JP2016143512A - Conductor connection tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力ケーブルの中間接続部に用いられる導体接続管に関し、特に、アルミニウム導体ケーブルと銅導体ケーブルとを接続するための異種導体接続用の導体接続管に関する。 The present invention relates to a conductor connection tube used for an intermediate connection part of a power cable, and more particularly to a conductor connection tube for connecting different conductors for connecting an aluminum conductor cable and a copper conductor cable.
一般に、電力ケーブルの中間接続部においては、導体接続管(スリーブ)を介して、ケーブル導体同士が電気的に接続される。ケーブル導体が銅である電力ケーブル(以下「銅導体ケーブル」と称する)の場合、ケーブル導体と導体接続管とは、例えば圧縮によって容易に接続することができ、良好な電気的接続が確保される。 Generally, in an intermediate connection portion of a power cable, cable conductors are electrically connected to each other via a conductor connection tube (sleeve). In the case of a power cable in which the cable conductor is copper (hereinafter referred to as “copper conductor cable”), the cable conductor and the conductor connection tube can be easily connected by, for example, compression, and a good electrical connection is ensured. .
近年では、銅導体よりも価格が安定し、安価で軽量なアルミニウム導体を有する電力ケーブル(以下「アルミニウム導体ケーブル」と称する)が注目され、実用化が進められている。例えば、既存の電力ケーブル線路において銅導体ケーブルの一部をアルミニウム導体ケーブルに張り替えることが行われている。この場合は、アルミニウム導体ケーブルと銅導体ケーブルを接続する中間接続部において、異種導体接続用の導体接続管が必要となる。 In recent years, a power cable (hereinafter, referred to as “aluminum conductor cable”) having an aluminum conductor that is more stable and cheaper than a copper conductor has attracted attention and has been put into practical use. For example, a part of a copper conductor cable is replaced with an aluminum conductor cable in an existing power cable line. In this case, a conductor connection tube for connecting different kinds of conductors is required at the intermediate connection portion connecting the aluminum conductor cable and the copper conductor cable.
従来は、アルミニウム導体と銅導体を接続するための導体接続管には、アルミニウム材で構成されたものが使用されている。ここで、ケーブル導体と導体接続端子の材質が異なると、線膨張係数が異なるために、熱によって接続部分の機械的強度や接触抵抗が変化する。また、イオン化傾向の差によって接触部分に電蝕(電食)が発生しやすい。そこで、アルミニウム製の導体接続管において、銅導体の接続部分の内周面には、アルミハンダメッキ(Sn−Zn合金、Cd−Zn合金等)を施すことが知られている(例えば特許文献1)。 Conventionally, a conductor connecting tube for connecting an aluminum conductor and a copper conductor is made of an aluminum material. Here, when the materials of the cable conductor and the conductor connection terminal are different, the linear expansion coefficient is different, so that the mechanical strength and contact resistance of the connection portion are changed by heat. Further, galvanic corrosion (electric corrosion) tends to occur at the contact portion due to the difference in ionization tendency. Therefore, it is known that aluminum solder plating (Sn—Zn alloy, Cd—Zn alloy, etc.) is applied to the inner peripheral surface of the connection portion of the copper conductor in the conductor connection tube made of aluminum (for example, Patent Document 1). ).
アルミニウムは、銅に比較して、表面に酸化被膜が形成されやすいという性質を有するため、導体接続管の内周面とアルミニウム導体表面に形成されている酸化被膜は、導体接続管にアルミニウム導体を挿入する際にワイヤーブラシ等で除去される。しかしながら、アルミニウム材料は、空気中に触れることで、経時的にその表面に酸化被膜が形成されるため、アルミニウム導体と導体接続管との間に酸化被膜が介在することが懸念される。この酸化被膜は絶縁性であることから、接続部分の導体の接触抵抗が増大し、発熱により事故を起こす原因となり得る。そこで、アルミニウム導体を接続する導体接続管としてアルミニウム製のものを用いる場合であっても、アルミニウム導体と導体接続部材との良好な導通を確保するための対策が必要となる。 Compared to copper, aluminum has the property that an oxide film is more easily formed on the surface. Therefore, the oxide film formed on the inner peripheral surface of the conductor connection tube and the aluminum conductor surface has an aluminum conductor on the conductor connection tube. When inserted, it is removed with a wire brush or the like. However, when an aluminum material is exposed to the air, an oxide film is formed on the surface over time, so there is a concern that an oxide film is interposed between the aluminum conductor and the conductor connecting pipe. Since this oxide film is insulative, the contact resistance of the conductor at the connection portion increases, which may cause an accident due to heat generation. Therefore, even when an aluminum tube is used as the conductor connection tube for connecting the aluminum conductor, a measure for ensuring good conduction between the aluminum conductor and the conductor connection member is required.
