JP2012249366A - 機器直結ｔ形用絶縁栓、及びそれを用いた機器直結ｔ形終端接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】低圧検電器及び低圧装備での検電作業を可能にする機器直結Ｔ形用絶縁栓及びそれを用いた機器直結Ｔ形終端接続部を提供する。
【解決手段】絶縁栓１Ａは、略円錐台状のエポキシ樹脂等の絶縁体１ａと、絶縁体１ａの一端部に埋設され、機器側導体３に接続される高圧電極１ｂと、高圧電極１ｂと対向配置するように絶縁体１ａの他端部に埋設される検電電極１ｃと、絶縁体１ａの表面上に検電電極１ｃの同心円筒状となるように導電性塗料を塗布した接地層１ｄとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、機器直結Ｔ形用絶縁栓及びそれを用いた機器直結Ｔ形終端接続部に関するものであり、特に、６６００Ｖ架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース電力ケーブルに好適な機器直結Ｔ形終端接続部に使用する絶縁栓に関するものである。

従来の絶縁栓として、機器側導体とケーブル側導体とをＬ字状に接続することができる電気機器直結型ケーブル装置に用いられる絶縁栓がある。この絶縁栓は上記装置と同じ構造の機器直結Ｔ形終端接続部に用いられ、高圧検電用絶縁栓として知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１の図２に記載の高圧検電用絶縁栓（１４）は、開口部（３５）の形状に相応した略円錐台状のゴム等の絶縁体（８）で成り、一端部である小径側の軸端面にねじ及び、ナットに係合する埋込金具（７）、及び他端部である大径側の軸端面に締付用金具（１３）がそれぞれ一体的に埋設される。埋込金具（７）にはねじ部にねじ作用で嵌め合う（螺合）雌ねじが螺刻されるとともに、ナットの形状に合致した段部が形成される。そして、締付け用金具（１３）に、断面四角形の四角穴（１６）が穿たれている。

また、同じく従来の高圧検電用絶縁栓として電力ケーブルのミニクラッド直線接続部に使用されるものがある。（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２の図１に記載の絶縁栓（６）内には、ブッシング（２）に取り付けたボルト（２ｂ）に螺合した外径４０ｍｍ前後を有する高圧電極（７）と、該電極（７）と絶縁距離が約１５ｍｍとなるように対向させた位置に外径４０ｍｍ前後を有する検電電極（８）とが埋込み成形されている。上記検電電極（８）には該検電電極（８）を保護するための、頭部に取り外し用ステンレス製フック（１０）を埋込み成形した導電性キャップ（９）をワンタッチで取り付けられる突起部（８ａ）が形成されている。

なお、検電電極（８）に誘起される誘起電圧が検電器の動作電圧以上になるように、埋込み高圧電極（７）、検電電極（８）の外径寸法、絶縁距離を設定される。

更に、従来の高圧検電用エポキシ絶縁栓として機器直結型端末に用いられた絶縁栓がある（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３の図１に記載のエポキシ絶縁栓（５）の頂部には、検電用の端子が取り付けられる導体（５ａ）が埋め込まれ、この導体（５ａ）には検電キャップ（５ｅ）が着脱可能に取り付けられている。この検電キャップ（５ｅ）は導電性ゴム等で形成された接地部材（５ｃ）を介して端末本体（１）の外部半導電層（１ｃ）に取り付けられている。また、上記導体（５ａ）と、ボルト（５ｂ）と一体に形成された導体（５ｄ）との間で静電容量を形成しており、検電キャップ（５ｅ）を取り外すと、課電時、上記導体（５ａ）に電圧が発生する。

