专利名称：电力用直流同轴线缆的回路导体的连接方法
技术领域：
本发明涉及一种具有与中心的主导体同轴的回路导体的电力用同轴线缆间的连接部上的回路导体的连接方法以及电力用直流同轴线缆的连接部。
背景技术：
图17表示电力用直流同轴线缆的一例。该直流同轴线缆A的中心具有主导体1， 其外侧依次同轴设有内部半导体层2、主绝缘层3、外部半导电层4、回路导体5、回路内部半导电层6、回路绝缘层7、回路外部半导电层8、铅包层9和防腐层10 (参照专利文献1的图 1)。主导体1至外部半导电层4构成了线缆芯11。通过将多条回路导体芯线 (return-conductor wire)(铜线)同心绞合(strand)在线缆芯11的外围，形成回路导体 5。回路导体芯线的绞合方法有绞合方向不变的单一方向绞合(螺旋缠绕)；和按照规定间距颠倒绞合方向的SZ绞合(参照专利文献1的图2)。在连接这种同类的直流同轴线缆时，必须在线缆连接部进行回路导体连接。目前已知的回路导体连接方法，是将回路导体芯线逐根对焊的方法。图18-1、18-2，表示单方向将回路导体芯线12绞合在线缆芯11上的情况下的回路导体5的连接状态，图18-3表示回路导体芯线12被SZ绞合的情况下的回路导体5的连接状态，符号13是回路导体芯线12 的焊接部。电力用直流同轴线缆的主导体与回路导体的截面积，根据线缆被铺设的环境来设计，按照以下方式来决定在额定电流流至主导体和回路导体时，整个长度范围内的线缆不超过主导体的最高允许温度(例如90°C )和回路导体的最高允许温度(例如75°C )。此外，直流同轴线缆的连接部，由连接部中心的主导体连接部、其外侧的连接主绝缘层间的增强主绝缘层、其外侧的回路导体连接部、其外侧的连接回路绝缘层间的增强回路绝缘体、其外侧的金属外皮连接部等构成。专利文献1 特开平11-111071对于回路导体的构成(线直径和线根数)相同的各直流同轴线缆的回路导体连接，虽然可以使用现有的将回路导体芯线逐根对焊的方法，但以往的连接方法存在以下问题如果回路导体芯线根数很多，焊接次数就会增多，焊接作业时间就会变长。此外，对于回路导体芯线根数不同的同类直流同轴线缆间的回路导体的连接，不能应用以往的将回路导体芯线逐根对焊的方法。也就是说，在回路导体芯线根数较多的直流同轴线缆的一方，会产生无法与对方连接的多余的回路导体芯线。此外，在线缆芯或连接部的外部半导电层上焊接回路导体芯线的情况下，会出现以下问题焊接时所产生的热会对线缆的外部半导电层和主绝缘层，以及连接部的外部半导电层和增强主绝缘层造成热损伤。为了解决上述问题，可以考虑以下方法使用对回路导体芯线进行SZ绞合得到的直流同轴线缆，如图18-3所示，使将要焊接的回路导体芯线离开线缆芯或连接部的外部半导电层进行焊接，焊接后再将回路导体芯线恢复到SZ绞合的状态。但该方法仅适用于对回路导体芯线进行SZ绞合的直流同轴线缆间的连接。此外，由于对回路导体芯线进行SZ绞合的直流同轴线缆与对回路导体芯线进行单向绞合的直流同轴线缆相比，生产效率低、成本高，所以仅仅为了回路导体芯线的焊接，就将回路导体芯线进行SZ绞合，并非上策。另一方面，连接部的增强主绝缘层和增强回路绝缘体，分别形成得比线缆部的主绝缘层和回路绝缘层更厚。所以，直流同轴线缆连接部的半径方向的热阻，比线缆部的半径方向的热阻更大。例如，对各直流同轴线缆进行直径与线缆部几乎相同(准同径)的完成工序的工厂内连接部(FJ=Factory Joint)，虽然与线缆部具有几乎相同的结构，然而连接部在半径方向的热阻比线缆部更大。此外，直流同轴线缆的连接部，在外侧设置金属制或塑料制连接管(或保护管)的情况下，通常，在回路绝缘层和增强回路绝缘体与连接管之间填充防水用(或绝缘用)化合物。在这种方式的连接部中，半径方向的热阻会进一步增大。直流同轴线缆中，除主导体之外回路导体中也流有额定电流，所以，主导体与回路导体双方都会成为发热源，直流同轴线缆的连接部在半径方向的热阻的增大，成为连接部温度上升的主要原因。再有，对于直流同轴线缆的连接，除了像工厂内连接部那样将结构相同的直流同轴线缆连接的情况，还存在连接结构不同的直流同轴线缆的情况。例如，对于在海底铺设的海底用直流同轴线缆和在陆地上铺设的陆地用直流同轴线缆，由于铺设环境不同，所以主导体截面积和回路导体截面积也就各不相同。