JP2010259134A - 内部半導電層、内部半導電層を用いた絶縁チューブユニット、および内部半導電層成形用の成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】電界が高い部分である両端部にはパーティングラインが生じることなく、電気破壊の発生を抑えることができ、表面の凹凸部分の研磨作業時間を短縮できる内部半導電層、内部半導電層を用いた常温収縮型絶縁チューブユニット、および内部半導電層成形用の成形型を提供する。
【解決手段】内部半導電層３０は、電力ケーブルの導体部同士の接続部を覆う常温収縮型絶縁チューブユニット１０内に配置され、成形により筒状に作られ、成形の際に形成されるパーティングライン１８０が内部半導電層３０の中央部において内部半導電層３０の軸方向ＣＬと交差する方向に沿って配置されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電力ケーブルの直線接続部に用いられる絶縁チューブユニットの内部半導電層、内部半導電層を用いた絶縁チューブユニット、および内部半導電層成形用の成形型に関する。

２本の電力ケーブルを接続した箇所の絶縁処理に常温収縮型絶縁チューブユニットが用いられている。常温収縮型絶縁チューブユニットは、筒状の絶縁層内にシリコーンゴム製の内部半導電層等を一体に設けたワンピース型の部材である。

図８は、従来の内部半導電層を成形する金型を示している。金型２００は、上型２０１と、下型２０２と、芯金２０３と、フランジ２０４，２０５を有している。内部半導電層２５０は、液状のシリコーンゴムを金属の金型２００内の空間内に注入することにより成形される。

金型２００を開いて内部半導電層２５０を取り出すと、図９に示すように、内部半導電層２５０には複数箇所に上型２０１と、下型２０２と、芯金２０３と、フランジ２０４，２０５の合わせ目の痕跡（本願において「パーティングライン」という）３００，３０１，３０２が形成されている。パーティングライン３００,３０１４,３０２は、線状に形成されるだけの場合もあるが、バリ状に形成される場合もある。
パーティングライン３００は、内部半導電層２５０の一端部２５１において全周に渡って形成され、パーティングライン３０１は、内部半導電層２５０の他端部２５２において全周に渡って形成される。

また、パーティングライン３０２は、図９における手前側の側面と反対側の側面にそれぞれ形成されており、パーティングライン３０２は内部半導電層２５０の両側面において軸方向Ｌに沿って形成されている。これらのパーティングライン３００，３０１は、上型２０１と下型２０２とフランジ２０４，２０５の合わせ目Ｂ、Ｂにより形成され、手前側の側面と反対側の側面のパーティングライン３０２は、それぞれ上型２０１と下型２０２の合わせ目Ｃにより形成される。このような構造の金型は、特許文献１に開示されている。

特開２００１−２６８７７０号公報

上述の構造の金型２００を用いて内部半導電層２５０を成形すると、次のような問題がある。
内部半導電層２５０の端部２５１、２５２は、高い電界がかかる箇所なので、内部半導電層２５０の表面に凹凸部分が生じると、内部半導電層２５０がこの凹凸部分から電気破壊を起こす要因になる。このため、従来の内部半導電層２５０は、表面に形成されたパーティングライン３００，３０１，３０２の凸部を、後工程の研磨作業により高精度に除去する必要があり、研磨作業に時間がかかる。
また、パーティングライン３０２の形成長さが軸方向Ｌに沿って長いので、研磨量が多くなり研磨作業時間がさらにかかる。

そこで、本発明は上記課題を解消するために、電界が高い部分である両端部にはパーティングラインが生じることなく、電気破壊の発生を抑えることができ、表面の凹凸部分の研磨作業時間を短縮できる内部半導電層、内部半導電層を用いた絶縁チューブユニット、および内部半導電層成形用の成形型を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本発明の内部半導電層は、電力ケーブルの接続部を絶縁処理するための絶縁チューブユニット内に配置され、成形により作られた筒状の内部半導電層であって、成形の際に形成されるパーティングラインが前記内部半導電層の中央部において前記内部半導電層の軸方向と交差する方向に沿って配置されていることを特徴とする。

また、本発明の内部半導電層では、前記内部半導電層が、一端部側と他端部には太径部分がそれぞれ形成されており、これら太径部分と間に細径部が形成されており、当該細径部分に、前記パーティングラインが配置されていることを特徴とする。

