JP2005033930A - Stress cone for termination joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、終端接続部用ストレスコーンに関する。 The present invention relates to a stress cone for terminal connection.
一般に、CV(架橋ポリエチレン絶縁)ケーブル等の電力ケーブルには、絶縁体内の電界ストレスを緩和するため、絶縁体上に遮蔽層(外部半導電層)が設けられている。このような電力ケーブルの終端接続部を形成する場合、ただ単に遮蔽層を取り除くのみでは、遮蔽層端部に電界ストレスが集中し、絶縁破壊を引き起こすおそれがある。そのため、特に高電圧用の電力ケーブルの終端接続部では、電界ストレスが集中しないよう、様々な工夫が施されている。 In general, a power cable such as a CV (crosslinked polyethylene insulation) cable is provided with a shielding layer (external semiconductive layer) on the insulator in order to reduce electric field stress in the insulator. When forming the terminal connection portion of such a power cable, simply removing the shielding layer may concentrate electric field stress on the end portion of the shielding layer and cause dielectric breakdown. For this reason, various measures are taken so that electric field stress is not concentrated particularly at the terminal connection portion of the high-voltage power cable.
その一例として、従来より、CVケーブル等の電力ケーブルの終端接続部には、ストレスコーンが用いられている。 As an example, a stress cone is conventionally used for a terminal connection portion of a power cable such as a CV cable.
このストレスコーンは、先端部が径方向外方にラッパ状に広げられた形状を有し、その基端部を電力ケーブルの遮蔽層の端部に接触させることで、遮蔽層の端部における電界ストレスを緩和するようにしたものである。しかし、このストレスコーンのみでは、電圧が高くなるに伴い、ストレスコーン表面の沿層電界ストレス(碍子表面)が高くなり、ストレスコーンの表面閃絡を引き起こす可能性がある。 The stress cone has a shape in which a tip end is widened in a trumpet shape radially outward, and an electric field at the end of the shielding layer is brought into contact with the end of the shielding layer of the power cable. It is intended to relieve stress. However, with this stress cone alone, as the voltage increases, the layered electric field stress (insulator surface) on the surface of the stress cone increases, which may cause a surface flash of the stress cone.
そこで、高圧用の電力ケーブルの終端接続部においてストレスコーンの表面閃絡特性を改善する一方法として、従来、コンデンサコーンが使用されている(例えば、特許文献1参照)。このコンデンサコーンは、油浸絶縁紙内に薄い金属箔電極を設け、箔間の静電容量を適当に分布させたものである。 Therefore, a capacitor cone is conventionally used as one method for improving the surface flash characteristics of the stress cone at the terminal connection portion of the high-voltage power cable (see, for example, Patent Document 1). This capacitor cone is obtained by providing a thin metal foil electrode in oil-insulated insulating paper and appropriately distributing the capacitance between the foils.
図4は、コンデンサコーンを用いた従来の電力ケーブルの終端接続部の構造の一例を示す要部断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a structure of a terminal connection portion of a conventional power cable using a capacitor cone.
図4に示す終端接続部1は、電力ケーブルの終端部2におけるケーブル絶縁体3の周囲に碍管4が設けられ、碍管4の内周面とケーブル絶縁体3の外周面との間の空間5内に、下方に開口する略円錐筒状のエポキシ受座6を介して接続されたプレモールド絶縁体(ストレスコーン)7およびコンデンサコーン8が設けられている。
The terminal connection portion 1 shown in FIG. 4 is provided with a
プレモールド絶縁体(ストレスコーン)7は、エポキシ受座6内に、下部金具9に結合された図示しない押圧装置のバネの弾性力により下方から押し込まれ、ケーブル絶縁体3上に設けられている。
The premold insulator (stress cone) 7 is pushed into the epoxy seat 6 from below by the elastic force of a spring of a pressing device (not shown) coupled to the
コンデンサコーン8は、絶縁筒10を介してケーブルの絶縁体3の周囲を囲む複数のコンデンサ素子8a〜8dにより構成されている。これら複数のコンデンサ素子8a〜8dは、それぞれ径寸法および軸方向の寸法が互いに異なる複数の油浸絶縁紙11を円筒状に巻き、巻かれた油浸絶縁紙11の間に、アルミ箔等からなる複数の円筒状の電極12を互いの端部が径方向で対向するように軸方向に並べて形成される。これにより、各電極12は、電力ケーブルの終端部2に沿って高圧側と接地側との間に並べられることになる。このとき、コンデンサコーン8は、各電極12間の静電容量を適当に分布させて各電極12間がプレモールド絶縁体7表面の沿層電界ストレスによる電圧を均一に分担するように設計されている。
The capacitor cone 8 is constituted by a plurality of
このようなコンデンサコーン8の組み立ては、複数のコンデンサ素子8a〜8dをそれぞれ作業者が組み立てやすいように多少の径差を持たせて分割しておき、これら分割されたコンデンサ素子8a〜8d同士を互いに接合して行われる。なお、コンデンサコーン8の組み立て完了後、筒状空間5内にはオイルが充填される。