特開平９−１９１５４７号公報 実開平４−１３１１３７号公報 特開平９−３０８０７５号公報

しかし、上記した従来のエポキシなどの高圧検電用絶縁栓を用いて電力ケーブル側導体からガス絶縁開閉器、変圧器などの機器側導体への課電状態を検電（検知）するため、検電電極に検電器を当てて検電作業を行った場合、検電電極には高圧電極との間で生じた４００Ｖ〜９００Ｖの誘起電圧が起きる。よって、この検電作業の際には、高価で大型の高圧検電器を使用しなければならず、安価な低電圧検電器を用いることができなかった。また、安全対策の一つとして高圧絶縁手袋の着用など高圧対応の絶縁装備が必要となる。更に、埋込金具（高圧電極、検電電極）の外径寸法４０ｍｍ、及びそれらの絶縁距離１５ｍｍからなる組み合わせの設定だけでは、上記４００Ｖ〜９００Ｖの誘起電圧を下げることができず検電電圧を低くすることができなかった。

従って、本発明の目的は、低圧検電器及び低圧装備での検電作業を可能にするとともに、小型化を図った機器直結Ｔ形用絶縁栓及びそれを用いた機器直結Ｔ形終端接続部を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、以下の機器直結Ｔ形用絶縁栓及びそれを用いた機器直結Ｔ形終端接続部を提供する。

［１］絶縁材料からなる絶縁体と、
前記絶縁体の一端部に埋設され、機器の導体に接続される高圧電極と、
前記高圧電極と対向配置するように前記絶縁体の他端部に埋設される前記高圧電極と同じ外径寸法の検電電極と、
前記検電電極が埋設された前記絶縁体の表面上であって、前記検電電極と同心円筒状に設けられる接地層とを有することにより、前記検電電極の誘起電圧を下げることを特徴とする機器直結Ｔ形用絶縁栓。

［２］前記接地層は、前記検電電極が埋設された前記絶縁体の表面上であって、前記検電電極と同心円筒状に設けられた前記絶縁体の溝部表面、及び前記絶縁体の外周表面に形成されることを特徴とする前記［１］に記載の機器直結Ｔ形用絶縁栓。

［３］前記機器と、前記機器に接続される電力ケーブルとを電気的に接続して固定するために、前記［１］又は［２］に記載の機器直結Ｔ形用絶縁栓を用いたことを特徴とする機器直結Ｔ形終端接続部。

本発明によれば、低圧検電器及び低圧装備での検電作業を実施できるとともに、絶縁栓を小型化できる。また、誘起電圧を下げられることから高圧検電器でしか検電が不可能であった機器を低圧検電器により簡単に検電作業を行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る機器直結Ｔ形用絶縁栓を用いた機器直結Ｔ形終端接続部の構造の一例を示す一部断面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るＴ形用絶縁栓の構造の一例を示す断面図である。 図３は、従来の絶縁栓の構造の一例を示す断面図である。 図４は、従来のＴ形用絶縁栓の構造の他の例を示す断面図である。 図５は、本発明のＴ形用絶縁栓の構造の他の例を示す断面図である。 図６は、本発明のＴ形用絶縁栓の更に他の例を示す断面図である。 図７は、各Ｔ形用絶縁栓の誘起電圧の値を示すグラフ図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（機器直結Ｔ形終端接続部の構造）
図１は、本発明の実施の形態に係る機器直結Ｔ形用絶縁栓（Ｔ形用絶縁栓）を用いた機器直結Ｔ形終端接続部（Ｔ形終端接続部）の構造の一例を示す一部断面図である。

このＴ形終端接続部１００は、絶縁部５とＴ形用絶縁栓１とから構成されており、機器側導体３と電力ケーブル９０端末部のケーブル側導体９とをＬ字状に接続するための終端接続装置である。そして、この構造は上記両導体３、９の接続端部を被覆するとともに、機器側導体３の延長上に開口部を有した絶縁部５と、機器側導体３の接続端部に形成されたねじ部７に螺合するナット６と、ナット６に螺合されたねじ部７の延出端部がＴ形用絶縁栓１の高圧電極１ｃにねじ込まれ固定されることにより、絶縁部５の開口部にＴ形用絶縁栓１が締付固定されるものである。