当进行这种海底用直流同轴线缆与陆地用直流同轴线缆的连接时(由于通常是在岸边连接，所以称岸边连接部)，连接部内的主导体和回路导体的发热量在连接部长边方向上会有所不同，在主导体截面积和回路导体截面积较小一方的线缆侧，发热量较大。所以，存在以下隐忧直流同轴线缆连接部在半径方向上的热阻的增大，会引起连接部内温度的显著上升。另外，由于直流同轴线缆的回路导体，通过将回路导体芯线紧密地同心绞合而形成，所以，相邻的回路导体几乎会相接。相反，在直流同轴线缆的连接部，由于连接部的增强主绝缘层的外径大于线缆的主绝缘层的外径，所以，位于连接部的增强主绝缘层外侧的回路导体与线缆部的回路导体相比，相邻的回路导体芯线的间隔会变宽。回路导体芯线的间隔若变宽，会出现以下问题电磁屏蔽特性不够充分。此外，可以认为，一旦回路导体芯线之间形成间隙，经相邻的各回路导体芯线的电流的流动几乎消失，所以，在线缆连接部，当流动在各回路导体芯线中的电流值产生不均衡时，有可能使电流集中在部分的回路导体芯线中，产生异常发热。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种直流同轴线缆的回路导体的连接方法，可以缩短焊接回路导体芯线的作业时间，同时也可以用于回路导体芯线根数不同的直流同轴线缆间的回路导体连接。此外，本发明的另一目的在于提供一种直流同轴线缆的回路导体的连接方法，在焊接回路导体时，不会对线缆部的外部半导电层和主绝缘层，以及连接部的外部半导电层和增强绝缘层造成热损伤。
此外，本发明的再一目的在于，抑制直流同轴线缆连接部上的温度上升，特别是抑制回路导体截面积不同的直流同轴线缆的连接部上的温度上升。此外，本发明的再一目的在于，防止直流同轴线缆连接部上电磁屏蔽特性的降低， 同时，防止回路导体的异常发热。为了解决上述课题而达到目的，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法，是在中心具有主导体、其外侧具有主绝缘层、其外侧具有同心绞合多条回路导体芯线而成的回路导体的电力用直流同轴线缆间的连接部中连接上述回路导体的方法，其中，分别将双方的直流同轴线缆的回路导体芯线每几根为一单位地相邻排列，形成各个回路导体芯线束，在将双方的回路导体芯线束的前端部对接的形态下焊接。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法对于上述发明的特征在于，所述要连接的回路导体芯线束的宽度差，不足组成宽度较大一方的芯线束的芯线的直径的2倍。在本发明中，所谓“芯线的直径”这一表述，还涵盖了“芯线宽度”的意思。也就是说，在芯线截面为非圆形的情况下，将所要连接的回路导体芯线束的宽度差设为不足组成宽度较大一方的芯线束的芯线宽度的2倍。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法，是在中心具有主导体、 其外侧具有主绝缘层、其外侧具有同心绞合多条回路导体芯线而成的回路导体的电力用直流同轴线缆间的连接部中连接上述回路导体的方法，其中，分别将双方的直流同轴线缆回路导体芯线每几根为一单位地相邻排列，形成各个回路导体芯线束，将双方的回路导体芯线束的前端部分别与另外准备的中继导体焊接，来连接各回路导体芯线束。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法对于上述发明的特征在于，所述中继导体，是对每个所述要连接的回路导体芯线束另外准备的导线芯线束。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法对于上述发明的特征在于，所述中继导体，是对每个所述要连接的回路导体芯线束另外准备的铜板或铜带。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法，是在中心具有主导体， 其外侧具有内部半导电层、主绝缘层、外部半导电层，其外侧具有同心绞合多条回路导体芯线而成的回路导体的电力用直流同轴线缆间的连接部中连接上述回路导体的方法，其中， 在进行回路导体焊接连接的区域的外部半导电层上设置缓冲层，在该缓冲层上进行回路导体的焊接连接。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法对于上述发明的特征在于，将所述缓冲层形成在线缆的外部半导电层上。