JP2015171170A - 電力ケーブルの終端接続部 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体の絶縁充填物の漏出を防ぎつつコスト低減を図る。
【解決手段】
上方を向いた電力ケーブル１１の一端部が収容される碍管１２と、碍管の下部に取り付けられた下部金具１６とを備え、碍管と下部金具の内部空間に充填物を充填した電力ケーブルの終端接続部１において、内部空間の底部にゲル状の充填物９を入れ、当該ゲル状の充填物の上の空間に液体の絶縁充填物１０を入れた。
【選択図】図２
【解決手段】
上方を向いた電力ケーブル１１の一端部が収容される碍管１２と、碍管の下部に取り付けられた下部金具１６とを備え、碍管と下部金具の内部空間に充填物を充填した電力ケーブルの終端接続部１において、内部空間の底部にゲル状の充填物９を入れ、当該ゲル状の充填物の上の空間に液体の絶縁充填物１０を入れた。
【選択図】図２
Description
本発明は、碍管内に電力ケーブルの端部を収容した終端接続部に関する。
電力ケーブルの終端接続部（以下、終端接続部）として、エポキシ等の絶縁材料からなる碍管内にその底部から電力ケーブルの端部を収容し、この碍管内に絶縁油を充填したものが広く知られているが、このような終端接続部では、油漏れが生じやすく、有効な対策が必要となっていた。
そこで、従来の終端接続部では、絶縁油の代わりにシリコーンゲルを利用していた（例えば特許文献１）。
そこで、従来の終端接続部では、絶縁油の代わりにシリコーンゲルを利用していた（例えば特許文献１）。
シリコーンゲルは絶縁油に比べて粘性が高く、流動性が低いので、上記従来の終端接続部は、シリコーンゲルの漏れを低減することに関しては有効であったが、シリコーンゲルは絶縁油に比べて値段が高く、終端接続部のコスト上昇を招くことが問題となっていた。
本発明は、製造コストの低減を図ることをその目的とする。
本発明は、電力ケーブルの一端部が収容される縦置き型の碍管と、前記碍管の下部に取り付けられた下部金具とを備え、前記碍管と前記下部金具の内部空間に充填物を充填した電力ケーブルの終端接続部において、前記内部空間の底部にゲル状の充填物が充填され、当該ゲル状の充填物の上に液体の絶縁充填物が充填されていることを特徴とする。
本発明は、碍管と下部金具の内部空間の底部にゲル状の充填物を入れ、その上の空間に液体の絶縁充填物を入れたので、ゲル状の充填物が隙間に侵入して液体の通過を阻止し、液体の絶縁充填物の漏れを効果的に抑制することが可能となる。
さらに、液体の絶縁充填物の漏れは専ら碍管と下部金具の内部空間の底部から発生するので、当該底部のみにゲル状の充填物を入れれば漏れを防ぐことができ、なお且つ、ゲル状の充填物の使用量を低減することができる。従って、終端接続部の製造コストの低減を図ることが可能となる。
さらに、液体の絶縁充填物の漏れは専ら碍管と下部金具の内部空間の底部から発生するので、当該底部のみにゲル状の充填物を入れれば漏れを防ぐことができ、なお且つ、ゲル状の充填物の使用量を低減することができる。従って、終端接続部の製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、上記終端接続部において、前記ゲル状の充填物がシリコーンゲルであり、前記液体の絶縁充填物がシリコーンオイルであっても良い。
また、上記終端接続部において、前記ゲル状の充填物がシリコーンオイルに未加硫のシリコーンゴム分散させたゲル化物であり、前記液体の絶縁充填物がシリコーンオイルであっても良い。
また、上記終端接続部において、前記ゲル状の充填物がシリコーンオイルに未加硫のシリコーンゴム分散させたゲル化物であり、前記液体の絶縁充填物がシリコーンオイルであっても良い。
ゲル状の充填物をシリコーンジェルとし、液体の絶縁充填物をシリコーンオイルとした場合、又は、ゲル状の充填物をシリコーンオイルに未加硫のシリコーンゴム分散させたゲル化物とし、液体の絶縁充填物をシリコーンオイルとした場合のいずれの場合も、シリコーンゲルがシリコーンオイルの絶縁性に影響を及ぼすことがないので、終端接続部の絶縁性を高く維持することが可能である。
また、上記終端接続部において、前記ゲル状の充填物は、導電性の粒子を含有し、半導電性を有する構成としても良い。
その場合、当該ゲル状の充填物の周囲の等電位化を図ることが可能となる。
その場合、当該ゲル状の充填物の周囲の等電位化を図ることが可能となる。
また、上記終端接続部は、気中終端接続部、油中終端接続部又はガス中終端接続部であっても良い。
気中終端接続部、油中終端接続部又はガス中終端接続部のいずれに本発明を適用した場合でも、ゲル状の充填物の使用量を低減し、コスト低減を図りつつ液体の絶縁充填物の漏出を効果的に抑制することが可能である。
気中終端接続部、油中終端接続部又はガス中終端接続部のいずれに本発明を適用した場合でも、ゲル状の充填物の使用量を低減し、コスト低減を図りつつ液体の絶縁充填物の漏出を効果的に抑制することが可能である。
本発明によれば、ゲル状の充填物の使用量を低減し、コスト低減を図りつつ液体の絶縁充填物の漏出を効果的に抑制することが可能となる。