本発明の内部半導電層を用いた絶縁チューブユニットは、前記内部半導電層と、その周囲に一体に成形された絶縁層とを有することを特徴とする。

本発明の内部半導電層成形用の成形型は、内部半導電層を成形するための成形型であって、内部半導電層を成形するキャビティを有するゴム製のゴム型部と、このゴム型が収まる収容空間を有する金属製の金型部とからなり、前記ゴム型部が、第１ゴム型部分と第２ゴム型部分からなり、前記内部半導電層の中央部または細径部分において前記内部半導電層の軸方向と交差する方向に沿って前記第１ゴム型部分と前記第２ゴム型部分との合わせ目を有するものであることを特徴とする。

本発明によれば、電界が高い部分である両端部にはパーティングラインが生じることなく、電気破壊の発生を抑えることができ、表面の凹凸部分の研磨作業時間を短縮できる内部半導電層、この内部半導電層を用いた絶縁チューブユニット、およびこの内部半導電層を成形するための成形型を提供することができる。

本発明の内部半導電層を用いた常温収縮型絶縁チューブユニットの好ましい実施の形態を示している軸方向の断面図である。 本発明の好ましい実施の形態の金型を示しており、図２（Ａ）は金型の断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ―Ｂ線における断面図を示す図である。 ゴム金型部の形状を形成するための模範を示す図である。 図３に示す模範を用いて、金属金型部の収容空間部内にゴム金型部を成形する様子を示す断面図である。 金型を用いて内部半導電層を成形する様子を示す断面図である。 本発明の実施形態の金型で成形された内部半導電層を示す図である。 内部半導電層付近の電界の等電位線の例を示す図である。 従来の内部半導電層を成形する金型を示す断面図である。 従来の複数のパーティングラインを有する内部半導電層を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の内部半導電層を用いた絶縁チューブユニットの好ましい実施の形態で電力ケーブルの直線接続部を絶縁処理した状態を示している軸方向の断面図である。
図１に示す絶縁チューブユニット１０は常温収縮タイプのもので、第１電力ケーブル１と第２電力ケーブル２の接続部を絶縁している。
第１電力ケーブル１は、絶縁シース５と、絶縁体層６と、外部半導電層７や、その他に外部半導電層７を覆う布テープ層や金属遮蔽層を有している。同様して、第２電力ケーブル２は、絶縁シース１５と、絶縁体層１６と、外部半導電層１７や、その他に外部半導電層１７を覆う布テープ層や金属遮蔽層を有している。

図１に示すように、第１ケーブル導体部３と第２ケーブル導体部４は、導電性を有する接続管１８により電気的に機械的に接続されている。第１ケーブル導体部３と第２ケーブル導体部４と接続管１８の外周囲は、半導電性テープ１９により覆われている。

第１電力ケーブル１と第２電力ケーブル２との接続部の周囲は、絶縁チューブユニット１０により覆われている。絶縁チューブユニット１０は筒状であり、補強絶縁層２０と、内部半導電層３０と、第１ストレスコーン８と第２ストレスコーン９を有している。内部半導電層３０と、第１ストレスコーン８と第２ストレスコーン９は、軸方向ＣＬに沿って同軸状に配置されている。第１ストレスコーン８と第２ストレスコーン９は、例えばカーボンが混入された半導電性のゴムを用いて成形された部材で、略ラッパ状である。

図１に示す補強絶縁層２０は、弾性材である例えば電気絶縁性のゴムにより作られている常温で収縮可能な円筒状の部材である。補強絶縁層２０の内周部には、内部半導電層３０が配置されている。内部半導電層３０は例えばカーボンが混入された半導電性のゴムを用いて筒状に成形された部材である。内部半導電層３０は、第１ケーブル導体部３と第２ケーブル導体部４と接続管１８および絶縁体層６，１６の一部を覆っている。内部半導電層３０は、一端側の太径部分３１と他端側の太径部分３２と、太径部分３１と太径部分３２の間に形成された細径部分３３を有している。
内部半導電層３０の中空部分３０Ｈは、軸方向ＣＬに沿って形成されている。この中空部分３０Ｈは、絶縁チューブユニット１０を使用に供したとき、第１ケーブル導体部３と第２ケーブル導体部４と接続管１８と半導電性テープ１９が収まる貫通孔である。

