JP2014128136A - 電力ケーブルの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性のコンパウンドの漏出の防止を図る
【解決手段】アルミニウム製又はアルミニウム合金製の導体部２０と当該導体部の外周を被覆する絶縁部３０とを有する電力ケーブル１０の導体部が接続用スリーブ４０に挿入され、導体部と接続用スリーブとの間に導電性のコンパウンド５０が介在された電力ケーブルの接続構造において、導電性のコンパウンドを吸収できる吸収材６０を、接続用スリーブの近傍に配置し、これにより導電性のコンパウンドの漏出を防止している。
【選択図】図６

Description

本発明は、アルミニウム導体を有する電力ケーブルの接続構造に関するものである。

導体を絶縁被覆した電力ケーブルの導体部同士の接続には、導電性の接続用スリーブが使用される。
この接続用スリーブは、導体からなる筒状体であり、その両端部に電力ケーブルの導体部を挿入し外部から圧縮することで電力ケーブル同士の導体接続を可能とする。

ところで、電力ケーブルの導体としては銅導体が広く使用されているが、近年、高圧用電力ケーブルの軽量化や製造コスト低減の為に、アルミ導体の使用が検討されている。
しかしながら、アルミ導体は空気中に曝されると、その表面に酸化被膜が生じやすい。この酸化被膜は絶縁性が非常に高いために、通電時の発熱の原因となる。
このため、絶縁被覆を施さない架空送電線の分野では、アルミ導体の表面を予め研磨して酸化被膜を除去し、新たな酸化被膜の形成を防ぐためにアルミ導体に金属微粒子とオイル成分からなるコンパウンドを塗布することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

実用登録第２５５８５７８号公報

しかしながら、電力ケーブルの接続部では、通電時に電気抵抗による温度上昇が生じて導体部に塗布されたコンパウンドが軟化して接続用スリーブの外側に流出して、絶縁被覆が変質する懸念がある。
すなわち、上記コンパウンドに使用される油成分は電力ケーブルの絶縁材料と反応して変質などの有害な影響を与えたり、絶縁性を損なわせる虞がある。また、コンパウンドに含まれる金属微粒子が電力ケーブルの接続部の外部に漏れると、電力ケーブルの絶縁性能の低下や絶縁破壊を引き起こす虞があった。

本発明は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体部を有する電力ケーブル同士の接続に使用する導電性のコンパウンドの漏出の防止を図ることをその目的とする。

本発明は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の導体部と当該導体部の外周を被覆する絶縁部とを有する電力ケーブルの前記導体部が接続用スリーブに挿入され、前記導体部と前記接続用スリーブとの間に導電性のコンパウンドが介在された電力ケーブルの接続構造において、前記導電性のコンパウンドを吸収できる吸収材を、前記接続用スリーブの近傍に配置している。

このような構成を有する電力ケーブルの接続構造によれば、導体部と接続用スリーブとの間に介在する導電性のコンパウンドが電力ケーブルの接続部の発熱により軟化して接続用スリーブから漏出すると、接続用スリーブ近傍に配置された吸収材に吸収される。従って、漏出したコンパウンドによる電力ケーブルの絶縁部の変質や、電力ケーブル接続部の絶縁性能の低下或いは絶縁破壊の発生等を効果的に防止することが可能となる。

また、前記吸収材は、ポリオレフィン又はポリエステルから形成されていることが望ましい。
ポリオレフィンは親油性を有するので、コンパウンドの油成分を良好に吸収し、流出を防止することができる。
また、ポリエステルは耐熱性を有し、強度に優れるので、吸収材をポリエステルにより形成した場合には、長期間にわたってコンパウンドの吸収性を維持し、流出を防止することができる。

また、吸収材は、前記電力ケーブルの絶縁部と前記接続用スリーブの端部との間の前記導体部の外周に配置することが望ましい。
そのように吸収材を配置することにより、接続用スリーブの端部からの導電性のコンパウンドの漏出と、電力ケーブルの導体部に浸透したコンパウンドによる導体部の外周からの漏出とを効果的に防止することが可能となる。

