JP2009291033A - ケーブル終端接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】ブッシングのフランジ部（ブッシングフランジ部）の強度の向上、絶縁筒の沿面距離の増加およびケーブル終端接続部のコンパクト化を図る。
【解決手段】ケーブル終端接続部は、電力用機器を収容する機器ケース１の開口部１１に気密に装着されるブッシング２と、ブッシングの受容口２５に装着されるケーブル端末３と、ケーブル端末に装着されるストレスコーン４をブッシング側に向けて押圧する押圧装置５とを備えている。ブッシングの後端部側には径方向外方に向けて突出するフランジ部（ブッシングフランジ部）２２が設けられ、フランジ部の後端面側には環状の突起部２６がフランジ部と同心状に設けられ、突起部の内周側には押圧装置を構成する環状の押し金具フランジ部５２が空間Ｇを介してブッシングと同心状に配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブル終端接続部に係わり、特に、ブッシングの後端部側に径方向外方に向けて突出するフランジ部を備えたケーブル終端接続部に関する。

一般に、機器直結型ケーブル終端接続部においては、電力ケーブルの遮蔽層と電力用機器を収容する機器ケースの間を電気的に縁切りするために、エポキシ樹脂等から成る絶縁筒が組み込まれている。

従来、このような絶縁筒を有する機器直結型ケーブル終端接続部としては、図７に示すように、機器ケース１００の開口部１１０の周縁部にエポキシブッシング２００を気密に内設し、当該エポキシブッシング２００の受容口２１０にケーブル端末３００を装着し、当該ケーブル端末３００の外周を機器ケース１００の開口部１１０を貫通する下部金具３１０、絶縁筒３２０およびケーブル保護金具３３０で包被して成るものが知られている（例えば、特許文献１、２）。

しかしながら、このような構成の機器直結型ケーブル終端接続部においては、絶縁筒３２０が機器ケース１００の開口部１１０を貫通する下部金具３１０とケーブル保護金具３３０との間に配設されているため、ケーブル終端接続部が必要以上に長尺化し、全体的に大型化するという難点があった。また、絶縁筒３２０を下部金具３１０とケーブル保護金具３３０との間に配設しなければならないことから、部品点数が多くなり、コスト的にも割高になるという難点があった。

このため、図８に示すように、エポキシブッシング４００の後端部側に絶縁筒５００を直接取付け、当該絶縁筒５００の後端部側に押し金具６００を配設して成るケーブル終端接続部が案出されている。ここで、絶縁筒５００および押し金具６００は次のようにして組立て固定されている。先ず、絶縁筒５００のエポキシブッシング４００と対向する側に設けられたフランジ部（以下「絶縁筒フランジ部」という。）５１０はエポキシブッシング４００の後端部側に設けられた金具から成るフランジ部（以下「ブッシングフランジ部」という。）４１０に当接され、また、絶縁筒フランジ部５１０の後端面側には環状の押え金具７００が配設されており、当該押え金具７００のボルト挿通孔に挿通した第１のボルトｖ1の先端部を機器ケース８００に螺着することで、予め第３のボルトｖ3でブッシングフランジ部４１０に固定された絶縁筒５００がエポキシブッシング４００に固定される。一方、押し金具６００の絶縁筒５００と対向する側に設けられたフランジ部（以下「押し金具フランジ部」という。）６１０は絶縁筒５００の後端面側に当接され、押し金具フランジ部６１０のボルト挿通孔に挿通した第２のボルトｖ2の先端部を絶縁筒５００に埋設された埋込金具５２０に螺着することで、押し金具６００が絶縁筒５００に固定されることになる。

しかしながら、このような構成のケーブル終端接続部によれば、図７に示すケーブル終端接続部と比較すれば、下部金具３１０が存在しない分だけケーブル終端接続部を短くし得るものの、第１のボルトｖ1が機器ケース８００と導電位とされ、第２のボルトｖ2が押し金具６００と同電位とされていることから、絶縁筒５００の沿面距離、すなわち、第１のボルトｖ1と第２のボルトｖ1間の沿面距離が短くなり、十分な電気的性能が得られないという難点があった。

