JP2012125071A - 電力ケーブル気中終端接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム套管への電力ケーブルの挿入作業を容易化できるとともに、所望の特性を実現しうる電力ケーブル終端接続部を提供する。
【解決手段】電力ケーブルの端部が、電気絶縁性の弾性材料からなる套管内に密着状態で収容されてなる電力ケーブル気中終端接続部において、套管の内周面に、電力ケーブルを装着する際に当該電力ケーブルの外周面及び当該套管の内周面に塗布される潤滑剤を保持するための潤滑剤保持凹部を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム套管内に電力ケーブルの端部を収容してなるゴム套管形の電力ケーブル気中終端接続部に関する。

一般に、ＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）等の電力ケーブルと発電所等に配置される電力機器や架空送電線とを接続する際、電力ケーブルの終端部には、電力ケーブル気中終端接続部（以下、終端接続部）を使用した端末処理が施される。終端接続部のうち、特に電界緩和層を内蔵したゴム製の套管（以下、ゴム套管）を使用した終端接続部は、ゴム套管形終端接続部と呼ばれる。ゴム套管形終端接続部の基本構造は、例えば特許文献１に開示されている。

このゴム套管形終端接続部に使用されるゴム套管は、電界緩和層を内蔵した太径部と、太径部よりも外径が小さく外周面に襞が形成された細径部とを有している。ゴム套管の内径は、段剥ぎされた電力ケーブルの絶縁層の外径よりも小さく形成される。ゴム套管の太径部側の開口から段剥ぎされた電力ケーブルの先端部を挿入し、ゴム套管の内径を弾性変形により拡径させながら電力ケーブルを押し込むことにより、ゴム套管に電力ケーブルが密着状態で装着される。

この電力ケーブルの挿入作業を容易化できる技術として、挿入用工具を利用してゴム套管を電力ケーブル側に向けて牽引する手法が提案されている（例えば特許文献２）。また、電力ケーブルの挿入作業時にゴム套管と電力ケーブルとの間で生じる摩擦力を低減するために、ゴム套管の内周面及び電力ケーブルの絶縁層表面には、通常、シリコーンオイル等の潤滑剤が塗布される。

特開２００９−１５９７４３号公報 特開２００９−１７１７２１号公報

ゴム套管に電力ケーブルを装着する場合、ゴム套管の内径と電力ケーブルの絶縁層外径の組み合わせによっては、ゴム套管の拡径率（電力ケーブル装着前の套管内径に対する装着後の套管内径の比率）が大きく、ゴム套管と絶縁層との間に生じる摩擦力が非常に大きくなることがある。この場合、ゴム套管を電力ケーブル側に向けて非常に大きな力で牽引することとなる。
このとき、套管の太径部は長手方向に変形しにくいため、電力ケーブルを太径部に挿入する際には別段問題は生じない。しかしながら、套管の細径部は太径部に比較して長手方向に変形しやすく、電力ケーブルを細径部に挿入する際に、細径部（特に太径部近傍）が長手方向に伸びることがある。ゴム套管の細径部が長手方向に酷く変形してしまうと、ゴム套管への電力ケーブルの装着が困難となり、作製した終端接続部の特性も低下してしまう。

