WO2007142069A1 - 電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法および電力用直流同軸ケーブルの接続部 - Google Patents

電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法および電力用直流同軸ケーブルの接続部 Download PDF

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WO2007142069A1
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conductor
return
coaxial cable
layer
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PCT/JP2007/060839
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Takehiko Mizuno
Shinichi Kawakami
Original Assignee
Viscas Corporation
Electric Power Development Co., Ltd.
Fujikura Ltd.
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    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
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    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors

Definitions

  • the present invention relates to a return conductor connection method and a connection portion of a power DC coaxial cable at a connection portion between power DC coaxial cables having a return conductor coaxially with a central main conductor.
  • FIG. 17 shows an example of a DC coaxial cable for electric power.
  • This DC coaxial cable A has a main conductor 1 at the center and an outer side semiconductive layer 2, a main insulating layer 3, an outer semiconductive layer 4, a return conductor 5, a return inner semiconductive layer 6, and a return insulation.
  • Layer 7, return external semiconductive layer 8, lead coating 9, and anticorrosion layer 10 are sequentially provided coaxially (see FIG. 1 of Patent Document 1).
  • a cable core 11 is formed from the main conductor 1 to the outer semiconductive layer 4.
  • the return conductor 5 is formed by concentrically twisting a large number of return conductor strands (copper wires) around the outer periphery of the cable core 11.
  • There are two ways of twisting the return conductor wire unidirectional twisting (spiral winding) in which the twisting direction does not change, and SZ twisting (see FIG. 2 of Patent Document 1) in which the twisting direction is reversed at a constant pitch.
  • FIG. 18-1 and 18-2 show the connection state of the return conductor 5 when the return conductor 12 is twisted in the negative direction on the cable core 11, and Fig. 18 3 shows that the return conductor 12 is SZ. Shows the connection state of the return conductor 5 when twisted!
  • Reference numeral 13 denotes a weld connection portion of the return conductor 12.
  • the cross-sectional area of the main conductor and return conductor of the DC coaxial cable for power is designed according to the environment in which the cable is installed, and the main conductor over the entire length of the cable when a rated current is passed through the main conductor and return conductor.
  • Maximum allowable temperature eg 90 ° C
  • return conductor maximum allowable temperature eg 75 ° C
  • the connecting portion of the DC coaxial cable includes a main conductor connecting portion at the center of the connecting portion and a main conductor outside the connecting portion. It consists of a reinforcing main insulating layer that connects the insulating layers, a return conductor connecting portion on the outer side, a reinforcing return insulator that connects the outer return insulating layers on the outer side, a metal jacket connecting portion on the outer side, and the like.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11111071
  • the conventional connection method can be applied by welding one return conductor element at a time.
  • the number of return conductors is large, the number of weldings increases, and the welding work time becomes longer.
  • the reinforcing main insulating layer and the reinforcing return insulator of the connection portion are formed thicker than the thickness of the main insulating layer and the return insulating layer of the cable portion, respectively.
  • the thermal resistance in the radial direction at the DC coaxial cable connection is greater than the thermal resistance in the radial direction at the cable.
  • FJ Factory Joint
  • connection pipe When connecting a metal or plastic connection pipe (or protection pipe) outside the DC coaxial cable connection, it is usually waterproof between the return insulation layer and the reinforced return insulation and the connection pipe.
  • the (or insulating) compound is filled. In such a form of connection, the thermal resistance in the radial direction is further increased.
  • a DC coaxial cable with a different structure may be connected in addition to connecting a DC coaxial cable with the same structure as in a factory connection.
  • a submarine DC coaxial cable laid on the seabed and a landline DC coaxial cable laid on the land have different installation environments, so the main conductor cross-sectional area and the return conductor cross-sectional area are different.
  • a submarine DC coaxial cable is connected to a land DC coaxial cable (usually called a dredging connection because it is connected with dredging)
  • the heat generated by the main conductor and return conductor in the connecting part is the length of the connecting part.
  • the return conductor of the DC coaxial cable is formed by closely concentrically twisting the return conductor strands, adjacent return conductors are almost in contact with each other.
  • the outer diameter of the reinforcing main insulating layer of the connecting portion is larger than the outer diameter of the main insulating layer of the cable at the connecting portion of the DC coaxial cable. In the return conductor located at, the distance between adjacent return conductors is wider than the return conductor of the cable section.
  • An object of the present invention is to reduce the time required for welding the return conductor strands and to apply the return conductor connection of the DC coaxial cable that can be applied to return conductor connections between DC coaxial cables having different numbers of return conductor strands. It is to provide a method.
  • Another object of the present invention is to thermally connect the outer semiconductive layer and the main insulating layer of the cable portion and the outer semiconductive layer and the reinforced main insulating layer of the connection portion when the return conductor is connected by welding. It is to provide a return conductor connection method of a DC coaxial cable that does not cause damage.
  • another object of the present invention is to suppress the temperature rise at the connection portion of the DC coaxial cable, and in particular, to suppress the temperature rise at the connection portion of the DC coaxial cable having a different cross-sectional area of the return conductor. There is to do.
  • Still another object of the present invention is to prevent deterioration of electromagnetic shielding characteristics and prevent abnormal heat generation of the return conductor at the connecting portion of the DC coaxial cable.
  • a return conductor connection method for a power direct-current coaxial cable has a main conductor at the center and a main insulating layer on the outside.
  • the return conductor elements of both direct-current coaxial cables A plurality of wires are arranged adjacent to each other to form return conductor strands, and welding is performed in such a manner that the leading ends of both return conductor strands are abutted.
  • the return conductor connecting method of the power direct-current coaxial cable according to the present invention is the above-described invention, wherein the difference in the width of the connecting return conductor strand bundle forms the larger strand bundle. Less than twice the diameter of the wire (wire width if the wire cross section is non-circular)
  • the return conductor connecting method of the power DC coaxial cable mainly includes Connection of the return conductor described above at the connection between the DC coaxial cables for electric power having a conductor, a main insulation layer on the outside, and a return conductor formed by concentrically twisting a number of return conductor strands on the outside
  • the return conductor strands of both DC coaxial cables are arranged adjacent to each other to form a return conductor strand, and the return conductor strand bundles are separated from each other. It is characterized in that the return conductor strands are connected to each other by welding to the prepared intermediate conductors.
  • the relay conductor is a conductor strand bundle separately prepared for each of the return conductor strand bundles to be connected.
  • the relay conductor is a copper plate or a copper tape separately prepared for each of the return conductor strand bundles to be connected. It is characterized by.
  • the return conductor connecting method of the power DC coaxial cable according to the present invention has a main conductor in the center, and has an internal semiconductive layer, a main insulating layer, and an external semiconductive layer on the outside thereof.
  • a method of connecting the return conductors in the connecting portion between the DC coaxial cables for power having return conductors formed by concentrically twisting a number of return conductor strands on the outside, outside the region where the return conductors are welded A buffer layer is provided on the semiconductive layer, and the return conductor is welded on the buffer layer.
  • the return conductor connecting method for the power DC coaxial cable according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the buffer layer is formed on an external semiconductive layer of the cable.
  • the connecting portion of the power DC coaxial cable according to the present invention includes a return conductor of a DC coaxial cable having a larger return conductor cross-sectional area in a connecting portion of the power DC coaxial cable having a different cross-sectional area of the return conductor. Is arranged so that it passes through the outer periphery of the reinforcing main insulation layer of the connection part, and the connection part of the return conductor of both DC coaxial cables has a small return conductor cross-sectional area V, and the outer semiconductive layer of the other DC coaxial cable. It is located on the outer periphery of! /.
  • the connecting portion of the power DC coaxial cable according to the present invention is a DC coaxial cable having a smaller return conductor cross-sectional area in the connecting portion of the power DC coaxial cable having a different cross-sectional area of the return conductor.
  • the return conductor and return conductor cross-sectional area of one DC coaxial cable are connected via a relay conductor having a cross-sectional area greater than or equal to the return conductor cross-sectional area of the second DC coaxial cable.
  • the relay conductor is arranged so as to pass through the outer periphery of the reinforcing main insulating layer of the connection portion, and the connection portion between the return conductor of the first DC coaxial cable and the relay conductor is the outer semiconductive layer of the first DC coaxial cable. It is located on the outer periphery, and the connecting portion between the return conductor of the second DC coaxial cable and the relay conductor is located on the outer periphery of the outer conductive layer of the second DC coaxial cable! / To do.
  • the connecting portion of the power direct-current coaxial cable according to the present invention is a connecting portion of the power direct-current coaxial cable provided with the return conductor, wherein the return conductors have a cross-sectional area greater than or equal to the cross-sectional area of the return conductor Connected via a conductor, the relay conductor is disposed so as to pass through the outer periphery of the reinforcing main insulation layer of the connection portion, and the connection portion between the return conductor and the relay conductor is the outer periphery of the outer semiconductive layer of the direct current coaxial cable. It is located in.
  • the connecting portion of the power direct-current coaxial cable according to the present invention has a main conductor in the center, and has an internal semiconductive layer, a main insulating layer, and an external semiconductive layer on the outer side, and on the outer side.
  • a metal layer is provided over the entire circumference directly below or immediately above the return conductor located in the connection part.
  • connection work time can be shortened when connecting the return conductors between DC coaxial cables having the same return conductor configuration.
  • heat during welding of the return conductor is thermally applied to the outer semiconductive layer and the main insulating layer of the DC coaxial cable and to the outer semiconductive layer and the reinforced main insulating layer of the connection portion.
  • the return conductor is welded and connected, it is possible to eliminate the possibility of causing damage to the outer semiconductive layer and the main insulating layer of the DC coaxial cable and the outer semiconductive layer and the reinforced main insulating layer of the connecting portion.
  • the outer diameter of the outer semiconductive layer of the cable part is smaller than the outer diameter of the outer semiconductive layer of the connection part.
  • the outer diameter of the DC coaxial cable connection can be kept small and the return conductor connection workability can be improved. That power S. Furthermore, if the outer diameter from the buffer layer to the outer semiconductive layer of the connecting portion is made the same, there is an advantage that the bending of the return conductor can be reduced.
  • the return conductor since the cross-sectional area of the return conductor becomes large (return conductor resistance is reduced) in most of the longitudinal direction of the DC coaxial cable connecting portion, the return conductor is energized in the connecting portion. The amount of heat generated by this can be reduced, and the temperature rise of the connecting portion can be suppressed.
  • the metal layer can compensate for the decrease in electromagnetic shielding characteristics.
  • the metal layer since the metal layer is in electrical contact with a plurality of return conductor strands, the metal layer becomes a current path, so that the current distribution for each return conductor strand is made uniform and the return conductor resistance is reduced. Therefore, heat generation of the return conductor at the DC coaxial cable connection can be suppressed, and temperature rise can be suppressed.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of a main part of a DC coaxial cable connecting portion to which a return conductor connecting method according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-1 is a plan view showing a state in which the leading ends of the return conductor strand bundles are butted and welded in the return conductor connection method of FIG.
  • FIG. 4-2 is a front view showing a state in which the leading ends of the return conductor strands are butted and welded in the return conductor connection method of FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8-1 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8-2 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8-3 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 A longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of the main part of a DC coaxial cable connecting portion to which the return conductor connecting method according to the sixth embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 10 A longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of the main part of the DC coaxial cable connecting portion according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 11-1 is a graph showing a main conductor temperature distribution and a return conductor temperature distribution of a fourth example of the present invention.
  • FIG. 11-2 is a graph showing a main conductor temperature distribution and a return conductor temperature distribution of a comparative example of the present invention.
  • FIG. 12 A longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of the main part of the DC coaxial cable connecting portion according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 A longitudinal sectional view of a main part of a DC coaxial cable connecting portion according to the ninth embodiment of the present invention.
  • 18-1 It is an explanatory view showing a return conductor connection method of a conventional DC coaxial cable.
  • 18-2] It is explanatory drawing which shows the return conductor connection method of the conventional DC coaxial cable.
  • 18-3] is an explanatory view showing a conventional method for connecting a return conductor of a DC coaxial cable.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of a main part of a power DC coaxial cable connecting portion to which a return conductor connecting method according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • the direct-current coaxial cables A and B to be connected have the same structure as that shown in FIG. 4b and main insulation layers 3a and 3b are stepped off sequentially to expose the main conductors la and lb at the tip, and the main conductors la and lb are welded together.
  • Reference numeral 21 denotes a weld connection of the main conductors la and lb.
  • the main conductors la and lb and the welded connection portion 21 are insulated by a reinforcing main insulating layer 22 formed so as to straddle the main insulating layers 3a and 3b of both cables.
  • a buffer layer 23 is provided on the outer semiconductive layer 4a of one DC coaxial cable A so as to have substantially the same outer diameter as the reinforcing main insulating layer 22, and the return path of both cables on the buffer layer 23. Conductors 5a and 5b are connected.
  • the buffer layer 23 will be described in detail later.
  • FIG. 2 shows a method of connecting the return conductors 5a and 5b according to the first embodiment.
  • the return conductor strands 12a and 12b of both DC coaxial cables A and B are arranged adjacent to each other so as to form return conductor strands 24a and 24b, and both return conductor strands 24a and 24b are formed.
  • the tip of b is welded so that it is aligned and abutted on the buffer layer 23.
  • Reference numeral 25 denotes a weld.
  • connection method By adopting such a connection method, it is possible to maintain smoothness at the return conductor connecting portion and to suppress the occurrence of a local high electric field portion. In addition, the welding time can be shortened compared to the conventional method of welding return conductor wires one by one. If the buffer layer 23 is not provided, the return conductor strand bundles 24a and 24b may be welded on the outer semiconductive layer 4a, that is, on the cable core of the DC coaxial cable A! /.
  • Embodiment 1 described above is a force that is the case where the number and the wire diameter of the return conductor wires of the DC coaxial cable to be connected are the same.
  • the present invention is applied to the case where the number and the wire diameter of the return conductor wires are different. Also enables return conductor connection.
  • FIG. 3 shows the second embodiment of the present invention. It is a figure explaining the connection method in case the number and the diameter of a path conductor strand differ.
  • the DC coaxial cable A in the first embodiment is replaced with a DC coaxial cable C having a different number of return conductor strands and different wire diameters. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • the number of strands constituting each return conductor strand bundle 24b, 24c is adjusted so that the number of return conductor strand bundles of both DC coaxial cables B, C to be connected is the same. Then, the return conductor strands 12b and 12c are arranged so as to be adjacent to each other so as to be adjacent to each other to form return conductor strands 24b and 24c, and the leading ends of both return conductor strands 24b and 24c are placed on the buffer layer 23. As shown in Fig. 4-1 and 4-2, welding is performed with the surfaces aligned and butted. Reference numeral 25 denotes a welded portion.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to the third embodiment of the present invention.
