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公開番号2025048796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2024161571
出願日2024-09-19
発明の名称異方性熱伝導率を有する層を備えた電力ケーブル
出願人エヌケーティーエイチブイケーブルズエービー
代理人園田・小林弁理士法人
主分類H01B 7/14 20060101AFI20250326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ケーブル接合領域または絶縁システムが修復された領域において2つの導体セクション間で金属製水バリアを接合するときの鉛フリー材料の溶接またははんだ付けとともに生成される熱によって、絶縁システムなど下にある層に損傷を与える危険を少なくとも緩和する電力ケーブルを提供する。
【解決手段】電力ケーブルは、第1のケーブルセクションおよび/または第2のケーブルセクションの金属製半径方向水バリア(13)が鉛フリーであり、中間ケーブルセクション(1c)の金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア(13’)が鉛フリーであり、中間ケーブルセクションベッディング層(12’)が、電力ケーブルの長手方向軸方向において、電力ケーブルの半径方向においてよりも高い熱伝導率をもつ、異方性熱伝導率を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１のケーブルセクション（１ａ）と、
第２のケーブルセクション（１ｂ）と、であって、
前記第１のケーブルセクション（１ａ）と前記第２のケーブルセクション（１ｂ）との各々は、
導体セクションと、
前記導体セクションの周りに配置された絶縁システム（５）であって、前記絶縁システム（５）が、内側半導体層（７）と、前記内側半導体層（７）の周りに配置された絶縁層（９）と、前記絶縁層（９）の周りに配置された外側半導体層（１１）とを備える、絶縁システム（５）と、
前記外側半導体層（１１）の周りに配置された金属製半径方向水バリア（１３）と
を備える、第１のケーブルセクション（１ａ）と第２のケーブルセクション（１ｂ）と、
前記第１のケーブルセクション（１ａ）と前記第２のケーブルセクション（１ｂ）との間に位置する中間ケーブルセクション（１ｃ）であって、前記中間ケーブルセクション（１ｃ）は、
中間導体セクション（３’）と、
前記中間導体セクション（３’）の周りに配置された中間ケーブルセクション絶縁システム（５’）であって、前記中間ケーブルセクション絶縁システム（５’）が、前記第１のケーブルセクション（１ａ）の前記絶縁システム（５）と前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の前記絶縁システム（５）との間に延び、これらを接合し、前記中間ケーブルセクション絶縁システム（５’）が、前記中間導体セクション（３’）の周りに配置された内側半導体層（７’）と、前記内側半導体層（７’）の周りに配置された絶縁層（９’）と、前記絶縁層（９’）の周りに配置された外側半導体層（１１’）とを備える、中間ケーブルセクション絶縁システム（５’）と、
前記中間ケーブルセクション絶縁システム（５’）の周りに配置された中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）と、前記中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）の周りに配置された、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）であって、前記金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）が、前記第１のケーブルセクション（１ａ）の、および前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の、前記金属製半径方向水バリア（１３）と熱的に接合されている、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）と
を備える、中間ケーブルセクション（１ｃ）と
を備える、電力ケーブル（１）であって、Ａ）前記第１のケーブルセクション（１ａ）および／または前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の前記金属製半径方向水バリア（１３）が鉛フリーであり、ならびに／あるいはＢ）前記金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）が鉛フリーであり、
前記中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）が、前記電力ケーブルの長手方向軸方向において、前記電力ケーブル（１）の半径方向においてよりも高い熱伝導率をもつ、異方性熱伝導率を有する、電力ケーブル（１）。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１のケーブルセクション（１ａ）および／または前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の前記金属製半径方向水バリア（１３）が、銅、銅合金、アルミニウム、またはステンレス鋼のうちの１つを含む、請求項１に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項３】
前記金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）が、銅、銅合金、アルミニウム、またはステンレス鋼のうちの１つを含む、請求項１または２に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項４】
前記金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）の周りに配置された中間ケーブルセクションポリマー層（１５’）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項５】
前記金属製半径方向水バリア（１３）の下の、前記第１のケーブルセクション（１ａ）および前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の前記絶縁システム（５）の周りに配置された、ベッディング層（１２）を備え、前記中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）が、前記第１のケーブルセクション（１ａ）の前記ベッディング層（１２）と前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の前記ベッディング層（１２）との間に、およびこれらと直接接触して、軸方向に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項６】