［気中終端接続部］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は実施形態に係る気中終端接続部１（以下、単に「終端接続部１」という）の概略構成を示す断面図である。この図において、電力ケーブル１１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１１は、導体１１１、導体１１１の外周部に形成された絶縁層１１２、絶縁層１１２の外周に形成された外部半導電層１１３、外部半導電層１１３の外周に形成された遮蔽層（図示略）及びシース１１４等を有し、所定長で段剥ぎすることにより各層が順次露出されている。また、導体１１１の先端には、導電性を有する導体引出棒１３が接続されている。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は実施形態に係る気中終端接続部１（以下、単に「終端接続部１」という）の概略構成を示す断面図である。この図において、電力ケーブル１１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１１は、導体１１１、導体１１１の外周部に形成された絶縁層１１２、絶縁層１１２の外周に形成された外部半導電層１１３、外部半導電層１１３の外周に形成された遮蔽層（図示略）及びシース１１４等を有し、所定長で段剥ぎすることにより各層が順次露出されている。また、導体１１１の先端には、導電性を有する導体引出棒１３が接続されている。
［電力ケーブル］
電力ケーブル１１の外周面には、外部半導電層１１３から絶縁層１１２にかけて、常温収縮型のゴムストレスコーン１４が装着されている。ゴムストレスコーン１４は、電界緩和用の半導電ゴム部１４１と絶縁ゴム部１４２で構成され、電力ケーブル１１によって拡径されることにより発生する収縮力で電力ケーブル１１の外周面に密着している。
電力ケーブル１１の外周面には、外部半導電層１１３から絶縁層１１２にかけて、常温収縮型のゴムストレスコーン１４が装着されている。ゴムストレスコーン１４は、電界緩和用の半導電ゴム部１４１と絶縁ゴム部１４２で構成され、電力ケーブル１１によって拡径されることにより発生する収縮力で電力ケーブル１１の外周面に密着している。
［碍管］
碍管１２は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）製の中空筒体の外周を、ゴム又はプラスチックからなる襞付きの外套で被覆した複合碍管である。碍管１２は絶縁性の高い他の材料、例えば、磁器やガラスからなるものを使用しても良い。
この碍管１２は、その長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で設置される縦置き型である。
碍管１２は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）製の中空筒体の外周を、ゴム又はプラスチックからなる襞付きの外套で被覆した複合碍管である。碍管１２は絶縁性の高い他の材料、例えば、磁器やガラスからなるものを使用しても良い。
この碍管１２は、その長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で設置される縦置き型である。
碍管１２の上面には上部金具１５が取り付けられている。そして、電力ケーブル１１の導体１１１の先端に接続された導体引出棒１３は上部金具１５を貫通して外部に突出している。
また、碍管１２の底部には下部金具１６が取り付けられている。
そして、碍管１２、上部金具１５及び下部金具１６で形成された内部空間には、後述する充填物が充填されている。すなわち、終端接続部１は、電力ケーブル１１の端部と導体引出棒１３の一部とが碍管１２内に収容され、この碍管１２内に充填物が充填されて構成されている。
また、碍管１２の底部には下部金具１６が取り付けられている。
そして、碍管１２、上部金具１５及び下部金具１６で形成された内部空間には、後述する充填物が充填されている。すなわち、終端接続部１は、電力ケーブル１１の端部と導体引出棒１３の一部とが碍管１２内に収容され、この碍管１２内に充填物が充填されて構成されている。
［下部金具］
図２は終端接続部の下部の拡大断面図である。
図示のように、下部金具１６は、主に、中心に電力ケーブル１１を通す貫通孔が形成された円板状の取付金具１６１と、取付金具１６１の下面側に同心となるように取り付けられた筒状のシールパイプ１６２とから構成されている。
取付金具１６１は、碍管１２に対してネジ止めにより連結されており、取付金具１６１と碍管１２との間にＯリング１６３を配して相互のシールを図っている。また、取付金具１６１は、その下面の外周近傍における複数箇所で支持碍子１６４（一つのみ図示）を介して下方から支持されている。
図２は終端接続部の下部の拡大断面図である。
図示のように、下部金具１６は、主に、中心に電力ケーブル１１を通す貫通孔が形成された円板状の取付金具１６１と、取付金具１６１の下面側に同心となるように取り付けられた筒状のシールパイプ１６２とから構成されている。