しかしながら、コンデンサコーンを用いた従来の電力ケーブルの終端接続部においては、多少の径差のある複数のコンデンサ素子8a〜8dの分割体を電力ケーブルに挿入してそれぞれを接合するたびに、接合するコンデンサ素子8a〜8d同士の隙間を埋めるべく隙間用の油浸絶縁紙を巻き付ける作業が必須であり、この作業は、煩雑であるとともに熟練を要するため、組み立て作業に手間がかかる。
However, in a terminal connection portion of a conventional power cable using a capacitor cone, each time a divided body of a plurality of
また、油浸絶縁紙11を用いるため、コンデンサコーンの組み立てが完了した後に、コンデンサ素子8a〜8dが配置された筒状空間5内にオイルを充填する作業を必要とし、組み立て作業により一層手間がかかるとともに、重量化につながりやすい。なお、現在、コンデンサコーンの制作者の育成も容易ではなくなっている。
Further, since the oil-impregnated
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、一定の電界緩和効果を保持しつつ、軽量化・低コスト化を図り、かつ、容易に短時間で組み立てることができる終端接続部用ストレスコーンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and it is possible to reduce the weight and cost while maintaining a certain electric field relaxation effect, and to easily assemble the stress for a terminal connection portion in a short time. The purpose is to provide corn.
本発明の終端接続部用ストレスコーンは、電力ケーブル端部に生じる高電界部の電界緩和を行うストレスコーン本体と、前記ストレスコーン本体表面の沿層電界を緩和する補強成形体とを有し、前記補強成形体は、誘電率が軸方向に異なるように形成されている構成を採る。好ましくは、前記補強成形体は、低圧側から高圧側に向かって誘電率が低くなるように形成されている構成を採る。 The stress cone for the terminal connection portion of the present invention has a stress cone body that relaxes the electric field of the high electric field portion generated at the end of the power cable, and a reinforcing molded body that relaxes the creeping electric field on the surface of the stress cone body, The said reinforcement molded object takes the structure currently formed so that a dielectric constant may differ in an axial direction. Preferably, the reinforcing molded body has a configuration in which the dielectric constant is decreased from the low pressure side toward the high pressure side.
この構成によれば、ストレスコーン本体表面の沿層電界を緩和する補強成形体が、誘電率が軸方向に異なるように形成されている、好ましくは誘電率が低圧側から高圧側に向かって低くなるように形成されているため、ストレスコーン本体表面に生じる沿層電界を異なる誘電率の補強成形体に適当に分布させることが可能となり、コンデンサコーンを用いることなく、例えば、コンデンサコーンを用いた場合と同等の一定の電界緩和効果を保持することができる。また、コンデンサコーンに必要なオイルが不要になり、例えば、材料がゴムの場合は絶縁ガスを使用することができ、軽量化を図ることができる。さらには、後述のように一体成形が可能であるため、低コスト化を図り、かつ、容易に短時間で組み立てることができる。 According to this configuration, the reinforcing molded body that relaxes the creeping electric field on the surface of the stress cone body is formed so that the dielectric constant differs in the axial direction, preferably the dielectric constant decreases from the low pressure side toward the high pressure side. Therefore, it is possible to appropriately distribute the creeping electric field generated on the surface of the stress cone main body to the reinforcing molded bodies having different dielectric constants. For example, the capacitor cone is used without using the capacitor cone. A constant electric field relaxation effect equivalent to the case can be maintained. In addition, the oil necessary for the capacitor cone becomes unnecessary. For example, when the material is rubber, an insulating gas can be used, and the weight can be reduced. Furthermore, since it can be integrally formed as will be described later, it is possible to reduce the cost and to assemble easily in a short time.
本発明の終端接続部用ストレスコーンは、上記構成において、一体的に成形され、または、複数に分割して成形されている構成を採る。 The stress cone for terminal connection portions of the present invention adopts a configuration in which the above-described configuration is integrally formed or divided into a plurality of portions.
この構成によれば、ストレスコーン本体および補強成形体は、適宜、全部または一部が一体成形されているため、部品点数が削減され、低コスト化が図られ、かつ容易に短時間で組み立てることができる。 According to this configuration, the stress cone main body and the reinforcing molded body are appropriately integrally formed entirely or partially, so that the number of parts is reduced, the cost is reduced, and the stress cone body and the reinforcing molded body are easily assembled in a short time. Can do.
