세그먼트에서 사용되고, 빈 간극 체적 내로 주입된 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체는 도체 차폐부 및 중합체 절연 재킷을 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체로 포화시키고, 빈 간극 체적 내에 구속된 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체는 도체 차폐부 및 중합체 절연 재킷을 포화시키기 위해 요구되는 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체의 중량 미만의 중량을 갖는 방법.
  30. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체는 빈 간극 체적 내에 구속되기 전에 약 2시간 이상 동안 약 50 psig보다 큰 압력에서 공급되는 방법.
  31. 제25항에 있어서, 빈 간극 체적에 주입하는데 사용되는 압력은 잔류 압력보다 큰 방법.
  32. 제25항에 있어서, 잔류 압력은 약 100 psig 내지 약 1000 psig인 방법.
  33. 제32항에 있어서, 잔류 압력은 약 300 psig 내지 약 600 psig인 방법.
  34. 제1 및 제2 커넥터 사이의 전기 케이블 세그먼트의 유전 특성을 향상시키기 위한 방법이며,
    케이블 세그먼트는 중합체 절연 재킷 내에 봉입된 중심 스트랜드형 도체와, 도체의 영역 내의 빈 간극 체적을 갖고,
    케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 케이블 세그먼트에 대한 예상 작동 온도 프로파일을 선택하는 단계와,
    케이블 세그먼트의 유전 특성이 혼합물에 의해 향상되는, 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 성분을 선택하는데 사용되는 최소 필요 기간을 선택하는 단계와,
    선택된 작동 온도 프로파일에 대해 최소 필요 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하기 위해 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계와,
    제1 및 제2 커넥터 중 적어도 하나를 통해, 중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래의 압력에서 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 빈 간극 체적을 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체로 충전하는 단계와,
    중합체 절연 재킷 내로의 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체의 이송을 촉진하기 위해 선택된 잔류 압력에서, 제1 및 제2 커넥터에 의해 빈 간극 체적 내에 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 구속하는 단계를 포함하고,
    잔류 압력은 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 가해지며 탄성 한계 아래 인 방법.
  35. 제34항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체가 빈 간극 체적 내에 구속되는 잔류 압력은 케이블 세그먼트의 전체 길이를 따라 빈 간극 체적을 적어도 5%만큼 팽창시키기에 충분하지만, 중합체 절연 재킷의 탄성 한계 아래인 방법.
  36. 제34항에 있어서, 빈 간극 체적 내에 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 충전하고 구속하는 단계는,
    제1 커넥터를 케이블 세그먼트의 제1 단부에 부착하는 단계와,
    제2 커넥터를 케이블 세그먼트의 제2 단부에 부착하는 단계와,
    제1 및 제2 커넥터를 개방하고, 빈 간극 체적을 충전하기 위해 제1 커넥터를 거쳐 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 도입하는 단계와,
    제2 커넥터를 폐쇄하고, 약 50 psig보다 높지만 중합체 절연 재킷의 탄성 한계보다 낮은 압력에서 제1 커넥터를 거쳐 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체의 추가량을 도입하는 단계와,
    약 50 psig보다 높지만 탄성 한계 아래인 잔류 압력에서 빈 간극 체적 내에 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 구속하기 위해 제1 커넥터를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
    제1 및 제2 커넥터 각각은 빈 간극 체적으로의 유체 연통으로 제공하는 방법.
  37. 제34항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체를 선택하는 단계는 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 적어도 제1 및 제2 성분을 선택하는 단계를 포함하고,
    혼합물에 대한 제1 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제1 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하고, 혼합물에 대한 제2 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제1 기간을 넘어 연장되는 제2 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하는 방법.
  38. 제34항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 재료를 선택하는 단계는 케이블 세그먼트의 빈 간극 체적 내로 주입되는 혼합물에 대한 제3 성분을 선택하는 단계를 더 포함하고,
    혼합물에 대한 제3 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 적어도 부분적으로 제2 기간을 넘어 그리고 최소 필요 기간을 넘어 연장되는 제3 기간에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 제공하고, 제3 성분은 선택된 작동 온도 프로파일에 대해 제3 기간의 적어도 일부에 걸쳐 신뢰할 수 있는 수명을 갖는 케이블 세그먼트를 각각 제공하는 적어도 2가지 구성 성분의 조합인 방법.
  39. 제34항에 있어서, 선택된 작동 온도 프로파일은 최소 필요 기간의 적어도 일 부 중의 중심 도체의 작동 중에, 중심 도체의 예상 작동 온도와 중합체 절연 재킷의 외부의 예상 온도 사이의 차이의 시간에 걸쳐 예상되는 변동에 적어도 부분적으로 기초하여 선택되는 방법.
  40. 제34항에 있어서, 중심 스트랜드형 도체가 도체 차폐부에 의해 둘러싸인 케이블 세그먼트에서 사용되고, 빈 간극 체적을 충전하는 주입된 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체는 도체 차폐부 및 중합체 절연 재킷을 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체로 포화시키고, 빈 간극 체적 내에 구속된 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체는 도체 차폐부 및 중합체 절연 재킷을 포화시키기 위해 요구되는 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체의 중량 미만의 중량을 갖는 방법.
  41. 제34항에 있어서, 적어도 하나의 유전 특성 향상 유체는 빈 간극 체적 내에 구속되기 전에 약 2시간 이상 동안 약 50 psig보다 큰 압력에서 공급되는 방법.
  42. 제34항에 있어서, 빈 간극 체적을 충전하는데 사용되는 압력은 잔류 압력보다 높은 방법.
  43. 제34항에 있어서, 잔류 압력은 약 100 psig 내지 약 1000 psig인 방법.
  44. 제43항에 있어서, 잔류 압력은 약 300 psig 내지 약 600 psig인 방법.
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