取付金具１６１は、碍管１２に対してネジ止めにより連結されており、取付金具１６１と碍管１２との間にＯリング１６３を配して相互のシールを図っている。また、取付金具１６１は、その下面の外周近傍における複数箇所で支持碍子１６４（一つのみ図示）を介して下方から支持されている。
シールパイプ１６２には、電力ケーブル１１のシース１１４が挿通されている。シース１１４は、アルミニウムシース１１４ａとその外周を被覆するプラスチックシース１１４ｂとからなり、プラスチックシース１１４ｂは段剥ぎされ、アルミニウムシース１１４ａのみがシールパイプ１６２内に挿通されている。なお、このプラスチックシース１１４ｂは一部が碍管１２の内部まで挿入されている。
そして、シールパイプ１６２は、その上端部にフランジ部１６２ａが形成されており、当該フランジ部１６２ａがネジにより取付金具１６１の下面に取り付けられている。また、フランジ部１６２ａと取付金具１６１との間にもＯリング１６５が介挿され、相互のシールが図られている。
そして、シールパイプ１６２は、その上端部にフランジ部１６２ａが形成されており、当該フランジ部１６２ａがネジにより取付金具１６１の下面に取り付けられている。また、フランジ部１６２ａと取付金具１６１との間にもＯリング１６５が介挿され、相互のシールが図られている。
シールパイプ１６２の内径及び取付金具１６１の貫通孔の１６１ａの内径は、アルミニウムシース１１４ａの外径よりも幾分大きく、そのため、シールパイプ１６２とアルミニウムシース１１４ａとの間の空間まで絶縁充填剤が充填される。
このため、シールパイプ１６２の下端部とアルミニウムシース１１４ａの外周面との間にはシール構造１８が施されている。
このため、シールパイプ１６２の下端部とアルミニウムシース１１４ａの外周面との間にはシール構造１８が施されている。
［シール構造］
シール構造１８は、アルミニウムシース１１４ａの外周面上に固定されたスペーサ１８１に当接したシールパイプ１６２の下端部外周からアルミニウムシース１１４ａの外周にかけて盛られたエポキシパテ１８２と、エポキシパテ１８２の表面全体を被覆する平網銅線１８３とを有している。この平網銅線１８３は、上部がシールパイプ１６２の外周面上に半田付けで固着され、下部がアルミニウムシース１１４ａに半田付けで固着されている。
さらに、シール構造１８では、平網銅線１８３の表面全体を被覆するように絶縁性の防水テープ層１８４、エポキシ含浸ガラステープ層１８５、絶縁性の防水テープ層１８６、粘着ビニルテープ層１８７が順番に積層されている。
シール構造１８は、アルミニウムシース１１４ａの外周面上に固定されたスペーサ１８１に当接したシールパイプ１６２の下端部外周からアルミニウムシース１１４ａの外周にかけて盛られたエポキシパテ１８２と、エポキシパテ１８２の表面全体を被覆する平網銅線１８３とを有している。この平網銅線１８３は、上部がシールパイプ１６２の外周面上に半田付けで固着され、下部がアルミニウムシース１１４ａに半田付けで固着されている。
さらに、シール構造１８では、平網銅線１８３の表面全体を被覆するように絶縁性の防水テープ層１８４、エポキシ含浸ガラステープ層１８５、絶縁性の防水テープ層１８６、粘着ビニルテープ層１８７が順番に積層されている。
［充填物］
前述したように、碍管１２と下部金具１６の内部空間には充填物が充填されている。従前の終端接続部では、この充填物として、絶縁油、シリコーンオイル等が使用されていたが、これらを使用する場合には、十分な油漏れ対策が必要となる。特に、一端部を上方に向けて鉛直に起立した電力ケーブル１１を収容する縦置き型の終端接続部１の場合には、碍管１２と下部金具１６の内部空間の底部では、充填物の自重により大きな圧力が発生し、僅かな隙間が生じても充填物の漏出が発生する。
前述したように、碍管１２と下部金具１６の内部空間には充填物が充填されている。従前の終端接続部では、この充填物として、絶縁油、シリコーンオイル等が使用されていたが、これらを使用する場合には、十分な油漏れ対策が必要となる。特に、一端部を上方に向けて鉛直に起立した電力ケーブル１１を収容する縦置き型の終端接続部１の場合には、碍管１２と下部金具１６の内部空間の底部では、充填物の自重により大きな圧力が発生し、僅かな隙間が生じても充填物の漏出が発生する。
そこで、終端接続部１では、碍管１２と下部金具１６の内部空間の底部にはゲル状の充填物９としてシリコーンオイルに未加硫のシリコーンゴムを分散させてゲル状に硬化させたもの（以下、「シリコーン混合物」という）又はシリコーンゲルを配置し、その上に液体の絶縁充填物１０としてシリコーンオイルを充填している。
上記ゲル状の充填物９は、シールパイプ１６２の下端部から上下方向の中間部近傍まで充填されている。なお、シールパイプ１６２の中間部の外周には、ゲル化する前のゲル状の充填物９の原料をシールパイプ１６２の内部に注入するホースを取り付けるためのコネクタ１６２ｂが設けられている。従って、ゲル状の充填物９は、このコネクタ１６２ｂの高さまで充填されている。このコネクタ１６２ｂとしては、油含浸絶縁紙ケーブル（いわゆるＯＦケーブル）の終端接続部において利用される絶縁油の出し入れを行うコネクタと同型のものを使用しても良い。