本発明の終端接続部用ストレスコーンは、上記構成において、前記補強成形体は、それぞれ誘電率が異なる複数の誘電率層を軸方向に配置して形成され、前記複数の誘電率層は、それぞれ互いに誘電率が異なる材料を用いて形成され、または、それぞれ互いに誘電材料の濃度を変化させることにより形成され、または、それぞれ互いに複数の材料の混合比を変えて混ぜ合わせることにより形成されている構成を採る。 The stress cone for a terminal connection portion according to the present invention has the above-described configuration, wherein the reinforcing molded body is formed by arranging a plurality of dielectric layers having different dielectric constants in the axial direction, and the plurality of dielectric layers are respectively A structure that is formed using materials having different dielectric constants, or that is formed by changing the concentration of each dielectric material, or that is formed by mixing a plurality of materials with different mixing ratios. Take.
この構成によれば、補強成形体を複数の誘電率層で形成し、これら複数の誘電率層を、それぞれ互いに誘電率が異なる材料を用いて形成する、または、それぞれ互いに誘電材料の濃度を変化させることにより形成する、または、それぞれ互いに複数の材料の混合比を変えて混ぜ合わせることにより形成するため、誘電率が軸方向に段階的に変化する補強成形体を形成することができる。 According to this configuration, the reinforcing molded body is formed of a plurality of dielectric constant layers, and the plurality of dielectric constant layers are formed using materials having different dielectric constants, or the respective dielectric material concentrations are changed. Therefore, it is possible to form a reinforced molded body in which the dielectric constant changes stepwise in the axial direction.
本発明の終端接続部用ストレスコーンは、上記構成において、前記補強成形体は、誘電材料の濃度を連続的に変化させることにより形成され、または、複数の材料の混合比を連続的に変えて混ぜ合わせることにより形成されている、構成を採る。 The stress cone for a terminal connection portion according to the present invention has the above-described configuration, wherein the reinforcing molded body is formed by continuously changing the concentration of the dielectric material, or by continuously changing the mixing ratio of a plurality of materials. The structure formed by mixing is taken.
この構成によれば、誘電材料の濃度を連続的に変化させる、または、複数の材料の混合比を連続的に変えて混ぜ合わせることにより補強成形体を形成するため、誘電率が軸方向に連続的に変化する補強成形体を形成することができる。 According to this configuration, the dielectric constant is continuous in the axial direction in order to form a reinforced molded body by continuously changing the concentration of the dielectric material or by changing the mixing ratio of a plurality of materials and mixing them. Can be formed.
以上説明したように、本発明によれば、一定の電界緩和効果を保持しつつ、軽量化・低コスト化を図り、かつ、容易に短時間で組み立てることができる。 As described above, according to the present invention, weight reduction and cost reduction can be achieved while maintaining a certain electric field relaxation effect, and the assembly can be easily performed in a short time.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、ここで、終端接続部とは、いわゆる気中終端接続部、つまり、電力ケーブルの終端部を、例えば、トランス、架空線、変電所の母線等に接続するための一般的な終端部を意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the term “terminal connection part” refers to a so-called air terminal connection part, that is, a general terminal part for connecting a power cable terminal part to, for example, a transformer, an overhead line, a substation bus, or the like. means.
図1は、本発明の一実施の形態に係る終端接続部用ストレスコーンを用いた電力ケーブルの終端接続部の構造を示す部分縦断面図である。図2は、本実施の形態に係る終端接続部用ストレスコーンを含む図1の終端接続部の要部の拡大断面図である。 FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view showing a structure of a terminal connection part of a power cable using a stress cone for terminal connection part according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the terminal connection part of FIG. 1 including the stress cone for the terminal connection part according to the present embodiment.