従来の終端接続部では、電力ケーブル装着時にゴム套管の内周面及び電力ケーブルの絶縁層表面に塗布した潤滑剤が有効に機能しないことがある。これは、従来の終端接続部では、電力ケーブルがゴム套管内に押し込まれることに伴い、ゴム套管の内周面と電力ケー
ブルの絶縁層表面との間から潤滑剤が排出されるためと考えられる。特に、ゴム套管の拡径率が大きい場合、ゴム套管の収縮力が大きくなるため、潤滑剤がさらに排出されやすくなり、ゴム套管の細径部を通過する時点では潤滑剤がほとんどない状態になると考えられる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ゴム套管への電力ケーブルの挿入作業を容易化できるとともに、所望の特性を実現しうる電力ケーブル気中終端接続部を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、電力ケーブルの端部が、電気絶縁性の弾性材料からなる套管内に密着状態で収容されてなる電力ケーブル気中終端接続部であって、
前記套管の内周面に、前記電力ケーブルを装着する際に当該電力ケーブルの外周面及び当該套管の内周面に塗布される潤滑剤が入る潤滑剤保持凹部が形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、電力ケーブルを装着する際に、套管の内周面の潤滑剤保持凹部により潤滑剤が保持され、電力ケーブルの外周面と套管の内周面に潤滑剤がより広く行き渡ることとなるので、電力ケーブルと套管との間で生じる摩擦力が低減される。したがって、終端接続部の施工時の作業性、特に套管に電力ケーブルを挿入するときの作業性が格段に向上される。また、電力ケーブルを装着するときにゴム套管が長手方向に変形するトラブルも低減できるので、終端接続部の品質を向上できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力ケーブル気中終端接続部において、前記套管が、電界の集中を緩和するための電界緩和層を内蔵した太径部と、この太径部よりも外径が小さい細径部を有し、
前記細径部の内周面に前記潤滑剤保持凹部が形成され、前記太径部には形成されていないことを特徴とする。
この発明によれば、電力ケーブルと套管の細径部との間で生じる摩擦力が低減されるので、電力ケーブルの挿入時に可撓性の高い細径部が変形するのを効果的に防止できる。また、潤滑剤保持凹部の形成領域を限定しているので、套管と電力ケーブルとの界面に空隙が生じる懸念も少なく、終端接続部の電気特性を向上できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電力ケーブル気中終端接続部において、前記潤滑剤保持凹部が、前記套管の長手方向に沿って螺旋状に形成された螺旋状溝であることを特徴とする。
この発明によれば、塗布された潤滑剤の保持性が向上するので、套管内への電力ケーブルの挿入作業がさらに容易となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電力ケーブル気中終端接続部において、前記潤滑剤保持凹部が、前記套管の長手方向に所定の間隔で形成された複数段のリング状溝であることを特徴とする。
この発明によれば、塗布された潤滑剤の保持性が向上するので、套管内への電力ケーブルの挿入作業がさらに容易となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の電力ケーブル気中終端接続部において、前記潤滑剤保持凹部の深さが、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする。
この発明によれば、潤滑剤保持凹部により潤滑剤を十分に保持できるとともに、套管を電力ケーブルに装着した時に、潤滑剤保持凹部が拡径により平坦化され、套管と電力ケーブルとの界面に空隙が形成されないので、終端接続部の電気特性を向上できる。

本発明によれば、電力ケーブルを装着する際に、潤滑剤保持凹部により潤滑剤が確実に保持され、電力ケーブルの外周面（絶縁層の表面）と套管の内周面の界面に潤滑剤がより広く行き渡ることとなるので、電力ケーブルと套管との間で生じる摩擦力が低減される。したがって、終端接続部の施工時の作業性、特に套管に電力ケーブル１０を挿入するときの作業性が格段に向上される。また、電力ケーブルを装着することに伴いゴム套管が長手方向に変形するトラブルを抑制できるので、終端接続部の品質を向上できる。

実施形態の電力ケーブル気中終端接続部を示す部分断面図である。 潤滑剤保持凹部の一例を示す細径部の拡大断面図である。 潤滑剤保持凹部の他の一例を示す細径部の拡大断面図である。 潤滑剤保持凹部の他の一例を示す細径部の拡大断面図である。 潤滑剤保持凹部の他の一例を示す細径部の拡大断面図である。 終端接続部の組立工法の一例を示す図である。

以下、本発明を適用した実施形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、実施形態の電力ケーブル気中終端接続部（以下、終端接続部）を示す部分断面図である。図１に示すように、終端接続部１は、電力ケーブル１０の端部に套管２０を装着して構成される。なお、図１には、電力ケーブル１０の端部を套管２０内に挿入する前の状態を示している。

電力ケーブル１０は、ゴム又はプラスチックで絶縁された電力ケーブル（例えばＣＶケーブル）である。電力ケーブル１０は、導体１１、導体１１の外周部に形成された絶縁層１２、絶縁層１２の外周に形成された外部半導電層１３、外部半導電層１３の外周に形成された遮蔽層（図示略）及びシース１４等を有する。電力ケーブル１０を套管２０内に装着する場合、電力ケーブル１０の先端部から所定長で段剥ぎすることにより各層が露出される。また、導体１１の先端には、例えば銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等からなる導電性の導体引出棒１５が圧着されている。

