JP2002171656A - Insulated connections of power cable - Google Patents
Insulated connections of power cableInfo
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Abstract
Description
【産業上の利用分野】本発明は、金属シースを備えた電
力ケーブルにあって、そのシース電流を阻止するために
用いられる絶縁接続部の構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power cable having a metal sheath, and more particularly to a structure of an insulated connecting portion used for blocking a sheath current.
【従来の技術】単心の電力ケーブルにあっては、金属シ
ースに誘起電圧が発生するため、シースの両端を接地す
る必要があるが、シースに電流が流れて許容電流が減少
する。すなわち、導体に電流を流すと金属シースに循環
電流が流れ、金属シース内にジュール熱が発生し、これ
がシース回路損となって見かけ上の電力損失になる。そ
こで、このシース電流を阻止するため、短距離ケーブル
にあってはシースの片端を接地し、他端を絶縁して浮か
し、シース電庄を制限している。また、長距離ケーブル
にあっては絶縁接続部を使用してシースを分割してい
る。従来より用いられている絶縁接続部の構成には、図
3に示すクロスボンド方式或いは図4に示す片端接地方
式がある。図3においては、3相交流の送電を行うため
の電カケーブル1a,1b,1cには絶縁接続部2a,
2b,2cが設けられている。絶縁接続部2aの一端の
シースと絶縁接続部2bの他端のシースとがリード線3
aで接続され、絶縁接続部2bの一端のシースと絶縁接
続部2cの他端のシースとがリード線3bで接続され、
更に、絶縁接続部2cの一端のシースと絶縁接続部2a
の他端のシースとがリード線3cによって接続されてい
る。また、図4の方式では、電カケーブル1a,1b,
1cには絶縁接続部2a,2b,2cと、絶縁接続部4
a,4b,4cが設けられている。そして、絶縁接続部
2a,2b,2cと、絶縁接続部4a,4b,4cの全
ての片側(全て同じ側)が接地されている。上記の各方
式における絶縁接続部は、ケーブル接続長に対し1箇所
(ケーブル引き入れ区間長さ当たり1箇所)に制限され
ている。また、絶縁接続部は外径が大きいため、絶縁接
続部の設置スペースを広くとるほか、組み立てにも経験
が要求される。このような理由から、絶縁接続部を最適
位置に設置することは困難であった。絶縁接続部で、金
属シースを絶縁しようとすると、その部分における絶縁
接続部の外径を大きくせざるを得ず、これを怠ると絶縁
接続部に生じる電界集中によって電力ケーブルの電気的
信頼性が低下する。このような問題を解消し、ケーブル
の任意の区間長で絶縁接続部の外径を格別増大させるこ
となく、容易に金属シースを絶縁し、シース回路損を低
減することのできる技術が提案されている。図5はこの
技術に基づく絶縁接続部の構成を示している。ケーブル
本体5は、ケーブル導体6(導体上の内部半導電層は省
略)、このケーブル導体6の外側に同心に形成されるケ
ーブル絶縁体7、このケーブル絶縁体7を被覆する外部
半導電層8、及び外部半導電層8の外側に押し出しによ
り設けられる(波付け加工が施される)金属シース9を
含む構成を有している。このような構造のケーブルにあ
って、その適当な長さ位置で外部半導電層8を残し、金
属シース9の一部のみが所定範囲にわたって切断除去さ
れる。この切断除去部分の金属シース9の端部の内面に
は、“J”字断面形に曲げ加工の施された電極10が両
側に挿入される。この後、電極10及び金属シース9の
開口部を覆うように絶縁筒11が被せられ、その両端が
シール材12によって金属シース9の表面に接着され、
封止が行われる。このような構成により、金属シース9
における電気的な導通は遮断される。2. Description of the Related Art In a single-core power cable, since an induced voltage is generated in a metal sheath, it is necessary to ground both ends of the sheath. However, a current flows through the sheath and the allowable current decreases. That is, when a current flows through the conductor, a circulating current flows through the metal sheath, and Joule heat is generated in the metal sheath, which causes a sheath circuit loss and an apparent power loss. Therefore, in order to prevent this sheath current, in a short distance cable, one end of the sheath is grounded, and the other end is insulated and floated, thereby limiting the sheath voltage. In the case of a long-distance cable, the sheath is divided using an insulated connecting portion. Conventionally used insulated connection structures include a cross-bonding method shown in FIG. 3 and a one-end grounding method shown in FIG. In FIG. 3, the electric cables 1a, 1b, 1c for transmitting the three-phase alternating current have insulated connecting portions 2a,
2b and 2c are provided. The sheath at one end of the insulated connecting portion 2a and the sheath at the other end of the insulated connecting portion 2b
a, the sheath at one end of the insulated connecting portion 2b and the sheath at the other end of the insulated connecting portion 2c are connected by the lead wire 3b,
Further, the sheath at one end of the insulated connecting portion 2c and the insulated connecting portion 2a
Is connected to the sheath at the other end by a lead wire 3c. In the system shown in FIG. 4, the electric cables 1a, 1b,
1c, the insulating connecting portions 2a, 2b, 2c and the insulating connecting portion 4