実開平６−９３４０号公報 特開２００１−１６７５６号公報

本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、ブッシングの後端部側に設けられるフランジ部の強度を向上させ、また、絶縁筒の沿面距離を長くとることができ、さらに、ケーブル終端接続部のコンパクト化を図ることができるケーブル終端接続部を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様であるケーブル終端接続部は、電力用機器を収容する機器ケースの開口部に気密に装着されるブッシングと、ブッシングの受容口に装着されるケーブル端末と、ケーブル端末に装着されるストレスコーンをブッシング側に向けて押圧する押圧装置とを備え、ブッシングの後端部側には径方向外方に向けて突出するフランジ部が設けられ、フランジ部の後端面側には環状の突起部がモールドによってフランジ部と同心状に一体的に設けられ、突起部の内周側には押圧装置を構成する環状の押し金具フランジ部がブッシングと同心状に配設され、突起部の内周面と押し金具フランジ部の外周面との間には突起部の頂部から押し金具フランジ部の機器ケースと対向する端面の外周縁側までの沿面距離を増加させる空間が設けられているものである。

本発明の第２の態様であるケーブル終端接続部は、第１の態様のケーブル終端接続部において、ブッシングのフランジ部の機器ケースと対向する面は、機器ケースの開口部の外面に気密に当接されているものである。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様のケーブル終端接続部において、環状の突起部の内周面には、突起部の頂部から押し金具フランジ部の機器ケースと対向する端面の外周縁側に向かって縮径する円錐状のテーパ面が設けられているものである。

本発明のケーブル終端接続部によれば、第１に、ブッシングのフランジ部（ブッシングフランジ部）に環状の突起部を設けることで、絶縁筒を有しない既存のケーブル終端接続部と比較すれば、当該突起部に絶縁筒としての機能を持たせることができると共に、ブッシングフランジ部の応力が緩和され、ひいてはブッシングフランジ部の強度を向上させることができる。第２に、このような環状の突起部をブッシングフランジ部に設けることで、既存のケーブル終端接続部と比較すれば、ブッシングの絶縁筒部分を長尺にしなくても沿面距離を長くとることができ、ひいては十分な電気的性能を確保することができる。第３に、本発明のケーブル終端接続部においては、環状の突起部の内側にストレスコーンの押圧装置の一部（押し金具フランジ部）を配設することができることから、押圧装置を突起部の内側に配設した分だけ、ケーブル終端接続部を短くすることができ、ひいては、ケーブル終端接続部のコンパクト化を図ることができる。

以下、本発明のケーブル終端接続部を適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、ブッシング、内部導体、押圧装置およびケーブル保護金具の「先端部」とは、それぞれ図中上方向をいい、また、ブッシング、内部導体、押圧装置およびケーブル保護金具の「後端部」とは、先端部と反対側の端部をいい、図中では下方向に相当するものとして説明する。

図１は、本発明のケーブル終端接続部を適用した１５４ｋＶ級ＣＶケーブルのガス中終端接続部の一部断面図、図２は同ガス中終端接続部におけるブッシングの要部拡大断面図を示している。

図１において、本発明におけるガス中終端接続部は、開閉器や変圧器等の電力用機器（不図示）を気密に収容する機器ケ−ス１と、先端部が機器ケ−ス１内に位置し、後端部が機器ケ−ス１の開口部１１の周縁部に開口部１１を閉塞するように気密に取り付けられるブッシング２と、ブッシング２内に装着されるケーブル端末３と、ケーブル端末３に装着されるストレスコーン４をブッシング２の先端部側に向けて軸方向に押圧する環状の押圧装置５とを備えている。

ブッシング２は、先端部に設けられた円筒状の頭部２１と、後端部側に径方向外方に向けて突出するように設けられたフランジ部（以下「ブッシングフランジ部」という。）２２と、頭部２１の後端部側に設けられた湾曲凸面形状を呈する湾曲部２３と、湾曲部２３とブッシングフランジ部２２との連設部分に設けられた電界緩和部２４とを備えており、ブッシング２内には電界緩和部２４に対応する位置から湾曲部２３に対応する位置に向かって順次縮径するテーパ状の受容口２５がブッシング２と同心状にかつ後述する導体挿入孔６４と連通するように設けられている。

また、ブッシングフランジ部２２の後端面側には、環状の突起部２６がブッシング２と同心状にかつブッシングフランジ部２２と一体的に設けられ、この突起部２６の内周面側には後述するストレスコーン４の押圧装置５の一部（押し金具フランジ部５２）が後述する空間Ｇを介してブッシング２と同心状に配設されている。