本発明の目的は、アルミニウム導体ケーブルと銅導体ケーブルとを接続するに際し、導体接続管とケーブル導体との界面にアルミニウムの酸化被膜が形成されるのを防止でき、信頼性の高い中間接続部を実現できる導体接続管を提供することである。 The object of the present invention is to prevent the formation of an oxide film of aluminum at the interface between the conductor connection tube and the cable conductor when connecting the aluminum conductor cable and the copper conductor cable, and to provide a highly reliable intermediate connection portion. It is to provide a conductor connecting pipe that can be realized.
本発明に係る導体接続管は、アルミニウム導体、ケーブル絶縁体、ケーブル外部半導電層、ケーブル遮へい層を露出するように先端部が段剥ぎされたアルミニウム導体ケーブルと、銅導体、ケーブル絶縁体、ケーブル外部半導電層、ケーブル遮へい層を露出するように先端部が段剥ぎされた銅導体ケーブルとを接続するゴムブロック絶縁型の中間接続部に用いられるアルミニウム製の導体接続管であって、
内周面に酸化防止剤層を有し、前記アルミニウム導体が接続される第1の円筒部と、
内周面に錫−亜鉛合金層を有し、前記銅導体が接続される第2の円筒部と、を備えることを特徴とする。
The conductor connecting pipe according to the present invention includes an aluminum conductor, a cable insulator, a cable outer semiconductive layer, an aluminum conductor cable having a stepped end so as to expose the cable shielding layer, a copper conductor, a cable insulator, and a cable. An aluminum semiconductive connection pipe used for an intermediate connection portion of a rubber block insulation type that connects an external semiconductive layer and a copper conductor cable whose tip is stepped off so as to expose the cable shielding layer,
A first cylindrical portion having an antioxidant layer on an inner peripheral surface, to which the aluminum conductor is connected;
And a second cylindrical portion having a tin-zinc alloy layer on an inner peripheral surface to which the copper conductor is connected.
本発明によれば、アルミニウム導体との接続部位には酸化防止層が形成され、銅導体との接続部位には錫−亜鉛合金層が形成されているので、界面にアルミニウムの酸化被膜が形成されるのを効果的に防止することができる。したがって、信頼性の高い中間接続部が実現される。 According to the present invention, since the oxidation preventing layer is formed at the connection portion with the aluminum conductor and the tin-zinc alloy layer is formed at the connection portion with the copper conductor, an aluminum oxide film is formed at the interface. Can be effectively prevented. Therefore, a highly reliable intermediate connection part is realized.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る中間接続部1を示す部分断面図である。図2は、導体接続管13の構造を示す拡大図である。中間接続部1は、ワンピースのゴムブロックを絶縁体として用いたゴムブロック絶縁型の中間接続部(RBJ:Rubber block joint)であり、異種導体ケーブルであるアルミニウム導体ケーブル11と銅導体ケーブル12を接続する。図1に示すように、中間接続部1は、ケーブル端末部10、ケーブル端末部10を囲繞する補強絶縁部20、及び保護ケース30等を備える。ケーブル端末部10は、アルミニウム導体ケーブル11と、銅導体ケーブル12と、導体接続管13と、を有する。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an