  • This connection method is the same as in Embodiment 2 above in that the return conductor strands 12b and 12c of both DC coaxial cables B and C are arranged adjacent to each other to form return conductor strands 24b and 24c. A certain force The tip portions of both return conductor wire bundles 24b and 24c are welded to separately prepared intermediate conductor wire bundles 26 to connect the return conductor wire bundles 24b and 24c to each other.
  • the cross-sectional area of the cored conductor wire bundle 26 to be inserted is set to be equal to or larger than the smaller one of the cross-sectional areas of the return conductor wire bundles of the DC coaxial cable B and the DC coaxial cable C to be connected.
  • the amount of heat generated at the return conductor connecting portion when a current is passed through the return conductor can be made equal to or less than when the return conductor strand bundles are directly welded.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to the fourth embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from Embodiment 3 in that copper tape 27 is used as the intermediate conductor. It is used. Since the other configuration is the same as that of the embodiment of FIG. 5, the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • the cross-sectional area of the copper tape 27 to be cut in is to reduce the heat generation at the return conductor connection when current is passed through the return conductor, so that the return conductor elements of the connected DC coaxial cable B and DC coaxial cable C are connected.
  • the cross-sectional area of the wire bundle should be larger than the smaller one.
  • a copper plate may be used instead of the copper tape 27.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a return conductor connecting method according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the DC coaxial cables A and B to be connected in the first embodiment are respectively replaced with DC coaxial cables D and E in which the return conductor strand 12 is SZ twisted.
  • the return conductor strands 12d and 12e of both DC coaxial cables D and E are arranged adjacent to each other to form return conductor strands 24d and 24e, and both return conductor strands 24d and 24e What is necessary is just to weld in the form which aligns and abuts a front-end
  • the conductor cross-sectional area of the return conductor strand bundle to be connected is defined as "Standardization of connected return conductor strand bundles" defined by the following equation (1).
  • the “cross-sectional area ratio” is preferably in the range of 0.7 to 1.4.
  • the force S ideal is that the “normalized cross-sectional area ratio of the return conductor wire bundle to be connected” defined by Equation (1) is 1.0 for all the return conductor wire bundles to be connected.
  • the number of return conductor strands is different as in the case of the DC coaxial cable B and the DC coaxial cable C, the number of return conductor strands is a natural number.
  • the “normalized cross-sectional area ratio of the return conductor wire bundle to be connected” cannot be 1.0.
  • the fact that the “normalized cross-sectional area ratio of return conductor strands to be connected” deviates from 1.0 means that an imbalance occurs in the value of current flowing through each return conductor strand. If the amount deviating from the distance is large, current concentrates on a certain return conductor strand or bundle of return conductor strands, which may cause abnormal heat generation. Therefore, it is necessary to determine the combination of return conductor strands to be connected so that the “normalized cross-sectional area ratio of return conductor strands to be connected” defined by Equation (1) approaches 1.0.
  • Table 1 shows a DC conductor cable C with a main conductor cross-sectional area of 400 mm 2 , return conductor strand ⁇ 2.6 mm x 55 (twisted in one direction, total cross-sectional area of return conductor approximately 215 mm 2 ), and main conductor disconnection
  • This is an example of connecting a return conductor strand bundle when connecting to a DC coaxial cable B with an area of 400mm 2 and a return conductor strand of ⁇ 4.6mm x 31 (twisted in one direction, total cross-sectional area of return conductor is approximately 405mm 2 )
  • Each return at the DC coaxial cable connection when a rated current of 700A is passed through the return conductor The example of the temperature measurement result of a path conductor strand and a return conductor strand bundle welding part is shown.
  • connection points of the return conductor strand bundle there are 11 connection points of the return conductor strand bundle, and the combination of the DC coaxial cable and the return conductor strand bundle of the DC coaxial cable B is ⁇ 2 ⁇ 6mmX5 bundle and ⁇ 4.6m mX 3 There are 9 combinations of this bundle, and 2 combinations of ⁇ 2.6 mm x 5 bundles and ⁇ 4.6 mm x 2 bundles.
  • the "standardized cross-sectional area ratio of the return conductor strand bundle to be connected" is 1 ⁇ 07, ⁇ 2.6mmX5 bundle and ⁇ 4 with a combination of ⁇ 2.6mm X5 bundle and ⁇ 4.6mm x 3 bundle.
  • the combination of 6mm X2 bundles is 0 ⁇ 71.
  • the temperature difference of each return conductor wire at the DC coaxial cable connection is 0.5 ° C on the DC coaxial cable C side and 1.1 ° C on the DC coaxial cable B side.
  • the temperature difference was 1.3 ° C, and it was confirmed that there was no abnormal temperature rise. In other words, there is no abnormal temperature rise even when the “normalized cross-sectional area ratio of the return conductor wire bundle to be connected” is 0.71.
  • the denominator and numerator can be interchanged in each of the formulas (2) and (3).
  • the return conductor strand bundles are arranged when the strands are arranged side by side as shown in Fig. 4-1.
  • the difference in the width (hereinafter referred to as “the difference in the width of the return conductor strands to be connected”) is large in the width of the return conductor strands to be connected. It is preferable that the wire diameter (diameter) is less than twice.
  • the return conductor strand can be unidirectionally twisted (Figs. 2, 3, 5, and 6).
  • the return conductor strands of the DC coaxial cable connection section can be equivalent to the cable section by using a unidirectional twist structure similar to the cable. Near electromagnetic shielding characteristics, flexibility, and return conductor heat distribution can be obtained. Even if the return conductor strands of both cables connected are SZ twisted, the return conductor strand bundle at the cable connection can be twisted in one direction. Even if the return conductor strand of one cable to be connected is unidirectionally twisted and the return conductor strand of the other cable is SZ twisted, the return conductor strand at the cable connection should be unidirectionally twisted. Can do.
  • the return conductor strand can be SZ twisted.
  • Figure 7 For example, if the return conductor strands of the DC coaxial cables to be connected are SZ twisted, the return conductor strands of the coaxial cable connection portion will have the same or similar electromagnetic shielding as the cable portion by adopting the same SZ twist structure as the cable. Capability to obtain characteristics, flexibility, and return conductor heat distribution. Moreover, even if the return conductor strands of both cables to be connected are unidirectionally twisted, the return conductor strands at the cable connection can be SZ twisted.
  • the return conductor strand bundle at the cable connection section must be SZ twisted. It ’s a monkey.
  • FIG. 8-2 and 8-3 the return conductor strands 24b and 24c can be arranged linearly in the cable longitudinal direction and evenly in the circumferential direction.
  • Fig. 8-1 corresponds to Fig. 3
  • Fig. 8-2 corresponds to Fig. 5
  • Fig. 8-3 corresponds to Fig. 6, and the same parts are denoted by the same reference numerals. Omitted. If the return conductor strands are arranged as shown in Fig. 8—;! To 8-3 at the DC coaxial cable connection, the circumferential symmetry of the return conductor at the DC coaxial cable connection can be secured.
  • the arrangement of return conductor strand bundles as shown in Fig. 8—;! To 8-3 at the cable connection can be applied, for example, when the return conductor strands of the cables to be connected are twisted in one direction and SZ twisted. . It can also be applied to the case where the return conductor strand of one cable to be connected is unidirectionally twisted and the return conductor strand of the other cable is SZ twisted.
  • the buffer layer 23 will be described. Multiple connection points of the return conductor strand bundle are distributed in the longitudinal direction and the circumferential direction of the cable connection portion. Between the cable core outer semiconductive layer and the return conductor including the region where the strand bundle connection locations are distributed.
  • the buffer layer 23 It is preferable to provide The buffer layer 23 is formed, for example, by winding a semiconductive cushion tape on the outer semiconductive layer 4a of the cable core.
  • It can also be formed by winding an electrically insulating tape or sheet (for example, a fluororesin, silicone rubber, ethylene propylene rubber, or butyl rubber tape or sheet).
  • an electrically insulating tape or sheet for example, a fluororesin, silicone rubber, ethylene propylene rubber, or butyl rubber tape or sheet.
  • the connection point of the return conductor strand bundles 24a, 24b is placed on the main insulating layer 3a of one cable, for example, the DC coaxial cable A (external semiconductive Distributed over the layer 4a), and the area where the connection points of the return conductor strand bundles 24a are distributed.
  • the outer semiconductive layer 4a A buffer layer 23 may be formed by winding a semiconductive cushion tape between the return conductors 24a to have the same diameter as that of the reinforcing main insulating layer 22.
  • a buffer layer 23 can be formed to prevent damage and thermal damage to the single main insulating layer 3a and the outer semiconductive layer 4a.
  • the difference in outer diameter between the cable main insulation layer and the reinforcement main insulation layer is about 6 to 40 mm, so the thickness of the buffer layer by the semiconductive cushion tape winding is about 3 to 20 mm.
  • the winding thickness of the semiconductive cushion tape required to prevent thermal damage due to heat generation during welding of the return conductor strand bundle is 3 mm or more, and the winding thickness of this semiconductive cushion tape is the return conductor connection.
  • the thickness is sufficient to prevent damage to the cable main insulation layer and external semiconductive layer.
  • the outer diameter of the buffer layer 23 formed on the cable main insulating layer 3a is the same as the outer diameter of the reinforcing main insulating layer 22.
  • the DC coaxial cable handled here has an inner semiconductive layer 2, a main insulating layer 3 made of cross-linked polyethylene, and an outer semiconductive layer 4 sequentially provided on the cable main conductor 1 in the same manner as shown in FIG. Use things.
  • the inner semiconductive layer 2, the main insulating layer 3 and the outer semiconductive layer 4 are formed by a coextrusion method, and between the inner semiconductive layer 2 and the cross-linked polyethylene main insulating layer 3 and between the main insulating layer 3 and the outer semiconductive layer 3.
  • the conductive layer 4 is integrated.
  • a return insulation layer 7 made of polyethylene is provided as an insulation layer of the return conductor via a return inner semiconductive layer 6, and a return outer semiconductive layer 8, lead coating 9, anticorrosion layer is provided thereon. 10 is provided.
  • the application of the return conductor connection method of the present invention is not limited to the DC coaxial cable structure of FIG.
  • the first embodiment is a DC coaxial cable X, Y having a main conductor cross-sectional area of 400 mm 2 and a return conductor spring ⁇ 2.6 mm X 55 (twisted in one direction, total cross-sectional area of return conductor approximately 215 mm 2 ).
  • the DC coaxial cable X and the DC coaxial cable Y are connected to each other. Similar to the one shown in Fig. 1, the main conductors are connected by welding, the main insulating layer is connected by a reinforcing main insulating layer formed by heat molding after winding the insulating tape, and an external semiconductive layer is formed thereon. Provided.
  • a buffer layer is provided in the range including the welded area to prevent trauma and thermal damage during return conductor connection work.
  • This buffer layer is formed by wrapping semiconductive cushion tape, and its thickness is about 5 mm.
  • Each of the return conductor strands of the DC coaxial cable X and the DC coaxial cable Y is composed of 5 return conductor strands ⁇ 2.6 mm X, and there are 11 return strands in both of these return conductor strands.
  • the wire bundles are twisted in one direction, and each return conductor strand bundle is abutted and welded on the buffer layer in the same manner as shown in FIG.
  • the “normalized cross-sectional area ratio of the return conductor wire bundle to be connected” defined by equation (1) is 1.0 at each connection point.
  • the “difference in the width of the return conductor wire bundle to be connected” is 0 at each connection point.
  • the main conductor cross-sectional area is 400 mm 2
  • the return conductor spring is ⁇ 2.6 mm X 55 (one direction Twisted DC conductor cable X with total cross-sectional area of return conductor approx. 215mm 2 ), main conductor cross-section 500mm 2 , return conductor spring ⁇ 5.
  • Omm X 30 one-way twist, total cross-section of return conductor approx. 463mm This is the case of connecting DC coaxial cable Z in 2 ).
  • the main conductors are compressed and connected using a sleeve for connecting different diameter conductors, the main insulating layer is connected by a reinforced main insulating layer formed by heating molding after winding the insulating tape, and an external semiconductive layer is formed thereon. It is provided.
  • a buffer layer is provided to prevent trauma and thermal damage during return conductor connection work. This buffer layer is formed by wrapping a semiconductive cushion tape, and the thickness of the buffer layer is about 13 mm.
  • connection position of the return conductor strand bundle is small in the return conductor cross-sectional area! /, On the cable core on the DC coaxial cable X side. Let's place it in! / As shown in Table 2, there are a total of 13 connection points for the return conductor strand bundle.
  • Return conductor of DC coaxial cable X The composition of the spring bundle is ⁇ 2.6 mm X 5 bundles 4 mm, 2.6 mm X 4 bundles 8 mm, 2.6 mm X 3 bundles 1 set
  • the configuration of the return conductor strand bundle of DC coaxial cable Z is 4 sets of ⁇ 5. Omm x 3 bundles and 9 sets of ⁇ 5.
  • Omm x 2 bundles The combination of return conductor strand bundles to be connected is 4 places of ⁇ 2.6 mm X 5 bundles and ⁇ 5. Omm X 3 bundles, ⁇ 2.6 mm X 4 bundles and ⁇ 5 ⁇ Omm X 8 bundles of 2 bundles, ⁇ 2.6 mm X 3 bundles and ⁇ 5 ⁇ Omm X 2 This is the combination power point of the bundle.
  • Each return conductor strand bundle is twisted in one direction as shown in FIG. 3, and butt-welded for each return conductor strand bundle on the buffer layer as shown in FIG.
  • Table 2 shows the “standardized cross-sectional area ratio of the return conductor strand bundle to be connected” and the “difference in the width of the return conductor strand bundle to be connected” defined by Equation (1) at each connection location.
  • the “standardized cross-sectional area ratio of the return conductor strand bundle to be connected” range from 0.7 to 1.4; the “difference in the width of the return conductor strand bundle to be connected” is “connected strand bundle” If the width is less than twice the diameter of the wire!
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of the main part of a DC coaxial cable connecting portion to which the return conductor connecting method according to Embodiment 6 of the present invention is applied.
  • the DC coaxial cables A and B to be connected are anticorrosion layers 10a and 10b, lead coatings 9a and 9b, return insulation layers 7a and 7b (the inner and outer semiconductive layers are not shown), the outer semiconductive layer 4a, 4b, main insulating layers 3a and 3b, and internal semiconducting layer (not shown) are stripped in sequence to expose the main conductors la and lb at the tip, and the main conductors la and lb are welded together.
  • Reference numeral 21 denotes a weld connection of the main conductor 1.
  • Reference numeral 2ab denotes an internal semiconductive layer of the connection part formed so as to straddle the welded connection part 21 and the internal semiconductive layer (not shown) of the cable on both sides thereof
  • reference numeral 22 denotes the internal semiconductive layer 2ab and main insulation on both sides thereof.