a, 4b and 4c are provided. And one side (all the same side) of the insulated connection parts 2a, 2b, 2c and the insulated connection parts 4a, 4b, 4c is grounded. The number of insulated connection portions in each of the above-described systems is limited to one for the cable connection length (one for each length of the cable entry section). In addition, since the outer diameter of the insulated connecting portion is large, installation space for the insulated connecting portion is widened, and experience is required for assembly. For these reasons, it has been difficult to install the insulated connection at the optimum position. If an attempt is made to insulate the metal sheath at the insulated connection, the outer diameter of the insulated connection at that portion must be increased, otherwise the electrical reliability of the power cable will be reduced due to electric field concentration at the insulated connection. descend. A technique has been proposed which solves such a problem and can easily insulate the metal sheath and reduce the sheath circuit loss without increasing the outer diameter of the insulated connection portion at an arbitrary section length of the cable. I have. FIG. 5 shows a configuration of an insulated connecting portion based on this technique. The cable body 5 includes a cable conductor 6 (an inner semiconductive layer on the conductor is omitted), a cable insulator 7 formed concentrically outside the cable conductor 6, and an outer semiconductive layer 8 covering the cable insulator 7. , And a metal sheath 9 provided by extrusion (corrugated) outside the external semiconductive layer 8. In the cable having such a structure, only a part of the metal sheath 9 is cut and removed over a predetermined range, leaving the outer semiconductive layer 8 at an appropriate length position. Electrodes 10 bent into a "J" cross-section are inserted into both sides of the inner surface of the end of the metal sheath 9 at the cut and removed portion. Thereafter, an insulating tube 11 is covered so as to cover the openings of the electrode 10 and the metal sheath 9, and both ends thereof are adhered to the surface of the metal sheath 9 by a sealant 12,
Sealing is performed. With such a configuration, the metal sheath 9
Is interrupted.
【発明が解決しようとする課題】図5に示した構成の従
来技術においては、金属シース9を切断除去した部分の
遮蔽層になるのは外部半導電層8である。このため、商
用周波数の交流を電カケーブルに課電する場合、電極1
0間にケーブル導体6の電磁誘導によって電圧が 発生
し、この電圧によって外部半導電層8に電流が流れる。
また、ケーブル絶縁体7の充電々流が外部半導電層8を
通して金属シース9に流れる。これらの電流によって外
部半導電層8が発熱し、この熱によってケーブル導体6
の温度を部分的に上昇させる。これにより、発熱部分の
ケーブル導体6が導体許容温度を外れ、これに伴って許
容電流が制限される恐れがある。そこで、本発明は、半
導電層の発熱に起因する導体の温度上昇の低減が可能な
電力ケーブルの絶縁接続部を提供することを目的として
いる。In the prior art having the configuration shown in FIG. 5, the outer semiconductive layer 8 serves as a shielding layer in a portion where the metal sheath 9 is cut and removed. For this reason, when applying AC of commercial frequency to an electric cable, the electrode 1
A voltage is generated by electromagnetic induction of the cable conductor 6 during zero, and a current flows through the external semiconductive layer 8 by this voltage.
Also, the charging current of the cable insulator 7 flows to the metal sheath 9 through the external semiconductive layer 8. These currents cause the external semiconductive layer 8 to generate heat.
Partially raise the temperature. As a result, the cable conductor 6 in the heat-generating portion deviates from the conductor allowable temperature, which may limit the allowable current. Therefore, an object of the present invention is to provide an insulated connection portion of a power cable that can reduce a rise in temperature of a conductor caused by heat generation of a semiconductive layer.