上記ゲル状の充填物９は、シールパイプ１６２の下端部から上下方向の中間部近傍まで充填されている。なお、シールパイプ１６２の中間部の外周には、ゲル化する前のゲル状の充填物９の原料をシールパイプ１６２の内部に注入するホースを取り付けるためのコネクタ１６２ｂが設けられている。従って、ゲル状の充填物９は、このコネクタ１６２ｂの高さまで充填されている。このコネクタ１６２ｂとしては、油含浸絶縁紙ケーブル（いわゆるＯＦケーブル）の終端接続部において利用される絶縁油の出し入れを行うコネクタと同型のものを使用しても良い。
そして、碍管１２と下部金具１６の内部空間におけるゲル状の充填物９の上側に液体の絶縁充填物１０であるシリコーンオイルが入れられている。シリコーンオイルは、碍管１２の上端部近傍であって電力ケーブル１１の絶縁層１１２の上端部よりも幾分下方の高さまで充填されている。
上記ゲル状の充填物９としてのシリコーンゲルは、液体の状態で原料が市販されており、この原料を重合反応によりゲル状に硬化させる。シリコーンゲルには、一液型と二液型があり、さらに反応のタイプにより付加反応型と縮合反応型とに大別される。縮合型のシリコーンゲルでは空気中の水分と反応することがあるため、好ましくは付加型のシリコーンゲルを使用する。市販されているシリコーンゲルとしては、例えば、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製のＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＲＴ６０１や、東レ・ダウコーニング株式会社製のＤＹ３５−７００Ａ／Ｂ、第一工業製薬株式会社製のＥＦ２４３や、日立化成工業株式会社製のＫＵ７００８等のウレタンゴム等を用いることが可能である。また、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＥ１８８６を用いることも可能である。このシリコーンゲルは、主剤がビニル基含有オルガノポリシロキサンで、硬化剤がハイドロジェンオルガノポリシロキサンである２液タイプのものであり、硬化後の稠度が５０である。
ゲル状の充填物９としてのシリコーンオイルに分散される未加硫のシリコーンゴムは、液体の状態で原料が市販されており、この原料を重合反応により硬化させる。シリコーンゴムには、一液型と二液型があり、さらに反応のタイプにより付加反応型と縮合反応型とに大別される。縮合型のシリコーンゴムでは空気中の水分と反応することがあるため、好ましくは付加型のシリコーンゴムを使用する。市販されているシリコーンゴムとしては、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＥ６９１０がある。このシリコーンゴムは、主剤がビニル基含有オルガノポリシロキサンで、硬化剤がハイドロジェンオルガノポリシロキサンである２液タイプのものであり、硬化後のタイプＡデュロメータによる硬度が９である。
ここで、シリコーンゴムとは、シリコーンオイルを混合しないでその原料を硬化させたときにＪＩＳ Ｋ ６２５３あるいはＩＳＯ７６１９で規定されているタイプＡデュロメータによる硬度を測定可能なシリコーン硬化物であり、シリコーンゲルとは、タイプＡデュロメータによる硬度測定が不能なシリコーン硬化物である。
ゲル状の充填物９としての未加硫のシリコーンゴムを分散させるシリコーンオイル及び液体の絶縁充填物１０としてのシリコーンオイルとしては、たとえば、市販のジメチルシリコーンオイル、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＨ２００を使用することができる。
また、終端接続部１を−40℃以下の極低温環境下で使用することを想定する場合には、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイルとフェニル基含有シリコーンオイルを混合したものが望ましい。ここで、ジメチルシリコーンオイル（ポリシロキサンの側鎖、末端がすべてメチル基であるもの）、フェニル基含有シリコーンオイル（ポリシロキサンの側鎖、末端の一部がフェニル基であるもののことで、末端の一方がフェニル基、他方がメチル基のものをメチルフェニルシリコーンオイル、末端の両方がフェニル基のものをジフェニルシリコーンオイルという。）は、前記シリコーンゴムやシリコーンゲルのような重合反応性を示さない成分である。市販のジメチルシリコーンオイルとしては、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＨ２００、フェニルシリコーンオイルとしては、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＨ５１０がある。
