JP6467401B2 - 厚い絶縁層を有する電力ケーブル及びその製造のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力ケーブルに関する。一態様では、本発明は、厚い絶縁層を備える電力ケーブルに関するが、別の態様では、本発明は、厚い絶縁層を有する電力ケーブルを製造する方法に関する。

押出加工される高電圧ケーブルには、信頼できる耐用年数を確実にするために絶縁の厚い層を利用してきた。このようなケーブル設計は、次のようなものを含むケーブル製造における課題をもたらす：ｉ）絶縁の内側層の十分な架橋を確実にするために十分に長い加硫プロセス、ｉｉ）巻取りを可能にするためにケーブルを冷却する十分な冷却プロセス、ｉｉｉ）絶縁層から導体の「シュリンクバック」に通じる長手方向応力を最小にするための制御冷却、ｉｖ）厚肉壁ケーブル設計が導体周りの溶融した絶縁のたるみをもたらす重力に供されるいくつかの製造構成におけるケーブル芯出しの際の障害、ｖ）絶縁の厚い層を通る拡散プロセスを介して架橋副生成物を除去するのに必要とされる長い脱気時間、及びｖｉ）高電圧ケーブル製造に好適なケーブル線の制約。

最先端ケーブル製造方法は、導体周りの同心円状における２つの半導体（遮蔽）層の間の絶縁層の真性三重押出加工を含む。この方法は、絶縁と包囲する材料との間に滑らかな界面を提供し、複数ステップの方法における汚染の導入を回避する。しかしながら、厚い絶縁層については、熱誘発架橋及び架橋副生成物の後続の除去または脱気は、低生産性につながる。

複数ステップにおいて絶縁層を押出加工するための可能性が知られているが、高伝導率及び／または誘電率の中間層によって分離される複数の押出加工された絶縁層を提案する参考文献はない。このような中間層の非存在における層の多重度は、ケーブルの信頼度に悪影響を及ぼすであろう、汚染の導入の可能性、または接合絶縁層間の空隙の可能性を残す。更には、第２の半導体層が適用されてケーブルの回収及び貯蔵を可能にするように、複数ステップにおいて絶縁層を押出加工することが比較的間断なく実施されるステップを必要とするであろうため、より薄い層の硬化のために架橋及び脱気の回数が低減される利点は、絶縁層がそれが単一のステップで押出加工されたかのように同じ程度に厚いため、失われる。なおも更には、単一の工程方法における複数の押出加工層の使用は、最先端の真性三重方法において現在達成されている品質を達成しようとする試みにおいて更なる押出機を既存の製造方法に設置することを必要とするであろう。

一実施形態では、本発明は、導体、半導体層、及び絶縁層を備える電力ケーブルを製造する方法であり、本方法は、
（Ａ）導体を中心として、第１の半導体層と第２の半導体層との間に位置付けられる第１の絶縁層を押出加工して、
（１）接触している導体と、
（２）同様に接触している第１の半導体層と、
（３）同様に接触している第１の絶縁層と、
（４）第２の半導体層と、を備える内側電力ケーブルを作製するステップと、
（Ｂ）内側電力ケーブルを中心として、第３の半導体層と第４の半導体層との間に位置付けられる第２の絶縁層を押出加工して、第２の半導体層が、
（５）同様に接触している第３の半導体層と、
（６）同様に接触している第２の絶縁層と、
（７）第４の半導体層と、接触している内側電力ケーブルを備える電力ケーブルを作製するステップと、を含む。