  • Reinforced main insulating layer formed so as to straddle layers 3a and 3b, 28 is a reinforcing main insulating layer 22 and the outer semiconductive layer of the connecting portion formed so as to straddle the outer semiconductive layer 4 of the cable on both sides thereof. is there.
  • the return conductor 5a is welded and connected in the region P where the outer semiconductive layer 4a of one DC coaxial cable A is exposed, and the buffer layer 23 is provided in the region P.
  • the buffer layer 23 is provided so as to straddle the outer semiconductive layer 4a of one DC coaxial cable A and the outer semiconductive layer 28 of the connecting portion.
  • the buffer layer 23 is preferably formed by winding a semiconductive cushion tape.
  • the buffer layer 23 may be formed by winding an electrically insulating tape or sheet (for example, a fluorine resin-based, silicone rubber-based, ethylene propylene rubber-based, or butyl rubber-based tape sheet).
  • the buffer layer 23 extends from the outer semiconductive layer 4a of the cable to the tapered end portion 28a of the outer semiconductive layer 28 of the connection portion by applying a semiconductive cushion tape to the maximum diameter portion and the outer diameter of the outer semiconductive layer 28 of the connection portion. It is preferable to form force S by winding them so that they are the same. Normally, the difference in outer diameter between the main insulation layer of the cable and the reinforcement main insulation layer of the connection is about 6 to 40 mm, so the thickness of the buffer layer by winding the semiconductive cushion tape is about 3 to 20 mm. The winding thickness of the semiconductive cushion tape necessary to prevent thermal damage due to heat during return conductor welding is 3 mm or more. The winding thickness of this semiconductive cushion tape is the same as that of the cable during the return conductor welding operation. The thickness is sufficient to prevent thermal damage to the outer semiconductive layer and the main insulating layer and to prevent damage.
  • the return conductors 5a and 5b of both cables are welded on the buffer layer 23.
  • Reference numeral 25 denotes a welded portion of the return conductor 5. Since the buffer layer 23 is provided on the outer semiconductive layer 4a of the DC coaxial cable A, the outer semiconductive layer 4a, the main insulating layer 3a, and the connecting portion are heated by heat when welding the return conductors 5a and 5b. The outer semiconductive layer 28 and the reinforcing main insulating layer 22 are not likely to be thermally damaged.
  • the buffer layer 23 it is possible to prevent the outer semiconductive layer 4a and the main insulating layer 3a of the cable from being mechanically damaged by tools when welding the return conductors 5a and 5b. it can.
  • the outer diameter of the buffer layer 23 is made uniform from the outer semiconductive layer 4a of the cable to the outer semiconductive layer 28 of the connecting portion as described above, the welding operation of the return conductor can be easily performed, The outer diameter of the entire cable connection can be kept small.
  • each DC coaxial cable A It is recommended that B return conductor strands be bundled in multiple bundles, and the bundles be directly connected to each other or welded via a relay conductor. In this way, the number of weldings is reduced and welding work is reduced. You can do it efficiently. If the configuration of the return conductor (wire diameter is the same as the number of wires), the force S, which is easy to connect via a relay conductor, and the connection by direct butt welding by appropriately configuring the wire bundle should be adopted. You can also.
  • the reinforced return insulator 29 may be formed so as to straddle the return insulation layers 7a and 7b of both cables, and the lead coating 30 and the anticorrosion layer 31 may be provided.
  • a return inner semiconductive layer of the connecting portion is provided so as to straddle the return inner semiconductive layers of both DC coaxial cables A and B, and the reinforced return insulator 29
  • the illustration of the force that the return external semiconductive layer of the connecting portion is provided so as to straddle the return external semiconductive layer of both cables is omitted.
  • the return conductor connection method according to the present invention is not limited to a DC coaxial cable, and can also be applied to connection of an external conductor in a connection portion of an AC power cable having an external conductor such as a wire shield.
  • the DC coaxial cable handled here has an inner semiconductive layer 2, a main insulating layer 3 made of cross-linked polyethylene, and an outer semiconductive layer 4 in this order on the cable main conductor 1 in the same manner as shown in FIG.
  • the inner semiconductive layer 2, the main insulating layer 3 and the outer semiconductive layer 4 are formed by a coextrusion method, and are formed between the inner semiconductive layer 2 and the main insulating layer 3 and between the main insulating layer 3 and the outer semiconductive layer 4. Are integrated.
  • a return conductor 5 formed by twisting a large number of copper wires (return conductor wires) in one direction.
  • a return insulation layer 7 made of polyethylene is provided as an insulation layer of the return conductor via a return inner semiconductive layer 6, on which a return outer semiconductive layer 8, a lead coating 9, an anticorrosion layer are provided. 10 is provided. It should be noted that the application of the return conductor connection method of the present invention is not limited to the DC coaxial cable structure of FIG.
  • DC coaxial cable X and DC coaxial cable Y to be connected have the same structure.
  • the main conductors are connected by welding, and the main insulating layer is connected by a reinforced main insulating layer formed by heating molding after winding the insulating tape, on which the external semiconductor is connected. An electrical layer is provided.
  • the outer diameter of the outer semiconductive layer of the cable is ⁇ 53.8 mm
  • the outer diameter of the outer semiconductive layer of the connection is ⁇ 63.8 mm
  • the outer diameter difference between the two outer semiconductive layers is 10 mm ( The outer radius is 5mm).
  • the semiconductive cushion tape is wound about once from the outer semiconductive layer of one of the DC coaxial cables X to the range on the outer semiconductive layer of the connection portion, and then at least the return conductor welding region.
  • a buffer layer having a thickness of about 5 mm is provided by rolling up a semiconductive cushion tape from the outer semiconductive layer of the cable to the tapered end portion 28a of the outer semiconductive layer of the connection portion. This buffer layer prevents thermal damage to the outer semiconductive layer and main insulation layer of the cable and the external semiconductive layer and reinforcing main insulation layer of the connection part during welding of the return conductor, and also prevents damage. To do.
  • This buffer layer is formed by utilizing the outer radius difference (5 mm) between the external semiconductive layer of the cable and the external semiconductive layer of the connecting portion.
  • the thickness of the buffer layer may be slightly larger than the difference in outer radius.
  • the winding thickness of the semiconductive cushion tape required to prevent thermal damage to the external semiconductive layer and main insulation layer of the cable due to heat during conductor welding is 3 mm or more. A thickness of 5mm is sufficient for preventing thermal damage and preventing trauma during return conductor welding.
  • the return conductors of the DC coaxial cables X and Y are butt-welded on the buffer layer for each of the plurality of return conductor strands in the same manner as in FIG.
  • Each of the return conductor strands is composed of 5 return conductor strands ⁇ 2.6 mm ⁇ 5, and there are 11 welding connection points of the return conductor strands.
  • the outer diameter of the DC coaxial cable connecting portion is reduced by providing a buffer layer using the outer diameter difference between the outer semiconductive layer of the cable and the outer semiconductive layer of the connecting portion. be able to.
  • the workability of return conductor connection is better when the winding diameter of the semiconductive cushion tape is the same from the outer semiconductive layer of the connection part to the external semiconductive layer of the cable.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of the main part of the DC coaxial cable connecting portion according to the seventh embodiment of the present invention.
  • DC coaxial cables B and C to be connected are anticorrosion layers 10b and 10c, lead coatings 9b and 9c, return insulation layers 7b and 7c (the inner and outer semiconductive layers are not shown) ) Are sequentially stripped to expose the return conductors 5b and 5c, and the outer semiconductive layers 4b and 4c, the main insulating layers 3b and 3c, and the inner semiconductive layer (not shown) are sequentially stripped and led to the tip.
  • Exposed body lb, lc The cross-sectional area of the return conductor 5c of one DC coaxial cable C is smaller than the cross-sectional area of the return conductor 5b of the other DC coaxial cable B.
  • the main conductor lc of the DC coaxial cable C and the main conductor lb of the DC coaxial cable B are compressed and connected by the sleeve 121 for connecting different diameter conductors.
  • Reference numeral 22 is a reinforcing main insulating layer formed so as to straddle the main insulating layers 3b and 3c of the sleeve 121 and the DC coaxial cables B and C on both sides thereof, and reference numeral 23 is on the outer semiconductive layer 4c of the DC coaxial cable C. Is a buffer layer.
  • the return conductor 5b of the DC coaxial cable B passes through the outer periphery of the reinforcing main insulating layer 22 and passes through the buffer layer.
  • Reference numeral 25 denotes the weld.
  • the buffer layer 23 prevents the outer semiconductive layer 4c and the main insulating layer 3c of the DC coaxial cable C from being damaged by heat during return conductor welding.
  • the buffer layer 23 is formed by winding up the semiconductive cushion tape from the external semiconductive layer 4c to the external semiconductive layer (not shown) of the connection portion so that the outer diameter is substantially the same as that of the reinforcing main insulating layer. I like to do it!
  • This buffer layer 23 is also useful for preventing damage to the outer semiconductive layer 4c and the main insulating layer 3c of the DC coaxial cable C during return conductor welding.
  • the return conductor strands may be welded one by one. Similarly to the above, a plurality of return conductor strands are bundled, The bundles may be welded together. Welding between bundles requires fewer welding times, and it can be done with force S to perform welding work efficiently.
  • the reinforced return insulator 29 may be formed so as to straddle 7b and 7c, and the lead coating 30 and the anticorrosion layer 31 may be provided.
  • a return inner semiconductive layer of the connecting portion is provided so as to straddle the return inner semiconductive layer of both DC coaxial cables B and C, and outside the reinforced return insulator 29.
  • the return external semiconductive layer of the connecting portion is provided so as to straddle the return external semiconductive layer of both cables, but the illustration is omitted.
  • the length of the connecting portion in the longitudinal direction is large. Since the cross-sectional area of the return conductor increases at the part (return conductor resistance decreases), the amount of heat generated by energization of the return conductors 5b and 5c in the connection can be suppressed, and thus the temperature rise in the connection is suppressed. be able to.
  • DC coaxial cable C for example, has a main conductor cross-sectional area of 400 mm 2 and a return conductor cross-sectional area of 215 mm 2 (copper strand ⁇ 2.6 mm x 55 concentric strands), while DC coaxial cable B has, for example, a main conductor cross-sectional area of 500 mm 2.
  • Cross section of return conductor is 463 mm 2 (copper strand ⁇ 5. Omm x 30 concentric strands).
  • the main conductors lb and lc of the DC coaxial cables B and C are copper stranded wires, the main insulating layers 3b and 3c are cross-linked polyethylene, and the return insulation layers 7b and 7c are non-cross-linked polyethylene.
  • the reinforcing main insulating layer 22 is formed by heat molding after winding the insulating tape.
  • the buffer layer 23 is formed by winding a semiconductive cushion tape and has a thickness of about 13 mm.
  • the return conductors 5b and 5c of the two direct-current coaxial cables B and C are welded in contact with each other for each of the plurality of return conductor strands, and there are 13 welds on the return conductor strands.
  • the return conductor strand bundle of DC coaxial cable is composed of 4 pairs of ⁇ 2.6 mm x 5 bundles, 8 pairs of ⁇ 2.6 mm x 4 bundles, and 1 set of ⁇ 2.6 mm x 3 bundles .
  • the configuration of the return conductor strand bundle of DC coaxial cable B is 4 sets of ⁇ 5. Omm x 3 bundles and 9 sets of ⁇ 5. Omm x 2 bundles.
  • the combination of the return conductor strand bundles to be welded consists of 4 bundles of ⁇ 2.6 mm x 5 bundles and ⁇ 5 Omm x 3 bundles, ⁇ 2.6 mm x 4 bundles and ⁇ 5 Omm x 2 bundles There are 8 pieces of yarn and a combination of ⁇ 2.6 mm x 3 bundles and ⁇ 5. Omm x 2 bundles.
  • connection portion of the return conductor is positioned on the outer circumference of the outer semiconductive layer of the DC coaxial cable C (fourth embodiment of the present invention)
  • the results of calculating the main conductor temperature distribution and the return conductor temperature distribution when 70 OA was applied to the main conductor and the return conductor respectively. Shown in Figures 11 1 and 11 2.
  • the temperature reached by the main conductor at the DC coaxial cable connection is about 70 ° C. (FIG. 11 1) in the fourth embodiment of the present invention, and about 80 ° in the comparative example (FIG. 11).
  • the amount of heat generated by energization of the return conductor in the connecting portion can be suppressed to a small value, so that it is understood that the main conductor temperature rise can be reduced by about 10 ° C.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view and a partially cutaway plan view of the main part of the DC coaxial cable connecting portion according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the return conductor cross-sectional area is small! /
  • the return conductor 5c of the DC coaxial cable C on the other side is large
  • the return conductor cross-sectional area is large! /
  • the return conductor 5b on the DC coaxial cable B side is The connection is made through the intermediate conductor 26a.
  • the relay conductor 26a is made of a copper wire like the return conductors 5b and 5c, and its cross-sectional area is set to be larger than the return conductor cross-sectional area of the DC coaxial cable B.
  • the relay conductor 26a is disposed so as to pass through the outer periphery of the reinforcing main insulating layer 22 of the connection portion, whereby the connection portion 25c between the return conductor 5c of the DC coaxial cable C and the relay conductor 26a is the same as that of the DC coaxial cable.
  • the connection portion 25b between the return conductor 5b of the DC coaxial cable B and the relay conductor 26a is located on the outer periphery of the outer semiconductive layer 4b of the DC coaxial cable B.
  • the buffer layers 23b and 23c force S are provided on the outer semiconductive layers 4b and 4c of the DC coaxial cables B and C, respectively, and the connection portions 25b and 25c between the return conductors 5b and 5c and the relay conductor 26a It is located on each of the buffer layers 23b and 23c.
  • the return conductors 5b and 5c and the relay conductor 26a are preferably connected by bundling a plurality of conductor strands and butt welding the conductor strand bundles.
  • the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Even with such a configuration, the same effect as in the seventh embodiment can be obtained. Further, if the cross-sectional area of the relay conductor 26a is made larger than the cross-sectional area of the return conductor 5b of the DC coaxial cable B, the temperature rise of the connecting portion can be further suppressed to be lower than that of the seventh embodiment.
  • FIG. 13 is a longitudinal cross-sectional view of the main part of the DC coaxial cable connecting portion according to Embodiment 9 of the present invention.
  • the difference between this DC coaxial cable connection portion and the embodiment 7 is that the buffer layer is omitted, and the return conductors 5b and 5c of both DC coaxial cables B and C are connected to the outer semiconductive layer of the DC coaxial cable C. It is located on layer 4c. If the return conductors 5b and 5c are welded carefully, this configuration can be achieved. Since other configurations are the same as those of the seventh embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a main part of the DC coaxial cable connecting portion according to the tenth embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from the eighth embodiment shown in FIG. 12 in that the DC coaxial cables A and B having the same return conductor cross-sectional area are connected to each other.