更に、上記機器側導体３は、ガス絶縁開閉器、変圧器等の電気機器の側壁（図示せず）から突出する方向（図面水平方向）に延出され、機器側ブッシング２により被覆される。機器側ブッシング２の延出側外周は、先端側に向かって縮径するようにテーパ状に形成される。また、機器側導体３は、上記機器側ブッシング２の端面からさらに延出して接続端部として形成される。この機器側導体３の接続端部には雄ねじが螺刻されており、所定の長さのねじ部７として形成される。

次に、上記ケーブル側導体９は、機器側壁に沿って並行に沿線配置されるが、その先端に圧縮接続された圧縮端子４が取り付けられる。この圧縮端子４には、ねじ部７を嵌挿させるための挿通孔が形成される。

また、上記絶縁部５は、略Ｔ字状の形状を有し、上記ケーブル側導体９を保持する基部と、上記機器側導体３を保持する軸穴、及び開口部をその同軸上に有した筒部とからなる。上記基部にはケーブル側導体９及び、圧縮端子４を収容する導通孔が形成される。そして、上記筒部の軸穴は、機器側ブッシング２の形状に合致するようテーパ形状に形成される。また、開口部も同様のテーパ形状の穴として形成され、基部を中心として左右対称又は略左右対称となっている。なお上記絶縁部５は、外部半導電層５ａ，絶縁層５ｂ、及び内部半導電層５ｃから形成された３層構造である。

また、上記ナット６は、機器側導体３の接続端部がケーブル側導体９の先端に圧縮接続された圧縮端子４の挿通孔に差し込まれた状態で、ねじ部７に螺合することにより、座金１１を介して圧縮端子４の端面に圧着される。すなわち機器側導体３の接続端部に圧縮端子４を締結させる構造である。

更に、上記絶縁部５の機器側ブッシング２と反対側の開口部には、上記Ｔ形用絶縁栓１を保護する保護カバー８が設けられる。この保護カバー８は、有底筒体状の形状を有し、外周が絶縁部５の筒部外周に嵌め合わされて係止されることで、その絶縁栓１の大径側の軸端面側に設けた検電電極１ｃと導電性塗料からなる接地層１ｄとに密着し、これらを覆うものである。

次に、上記Ｔ形用絶縁栓１は、絶縁体１ａ、高圧電極１ｂ、検電電極１ｃ、及び接地層１ｄから形成される。この絶縁体１ａは上記絶縁部５の両側開口部の形状に相応した筒体状の一種である略円錐台状のエポキシ樹脂等の絶縁材料からなる。そして、この絶縁体１ａの一端部である機器側ブッシング２の小径側に高圧電極１ｂが埋設され、機器側導体３に接続されるようにその小径側の軸端面のねじ部７とナット６とに係合される。更に、この絶縁体１ａの他端部である大径側の軸端面側に検電電極１ｃが埋設される。この高圧電極１ｂと検電電極１ｃとは同じ外径寸法を有して対向するよう配置される。次に、その検電電極１ｃが埋設された絶縁体１ａの表面には検電電極１ｃと接触しないよう離れた位置に検電電極１ｃに対して同心円筒状に導電性塗料の接地層１ｄが設けられる。また、接地層１ｄを設けた絶縁体１ａの表面には溝部１ｅが形成される。同じく、検電電極１ｃが埋設された絶縁体１ａの外周表面にも接地層１ｄが設けられる。よって、検電電極１ｃは絶縁体１ａの表面に設けた接地層１ｄにより包囲される。
なお、このＴ形用絶縁栓１は接地層１ｄを設ける絶縁体１ａの表面に溝部１ｅを形成したが、絶縁体１ａの表面が突き出るよう突出部を設けてもよい。また、Ｔ形用絶縁栓１の全体の長さは、このＴ形用絶縁栓１を用いたＴ形終端接続部が地中機器塔内という限られた設置スペース、又は拡充の難しいスペースなどに据え付けたガス絶縁開閉器、変圧器等の電気機器に取り付けられることから、検電電極１ｃの誘起電圧を下げて低電圧にでき、かつこのような場所に適応する長さの寸法構造であればよいし、好ましくは、現在稼動中の電気機器に取り付けられるスペースに適応可能な長さであればよい。