一実施形態では、本発明は、
（Ａ）外部面表面を有する導体と、
（Ｂ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第１の半導体層であって、第１の半導体層の第１の面表面が、導体の外部面表面と接触している、第１の半導体層と、
（Ｃ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第１の絶縁層であって、第１の絶縁層の第１の面表面が、第１の半導体の第２の面表面と接触している、第１の絶縁層と、
（Ｄ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第２の半導体層であって、第２の半導体層の第１の面表面が、第１の絶縁層の第２の面表面と接触している、第２の半導体層と、
（Ｅ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第３の半導体層であって、第３の半導体層の第１の面表面が、第２の半導体層の第２の面表面と接触している、第３の半導体層と、
（Ｆ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第２の絶縁層であって、第２の絶縁層の第１の面表面が、第３の半導体層の第２の面表面と接触している、第２の絶縁層と、
（Ｇ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第４の半導体層であって、第４の半導体層の第１の面表面が、第２の絶縁層の第２の面表面と接触している、第４の半導体層と、を備える、電力ケーブルである。

一実施形態では、第１の工程も第２の工程もいずれも、三重の押出加工である。本発明の本方法は、両方の工程が同じ装備を使って行われることを可能にし、優れた品質の界面を維持する。中間（第２及び第３）半導体層は、高伝導率または誘電率のバリアを提供し、それらは、応力集中が回避できる方法でいかなる潜在的な汚染もカプセル化する。言い換えると、第３の半導電層が第２の半導電層に適用される場合、第２の半導電層上に蓄積し得るいかなる汚染も、第２半導電層と第３半導電層との間に圧縮される。

本発明の内側電力ケーブルを作製するための方法の一実施形態の概略図である。 本発明の内側電力ケーブルの一実施形態の概略図である。 内側電力ケーブル全体で第３の半導体及び第４の半導体及び第２の絶縁層を押出加工する一実施形態の概略図である。 本発明の電力ケーブルの一実施形態の概略図である。 分解形式の本発明の電力ケーブルの構成要素部品の概略図である。

定義
その反対が述べられるか、文脈から暗示されないか、または当該分野の通例に反しない限り、全ての部及びパーセントは、重量に基づくものであり、全ての試験方法は、本開示の出願日現在のものである。米国特許実務の目的のため、いかなる参照特許の内容、特許出願、または公開が、特に定義（特に本開示で提供されるいかなる定義とも矛盾しない範囲で）及び当該技術分野における一般知識の開示に対するそれらの全てにおいて参照によって組み込まれる（またはその同等物の米国版が参照により確かに組み込まれる）。

本開示の数値範囲は、近似であり、よって、別段に示されない限り、範囲の外の値を含み得る。数値範囲は、１単位きざみで、より低い値及びより高い値からの及びより低い値及びより高い値を含む全ての値を含むが、但し、任意のより低い値と任意のより高い値との間の少なくとも２つの単位の区別が存在することを条件とする。例としては、例えば温度等の組成上の、物理的、または他の性質が１００〜１０００の場合、１００、１０１、１０２等の全ての個々の値、及び１００〜１４４、１５５〜１７０、１９７〜２００等の部分範囲は、明確に列挙される。１未満である値を含むまたは１を超える小数（例えば、１．１、１．５等）を含む範囲については、１単位は、必要に応じて、０．０００１、０．００１、０．０１、または０．１であると考慮される。１０未満である１桁の数字（例えば、１〜５）を含む範囲については、１単位は、典型的に０．１であると考慮される。これらは、具体的に意図されるものの単なる例であり、列挙される最も低い値と最も高い値との間の数値の全ての可能な組み合わせが、本開示に明確に記されると考慮されるべきである。数値範囲は、とりわけ、種々の電力ケーブル層の厚さに関して本開示内に提供される。

「備える」、「含む」、及び「有する」等の用語は、組成物、方法等が、開示される成分、ステップに限定されないが、むしろ他の非開示の成分を含むことができることを意味する。反対に、「本質的に〜からなる」という用語は、組成物、方法等の性能または操作性等に必要不可欠ではないものを除いて、任意の組成物、方法等、任意の他の成分、ステップ等の範囲から除外する。「〜からなる」という用語は、具体的に開示されていない組成物、方法等、任意の他の成分、ステップ等から除外する。「または」という用語は、別段に示されない限り、個々にならびに任意の組み合わせで開示される要素を指す。