套管２０は、シリコーンゴム等の電気絶縁性の弾性材料からなる筒状体（いわゆるゴム套管）であり、中心軸に沿って貫通孔２３が形成されている。貫通孔２３の内径は、装着される電力ケーブル１０の絶縁層１２の外径よりも小さく設計される。
套管２０は、電力ケーブル１０の挿入口２５側から段階的に外径が大きくなる太径部２１と、太径部２１よりも外径が小さい細径部２２とを有する。
太径部２１には、電界の集中を緩和するための電界緩和層（ストレスコーン）２１１が内蔵されている。電界緩和層２１１は、例えばシリコーンゴムにカーボンを添加した半導電性のシリコーンゴムにより構成され、套管２０を成形する際に太径部２１と一体的に形成される。
細径部２２の外周面には、突出長の異なる傘状の襞部２２１、２２２が長手方向に離間して交互に形成されている。

導体引出棒１５が接続された電力ケーブル１０を、套管２０の太径部２１側の挿入口２５から挿入し、套管２０の内径を弾性変形により拡径させながら電力ケーブル１０を押し込むことにより、套管２０に電力ケーブル１０が密着状態で装着される。
終端接続部１においては、電力ケーブル１０の絶縁層１２と外部半導電層１３の境界付近が、太径部２１の電界緩和層２１１に位置する。また、導体引出棒１５の先端は、套管２０の細径部２２側の開口から外部に向けて突出しており、電力機器等と接続するための
接続端子や接続リード等が配設される。

ここで、套管２０内に電力ケーブル１０を挿入する際には、套管２０と電力ケーブル１０との間で生じる摩擦力を低減するために、套管２０の内周面２３ａ及び電力ケーブル１０の絶縁層１２の表面に、シリコーンオイル等の潤滑剤が塗布される。
本実施形態では、電力ケーブル１０が套管２０内に押し込まれることに伴い潤滑剤が排出されるのを防止すべく、細径部２２の内周面２３ａに、潤滑剤を保持するための凹部（潤滑剤保持凹部）２４を形成している。この潤滑剤保持凹部２４は、套管２０を成形するための金型に、潤滑剤保持凹部２４に対応する凸部を設けておくことにより、套管２０の内周面２３ａに容易に形成することができる。

このように、実施形態の終端接続部１は、電力ケーブル１０の端部が、電気絶縁性の弾性材料からなる套管２０内に密着状態で収容されてなるゴム套管形の電力ケーブル気中終端接続部である。そして、套管２０の内周面２３ａに、電力ケーブル１０を装着する際に当該電力ケーブル１０の外周面（絶縁層１２の表面）及び当該套管２０の内周面２３ａに塗布される潤滑剤を保持するための潤滑剤保持凹部２４が、長手方向を中心とするリング状またはらせん状に形成されている。

この潤滑剤保持凹部２４を形成しておけば凹部２４に潤滑剤が入り、電力ケーブル１０の外周面（絶縁層１２の表面）と套管２０の内周面２３ａの界面に潤滑剤がより広範囲に（特に挿入方向の奥まで）行き渡るので、電力ケーブル１０と套管２０との間で生じる摩擦力が低減される。したがって、終端接続部１の施工時の作業性、特に套管２０に電力ケーブル１０を挿入するときの作業性が格段に向上される。また、電力ケーブル１０を装着することに伴い套管２０が長手方向に伸びる変形を抑制できるので、終端接続部１の品質を向上できる。

潤滑剤保持凹部２４の形状、大きさ及び配置態様は、套管２０と電力ケーブル１０との間で生じる摩擦力を低減するのに十分な範囲に潤滑剤が広がるように設計される。
また、潤滑剤保持凹部２４は、套管２０に電力ケーブル１０を装着したときに、套管２０が拡径されて平坦化されることにより、套管２０の内周面２３ａと電力ケーブル１０の絶縁層１２との界面に空隙が形成されない程度に設計することが望ましい。このためには、潤滑剤保持凹部２４を、なだらかな山形に形成することが望ましい。また、潤滑剤保持凹部２４の深さは、深部を結んでできる円の径が電力ケーブル１０の対応する箇所の外径より小さくなるように決めると良い。

望ましくは、套管２０の内径に対する電力ケーブル１０の絶縁層１２の外径の比率が１．２〜１．５（拡径率２０〜５０％）の場合、潤滑剤保持凹部２４の深さを０．３ｍｍ以下とすれば、潤滑剤保持凹部２４は拡径により平坦化される。