次に、図１に示す内部半導電層３０を成形するための型について説明する。
図２は、本発明の好ましい実施の形態の成形型１００を示しており、図２（Ａ）は成形型１００の断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ―Ｂ線における断面図である。
図２に示す成形型１００は、外側の金属型部１１０と、内側のゴム型部１２０と、芯金１４０を有している。この成形型１００は、外側の金属型部１１０と、内側のゴム型部１２０により構成されている２重構造の金型である。

図２に示す金属型部１１０は、例えばアルミニウム等の金属により作られている。図２（Ｂ）に示すように、金属型部１１０は、第１金型部分１１１と第２金型部分１１２から構成されており、第１金型部分１１１と第２金型部分１１２は互いに反対方向であるＳ１方向とＳ２方向にそれぞれ分割できるように合わせ目７７を有している。図２（Ａ）に示すように、第１金型部分１１１と第２金型部分１１２内には、円柱状の収容空間部１１３が形成されている。

図２に示すゴム型部１２０は、例えばシリコーンゴムにより作られている。図２（Ａ）に示すように、ゴム型部１２０は、第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２から構成されている。第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２の外周面１２３は、第１金型部分１１１と第２金型部分１１２の収容空間部１１３の内周面１１４に対して密着されており、第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２はほぼ円筒状の部材である。第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２は、合わせ目９９で分けることができるようになっている。

図２（Ａ）に示すように、第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２は、キャビティ１２４を有している。キャビティ１２４は、図１に示す形状の内部半導電層３０を成形するための空間である。キャビティ１２４は、第１太径部分１２４Ｂと、第２太径部分１２４Ｃと、中央の細径部分１２４Ｄを有している。

図２（Ａ）に示す芯金１４０は、例えば鉄等の金属により作られている棒状体である。芯金１４０は、第１細径部１４１と、第２細径部１４２と、中央の太径部１４３を有している。第１細径部１４１は、金属型部１１０の第１貫通孔１１８と、第１ゴム型部分１２１の第１貫通孔１２８を通って外部に露出している。同様にして、第２細径部１４２は、金属型部１１０の第２貫通孔１１９と、第２ゴム型部分１２２の第２貫通孔１２９を通って外部に露出している。中央の太径部１４３はゴム型部分１２１，１２２のキャビティ１２４内に配置されている。
その他に、第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２が変形するのを防止するために、２分割リング１５０が設けられている。この２分割リング１５０の厚みｔ＝１〜２ｍｍである。金属型部１１０を使用する際には、金属型部１１０の両端部をパワークランプで固定する。

次に、図２に示すゴム型部１２０を金属型部１１０の収容空間部１１３内において成形するためのモデル１６０について、図３を参照して説明する。
図３は、ゴム型部１２０のキャビティ１２４の形状を形成するためのモデル１６０を示している。図３に示すモデル１６０は、第１太径部分１６０Ｂと、第２太径部分１６０Ｃと、中央の細径部分１６０Ｄと、芯金１４０を有している。モデル１６０は、細径部分１６０Ｄの中央部の合わせ目１６７が２分割された中央２分割構造体である。この合わせ目１６７はゴム金型部１２０の合わせ目９９を設ける位置と対応する位置に設けられている。細径部分１６０Ｄの中央位置には、厚みｔ＝１〜２ｍｍの円盤１６１と１箇所の１４〜１６ｍｍの径の注入口用の円柱部１６２が取り付けられている。また、ガス抜き用スリット形成用の板１６３（厚みｔ＝０．５〜１ｍｍ）が、注入口用の円柱部１６２に対して１８０度反対の位置に形成されている。すなわち、各太径部分１６０Ｂ、１６０Ｃの端部にある凹部の内周面から芯金１４０に跨るように前記板１６３、１６３が設けられている。

図４は、図３に示すモデル１６０を用いて、金属型部１１０の収容空間部１１３内においてゴム型部１２０を成形する様子を示す断面図である。
図４に示すように、モデル１６０が、金属型部１１０の収容空間部１１３内に配置されており、芯金１４０の第１細径部１４１は、金属型部１１０の第１貫通孔１１８を通って外部に露出している。同様にして、芯金１４０の第２細径部１４２は、金属型部１１０の第２貫通孔１１９を通って外部に露出している。