「ケーブル」、及び「電力ケーブル」等の用語は、保護ジャケットまたは外被内の少なくとも１つの導電ワイヤまたは光ファイバを意味する。典型的に、ケーブルは、典型的に共通の保護ジャケットまたは外被内に２つ以上のワイヤまたは光ファイバが一緒に結合している。個々のワイヤまたはファイバは、剥き出しのままであり得るかまたは被覆され得る。保護ジャケットまたは外被は、１つ以上の半導体層、及び／または絶縁層、及び／または金属テープ、及び／または外部コーティングを備えることができる。組み合わせケーブルは、電線及び光ファイバの両方を含み得る。ケーブル等は、低電圧、中電圧、高電圧、または特別高電圧の適用に設計できる。典型的なケーブル設計は、ＵＳＰ５，２４６，７８３、同６，４９６，６２９、及び同６，７１４，７０７内に示される。

「面表面」、「平面」、「上面」、及び「底面」等は、「端面」と区別して使用される。形状または構成が矩形の場合、例えば、シートまたはフィルム等の物品は、４つの端面（２つの対向する端面の組であり、各組が他の組と直角に交差する）によって接合される２つの対向する面表面を備えるであろう。構成が円形の場合、物品は、１つの連続する端面によって接合される２つの対向する面表面を備えるであろう。ケーブルの場合には、層は円筒の形状であり、したがって内側及び外側、または第１及び第２の面表面は湾曲している。

「層」は、単一の厚さのコーティングまたは伝播層または被覆表面を意味する。

「多層」は、互いに接触している隣接する層を有する２つ以上の層を意味する。

導体
導体が、ケーブルの芯である。これは、第１の半導体層が包まれた状態であるケーブルの構成要素であり、反対に、これは、単一の電気的伝導ワイヤまたは１束の電気的伝導ワイヤを備えることができる。これらのワイヤは、典型的に、金属、好ましくは、銅またはアルミニウムである。送電においては、アルミニウム導体／鋼強化（ＡＣＳＲ）ケーブル、アルミニウム導体／アルミニウム強化（ＡＣＡＲ）ケーブル、またはアルミニウムケーブルが、典型的である。導体が１束のワイヤを備える場合、個々のワイヤは、例えば、エポキシ樹脂等の任意の好適な結合または封入材料と一緒になって結合され得る。

一実施形態では、導体は、光ファイバを備える。

半導体層及び絶縁層の化学組成
半導体層及び絶縁層の組成は、本発明にとって重大な意味を持たず、したがって、広く変化し得、任意のポリマー、最も典型的には架橋性熱可塑性ポリマーから作製され得る。これらのポリマーは、当該分野では周知であり、いくつかの実施形態では、半導体層及び絶縁層は、例えば、導電カーボンブラック、及び金属微粒子等の伝導充填剤の有無によってのみ異なる層を有する同じポリマーから作製される。ポリマーは、任意の便利な方法で架橋され得るが、典型的には、ペルオキシド及び／または水分硬化である。