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、ケーブル絶縁体の外周に外部半導電
層及び金属シースが順次形成され、前記金属シースを部
分的に切断除去し、その開口部分を絶縁筒で覆って封止
した電力ケーブルの絶縁接続部において、低熱抵抗で絶
縁性のコンパウンドを前記絶縁筒と前記外部半導電層の
間に形成される空間内に充填する構成にしている。そし
て、前記コンパウンドは、主剤としての難燃剤に硬化剤
を混合したものを用いることができる。In order to achieve the above object, according to the present invention, an outer semiconductive layer and a metal sheath are sequentially formed on the outer periphery of a cable insulator, and the metal sheath is partially cut and removed. A structure in which a space formed between the insulating cylinder and the external semiconductive layer is filled with a low-thermal-resistance insulating compound in an insulated connecting portion of the power cable whose opening is covered with an insulating cylinder and sealed. I have to. As the compound, a mixture of a flame retardant as a main agent and a curing agent can be used.
【作用】上記した手段によれば、接続部を覆う絶縁筒の
内部が、従来は空洞であったのに対し、本発明では空洞
内に低熱抵抗のコンパウンドを充填したことにより、外
部半導電層の熱がコンパウンドを介して放散され、外部
半導電層の温度上昇を抑制することができる。この結
果、温度上昇に起因するケーブル導体の許容電流に対す
る影響を小さくできる。コンパウンドは、難燃剤の主剤
と、注人前は液状である硬化剤の混合体を用いることに
より、外部から接続部内への注入が容易で、かつ硬化後
は伝熱性及び絶縁性に優れる性状を得ることができる。According to the means described above, the interior of the insulating cylinder covering the connection portion is conventionally a cavity, but in the present invention, the cavity is filled with a compound having a low thermal resistance, so that the outer semiconductive layer is formed. Is dissipated through the compound, and the temperature rise of the external semiconductive layer can be suppressed. As a result, the influence on the allowable current of the cable conductor due to the temperature rise can be reduced. The compound uses a mixture of the main agent of the flame retardant and the hardening agent that is liquid before pouring, so that it can be easily injected from the outside into the connection part, and after curing, has properties that are excellent in heat conductivity and insulation. be able to.
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明による電力ケーブルにおける絶縁接
続部の構造の一実施例を示す断面図である。図1に示す
ように、電力ケーブル本体13は、単心のケーブル導体
14を中心にして、これを絶縁するために被覆されるケ
ーブル絶縁体15、このケーブル絶縁体15を被覆する
導電性の外部半導電層16、この外部半導電層16の外
側に設けられる金属シース17の各々を含む構成を有し
ている。金属シース17は、銅、鉄、アルミ等の金属材
を押し出し加工して形成され、その長手方向には波付け
加工が施されている。更に、金属シース17は、テープ
巻きや縦添え等により設けられたテープ状もしくは線状
の金属体等を含む場合もある。このような構造のケーブ
ルにあって、その適当な長さ位置で外部半導電層16を
残し、金属シース17の一部のみが所定範囲にわたって
切断除去される。この切断除去部分の金属シース17の
長手方向の端部の各内面には、電極18が挿入されてい
る。この電極18は、片端に半円形断面の曲げ加工が施
されている。電極18を設けた後、電極18及び金属シ
ース17の開口部を覆うように絶縁筒19が外嵌され、
その両端がシール材20によって金属シース17の表面
に接着され、封止が行われる。このとき、シール材20
の一部に小さな貫通孔(不図示)を形成しておき、この
貫通孔から絶縁筒19の内側の空洞に絶縁性のコンパウ
ンド21をニードル等を用いて注入する。この注入は、
外部半導電層16の露出面全域に及び、且つ絶縁筒19
の内面の全域に及ぶようにする。このコンパウンド21
は低熱抵抗の素材、例えば、〔液状化ジフェニルメタレ
ジイソシアネートとモノヒドロキシ化合物の付加物から
成る硬化剤〕十〔ヒマシ油/ポリエーテルポリオールと
粉末状難燃剤からなる主剤〕混合したものを用いてい
る。このような構成により、金属シース17における電
気的な導通は遮断される。そして、コンパウンド21を
接続部の外部半導電層16の表面に介在させたことによ
り、外部半導電層16における発熱(コンパウンド21
の有無にかかわらず同一発熱量である)はコンパウンド
21及び絶縁筒19を介して大気に放熱される。この結
果、外部半導電層16の温度上昇を低く抑えることがで
き、電カケーブルの許容電流に与える影響を低減するこ
とができる。つまり、コンパウンド21が伝熱材及び冷
却材として機能する。因みに、図5の構成の場合、絶縁
筒11内の空間における熱抵抗は24゜C・cm/W程
度であるのに対し、図1のコンパウンド21における熱
抵抗は7゜C・cm/W程度になる。このように放熱性
が大幅に改善される。図2は本発明の効果を示すクロス
ボンド区間可能長比較図である。ここでは、500KV
CSZV2500mm2ケーブルについて、コンパウン
ドを充填しなかった場合(従来構成)と低熱抵抗(固有
熱抵抗150゜C・cm/W)のコンパウンドを充填し
た場合(本発明)のクロスボンド区間可能長を比較し
た。図2より明らかなように、電極間距離を等しくした
場合、コンパウンドを充填することにより、充填無しに
比べ、クロスボンド区間可能長を1.8〜2倍に長くで
きることがわかる。逆に、クロスボンド区間可能長を変
えずに比較した場合、コンパウンドを充填することによ
り、電極10間の距離を短くすることができる。したが
って、外部半導電層8の露出部分の長さを短くできるた
め、発熱量はコンパウンド21による放熱効果も加味さ
れることから大幅に低減することができ、ケーブルの許