  • the relay conductor 26a has a larger cross-sectional area than the return conductors 5a and 5b. Since other configurations are the same as those in the eighth embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. According to this embodiment, the temperature rise of the cable connecting portion can be suppressed as compared with the case where the return conductors 5a and 5b are connected to each other.
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a main part of the DC coaxial cable connecting portion according to Embodiment 11 of the present invention.
  • DC coaxial cables A and B to be connected are anticorrosion layers 10a and 10b, lead coatings 9a and 9b, return insulation layers 7a and 7b (the inner and outer semiconductive layers are not shown), outer semiconductive layers 4a and 4b,
  • the main insulating layers 3a and 3b and the inner semiconductive layer (not shown) are sequentially stripped to expose the main conductors 1a and lb at the tip, and the main conductors la and lb are welded together.
  • Reference numeral 21 denotes a welded connection portion of the main conductor 1.
  • Reference numeral 2ab denotes the inner semiconductive layer of the connection part formed so as to straddle the welded connection part 21 and the inner semiconductive layers (not shown) of the DC coaxial cables A and B on both sides thereof
  • reference numeral 22 denotes the inner semiconductive layer 2ab.
  • reference numeral 28 denotes the reinforcement main insulation layer 22 and the external semiconductive layers 4a, 4b of the DC coaxial cables A, B on both sides It is the external semiconductive layer of the connection part formed in this.
  • the outer diameter of the reinforcing main insulating layer 22 is larger than the outer diameter of the main insulating layers 3a and 3b of the cable. For this reason, the outer diameter of the outer semiconductive layer 28 at the connecting portion is also larger than the outer diameter of the outer semiconductive layers 4a and 4b of the cable.
  • the return conductors 5a and 5b are welded and connected in the region P where the outer semiconductive layer 4a of the DC coaxial cable A is exposed, and the buffer layer 23 is provided in the region P.
  • the buffer layer 23 is formed by winding the semiconductive cushion tape from the outer semiconductive layer 4a of the DC coaxial cable A to the outer semiconductive layer 28 of the connection portion so that the outer diameter is uniform.
  • the difference in outer diameter between the main insulation layer of the cable and the reinforcing main insulation layer of the connection is about 6 to 40 mm, so the thickness of the buffer layer by semiconductive cushion tape winding is about 3 to 20 mm.
  • the winding thickness of the semiconductive cushion tape is 3 mm or more. This winding thickness of the semiconductive cushion tape is also used to prevent the external semiconductive layer and main insulation layer of the cable from being damaged during the return conductor welding work. The thickness is sufficient.
  • the metal layer 32 is provided over the buffer layer 23, the external semiconductive layer 28 of the connecting portion, and the external semiconductive layers 4a and 4b of the DC coaxial cables A and B. .
  • the metal layer 32 is preferably formed by winding a copper mesh tape, but may be formed by winding a metal tape such as a lead tape, a copper tape or an aluminum tape.
  • the return conductors 5a and 5b of the DC coaxial cables A and B are welded on the metal layer 32 in the region P where the buffer layer 23 is provided.
  • Reference numeral 25 denotes a welded portion of the return conductors 5a and 5b. Since the buffer layer 23 is provided on the outer semiconductive layer 4a of the DC coaxial cable A, the outer semiconductive layer 4a, the main insulating layer 3a, and the connection are made by heat generated when welding the return conductors 5a and 5b. There is no risk of thermal damage to the outer semiconductive layer 28 and the reinforcing main insulating layer 22 of the part.
  • the return conductor strands may be welded one by one, but in the same manner as described above, the return conductor strands are bundled into a plurality of bundles. Wire bundles may be welded together. Welding with wire bundles requires fewer welds, and the welding work can be performed efficiently. For example, when connecting DC coaxial cables with a main conductor cross-sectional area of 400 mm 2 and a return conductor strand of ⁇ 2.6 mm x 55 strands, if the return conductor strands are bundled in bundles of five, butt welding The number of weldings is 11 times.
  • the reinforced return insulator 29 may be formed so as to straddle the return insulation layers 7a and 7b of both DC coaxial cables A and B, and the lead coating 30 and the anticorrosion layer 31 may be provided.
  • a return inner semiconductive layer of the connecting portion is provided inside the reinforced return insulator 29 so as to straddle the return inner semiconductive layer of both cables, and the return paths of both cables are provided outside the reinforced return insulator 29.
  • a return external semiconductive layer of the connecting portion is provided so as to straddle the external semiconductive layer, but the illustration is omitted.
  • the outer diameter of the reinforcing main insulating layer 22 is larger than the outer diameter of the main insulating layers 3a and 3b of the cable.
  • the return conductors 5a and 5b located outside the buffer layer 23 have a larger gap between the strands than the cable part, but the metal layer 32 is provided directly below the return conductors 5a and 5b, so that sufficient electromagnetic Shielding characteristics can be ensured.
  • the metal layer 32 by providing the metal layer 32, the current distribution for each return conductor wire in the cable connection portion is made uniform and the return conductor resistance is reduced, so that the heat generation of the return conductor can be suppressed and the temperature rise can be suppressed. Can be suppressed.
  • FIG. 16 is a longitudinal cross-sectional view of the main part of the DC coaxial cable connecting portion according to Embodiment 12 of the present invention.
  • This embodiment is different from the eleventh embodiment in FIG. 15 in that the metal layer 32 is provided directly above the return conductors 5a and 5b. Since other configurations are the same as those of the eleventh embodiment in FIG. 15, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Even with such a configuration, the same effect as in the eleventh embodiment can be obtained.
  • the present invention can be suitably used when connecting a power DC coaxial cable.

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Abstract

　中心に主導体を有し、その外側に主絶縁層を有し、その外側に多数の帰路導体素線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流同軸ケーブル同士の接続部における前記帰路導体の接続方法において、双方の直流同軸ケーブルの帰路導体素線を各々複数本ずつ隣接するように並べて各々帰路導体素線束を形成し、双方の帰路導体素線束の先端部を突き合わせる形で溶接する。これにより、帰路導体素線の溶接作業時間を短縮できると共に、帰路導体素線本数が異なる直流同軸ケーブル同士の帰路導体接続にも適用できる直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法が提供される。

Description

明 細 書
電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法および電力用直流同軸 ケーブルの接続部
技術分野
[0001] 本発明は、中心の主導体と同軸状に帰路導体を有する電力用直流同軸ケーブル 同士の接続部における帰路導体の接続方法および電力用直流同軸ケーブルの接 続部に関するものである。
背景技術
[0002] 図 17に電力用の直流同軸ケーブルの一例を示す。この直流同軸ケーブル Aは、 中心に主導体 1を有し、その外側に、内部半導電層 2、主絶縁層 3、外部半導電層 4 、帰路導体 5、帰路内部半導電層 6、帰路絶縁層 7、帰路外部半導電層 8、鉛被 9、 防食層 10を、順次同軸状に設けたものである（特許文献 1の図 1参照）。
[0003] 主導体 1から外部半導電層 4まではケーブルコア 11を構成している。帰路導体 5は 、ケーブルコア 11の外周に多数の帰路導体素線 (銅線)を同心撚りすることにより形 成される。帰路導体素線の撚り方には、撚り方向が変わらない一方向撚り（らせん巻 き）と、一定のピッチで撚り方向が反転する SZ撚り（特許文献 1の図 2参照）とがある。