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的连接部，其回路导体的截面积不同，其特征在于，回路导体截面积较大一方的直流同轴线缆的回路导体，被配置成通过连接部的增强主绝缘层的外围，双方的直流同轴线缆的回路导体连接部，位于回路导体截面积较小一方的直流同轴线缆的外部半导电层的外围。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的连接部，其回路导体的截面积不同，其特征在于，作为回路导体截面积较小一方的直流同轴线缆的第一直流同轴线缆的回路导体、和作为回路导体截面积较大一方的直流同轴线缆的第二直流同轴线缆的回路导体，通过截面积为所述第二直流同轴线缆的回路导体截面积以上的中继导体而连接，所述中继导体被配置成通过连接部的增强主绝缘层的外围，第一直流同轴线缆的回路导体和所述中继导体间的连接部位于第一直流同轴线缆的外部半导电层的外围，第二直流同轴线缆的回路导体和所述中继导体间的连接部，位于第二直流同轴线缆的外部半导电层的外围。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的连接部，具有回路导体，其特征在于，各回路导体通过截面积为回路导体截面积以上的中继导体而连接，所述中继导体，被配置成通过连接部的增强主绝缘层的外围，回路导体和中继导体间的连接部，位于直流同轴线缆的外部半导电层的外围。此外，本发明的电力用直流同轴线缆的连接部，中心具有主导体，其外侧具有内部半导电层、主绝缘层、外部半导电层，其外侧具有同心绞合多条回路导体芯线而成的回路导体，其特征在于，在位于连接部的紧挨回路导体的正下方或正上方，沿全周设置金属层。根据本发明，可以使回路导体的构成(芯线根数)不相同的各直流同轴线缆的回路导体容易地连接。此外，对于回路导体构成相同的直流同轴线缆间的回路导体连接，也可以缩短其连接作业时间。此外，根据本发明，焊接回路导体时所产生的热，不会对直流同轴线缆的外部半导电层和主绝缘层，以及连接部的外部半导电层和增强主绝缘层造成热损伤。此外，在焊接回路导体时，也不会对直流同轴线缆的外部半导电层和主绝缘层，以及连接部的外部半导电层和增强主绝缘层造成外伤。此外，对于直流同轴线缆的连接部，由于线缆部的外部半导电层的外径比连接部的外部半导电层的外径小，所以，如果利用该外径差，在线缆部的外部半导电层上形成缓冲层，就可以将直流同轴线缆连接部的外径控制得较小，同时，提高回路导体的连接使用性。如果进一步将缓冲层至连接部的外部半导电层的外径做成一样的话，减少回路导体弯曲的优点就会呈现。此外，根据本发明，由于回路导体的截面积在直流同轴线缆连接部的长边方向的大部分上变大(回路导体的电阻变小)，所以连接部内回路导体通电引起的发热量就会减少，可以抑制连接部的温度上升。此外，根据本发明，即便回路导体芯线间的间隙变宽，也可以由金属层来补足电磁屏蔽特性的降低。此外，由于上述金属层与多个回路导体芯线是电接触的，所以金属层成为电流通路，每个回路导体芯线中的电流就会分布均勻，同时，回路导体电阻降低。由此，可以抑制直流同轴线缆连接部上的回路导体的发热，抑制温度的上升。
图1是使用本发明实施方式1的回路导体连接方法的电力用直流同轴线缆连接部的要部纵切面图和部分剖面图。图2是说明本发明实施方式1的回路导体连接方法的说明图。图3是说明本发明实施方式2的回路导体连接方法的说明图。图4-1是表示将图3的回路导体连接方法中的回路导体芯线束的前端部的对接的状态和焊接的状态的平面图。图4-2是表示将图3的回路导体连接方法中的回路导体芯线束的前端部的对接的状态和焊接的状态的正面图。图5是说明本发明实施方式3的回路导体连接方法的说明图。图6是说明本发明实施方式4的回路导体连接方法的说明图。
