JP2021027661A - ケーブルの補修方法及びケーブルの補修構造 - Google Patents

Abstract

【課題】外傷のあるケーブルにおいて、補修後の遮水性と耐電圧性のケーブル性能に優れたケーブルの補修方法及びケーブルを提供する。【解決手段】少なくともケーブル（１）の外被に生じる外傷（Ａ）を補修するケーブル（１）の補修方法において、前記外傷（Ａ）に接着剤（１０）を塗布し、該接着剤（１０）により前記外傷（Ａ）を穴埋めする第１工程と、穴埋めされた前記外傷（Ａ）を覆うとともに、前記ケーブル（１）の外被上に防水パテ（２０）を形成する第２工程と、前記防水パテ（２０）上に遮水シート（３０）を形成する第３工程とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ケーブルの補修方法及びケーブルの補修構造に関する。

高電圧の電力ケーブル線路において使用されるケーブルとして、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル（以下、「ＣＶケーブル」という）が知られている。ＣＶケーブルは、布設及び保守管理の容易性等の観点から多く採用されているが、その長期の使用において、いわゆる水トリーによる絶縁体の劣化が生じるという課題がある。水トリーとは、ポリエチレンのような絶縁体中に微量の水分や異物が侵入し、この水分等が経時変化により絶縁体中を浸透することにより、絶縁劣化（絶縁体の破壊）が生じる現象である。

このような、水トリーの発生を抑制するために、例えば、シースに金属ラミネート層を接着した遮水層付きのケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。遮水層を設けたケーブルにおいては、水分等の進入が防止され優れた遮水性能を発現する。

特開２０１８−４５９２１号公報

しかしながら、ケーブルが敷設されている現場においては稀頻度ながらもケーブルシースを損傷させるいわゆる外傷事象が発生している。このような事象が発生するたびにテープ等による損傷部分を補修することが行われているが、上記遮水層付きのケーブルの補修においては、損傷前の遮水性能を維持するまでには至っていない。従って、ケーブル、特に遮水層付きケーブルにおいては、補修後のケーブル性能維持に課題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外傷のあるケーブルにおいて、補修後の遮水性と耐電圧性等のケーブル性能に優れたケーブルの補修方法及びケーブルの補修構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の態様は、少なくともケーブル外被に生じる外傷を補修するケーブルの補修方法であって、前記外傷に接着剤を塗布し、該接着剤により前記外傷を穴埋めする第１工程と、穴埋めされた前記外傷を覆うとともに、前記ケーブル外被上に防水パテを形成する第２工程と、前記防水パテ上に遮水シートを形成する第３工程とを有する。

また、前記第３工程後に、前記遮水シートを押圧状態で覆う押圧テープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第４工程と、前記押圧テープを覆う防水テープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第５工程とをさらに備えることが好ましい。

また、前記第５工程は、前記押圧テープを覆う第１防水テープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第６工程と、前記第１防水テープを覆う第２防水テープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第７工程と、を有することが好ましい。

また、前記第２防水テープは、ＰＶＣテープであることが好ましい。

また、前記押圧テープは、自己融着テープであることが好ましい。

また、前記第２工程と前記第３工程とは、前記第２工程及び前記第３工程を１セットとして複数セット繰り返されることが好ましい。

また、前記遮水シートは、アルミニウムシートであることが好ましい。

また、本発明に係る第２の態様は、少なくともケーブル外被に生じた外傷が補修されたケーブルの補修構造であって、前記外傷に塗布され、前記外傷を穴埋めする接着部と、前記接着部を覆うとともに前記ケーブル外被上に形成される防水パテと、前記防水パテ上に形成される遮水シートとを有する。

本発明に係る態様によれば、外傷部分に埋められた接着剤に防水パテと遮水シートを重ねることにより、優れた遮水性能を発現することができる。

本発明の実施の形態に係るケーブルの補修方法に適用する例示のＣＶケーブルの構成を表す断面図である。 本発明の実施の形態に係るケーブルの補修方法により実現される補修されたケーブルの概略を表す断面図である。 本発明の実施の形態に係るケーブルの補修方法において、（ａ）ケーブルの外傷部分に接着剤を塗布した状態を表す斜視図であり、（ｂ）接着剤を塗布した部分を覆うとともにケーブル外被上に防水パテを形成した状態を表す斜視図であり、（ｃ）防水パテ上にアルミニウムシートを形成した状態を表す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るケーブルの補修方法において、（ａ）アルミニウムシートの外周上に防水パテを形成した状態を表す斜視図であり、（ｂ）防水パテ上にアルミニウムシートを形成した状態を表す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るケーブルの補修方法において、（ａ）ケーブルの外周に自己融着テープを巻き付けてアルミニウムシートが形成された部分を覆う状態を表す斜視図であり、（ｂ）自己融着テープ上に防水シートを巻き付けた状態を表す斜視図であり、（ｃ）防水シート上にＰＶＣシートを巻き付けた状態を表す斜視図である。