図４において、金属型部１１０の注ぎ口１７０から、液状のシリコーンゴムを注入することにより、金属型部１１０の収容空間部１１３とモデル１６０の外周面との間には、内部半導電層３０を型取るためのゴム型部１２０が成形できる。ゴム型部１２０は、円盤１６１を境に、第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２に分かれている。このようにしてゴム型部１２０が金属型部１１０の収容空間部１１３内に成形できたら、金属型部１１０を開いてゴム型部１２０を取り出し、ついでゴム型部１２０を第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２に分けて開き、モデル１６０を取り出す。モデル１６０の円盤１６１の部分は図５に示すゴム型部１２０において合わせ目９９として転写される。
また、各第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２の前記デル１６０のガス抜き用スリット形成用の板１６３に対応する位置には、ガス抜き用スリットが転写され形成される。

次に、図５を参照して、成形型１００を用いて内部半導電層３０を成形する様子を説明する。
まず、前述のように製造した第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２を金属型部１１０にセットして、図５に示すように、成形型を組み立てる。成形型１００の注ぎ口１７０に、例えばカーボンが混入された液状の半導電性のゴムを注入すると、ほぼ筒状内部半導電層３０が成形される。注入されたゴム１７２は、ゴム型部１２０の第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２とで形成されたキャビティ１２４に充填されるので、内部半導電層３０を成形することができる。
なお、ゴムを注入するとキャビティ１２４にあった空気は、前記ガス抜き用スリット形成用の板１６３、１６３で形成されたスリットを介して芯金１４０と金属型部１１０隙間を通って外部に押出される。これにより、内部半導電層３０の太径部分３１、３２の外周部にボイドが生じるのを防止できる。

ゴム型部１２０の第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２は、中央の合わせ目９９により左右に２分割される構造である。このゴム型部１２０の中央の合わせ目９９は、成形された内部半導電層３０の細径部分３３の中央部に、軸方向ＣＬと交差するパーティングライン１８０が全周囲に沿って転写されることになる。
なお、前記モデル１６０のガス抜き用スリット形成用の板１６３、１６３で、ゴム型部分１２１，１２２にそれぞれ形成されたスリットの部分により、内部半導電層３０の大径部分３１，３２の内周側には、小片１６３Ａが成形されている。

こうして内部半導電層３０が成形した後、金属型部１１０の第１金型部分１１１と第２金型部分１１２を分解し、金属型部１１０の中からゴム型部１２０を取り出す。
そして、ゴム型部１２０の第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２を、中央の合わせ目９９により左右に分けて内部半導電層３０を取り出す。ゴム型部１２０はシリコーンゴム製でありある程度の弾性変形ができる。このため、内部半導電層３０の一端側の太径部分３１と他端側の太径部分３２（膨らんだ部分）は、第１ゴム型部分１２１と第２ゴム型部分１２２を変形させてを変形させるだけでゴム型部１２０内から容易に取り出すことができる。

図６は、成形型１００から取り出された内部半導電層３０を示している。このように、成形された内部半導電層３０の細径部分３３の中央部にはパーティングライン１８０が全周囲に形成されているので、このパーティングライン１８０の凸部を研磨して除去する。 また、前記大径部分３１，３２の内側に形成された小片１６３Ａ（図５参照）も研磨除去する。

図７は、内部半導電層３０付近における電界Ｅの等電位線の形成例を示している。内部半導電層３０の太径部分３１の外周付近Ｆでは、高い電界が形成されているので電界Ｅの等電位線が密に配列されているが、内部半導電層３０の細径部分３３の付近Ｇでは低い電界が形成されているので電界Ｅの等電位線は疎になっている。本発明の実施の形態では、内部半導電層３０の細径部分３３の中央部にパーティングライン１８０が１箇所に形成されるだけであり、電界の高い部分にはパーティングラインが形成されない。

パーティングライン１８０は電界が余りかからない内部半導電層３０の細径部分３３に形成されるので、電界は研磨による表面の凹凸の影響を受けにくく電気破壊発生を抑えることができる。しかも、パーティングラインは内部半導電層３０の両端部にはできないので、両端部の研磨作業が不要であり、電気破壊発生を抑えることができる。このため、研磨作業の精度が緩和され、研磨作業の負担を軽減できる。
また、この内部半導電層３０には軸方向CLに沿うパーティングラインが形成されないので、研磨する範囲も狭く、研磨作業の負担を軽減できる。