好適なポリマーの非限定的な例としては、スチレンブロックコポリマー（例えば、ＳＥＢＳ）、エチレンベースのエラストマー／プラストマー（例えば、ＥＮＧＡＧＥ（商標）及びＡＦＦＩＮＩＴＹエチレンベースのコポリマー）、エチレンブロックコポリマー（ＯＢＣ）（例えば、ＩＮＦＵＳＥ（商標）９５０７または９１００ＯＢＣ）、及びプロピレンベースのプラストマー及びエラストマー（例えば、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３３００及び４２００）が挙げられる。本発明の実施に際して有用な他のＴＰＥポリマーは、例えば、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー（例えば、ＥＬＶＡＸ４０Ｌ−０３（４０％ＶＡ、３ＭＩ）（ＤｕＰｏｎｔ））、エチレン／エチルアクリレート（ＥＥＡ）コポリマー（例えば、ＡＭＰＬＩＦＹ）及びエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）コポリマー（例えば、ＰＲＩＭＡＣＯＲ）（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エポキシ樹脂、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）ゴム、及びとりわけ、Ｎｏｒｙｌ（登録商標）修正ＰＰＥ樹脂（ＳＡＢＩＣによるポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）とポリスチレン（ＰＳ）とのアモルファスブレンド）が挙げられるが、これらに限定されない。更に有用なものは、例えば、非常に低密度のポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）（例えば、ＦＬＥＸＯＭＥＲ（登録商標）エチレン／１−ヘキセンポリエチレン、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）、均質に分岐鎖である直鎖エチレン／α−オレフィンコポリマー（例えば、Ｍｉｔｓｕｉ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ＬｉｍｉｔｅｄによるＴＡＦＭＥＲ（登録商標）及びＤＥＸＰｌａｓｔｏｍｅｒｓによるＥＸＡＣＴ（登録商標））、及び均質に分岐鎖である実質的直鎖エチレン／α−オレフィンポリマー（例えば、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）エチレン−オクテンプラストマー（例えば、ＥＧ８２００（ＰＥ））及びＥＮＧＡＧＥ（登録商標）ポリオレフィンエラストマー、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を含むオレフィン性エラストマーである。実質的直鎖エチレンコポリマーは、ＵＳＰ５，２７２，２３６、同５，２７８，２７２、及び同５，９８６，０２８内により完全に説明されている。

本発明において有用である更なるオレフィン性インターポリマーとしては、これらに限定されないが、直鎖中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、及び超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）を含む異質に分岐鎖であるエチレンベースのインターポリマーが挙げられる。市販のポリマーとしては、ＤＯＷＬＥＸ（商標）ポリマー、ＡＴＴＡＮＥ（商標）ポリマー、ＦＬＥＸＯＭＥＲ（商標）、ＨＰＤＥ３３６４及びＨＰＤＥ８００７ポリマー（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＥＳＣＯＲＥＮＥ（商標）及びＥＸＣＥＥＤ（商標）ポリマー（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）が挙げられる。好適なＴＰＵの非限定的な例としては、ＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（商標）エラストマー（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐ．（例えば、ＴＰＵ２１０３−９０Ａ）；ＥＳＴＡＮＥ（商標）、ＴＥＣＯＦＬＥＸ（商標）、ＣＡＲＢＯＴＨＡＮＥ（商標）、ＴＥＣＯＰＨＩＬＩＣ（商標）、ＴＥＣＯＰＬＡＳＴ（商標）、及びＴＥＣＯＴＨＡＮＥ（商標）（Ｎｏｖｅｏｎ）；ＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ（商標）等（ＢＡＳＦ）、及びＢａｙｅｒ， Ｈｕｎｔｓｍａｎ， ｔｈｅ Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｒｑｕｉｎｓａから入手可能な市販のＴＰＵが挙げられる。

本層は、これらに限定されないが、加工補助剤（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｉｄｓ）、充填剤、架橋剤、架橋助剤、カップリング剤、紫外線吸収剤または安定剤、帯電防止剤、成核剤、スリップ剤、可塑剤、滑沢剤、粘度制御剤、粘着付与剤、ブロッキング防止剤、界面活性剤、伸展油、酸捕捉剤、及び金属不活性化剤を含む１つ以上の添加剤を含むことができ、通常は実際に含む。充填剤以外の添加剤は、典型的に、組成物の重量に基づいて０．０１以下〜１０以上の重量％の範囲の量で使用される。充填剤は、量が組成物の重量に基づいて下は０．０１以下〜５０以上の重量％の範囲に及び得るが、一般的により多い量で添加される。充填剤の例としては、粘土、沈降シリカ及びシリケート、ヒュームドシリカ、炭酸カルシウム、基底ミネラル、及び１５ナノメートルよりも大きい典型的な算術的平均粒径を有するカーボンブラックが挙げられるがこれらに限定されない。例えば、充填組成物中で１メートル当たり１，０００オーム（ｏｈｍ−ｍ）未満の伝導率をもたらすものである導電添加剤及び充填剤は、典型的に半導電層において使用され、例えば、１０^８ｏｈｍ−ｍもの絶縁体積抵抗率をもたらすものである非導電または不十分な導電添加剤及び充填剤は、典型的に絶縁層において使用される。