上述したように、潤滑剤保持凹部２４の寸法を制御することで、終端接続部１の電気特性を確保することができる。しかし、套管２０の内周面２３ａを予め平滑に形成した場合に比較すると、套管２０の内周面２３ａと電力ケーブル１０の絶縁層１２との界面に空隙が形成されやすい懸念があるので、潤滑剤保持凹部２４の形成領域はできるだけ小さいほうが望ましい。
套管２０内に電力ケーブル１０を挿入する際、太径部２１は比較的剛性が高いため長手方向に変形しにくいが、細径部２２は可撓性が高く変形しやすい。そこで、実施形態では、套管２０の細径部２２にだけ潤滑剤保持凹部２４を形成している。
これにより、套管２０の変形を効果的に抑制しつつ套管２０内に電力ケーブル１０を挿入できる。また、潤滑剤保持凹部２４の形成領域が制限されているので、套管２０の内周面２３ａと電力ケーブル１０の絶縁層１２との界面に生じる空隙により、終端接続部１の
電気特性が低下する懸念も低くなる。

図２は、潤滑剤保持凹部２４の一例を示す細径部２２の拡大断面図である。
図２に示す潤滑剤保持凹部２４は、套管２０の長手方向に沿って螺旋状に形成された螺旋状溝２４Ａである。螺旋状溝２４Ａは、断面Ｕ字状となっている。螺旋状溝２４Ａは、幅Ｗ１が１〜１０ｍｍ、深さＤ１が０．０５〜０．３ｍｍ、ピッチ（螺旋の長さ）Ｐが１０〜１００ｍｍであることが望ましい。

図３は、潤滑剤保持凹部２４の他の一例を示す細径部２２の拡大断面図である。
図３に示す潤滑剤保持凹部２４は、套管２０の長手方向に所定の間隔で離間して形成された複数段のリング状溝２４Ｂである。リング状溝２４Ｂは、断面Ｕ字状となっている。リング状溝２４Ｂは、幅Ｗ２が１〜１０ｍｍ、深さＤ２が０．０５〜０．３ｍｍ、長手方向の間隔Ｌ１が１０〜１００ｍｍであることが望ましい。
図３では、長手方向に直角な面内にリング状溝２４Ｂを形成した場合について示しているが、傾斜面内にでリング状溝２４Ｂを形成するようにしてもよい。

図４は、潤滑剤保持凹部２４の他の一例を示す細径部２２の拡大断面図である。
図４に示す潤滑剤保持凹部２４は、套管２０の長手方向に沿って直線上に形成された線状溝２４Ｃである。線状溝２４Ｃは、断面Ｕ字状となっている。線状溝２４Ｃは、幅Ｗ３が１〜１０ｍｍ、深さＤ３が０．０５〜０．３ｍｍであることが望ましい。
図４では、周方向に９０°間隔で４本の線状溝２４Ｃを形成した場合について示しているが、周方向の間隔、すなわち線状溝２４Ｃの数はこれに限定されない。

図５は、潤滑剤保持凹部２４の他の一例を示す細径部２２の拡大断面図である。
図５に示す潤滑剤保持凹部２４は、套管２０の内周面２３ａに点在する半球状凹部２４Ｄである。半球状凹部２４Ｄは、半径Ｒが１〜１０ｍｍ、長手方向の間隔Ｌ２が１０〜１００ｍｍ、周方向の間隔Ｌ３が１０〜１００ｍｍであることが望ましい。

上述した螺旋状溝２４Ａ、リング状溝２４Ｂ、線状溝２４Ｃ又は半球状凹部２４Ｄで潤滑剤保持凹部２４を構成することにより、套管２０内に電力ケーブル１０を挿入するときの潤滑剤の保持性が向上する。また、電力ケーブル１０の装着時には、潤滑剤保持凹部２４は拡径により平坦化されるので、套管２０の内周面２３ａと電力ケーブル１０の絶縁層１２との界面に空隙が形成されることはなく、終端接続部１において電気的な不具合が生じることはない。