本発明の内部半導電層は、電力ケーブルの接続部を絶縁処理するための絶縁チューブユニット内に配置され、成形により作られた筒状の内部半導電層であって、成形の際に形成されるパーティングラインが前記内部半導電層の中央部において前記内部半導電層の軸方向と交差する方向に沿って配置されていることを特徴とする。中央部分は電界が低い部分であり、電界が高い両端部に比較して、表面の凹凸の影響が小さく、電気破壊の発生を抑えることができる。このため、パーティングラインを除去する研磨作業の精度を緩和でき、研磨作業時間を短縮できる。

本発明の内部半導電層では、前記内部半導電層が、一端部側と他端部には太径部分がそれぞれ形成されており、これら太径部分と間に細径部が形成されており、当該細径部分に、前記パーティングラインが配置されていることを特徴とする。前記細径部分は電界が低い部分であり、電界が高い両端部に比較して、表面の凹凸の影響が小さく、電気破壊の発生を抑えることができる。このため、パーティングラインを除去する研磨作業の精度を緩和でき、研磨作業時間を短縮できる。

前述の内部半導電層を用いた本発明の絶縁チューブユニットは、内部半導電層と、その周囲に一体に成形された絶縁層とを有することを特徴とする内部半導電層の製造が容易なので、生産性の良いものとなる。

本発明の内部半導電層成形用の金型は、内部半導電層を成形するための成形型であって、内部半導電層を成形するキャビティを有するゴム製のゴム型部と、このゴム型が収まる収容空間を有する金属製の金型部とからなり、前記ゴム型部が、第１ゴム型部分と第２ゴム型部分からなり、前記内部半導電層の中央部または細径部分において前記内部半導電層の軸方向と交差する方向に沿って前記第１ゴム型部分と前記第２ゴム型部分との合わせ目を有するものであることを特徴とする。これにより、電界が高い部分である両端部にはパーティングラインがなく、表面の凹凸部分の研磨作業時間を短縮できる内部半導電層を成形することができる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
例えば、絶縁チューブユニットと内部半導電層の形状は、図示例に限らず任意に選択することができる。
また、絶縁チューブユニットは、前記常温収縮タイプのものでなく、いわゆる差込タイプのものであっても良い。
さらに、成形型の金属型部は、内部半導電層の軸方向CLに沿って合わせ目が設けられたものであっても良い。

１ 第１電力ケーブル
２ 第２電力ケーブル
３ 第１ケーブル導体部
４ 第２ケーブル導体部
１０ 常温収縮型絶縁チューブユニット
ＣＬ 軸方向
３０ 内部半導電層
３１ 一端側の太径部分
３２ 他端側の太径部分
３３ 細径部分
７７ 第１金型部分と第２金型部分の合わせ目
９９ 第１ゴム型部分と第２ゴム型部分の合わせ目
１００ 金型
１１０ 外側の金属金型部
１１１ 第１金型部分
１１２ 第２金型部分
１１３ 収容空間部
１２０ 内側のゴム金型部
１２１ 第１ゴム型部分
１２２ 第２ゴム型部分
１４０ 芯金
１６０ 模範

Claims (4)

1. 電力ケーブルの接続部を絶縁処理するための絶縁チューブユニット内に配置され、成形により作られた筒状の内部半導電層であって、
   成形の際に形成されるパーティングラインが前記内部半導電層の中央部において前記内部半導電層の軸方向と交差する方向に沿って配置されていることを特徴とする内部半導電層。
2. 前記内部半導電層が、一端部側と他端部には太径部分がそれぞれ形成されており、これら太径部分と間に細径部が形成されており、当該細径部分に、前記パーティングラインが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内部半導電層。
3. 請求項１または請求項２に記載の内部半導電層と、その周囲に一体に成形された絶縁層とを有することを特徴とする絶縁チューブユニット。
4. 請求項１または請求項２の内部半導電層を成形するための成形型であって、
   内部半導電層を成形するキャビティを有するゴム製のゴム型部と、このゴム型が収まる収容空間を有する金属製の金型部とからなり、
   前記ゴム型部が、第１ゴム型部分と第２ゴム型部分からなり、前記内部半導電層の中央部または細径部分において前記内部半導電層の軸方向と交差する方向に沿って前記第１ゴム型部分と前記第２ゴム型部分との合わせ目を有するものであることを特徴とする内部半導電層成形用の成形型。
   

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