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公開番号2025179821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-10
出願番号2025085993
出願日2025-05-23
発明の名称深海用ダイナミック海底電力ケーブル
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 20060101AFI20251203BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】深海環境に設置される場合でも、ケーブルの寿命を延ばすことができるダイナミック海底電力ケーブルを提供する。
【解決手段】深海用のダイナミック海底電力ケーブル(1)であって、導体(5)と、導体(5)の周りに配置され、導体(5)の周りに配置された内側半導体層(7a)、内側半導体層(7a)の周りに配置された絶縁層(7b)及び絶縁層(7b)の周りに配置された外側半導体層(7c)を備えている絶縁システム(7)と、絶縁システム(7)の周りに配置されたベッド層(9)と、ベッド層(9)の周りに配置され、長手方向に溶接された波形金属製水バリア(11)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
深海用のダイナミック海底電力ケーブル（１）であって、
導体（５）と、
前記導体（５）の周りに配置され、前記導体（５）の周りに配置された内側半導体層（７ａ）と、前記内側半導体層（７ａ）の周りに配置された絶縁層（７ｂ）と、前記絶縁層（７ｂ）の周りに配置された外側半導体層（７ｃ）とを備えている絶縁システム（７）と、
前記絶縁システム（７）の周りに配置されたベッド層（９）と、
前記ベッド層（９）の周りに配置された長手方向に溶接された波形金属製水バリア（１１）と
を備え、
前記ベッド層（９）は、前記波形金属製水バリア（１１）の波形を満たし、
前記ベッド層（９）は、前記金属製水バリア（１１）に加わる外部静水圧に対する構造的支持を提供するための圧縮応力の開始時における初期剛性と、前記絶縁層（７）の周期的な熱膨張および熱収縮を吸収するために前記圧縮応力が応力しきい値に達したときの前記初期剛性と比べた弾性の増加と、を有する単一層を備え、あるいは
前記ベッド層（９）は、外側層（９ａ）および内側層（９ｂ）を備え、前記外側層は、前記波形を満たし、前記内側層（９ｂ）よりも剛性が高く、前記波形金属製水バリア（１１）に加わる外部静水圧に対する構造的支持を提供し、前記内側層（９ｂ）は、前記絶縁層（７）の周期的な熱膨張および熱収縮を吸収するための弾性を提供する、
ダイナミック海底電力ケーブル（１）。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記ベッド層（９）は、ポリマー発泡体を備える、請求項１に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項３】
前記ポリマー発泡体は、ポリエーテルポリオール、熱可塑性ポリオレフィンエラストマーもしくはエチレンコポリマーなどのポリオレフィン、またはエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、またはシリコーンゴムを含む、請求項２に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項４】
前記ポリマー発泡体は、前記絶縁層（７）の弾性率以下の弾性率を有する、請求項２または３に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項５】
前記ポリマー発泡体の弾性率は、前記絶縁層（７）の弾性率よりも小さい、請求項４に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項６】
前記ポリマー発泡体の弾性率は、前記絶縁層（７）の弾性率の９５％以下、９０％以下、８０％以下、７０％以下、または６０％以下である、請求項４に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項７】
前記ベッド層（９）は、１０から２０ＭＰａの範囲の応力プラトーレベルの応力プラトーを有する圧縮応力－圧縮歪み特性を示す単一層である、請求項１から６のいずれか一項に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項８】
前記応力プラトーは、前記応力しきい値から、０．３から０．５の圧縮歪みの範囲内の点まで延びる、請求項７に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項９】
前記ベッド層（９）は、前記圧縮歪みが０．３から０．５の範囲内の点に達した後に、前記応力プラトーにおける割合よりも高い割合での応力の増加を示す、請求項８に記載のダイナミック海底電力ケーブル（１）。
【請求項１０】
前記内側層（９ｂ）は、前記ポリマー発泡体によって形成される、請求項２から６のいずれか一項に記載のダイナミック海底電力ケーブル（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、ダイナミック海底電力ケーブルに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイナミック海底電力ケーブルは、浮体式風力タービンなどの浮体構造から海底へと吊り下げられる。このようなケーブルは、絶えず続く波動による負荷サイクルに耐えるために、他の海底電力ケーブルよりも良好な疲労特性を有するように設計される。
【０００３】
ダイナミック海底電力ケーブルは、長手方向に溶接された金属シースなどの金属製水バリアを備えてもよい。金属製水バリアは、ケーブルの疲労特性を改善するために、ケーブルの軸方向に沿って波形であってよい。
【０００４】
波形ゆえに、波形の尾根の内面と金属製水バリアの真下のケーブル層との間に間隔が存在し、典型的には、波形の谷の内面と真下のケーブル層との間にも間隔が存在する。
【０００５】
一般的な波形金属製水バリアは、数百バールになり得る深海設備における周囲の静水圧に塑性変形を生じることなく耐えることができない可能性がある。その結果、ダイナミック海底電力ケーブルの疲労特性が悪化する可能性がある。
【０００６】
半径方向の圧力に対抗するために絶縁システムと水バリアとの間に誘電液体を使用する欧州特許第３０８４７７９号明細書に開示の設計や、波形の特定の構成を提供する欧州特許第２８９６０５３号明細書に開示の設計など、高い静水圧に対するより良好な保護を提供する設計が存在する。しかしながら、欧州特許第３０８４７７９号明細書の解決策は、液体として油に頼り、欧州特許第２８９６０５３号明細書の解決策は、数千メートルの深さに耐えることができない可能性がある。
【発明の概要】
【０００７】
金属製水バリアの真下に配置されるベッド層は、さまざまな負荷条件から生じる熱サイクル中の絶縁システムの膨張および圧縮を補償するために充分に軟質／圧縮性でなければならない。しかしながら、そのような弾性は、ベッド層が、金属製水バリアを深海環境における周囲の静水圧に耐えるように内側から支持することができないという結果をもたらす。
【０００８】
本明細書において、深海とは、最大３０００ｍ、４０００ｍ、または５０００ｍの深さなど、周囲の静水圧が１００バール程度である最大数千メートルの深さを意味する。
【０００９】
上記に鑑み、本開示の目的は、先行技術の問題を解決し、あるいは少なくとも軽減するダイナミック海底電力ケーブルを提供することである。
【００１０】
したがって、本開示の第１の態様によれば、深海用のダイナミック海底電力ケーブルであって、導体、導体の周りに配置され、導体の周りに配置された内側半導体層と、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ている絶縁システム、絶縁システムの周りに配置されたベッド層、およびベッド層の周りに配置された長手方向に溶接された波形金属製水バリアを備え、ベッド層は、金属製水バリアの波形を満たし、ベッド層は、波形金属製水バリアに加わる外部静水圧に対する構造的支持を提供するための圧縮応力の開始時における初期剛性と、絶縁層の周期的な熱膨張および熱収縮を吸収するために圧縮応力が応力しきい値に達したときの初期剛性と比べた弾性の増加とを有する単一層を備え、あるいはベッド層は、外側層および内側層を備え、外側層は、波形を満たし、内側層よりも剛性が高く、波形金属製水バリアに加わる外部静水圧に対する構造的支持を提供し、内側層は、絶縁層の周期的な熱膨張および熱収縮を吸収するための弾性を提供する、ダイナミック海底電力ケーブルが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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