また、終端接続部１を−40℃以下の極低温環境下で使用することを想定する場合には、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイルとフェニル基含有シリコーンオイルを混合したものが望ましい。ここで、ジメチルシリコーンオイル（ポリシロキサンの側鎖、末端がすべてメチル基であるもの）、フェニル基含有シリコーンオイル（ポリシロキサンの側鎖、末端の一部がフェニル基であるもののことで、末端の一方がフェニル基、他方がメチル基のものをメチルフェニルシリコーンオイル、末端の両方がフェニル基のものをジフェニルシリコーンオイルという。）は、前記シリコーンゴムやシリコーンゲルのような重合反応性を示さない成分である。市販のジメチルシリコーンオイルとしては、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＨ２００、フェニルシリコーンオイルとしては、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳＨ５１０がある。
シリコーンオイルとシリコーンゴムの混合比率は、質量比で１：１〜２０：１の範囲で適宜選択可能である。
シリコーンオイルの相対量が多ければ、流動性が良くなり、碍管１２と下部金具１６の内部空間にゲル状の充填物９を充填する際の作業性が良く、また、隅々に容易に行き渡らせることが可能となる。また、シリコーンゴムの相対量が多ければ、充填後の硬化速度を速くすることができる。
シリコーンオイルの相対量が多ければ、流動性が良くなり、碍管１２と下部金具１６の内部空間にゲル状の充填物９を充填する際の作業性が良く、また、隅々に容易に行き渡らせることが可能となる。また、シリコーンゴムの相対量が多ければ、充填後の硬化速度を速くすることができる。
なお、ゲル状の充填物９及び液体の絶縁充填物１０には、本発明の作用・効果を妨げない範囲で任意成分を配合することができる。任意成分としては、反応抑制剤、反応促進剤、無機質充填剤、難燃性付与剤、チクソ性付与剤、顔料、染料等が挙げられる。
[気中終端接続部の組み立て]
図１に示す終端接続部１を組み立てる場合、まず、電力ケーブル１１の終端側となる一端部を垂直に立ち上げると共に、プラスチックシース１１４ｂ、アルミニウムシース１１４ａ、遮蔽層、外部半導電層１１３、絶縁層１１２を外側から順番に所定長で段剥ぎする（電力ケーブル段剥ぎ工程）。
そして、予め、取付金具１６１及びシールパイプ１６２に電力ケーブル１１を通しておき、さらに、電力ケーブル１１の一端部をゴムストレスコーン１４の内側に挿入し、当該ゴムストレスコーン１４を外部半導電層１１３と絶縁層１１２の境界部に取り付ける（ストレスコーン取付工程）。
図１に示す終端接続部１を組み立てる場合、まず、電力ケーブル１１の終端側となる一端部を垂直に立ち上げると共に、プラスチックシース１１４ｂ、アルミニウムシース１１４ａ、遮蔽層、外部半導電層１１３、絶縁層１１２を外側から順番に所定長で段剥ぎする（電力ケーブル段剥ぎ工程）。
そして、予め、取付金具１６１及びシールパイプ１６２に電力ケーブル１１を通しておき、さらに、電力ケーブル１１の一端部をゴムストレスコーン１４の内側に挿入し、当該ゴムストレスコーン１４を外部半導電層１１３と絶縁層１１２の境界部に取り付ける（ストレスコーン取付工程）。
次に、取付金具１６１及びシールパイプ１６２を電力ケーブル１１の適正な位置（アルミニウムシース１１４ａの露出位置）に位置決めし、シールパイプ１６２の下端部からアルミニウムシース１１４ａとプラスチックシース１１４ｂの境界位置にかけて前述したシール構造１８を形成する（シール構造形成工程）。
次いで、電力ケーブル１１の導体１１１に導体引出棒１３を取り付ける。この導体引出棒１３は外側から圧縮することで導体１１１を締結して固定することができる。
そして、電力ケーブル１１の一端部を碍管１２の下端部から挿入し、導体引出棒１３を上部金具１５に固定する。また、取付金具１６１及びシールパイプ１６２を碍管１２の下端部に固定する。これらにより、電力ケーブル１１の一端部が碍管１２，上部金具１５及び下部金具１６により保持された状態となる（電力ケーブル収容工程）。
そして、電力ケーブル１１の一端部を碍管１２の下端部から挿入し、導体引出棒１３を上部金具１５に固定する。また、取付金具１６１及びシールパイプ１６２を碍管１２の下端部に固定する。これらにより、電力ケーブル１１の一端部が碍管１２，上部金具１５及び下部金具１６により保持された状態となる（電力ケーブル収容工程）。
次に、シールパイプ１６２のコネクタ１６２ｂにホースを取り付け、当該ホースを通じてゲル状の充填物９をシールパイプ１６２の内部に注入する。
この時、ゲル状の充填物９が二液型のシリコーンゲルの場合には、二液を予め攪拌した状態で注入する。また、ゲル状の充填物９が二液型のシリコーンゴムをシリコーンオイルに分散させたシリコーン混合物の場合には、シリコーンゴムの二液とシリコーンオイルとを予め攪拌した状態で注入する（ゲル状充填物注入工程）。
なお、このゲル状の充填物９は、碍管１２及び下部金具１６の内部空間の底部、特にシールパイプ１６２の下部にのみ充填されるので、碍管１２内の絶縁性に影響を及ぼさない。従って、一般に絶縁性に悪影響があると言われる充填時の気泡が消泡するまで待つ必要がなく、ゲル状の充填物９の充填作業を迅速に行うことが可能である。