本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の形態をとり得る。

＜ケーブルの構成＞
図１を用いて、本実施の形態に係るケーブルの補修方法に適用するケーブルの構成について説明する。図１に示すように、ケーブル１は、例えば遮水層付きのＣＶケーブルであり、中心に位置する導体２と、該導体２から径外側に向けて順に、内部半導電層３と、絶縁層４と、外部半導電層５と、遮蔽層６と遮水層７と、接着層８、防食層９とを有する。

導体２は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などから構成される。導体２は、単線あるいは撚り線のいずれによって形成されていてもよい。
内部半導電層３は、導体２上に形成され、例えば、ポリエチレンやエチレンコポリマーなどにカーボンブラック等の導電性付与剤を配合した半導体性の組成物から形成されたものである。
絶縁層４は、内部半導電層３上に形成され、例えば、架橋ポリエチレン樹脂などの樹脂組成物が適用される。
外部半導電層５は、絶縁層４上に形成され、内部半導電層３と同様に半導電性の組成物から形成されたものである。
遮蔽層６は例えば、単線やテープ状の金属等で構成されるものであり、銅やアルミニウムが上げられる。遮水層７は、例えば、円筒状の金属等で構成されるものであり、アルミニウム、鉛等が上げられる。
接着層８は、遮水層７と防食層９とを接着させるものであり、例えば、ホットメルト接着剤からなるものが挙げられる。
防食層９は、ケーブル１の外被を構成するものであり、接着層８を介して遮水層７上に形成され、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が適用される。
なお、上記した導体２、内部半導電層３、絶縁層４、外部半導電層５、遮水層７、接着層８及び防食層９の構成はあくまで例示であり、一般の電力ケーブルにおいて採用される種々の材質、組成物等が適用される。

＜ケーブルの補修＞
図２〜図４を用いて、ケーブルの補修方法について説明する。本実施の形態においては、ケーブル１を構成する遮水層７、接着層８及び防食層９に外傷Ａが発生した場合におけるケーブルの補修方法について説明する。

（ケーブルの補修構造）
図２を用いて、本実施の形態に係るケーブルの補修方法によって実現される補修後のケーブルの構成（ケーブルの補修構造）について説明する。補修後のケーブル１は、遮水層７、接着層８及び防食層９において生じる外傷Ａを埋める接着剤１０と、接着剤１０及び防食層９の一部を覆う防水パテ２０と、防水パテ２０を覆う遮水シート３０とを有する。

接着剤１０は、ケーブル１の外傷Ａに対して塗布することにより、外傷Ａ（凹み）を防食層９の表面に達するまで埋められる。接着剤１０は、特に限定されず一般に使用される接着剤が適用されるが、補修後のケーブル１における絶縁性能を維持する観点からは、防食層９と同等の絶縁性能を有しているものが好ましい。接着剤１０によって外傷Ａが埋められることにより、既存のケーブル１と同等の耐電圧性能を維持することができる。

防水パテ２０は、外傷Ａに埋められ防食層９の表面に達した接着剤１０と接着剤が塗布された周辺領域を含めた領域とを覆うように塗布される。これにより、ケーブル１の軸方向に平行な方向に対する水分等の侵入が防止される。また、防水パテ２０は、後述する遮水シート３０とケーブル１の防食層９とを接着するための接着機能を有する。防水パテ２０は、特に限定されず、一般に使用される防水用のパテ及びパテに相当する材料が適用される。

遮水シート３０は、塗布された防水パテ２０を覆うように防食層９上に貼り付けられる。これにより、ケーブル１の軸方向に垂直な方向に対する水分等の侵入が防止される。遮水シート３０は、遮水性の観点から、例えば、アルミニウム等の金属箔で構成されている。遮水シート３０は、アルミニウム等の金属箔に限られず、要求される遮水性能を満たすものであれば各種材質のものが適用される。

上記のように、外傷Ａに対して塗布された接着剤１０へ水分等が進入することを防止するために、防水パテ２０と遮水シート３０とからなる多層構造とすることにより、ケーブル１の軸方向に平行な方向及び軸方向と垂直な方向に対する遮水性能が高められる。