環状の突起部２６は、図２に示すように、外周部にブッシングフランジ部２２と直交する鉛直面２６ａを有しており、突起部２６の内周部と押し金具フランジ部５２の外周面との間には突起部２６の頂部２６ｂから押し金具フランジ部５２の機器ケース１（図１参照）と対向する端面（以下「先端面」という。）５２ａまでの沿面距離を増加させる空間Ｇが設けられている。具体的には、環状の突起部２６の内周部に突起部２６の頂部２６ｂから押し金具フランジ部５２の先端面５２ａの外周縁側に向かって縮径する円錐状のテーパ面２６ｃを設けることで、環状の突起部２６の頂部２６ｂと押し金具フランジ部５２の先端面５２ａ間の沿面距離が増加されている。この実施例においては、突起部２６の頂部２６ｂと当該頂部２６ｂに対応する押し金具フランジ部５２の外周面間の寸法を２２ｍｍ程度とし、また、突起部２６の立ち上がり部（ブッシングフランジ部２２の後端面側と突起部２６との連設部分）の内周縁側（以下「内周縁側立ち上がり部」という。）２６ｄと当該内周縁側立ち上がり部２６ｄに対応する押し金具フランジ部５２の先端面５２ａの外周間の寸法を５ｍｍ程度とすることで、前記の沿面距離を確保している。また、ブッシングフランジ部２２の外周縁側の厚さＴ1は４０ｍｍ程度とされ、ブッシングフランジ部２２の外周縁側の後端面から突起部２６の頂部２６ｂに至る高さ寸法Ｈ1はブッシングフランジ部２２の厚さＴ1と略同程度若しくはこの厚さＴ1より若干大きくされている。さらに、ブッシングフランジ部２２の内周縁側の後端面から突起部２６の頂部２６ｂに至る高さ寸法Ｈ２は前記の高さ寸法Ｈ１よりも短くされている。これにより、ブッシングフランジ部２２の内周縁側の厚さＴ2がブッシングフランジ部２２の外周縁側の厚さＴ1よりも若干厚く形成されている。

ここで、ブッシング２および突起部２６はエポキシ樹脂等の硬質の絶縁体から成り、後述する内部導体６と共に一体にモールドされている。また、ブッシングフランジ部２２の外径は機器ケース１の開口部１１の口径より大径とされ、突起部２６の内周縁側立ち上がり部２６ｄの内径は押し金具フランジ部５２の外径よりも大径とされている。さらに、電界緩和部２４の外表面には、導電塗料（不図示）が塗布されている。なお、図２中、符号２７はブッシングフランジ部２２に円周方向に沿って等配するように埋設された複数個（例えば６個）の埋込金具（図には１個のみを表示している）を示している。

内部導体６は、図１に示すように、ブッシング２の頭部２１の頂部２１ａから突出される導体引出部６１と、導体引出部６１の後端部側に首部６２を介して連接されブッシング２の頭部２１内にブッシング２と同心状に埋設される円筒状部６３とを備えており、円筒状部６３内には円筒状部６３の後端部から首部６２近傍に跨って横断面視円形の導体挿入孔６４が設けられている。また、円筒状部６３の奥壁（不図示）の中心部には後述する接続端子７と対向するように円柱状のボス（不図示）が導体挿入孔６４と同心状に突設されており、当該ボスにはチューリップコンタクトとしてのリング状接触子（不図示）の一端部側が挿入・係止されている。

ケーブル端末３は、ＣＶケーブルの端末を段剥処理して露出させたケーブル絶縁体３１を備えており、ケーブル絶縁体３１の外周には、ケーブルの外部半導電層３２に跨って紡錘形状のストレスコーン４が装着されている。ここで、ストレスコーン４は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等のゴム状弾性を有する絶縁部４１と半導電部４２とから成り、絶縁部４１の外周には受容口２５の内周壁と対応する先細り状のテーパ部が設けられている。

押圧装置５は、ストレスコーン４の半導電部４２のコーン状の外周面に当接されるラッパ状の開口部５１ａを有する環状の押し金具５１と、当該押し金具５１の外周に配設される環状の押し金具フランジ部５２とを備えており、押し金具５１の後端部側には円周方向に沿ってスプリング挿入孔５１ｂが複数個等配され、当該スプリング挿入孔５１ｂにはそれぞれコイル状のスプリング５３が装着されている。また、押し金具フランジ部５２は円筒部材５２ｂと円筒部材５２ｂの後端部側に径方向内方に突設された環状の押え部材５２ｃとを備えている。ここで、押し金具５１の外径は、ブッシングフランジ部２２に設けられた挿入孔２５ａ（図２参照）の口径より若干小径とされ、また、押し金具フランジ部５２の円筒部材５２ｂの外径は環状の突起部２６の内周縁側立ち上がり部２６ｄ（図２参照）の内径より若干小径とされている。また、環状の押え部材５２ｃの内径はケーブルコアとしてのケーブルの外部半導電層３２の外径より若干大径とされている。なお、このような構成の押し金具５１、押し金具フランジ部５２およびスプリング５３は予め図に示すように一体に組み立てられている。