配合及び製作
ケーブル層材料の配合は、当業者には知られている標準設備によって影響され得る。配合設備の例は、Ｂａｎｂｕｒｙ（商標）またはＢｏｌｌｉｎｇ（商標）密閉式ミキサ等の密閉式バッチミキサである。代替的に、Ｆａｒｒｅｌ（商標）連続ミキサ、Ｗｅｒｎｅｒ ａｎｄ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ（商標）２段スクリュー式ミキサ、またはＢｕｓｓ（商標）連続混練押出機等の連側１段スクリュー式または２段スクリュー式ミキサが使用され得る。

半導体層及び絶縁層を含むケーブルは、例えば、１段スクリュー式または２段スクリュー式の様々な種類の押出機を使って作製され得る。従来の押出機の説明は、ＵＳＰ４，８５７，６００内に見出され得る。共押出及び押出機の例は、よってＵＳＰ５，５７５，９６５内に見出され得る。典型的な押出機は、その上流端部にホッパー及びその下流端部にダイを有する。ホッパーは、スクリューを含むバレル内に供給する。スクリューの端部とダイとの間の下流端部には、スクリーンパック及びブレーカープレートが存在する。押出機のスクリュー部分は、供給セクション、圧縮セクション、及び計量セクションの３つのセクション、及び後部熱ゾーン及び前部熱ゾーンの２つのゾーンに分割されるように考慮され、本セクション及びゾーンは、上流から下流に作動する。代替では、上流から下流に作動する軸に沿う複数の加熱ゾーンが存在し得る。これが１つ以上のバレルを有する場合、このバレルは、直列に接続している。各バレルの長さと直径との比率は、約１５：１〜約３０：１の範囲である。押出加工の後で層が架橋された場合のワイヤコーティングでは、ケーブルは、しばしば、押出加工ダイの下流の加熱加硫ゾーン中に直ちに移行する。加熱硬化ゾーンは、約２００℃〜約３５０℃の範囲の温度で、好ましくは、約１７０℃〜約２５０℃の範囲の温度で維持され得る。加熱ゾーンは、加圧蒸気または誘導的加熱窒素ガスによって加熱され得る。

製造の方法
図１は、内側電力ケーブル１０（図２）の製造の一実施形態を説明する。導体１１は、それに対して第１の半導体層、第１の絶縁層、及び第２の半導体層が同心円状に適用される、三重の押出加工ダイ１２に供給される。三重の押出加工は、知られている方法であり、その中で各層は、第１の半導電層が導体全体に適用され導体と接触しており、第１の絶縁層が第１の半導電層全体に適用され第１の半導電層と接触しており、第２の半導電層が第１の絶縁層全体に適用され第１の絶縁層と接触しているように、同時にまたはほぼ同時に適用される。第１の半導電層は、押出機１３からダイ１２に供給され、第１の絶縁層は、押出機１４からダイ１２に供給され、第２の半導電層は、押出機１５からダイ１２に供給される。

内側電力ケーブル１０は、種々の層が架橋されている連続加硫（ＣＶ）管１６を通過し（部分的にまたは完全に個々の層の組成に依存している）、冷却ステーション１７を通過し、最終的に巻取りリール１８に移行する。導体、種々の層の化学組成、及びケーブルの物理的構造（例えば、層の厚さ）に依存して、いくつかの実施形態では本内側電力ケーブルは、低電圧または中電圧ケーブルとして機能できる。図２に見られるように、内側電力ケーブル１０は、導体１１（ここでは１束のワイヤとして示される）、第１の半導体層１３Ａ、第１の絶縁層１４Ａ、及び第２の半導体層１５Ａを備える。本層は、導体１１を中心として同心円状に配置される。