また、上記防水パテ２０及び遮水シート３０は、一層ずつ形成される場合に限られず、複数層形成される場合にも適用される。例えば、防水パテ２０上に遮水シート３０が形成された状態において、遮水シート３０上に遮水シート３０の周囲に沿って枠状に防水パテ２０を塗布し、さらに塗布された枠状の防水パテ２０上に遮水シート３０が貼り付けられる構成としてもよい（図４参照）。このような構成とすることにより、上層の遮水シート３０は、下層の遮水シート３０と切り離され、ケーブル１の移動に追従できるようになる。

（ケーブルの補修方法）
図３〜図５を用いて、ケーブルの補修方法について説明する。本実施の形態においては、複数本からなるケーブル束の内の１つのケーブル１において生じた外傷Ａを補修する方法について説明する。
図３（ａ）に示すように、ケーブル１の外被において、遮水層７、接着層８及び防食層９を貫通して生じる複数箇所の外傷Ａ（凹み）にそれぞれ接着剤１０が塗布される。接着剤１０は、防食層９の表面に達するまで塗布される。これによって、外傷Ａが接着剤１０により完全に埋められ、外傷Ａの発生により露出状態であった遮水層７が外部と遮断される。

次いで、図３（ｂ）に示すように、上記接着剤１０が塗布された接着部分に対する遮水性能を高めるために、接着剤１０が塗布された部分をすべて覆うようにケーブル１の防食層９上に防水パテ２０が塗布される。これにより、接着剤１０が塗布された部分が防水パテ２０によって隙間なく覆われるので、ケーブル１の軸方向に平行な方向における、外傷Ａを覆う接着部分への水分等の進入が防止される。

次いで、図３（ｃ）に示すように、防食層９表面に塗布された防水パテ２０上に遮水シート３０としてアルミニウムシート３０が貼り付けられる。防水パテ２０は接着機能を有しているので、アルミニウムシート３０は遮水シート３０上に接着・固定される。これにより、ケーブル１の軸方向に垂直な方向における、外傷Ａを覆う接着部分への水分等の進入が防止される。

以上の工程に基づいて外傷Ａを有するケーブル１の補修を行うことにより、外傷Ａに塗布された接着剤１０が防水パテ２０とアルミニウムシート３０との多層構造によって覆われる。これにより、外傷Ａが発生する前のケーブル１と同等の遮水性能、耐電圧性能を有するケーブルの補修構造（図２）が得られる。

上記ケーブルの補修方法では、防水パテ２０及び遮水シート（アルミニウムシート）３０を一層ずつ形成することとしたが、防水パテ２０と遮水シート３０とを１セットとしてこれを複数セット繰り返して形成する構成とすることもできる。具体的には、図４に示すようなケーブル１の補修構造に係る構成とすることができる。

図４（ａ）に示すように、上記工程により防食層９上に遮水シート（アルミニウムシート）３０が貼り付けられた状態（図３（ｃ）参照）において、遮水シート（アルミニウムシート）３０の外周上に全周にわたって防水パテ２１が塗布される。

次いで、図４（ｂ）に示すように、塗布された防水パテ２１上にアルミニウムシート３１が貼り付けられる。防水パテ２１は接着機能を有するので、アルミニウムシート３１はその外周部分が防水パテ２１上に接着され固定される。一方、アルミニウムシート３１の外周以外の部分は防水パテ２１に固定されていない。このような構成とすることにより、上層のアルミニウムシート３１が、下層のアルミニウムシート３０といわゆる縁切りされた状態となるので、上層のアルミニウムシート３１はケーブル１の移動に追従することができる。

以上のようにケーブルの補修を行うことにより、防水パテとアルミニウムシートとの多層構造を複数セット（防水パテ２０及びアルミニウムシート３０、防水パテ２１及びアルミニウムシート３１）形成する補修構造となり、上記遮水性能、耐電圧性能の向上に加えて、ケーブル１の移動に対する追従性も向上させることができる。なお、上記構成では、上層の防水パテ２１及びアルミニウムシート３１の多層構造において、防水パテ２１が下層のアルミニウムシート３０の外周のみに塗布される例について説明したが、これに限られない。下層のアルミニウムシート３０の全面に防水パテ２１が塗布される構成も適用される。

また、本実施の形態に係るケーブルの補修方法においては、補修後におけるケーブル１の遮水性能等をさらに向上させるために、図５に示すように、補修箇所に対してテープを巻き付ける構成とすることができる。以下では、図４（ｂ）に示した防水パテとアルミニウムシートとからなる多層構造を２セット（防水パテ２０及びアルミニウムシート３０、防水パテ２１及びアルミニウムシート３１）形成したケーブル１の補修構造に対して、テープを巻き付ける構成について説明する。