図６は、終端接続部１の組立工法の一例を示す図である。ここでは、套管２０に電力ケーブル１０を装着して終端接続部１を組み立てる際、図６に示すように、套管２０を電力ケーブル１０側に牽引する挿入用工具３０を用いる。
挿入用工具３０は、套管２０の太径部２１と細径部２２の境界の段部に取り付けられる板状部材３１と、複数本の牽引部材３２とで構成される。
板状部材３１は、略中央に套管２０の太径部２１と細径部２２の境界に嵌合される貫通穴を有し、貫通穴の直径に沿って２つの部材に分割可能となっている。２つの部材は、例えばボルトによって締着される。また、板状部材３１には、牽引部材３２を接続するリング部材３３が固着されている。
牽引部材３２は、電力ケーブル１０を挿入するときの牽引力で伸びない（又は伸びが極めて小さい）線状部材であり、例えば、ナイロン製ロープ、ナイロン製ベルト、金属ワイヤ、金属チェーン、金属ベルト又は金属棒を適用できる。

套管２０に電力ケーブル１０を装着する場合、作業者は、套管２０の太径部２１と細径部２２の境界に板状部材３１を取り付ける。また、この板状部材３１に固着されたリング
部材３３に、牽引部材３２の一端を接続する。そして、套管２０の内周面２３ａと電力ケーブル１０の絶縁層１２の表面に潤滑剤を塗布し、導体引出棒１５が接続された電力ケーブル１０を、套管２０の太径部２１側の開口から挿入する。

この状態で、牽引力発生装置（図示略）により牽引部材３２の他端を電力ケーブル１０側に牽引することで、套管２０の内径を弾性変形により拡径させながら電力ケーブル１０を挿入する。このとき、套管２０の内周面２３ａに形成された潤滑剤保持凹部２４に潤滑剤が保持される、すなわち套管２０と電力ケーブル１０の界面には潤滑剤が広く行き渡るので、電力ケーブル１０は套管２０内に円滑に挿入される。また、套管２０内に電力ケーブル１０を挿入する際に、可撓性の高い細径部２２が変形することもない。

なお、電力ケーブル１０の挿入口２５と反対側の細径部２２の端部に板状部材を取り付け、この板状部材と図６に示す板状部材３１とを細径部２２と略同一の長さの連結部材により接続するようにしてもよい。この場合、連結部材により細径部２２の変形が規制されるので、套管２０内に電力ケーブルを挿入する際に、套管２０の細径部２２が伸長されるのをより確実に防止することができる。
また、導体引出棒１５の先端に牽引部剤を接続し、牽引部材３２の牽引方向とは逆方向に電力ケーブル１０を牽引するようにすれば、套管２０内への電力ケーブル１０の挿入作業がさらに容易化される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上記実施形態では、套管２０の細径部２２にだけ潤滑剤保持凹部２４を形成したが、太径部２１に潤滑剤保持凹部を形成するようにしてもよい。
また、潤滑剤保持凹部２４としては、図２〜４で示したものの他、種々の形態を適用できる。例えば、図２〜４における螺旋状溝２４Ａ、リング状溝２４Ｂ又は線状溝２４Ｃの断面形状を、Ｖ字状、半円形状、多角形状としてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 終端接続部
１０ 電力ケーブル
１１ 導体
１２ 絶縁層
１３ 外部半導電層
１４ シース
１５ 導体引出棒
２０ 套管
２１ 太径部
２１１ 電界緩和層
２２ 細径部
２２１、２２２ 襞部
２３ 貫通孔
２３ａ 内周面
２４ 潤滑剤保持凹部
２５ 挿入口

Claims (5)

1. 電力ケーブルの端部が、電気絶縁性の弾性材料からなる套管内に密着状態で収容されてなる電力ケーブル気中終端接続部であって、
   前記套管の内周面に、前記電力ケーブルを装着する際に当該電力ケーブルの外周面及び当該套管の内周面に塗布される潤滑剤が入る潤滑剤保持凹部が形成されていることを特徴とする電力ケーブル気中終端接続部。
2. 前記套管が、電界の集中を緩和するための電界緩和層を内蔵した太径部と、この太径部よりも外径が小さい細径部を有し、
   前記細径部の内周面に前記潤滑剤保持凹部が形成され、前記太径部には形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の電力ケーブル気中終端接続部。
3. 前記潤滑剤保持凹部が、前記套管の長手方向に沿って螺旋状に形成された螺旋状溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力ケーブル気中終端接続部。
4. 前記潤滑剤保持凹部が、前記套管の長手方向に所定の間隔で形成された複数段のリング状溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力ケーブル気中終端接続部。
5. 前記潤滑剤保持凹部の深さが、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電力ケーブル気中終端接続部。

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