（Ｔ形用絶縁栓の構造）
図２は、図１に示した構造を有する本発明の実施の形態に係るＴ形用絶縁栓の詳細な構造の一例を示す断面図である。また、図３は、従来のＴ形用絶縁栓の詳細な構造の一例を示す断面図である。

Ｔ形用絶縁栓１Ａは、絶縁体１ａ、高圧電極１ｂ、検電電極１ｃ、及び接地層１ｄ、溝部１ｅから形成される。この絶縁体１ａは、図1の絶縁部５の両側開口部の形状に相応した略円錐台状のエポキシ樹脂の絶縁材料からなる。この絶縁体１ａの一端部である機器側ブッシング２の小径側に高圧電極１ｂが埋設され、機器側導体３に接続されその小径側の軸端面のねじ部７とナット６とに係合される。また、この絶縁体１ａの他端部である大径側の軸端面側に検電電極１ｃが埋設される。この高圧電極１ｂと検電電極１ｃとは同じ外径寸法を有しながら対向するように配置される。そして、その検電電極１ｃが埋設された絶縁体１ａの表面には検電電極１ｃと接触しないよう離れた位置に検電電極１ｃに対して同心円状となるように導電性塗料の接地層１ｄが設けられる。また、接地層１ｄを設けた絶縁体１ａの表面には溝部１ｅが形成されている。この溝部１ｅの表面には接地層の同心円筒状１ｄａが存在する。同じく、検電電極１ｃが埋設された絶縁体１ａの外周表面にも接地層１ｄが設けられる。このように他端部である大径側の軸端面側の絶縁体１ａ表面全体に設けた接地層１ｄによって、検電電極１ｃが包囲される。また、検電電極１ｃには断面四角形の四角穴１０ｂが設けられ、高圧電極１ｂには、ねじ部７に螺合する雌ねじ１０ｃが螺刻されているとともに、ナット６の形状に合致した段部１１ｃが形成されている。

検電電極１ｃに設けられた四角穴１０ｂはねじ部７の軸線上に位置された正面視で正方形を呈し、ソケットレンチの角ドライブ（図示せず）が嵌挿される寸法である。また、検電電極１ｃの四角穴１０ｂには、角ドライブの一側に設けられた出没自在のボール（図示せず）に相応した位置に円環状の溝が形成されている。すなわち、角ドライブを検電電極１ｃの四角穴１０ｂに嵌め合わせて絶縁栓１を絶縁部５に締付固定する際に、その角ドライブが容易に外れないようになっている。

Ｔ形用絶縁栓１Ａは、高圧電極１ｂと検電電極１ｃとの外径は同じ１６ｍｍである。また、高圧電極１ｂと検電電極１ｃとの両電極外径は、図３の従来の絶縁栓１Ｂの高圧電極１ｂと検電電極１ｃの外径２８ｍｍと比較して小さい寸法である。そして、検電電極１ｃ側の絶縁体１ａの表面外周に溝部１ｅを設け、その溝部１ｅの全表面及びその絶縁体１ａの表面外周に数μｍの厚さからなる導電性塗料の接地層１ｄを設けた。この構造により検電電極１ｃの誘起電圧を測定する。なお、接地層１ｄの厚さ及び溝部１ｅの深さは検電電圧を下げて低電圧にすることができる寸法であればよい。上記図３の従来のＴ形用絶縁栓１Ｂは、絶縁体１ａ、高圧電極１ｂ、検電電極１ｃから形成される。この絶縁体１ａは、図1の絶縁部５の両側開口部の形状に相応した略円錐台状の絶縁材料からなる。この絶縁体１ａの一端部である機器側ブッシング２の小径側に高圧電極１ｂが埋設され、機器側導体３に接続されその小径側の軸端面のねじ部７とナット６とに係合される。また、この絶縁体１ａの他端部である大径側の軸端面側に検電電極１ｃが埋設される。この高圧電極１ｂと検電電極１ｃとは同じ外径寸法を有しながら対向するように配置される。