アルミニウム導体ケーブル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。アルミニウム導体ケーブル11は、内側から順に、アルミニウム導体111、内部半導電層(図示略)、ケーブル絶縁体112、ケーブル外部半導電層113、ケーブル遮へい層114、ケーブルシース115等を有する。アルミニウム導体111は、例えば円形圧縮より線で形成される。
The
銅導体ケーブル12は、アルミニウム導体ケーブル11と同様に、ゴム又はプラスチックで絶縁された電力ケーブルである。銅導体ケーブル12は、内側から順に、銅導体121、内部半導電層(図示略)、ケーブル絶縁体122、ケーブル外部半導電層123、ケーブル遮へい層124、ケーブルシース125等を有する。銅導体121は、例えば円形圧縮より線で形成される。
Similar to the
アルミニウム導体ケーブル11と銅導体ケーブル12で許容電流が同等の場合、導体抵抗の小さい銅導体121の方が、アルミニウム導体111よりも断面積が小さい。すなわち、同等の許容電流の導体サイズでのアルミニウム導体ケーブル11と銅導体ケーブル12との接続は、異径接続となる。例えば、アルミニウム導体111の断面積が500mm2であるアルミニウム導体ケーブル11(許容電流:730A)と銅導体121の断面積が325mm2である銅導体ケーブル12(許容電流:710A)を適用できる。
When the allowable current is equal between the
ケーブル端末部10においては、アルミニウム導体ケーブル11の端末部と銅導体ケーブル12の端末部が、それぞれ所定長で段剥ぎされることにより、各層が露出する。アルミニウム導体111及び銅導体121は、アルミニウム製の導体接続管13に挿入され、圧縮接続される。アルミニウム導体111及び銅導体121は、導体接続管13及び半導電テープ(図示略)を介して、内部電極21と電気的に接続される。この半導電テープは、導体接続管13の外周と内部電極21との間の隙間に谷埋めするように巻かれ、当該半導電テープの外周が内部電極21の内面に接触するように設けられる。
In the
導体接続管13は、図2に示すように、アルミニウム導体111が接続される外形が丸型(円形)の第1の円筒部131と、銅導体121が接続される外形が丸型(円形)の第2の円筒部132とを有する。第1の円筒部131と第2の円筒部132とは、隔壁133によって区画される。
As shown in FIG. 2, the
第1の円筒部131の内径は、アルミニウム導体111の外径(例えば断面積が500mm2の場合、外径は26.9mm)よりも若干大きく設計される。第2の円筒部132の内径は、銅導体112の外径(例えば断面積が325mm2の場合、外径は21.7mm)よりも若干大きく設計される。
The inner diameter of the first
第1の円筒部131の外径は、第2の円筒部132の外径よりも大きく設計される。また、第1の円筒部131の長さは、第2の円筒部132の長さよりも長く設計される。これにより、それぞれの導体111、121と導体接続管13とを強固に接続することができ、所望の電気的特性と機械的強度(接続強度)を得ることができる。
The outer diameter of the first
第1の円筒部131の内周面には、酸化防止剤層(防食コンパウンド層)131aが塗布により形成される。酸化防止剤層131aは、1〜3gを薄く均一に塗布されることが好ましい。これにより、第1の円筒部131に圧縮接続するアルミニウム導体111の表面に酸化被膜が形成されるのを効果的に防止することができる。
On the inner peripheral surface of the first
第2の円筒部132の内周面には、錫−亜鉛合金層132aが形成される。錫−亜鉛合金層132aは、例えば錫(Sn)と亜鉛(Zn)との合金を第2の円筒部132の内周面に注入し、硬化後に機械加工で所定の厚さに仕上げることで形成される。錫−亜鉛合金層の厚さは、何らかの影響で錫−亜鉛合金層132aが剥がれても、導体接続管13(第2の円筒部132)のアルミ素地と銅導体ケーブル12の銅導体112とが直接接触しない程度の厚さ(例えば2mm程度)であることが好ましい。これにより、通電時の発熱による導体接続管13と銅導体121の熱膨張量の差が吸収されるので、第2の円筒部132と銅導体121との界面に隙間が生じてアルミニウムの酸化被膜が形成されるのを防止することができる。
A tin-