図1において、電力ケーブルの終端接続部100は、電力ケーブル110の終端部110aを、上記のように、トランスや、架空線、変電所の母線等に接続するために用いられる。
In FIG. 1, a power cable
電力ケーブル110は、ケーブル導体111の周囲を内側から順に内部半導電層(図示せず)、ケーブル絶縁体113、外部半導電層115、およびケーブルシース117で被覆して構成されており、電力ケーブル110の終端部110aは、電力ケーブル110の終端から順にそれぞれ所定の長さでケーブル導体111、ケーブル絶縁体113、および外部半導電層115が露出している。すなわち、電力ケーブル110の終端部110aは、電力ケーブル110を構成するケーブル絶縁体113、外部半導電層115、およびケーブルシース117を外側から順にそれぞれ所定の長さ分剥ぎ取ることで構成されている。
The
ここで、ケーブル絶縁体113は、絶縁性を有するゴムプラスチック材料、例えば、エチレンプロピレンゴムやポリエチレン、架橋ポリエチレン等で作られている。また、外部半導電層115は、導電性を有する材料、例えば、エチレンプロピレンゴムやシリコーンゴム、エチレンビニルアセテイト等のエラストマーにカーボン等の導電性物質を混ぜ合わせたもので作られている。
Here, the
電力ケーブル110の終端部110aにおいて、電力ケーブル110の終端で露出したケーブル導体111の端部には、電力ケーブル110と同軸線上に配置された導体引出棒121の下端部が固定されている。この導体引出棒121は、ケーブル導体111の上方でカバー123に挿通され、上端部で、トランスや架空線、変電所の母線等に接続される。カバー123は、ケーブル絶縁体113およびケーブル導体111の周囲を囲むように配置された碍管125に固定されている。
In the
碍管125は、絶縁性を有する材料で作られ(例えば、陶器製、ゴムプラスチック製等)、円錐筒状の碍管本体の外周面に放射方向に張り出すようにヒダ部を設けて形成されている。碍管本体は、上端開口部がケーブル導体111の先端(つまり、電力ケーブル110の終端)よりも上方に配置され、下端開口部がケーブル絶縁体113の基端部の周囲に配置されている。
The
この碍管125の碍管本体の上端開口部には、上部金具126を介してカバー123が固定され、碍管本体の上端開口部は、カバー123と該カバー123に挿通された導体引出棒121により密閉された状態となっている。また、碍管125の碍管本体の下端開口部は、中央に電力ケーブル110の終端部110aが挿通されたリング状の補助金具127にOリング128を介して密着した状態で固定されている。
A
補助金具127の上面側には、連結部材129を介して、終端接続部用ストレスコーン130が取り付けられている。この終端接続部用ストレスコーン130は、ケーブル絶縁体113の外周面113aと碍管125の内周面との間の密閉された内部空間140内にあって、ケーブル絶縁体113上に設けられている。
A terminal
なお、この終端接続部用ストレスコーン130は、本発明の対象として本実施の形態の中心的部材であって、後述するように、従来のストレスコーンとコンデンサコーンの両方の機能を兼ね備えたものである。以下、従来のストレスコーンと異なることを明確にするためにも、この終端接続部用ストレスコーン130を「補強型ストレスコーン」と呼ぶことにする。この補強型ストレスコーン130については、後で詳細に説明する。
The end
連結部材129は、ケーブル絶縁体113に挿通され、先端が補強型ストレスコーン130の下端部に挿入される筒状本体部129aと、筒状本体部129aの下端から外方に張り出したフランジ部129bとを有する。このフランジ部129bの外径は、補助金具127の内径よりも大きく、フランジ部129bは、補助金具127の上面の内周部分に固定されている。
The connecting
補助金具127の下面外周縁部には、電力ケーブル110が挿通された支持フレーム142がボルト143を介して結合されている。この支持フレーム142は、その上面にボルト144を介して碍管125が固定されている。また、支持フレーム142の下面には、支持碍子145を介して据え付け架台146に取り付けられ、ケーブルの終端接続部を据え付け架台146から電気的に絶縁した状態となっている。
A
また、補助金具127の下面内周縁部には、ケーブル絶縁体113の下端部の周囲に配置された下部金具148の上端がボルト151およびパッキン154により気密的に接合され、この下部金具148の下端は、ケーブルシース117の端部にシールテープ156を介して気密的に結合されている。
Further, the upper end of the
また、碍管125内の筒状内部空間140には、絶縁ガス(例えば、一般的に、六フッ化硫黄(SF6)ガス等)が封入されている。
Further, an insulating gas (for example, generally sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas or the like) is sealed in the cylindrical
次いで、本実施の形態の中心的部材である補強型ストレスコーン130について詳細に説明する。
Next, the reinforced
補強型ストレスコーン130は、図1および図2に示すように、内周面136がケーブル絶縁体113の外周面113aに密着した状態で配置されるとともに、外周面137は、下端部側から上端部側、つまり、電力ケーブル110における低圧側から高圧側に向かってケーブル軸側に接近するように傾斜している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the reinforced
また、補強型ストレスコーン130は弾性体であり、ここでは、補強型ストレスコーン130の内径が、自然状態において、ケーブル絶縁体113の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、補強型ストレスコーン130は、内周面がケーブル絶縁体113の外周面113aを押圧することでケーブル絶縁体113の外周面113aに密着し、その結果、電力ケーブル110の終端部110aの絶縁性が維持されている。
Further, the reinforced