容電流に与える影響は大幅に改善される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a structure of an insulated connection portion in a power cable according to the present invention. As shown in FIG. 1, a power cable main body 13 includes a single-core cable conductor 14 as a center, a cable insulator 15 that is coated to insulate the cable conductor 14, and a conductive external material that covers the cable insulator 15. It has a configuration including each of the semiconductive layer 16 and a metal sheath 17 provided outside the outer semiconductive layer 16. The metal sheath 17 is formed by extruding a metal material such as copper, iron, and aluminum, and is corrugated in the longitudinal direction. Further, the metal sheath 17 may include a tape-shaped or linear metal body provided by tape winding or longitudinal attachment. In the cable having such a structure, only a part of the metal sheath 17 is cut and removed over a predetermined range, leaving the outer semiconductive layer 16 at an appropriate length. Electrodes 18 are inserted into the inner surfaces of the cut-away portions at the longitudinal ends of the metal sheath 17. The electrode 18 has a semicircular cross-section bent at one end. After the electrode 18 is provided, an insulating cylinder 19 is fitted so as to cover the opening of the electrode 18 and the metal sheath 17,
Both ends are adhered to the surface of the metal sheath 17 by the sealing material 20, and sealing is performed. At this time, the sealing material 20
A small through-hole (not shown) is formed in a part of the hole, and an insulating compound 21 is injected into the cavity inside the insulating cylinder 19 from the through-hole using a needle or the like. This injection
The insulating cylinder 19 extends over the entire exposed surface of the external semiconductive layer 16.
To cover the entire inner surface of the This compound 21
Is a material having a low heat resistance, for example, a mixture of [a hardening agent composed of an adduct of a liquefied diphenyl metalesisocyanate and a monohydroxy compound] and [a main agent composed of castor oil / polyether polyol and a powdered flame retardant]. I have. With such a configuration, electrical conduction in the metal sheath 17 is cut off. The compound 21 is interposed on the surface of the external semiconductive layer 16 at the connection portion, so that heat generated in the external semiconductive layer 16 (compound 21
Irrespective of the presence or absence of the same) is radiated to the atmosphere through the compound 21 and the insulating tube 19. As a result, the temperature rise of the external semiconductive layer 16 can be suppressed low, and the influence on the allowable current of the electric cable can be reduced. That is, the compound 21 functions as a heat transfer material and a coolant. Incidentally, in the case of the configuration of FIG. 5, the thermal resistance in the space inside the insulating cylinder 11 is about 24 ° C. cm / W, whereas the thermal resistance of the compound 21 in FIG. become. Thus, the heat dissipation is greatly improved. FIG. 2 is a comparison diagram of the possible length of the cross bond section showing the effect of the present invention. Here, 500KV
For the CSZV 2500mm2 cable, the possible length of the cross bond section was compared between the case where the compound was not filled (conventional configuration) and the case where the compound was filled with a compound having a low thermal resistance (specific thermal resistance of 150 ° C.cm/W) (the present invention). As is clear from FIG. 2, when the distance between the electrodes is equal, the possible length of the cross bond section can be increased by 1.8 to 2 times by filling the compound as compared with the case without filling. Conversely, when comparing without changing the possible length of the cross bond section, the distance between the electrodes 10 can be shortened by filling the compound. Therefore, since the length of the exposed portion of the external semiconductive layer 8 can be shortened, the amount of heat generation can be greatly reduced because the heat radiation effect of the compound 21 is also taken into consideration, and the effect on the allowable current of the cable is greatly reduced. Be improved.