別の実施形態では、内側電力ケーブルは、導体全体への第１の半導体層の第１の押出加工、次いで、第１の半導体層全体への第１の絶縁層の押出加工、及び次いで、第１の半導体層全体への第２の半導体層の押出加工によって作製される。いくつかの実施形態では、各層は、次の層が適用される前に少なくとも部分的に硬化される。一実施形態では、第１の半導電及び第１の絶縁層は、第２の半導体層が適用される前に同時にまたはほぼ同時に適用される。一実施形態では、第１の絶縁及び第２の半導体層は、第１の半導体層全体に同時にまたはほぼ同時に適用される。三重の押出加工は、導体に３つの層を適用する好ましい方法である。

第３及び第４の半導体層及び第２の絶縁層は、次いで、それらの対応物が導体に適用されたときと同じ方法で内側電力ケーブルに適用される。実際に、図３に示されるように、内側電力ケーブル１０を構築するために使用された同じ設備を使用して、電力ケーブル２０（図５）の構築を完了できる。この事例では、内側電力ケーブル１０は、導体１１に取って代わり、押出機１３は、ダイ１２に第３の半導体層１３Ｂになる組成物を供給し、押出機１４は、ダイ１２に第２の絶縁１４Ｂになる組成物を供給し、押出機１５は、ダイ１２に第４の半導体１５Ｂになる組成物を供給する。代替的に、層１３Ｂ、１４Ｂ、及び１５Ｂになる組成物は、個々に適用され得るか、または上述のように隣接する層になる組成物と組み合わせて適用され得る。

図４及び５は、電力ケーブル２０の構築を概略的に示す。第１の押出加工工程は、内側電力ケーブル１０を構築し、第２の押出加工工程は、第２の押出加工コーティング１９を適用する。これら２つの構築の組み合わせが、電力ケーブル２０である。

本発明の本方法は、厚い絶縁、すなわち、９ミリメートル（ｍｍ）以上の合計厚さを有する電力ケーブルの構築を可能にする。「合計厚さ」とは、ケーブル内の各絶縁層の厚さの和を意味する。各絶縁層の厚さは、同じであってもよいかまたは異なってもよい。

単一の厚い絶縁層を有する電力ケーブルは、次の理由のうちの１つ以上のため、製造することが困難である：（ｉ）それらは、絶縁の内側層の十分な架橋を確実にするために十分に長い加硫プロセスを必要とする、（ｉｉ）ケーブルは、巻取りを可能にするために十分な冷却を必要とする、（ｉｉｉ）導体からの絶縁層のシュリンクバックをもたらし得る長手方向応力を最小にするために、制御冷却が必要とされる、（ｉｖ）厚肉壁ケーブル設計が導体周りの溶融した絶縁のたるみを導く重力に供されるいくつかの製造構成におけるケーブル芯出しの際の障害、（ｖ）絶縁の厚い層を通る拡散を介して架橋副生成物を除去するのに必要とされる長い脱気時間、及び（ｖｉ）高電圧ケーブル製造に好適なケーブル線の制約。これらの問題のうちのいくつかを回避するために、絶縁層は、複数の工程において適用され得るが、このことは、絶縁層間の汚染物質の捕捉をもたらし得る。

本発明の方法は、高電圧適用に好適な合計絶縁厚を有する電力ケーブルを生成でき、これらの障害のうちのいくつかまたは全てを回避できる。この新しい方法及びケーブル設計は、硬化及び冷却からの制約を低減させたため即時のライン速度が飛躍的に増大され得る、共押出加工及び架橋生成を通る複数の生成工程を用いる。シュリンクバック及びたるみは、第２の工程の内側電力ケーブルがすでに冷却されたため、著しく減少される。加えて、この複数ステップの方法は、中電圧ケーブルに現在用いられている設備を用いて高電圧ケーブルを生成するのに好適であり得る。