補強型ストレスコーン130は、電力ケーブル110の終端部110aに生じる高電界部と低電界部の導電性ベルマウス状体(以下「ベルマウス部」という)131との間において、ベルマウス部131表面から沿層方向の電界ストレスを緩和する絶縁補強成形体132とで構成されている。
The reinforced
本実施の形態では、補強型ストレスコーン130におけるベルマウス部131および絶縁補強成形体132は一体成形されており、両者を別個に取り扱う必要がなく、扱いやすく施工性の向上が図られている。
In the present embodiment, the
ベルマウス部131は、エチレンプロピレンゴムやシリコーンゴム等にカーボン等の導電性材料を混ぜた弾性材料からなり、筒体を電力ケーブル110の終端に向かって広げたラッパ状に形成されている。すなわち、ベルマウス部131の下部(以下「ベルマウス下部」という)131aの内周面は、ケーブル絶縁体113の外周面113aと、外部半導電層115の外周面115aとのそれぞれに接し、ベルマウス部131の上部(以下「ベルマウス上部」という)131bの内周面は、ベルマウス下部131aの上端から上方に向かって外周面113aから離れるように形成されている。また、ベルマウス上部131bの上端には丸みが付けられている。
The
ベルマウス下部131aの下端面134には、連結部材129の先端が挿入される切欠部134aが形成され、ベルマウス上部131bには、軸方向に連続して、ベルマウス上部131bの表面形状に対応した形状の絶縁補強成形体132の下端部、詳細には、誘電率層132aの下端面135が密着した状態で接合されている。
The
上記構成により、ベルマウス下部131aが外部半導電層115の端部に接続されていることで、ベルマウス部131は、電力ケーブル110の外部半導電層115の端部に生じる高電界部を緩和する。
With the above configuration, the
絶縁補強成形体132は、エチレンポリプロピレンやシリコーン等を主材料とした弾性体からなり、内周面136がケーブル絶縁体113の外周面113aに密着するとともに、外周面137が下端部側から上端部側に向かって、つまり、電力ケーブル110の終端部110aにおける低圧側から高圧側に向かってケーブル絶縁体113の外周面113aに漸次近づくように傾斜する略円錐筒状に形成されている。
The insulation-reinforcement molded
また、絶縁補強成形体132は、それぞれ誘電率の異なる複数(ここでは6つ)の誘電率層132a、132b、132c、132d、132e、132fを軸方向に配置し、これら誘電率層132a〜132fを一体的に成形してなる。本実施の形態では、絶縁補強成形体132は、取り付けられる電力ケーブル110の終端部110aにおいて、高電圧側に向かって徐々に誘電率が低くなるように配置されている。
The insulation-reinforcing molded
これら複数の誘電率層132a〜132fにおいてそれぞれ誘電率が異なるのは、ベルマウス部131の表面、つまり、ベルマウス上部131bの丸みが付けられた上端を含むベルマウス上部131bの表面沿層に生じる電界ストレスを各誘電率層132a〜132fに好適に分布させるためであり、本実施の形態では、電界ストレスが均一に分布されるように構成されている。
The dielectric constants of the plurality of dielectric
また、複数の誘電率層132a〜132fの隣り合う誘電率層同士の界面138は、補強型ストレスコーン130の下端部側から上端部側に向かってケーブル絶縁体113の外周面113aから漸次離れるように、つまり外側に上るように略直線的に傾斜している。
Further, the
この傾斜により、電力ケーブル110の端部に生じる電界は、各誘電率層132a〜132f同士の界面138には、集中しにくくなっている。
Due to this inclination, the electric field generated at the end of the
界面138における直線的な傾斜の角度は、電界緩和に好適な角度であれば、どのような傾斜角度としてもよい。例えば、碍管の形状において曲線であってもよい。
The linear inclination angle at the
また、界面138は、補強型ストレスコーン130の下端部側から上端部側に向かって上るように傾斜されていればどのような傾斜としてもよく、例えば、界面138を曲面としてもよい。
The
本実施の形態では、複数の誘電率層132a〜132fは、誘電率の異なる材料(例えば、チタン酸バリウムや酸化亜鉛等の高誘電率材料)を、エチレンポリプロピレンやシリコーン等の主材料に対する添加材として用い、高電圧側である上端側に向かって誘電率が低くなるように一体的に成形されている。
In the present embodiment, the plurality of dielectric
なお、本実施の形態では、複数の誘電率層132a〜132fを、それぞれ誘電率が異なる材料を添加材として用いて形成しているが、これに限らず、複数の誘電率層を、それぞれ互いに誘電材料の濃度を変化させることにより形成したり、または、それぞれ互いに複数の材料の混合比を変えて混ぜ合わせることにより形成してもよい。
In the present embodiment, the plurality of dielectric
例えば、誘電材料の濃度を変化させることにより複数の誘電率層を形成する方法として、所定の絶縁主材料に所定の誘電材料を少しずつ混合していくことで段階的に濃度を変えて、誘電率がそれぞれ異なる誘電率層を一体的に成形することができる。 For example, as a method of forming a plurality of dielectric constant layers by changing the concentration of the dielectric material, the concentration is gradually changed by mixing a predetermined dielectric material with a predetermined insulating main material little by little. Dielectric constant layers having different rates can be integrally formed.