图7是说明本发明实施方式5的回路导体连接方法的说明图。图8-1是说明本发明实施方式2的变形例的回路导体连接方法的说明图。图8-2是说明本发明实施方式3的变形例的回路导体连接方法的说明图。图8-3是说明本发明实施方式4的变形例的回路导体连接方法的说明图。图9是使用本发明实施方式6的回路导体连接方法的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图和部分剖面图。图10是本发明实施方式7的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图和部分剖面图。图11-1是表示本发明第四实施例的主导体温度分布和回路导体温度分布的图线。图11-2是表示本发明比较例的主导体温度分布和回路导体温度分布的图线。图12是本发明实施方式8的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图和部分剖面图。图13是本发明实施方式9的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图。图14是本发明实施方式10的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图。图15是本发明实施方式11的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图。图16是本发明实施方式12的直流同轴线缆连接部的要部纵切面图。图17是表示电力用直流同轴线缆的一例的横截面图。图18-1是表示以往的直流同轴线缆的回路导体连接方法的说明图。图18-2是表示以往的直流同轴线缆的回路导体连接方法的说明图。图18-3是表示以往的直流同轴线缆的回路导体连接方法的说明图。图中Ula Ib-主导体，2、2a 2c、2ab_内部半导电层，3、3a 3b_主绝缘层，4、 4a 4c-外部半导电层，5、5a 5c_回路导体，6-回路内部半导电层，7、7a 7b_回路绝缘层，8-回路外部半导电层，9、9a 9b-铅包层，10、10a IOc-防腐层，11-线缆芯，12、 12a 12c-回路导体芯线，13,21-焊接部，22-增强主绝缘层，23、23b、23c_缓冲层，24a 24e-回路导体芯线束，25、25b、25c-焊接部，26-中继导体芯线束，26a-中继导体，27-铜带， 28-外部半导电层，28a-锥形端部，29-增强回路绝缘体，30-铅包层，31-防腐层，32-金属层，121-套筒，A D-直流同轴线缆，P、PUP2-区域。
具体实施例方式下面，参照附图，对本发明的电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法以及电力用直流同轴线缆的连接部的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不被该实施方式所限定。(实施方式1)图1是使用本发明实施方式1的回路导体连接方法的电力用直流同轴线缆连接部的要部纵切面图和部分剖面图。要连接的各直流同轴线缆A、B，分别具有与图17所示构造相同的构造，依次将防腐层10a、10b、铅包层9a、9b、回路绝缘体7a、7b、外部半导电层4a、 4b、主绝缘层3a、3b层层剥离，使前端露出主导体la、lb，使主导体la、lb间焊接。符号21 是主导体la、Ib的焊接部。主导体la、Ib及其焊接连接部21，通过跨两线缆的主绝缘层3a、 3b形成的增强主绝缘层22而绝缘。此外，在一方的直流同轴线缆A的外部半导电层4a上设有缓冲层23，外径几乎与增强主绝缘层22相同，该缓冲层23上连接有两个线缆回路导体5a、5b。关于缓冲层23，之后详细叙述。图2表示本实施方式1的回路导体5a、5b的连接方法。该连接方法，使双方的直流同轴线缆A、B双方的回路导体芯线12a、12b以每几根为单位相邻的方式排列，形成回路导体芯线束24a、24b，使双方的回路导体芯线束24a、24b的前端部在缓冲层23上收拢，在对接的状态下进行焊接。符号25是焊接部。采用这种连接方法，可以保持回路导体连接部的平滑性，抑制局部高电场部的产生。此外，与以往的将回路导体芯线逐根焊接的方法相比，可以缩短焊接时间。另外，在不设置缓冲层23的情况下，也可以将回路导体芯线束24a、24b焊接在外部半导电层4a上、即直流同轴线缆A的线缆芯上。(实施方式2)虽然上述实施方式1，是要连接的直流同轴线缆的回路导体芯线的根数和线径都相同的情况，但对于回路导体芯线的根数和线径不同的情况，本发明也可以进行回路导体的连接。图3是本发明实施方式2的回路导体芯线的根数和线径不同情况下的连接方法的说明图。本实施方式2，是在实施方式1中，将直流同轴线缆A置换成回路导体芯线的根数和线径不同的直流同轴线缆C。