また、前記吸収材は、前記接続用スリーブ側の端部を当該接続用スリーブに挿入した状態で設けられることが望ましい。
そのように吸収材を配置することにより、接続用スリーブの端部と導電部の間からの導電性のコンパウンドの漏出をより効果的に防止することが可能となる。

本発明によれば、接続用スリーブからコンパウンドが漏出すると、吸収材により吸収されて広がるのを阻止されるので、電力ケーブルの絶縁材料の変質、絶縁性能の低下や絶縁破壊を効果的に抑制することが可能である。

電力ケーブルの正面図である。 電力ケーブルの側面図である。 酸化被膜除去工程を示す図である。 挿入工程を示す図である。 圧縮工程を示す図である。 吸油シート材設置工程を経て形成された電力ケーブルの接続構造の正面図である。 図６におけるＷ−Ｗ線に沿った断面図である。 図６におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 電力ケーブルの接続構造の他の例を示す正面図である。 図９におけるＵ−Ｕ線に沿った断面図である。

［電力ケーブル］
以下、本発明の実施形態として、電力ケーブルの接続構造及び接続方法について図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、接続前の電力ケーブル１０は、複数の素線２１が撚り合わされて構成された導体部２０と、当該導体部２０の外周を被覆する絶縁部３０と備えている。

導体部２０の素線２１は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。導体部２０は、複数の素線２１を螺旋状に撚った状態で束ねることにより形成されている。
絶縁部３０は、導体部２０の保護層であり、絶縁性の樹脂製である。

［接続用スリーブ］
二本の電力ケーブル１０を互いに端部で接続する場合には、図３に示すように、接続用スリーブ４０が使用される。
接続用スリーブ４０は、良導体、より望ましくは、電力ケーブル１０の素線２１と同じアルミニウム又はアルミニウム合金製の筒状体である。接続用スリーブ４０の内径は、電力ケーブル１０の導体部２０の外径よりも幾分大きく、その両端部から各電力ケーブル１０の導体部２０を幾分余裕をもって挿入可能となっている。
また、接続用スリーブ４０の内側中央部には、予め、導電性のコンパウンド５０が封入されている。

［電力ケーブルの接続方法：酸化被膜除去工程］
電力ケーブル１０の接続端部では、絶縁部３０が除去され、導体部２０の端部が露出した状態とされる。
導体部２０を構成する各素線２１はアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されているため、その表面に絶縁性の高い酸化被膜が生じやすい。このため、接続を行う場合には、予め、導体部２０のそれぞれの素線２１の撚りを戻すと共に、個々の素線２１の表面から酸化被膜の除去を行う。
なお、素線２１の酸化被膜の除去は、研磨、酸化被膜除去剤の使用などいずれで行ってもよい。また、全ての素線２１について酸化被膜除去を行うことが望ましいが、外周に近い素線２１のみについて行ってもよい。
そして、酸化被膜除去後は、各素線２１を撚って導体部２０をもとの状態に戻す。

［電力ケーブルの接続方法：挿入工程］
次に、図４に示すように、各電力ケーブル１０の導体部２０を接続用スリーブ４０の両端部にそれぞれ挿入する。
この時、接続用スリーブ４０の内側に封入された導電性のコンパウンド５０は、挿入された各導体部２０に押されて、当該各導体部２０と接続用スリーブ４０との間に広がる。
この導電性のコンパウンド５０は、導電性を有する金属微粒子（例えば、亜鉛微粒子）と粘性を有するオイル成分（例えば、グリース）とを含んだ混合物からなる。この導電性のコンパウンド５０の金属微粒子が、各素線２１の絶縁被膜の剥離を促し、各電力ケーブル１０の導体部２０と接続用スリーブ４０との導電性をより良好とする。また、導電性のコンパウンド５０のオイル成分が各素線２１の酸化被膜の再生を抑止すると共に各素線２１の隙間への水分の侵入を阻止して腐食を防止する。