この場合、例えば、絶縁補強成形体132用の型枠を用い、この型枠内に所定の絶縁主材料(シリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム等)と、高誘電率を有する所定の添加材(チタン酸バリウムや酸化亜鉛等)または導電性を有する所定の添加材(カーボンや金属粉等)とを混ぜることで、絶縁補強成形体132を成形することができる。
In this case, for example, a mold for the insulation reinforcing molded
絶縁主材料および添加材を用いた製造方法の具体的な手順は、例えば、次のとおりである。まず、電界緩和成形体用の型枠内において、誘電率層132aの部分に絶縁主材料を流し込む。そして、誘電率層132aに連続する誘電率層132bの部分から誘電率層132f部分に絶縁主材料を流し込むとともに、誘電率層132b〜132fの部分に、各誘電率層の部分132b〜132fにおける濃度を段階的に薄くしていく。このような成形方法によって、下端側から上端側に向かって濃度が低く、つまり誘電率が低くなるような複数の誘電率層132a〜132fが一体となった補強型ストレスコーン130を成形することができる。
A specific procedure of the manufacturing method using the insulating main material and the additive is, for example, as follows. First, an insulating main material is poured into the portion of the dielectric
このように構成された補強型ストレスコーン130により、ケーブルの端部における電界ストレスは、ベルマウス部131および絶縁補強成形体132とで緩和される。
By the reinforcing
図3(a)は、本実施の形態に係る補強型ストレスコーンを用いた電力ケーブルの終端接続部における電位分布のシミュレーション結果を示す図であり、図3(b)は、同補強型ストレスコーンにおいて、絶縁補強成形体の有する複数の誘電率層の誘電率を均一(この図では、ε=2.8)にした場合の電位分布のシミュレーション結果を示す図である。なお、図3(a)および図3(b)において電位分布は破線の等電位線で示されている。 FIG. 3A is a diagram showing a simulation result of potential distribution in the terminal connection portion of the power cable using the reinforced stress cone according to the present embodiment, and FIG. 3B is a diagram showing the reinforced stress cone. 5 is a diagram showing a simulation result of potential distribution when the dielectric constant of a plurality of dielectric constant layers included in the insulation reinforcing molded body is made uniform (ε = 2.8 in this figure). In FIG. 3A and FIG. 3B, the potential distribution is indicated by broken equipotential lines.
図3(a)に示す補強型ストレスコーン130では、複数の誘電率層132a〜132fは、高電圧側である上端側に向かって誘電率が低くなるように、一体成形してなり、これら誘電率が異なる複数の誘電率層132a〜132fにより等電位線が略均等に分散されている。
In the reinforced
すなわち、高電圧の電力ケーブル110の終端部110aに補強型ストレスコーン130を設けた構成では、電力ケーブル110の終端部110aに生じる高電界部の電界緩和をベルマウス部131で行うととともに、このベルマウス部131の表面の沿層において高くなった電界ストレスを、絶縁補強成形体132における複数の誘電率層132a〜132fにより略均等に分布させることができる。これにより、高電圧の電力ケーブル110の終端における電界ストレスが緩和される。
That is, in the configuration in which the reinforced
これに対し、図3(b)に示す補強型ストレスコーンでは、複数の誘電率層132a〜132fの誘電率を均一にしたため、等電位線がベルマウス部の表面部分に集中した状態となっている。
On the other hand, in the reinforced stress cone shown in FIG. 3B, since the dielectric constants of the plurality of dielectric
次いで、補強型ストレスコーン130の取り付け方法の一例をケーブル終端接続部の取り付け方法の一例とともに説明する。
Next, an example of a method for attaching the reinforced
まず、終端接続部100が形成される電力ケーブル110の終端部110aを、支持碍子145が取り付けられた据え付け架台146の所定の箇所に配置するとともに、電力ケーブル110の終端部110aのケーブルシース117、外部半導電層115、ケーブル絶縁体113を所定の位置まで除去し、電力ケーブル110の終端に露出した導体111に導体引出棒121を接続する。
First, the
そして、電力ケーブル110の終端部110aに、筒状の下部金具148、支持フレーム142、補助金具127、Oリング128、連結部材129、拡径保持材(スパイラルコア)上に拡径された状態の補強型ストレスコーン130を順次挿通する。