この新しいケーブル設計はまた、２つの絶縁層の間の半導体かまたはフィールド類別層を用いる。この中間半導電／フィールド類別層は、内側電力ケーブルの製造中に第２の半導体層の表面上に導入された場合がある任意の汚染をカプセル化することによって、ケーブルが厳密な性能指標を満たすことを補助する。更には、この新しい方法及びケーブル設計は、製造方法の許容範囲を増大し得、ライン速度の増大を通じて巨大連続加硫（ＣＶ）ライン上の容量を確保し得る（より小さい芯が中電圧ＣＶライン上で作製され得る）。これらの有益性は、超高電圧ケーブル製造にも拡張すべきである。

本発明の別の可能性のある有益性は、内側及び外側絶縁層において異なる絶縁の種類を利用する能力である。このことは、外側層のやや費用がかからない材料を使う内側（最大応力）層のためのみに非常に高品質の（最も清潔かつ最も費用のかかる）材料を意味することができるだけではなく、ケーブルの柔軟性を高めるための手段として外側層により柔軟なまたは充填された絶縁層を導入する機会も提供するであろう。当然ながら、本発明は半導体層によって分離される２つの絶縁層に関して説明されたが、本方法は、各層が半導体層によって分離された３つ以上の絶縁層を使って電力ケーブルを生成するために繰り返されてもよい。更に、本発明は、電力ケーブルに関して説明されたが、例えば、低電圧及び中電圧ケーブル、ファイバ光ケーブル等の他のケーブルを製造するためにも同様に使用され得る。

本発明の本ケーブルの半導体層及び絶縁層の相対的な厚さは、利便性に対して変化し得るが、典型的に各半導体層は、各絶縁層よりも狭いまたは少ない厚さである。第２及び第３の半導体層が、そうでない場合は物理的に（界面が２つの層の間に存在し得る）、例えば、０．４〜３ｍｍの２つの個々の層の組み合わされた厚さを有する合わされた層を効率的に形成するように考慮され得るが、各半導体層は、必ずしも必要ではないが典型的に、例えば、０．２〜１．５ｍｍ、より典型的には０．４〜１ｍｍ等の厚さである。当然ながら、第２及び第３の半導体層が、第１及び第４の半導体層の半分または少ない厚さで適用されて、典型的に０．４〜１．５ｍｍ、または０．４〜１ｍｍの第２及び第３の半導電層の組み合わされた厚さを有する第１及び第４の半導体層のものとほぼ同じかまたは少ない厚さの組み合わされた中間層を形成できる。第１及び第４の半導体層よりも大きい厚さの場合、組み合わされた第２及び第３の半導体層は、これらの他の２つの半導体層と比較して高伝導率及び／または誘電率を有するであろう。各絶縁層はまた、必ずしも必要ではないが典型的に、他の絶縁層（複数可）と同じ厚さである。

本発明の方法の別の利点は、内側電力ケーブルがすなわち、三重の押出加工ラインを再度通過して高電圧ケーブルに直ちに加工され得る点か、あるいは同じまたは異なるラインのいずれかで、またはその問題に関して異なる場所で一斉に、後の加工に関して例えば、１日以上の日数の間目録作成され得る点である。

一実施形態では、絶縁層は、フリーラジカル（例えば、ペルオキシド）硬化され、したがって、図１及び３に説明される通り架橋剤を熱的に活性化するために連続加硫に供される。一実施形態では、絶縁は、水分硬化され、図１及び３に説明される連続加硫管は、サウナまたは類似の処置（図示されず）と置換されて絶縁層中に水拡散を促進するか、または単に周囲条件下での硬化を可能にする。水分硬化組成物に関しては、組成物成分のうちの１つ以上は、典型的に、シランまたは類似の官能性を含有する。