補強絶縁部20は、内部電極21、ゴム絶縁部22、ストレスコーン部23、24、及び外部遮へい層25が一体的に成形されたワンピースのゴムブロック絶縁体である。ゴム絶縁部22は、円筒形状を有し、例えばシリコーンゴム等の弾性材料で構成される。ゴム絶縁部22はシリコーンゴムに限定されず、エチレンプロピレンゴム(EPゴム)で形成してもよい。
The reinforcing insulating
内部電極21は、例えば半導電性シリコーンゴムで構成され、ゴム絶縁部22の長手方向中央部の内周面に配置される。内部電極21は、前述の半導電テープを介して導体接続管13と電気的に接続される。または、内部電極21と導体接続管13とが直接接するように構成して両者を電気的に接続してもよいし、導体接続管13の外周に円筒状で長手方向に切り込みの入った導電性ゴムを巻いて、この導電性ゴムと内部電極21とを当接させることで内部電極21と導体接続管13とを電気的に接続してもよい。
The
ストレスコーン部23、24は、ベルマウス形状を有する筒体で形成され、例えば半導電性シリコーンゴムで構成される。ストレスコーン部23は、アルミニウム導体ケーブル11のケーブル絶縁体112からケーブル外部半導電層113(段剥ぎ後、端部を半導電テープや導電塗料等により再生処理した場合を含む)に跨がり、端部がゴム絶縁部22の一端部(図1では左側端部)よりも外側に延出するように形成される。ストレスコーン部24は、銅導体ケーブル12のケーブル絶縁体122からケーブル外部半導電層123(段剥ぎ後、端部を半導電テープや導電塗料等により再生処理した場合を含む)に跨がり、端部がゴム絶縁部22の他端部(図1では右側端部)よりも外側に延出するように形成される。
The
外部遮へい層25は、円筒形状を有し、例えば半導電性シリコーンゴムで構成される。外部遮へい層25は、ゴム絶縁部22の外周面に配置され、少なくともストレスコーン部23、24の接続部中央部側の端部(ストレスコーン部23、24の内径が拡径している側の端部)間の長さよりも長く形成される。外部遮へい層25は、半導電塗料等の導電性の塗料で形成してもよい。
The
本実施の形態では、補強絶縁部20において、外部遮へい層25が一方(図1では左側)のストレスコーン部23には接続されず、他方(図1では右側)のストレスコーン部24には接続する片端縁切り構造が採用されている。なお、ストレスコーン部23、24ともに外部遮へい層25に接続されない両端縁切り構造、あるいはストレスコーン部23、24ともに外部遮へい層25に接続される縁切り無し構造としてもよい。
In the present embodiment, in the reinforced insulating
内部電極21、ゴム絶縁部22、及びストレスコーン部23、24のそれぞれの内周面は面一に形成される。内部電極21、ストレスコーン部23、24、及び外部遮へい層25(モールド成型の場合)は、モールド成型上、同じ材料(半導電性シリコーンゴム)で構成するのが好ましい。また、ゴム絶縁部22も、これらと同じ種類の導電性を有さない絶縁材料(例えば、絶縁性シリコーンゴム)で構成するのが好ましい。
The inner peripheral surfaces of the
補強絶縁部20は、例えば工場でスパイラルコア等の拡径部材により拡径された状態で保持される。そして、補強絶縁部20は、施工現場でケーブル端末部10を囲繞するように配置された後、拡径部材を引き抜くことにより、ゴムの自己収縮力によりケーブル端末部10に密着して装着される。これにより、中間接続部1における絶縁性能が確保される。なお、補強絶縁部20は、スパイラルコア等のいわゆる工場拡径タイプに限定されず、拡径治具や拡径装置を用いて施工現場で拡径する、いわゆる現地拡径タイプでもよい。
The reinforcing insulating
保護ケース30は、内側保護管31と外側保護管32とを有する二重構造の保護ケースである。ケーブル端末部10と保護ケース30との間、及び内側保護管31と外側保護管32との間には防水混和物(例えばウレタン等の防水コンパウンド)が充填される。保護ケース30及び防水混和物により、中間接続部1の遮水性が確保される。ケーブル遮へい層114、124は、内側保護管31及び外側保護管32を介して接地される。
The
図3は、アルミニウム導体111及び銅導体121と導体接続管13の接続工程を示すフローチャートである。
図3に示すように、まず、アルミニウム導体(Al導体)111の表面に酸化防止剤(防食コンパウンド)を塗布する(ステップS101)。
次に、アルミニウム導体111の表面に形成されている酸化被膜を、ワイヤーブラシによって除去(ブラッシング)する(ステップS102)。
FIG. 3 is a flowchart showing a connection process between the
As shown in FIG. 3, first, an antioxidant (anticorrosive compound) is applied to the surface of the aluminum conductor (Al conductor) 111 (step S101).