前記第１のケーブルセクション（１ａ）および前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の前記ベッディング層（１２）が、膨潤性テープを備える、請求項５に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項７】
前記中間ケーブルセクション絶縁システム（５’）と前記中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）との間に配置された水膨潤可能材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項８】
前記中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）が２つの層を備え、前記２つの層のうちの半径方向外側層が、前記異方性熱伝導率を有し、前記２つの層のうちの内側層が、水膨潤可能材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項９】
前記金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリア（１３’）が、溶接またははんだ付けによって、前記第１のケーブルセクション（１ａ）の、および前記第２のケーブルセクション（１ｂ）の、前記金属製半径方向水バリア（１３）と熱的に接合されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の電力ケーブル（１）。
【請求項１０】
前記中間ケーブルセクションベッディング層（１２’）が熱分解グラファイトを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の電力ケーブル（１）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に電力ケーブルに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
海底電力ケーブル（ｓｕｂｍａｒｉｎｅｐｏｗｅｒｃａｂｌｅ）は、旧来、絶縁システムを保護する半径方向水バリア（ｒａｄｉａｌｗａｔｅｒｂａｒｒｉｅｒ）として働く鉛シースを有していた。
【０００３】
鉛フリーの半径方向水バリア設計に向かう傾向がある。たとえば、銅、様々な銅合金、アルミニウム、およびステンレス鋼の水バリアが提案されている。
【０００４】
一般に、水バリアは、最初に、絶縁システムの周りに金属テープを長手方向に巻き付け、次いで、金属テープの両縁部をケーブルの長手方向において溶接することによって作製される。
【０００５】
水バリアにおいて鉛フリー金属材料を使用することに関する課題がある。ケーブル接合領域（ｊｏｉｎｔｒｅｇｉｏｎ）において、または絶縁システムが修復された領域においてなど、２つの導体セクション間で金属製水バリアが接合（ｊｏｉｎｔ）されるべきであるとき、鉛フリー材料の溶接またははんだ付けとともに生成される熱は、より高い溶接温度またははんだ付け温度が必要とされるので、鉛の水バリアの場合よりもはるかに高い。これは、絶縁システムなど、下にある層に損傷を与える危険があり得る。
【発明の概要】
【０００６】
上記に鑑みて、本開示の目的は、従来技術の問題を解決するかまたは少なくとも緩和する電力ケーブルを提供することである。
【０００７】
したがって、本開示の第１の態様によれば、第１のケーブルセクションと、第２のケーブルセクションと、であって、第１のケーブルセクションと第２のケーブルセクションとの各々は、導体セクションと、導体セクションの周りに配置された絶縁システムであって、絶縁システムが、内側半導体層と、内側半導体層の周りに配置された絶縁層と、絶縁層の周りに配置された外側半導体層とを備える、絶縁システムと、外側半導体層の周りに配置された金属製半径方向水バリアとを備える、第１のケーブルセクションと第２のケーブルセクションと、第１のケーブルセクションと第２のケーブルセクションとの間に位置する中間ケーブルセクションであって、中間ケーブルセクションは、中間導体セクションと、中間導体セクションの周りに配置された中間ケーブルセクション絶縁システムであって、中間ケーブルセクション絶縁システムが、第１のケーブルセクションの絶縁システムと第２のケーブルセクションの絶縁システムとの間に延び、これらを接合する（ｊｏｉｎ）、中間ケーブルセクション絶縁システムと、中間ケーブルセクション絶縁システムの周りに配置された中間ケーブルセクションベッディング層（ｂｅｄｄｉｎｇｌａｙｅｒ）と、中間ケーブルセクションベッディング層の周りに配置された、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリアであって、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリアが、第１のケーブルセクションの、および第２のケーブルセクションの、金属製半径方向水バリアと熱的に接合されている、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリアとを備える、中間ケーブルセクションとを備える、電力ケーブルであって、Ａ）第１のケーブルセクションおよび／または第２のケーブルセクションの金属製半径方向水バリアが鉛フリーであり、ならびに／あるいはＢ）金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリアが鉛フリーであり、中間ケーブルセクションベッディング層が、電力ケーブルの長手方向軸方向において、電力ケーブルの半径方向においてよりも高い熱伝導率をもつ、異方性熱伝導率（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有する、電力ケーブルが提供される。
【０００８】
したがって、異方性中間ケーブルセクションベッディング層は、中間ケーブルセクション絶縁システムなど、下にある層への、半径方向の熱伝搬を低減する。したがって、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリアを第１のケーブルセクションおよび第２のケーブルセクションの金属製半径方向水バリアと熱的に接合するプロセスにおける、下にある層に熱により損傷を与える危険が、低減される。
【０００９】
第１のケーブルセクションおよび第２のケーブルセクションのうちの少なくとも１つの、またはその両方の、金属製半径方向水バリアは、金属製半径方向中間ケーブルセクション水バリアと同じ金属材料から作製され得る。
【００１０】
第１のケーブルセクションの絶縁システムは、押出成形（ｅｘｔｒｕｄｅｄ）絶縁システムであり得る。したがって、絶縁システムは、ポリマーベース、たとえばポリオレフィンベースであり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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