Then, in the
そして、支持フレーム142を支持碍子146に取り付けることで支持フレーム142を支持させたのち、拡径保持材付き補強型ストレスコーン130のベルマウス部131をケーブル絶縁体113の下端部に位置合わせする。詳細には、ベルマウス131が、外部半導電層115とケーブル絶縁材113とに跨るように位置合わせする。
Then, after the
そして、ベルマウス部131の位置合わせ状態を保持したまま、拡径保持部材を抜き、ケーブル絶縁体113の外周面113aおよび外部半導電層115の外周面115aに圧接させることで補強型ストレスコーン130をケーブル絶縁体113に取り付ける。
Then, while maintaining the alignment state of the
なお、図示しないが、組み立ての際に通常の拡径機とパイプを用いた拡径工程によって補強型ストレスコーン130を取り付けてもよい。
In addition, although not shown in figure, you may attach the reinforcement type |
また、補強型ストレスコーン130は、非拡径時の内径をケーブルの外径よりも十分に小さくしているため、補強型ストレスコーン130とケーブル絶縁体113との界面の面圧を高くでき、優れた耐電圧性が保証されている。
In addition, since the reinforced
このように、補強型ストレスコーン130をケーブル絶縁体113の外周面113aに十分な面圧で取り付けた後、連結部材129の先端部をベルマウス部131下面の切欠部134aに差し込み、連結部材129の下端のフランジ部129bを補助金具127に気密的に接合し、この補助金具127をボルト153を介して支持フレーム142に気密的に接合する。
Thus, after attaching the reinforced
そして、連結部材129の筒状本体部129aの外周面と補強型ストレスコーン130のベルマウス部131の外面とに跨って図示しないシールテープを巻き付けることで両者間を封止する。
Then, a seal tape (not shown) is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical
そして、電力ケーブル110の終端部110aに、カバー123が取り付けられた碍管125を挿着して、導体引出棒121を碍管125に取り付けられたカバー123から引き出し、この引き出し箇所をパッキングの締め付けにより気密化し、碍管125の下端部を支持フレーム142にボルト144を介して結合する。
Then, a
そして、図示しない導体引出棒内通路を経て碍管125の内部空間140に絶縁ガスを封入し、仮挿通しておいた下部金具148の上端をボルト151およびパッキン154を介して補助金具127に気密的に結合する。
Then, an insulating gas is sealed in the
そして、下部金具148の下端とケーブルシース117の端部との間をテープ状のシール材156の巻き付けにより気密的に結合することにより、ケーブルの終端接続部100の取り付けは終了する。
Then, the attachment of the cable
このように、本実施の形態によれば、ベルマウス部131と、ベルマウス部131の表面つまりベルマウス上部131bの表面の沿層電界を緩和する絶縁補強成形体132とが一体に成形されているとともに、絶縁補強成形体132が、それぞれ誘電率の異なる誘電率層132a〜132fを軸方向に配置して一体的に形成されているため、高電圧が印加される電力ケーブル110のケーブル絶縁体113上に取り付けるだけで、ベルマウス部131の表面つまりベルマウス上部131bの表面に生じる沿層電界ストレスを、誘電率がそれぞれ異なる誘電率層に分担させることで緩和することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
よって、補強型ストレスコーン130は、従来の油浸絶縁紙を用いたコンデンサコーンと同等の一定の電界緩和効果を保持しつつ、従来の油浸絶縁紙を用いたコンデンサコーンと異なり、熟練を要することなく容易に組み立てることができ、組み立て作業時間を短縮することができる。
Therefore, the reinforced
また、補強型ストレスコーン130は、一体的に成型されたベルマウス部131および絶縁補強成形体132がそれぞれ弾性体からなるので、終端接続部100を形成する際に、従来の油浸絶縁紙を用いたコンデンサコーンと異なり、補強型ストレスコーン130が配置されたケーブル端部と碍管との間の筒状空間に、オイルを充填する必要がなく、作業時間を短縮することができるとともに、筒状空間内にオイルを充填しないので、その分、終端接続部110自体の軽量化を図ることができる。
Further, since the
また、本実施の形態に係る補強型ストレスコーン130を用いた電力ケーブル110の終端接続部100の構成では、従来のプレモールド形接続部としてのプレモールド絶縁体圧縮式のケーブルの終端部処理の構成とは異なり、プレモールド絶縁体を碍管内に押圧するスプリングや、エポキシ受座を必要とすることがないので、電力ケーブル110の終端接続部100として、スプリングやエポキシ受座の分の部品点数が少ないものとなっており、低コスト化を図ることができる。
Further, in the configuration of the
また、複数の誘電率層132a〜132fは、それぞれ誘電率の異なる材料により形成されているため、補強型ストレスコーン130の絶縁補強成形体132を、異なる材料を用いるだけで、容易に製造することができる。
In addition, since the plurality of dielectric
なお、本実施の形態における補強型ストレスコーン130では、ベルマウス部131および絶縁補強成形体132は一体成形された構成としたが、これに限らず、ベルマウス部131および絶縁補強成形体132をそれぞれ別体に形成した構成や、絶縁補強成形体132自体を複数に分割した構成、さらに、ベルマウス部131と絶縁補強成形体132の一部とを一体的に成形し、かつそれ以外の絶縁補強成形体132部分を一体的にまたは複数に分割して成形した構成としてもよい。