本発明は特定の詳細と共に説明されたが、この詳細は、説明することが主要目的である。以下の特許請求の範囲に説明される通り、多くの変形及び修正が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者によってなされ得る。

Claims (9)

1. 導体、半導体層、及び絶縁層を備える電力ケーブルを製造する方法であって、
   （Ａ）前記導体を中心として、第１の半導体層と第２の半導体層との間に位置付けられる第１の絶縁層を押出加工して、
   （１）前記導体と、
   （２）前記導体に接触している第１の半導体層と、
   （３）前記第１の半導体層に接触している第１の絶縁層と、
   （４）前記第１の絶縁層に接触している第２の半導体層と
   を備える内側電力ケーブルを作製するステップと、
   （Ｂ）前記内側電力ケーブルを中心として、第３の半導体層と第４の半導体層との間に位置付けられる第２の絶縁層を押出加工して、９ｍｍ以上の合計絶縁厚を有する前記電力ケーブルを作製するステップであって、
   （５）前記第３の半導体層が前記第２の半導体層に接触し、
   （６）前記第２の絶縁層が前記第３の半導体層に接触し、
   （７）前記第４の半導体層が前記第２の絶縁層に接触している、
   ステップとを含む前記方法。
2. 前記内側電力ケーブルを中心とする前記第２の絶縁層の前記押出加工前に、前記内側電力ケーブルの前記第１の絶縁層が、フリーラジカル促進架橋に供される、請求項１に記載の前記方法。
3. 前記内側電力ケーブルを中心とする前記第２の絶縁層の前記押出加工前に、前記内側電力ケーブルの前記第１の絶縁層が、水分促進架橋に供される、請求項１に記載の前記方法。
4. １日以上の日数が、前記内側電力ケーブルの前記作製と前記内側電力ケーブルを中心とする前記第２の絶縁層の前記押出加工との間で経過する、請求項１に記載の前記方法。
5. （Ａ）外部面表面を有する導体と、
   （Ｂ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第１の半導体層であって、前記第１の半導体層の前記第１の面表面が、前記導体の前記外部面表面と接触している、第１の半導体層と、
   （Ｃ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第１の絶縁層であって、前記第１の絶縁層の前記第１の面表面が、前記第１の半導体層の前記第２の面表面と接触している、第１の絶縁層と、
   （Ｄ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第２の半導体層であって、前記第２の半導体層の前記第１の面表面が、前記第１の絶縁層の前記第２の面表面と接触している、第２の半導体層と、
   （Ｅ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第３の半導体層であって、前記第３の半導体層の前記第１の面表面が、前記第２の半導体層の前記第２の面表面と接触している、第３の半導体層と、
   （Ｆ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第２の絶縁層であって、前記第２の絶縁層の前記第１の面表面が、前記第３の半導体層の前記第２の面表面と接触している、第２の絶縁層と、
   （Ｇ）第１の面表面及び第２の面表面を有する第４の半導体層であって、前記第４の半導体層の前記第１の面表面が、前記第２の絶縁層の前記第２の面表面と接触している、第４の半導体層と、を備え
   前記第１の絶縁層及び第２の絶縁層の組み合わせた厚さが、９ｍｍに等しいかまたはそれを超える、電力ケーブル。
6. 前記第２の半導体層及び第３の半導体層の組み合わせた厚さが、０．４〜１．５ｍｍである、請求項５に記載の前記電力ケーブル。
7. 前記第１の絶縁層及び第２の絶縁層の組成が、同じものである、請求項６に記載の電力ケーブル。
8. 前記第１の絶縁層が、架橋している、請求項５に記載の電力ケーブル。
9. 前記第２の絶縁層が、架橋している、請求項８に記載の電力ケーブル。
   

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