図４に示すＴ形用絶縁栓１Ｃは、従来の形態に係るＴ形用絶縁栓の詳細な構造の他の例を示す断面図である。高圧電極１ｂ及び検電電極１ｃの外径は図２に示すＴ形用絶縁栓１Ａと同じ１６ｍｍである。この構造により検電電極１ｃの誘起電圧を測定する。

図５に示すＴ形用絶縁栓１Ｄは、本発明の実施の形態に係るＴ形用絶縁栓の詳細な構造の他の例を示す断面図である。高圧電極１ｂ及び検電電極１ｃの外径は図２に示すＴ形用絶縁栓１Ａと同じ１６ｍｍである。更に、検電電極１ｃが埋設される部分の絶縁体１ａの表面には検電電極１ｃと接触するように検電電極１ｃに対して同心円状に導電性塗料を塗布した接地層１ｄを設けた。この構造により検電電極１ｃの誘起電圧を測定する。

更に、図６に示すＴ形用絶縁栓１Ｅは、本発明の実施の形態に係るＴ形用絶縁栓の詳細な構造の他の例を示す断面図であり、高圧電極１ｂ及び検電電極１ｃの外径は図２に示す絶縁栓１Ａと同じ１６ｍｍである。更に、検電電極１ｃが埋設される部分の絶縁体１ａの表面には突き出るような突出部１ｆを形成する。そして、その絶縁体１ａの表面全体には検電電極１ｃと接触しないよう離れた位置に検電電極１ｃに対して同心円状に導電性塗料を塗布した接地層１ｄが、その突出部１ｆの外周表面からその絶縁体１ａの外周表面までの全表面に設けられる。この接地層１ｄのうち突出部１ｆの表面には接地層の同心円筒状１ｄａが存在する。この構造により検電電極１ｃの誘起電圧を測定する。なお、突出部１ｆの高さは検電電圧を下げて低電圧にすることができる寸法であればよい。

（誘起電圧の測定方法）
各Ｔ形用絶縁栓１Ａ〜１Ｅの検電電極１ｃの誘起電圧の測定方法は以下の手順により行なった。
（１） 汎用的に使用されている低圧検電器を４種類使用。
（２） ６６００Ｖ 機器直結Ｔ形終端接続部を組み立て、当該Ｔ形用絶縁栓を取り付ける。
（３） 機器側導体又はケーブル側導体に直接検電器を当て、印加電圧を徐々に上昇させ、検電器の動作電圧Ｖ_１を測定する。
（４） 機器直結Ｔ形終端接続部のＴ形用絶縁栓の検電電極に検電器を当て、機器側導体又はケーブル側導体の印加電圧を徐々に上昇させ、検電器が動作した時の導体電圧Ｖ_２を測定する。
（５） 上記２つの電圧比より、導体間６６００Ｖ ３相交流線路の導体対地間電圧３８１０Ｖにおける検電電極の誘起電圧Ｖ_Ｄを次の式により換算する。
式 Ｖ_Ｄ＝（３８１０×Ｖ_１）／Ｖ_２

（検電器の各動作電圧）
上記測定手順の（３）及び（４）の測定で得られた検電器の動作電圧Ｖ_１と、検電器が動作した時の導体電圧Ｖ_２は、表１及び表２に示すとおりである。