[0004] このような直流同軸ケーブル同士を接続する場合、ケーブル接続部において帰路 導体の接続も行う必要がある。従来、帰路導体を接続する方法としては、帰路導体素 線を 1本ずつ突き合わせ溶接する方法が知られている。図 18— 1、 18— 2は、ケープ ルコア 11上に帰路導体素線 12がー方向撚りされている場合の帰路導体 5の接続状 態を示し、図 18 3は帰路導体素線 12が SZ撚りされて!/、る場合の帰路導体 5の接 続状態を示す。符号 13が帰路導体素線 12の溶接接続部である。
[0005] 電力用の直流同軸ケーブルの主導体と帰路導体の断面積は、ケーブルが布設さ れる環境に応じて設計され、主導体と帰路導体に定格電流を流した時にケーブル全 長にわたって主導体の最高許容温度（例えば 90°C)及び帰路導体の最高許容温度 (例えば 75°C)を超えないように決定される。
[0006] また、直流同軸ケーブルの接続部は、接続部中心の主導体接続部、その外側の主 絶縁層同士を接続する補強主絶縁層、その外側の帰路導体接続部、その外側の帰 路絶縁層同士を接続する補強帰路絶縁体、その外側の金属外被接続部等で構成さ れる。
[0007] 特許文献 1：特開平 11 111071号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 帰路導体の構成（素線径ゃ素線本数）が同じ直流同軸ケーブル同士の帰路導体 接続では、従来の帰路導体素線を 1本ずつ溶接する方法でも適用できるが、従来の 接続方法は、帰路導体素線本数が多い場合には溶接回数が多くなり、溶接作業時 間が長くなるという問題がある。
[0009] また、帰路導体素線本数が異なる直流同軸ケーブル同士の帰路導体接続では、 従来の帰路導体素線を 1本ずつ溶接する方法は適用できない。すなわち、帰路導体 素線本数が多レヽ直流同軸ケーブルの方に、相手方と接続できな!/、余分な帰路導体 素線が発生してしまう。
[0010] また、ケーブルコア又は接続部の外部半導電層上で帰路導体素線を溶接する場 合、溶接時に発生する熱が、ケーブルの外部半導電層及び主絶縁層や、接続部の 外部半導電層及び補強主絶縁層に熱的損傷を与えるという問題がある。
[0011] この問題を解決するためには、帰路導体素線を SZ撚りした直流同軸ケーブルを使 用し、図 18— 3のように、溶接する帰路導体素線をケーブルコア又は接続部の外部 半導電層から離して溶接し、溶接後に帰路導体素線を再び SZ撚り状態に戻す方法 が考えられる。しかしこの方法は、帰路導体素線を SZ撚りした直流同軸ケーブル同 士の接続にしか適用できない。また帰路導体素線を SZ撚りした直流同軸ケーブルは 、帰路導体素線を一方向撚りした直流同軸ケーブルに比べ、生産性が低ぐコストが 高くなるので、帰路導体素線の溶接接続のためだけに帰路導体素線を SZ撚りにす ることは得策ではない。
[0012] 一方、接続部の補強主絶縁層及び補強帰路絶縁体はそれぞれ、ケーブル部の主 絶縁層及び帰路絶縁層の厚さより厚く形成される。このため、直流同軸ケーブル接 続部における半径方向の熱抵抗は、ケーブル部における半径方向の熱抵抗より大き くなる。例えば、直流同軸ケーブル同士をケーブル部とほぼ同径（準同径）に仕上げ た工場内接続部（FJ : Factory Joint)は、ケーブル部とほぼ同じ構造であるが、それ でも接続部の半径方向の熱抵抗はケーブル部よりも大きくなる。
[0013] また直流同軸ケーブル接続部において、外側に金属製又はプラスチック製の接続 管（又は保護管）を設ける場合には、通常、帰路絶縁層及び補強帰路絶縁体と接続 管との間に防水用（又は絶縁用）のコンパウンドが充填される。このような形態の接続 部では、半径方向の熱抵抗がより一層増大する。
[0014] 直流同軸ケーブルでは、主導体のほかに帰路導体にも定格電流が流れるため、主 導体と帰路導体の双方が発熱源となり、直流同軸ケーブル接続部での半径方向の 熱抵抗の増大は、接続部の温度上昇を高める要因となる。
[0015] さらに、直流同軸ケーブルの接続では、工場内接続部のように同一構造の直流同 軸ケーブルを接続する場合の他に、異なる構造の直流同軸ケーブルを接続する場 合がある。例えば、海底に布設する海底用直流同軸ケーブルと、陸上に布設する陸 上用直流同軸ケーブルは、布設環境が異なるため、主導体断面積及び帰路導体断 面積がそれぞれ異なる。このような海底用直流同軸ケーブルと陸上用直流同軸ケー ブルを接続すると（通常、渚で接続されるため渚接続部と呼ばれる）、接続部内での 主導体及び帰路導体の発熱量が接続部長手方向で異なり、主導体断面積及び帰 路導体断面積が小さい方のケーブル側で発熱量が大きくなる。このため、直流同軸 ケーブル接続部での半径方向の熱抵抗の増大は、接続部内での著しい温度上昇を 引き起こす懸念がある。
[0016] さらに、直流同軸ケーブルの帰路導体は、帰路導体素線を密に同心撚りすることに より形成されているので、隣り合う帰路導体はほぼ接している。これに対して、直流同 軸ケーブルの接続部では、ケーブルの主絶縁層の外径よりも接続部の補強主絶縁 層の外径の方が大きくなるため、接続部の補強主絶縁層の外側に位置する帰路導 体は、ケーブル部の帰路導体と比べて隣り合う帰路導体素線の間隔が広がってしま うことになる。
[0017] 帰路導体素線間の間隔が大きくなると、電磁遮蔽特性が十分でなくなるという問題 がある。また帰路導体素線間に隙間ができると、隣り合う帰路導体素線同士を介した 電流の流れが殆どなレ、と考えられるため、ケーブル接続部で各帰路導体素線を流れ る電流値に不均衡が生じた場合、一部の帰路導体素線に電流が集中し、異常発熱 が発生するおそれもある。
[0018] 本発明の目的は、帰路導体素線の溶接作業時間を短縮できると共に、帰路導体素 線本数が異なる直流同軸ケーブル同士の帰路導体接続にも適用できる直流同軸ケ 一ブルの帰路導体接続方法を提供することにある。
[0019] また、本発明の別の目的は、帰路導体を溶接接続するときに、ケーブル部の外部 半導電層及び主絶縁層や、接続部の外部半導電層及び補強主絶縁層に熱的損傷 を与えるおそれのない直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法を提供することにある
〇
[0020] また、本発明のさらに別の目的は、直流同軸ケーブルの接続部における温度上昇 を抑制することにあり、特に、帰路導体の断面積が異なる直流同軸ケーブルの接続 部における温度上昇を抑制することにある。
[0021] また、本発明のさらに別の目的は、直流同軸ケーブルの接続部における、電磁遮 蔽特性の低下を防止すると共に、帰路導体の異常発熱を防止することにある。
課題を解決するための手段
[0022] 上述した課題を解決し、 目的を達成するために、本発明に係る電力用直流同軸ケ 一ブルの帰路導体接続方法は、中心に主導体を有し、その外側に主絶縁層を有し、 その外側に多数の帰路導体素線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流 同軸ケーブル同士の接続部における前記帰路導体の接続方法において、双方の直 流同軸ケーブルの帰路導体素線を各々複数本ずつ隣接するように並べて各々帰路 導体素線束を形成し、双方の帰路導体素線束の先端部を突き合わせる形で溶接す ることを特徴とする。
[0023] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法は、上記発明 において、前記接続する帰路導体素線束の幅の差が、幅が大きい方の素線束をな す素線の直径（素線断面が非円形の場合は素線幅）の 2倍未満とすることを特徴とす
[0024] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法は、中心に主 導体を有し、その外側に主絶縁層を有し、その外側に多数の帰路導体素線を同心 撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流同軸ケーブル同士の接続部における前 記帰路導体の接続方法にお!/、て、双方の直流同軸ケーブルの帰路導体素線を各 々複数本ずつ隣接するように並べて各々帰路導体素線束を形成し、双方の帰路導 体素線束の先端部を別に用意した中継ぎ導体にそれぞれ溶接して帰路導体素線束 同士を接続することを特徴とする。
[0025] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法は、上記発明 において、前記中継ぎ導体が、前記接続する帰路導体素線束毎に別に用意された 導体素線束であることを特徴とする。
[0026] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法は、上記発明 において、前記中継ぎ導体が、前記接続する帰路導体素線束毎に別に用意された 銅板又は銅テープであることを特徴とする。
[0027] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法は、中心に主 導体を有し、その外側に内部半導電層、主絶縁層、外部半導電層を有し、その外側 に多数の帰路導体素線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流同軸ケー ブル同士の接続部における前記帰路導体の接続方法であって、帰路導体の溶接接 続を行う領域の外部半導電層上に緩衝層を設け、この緩衝層上で帰路導体の溶接 接続を行うことを特徴とする。
[0028] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法は、上記発明 において、前記緩衝層を、ケーブルの外部半導電層上に形成したことを特徴とする。
[0029] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの接続部は、帰路導体の断面積が 異なる電力用直流同軸ケーブルの接続部において、帰路導体断面積が大きい方の 直流同軸ケーブルの帰路導体が接続部の補強主絶縁層の外周を通過するように配 置され、双方の直流同軸ケーブルの帰路導体の接続部が、帰路導体断面積が小さ V、方の直流同軸ケーブルの外部半導電層の外周に位置して!/、ることを特徴とする。
[0030] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの接続部は、帰路導体の断面積が 異なる電力用直流同軸ケーブルの接続部において、帰路導体断面積が小さい方の 直流同軸ケーブルである第一の直流同軸ケーブルの帰路導体と帰路導体断面積が 大き!/、方の直流同軸ケーブルである第二の直流同軸ケーブルの帰路導体と力 前 記第二の直流同軸ケーブルの帰路導体断面積以上の断面積を有する中継ぎ導体 を介して接続され、前記中継ぎ導体は接続部の補強主絶縁層の外周を通過するよう に配置され、第一の直流同軸ケーブルの帰路導体と前記中継ぎ導体との接続部が 第一の直流同軸ケーブルの外部半導電層の外周に位置し、第二の直流同軸ケープ ルの帰路導体と前記中継ぎ導体との接続部が第二の直流同軸ケーブルの外部半導 電層の外周に位置して!/、ることを特徴とする。
[0031] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの接続部は、帰路導体を備えた電力 用直流同軸ケーブルの接続部において、帰路導体同士が帰路導体の断面積以上 の断面積を有する中継ぎ導体を介して接続され、前記中継ぎ導体は、接続部の補強 主絶縁層の外周を通過するように配置され、帰路導体と中継ぎ導体との接続部が直 流同軸ケーブルの外部半導電層の外周に位置していることを特徴とする。
[0032] また、本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの接続部は、中心に主導体を有し、 その外側に内部半導電層、主絶縁層、外部半導電層を有し、その外側に多数の帰 路導体素線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流同軸ケーブルの接続 部において、接続部に位置する帰路導体の直下又は直上に、全周にわたって金属 層を設けたことを特徴とする。
発明の効果
[0033] 本発明によれば、帰路導体の構成（素線本数）が異なる直流同軸ケーブル同士の 帰路導体を容易に接続することができる。また、帰路導体の構成が同じ直流同軸ケ 一ブル同士の帰路導体接続においても、その接続作業時間を短縮することができる
〇
[0034] また、本発明によれば、帰路導体の溶接時の熱が、直流同軸ケーブルの外部半導 電層及び主絶縁層や、接続部の外部半導電層及び補強主絶縁層に熱的損傷を与 えるおそれがなくなる。また、帰路導体を溶接接続する際に、直流同軸ケーブルの外 部半導電層及び主絶縁層や、接続部の外部半導電層及び補強主絶縁層に外傷を 与えるおそれもなくすことができる。また、直流同軸ケーブルの接続部では、接続部 の外部半導電層の外径よりケーブル部の外部半導電層の外径の方が小さいので、こ の外径差を利用して、ケーブル部の外部半導電層上に緩衝層を形成すれば、直流 同軸ケーブル接続部の外径を小さく抑えることができると共に、帰路導体の接続作業 性を向上させること力 Sできる。さらに緩衝層から接続部の外部半導電層までの外径を 同一にすれば、帰路導体の屈曲を少なくできる利点がある。
[0035] また、本発明によれば、直流同軸ケーブル接続部の長手方向の大部分で帰路導 体の断面積が大きくなる（帰路導体抵抗が小さくなる）ので、接続部内での帰路導体 の通電による発熱量が少なくなり、接続部の温度上昇を抑制することができる。
[0036] また、本発明によれば、帰路導体素線間の隙間が広がっても金属層によって電磁 遮蔽特性の低下を補完することができる。また上記金属層が複数の帰路導体素線と 電気的に接触しているため、金属層が電流路となるため帰路導体素線毎の電流分 布が均一化されると共に、帰路導体抵抗が低下するので、直流同軸ケーブル接続部 での帰路導体の発熱を抑制でき、温度上昇を抑えることができる。
図面の簡単な説明
[0037] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る帰路導体接続方法を適用した直流同軸ケーブル 接続部の要部の縦断面図および一部切開平面図である。
[図 2]本発明の実施の形態 1に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。
[図 3]本発明の実施の形態 2に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。
[図 4-1]図 3の帰路導体接続方法における帰路導体素線束の先端部を突き合わせた 状態および溶接した状態を示す平面図である。
[図 4-2]図 3の帰路導体接続方法における帰路導体素線束の先端部を突き合わせた 状態および溶接した状態を示す正面図である。
[図 5]本発明の実施の形態 3に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。
[図 6]本発明の実施の形態 4に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。
[図 7]本発明の実施の形態 5に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。
[図 8-1]本発明の実施の形態 2の変形例に係る帰路導体接続方法を説明する説明 図である。
[図 8-2]本発明の実施の形態 3の変形例に係る帰路導体接続方法を説明する説明 図である。 [図 8-3]本発明の実施の形態 4の変形例に係る帰路導体接続方法を説明する説明 図である。
園 9]本発明の実施の形態 6に係る帰路導体接続方法を適用した直流同軸ケーブル 接続部の要部の縦断面図および一部切開平面図である。
園 10]本発明の実施の形態 7に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図お よび一部切開平面図である。
[図 11-1]本発明の第四の実施例の主導体温度分布及び帰路導体温度分布を示す グラフである。
[図 11-2]本発明の比較例の主導体温度分布及び帰路導体温度分布を示すグラフで ある。
園 12]本発明の実施の形態 8に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図お よび一部切開平面図である。
園 13]本発明の実施の形態 9に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図で ある。
園 14]本発明の実施の形態 10に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図 である。
園 15]本発明の実施の形態 11に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図 である。