次に、このように構成される本発明におけるガス中終端接続部の組立方法について説明する。

先ず、ブッシング２の頭部２１および湾曲部２３を機器ケース１内に位置させると共にブッシングフランジ部２２の機器ケースと対向する面をＯリング１２を介して機器ケース１の外面に当接すると共に、ブッシングフランジ部２２の後端面側に環状の押え金具９を配設する。そして、環状の押え金具９に円周方向に沿って等配するように設けられた複数個（例えば１２個）のボルト挿通孔９１（図には２個のみを表示している）に第１のボルトＶ１を挿通し、当該第１のボルトＶ１の先端部を機器ケース１に螺着することで、ブッシング２（ブッシングフランジ部２２）が機器ケース１に気密に固定される。

次に、ケーブル端末３をブッシング２内に挿入して接続端子７をチューリップコンタクトとしてのリング状接触子（不図示）の他端部側にプラグイン接続するとともに、予めケーブル端末３側に嵌挿しておいた押し金具５１の開口部５１ａをストレスコーン４の半導電部４２に当接し、さらに、押し金具フランジ部５２の円筒部材５２ｂを突起部２６の内側に配設する。

次いで、押し金具フランジ部５２を構成する円筒部材５２ｂに予め円周方向に沿って等配された複数個（例えば６個）のボルト挿通孔（不図示）に第２のボルト（不図示）を挿通し、当該第２のボルトの先端部をブッシングフランジ部２２に埋設した埋込金具２７（図２参照）の螺孔に螺着する。そして、第２のボルトを回動すれば、第２のボルトの螺進により、押え部材５２ｃがブッシング２側に向けて進入し、ひいては各スプリング５３がブッシング２側に向けて押圧され各スプリング５３に軸方向のバネ力が付与される。これにより、ストレスコーン４の先細り状のテーパ部が受容口２５の内周壁に押し付けられ、ひいては、受容口２５の内周壁とストレスコーン４のテーパ部間における界面の絶縁性能およびケーブル絶縁体３１とストレスコーン４の界面の絶縁性能が確保される。

次に、予めケーブル端末３側に嵌挿しておいたアルミニウム合金金物などから成るケーブル保護金具８を所定位置に戻し、ケーブル保護金具８の先端部に形成されたフランジ部８１を押し金具フランジ部５２の後端面に当接し、両者を第３のボルト（不図示）により締結する。

なお、図１中、符号４３はストレスコーン４の先端部に配設された環状のストッパー、５４はブッシングフランジ部２２と押し金具フランジ部５２間に配設されたＯリング、ＴはＣＶケーブルのシースとケーブル保護金具８間に跨って巻回された防食層、９２はナットを示している。

以上のように、本発明のケーブル終端接続部によれば、第１に、ブッシングフランジ部２２に環状の突起部２６を設けることで、絶縁筒を有しない既存のケーブル終端接続部と比較すれば、当該突起部２６に絶縁筒としての機能を持たせることができると共に、ブッシングフランジ部２２の応力が緩和され、ひいてはブッシングフランジ部２２の強度を向上させることができる。第２に、このような環状の突起部２６をブッシングフランジ部２２に設けることで、既存のケーブル終端接続部と比較すれば、ブッシングの絶縁筒部分を長尺にしなくても沿面距離を長くとることができ、ひいては十分な電気的性能を確保することができる。具体的には、図３（ａ）に示すように、従来のケーブル終端接続部においては、沿面距離ＬａはおよそＬ１０（押え金具７００´の内周から押え金具７００´およびボルトＶ1´によって機器ケース８００´に固定されたブッシングフランジ部４１０´の厚肉部４１０ａ´の外周に至るまでの寸法）＋Ｌ２０（ブッシングフランジ部４１０´の段差部分の鉛直面の距離「ブッシングフランジ部４１０´の薄肉部４１０ｂ´と厚肉部４１０ａ´との連設部分の外周縁側からブッシングフランジ部４１０´の厚肉部４１０ａ´の後端面の外周に至るまでの寸法」）＋Ｌ３０（ブッシングフランジ部４１０´の厚肉部４１０ａ´の外周からブッシングフランジ部４１０´の厚肉部４１０ａ´の後端部に配設された押圧装置６００´の外周に至るまでの寸法）となり、この部分が絶縁筒として機能するのに対して、本発明のケーブル終端接続部においては、図３（ｂ）に示すように、沿面距離ＬｂはおよそＬ０（押え金具９の内周から突起部２６の立ち上がり部「ブッシングフランジ部２２の後端面側と突起部２６との連設部分」の外周縁側（以下「外周縁側立ち上がり部」という。）２６ｅに至るまでの寸法）＋Ｌ１（突起部２６の鉛直面２６ａ「外周縁側立ち上がり部２６ｅから突起部２６の頂部２６ｂに至るまでの寸法」）＋Ｌ２（突起部２６の頂部２６ｂの水平距離）＋Ｌ３（突起部２６の頂部２６ｂから突起部２６の内周縁側立ち上がり部２６ｄに至るまでの寸法）＋Ｌ４（突起部２６の内周縁側立ち上がり部２６ｄから押圧装置５の外周に至るまでの寸法）となり、後者の沿面距離Ｌｂが前者の沿面距離Ｌａよりも大きくなる（Ｌｂ＞Ｌａ）ことから、本発明のケーブル終端接続部の方が沿面距離を大きくとることができる。第３に、本発明のケーブル終端接続部においては、環状の突起部２６の内側にストレスコーン４の押圧装置５の一部（押し金具フランジ部５２）を配設することができることから、押圧装置５を突起部２６の内側に配設した分だけ、ケーブル終端接続部を短くすることができ、ひいては、ケーブル終端接続部のコンパクト化を図ることができる。