［電力ケーブルの接続方法：圧縮工程］
次に、図５に示すように、接続用スリーブ４０の両端部に各電力ケーブル１０の導体部２０が挿入された状態で、接続用スリーブ４０の外周を圧縮し、両端部に挿入された導体部２０を締結保持する。
これにより、それぞれの電力ケーブル１０，１０は、接続用スリーブ４０を介して導体部２０同士が接続された状態となる。
この時、接続用スリーブ４０内の導電性のコンパウンド５０は（図４参照）、圧縮による内部容積の減少により、各導体部２０の素線２１同士の隙間及び導体部２０と接続用スリーブ４０のとの隙間により浸透し、さらなる導電性が確保される。
また、図５では接続用スリーブ４０の中央部の圧縮状態のみを示しているが、全体を圧縮してもよい。また、接続用スリーブ４０の両端部を最初に圧縮して、導電性のコンパウンド５０を封止する状態を形成した上で、中央部から徐々に両端部に向かって圧縮し、中央部に封入された導電性のコンパウンド５０を各導体部２０の先端部から徐々に浸透させるようにしても良い。

［電力ケーブルの接続方法：吸収材設置工程］
次に、図６に示すように、電力ケーブル１０の絶縁部３０と接続用スリーブ４０との間において露出している導体部２０の外周に吸収材としての吸油シート材６０を装備する。
この吸油シート材６０は、ポリオレフィン又はポリエステル（より具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等）を主材料とする繊維質又は多孔質のシート材である。
この吸油シート材６０を絶縁部３０と接続用スリーブ４０との間において露出している導体部２０に巻き付けて、外側の端部を接着或いは粘着テープなどで外側から固定する。

［電力ケーブルの接続構造］
前述の接続方法によって得られる電力ケーブルの接続構造は、導体部２０が接続用スリーブ４０に挿入され、これらの間に導電性のコンパウンド５０が介在された接続構造であって、接続用スリーブ４０の近傍にコンパウンドを吸収できる吸収材としての吸油シート材６０が配置された構造である。具体的には、電力ケーブルの絶縁部３０と接続用スリーブ４０の端部との間であって、導体部２０の外周に吸油シート材６０が巻かれた接続構造である。

［電力ケーブルの接続構造の作用効果］
図６及び図７に示すように、接続用スリーブ４０は電力ケーブル１０の導体部２０を圧縮し締結しているが、導電性のコンパウンド５０は、電力ケーブル１０の通電時に電気抵抗による温度上昇が生じると、粘度が低減してそのオイル成分が接続用スリーブ４０と導体部２０との間から漏出する可能性がある。
これに対し、吸油シート材６０を、図８に示すように、導体部２０の外周に装備すると、漏出した導電性のコンパウンド５０のオイル成分が吸油シート材６０に吸収され、外部への漏出が阻止される。

また、導体部２０の外周に吸油シート材６０を巻き付けているので、導電性のコンパウンド５０のオイル成分が撚り合わされた各素線２１の隙間を通じて導体部２０の外周に至る場合でも速やかに吸収することができる。
これらの作用により、導電性のコンパウンド５０のオイル成分が各電力ケーブル１０の絶縁部３０に付着して変質することによる絶縁性の低下等の発生を抑制することが可能となる。
また、導電性のコンパウンド５０に含まれる金属微粒子の流出も吸油シート材６０よって阻止されるので、当該金属微粒子による電力ケーブル接続部の絶縁性能の低下や絶縁破壊を抑止することも可能である。

特に、吸油シート材６０がポリオレフィンを主材料としている場合には、その親油性により、導電性のコンパウンド５０のオイル成分をより効果的に吸収することができる。
また、吸油シート材６０がポリエステルを主材料としている場合には、その耐熱性や、強度により、長期間に渡って導電性のコンパウンド５０のオイル成分の漏出を防止することができる。
また、上記吸油シート材６０の主材料であるポリオレフィン又はポリエステルは、再生材料や難燃性材料を使用してもよい。
なお、ポリオレフィン又はポリエステルに限らず、吸油性を有する他の材料から吸油シート材６０を形成することも可能である。