図５（ａ）に示すように、遮水シート（アルミニウムシート）３０，３１及び防水パテ２０，２１が二層ずつ形成された状態（図４（ｂ）参照）において、自己融着テープ４０が補修部分を覆い且つ複数本のケーブル１を束ねるようにハーフラップ状に１層巻き付けられる。これにより、ケーブル１は自己融着テープ４０により押圧状態で巻き付けられるので、外傷Ａの保護に寄与する下層アルミニウムシート３０に対して十分な面圧が確保され、補修構造が安定的に保たれる。なお、ケーブル１に巻き付けられる自己融着テープは、特に限定されず、一般に使用されるものが適用される。

次いで、図５（ｂ）に示すように、巻き付けられた自己融着テープ４０上に、自己融着テープ４０を覆うように、防水テープ５０がハーフラップ状に巻き付けられる。これにより、ケーブル１の補修構造の遮水性能がより高められる。ケーブル１に巻き付けられる防水テープ５０は、特に限定されず、一般に使用されるものが適用される。なお、防水テープ５０は、要求される遮水性能に応じて、省略することができる。

次いで、図５（ｃ）に示すように、巻き付けられた防水テープ５０上に、防水テープ５０を押圧状態で覆うように、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）テープ６０がハーフラップ状に２層巻き付けられる。ＰＶＣテープ６０は、防水機能を有している。これにより、ケーブル１の補修構造の遮水性能がより高められるとともに、補修部分に対して押圧力が付与されるため、ケーブル１の補修構造がより安定的に維持される。なお、本実施の形態では、ＰＶＣテープ６０を用いたが、これに限られず、ケーブルの補修構造の遮水性能が高められるものであれば、他の材質に基づくテープを適用することもできる。

以下、本発明の実施の形態に係る実施例について説明する。なお以下の実施例は、本発明に係る態様を説明する例示にすぎず、本発明は当該実施例に限定されるものではない。

（実施例）
本実施例では、本実施の形態に係る補修方法による遮水性能を検証するために、外傷を形成したケーブルに本実施の形態に係る補修方法を適用し、ケーブルの遮水性能の指標である透湿度を測定する試験を行った。具体的には、新品の遮水層付きの１００ｍｍ^２ケーブルの絶縁体等を抜き出し、防食層、接着層及び遮水層からなる筒状体に対してドリルを用いて１．５ｍｍの貫通孔（外傷）を設けることにより、模擬ケーブルを作製した。

外傷を形成した上記模擬ケーブルに対して以下の工程（ｉ）〜（vii）を経てケーブルの補修を実施した。
（ｉ）形成された外傷に接着剤を塗布し、接着剤が防食層の表面に到達するまで外傷を穴埋めした（図３（ａ）参照）。
（ii）工程（ｉ）で塗布された接着剤を覆うように防水パテを防食層表面に貼り付けた（図３（ｂ）参照）。
（iii）工程（ii）で形成された防水パテ上にアルミニウムシートを貼り付けた（図３（ｃ）参照）。
（iv）工程（iii）で形成されたアルミニウムシートの外周に全周にわたって防水パテを貼り付けた（図４（ａ）参照）。
（ｖ）工程（iv）で形成された防水パテ上にアルミニウムシートを貼り付けた（図４（ｂ）参照）。
（vi）工程（ｖ）で形成されたアルミニウムシートを押圧状態で覆うように自己融着テープをケーブルの周方向に巻き付けた（図５（ａ）参照）。
（vii）工程（vi）で巻き付けられた自己融着テープを押圧状態で覆うようにＰＶＣテープをケーブルの周方向に巻き付けた（図５（ｃ）参照）。

（比較例）
上記実施例と同じ方法により、新品の遮水層付きの１００ｍｍ^２ケーブルの絶縁体等を抜き出し、防食層、接着層及び遮水層からなる筒状体に対してドリルを用いて１．５ｍｍの貫通孔（外傷）を設けることより、模擬ケーブルを作製した。比較例においては、実施例のようなケーブルの補修は行わずに、模擬ケーブルのままの状態とした。

（透湿度試験）
上記実施例及び比較例に係るケーブルにおいて、模擬ケーブル長さを約０．３ｍに調整し、筒状態となったケーブル両端に、銅製の端末キャップを取り付ける。端末キャップには水分量変化を観測できる露点計のセンサー部が配置されており、これを６０℃の温水中で３０日間浸漬し、３０日後の水分量を露点計にて測定することにより、次式に基づき透湿度Ｐを測定した。