この時、ゲル状の充填物９が二液型のシリコーンゲルの場合には、二液を予め攪拌した状態で注入する。また、ゲル状の充填物９が二液型のシリコーンゴムをシリコーンオイルに分散させたシリコーン混合物の場合には、シリコーンゴムの二液とシリコーンオイルとを予め攪拌した状態で注入する（ゲル状充填物注入工程）。
なお、このゲル状の充填物９は、碍管１２及び下部金具１６の内部空間の底部、特にシールパイプ１６２の下部にのみ充填されるので、碍管１２内の絶縁性に影響を及ぼさない。従って、一般に絶縁性に悪影響があると言われる充填時の気泡が消泡するまで待つ必要がなく、ゲル状の充填物９の充填作業を迅速に行うことが可能である。
ゲル状の充填物９はシールパイプ１６２の所定高さ、例えば、コネクタ１６２ｂの高さ近くまで注入したら、ホースを外してコネクタ１６２ｂに栓を取り付けて塞ぐ。そして、シールパイプ１６２を外部から加熱する。加熱は、シール構造１８を破壊しない方法により行う。例えば、ゲル状の充填物９の注入量が2[l]程度であった場合には、200[V],3[kW]のドライヤーを使用して１０分程度加熱する。このドライヤーは熱収縮チューブの加熱用に用いられる電気ヒーター式のものが望ましい。このドライヤーであれは迅速に最高温度である約180℃まで達するので、液体の状態であったゲル状の充填物９の重合反応を促進し、短時間でゲル状に硬化させることができる（加熱工程）。
ゲル状の充填物９が硬化してゲル状になったら、碍管１２の上部から液体の絶縁充填物１０でありシリコーンオイルを碍管１２及び下部金具１６の内部空間に充填する（液体充填物充填工程）。これにより終端接続部１は完成する。
碍管１２及び下部金具１６の内部空間において、ゲル状の充填物９の上に液体の絶縁充填物１０が充填されるので、液体の絶縁充填部１０の重量による荷重が加えられ、ゲル状の充填物９は、シールパイプ１６２及びシール構造１８の各部に対して隙間なく密着し、液体の絶縁充填物１０を効果的にシールする。
例えば、液体の絶縁充填物１０の液面が高さ15[m]に達するような大型の終端接続部１の場合には、シリコーンオイルの比重が0.9で換算すると、ゲル状の充填物９には0.135[MPa]程度の圧力が加わるが、そのシール性は維持される。また、終端接続部には液体の絶縁充填物１０に対してタンクで加圧するものがあり、その場合にはゲル状の充填物９に加わる圧力は0.2[MPa]にもなるが、そのような場合でもそのシール性を維持することが可能である。
碍管１２及び下部金具１６の内部空間において、ゲル状の充填物９の上に液体の絶縁充填物１０が充填されるので、液体の絶縁充填部１０の重量による荷重が加えられ、ゲル状の充填物９は、シールパイプ１６２及びシール構造１８の各部に対して隙間なく密着し、液体の絶縁充填物１０を効果的にシールする。
例えば、液体の絶縁充填物１０の液面が高さ15[m]に達するような大型の終端接続部１の場合には、シリコーンオイルの比重が0.9で換算すると、ゲル状の充填物９には0.135[MPa]程度の圧力が加わるが、そのシール性は維持される。また、終端接続部には液体の絶縁充填物１０に対してタンクで加圧するものがあり、その場合にはゲル状の充填物９に加わる圧力は0.2[MPa]にもなるが、そのような場合でもそのシール性を維持することが可能である。
[発明の実施形態の技術的効果]
図３は液体の絶縁充填物１０であるシリコーンオイルのみを使用する終端接続部１Ａの部分断面図である。この終端接続部１Ａと比較しながら終端接続部１の技術的効果について説明する。なお、終端接続部１Ａについては終端接続部１と異なる部分についてのみ説明し、同一部分は同じ符号を付するものとする。
図３の終端接続部１Ａは、シールパイプ１６２Ａが碍管１２の内部まで伸びており、その上端部と外部半導電層１１３との間には、複数のテープ層からなるシール構造１９Ａが形成されている。また、シールパイプ１６２Ａと取付金具１６１Ａとの間は、二本のＯリング１６３Ａ，１６３Ａによりシールが施されている。
図３は液体の絶縁充填物１０であるシリコーンオイルのみを使用する終端接続部１Ａの部分断面図である。この終端接続部１Ａと比較しながら終端接続部１の技術的効果について説明する。なお、終端接続部１Ａについては終端接続部１と異なる部分についてのみ説明し、同一部分は同じ符号を付するものとする。
図３の終端接続部１Ａは、シールパイプ１６２Ａが碍管１２の内部まで伸びており、その上端部と外部半導電層１１３との間には、複数のテープ層からなるシール構造１９Ａが形成されている。また、シールパイプ１６２Ａと取付金具１６１Ａとの間は、二本のＯリング１６３Ａ，１６３Ａによりシールが施されている。
この終端接続部１Ａは、シールパイプ１６２Ａの上端部と下端部とに複数のテープ層からなるシール構造１９Ａ及びシール構造１８が形成されている。このようなテープ層からなるシール構造は経年的にシール性の低下を生じるため、シールパイプ１６２Ａを通じて下端部から液体の絶縁充填物１０の漏出が発生する。