園 16]本発明の実施の形態 12に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図 である。
園 17]電力用直流同軸ケーブルの一例を示す横断面図である。
園 18-1]従来の直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法を示す説明図である。 園 18-2]従来の直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法を示す説明図である。 園 18-3]従来の直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法を示す説明図である。 符号の説明
1、 la~ lc 主辱体
2、 2a〜2c、 2ab 内部半導電層
3、 3a〜3c 主絶縁層 4、 4a〜4c、 28 外部半導電層
5、 5a〜5c 帰路導体
6 帰路内部半導電層
7、 7a〜7c 帰路絶縁層
8 帰路外部半導電層
9、 9a〜9c 鉛被
10、 10a~ 10c 防食層
11 ケーブルコア
12、 12a〜 12c 帰路導体素線
13、 21 溶接接続部
22 補強主絶縁層
23、 23b、 23c 緩衝層
24a〜24e 帰路導体素線束
25、 25b、 25c 溶接咅 Γ)
26 中継ぎ導体素線束
26a 中継ぎ導体
27 銅テープ
28 外部半導電層
28a テーパー状端部
29 補強帰路絶縁体
30 鉛被
31 防食層
32 金属層
121 スリーブ
A〜D 直流同軸ケーブル
P、 Pl、 P2 領域
発明を実施するための最良の形態
以下に、図面を参照して本発明に係る電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続 方法および電力用直流同軸ケーブルの接続部の実施の形態を詳細に説明する。な お、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
[0040] (実施の形態 1)
図 1は本発明の実施の形態 1に係る帰路導体接続方法を適用した電力用直流同 軸ケーブル接続部の要部の縦断面図および一部切開平面図である。接続すべき直 流同軸ケーブル A、 Bはそれぞれ図 17に示すものと同様の構造を有し、防食層 10a 、 10b、鉛被 9a、 9b、帰路絶縁体 7a、 7b、外部半導電層 4a、 4b、主絶縁層 3a、 3b を順次段剥ぎして先端に主導体 la、 lbを露出させ、主導体 la、 lb同士を溶接接続 してある。符号 21は主導体 la、 lbの溶接接続部である。主導体 la、 lbとその溶接 接続部 21は、両ケーブルの主絶縁層 3a、 3bに跨るように形成された補強主絶縁層 22により絶縁される。また、一方の直流同軸ケーブル Aの外部半導電層 4a上には緩 衝層 23が、補強主絶縁層 22とほぼ同じ外径となるように設けられ、この緩衝層 23上 で両ケーブルの帰路導体 5a、 5bが接続されている。緩衝層 23については後に詳述 する。
[0041] 本実施の形態 1に係る帰路導体 5a、 5bの接続方法を図 2に示す。この接続方法は 、双方の直流同軸ケーブル A、 Bの帰路導体素線 12a、 12bを複数本ずつ隣接する ように並べて帰路導体素線束 24a、 24bを形成し、双方の帰路導体素線束 24a、 24 bの先端部を緩衝層 23上で揃えて突き合わせる形で溶接するものである。符号 25は 溶接部である。
[0042] このような接続方法を採用することにより、帰路導体接続部での平滑性を保ち、局 所的な高電界部の発生を抑制することができる。また、従来の帰路導体素線を 1本ず つ溶接する方法と比較して、溶接時間を短縮することができる。なお、緩衝層 23を設 けない場合は、外部半導電層 4a上、すなわち直流同軸ケーブル Aのケーブルコア 上で帰路導体素線束 24a、 24bを溶接してもよ!/、。
[0043] (実施の形態 2)
上述した実施の形態 1は、接続する直流同軸ケーブルの帰路導体素線の本数や 線径が同じである場合である力 本発明は帰路導体素線の本数や線径が異なる場 合に対しても帰路導体接続を可能とする。図 3は、本発明の実施の形態 2である、帰 路導体素線の本数及び線径が異なる場合の接続方法を説明する図である。本実施 の形態 2は、実施の形態 1において、直流同軸ケーブル Aを、帰路導体素線の本数 や線径が異なる直流同軸ケーブル Cに置換したものである。なお、それ以外の構成 は実施の形態 1と同じであるので、同一部分には同一符号を付してある。本実施の形 態 2においては、接続する直流同軸ケーブル B、 C双方の帰路導体素線束の数が同 じになるように各帰路導体素線束 24b、 24cを構成する素線本数を調整する。その上 で、帰路導体素線 12b、 12cを調整された本数ずつ隣接するように並べて帰路導体 素線束 24b、 24cを形成し、双方の帰路導体素線束 24b、 24cの先端部を緩衝層 23 上で図 4— 1、 4— 2に示すように揃えて突き合わせた状態で溶接する。符号 25は溶 接部である。
[0044] (実施の形態 3)
図 5は本発明の実施の形態 3に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。 この接続方法は、双方の直流同軸ケーブル B、 Cの帰路導体素線 12b、 12cを複数 本ずつ隣接するように並べて帰路導体素線束 24b、 24cを形成する点では上記実施 の形態 2と同じである力 双方の帰路導体素線束 24b、 24cの先端部を、別に用意し た中継ぎ導体素線束 26にそれぞれ溶接して帰路導体素線束 24b、 24c同士を接続 するものである。
[0045] この帰路導体接続方法では、直流同軸ケーブル Bと直流同軸ケーブル Cの帰路導 体素線束を直接溶接する場合と比べて、帰路導体素線束先端部の溶接位置の調整 を容易にすること力 Sできる。また、接続する帰路導体素線束の構成 (素線径ゃ素線数) が異なる場合に対しても接続を可能とする。
[0046] この場合、割り入れる中継ぎ導体素線束 26の断面積は、接続する直流同軸ケープ ル Bと直流同軸ケーブル Cの帰路導体素線束の断面積のうち小さい方の断面積以 上とする。これにより、帰路導体に電流を流した時の帰路導体接続部の発熱量を、帰 路導体素線束同士を直接溶接したときと同等以下にすることができる。
[0047] (実施の形態 4)
図 6は本発明の実施の形態 4に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。 この実施の形態が実施の形態 3と異なる点は、中継ぎ導体として、銅テープ 27を使 用したことである。それ以外の構成は図 5の実施形態と同じであるので、同一部分に は同一符号を付してある。この場合も、割り入れる銅テープ 27の断面積は、帰路導 体に電流を流したときの帰路導体接続部での発熱を抑えるため、接続する直流同軸 ケーブル Bと直流同軸ケーブル Cの帰路導体素線束の断面積のうち小さい方の断面 積以上とする。なお、銅テープ 27の代わりに銅板を用いてもよい。
[0048] (実施の形態 5)
図 7は本発明の実施の形態 5に係る帰路導体接続方法を説明する説明図である。 この実施の形態 5は、実施の形態 1において、接続する直流同軸ケーブル A、 Bを帰 路導体素線 12が SZ撚りされている直流同軸ケーブル D、Eにそれぞれ置き換えたも のである。この場合も、双方の直流同軸ケーブル D、 Eの帰路導体素線 12d、 12eを 複数本ずつ隣接するように並べて帰路導体素線束 24d、 24eを形成し、双方の帰路 導体素線束 24d、 24eの先端部を揃えて突き合わせる形で溶接すればよい。図 7で は双方の帰路導体素線束 24d、 24eの先端部を直接溶接する場合を示したが、 SZ 撚りの場合も、図 5又は図 6のように双方の帰路導体素線束の先端部を別に用意した 中継ぎ導体素線束や銅テープまたは銅板にそれぞれ溶接して帰路導体素線束同士 を接続することも可能である。
[0049] なお、たとえば直流同軸ケーブル同士を接続する場合において、接続する帰路導 体素線束の導体断面積に関しては、次の式（1)で定義する「接続する帰路導体素線 束の規格化断面積比」を 0. 7〜； 1. 4の範囲にすることが好ましい。
[0050] 國
^ ^ ^^^^ i ^^ 接続する帰路導体素線束の断面積比 ^ 接続する帰路導体素,裸束の規格化断面積比 = 帰路導体の総断面積比 (1)
[0051] 式（1)における「接続する帰路導体素線束の断面積比」及び「帰路導体の総断面 積比」はそれぞれ次の式（2)及び式（3)より求められる。
[0052] [数 2] 他方の同軸ケーブルの接続する帰路導体素線束の断面積 接続する舰導体纖束の断面献= —方の同軸ケ—ブルの接続する髓導體線束の麵積
… ） [0053] [数 3] 帰 iョ路收導、首体女の铋総 ^断面》積比 = ~他方の同軸ケ . ーブ ^ル ,の ^帰路導体の総断面積^ … ^） 一方の同軸ケーフルの帰路導体の総断 ffl積
[0054] その理由は次のとおりである。直流同軸ケーブル接続部における隣り合う帰路導体 素線束同士は、良好な電気的接触が得られない（電気抵抗が大きい)場合が多ぐ 隣り合う帰路導体素線束同士を介した電流の流れはほとんどないと考えられる。この 場合、一方の直流同軸ケーブルと他方の直流同軸ケーブルの各々の接続する帰路 導体素線束の断面積比が、全てにお!、て一方の直流同軸ケーブルと他方の直流同 軸ケーブルの帰路導体の総断面積比に等し!/、時、各帰路導体素線に流れる電流値 がー方の直流同軸ケーブルと他方の直流同軸ケーブルの全帰路導体素線を一括し て接続した時の各帰路導体素線に流れる電流値 (各帰路導体素線に均等に電流が 流れる場合に相当）と同じになり、理想的な状態と言える。すなわち、式（1)で定義さ れる「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」が接続する全ての帰路導体素 線束において 1. 0となること力 S理想である。
[0055] しかし、直流同軸ケーブル Bと直流同軸ケーブル Cのように、帰路導体素線本数が 異なる場合には、帰路導体素線数が自然数であるため、必ずしも全ての接続する帰 路導体素線束に対して「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」を 1. 0とする ことはできない。ここで、「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」が 1. 0から 外れることは、各帰路導体素線を流れる電流値に不均衡が生じることを意味しており 、 1. 0から外れる量が大きい場合には、ある帰路導体素線あるいは帰路導体素線束 に電流が集中し、異常に発熱するおそれがある。そこで、式（1)で定義される「接続 する帰路導体素線束の規格化断面積比」が 1. 0に近づくように接続する帰路導体素 線束の組合せを決定する必要がある。
[0056] 表 1は主導体断面積 400mm2、帰路導体素線 φ 2. 6mm X 55本（一方向撚り、帰 路導体の総断面積約 215mm2)の直流同軸ケーブル Cと、主導体断面積 400mm2、 帰路導体素線 φ 4. 6mm X 31本（一方向撚り、帰路導体の総断面積約 405mm2) の直流同軸ケーブル Bとを接続する場合における帰路導体素線束の接続例であり、 帰路導体に定格電流 700Aを通電した時の直流同軸ケーブル接続部における各帰 路導体素線および帰路導体素線束溶接部の温度測定結果例を示している。
[0057] [表 1] 表 1
Figure imgf000016_0001
[0058] 上記の例で、帰路導体素線束の接続箇所は 11箇所であり、直流同軸ケーブルじと 直流同軸ケーブル Bの帰路導体素線束の組合せは、 φ2· 6mmX5本束と φ4. 6m mX 3本束の組合せが 9箇所、 φ2· 6mm X 5本束と φ 4. 6mm X 2本束の組合せが 2箇所である。ここで、「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」は φ 2. 6mm X5本束と φ4· 6mm X 3本束の糸且合せで 1· 07、 φ 2. 6mmX5本束と φ4· 6mm X2本束の組合せで 0· 71である。この時、直流同軸ケーブル接続部での各帰路導 体素線の温度差は直流同軸ケーブル C側で 0.5°C、直流同軸ケーブル B側で 1. 1 °C、各帰路導体素線束溶接部の温度差は 1.3°Cであり、異常な温度上昇がないこと が確認された。すなわち、「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」が 0. 71の 場合においても異常な温度上昇はない。また式（2)、式（3)の各々において分母と 分子を入れ替えても差し支えない。表 1で直流同軸ケーブル Cと直流同軸ケーブル B を入れ替えた場合、「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」は φ 4. 6mm X 3本束と φ 2. 6mm X 5本束の糸且合せ 0. 93 (=1/1. 07)、 φ4. 6mmX2本束と φ 2. 6mm X 5本束の組合せで 1· 41 ( = 1/0· 71)である。このこと力、ら、「接続する帰 路導体素線束の規格化断面積比」が 0. 7〜； 1.4の範囲であれば、帰路導体に電流 を流した時における直流同軸ケーブル接続部での帰路導体の異常発熱を抑制でき ると!/、える。 [0059] ところで、接続する直流同軸ケーブルの帰路導体素線の直径及び本数が異なる場 合、図 4—1のように素線同士を隣接するように並べて配置したときに、帰路導体素線 束の幅 (例えば素線断面が円形の場合には素線束の幅 =素線径 X素線数)が異なる 場合がある。このように、接続する帰路導体素線束の幅が異なる場合は、その幅の差 (以下、「接続する帰路導体素線束の幅の差」という)は、接続する帰路導体素線束の 幅の大きい方の素線径（直径）の 2倍未満とすることが好ましい。このようにすると、溶 接する素線束同士を突き合わせた時に全く重ならない素線をなくすことができ、溶接 作業を容易にするとともに、帰路導体に電流を流した時の帰路導体素線束接続部で の異常発熱を防ぐことができる。
[0060] また、直流同軸ケーブル接続部では、帰路導体素線束を一方向撚りにすることが できる（図 2、図 3、図 5、図 6)。例えば、接続する直流同軸ケーブル同士の帰路導体 素線が一方向撚りの場合、直流同軸ケーブル接続部の帰路導体素線束もケーブル と同様な一方向撚り構造とすることで、ケーブル部と同等あるいはそれに近い電磁遮 蔽特性や可とう性、帰路導体発熱分布を得ることができる。また、接続する双方のケ 一ブルの帰路導体素線が SZ撚りの場合でも、ケーブル接続部での帰路導体素線束 を一方向撚りにすることができる。また、接続する一方のケーブルの帰路導体素線が 一方向撚りで、他方のケーブルの帰路導体素線が SZ撚りの場合でも、ケーブル接 続部での帰路導体素線束を一方向撚りにすることができる。
[0061] また、直流同軸ケーブル接続部では、帰路導体素線束を SZ撚りにすることもできる 。 （図 7)。例えば、接続する直流同軸ケーブル同士の帰路導体素線が SZ撚りの場合 、同軸ケーブル接続部の帰路導体素線束もケーブルと同様な SZ撚り構造とすること で、ケーブル部と同等あるいはそれに近い電磁遮蔽特性や可とう性、帰路導体発熱 分布を得ること力 Sできる。また、接続する双方のケーブルの帰路導体素線が一方向 撚りの場合でも、ケーブル接続部での帰路導体素線束を SZ撚りにすることができる。 また、接続する一方のケーブルの帰路導体素線が SZ撚りで、他方のケーブルの帰 路導体素線が一方向撚りの場合でも、ケーブル接続部での帰路導体素線束を SZ撚 りにすることカでさる。
[0062] また、実施の形態 2〜4の変形例として、直流同軸ケーブル接続部では、図 8— 1、 8— 2、 8— 3に示すように、帰路導体素線束 24b、 24cをケーブル長手方向に直線 状に、かつ円周方向に均等に配置することもできる。なお図 8— 1は図 3に、図 8— 2 は図 5に、図 8— 3は図 6に対応しており、それぞれ同一部分には同一符号を付して あるので、詳細な説明は省略する。直流同軸ケーブル接続部で、帰路導体素線束を 図 8— ;!〜 8— 3のように配置すると、直流同軸ケーブル接続部における帰路導体の 円周方向の対称性が確保できる。また局所高電界部の発生の抑制や、漏れ電磁場 を抑制することができる。ケーブル接続部での図 8— ;!〜 8— 3のような帰路導体素線 束の配置は、例えば、接続するケーブル同士の帰路導体素線が一方向撚りゃ SZ撚 りの場合に適用できる。また、接続する一方のケーブルの帰路導体素線が一方向撚 りで、他方のケーブルの帰路導体素線が SZ撚りの場合にも適用できる。