［式１］
Ｐ＝Ｑ／（２π・Ｌ・ｔ・ｄ）・ｌｎ（Ｒ_２／Ｒ_１）・・・（ｇ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ））
Ｑ：透過水分量（ｇ）
ｄ：飽和水蒸気圧（ｍｍＨｇ）
Ｌ：試料長（ｃｍ）
Ｒ_１：遮水層内径（ｃｍ）
Ｒ_２：シース（防食層）外径（ｃｍ）
ｔ：試験時間（ｄａｙ）

透湿度試験の結果において、透湿度値が、設計基準として要求される透湿度値５．１×１０^−１０ｇ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）以下である場合には「○」と評価し、それ以外の場合には「×」と評価した。

上記実施例及び比較例について、透湿度試験を行った結果を表１に示す。

透湿度試験の結果、実施例に係る補修された模擬ケーブルにおいては、上記試験の３０日後の透湿度値が６．８×１０^−１１ｇ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であり、設計基準として要求される透湿度値５．１×１０^−１０ｇ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）を満たす結果が得られた。さらに、実施例における透湿度値は、同条件で実験を行った新品の遮水層付きケーブルにおける透湿度値２．１×１０^−１１ｇ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）と同程度となり本補修方法の有効性が確かめられた。
一方、比較例に係る模擬ケーブル（補修を行わない模擬ケーブル）においては、透湿度試験の開始直後に試料内に水が侵入し測定不可の状態となった。

上記実施の形態においては、遮水層付きのＣＶケーブルを例に挙げてケーブルの補修方法及びケーブルの補修構造について説明したが、これに限られない。適用されるケーブルは、遮水層がないケーブルやその他電力ケーブルにも適用される。
また、上記実施の形態においては、補修の対象が遮水層７、接着層８及び防食層９において外傷Ａを有するケーブル１である場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。補修対象となるケーブルは、防食層９のみに外傷Ａを有するものなど、特に遮水層を含む遮水層よりも外側の構成部材において外傷Ａを有するものが、外傷Ａの位置や大きさにかかわらず、適用される。一方、遮水層よりも内側の構成部材において外傷Ａを有するケーブルを補修する場合には、上記実施の形態とは異なる方法で補修を行う必要があるが、上記実施の形態に係る補修方法及び補修構造が適用されてもよい。

１ ケーブル
２ 導体
３ 内部半導電層
４ 絶縁層
５ 外部半導電層
６ 遮蔽層
７ 遮水層
８ 接着層
９ 防食層
１０ 接着剤
２０ 防水パテ
２１ 防水パテ
３０ 遮水シート（アルミニウムシート）
３１ 遮水シート（アルミニウムシート）
４０ 自己融着テープ
５０ 防水テープ
６０ ＰＶＣテープ
Ａ 外傷

Claims (8)

1. 少なくともケーブルの外被に生じる外傷を補修するケーブルの補修方法において、
   前記外傷に接着剤を塗布し、該接着剤により前記外傷を穴埋めする第１工程と、
   穴埋めされた前記外傷を覆うとともに、前記ケーブル外被上に防水パテを形成する第２工程と、
   前記防水パテ上に遮水シートを形成する第３工程と、
   を備えることを特徴とするケーブルの補修方法。
2. 前記遮水シートは、アルミニウムシートであることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの補修方法。
3. 前記第３工程後に、前記遮水シートを押圧状態で覆う第１のテープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第４工程と、
   前記第１のテープを押圧状態で覆う第２のテープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第５工程と、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブルの補修方法。
4. 前記第１のテープは、自己融着テープであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のケーブルの補修方法。
5. 前記第２のテープは、ＰＶＣテープであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のケーブルの補修方法。
6. 前記第４工程と前記第５工程との間において、
   前記第１のテープを覆う防水テープを前記ケーブルの外周に巻き付ける第６工程をさらに備え、
   前記第５工程においては、前記防水テープを押圧状態で覆う第２のテープを前記ケーブルの外周に巻き付けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のケーブルの補修方法。
7. 前記第２工程と前記第３工程とは、前記第２工程及び前記第３工程を１セットとして複数セット繰り返されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のケーブルの補修方法。
8. 少なくともケーブル外被に生じた外傷が補修されたケーブルの補修構造において、
   前記外傷に塗布され、前記外傷を穴埋めする接着部と、
   前記接着部を覆うとともに前記ケーブル外被上に形成される防水パテと、
   前記防水パテ上に形成される遮水シートと、
   を備えることを特徴とするケーブルの補修構造。

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