このシール構造は、例えば、鉛工接続によって接続される。この鉛工接続の際にバーナー等の火気を使う必要があるため、手間がかかるのと火気の取り扱いに厳重な注意を要するという問題点がある。さらに経年によって漏れることもある。
一方、図２において終端接続部１では、シールパイプ１６２の下端部の内側にゲル状の充填物９が存在し、上方から液体の絶縁充填物１０が加圧するので、ゲル状の充填物９がシールパイプ１６２からシール構造１８にかけて隙間なくシールを行い、液体の絶縁充填物１０の漏出を効果的に防止することができる。
また、終端接続部１は、シールパイプ１６２の下端部のみにシール構造１８を設ければ足りるので、終端接続部１の組み立ての作業負担や作業コストを低減し、作業時間の短縮化を図ることが可能である。
このシール構造は、例えば、鉛工接続によって接続される。この鉛工接続の際にバーナー等の火気を使う必要があるため、手間がかかるのと火気の取り扱いに厳重な注意を要するという問題点がある。さらに経年によって漏れることもある。
一方、図２において終端接続部１では、シールパイプ１６２の下端部の内側にゲル状の充填物９が存在し、上方から液体の絶縁充填物１０が加圧するので、ゲル状の充填物９がシールパイプ１６２からシール構造１８にかけて隙間なくシールを行い、液体の絶縁充填物１０の漏出を効果的に防止することができる。
また、終端接続部１は、シールパイプ１６２の下端部のみにシール構造１８を設ければ足りるので、終端接続部１の組み立ての作業負担や作業コストを低減し、作業時間の短縮化を図ることが可能である。
また、終端接続部１は、碍管１２と下部金具１６の内部空間の全体にゲル状の充填物９を入れる場合と異なり、当該内部空間の底部のみにゲル状の充填物９を入れているので、ゲル状の充填物９の使用量を低減することができ、終端接続部１の製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、碍管１２と下部金具１６の内部空間の全体にゲル状の充填物９を入れる場合には、ゲル状の充填物９を絶縁性のものとする必要があるが、終端接続部１は、碍管１２と下部金具１６の内部空間の底部のみにゲル状の充填物９を入れているので、ゲル状の充填物９には絶縁性が要求されず、使用する充填物の選択範囲が広いという利点もある。
また、碍管１２と下部金具１６の内部空間の全体にゲル状の充填物９を入れる場合には、ゲル状の充填物９を絶縁性のものとする必要があるが、終端接続部１は、碍管１２と下部金具１６の内部空間の底部のみにゲル状の充填物９を入れているので、ゲル状の充填物９には絶縁性が要求されず、使用する充填物の選択範囲が広いという利点もある。
また、ゲル状の充填物９をシリコーンジェルとし、液体の絶縁充填物１０をシリコーンオイルとした場合、又は、ゲル状の充填物９をシリコーンオイルに未加硫のシリコーンゴム分散させたゲル化物とし、液体の絶縁充填物１０をシリコーンオイルとした場合には、シリコーンゲルがシリコーンオイルの絶縁性に影響を及ぼすことがないので、終端接続部１の絶縁性を高く維持することが可能である。
［終端接続部の他の例］
終端接続部として気中終端接続部１を例示したが、これ以外の終端接続部でもゲル状の充填物によるシールを施すことは可能である。
図４は絶縁油が満たされた容器１７Ｂ内に碍管１２Ｂを収容している油中終端接続部１Ｂを示している。この終端接続部１Ｂにおいて終端接続部１と同じ機能を有する構成については終端接続部１の構成に付された符号に「Ｂ」を付け足して示すものとして重複する説明は省略する。
この終端接続部１Ｂでは、碍管１２Ｂ及び下部金具１６Ｂの内部空間における底部にゲル状の充填物９Ｂを入れ、その上に液体の絶縁充填物１０Ｂを充填している。また、符号１６２Ｂｂはゲル状の充填物９Ｂを充填するためのコネクタである。
この場合も気中終端接続部１の場合と同じ技術的効果、即ち、絶縁充填物１０Ｂの漏出防止、終端接続部１Ｂの組み立ての作業負担や作業コストの低減及び作業時間の短縮化、ゲル状の充填物９Ｂの使用量低減、ゲル状の充填物９Ｂの選択範囲の拡大等を図ることが可能である。また、ゲル状の充填物９Ｂや液体の絶縁充填物１０Ｂの具体的な内容は終端接続部１のゲル状の充填物９や液体の絶縁充填物１０と同じである。
終端接続部として気中終端接続部１を例示したが、これ以外の終端接続部でもゲル状の充填物によるシールを施すことは可能である。
図４は絶縁油が満たされた容器１７Ｂ内に碍管１２Ｂを収容している油中終端接続部１Ｂを示している。この終端接続部１Ｂにおいて終端接続部１と同じ機能を有する構成については終端接続部１の構成に付された符号に「Ｂ」を付け足して示すものとして重複する説明は省略する。
この終端接続部１Ｂでは、碍管１２Ｂ及び下部金具１６Ｂの内部空間における底部にゲル状の充填物９Ｂを入れ、その上に液体の絶縁充填物１０Ｂを充填している。また、符号１６２Ｂｂはゲル状の充填物９Ｂを充填するためのコネクタである。