[0063] ここで、緩衝層 23につ!/、て説明する。帰路導体素線束の接続箇所はケーブル接 続部の長手方向、円周方向に複数箇所分布するが、この素線束接続箇所が分布す る領域を含むケーブルコア外部半導電層と帰路導体との間に、帰路導体接続作業 時のケーブルコアへの外傷を防止し、かつ帰路導体溶接時の発熱がケーブルコア へ熱的損傷を与えることを防止する目的で、たとえば図 1に示すように緩衝層 23を設 けることが好ましい。この緩衝層 23は、例えば半導電性クッションテープをケーブルコ ァの外部半導電層 4a上に巻き上げることで形成される。また、電気絶縁性のテープ やシート（例えばフッ素樹脂系、シリコーンゴム系、エチレンプロピレンゴム系、ブチル ゴム系のテープやシート）を巻きつけることでも形成できる。形成した緩衝層 23上で 帰路導体素線束 24a、 24b同士を溶接することで、ケーブル主絶縁層 3a及び外部半 導電層 4aの熱的損傷及び外傷を防ぐことができる。
[0064] 緩衝層 23を設けるときは、図 1に示すように、帰路導体素線束 24a、 24bの接続箇 所を、一方のケーブル、たとえば直流同軸ケーブル Aの主絶縁層 3a上（外部半導電 層 4a上を含む）に分布して配置させ、その帰路導体素線束 24aの接続箇所が分布 する領域 Pを含むケーブル主絶縁層 3aから補強主絶縁層 22の範囲にかけて、外部 半導電層 4aと帰路導体 24aの間に半導電性クッションテープを補強主絶縁層 22とほ ぼ同径に巻き上げて、緩衝層 23を形成するとよい。ケーブル主絶縁層 3aと補強主絶 縁層 22には外径差があるので、この外径差を利用して、帰路導体溶接作業時のケ 一ブル主絶縁層 3a及び外部半導電層 4aへの外傷防止と熱的損傷防止のための緩 衝層 23を形成することができる。
[0065] 通常、ケーブル主絶縁層と補強主絶縁層の外径差は 6〜40mm程度であるため、 半導電性クッションテープ巻きによる緩衝層の厚さは 3〜20mm程度となる。帰路導 体素線束溶接時の発熱による熱的損傷を防止するのに必要な半導電性クッションテ ープの巻き厚は 3mm以上であり、この半導電性クッションテープの巻き厚は帰路導 体接続時におけるケーブル主絶縁層及び外部半導電層の外傷防止にも十分な厚さ である。また、帰路導体接続の作業性をよくするためには、ケーブル主絶縁層 3a上 に形成する緩衝層 23の外径を、補強主絶縁層 22の外径と同じにすることが好ましい
〇
[0066] 次に本発明の実施例を説明する。ここで取り扱う直流同軸ケーブルは、図 17に示 すものと同様に、ケーブル主導体 1上に内部半導電層 2、架橋ポリエチレンからなる 主絶縁層 3及び外部半導電層 4が順次設けられているものを用いる。通常、内部半 導電層 2、主絶縁層 3及び外部半導電層 4は同時押出法により形成され、内部半導 電層 2と架橋ポリエチレン主絶縁層 3の間、ならびに主絶縁層 3と外部半導電層 4との 間は一体化されている。外部半導電層 4の外周には銅素線 (帰路導体素線)が多数 本一方向撚りされて形成された帰路導体 5が設けられている。帰路導体 5上には、帰 路内部半導電層 6を介して帰路導体の絶縁層としてポリエチレンからなる帰路絶縁 層 7が設けられ、その上に帰路外部半導電層 8、鉛被 9、防食層 10が設けられている 。なお、本発明の帰路導体接続方法の適用は、図 17の直流同軸ケーブル構造には 限定されなレ、ことはもちろんである。
[0067] 第一の実施例は、主導体断面積 400mm2、帰路導体素泉 φ 2. 6mm X 55本（一 方向撚り、帰路導体の総断面積約 215mm2)の直流同軸ケーブル X、 Y同士を接続 する場合 (接続する直流同軸ケーブル Xと直流同軸ケーブル Yは同一構造)である。 図 1に示すものと同様に、主導体同士は溶接で接続され、主絶縁層は絶縁テープ巻 き後に加熱モールド処理で形成された補強主絶縁層で接続され、その上に外部半 導電層が設けられる。ケーブル主絶縁層上および補強主絶縁層上の外部半導電層 の上に半導電性クッションテープを巻いた後（厚さ l〜2mm程度)、帰路導体素線束 の溶接領域を含む範囲に帰路導体接続作業時の外傷防止および熱的損傷防止の ための緩衝層が設けられる。この緩衝層は半導電性クッションテープを巻くことで形 成され、その厚さは 5mm程度である。直流同軸ケーブル Xと直流同軸ケーブル Yの 帰路導体素線束はいずれも帰路導体素線 φ 2. 6mm X 5本で構成され、この帰路 導体素線束が双方で 11束ずつあり、これらの帰路導体素線束を一方向撚りして、図 2に示すものと同様に緩衝層上で帰路導体素線束毎に突き合わせて溶接する。この 時、式（1)で定義される「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」は各接続箇 所で 1. 0である。また、「接続する帰路導体素線束の幅の差」は各接続箇所で 0であ 第二の実施例は、主導体断面積 400mm2、帰路導体素泉 φ 2. 6mm X 55本（一 方向撚り、帰路導体の総断面積約 215mm2)の直流同軸ケーブル Xと、主導体断面 積 500mm2、帰路導体素泉 φ 5. Omm X 30本（一方向撚り、帰路導体の総断面積 約 463mm2)の直流同軸ケーブル Zを接続する場合である。主導体同士は異径導体 接続用のスリーブを用いて圧縮接続され、主絶縁層は絶縁テープ巻き後に加熱モー ルド処理で形成された補強主絶縁層で接続され、その上に外部半導電層が設けら れる。ケーブル主絶縁層上および補強主絶縁層上の外部半導電層の上に半導電性 クッションテープを巻いた後（厚さ;!〜 2mm程度）、帰路導体素線束の溶接領域を含 む範囲に帰路導体接続作業時の外傷防止および熱的損傷防止のための緩衝層が 設けられる。この緩衝層は半導電性クッションテープを巻くことで形成され、緩衝層の 厚さは 13mm程度である。また、帰路導体に通電した時の直流同軸ケーブル接続部 での発熱量を低減させるために、帰路導体素線束の接続位置は帰路導体断面積の 小さ!/、直流同軸ケーブル X側のケーブルコア上に配置させて!/、る。帰路導体素線束 の接続箇所は表 2に示すように合計 13箇所である。直流同軸ケーブル Xの帰路導体 素泉束の構成は Φ 2. 6mm X 5本束が 4,袓、 2. 6mm X 4本束が 8,袓、 2. 6mm X 3本束が 1組であり、直流同軸ケーブル Zの帰路導体素線束の構成は φ 5. Omm X 3本束が 4組、 φ 5. Omm X 2本束が 9組である。接続する帰路導体素線束の組合 せは、 φ 2. 6mm X 5本束と φ 5. Omm X 3本束の糸且合せが 4箇所、 φ 2. 6mm X 4 本束と Φ 5· Omm X 2本束の糸且合せが 8箇所、 φ 2. 6mm X 3本束と φ 5· Omm X 2 本束の組合せ力 箇所である。上記の各帰路導体素線束を図 3に示すように一方向 撚りして、図 1に示すように緩衝層上で帰路導体素線束毎に突き合わせ溶接する。こ のとき、各接続箇所における式（1)で定義される「接続する帰路導体素線束の規格 化断面積比」と「接続する帰路導体素線束の幅の差」は表 2の通りであり、各接続箇 所において「接続する帰路導体素線束の規格化断面積比」 0. 7〜； 1. 4の範囲、「接 続する帰路導体素線束の幅の差」が"接続する素線束の幅の大き!/、方の素線径"の 2倍未満とレ、う条件を満足して!/、る。
[0069] [表 2] 表 2
Figure imgf000021_0001
[0070] (実施の形態 6)
図 9は本発明の実施の形態 6に係る帰路導体接続方法を適用した直流同軸ケープ ル接続部の要部の縦断面図および一部切開平面図である。接続すべき直流同軸ケ 一ブル A、 Bはそれぞれ、防食層 10a、 10b、鉛被 9a、 9b、帰路絶縁層 7a、 7b (その 内外の半導電層は図示省略）、外部半導電層 4a、 4b、主絶縁層 3a、 3b、内部半導 電層（図示省略)を順次段剥ぎして先端に主導体 la、 lbを露出させ、主導体 la、 lb 同士を溶接接続してある。符号 21は主導体 1の溶接接続部である。符号 2abは溶接 接続部 21とその両側のケーブルの内部半導電層（図示省略）に跨るように形成され た接続部の内部半導電層、符号 22は内部半導電層 2abとその両側の主絶縁層 3a、 3bに跨るように形成された補強主絶縁層、符号 28は補強主絶縁層 22とその両側の ケーブルの外部半導電層 4に跨るように形成された接続部の外部半導電層である。
[0071] この実施の形態 6では、一方の直流同軸ケーブル Aの外部半導電層 4aを露出させ た領域 Pで帰路導体 5aの溶接接続を行うこととし、その領域 Pに緩衝層 23を設ける。 緩衝層 23は一方の直流同軸ケーブル Aの外部半導電層 4aと接続部の外部半導電 層 28に跨るように設けられる。緩衝層 23は、半導電性クッションテープを巻くことによ り形成することが好ましい。緩衝層 23は、電気絶縁性のテープやシート（例えばフッ 素樹脂系、シリコーンゴム系、エチレンプロピレンゴム系、ブチルゴム系のテープゃシ ート）を巻きつけることにより形成してもよい。緩衝層 23は、ケーブルの外部半導電層 4aから接続部の外部半導電層 28のテーパー状端部 28aにかけて、半導電性クッシ ヨンテープを接続部の外部半導電層 28の最大径部と外径が同一になるように巻き上 げることにより形成すること力 Sより好ましい。通常、ケーブルの主絶縁層と、接続部の 補強主絶縁層との外径差は 6〜40mm程度であるため、半導電性クッションテープ 巻きによる緩衝層の厚さは 3〜20mm程度となる。帰路導体溶接時の熱による熱的 損傷を防止するのに必要な半導電性クッションテープの巻き厚は 3mm以上であり、 この半導電性クッションテープの巻き厚は、帰路導体溶接作業時におけるケーブル の外部半導電層及び主絶縁層の熱的損傷を防止すると共に、外傷防止にも十分な 厚さである。
[0072] 上記のように緩衝層 23を形成した後、緩衝層 23上で両ケーブルの帰路導体 5a、 5 bの溶接接続を行う。符号 25は帰路導体 5の溶接部である。直流同軸ケーブル Aの 外部半導電層 4a上には緩衝層 23が設けられているため、帰路導体 5a、 5bを溶接す る際の熱で当該外部半導電層 4a及び主絶縁層 3a並びに接続部の外部半導電層 2 8及び補強主絶縁層 22が熱的損傷を受けるおそれがない。また緩衝層 23を設けて おくと、帰路導体 5a、 5bの溶接をする際に、工具等でケーブルの外部半導電層 4a 及び主絶縁層 3a等が機械的損傷を受けるのを防止することもできる。また上記のよう に緩衝層 23の外径を、ケーブルの外部半導電層 4aから接続部の外部半導電層 28 上にかけて一様にしておくと、帰路導体の溶接接続作業を容易に行えると共に、ケ 一ブル接続部全体の外径を小さく抑えることができる。
[0073] ところで、帰路導体 5a、 5bを溶接接続する場合には、帰路導体素線を 1本ずつ溶 接してもよいが、実施の形態 1〜5に示すように、各直流同軸ケーブル A、 Bの帰路導 体素線を複数本ずつの束にして、束同士を直接つき合わせて、あるいは中継ぎ導体 を介して溶接接続するとよい。このようにすると、溶接回数が少なくなり、溶接作業を 効率よく行うこと力できる。なお、帰路導体の構成（素線径ゃ本数）が異なる場合は、 中継ぎ導体を介して接続すると容易である力 S、素線束を適切に構成することにより直 接突き合わせ溶接による接続を採用することもできる。
[0074] 帰路導体 5a、 5bを溶接接続した後の接続作業は従来と同様である。すなわち、両 ケーブルの帰路絶縁層 7a、 7bに跨るように補強帰路絶縁体 29を形成し、鉛被 30及 び防食層 31を設ければよい。なお、補強帰路絶縁体 29の内側には、両直流同軸ケ 一ブル A、Bの帰路内部半導電層に跨るように接続部の帰路内部半導電層が設けら れ、補強帰路絶縁体 29の外側には、両ケーブルの帰路外部半導電層に跨るように 接続部の帰路外部半導電層が設けられる力 図示を省略してある。
[0075] 本発明に係る帰路導体接続方法は、直流同軸ケーブルに限らす、例えばワイヤー シールド等の外部導体を有する交流用電力ケーブルの接続部における外部導体の 接続にも適用できる。
[0076] 次に本発明の第三の実施例を説明する。ここで取り扱う直流同軸ケーブルは図 17 に示すものと同様に、ケーブル主導体 1上に内部半導電層 2、架橋ポリエチレンから なる主絶縁層 3及び外部半導電層 4が順次設けられている。通常、内部半導電層 2、 主絶縁層 3及び外部半導電層 4は同時押出法により形成され、内部半導電層 2と主 絶縁層 3の間、ならびに主絶縁層 3と外部半導電層 4との間は一体化されている。外 部半導電層 4の外周には銅素線 (帰路導体素線)が多数本一方向撚りされて形成さ れた帰路導体 5が設けられている。帰路導体 5上には、帰路内部半導電層 6を介して 帰路導体の絶縁層としてポリエチレンからなる帰路絶縁層 7が設けられ、その上に帰 路外部半導電層 8、鉛被 9、防食層 10が設けられている。なお、本発明の帰路導体 接続方法の適用は、図 17の直流同軸ケーブル構造には限定されないことはもちろ んでめる。
[0077] この実施例は、主導体断面積 400mm2、帰路導体素泉 φ 2. 6mm X 55本（一方 向撚り、帰路導体の総断面積約 215mm2)の直流同軸ケーブル X、 Y同士を接続す る場合 (接続する直流同軸ケーブル Xと直流同軸ケーブル Yは同一構造)である。図 9に示すものと同様に、主導体同士は溶接で接続され、主絶縁層は絶縁テープ巻き 後に加熱モールド処理で形成された補強主絶縁層で接続され、その上に外部半導 電層が設けられる。ここで、ケーブルの外部半導電層の外径は φ 53. 8mm、接続部 の外部半導電層の外径は Φ 63. 8mmであり、双方の外部半導電層の外径差は 10 mm (外半径 5mm)である。
[0078] その後、一方の直流同軸ケーブル Xの外部半導電層上から接続部の外部半導電 層上の範囲にかけて、半導電性クッションテープを 1回程度巻いた後、少なくとも帰 路導体の溶接領域を含む、ケーブルの外部半導電層から接続部の外部半導電層の テーパー状端部 28aにかけて、半導電性クッションテープを巻き上げることにより、厚 さ約 5mmの緩衝層が設けられる。この緩衝層は、帰路導体溶接作業時におけるケ 一ブルの外部半導電層及び主絶縁層並びに接続部の外部半導電層及び補強主絶 縁層の熱的損傷を防止すると共に、外傷をも防止するものである。この緩衝層は、ケ 一ブルの外部半導電層と接続部の外部半導電層との外半径差（5mm)を利用して 形成されている。緩衝層の厚さは前記外半径差より若干大きくすることもできる。帰路 導体溶接時の熱によるケーブルの外部半導電層及び主絶縁層等の熱的損傷を防 止するのに必要な半導電性クッションテープの巻き厚さは 3mm以上であるから、緩 衝層の厚さ 5mmは帰路導体溶接作業の熱的損傷の防止及び外傷防止に対して十 分な厚さである。
[0079] 直流同軸ケーブル X、 Yの帰路導体は、緩衝層上で図 2と同様に複数の帰路導体 素線束毎に突き合わせ溶接される。帰路導体素線束はいずれも帰路導体素線 Φ 2. 6mm X 5本で構成され、帰路導体素線束の溶接接続箇所は 11箇所である。
[0080] 上記のように、ケーブルの外部半導電層と接続部の外部半導電層との外径差を利 用して緩衝層を設けることにより、直流同軸ケーブル接続部の外径を小さくすることが できる。また、接続部の外部半導電層からケーブルの外部半導電層の範囲にかけて 半導電性クッションテープの巻き径が同じである方が、帰路導体接続の作業性がよ い。
[0081] (実施の形態 7)
図 10は本発明の実施の形態 7に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図 および一部切開平面図である。接続すべき直流同軸ケーブル B、 Cはそれぞれ、防 食層 10b、 10c、鉛被 9b、 9c、帰路絶縁層 7b、 7c (その内外の半導電層は図示省略 )を順次段剥ぎして帰路導体 5b、 5cを露出させ、さらに外部半導電層 4b、 4c、主絶 縁層 3b、 3c、内部半導電層（図示省略)を順次段剥ぎして先端に主導体 lb、 lcを露 出させてある。一方の直流同軸ケーブル Cの帰路導体 5cの断面積は、他方の直流 同軸ケーブル Bの帰路導体 5bの断面積よりも小さい。
[0082] 直流同軸ケーブル Cの主導体 lcと直流同軸ケーブル Bの主導体 lbは、異径導体 接続用スリーブ 121で圧縮接続されて!/、る。符号 22はスリーブ 121とその両側の直 流同軸ケーブル B、 Cの主絶縁層 3b、 3cに跨るように形成された補強主絶縁層、符 号 23は直流同軸ケーブル Cの外部半導電層 4c上に設けられた緩衝層である。
[0083] 直流同軸ケーブル Bの帰路導体 5bは、補強主絶縁層 22の外周を通過して緩衝層
23上に達し、緩衝層 23上で直流同軸ケーブル Cの帰路導体 5cと溶接により接続さ れている。符号 25はその溶接部である。
[0084] 緩衝層 23は、帰路導体溶接時の熱で直流同軸ケーブル Cの外部半導電層 4c及 び主絶縁層 3cが損傷を受けるのを防止するものである。この緩衝層 23は、外部半導 電層 4cから接続部の外部半導電層（図示省略）にかけて半導電性クッションテープ を外径が補強主絶縁層とほぼ同径になるように巻き上げることにより形成することが 好まし!/、。この緩衝層 23は帰路導体溶接作業時における直流同軸ケーブル Cの外 部半導電層 4c及び主絶縁層 3cの外傷防止にも役立つ。