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、電力ケーブルの絶縁接続部が、金属シースを部分的
に切断除去し、その開口部分を絶縁筒で覆って封止する
構造にあって、絶縁筒の内部に形成される空間内に低熱
抵抗で絶縁性のコンパウンドを充填したので、外部半導
電層の熱がコンパウンドを介して放散され、外部半導電
層の温度上昇を抑制することができる。この結果、温度
上昇に起因するケーブル導体の許容電流に対する影響を
小さくできる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the insulated connecting portion of the power cable has a structure in which the metal sheath is partially cut and removed, and the opening is covered with an insulating tube and sealed. Since the insulating compound is filled in the space formed inside the insulating cylinder with low thermal resistance, the heat of the external semiconductive layer is radiated through the compound and the temperature rise of the external semiconductive layer is suppressed. Can be. As a result, the influence on the allowable current of the cable conductor due to the temperature rise can be reduced.
【図1】本発明による電力ケーブルにおける絶縁接続部
の構造の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a structure of an insulated connecting portion in a power cable according to the present invention.
【図2】本発明の効果を示すクロスボンド区間可能長比
較図である。FIG. 2 is a diagram showing a possible length of a cross bond section showing the effect of the present invention.
【図3】従来より用いられているクロスボンド方式の絶
縁接続部の構成例を示す接読図である。FIG. 3 is a schematic drawing showing a configuration example of a conventionally used cross-bond type insulated connecting portion.
【図4】従来より用いられている片端接地方式の絶縁接
続部の構成例を示す接読図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of a conventionally used one-end grounding type insulated connecting portion.
【図5】シース回路損を低減することのできる従来の絶
縁接続部の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional insulated connecting portion capable of reducing sheath circuit loss.
13 電カケーブル本体 14 ケーブル導体 15 ケーブル絶縁体 16 外部半導電層 17 金属シース 18 電極 19 絶縁筒 20 シール材 21 コンパウンド DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Electric cable main body 14 Cable conductor 15 Cable insulator 16 External semiconductive layer 17 Metal sheath 18 Electrode 19 Insulation cylinder 20 Sealing material 21 Compound
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G355 AA03 BA04 BA12 CA19 CA26 5G375 AA02 BA26 BB53 BB60 CA03 CA18 CB10 DB11 DB35 DB44 EA13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5G355 AA03 BA04 BA12 CA19 CA26 5G375 AA02 BA26 BB53 BB60 CA03 CA18 CB10 DB11 DB35 DB44 EA13
Claims (2)
び金属シースが順次形成され、前記金属シースを部分的
に切断除去し、その開口部分を絶縁筒で覆って封止した
電力ケーブルの絶縁接続部において、 低熱抵抗で絶縁性のコンパウンドを前記絶縁筒と前記外
部半導電層の間に形成される空間内に充填した構成を有
することを特徴とする電力ケーブルの絶縁接続部。1. An insulation of a power cable in which an outer semiconductive layer and a metal sheath are sequentially formed on an outer periphery of a cable insulator, the metal sheath is partially cut and removed, and an opening portion thereof is covered with an insulating tube and sealed. An insulated connection portion for a power cable, wherein the connection portion has a structure in which an insulating compound having a low thermal resistance is filled in a space formed between the insulating cylinder and the external semiconductive layer.
剤に硬化剤を混合した構成を有することを特徴とする請
求項1記載の電力ケーブルの絶縁接続部。2. The insulated connection part of a power cable according to claim 1, wherein the compound has a configuration in which a curing agent is mixed with a flame retardant as a main agent.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104180854A (en) * | 2014-09-05 | 2014-12-03 | 广东梅雁吉祥水电股份有限公司 | Safety monitoring device used for monitoring high-voltage conveying cable on hydropower station |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000365881A patent/JP2002171656A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104180854A (en) * | 2014-09-05 | 2014-12-03 | 广东梅雁吉祥水电股份有限公司 | Safety monitoring device used for monitoring high-voltage conveying cable on hydropower station |
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