また、図８では吸油シート材６０を三層で導体部２０に巻き付けている場合を例示しているが、その層数はコンパウンド５０の使用量に応じて適宜増減させても良い。
更に、吸油シート材６０の表面と裏面の何れか一方又は両面に導電性又は半導電性のテープを介挿させることにより、当該吸油シート材６０に導電性をもたせても良い。

［電力ケーブルの接続方法の他の例］
図３〜図６に示す電力ケーブルの接続方法における各工程は、説明した順番に限定されるものではない。
例えば、吸油シート材設置工程は、少なくとも圧縮工程より先に行ってもよく、さらには、挿入工程及び圧縮工程よりも先に行ってもよい。
また、前述したように、導電性のコンパウンド５０は、金属微粒子が素線２１表面の酸化被膜を剥離させる効果を有しているので、酸化被膜除去工程を省略することも可能である。
さらに、酸化被膜除去工程において、研磨に替えて各素線２１に対して導電性のコンパウンド５０を塗布する作業を行ってもよい。その場合、接続用スリーブ４０内に予め導電性のコンパウンド５０を封止しておかなくとも良い。

［電力ケーブルの接続構造の他の例］
図６では吸油シート材６０を接続用スリーブ４０の端部の外側に隣接して配置した場合を例示しているが、吸油シート材６０の配置はこれに限るものではない。
例えば、接続用スリーブ４０の端部において、当該接続用スリーブ４０と電力ケーブル１０の導体部２０との間に吸油シート材６０を介挿する配置としてもよい。
その場合、吸油シート材６０が接続用スリーブ４０と導体部２０との導電性を損なわないように、当該接続用スリーブ４０と導体部２０との接合面の一部に吸油シート材６０が介在する配置とすることが望ましい。
具体的には、図９及び図１０に示すように、導体部２０の外周面に巻き付け装備された吸油シート材６０の接続用スリーブ４０側の一端部を部分的に当該接続用スリーブ４０の内側に挿入した状態としても良い。
この場合、前述した吸油シート材設置工程を挿入工程及び圧縮工程よりも先に行う。即ち、各電力ケーブル１０の導体部２０に吸油シート材６０を装着し、吸油シート材６０の一端部を接続用スリーブ４０の端部に挿入した状態で、接続用スリーブ４０を圧縮して各導体部２０を固定する。これにより図９に示す電力ケーブル１０の接続構造が形成される。
このように、吸油シート材６０の一端部を部分的に接続用スリーブ４０の内側に挿入した状態とすることにより、吸油シート材６０の接続用スリーブ４０に挿入された部分が、接続用スリーブ４０と導体部２０の間からの導電性のコンパウンド５０のオイル成分の漏出をより効果的に防止することができる。

１０ 電力ケーブル
２０ 導体部
２１ 素線
３０ 絶縁部
４０ 接続用スリーブ
５０ 導電性のコンパウンド
６０ 吸油シート材

Claims (4)

1. アルミニウム製又はアルミニウム合金製の導体部と当該導体部の外周を被覆する絶縁部とを有する電力ケーブルの導体部が接続用スリーブに挿入され、
   前記導体部と前記接続用スリーブとの間に導電性のコンパウンドが介在された電力ケーブルの接続構造において、
   前記導電性のコンパウンドを吸収できる吸収材を、前記接続用スリーブの近傍に配置したことを特徴とする電力ケーブルの接続構造。
2. 前記吸収材は、ポリオレフィン又はポリエステルから形成されていることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの接続構造。
3. 前記電力ケーブルの絶縁部と前記接続用スリーブの端部との間の前記導体部の外周に前記吸収材を設けることを特徴とする請求項１又は２記載の電力ケーブルの接続構造。
4. 前記吸収材の前記接続用スリーブ側の端部を当該接続用スリーブに挿入した状態で設けることを特徴とする請求項３記載の電力ケーブルの接続構造。

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