In the reinforced
このように補強型ストレスコーン130を複数に分割すれば、分割されることでコンパクト化され、製造、現場への運搬、施工などが容易となる。
If the reinforced
補強型ストレスコーン130を複数に分割して成形する場合において、最も電気的性能を確保しやすい構成としては、例えば、ベルマウス部131と、ベルマウス部131表面と接触する絶縁補強成形体132部分(本実施の形態では誘電率層132a)とを一体的に成形し、誘電率層132a以外の誘電率層132b〜132fを一体的に成形する構成が挙げられる。
In the case where the reinforced
このように、ベルマウス部131と、誘電率層132aとを一体的に成形したのは、絶縁補強成形体132は、ベルマウス部131表面から沿層方向の電界ストレスを緩和する機能を有しており、少なくともベルマウス部131と、このベルマウス部131に隣接する絶縁補強成形体132部分(誘電率層132a)とは一体的に成形されていた方が望ましいからである。
As described above, the
但し、補強型ストレスコーン130の寸法や重量によっては、ベルマウス部131と誘電率層132aとを一体的に成形し、それ以外の誘電率層132b〜132fを複数に分割した構成であってもよい。これは上記の通りである。
However, depending on the size and weight of the reinforced
また、本実施の形態における絶縁補強成形体132は、6つの誘電率層132a〜132fにより形成されたものとしたが、これに限らず2つ以上であれば何層により構成されていてもよい。
Moreover, although the insulation reinforcement molded
また、本実施の形態に係る補強型ストレスコーン130では、ケーブル終端の電界ストレスを緩和させるべく誘電率層132a〜132fをそれぞれ高圧側、つまり、電力ケーブル110の終端側に向かって誘電率が低くなるように構成したが、これに限らず、補強型ストレスコーン130が高電圧ケーブルに取り付けられた場合に、ベルマウス部131表面で高くなる沿層電界ストレスを緩和するものであれば、どの誘電率層がどのような誘電率を有するものであってもよい。
Further, in the reinforced
例えば、絶縁補強成形体132の誘電率層132a〜132fを、誘電率層132aから誘電率層132fに向かって段階的に誘電率が低い構成ではなく、それぞれの誘電率層の誘電率を任意の値で構成し、取り付けられるケーブルの端部の電界ストレスを緩和してもよい。
For example, the dielectric
また、本実施の形態では、補強型ストレスコーン130の絶縁補強成形体132を複数の誘電率層132a〜132fで形成し誘電率が段階的に変化するように形成しているが、これに限らず、誘電率が連続的に変化するように形成してもよい。
Further, in this embodiment, the insulation reinforcing molded
この場合、絶縁補強成形体の誘電率を連続的に変化させるには、例えば、高誘電材料の濃度を連続的に変化させ、または、複数の材料の混合比を連続的に変えて混ぜ合わせるようにすればよい。これにより、誘電率が軸方向に連続的に変化する補強成形体を形成することができる。 In this case, in order to continuously change the dielectric constant of the insulation reinforcing molded body, for example, the concentration of the high dielectric material is continuously changed, or the mixing ratio of a plurality of materials is continuously changed and mixed. You can do it. Thereby, the reinforcement molded object from which a dielectric constant changes continuously to an axial direction can be formed.
100 ケーブルの終端接続部
110 電力ケーブル
110a 電力ケーブルの終端部
130 補強型ストレスコーン
131 ベルマウス部
132 絶縁補強成形体
132a、132b、132c、132d、132e、132f 誘電率層
137 外周面
138 界面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ストレスコーン本体表面の沿層電界を緩和する補強成形体と、を有し、
前記補強成形体は、誘電率が軸方向に異なるように形成されている、ことを特徴とする終端接続部用ストレスコーン。 A stress cone body that relaxes the electric field of the high electric field generated at the end of the power cable;
A reinforcing molded body that relaxes the creeping electric field on the surface of the stress cone body,
A stress cone for a terminal connection part, wherein the reinforcing molded body is formed so that the dielectric constant differs in the axial direction.
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