この場合も気中終端接続部１の場合と同じ技術的効果、即ち、絶縁充填物１０Ｂの漏出防止、終端接続部１Ｂの組み立ての作業負担や作業コストの低減及び作業時間の短縮化、ゲル状の充填物９Ｂの使用量低減、ゲル状の充填物９Ｂの選択範囲の拡大等を図ることが可能である。また、ゲル状の充填物９Ｂや液体の絶縁充填物１０Ｂの具体的な内容は終端接続部１のゲル状の充填物９や液体の絶縁充填物１０と同じである。
また、図５はＳＦ６等の絶縁ガスが満たされた容器１７Ｃ内に碍管１２Ｃを収容しているガス中終端接続部１Ｃを示している。この終端接続部１Ｃにおいて終端接続部１と同じ機能を有する構成については終端接続部１に構成に付された符号に「Ｃ」を付け足して示すものとして重複する説明は省略する。
この終端接続部１Ｃでは、碍管１２Ｃ及び下部金具１６Ｃの内部空間における底部にゲル状の充填物９Ｃを入れ、その上に液体の絶縁充填物１０Ｃを充填している。また、符号１６２Ｃｂはゲル状の充填物９Ｃを充填するためのコネクタである。
この場合も気中終端接続部１の場合と同じ技術的効果、即ち、絶縁充填物１０Ｃの漏出防止、終端接続部１Ｃの組み立ての作業負担や作業コストの低減及び作業時間の短縮化、ゲル状の充填物９Ｃの使用量低減、ゲル状の充填物９Ｃの選択範囲の拡大等を図ることが可能である。また、ゲル状の充填物９Ｃや液体の絶縁充填物１０Ｃの具体的な内容は終端接続部１のゲル状の充填物９や液体の絶縁充填物１０と同じである。
この終端接続部１Ｃでは、碍管１２Ｃ及び下部金具１６Ｃの内部空間における底部にゲル状の充填物９Ｃを入れ、その上に液体の絶縁充填物１０Ｃを充填している。また、符号１６２Ｃｂはゲル状の充填物９Ｃを充填するためのコネクタである。
この場合も気中終端接続部１の場合と同じ技術的効果、即ち、絶縁充填物１０Ｃの漏出防止、終端接続部１Ｃの組み立ての作業負担や作業コストの低減及び作業時間の短縮化、ゲル状の充填物９Ｃの使用量低減、ゲル状の充填物９Ｃの選択範囲の拡大等を図ることが可能である。また、ゲル状の充填物９Ｃや液体の絶縁充填物１０Ｃの具体的な内容は終端接続部１のゲル状の充填物９や液体の絶縁充填物１０と同じである。
［その他］
前述したようにゲル状の充填物９（９Ｂ、９Ｃも同様）は、絶縁性が要求されないので、当該充填物９の形成時にカーボン粒子などの導電性の粒子を分散させて半導電性を持たせても良い。
これにより、当該ゲル状の充填物９の周囲の等電位化を図ることが可能となる。
前述したようにゲル状の充填物９（９Ｂ、９Ｃも同様）は、絶縁性が要求されないので、当該充填物９の形成時にカーボン粒子などの導電性の粒子を分散させて半導電性を持たせても良い。
これにより、当該ゲル状の充填物９の周囲の等電位化を図ることが可能となる。
１ 気中終端接続部
１Ａ 終端接続部
１Ｂ 油中終端接続部
１Ｃ ガス中終端接続部
９，９Ｂ，９Ｃ 充填物
１０，１０Ｂ，１０Ｃ 絶縁充填物
１１ 電力ケーブル
１２，１２Ｂ，１２Ｃ 碍管
１３ 導体引出棒
１４ ゴムストレスコーン
１６，１６Ｂ，１６Ｃ 下部金具
１８ シール構造
１９Ａ シール構造
１１１ 導体
１１２ 絶縁層
１１３ 外部半導電層
１１４ シース
１１４ａ アルミニウムシース
１１４ｂ プラスチックシース
１６２ シールパイプ
１６２ｂ コネクタ
１Ａ 終端接続部
１Ｂ 油中終端接続部
１Ｃ ガス中終端接続部
９，９Ｂ，９Ｃ 充填物
１０，１０Ｂ，１０Ｃ 絶縁充填物
１１ 電力ケーブル
１２，１２Ｂ，１２Ｃ 碍管
１３ 導体引出棒
１４ ゴムストレスコーン
１６，１６Ｂ，１６Ｃ 下部金具
１８ シール構造
１９Ａ シール構造
１１１ 導体
１１２ 絶縁層
１１３ 外部半導電層
１１４ シース
１１４ａ アルミニウムシース
１１４ｂ プラスチックシース
１６２ シールパイプ
１６２ｂ コネクタ
Claims (5)
- 電力ケーブルの一端部が収容される縦置き型の碍管と、
前記碍管の下部に取り付けられた下部金具とを備え、
前記碍管と前記下部金具の内部空間に充填物を充填した電力ケーブルの終端接続部において、
前記内部空間の底部にゲル状の充填物が充填され、当該ゲル状の充填物の上に液体の絶縁充填物が充填されていることを特徴とする電力ケーブルの終端接続部。 - 前記ゲル状の充填物がシリコーンゲルであり、前記液体の絶縁充填物がシリコーンオイルであることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの終端接続部。
- 前記ゲル状の充填物がシリコーンオイルに未加硫のシリコーンゴム分散させたゲル化物であり、前記液体の絶縁充填物がシリコーンオイルであることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの終端接続部。
- 前記ゲル状の充填物は、導電性の粒子を含有し、半導電性を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力ケーブルの終端接続部。
- 前記終端接続部は、気中終端接続部、油中終端接続部又はガス中終端接続部であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電力ケーブルの終端接続部。
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