（誘起電圧の測定結果）
表３、及び図７は、上記（３）と（４）の２つの電圧により（５）に基づいて算出された各絶縁栓１Ａ〜１Ｄの誘起電圧Ｖ_Ｄの換算値（測定値）を示すグラフ図である。

本発明のＴ形用絶縁栓１Ａ、及び１Ｄの各誘起電圧Ｖ_Ｄは、従来のＴ形用絶縁栓１Ｂが４００Ｖから７７０Ｖと高電圧の換算値であるのに対し、１６０Ｖから４３０Ｖと誘起電圧の換算値を下げることができる。そして、溝部を有するＴ形用絶縁栓１Ａは１６０Ｖから３２０Ｖと誘起電圧Ｖ_Ｄが最も小さい値である。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、高圧電極と検電電極との両電極間の静電容量を小さくし、検電電極と接地との間の静電容量を大きくするような寸法構造及び構成としたことにより、従来の検電電極の誘起電圧と比較して本発明の検電電極の誘起電圧を１６０Ｖ〜３２０Ｖの範囲の電圧に下げることができることからから、次のような効果が得られた。
１．安価な低圧検電器を用いて検電作業が実施できる。
２．また、誘起電圧を下げられるので、従来高圧検電器を使用して検電していた電気機器を低圧検電器により簡単に検電作業を行うことができる。
３．低圧装備による検電作業が可能となった。つまり、検電作業の際、高圧装備と比較して簡便な低圧装備にて検電作業が行える。
４．誘起電圧の低電圧化により検電作業を安全に行なうことができる。
５．また、Ｔ形用絶縁栓の大きさを従来品と変えずに同等の寸法としても低圧検電が可能であるから、地中機器塔内等の機器直結Ｔ形終端接続部が地中機器塔内という限られた設置スペースにおいても検電作業を行える。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能である。

例えば、検電電極１ｃ側に設ける接地層１ｄは、導電性塗料を塗布して形成したが、接地電極を絶縁体１ａの表面上に貼り付け、螺旋状の凹部に挿着し、又は表面上近くに埋め込みなどで形成し、接地線で引き出す構造としてもよい。

１，１Ａ−１Ｅ 機器直結Ｔ形用絶縁栓（Ｔ型用絶縁栓）
１ａ 絶縁体
１ｂ 高圧電極
１ｃ 検電電極
１ｄ 接地層
１ｄａ 接地層の同心円筒状
１ｅ 溝部
１ｆ 突出部
２ 機器側ブッシング
３ 機器側導体
４ 圧縮端子
５ 絶縁部
５ａ 外部半導電層
５ｂ 絶縁層
５ｃ 内部半導電層
６ ナット
７ ねじ部
８ 保護カバー
９ ケーブル側導体
１０ｂ 四角穴
１０ｃ 雌ねじ
１１ 座金
１１ｃ 段部
９０ 電力ケーブル
１００ 機器直結Ｔ形終端接続部（Ｔ形終端接続部）

Claims (3)

1. 絶縁材料からなる絶縁体と、
   前記絶縁体の一端部に埋設され、機器の導体に接続される高圧電極と、
   前記高圧電極と対向配置するように前記絶縁体の他端部に埋設される前記高圧電極と同じ外径寸法の検電電極と、
   前記検電電極が埋設された前記絶縁体の表面上であって、前記検電電極と同心円筒状に設けられる接地層とを有することにより、前記検電電極の誘起電圧を下げることを特徴とする機器直結Ｔ形用絶縁栓。
2. 前記接地層は、前記検電電極が埋設された前記絶縁体の表面上であって、前記検電電極と同心円筒状に設けられた前記絶縁体の溝部表面、及び前記絶縁体の外周表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の機器直結Ｔ形用絶縁栓。
3. 前記機器と、前記機器に接続される電力ケーブルとを電気的に接続して固定するために、請求項１又は２に記載の機器直結Ｔ形用絶縁栓を用いたことを特徴とする機器直結Ｔ形終端接続部。

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