另外，由于其它构成都与实施方式1相同，所以相同的部分就附加了相同的符号。本实施方式2，对构成各回路导体芯线束24b、24c的芯线根数进行调整，使要连接的直流同轴线缆B、C双方的回路导体芯线束的数量相同。在此基础上，使回路导体芯线12b、12c以调整后的根数为单位相邻的方式排列，形成回路导体芯线束24b、24c， 使双方的回路导体芯线束24b、24c的前端部如图4-1、4-2所示那样在缓冲层23上收拢，在对接的状态下进行焊接。符号25是焊接部。(实施方式3)图5是说明本发明实施方式3的回路导体连接方法的说明图。该连接方法，虽然在使双方的直流同轴线缆B、C的回路导体芯线12b、12c以每几根为单位相邻的方式排列， 形成回路导体芯线束24b、24c这一点，与上述实施方式2相同，但为将双方回路导体芯线束 24b、24c的前端部，分别与另外准备的中继导线束26焊接，使各回路导体芯线束24b、24c连接。上述回路导体的连接方法中，与直接焊接直流同轴线缆B和直流同轴线缆C的回路导体芯线束的情况相比，更容易调整回路导体芯线束前端部的焊接位置。此外，对要连接的回路导体芯线束的构成(线径和线数)不同的情况，也可以进行连接。在这种情况下，插入的中继导体芯线束26的截面积，被设为要连接的直流同轴线缆B和直流同轴线缆C的回路导体芯线束的截面积之中较小一方的截面积以上。这样，可以将电流流向回路导体时的回路导体连接部的发热量，控制不大于直接焊接各回路导体芯线束之间时的发热量。(实施方式4)图6是说明本发明实施方式4的回路导体连接方法的说明图。该实施方式与实施方式3的不同点在于，铜带27被用作中继导体。由于其它构成都与实施方式5相同，所以相同的部分就附加了相同的符号。在这种情况下，为了抑制电流流向回路导体时的回路导体连接部上的发热，插入的铜带27的截面积，被设为要连接的直流同轴线缆B和直流同轴线缆C的回路导体芯线束的截面积中较小一方的截面积以上。另外，也可以使用铜板来替代铜带27。(实施方式5)图7是说明本发明实施方式5的回路导体连接方法的说明图。该实施方式5，在实施方式1中，将要连接的直流同轴线缆A、B分别置换成回路导体芯线12被SZ绞合得到的直流同轴线缆D、E。在这种情况下，也可以使双方的直流同轴线缆D、E的回路导体芯线 12d、12e以每几根为一单位相邻的方式排列，形成回路导体芯线束24d、24e，使双方的回路导体芯线束24d、24e的前端部收拢，在对接的状态下进行焊接。图7中，虽然表示的是直接焊接回路导体芯线束24d、24e双方的前端部的情况，但在SZ绞合的情况下，也可以如图5 或图6所示，将回路导体芯线束双方的前端部分别与另外准备的中继导体芯线束或铜带或者铜板分别焊接，连接各回路导体芯线束。另外，例如在连接各回路导体芯线束的情况下，对于要连接的回路导体芯线束的导体截面积，优选将下式(1)所定义的“要连接的回路导体芯线束的标准化截面积比”，设定在0.7 1.4的范围。[式1]
权利要求
1. 一种电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法，是在中心具有主导体，该主导体的外侧具有内部半导电层、主绝缘层、外部半导电层，该外部半导电层的外侧具有同心绞合多条回路导体芯线而成的回路导体的电力用直流同轴线缆间的连接部中连接上述回路导体的方法，其中，在一方直流同轴电缆的露出外部半导电层的区域上设置缓冲层，让该缓冲层的外径在所述连接部中外部半导电层上相同，在该缓冲层上进行回路导体的焊接连接。
全文摘要
本发明提供一种电力用直流同轴线缆的回路导体连接方法，是一种在中心具有主导体、其外侧具有主绝缘层、其外侧具有同心绞合多条回路导体芯线而成的回路导体的电力用直流同轴线缆间的连接部上的上述回路导体的连接方法，分别将双方的直流同轴线缆的回路导体芯线每几根为一单位地相邻排列，形成各个回路导体芯线束，在使双方的回路导体芯线束的前端部对接的形态下焊接。由此，可以缩短焊接回路导体芯线的作业时间，同时也可以用于回路导体芯线根数不同的各直流同轴线缆的回路导体连接。
文档编号H01R43/02GK102255213SQ20111005201
公开日2011年11月23日 申请日期2007年5月28日 优先权日2006年6月2日
发明者川上真一, 水野健彦 申请人:株式会社维世佳, 株式会社藤仓, 电源开发株式会社