前述の実施例においては、図面に示した特定の実施の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、次のように構成してもよい。

第１に、前述の実施例においては、突起部の内周部にテーパ面２６ｃを形成しているが、当該テーパ面２６ｃには、図４に示すように、環状の切欠部２６１を形成し、若しくは図５に示すように、階段状の凹凸２６２を形成してもよい。

第２に、前述の実施例においては、突起部の外周部に鉛直面２６ａを形成しているが、図６に示すように、鉛直面２６ａに代えて、突起部２６の頂部からブッシングフランジ部２２の外周縁部の後端面側に向かって拡径する円錐状のテーパ面２６３を形成してもよい。

第３に、前述の実施例においては、ストレスコーン４をエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）で形成した場合について説明しているが、シリコーンゴム等で形成してもよい。

第４に、前述の実施例においては、気中終端接続部に適用した場合について説明しているが、ガス中終端接続部あるいは油中終端接続部に適用してもよい。

第５に、前述の実施例においては、適用電圧が１５４ｋＶ級の気中終端接続部について説明しているが、これらの電圧に限定されない。

本発明のケーブル終端接続部の一例を示す一部断面図。 図１に示すケーブル終端接続部のブッシングの要部拡大断面図。 既存のケーブル終端接続部における絶縁部分の沿面距離と本発明のケーブル終端接続部における絶縁部分の沿面距離との比較を示す説明図。 本発明のケーブル終端接続部におけるブッシングの他の実施例を示す要部拡大断面図。 本発明のケーブル終端接続部におけるブッシングの他の実施例を示す要部拡大断面図。 本発明のケーブル終端接続部におけるブッシングの他の実施例を示す要部拡大断面図。 従来のケーブル終端接続部の一例を示す一部断面図。 従来のケーブル終端接続部の一例を示す一部断面図。

１・・・機器ケース
１１・・・開口部
２・・・ブッシング
２２・・・フランジ部（ブッシングフランジ部）
２５・・・受容口
２６・・・突起部
２６ｃ・・・テーパ面
３・・・ケーブル端末
４・・・ストレスコーン
５・・・押圧装置
５２・・・押し金具フランジ部
Ｇ・・・空間

Claims (4)

1. 電力用機器を収容する機器ケースの開口部に気密に装着されるブッシングと、前記ブッシングの受容口に装着されるケーブル端末と、前記ケーブル端末に装着されるストレスコーンを前記ブッシング側に向けて押圧する押圧装置とを備え、
   前記ブッシングの後端部側には径方向外方に向けて突出するフランジ部が設けられ、
   前記フランジ部の後端面側には環状の突起部が前記フランジ部と同心状に設けられ、
   前記突起部の内周側には前記押圧装置を構成する環状の押し金具フランジ部が空間を介して前記ブッシングと同心状に配設されていることを特徴とするケーブル終端接続部。
2. 前記フランジ部の前記機器ケースと対向する面は、前記機器ケースの開口部の外面に気密に当接されていることを特徴とする請求項１記載のケーブル終端接続部。
3. 前記突起部の内周面と前記押し金具フランジ部の外周面との間には前記突起部の頂部から前記押し金具フランジ部の前記機器ケースと対向する端面の外周縁側までの沿面距離を増加させる空間が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のケーブル終端接続部。
4. 前記突起部の内周面には、前記突起部の頂部から前記押し金具フランジ部の前記機器ケースと対向する端面の外周縁側に向かって縮径する円錐状のテーパ面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか１項記載のケーブル終端接続部。

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