[0085] 帰路導体 5b、 5cを溶接接続する場合には、帰路導体素線を 1本ずつ溶接してもよ いが、上記と同様に、帰路導体素線を複数本ずつの束にして、束同士を溶接接続し てもよい。束同士で溶接した方が、溶接回数が少なくて済み、溶接作業を効率よく行 うこと力 Sでさる。
[0086] 上記のようにして帰路導体 5b、 5cを溶接接続した後は、両ケーブルの帰路絶縁層
7b、 7cに跨るように補強帰路絶縁体 29を形成し、鉛被 30及び防食層 31を設ければ よい。なお、補強帰路絶縁体 29の内側には、両直流同軸ケーブル B、 Cの帰路内部 半導電層に跨るように接続部の帰路内部半導電層が設けられ、補強帰路絶縁体 29 の外側には、両ケーブルの帰路外部半導電層に跨るように接続部の帰路外部半導 電層が設けられるが、図示を省略してある。
[0087] 上記のように構成された直流同軸ケーブルの接続部では、接続部の長手方向の大 部分で帰路導体の断面積が大きくなる（帰路導体抵抗が小さくなる）ので、接続部内 での帰路導体 5b、 5cの通電による発熱量を少なく抑えることができ、したがって接続 部の温度上昇を抑制することができる。
[0088] 図 10に示す電力用直流同軸ケーブル接続部のさらに具体的な構成を説明すると 、次のとおりである。直流同軸ケーブル Cは、例えば主導体断面積 400mm2、帰路導 体断面積 215mm2 (銅素線 φ 2. 6mm X 55本同心撚り）であり、直流同軸ケーブル B は、例えば主導体断面積 500mm2、帰路導体断面積 463mm2 (銅素線 φ 5. Omm X 30本同心撚り）である。両直流同軸ケーブル B、 Cの主導体 lb、 lcは銅撚線、主絶 縁層 3b、 3cは架橋ポリエチレン、帰路絶縁層 7b、 7cは非架橋ポリエチレンである。 補強主絶縁層 22は絶縁テープ巻き後に加熱モールド処理して形成されている。緩 衝層 23は半導電性クッションテープ巻きにより形成され、厚さ約 13mmである。両直 流同軸ケーブル B、 Cの帰路導体 5b、 5cは、複数の帰路導体素線束毎に突き合わ せ溶接され、帰路導体素線束の溶接箇所は 13箇所である。直流同軸ケーブルじの 帰路導体素線束の構成は、 φ 2. 6mm X 5本束が 4組、 φ 2. 6mm X 4本束が 8組、 φ 2. 6mm X 3本束が 1組である。直流同軸ケーブル Bの帰路導体素線束の構成は、 φ 5. Omm X 3本束が 4組、 φ 5. Omm X 2本束が 9組である。溶接する帰路導体素線束 の組合せは、 φ 2· 6mm X 5本束と φ 5. Omm X 3本束の組合せが 4箇所、 φ 2· 6mm X 4本束と φ 5· Omm X 2本束の糸且合せが 8箇所、 φ 2. 6mm X 3本束と φ 5. Omm X 2本束の組合せが 1箇所である。
[0089] 上記の構成で、帰路導体の接続部を、直流同軸ケーブル Cの外部半導電層の外 周に位置させた場合 (本発明の第四の実施例）と、直流同軸ケーブル Bの外部半導 電層の外周に位置させた場合（比較例）について、主導体と帰路導体にそれぞれ 70 OA通電したときの、主導体温度分布及び帰路導体温度分布を計算した結果を、そ れぞれ図 11 1及び 11 2に示す。この計算結果によれば、直流同軸ケーブル接 続部における主導体の到達温度は、本発明の第四の実施例では約 70°C (図 11 1 )、比較例では約80°じ（図11 2)でぁった。このように本発明によれば、接続部内で の帰路導体の通電による発熱量が少なく抑えられるため、主導体温度上昇を約 10 °C低下させられることが分かる。 [0090] (実施の形態 8)
図 12は本発明の実施の形態 8に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図 および一部切開平面図である。この直流同軸ケーブル接続部では、帰路導体断面 積が小さ!/、方の直流同軸ケーブル Cの帰路導体 5cと、帰路導体断面積が大き!/、方 の直流同軸ケーブル Bの帰路導体 5bと力、中継ぎ導体 26aを介して接続されている 。中継ぎ導体 26aは、帰路導体 5b、 5cと同じく銅線で構成され、その断面積は直流 同軸ケーブル Bの帰路導体断面積以上に設定されている。中継ぎ導体 26aは、接続 部の補強主絶縁層 22の外周を通過するように配置されており、これにより直流同軸 ケーブル Cの帰路導体 5cと中継ぎ導体 26aとの接続部 25cは直流同軸ケーブルじの 外部半導電層 4cの外周に位置し、直流同軸ケーブル Bの帰路導体 5bと中継ぎ導体 26aとの接続部 25bは直流同軸ケーブル Bの外部半導電層 4bの外周に位置して!/、 る。なお、両直流同軸ケーブル B、 Cの外部半導電層 4b、 4c上にはそれぞれ緩衝層 23b、 23c力 S設けられ、帰路導体 5b、 5cと中継ぎ導体 26aの接続部 25b、 25cはこれ らの緩衝層 23b、 23cのそれぞれの上に位置している。帰路導体 5b、 5cと中継ぎ導 体 26aとの接続は、実施形態 7と同様に、導体素線を複数本ずつの束にして、導体 素線束同士を突き合わせ溶接することにより行うことが好ましい。
[0091] 上記以外の構成は実施形態 7と同じであるので、同一部分には同一符号を付して 説明を省略する。このような構成でも実施形態 7と同様な効果が得られる。また中継 ぎ導体 26aの断面積を直流同軸ケーブル Bの帰路導体 5bの断面積よりも大きくすれ ば、接続部の温度上昇を実施形態 7よりもさらに低く抑えることができる。
[0092] (実施の形態 9)
図 13は本発明の実施の形態 9に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面図 である。この直流同軸ケーブル接続部が実施形態 7と異なる点は、緩衝層が省略さ れ、両直流同軸ケーブル B、 Cの帰路導体 5b、 5cの溶接部 25が、直流同軸ケープ ル Cの外部半導電層 4c上に位置していることである。帰路導体 5b、 5cの溶接作業を 注意深く行えば、このような構成にすることも可能である。それ以外の構成は実施形 態 7と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
[0093] (実施の形態 10) 図 14は本発明の実施の形態 10に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面 図である。この実施形態が図 12に示した実施の形態 8と異なる点は、帰路導体の断 面積が同じ直流同軸ケーブル A、 B同士を接続している点である。中継ぎ導体 26aに は帰路導体 5a、 5bより断面積の大きなものを使用している。それ以外の構成は、実 施の形態 8と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この 実施の形態によれば、ケーブル接続部の温度上昇を、帰路導体 5a、 5b同士を接続 した場合より、抑制できる。
[0094] (実施の形態 11)
図 15は本発明の実施の形態 11に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面 図である。接続すべき直流同軸ケーブル A、 Bはそれぞれ、防食層 10a、 10b,鉛被 9a、 9b、帰路絶縁層 7a、 7b (その内外の半導電層は図示省略）、外部半導電層 4a、 4b、主絶縁層 3a、 3b、内部半導電層（図示省略)を順次段剥ぎして先端に主導体 1 a、 lbを露出させ、主導体 la、 lb同士を溶接接続してある。符号 21は主導体 1の溶 接接続部である。符号 2abは溶接接続部 21とその両側の直流同軸ケーブル A、 Bの 内部半導電層（図示省略）に跨るように形成された接続部の内部半導電層、符号 22 は内部半導電層 2abとその両側の主絶縁層 3a、 3bに跨るように形成された補強主 絶縁層、符号 28は補強主絶縁層 22とその両側の直流同軸ケーブル A、 Bの外部半 導電層 4a、 4bに跨るように形成された接続部の外部半導電層である。補強主絶縁 層 22の外径はケーブルの主絶縁層 3a、 3bの外径よりも大きくなる。このため接続部 の外部半導電層 28の外径もケーブルの外部半導電層 4a、 4bの外径よりも大きくなる
〇
[0095] この実施の形態では、直流同軸ケーブル Aの外部半導電層 4aを露出させた領域 P で帰路導体 5a、 5bの溶接接続を行うこととし、その領域 Pに緩衝層 23を設ける。緩衝 層 23は、直流同軸ケーブル Aの外部半導電層 4aから接続部の外部半導電層 28に かけて半導電性クッションテープを外径が一様になるように巻き上げることにより形成 すること力 S好ましい。通常、ケーブルの主絶縁層と、接続部の補強主絶縁層との外径 差は 6〜40mm程度であるため、半導電性クッションテープ巻きによる緩衝層の厚さ は 3〜20mm程度となる。帰路導体溶接時の熱による熱的損傷を防止するのに必要 な半導電性クッションテープの巻き厚は 3mm以上であり、この半導電性クッションテ ープの巻き厚は、帰路導体溶接作業時におけるケーブルの外部半導電層及び主絶 縁層の外傷防止にも十分な厚さである。
[0096] 上記のように緩衝層 23を形成した後、当該緩衝層 23、接続部の外部半導電層 28 及び直流同軸ケーブル A、 Bの外部半導電層 4a、 4b上にかけて金属層 32を設ける 。金属層 32は銅メッシュテープを巻きつけることにより形成することが好ましいが、鉛 テープ、銅テープ又はアルミテープ等の金属テープを巻きつけることによって形成し てもよい。
[0097] 金属層 32を設けた後、前記緩衝層 23を設けた領域 Pの金属層 32上で、両直流同 軸ケーブル A、 Bの帰路導体 5a、 5bの溶接接続を行う。符号 25は帰路導体 5a、 5b の溶接部である。直流同軸ケーブル Aの外部半導電層 4a上には緩衝層 23が設けら れているため、帰路導体 5a、 5bを溶接する際の熱で、当該外部半導電層 4a及び主 絶縁層 3a並びに接続部の外部半導電層 28及び補強主絶縁層 22が熱的損傷を受 けるおそれがない。
[0098] 帰路導体 5a、 5bを溶接接続する場合には、帰路導体素線を 1本ずつ溶接してもよ いが、上記と同様に、帰路導体素線を複数本ずつの束にして、素線束同士を溶接接 続してもよい。素線束同士で溶接した方が、溶接回数が少なくて済み、溶接作業を 効率よく行うことができる。例えば、主導体断面積 400mm2、帰路導体素線 φ 2. 6m m X 55本撚りの直流同軸ケーブル同士を接続する場合には、帰路導体素線を 5本 ずつの束にして突き合わせ溶接すれば、溶接回数は 11回で済むことになる。
[0099] 帰路導体 5a、 5bを溶接接続した後の接続作業は従来と同様である。すなわち、両 直流同軸ケーブル A、 Bの帰路絶縁層 7a、 7bに跨るように補強帰路絶縁体 29を形 成し、鉛被 30及び防食層 31を設ければよい。なお、補強帰路絶縁体 29の内側には 、両ケーブルの帰路内部半導電層に跨るように接続部の帰路内部半導電層が設け られ、補強帰路絶縁体 29の外側には、両ケーブルの帰路外部半導電層に跨るよう に接続部の帰路外部半導電層が設けられるが、図示を省略してある。
[0100] 上記のように構成された直流同軸ケーブルの接続部では、補強主絶縁層 22の外 径がケーブルの主絶縁層 3a、 3bの外径よりも大きくなるため、補強主絶縁層 22及び 緩衝層 23の外側に位置する帰路導体 5a、 5bはケーブル部と比べて素線間の隙間 が広がるが、帰路導体 5a、 5bの直下には金属層 32が設けられているため、十分な 電磁遮蔽特性を確保することができる。また上記金属層 32を設けたことにより、ケー ブル接続部における帰路導体素線毎の電流分布が均一化されると共に、帰路導体 抵抗が低下するので、帰路導体の発熱を抑制でき、温度上昇を抑えることができる。
[0101] (実施の形態 12)
図 16は本発明の実施の形態 12に係る直流同軸ケーブル接続部の要部の縦断面 図である。この実施形態が図 15の実施の形態 11と異なる点は、金属層 32を、帰路 導体 5a、 5bの直下ではなく直上に設けたことである。それ以外の構成は図 15の実施 の形態 11と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この ような構成でも実施形態 11と同様な効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
[0102] 本発明は、電力用直流同軸ケーブルを接続する際に好適に利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 中心に主導体を有し、その外側に主絶縁層を有し、その外側に多数の帰路導体素 線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流同軸ケーブル同士の接続部に おける前記帰路導体の接続方法にお!/、て、双方の直流同軸ケーブルの帰路導体素 線を各々複数本ずつ隣接するように並べて各々帰路導体素線束を形成し、双方の 帰路導体素線束の先端部を突き合わせる形で溶接することを特徴とする電力用直流 同軸ケーブルの帰路導体接続方法。
[2] 前記接続する帰路導体素線束の幅の差が、幅が大きい方の素線束をなす素線の 直径（素線断面が非円形の場合は素線幅）の 2倍未満とすることを特徴とする請求項 1記載の帰路導体接続方法。
[3] 中心に主導体を有し、その外側に主絶縁層を有し、その外側に多数の帰路導体素 線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流同軸ケーブル同士の接続部に おける前記帰路導体の接続方法にお!/、て、双方の直流同軸ケーブルの帰路導体素 線を各々複数本ずつ隣接するように並べて各々帰路導体素線束を形成し、双方の 帰路導体素線束の先端部を別に用意した中継ぎ導体にそれぞれ溶接して帰路導体 素線束同士を接続することを特徴とする電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続 方法。
[4] 前記中継ぎ導体が、前記接続する帰路導体素線束毎に別に用意された導体素線 束であることを特徴とする請求項 3記載の帰路導体接続方法。
[5] 前記中継ぎ導体が、前記接続する帰路導体素線束毎に別に用意された銅板又は 銅テープであることを特徴とする請求項 3記載の帰路導体接続方法。
[6] 中心に主導体を有し、その外側に内部半導電層、主絶縁層、外部半導電層を有し 、その外側に多数の帰路導体素線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流 同軸ケーブル同士の接続部における前記帰路導体の接続方法であって、帰路導体 の溶接接続を行う領域の外部半導電層上に緩衝層を設け、この緩衝層上で帰路導 体の溶接接続を行うことを特徴とする電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方 法。
[7] 前記緩衝層を、ケーブルの外部半導電層上に形成したことを特徴とする請求項 6 記載の電力用直流同軸ケーブルの帰路導体接続方法。
[8] 帰路導体の断面積が異なる電力用直流同軸ケーブルの接続部において、帰路導 体断面積が大きい方の直流同軸ケーブルの帰路導体が接続部の補強主絶縁層の 外周を通過するように配置され、双方の直流同軸ケーブルの帰路導体の接続部が、 帰路導体断面積が小さい方の直流同軸ケーブルの外部半導電層の外周に位置して いることを特徴とする電力用直流同軸ケーブルの接続部。
[9] 帰路導体の断面積が異なる電力用直流同軸ケーブルの接続部において、帰路導 体断面積が小さい方の直流同軸ケーブルである第一の直流同軸ケーブルの帰路導 体と帰路導体断面積が大きい方の直流同軸ケーブルである第二の直流同軸ケープ ルの帰路導体とが、前記第二の直流同軸ケーブルの帰路導体断面積以上の断面積 を有する中継ぎ導体を介して接続され、前記中継ぎ導体は接続部の補強主絶縁層 の外周を通過するように配置され、第一の直流同軸ケーブルの帰路導体と前記中継 ぎ導体との接続部が第一の直流同軸ケーブルの外部半導電層の外周に位置し、第 二の直流同軸ケーブルの帰路導体と前記中継ぎ導体との接続部が第二の直流同軸 ケーブルの外部半導電層の外周に位置していることを特徴とする電力用直流同軸ケ 一ブルの接続部。
[10] 帰路導体を備えた電力用直流同軸ケーブルの接続部において、帰路導体同士が 帰路導体の断面積以上の断面積を有する中継ぎ導体を介して接続され、前記中継 ぎ導体は、接続部の補強主絶縁層の外周を通過するように配置され、帰路導体と中 継ぎ導体との接続部が直流同軸ケーブルの外部半導電層の外周に位置しているこ とを特徴とする電力用直流同軸ケーブルの接続部。
[11] 中心に主導体を有し、その外側に内部半導電層、主絶縁層、外部半導電層を有し
、その外側に多数の帰路導体素線を同心撚りしてなる帰路導体を有する電力用直流 同軸ケーブルの接続部において、接続部に位置する帰路導体の直下又は直上に、 全周にわたって金属層を設けたことを特徴とする電力用直流同軸ケーブルの接続部
〇
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