Next, the oxide film formed on the surface of the
ワイヤーブラシによって除去された被膜カスを除去するために、アルミニウム導体111の表面を清拭し(ステップS103)、清拭後直ちにアルミニウム導体111の表面に酸化防止剤(防食コンパウンド)を塗布する(ステップS104)。
酸化防止剤を塗布した後、導体接続管13にアルミニウム導体111及び銅導体(Cu導体)121の先端部をそれぞれ、外径が丸型(円型)の第1の円筒部131及び外径が丸型(円型)の第2の円筒部132に、隔壁133に当接する位置まで挿入する(ステップS105)。
In order to remove the film residue removed by the wire brush, the surface of the
After applying the antioxidant, the tip end portions of the
そして、アルミニウム導体111が挿入された第1の円筒部131(導体接続管13)及び銅導体121が挿入された第2の円筒部132(導体接続管13)を、それぞれ所定のサイズの六角ダイスを用いて圧縮する(ステップS106)。
さらに、六角に圧縮された第1の円筒部131(導体接続管13)及び第2の円筒部132(導体接続管13)を、それぞれ所定のサイズの丸ダイスを用いて圧縮する(ステップS107)。
Then, the first cylindrical part 131 (conductor connection pipe 13) into which the
Further, the first cylindrical portion 131 (conductor connection tube 13) and the second cylindrical portion 132 (conductor connection tube 13) compressed into hexagons are each compressed using a round die of a predetermined size (step S107). .
このように圧縮接続された後の導体接続管13のバリ取りをすることで導体接続管13の形状を仕上げ(ステップS108)、余分な酸化防止剤を拭き取るように清拭する(ステップS109)ことで、アルミニウム導体111及び銅導体121と導体接続管13の接続が完成する。このような圧縮接続により、アルミニウム導体111及び銅導体121と導体接続管13は、それぞれ機械的かつ電気的に接続される。
Deburring the
なお、アルミニウム導体111の表面に形成されている酸化被膜をワイヤーブラシによって除去(ブラッシング)する(ステップS102)前にも、アルミニウム導体111の表面に酸化防止剤を塗布する(ステップS101)ことで、酸化被膜の除去とともに、効果的に再酸化を防止することができる。
Before removing (brushing) the oxide film formed on the surface of the
上述した手法によってアルミニウム導体111及び銅導体121と導体接続管13を圧縮接続することにより、異種導体の圧縮接続後の導体接続管13の長さを、従来の銅導体ケーブル用ゴムブロック型接続部のゴムブロック絶縁体に適用可能な最大長あるいはそれ以下にすることができる。したがって、従来のゴムブロック絶縁体を使用して、中間接続部1を施工することができる。
By compressing and connecting the
このように、実施の形態に係る導体接続管13は、アルミニウム導体111、ケーブル絶縁体112、ケーブル外部半導電層113、ケーブル遮へい層114を露出するように先端部が段剥ぎされたアルミニウム導体ケーブル11と、銅導体121、ケーブル絶縁体122、ケーブル外部半導電層123、ケーブル遮へい層124を露出するように先端部が段剥ぎされた銅導体ケーブル12とを接続するゴムブロック絶縁型の中間接続部1に用いられるアルミニウム製の導体接続管である。導体接続管13は、内周面に酸化防止剤層131aを有し、アルミニウム導体111が接続される第1の円筒部131と、内周面に錫−亜鉛合金層132aを有し、銅導体121が接続される第2の円筒部と、を備える。
As described above, the
導体接続管13によれば、アルミニウム導体111との接続部位には酸化防止剤層131aが形成され、銅導体121との接続部位には錫−亜鉛合金層132aが形成されているので、界面にアルミニウムの酸化被膜が形成されるのを効果的に防止することができる。したがって、信頼性の高い中間接続部1が実現される。
According to the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の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。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 中間接続部(端末接続部)
10 ケーブル端末部
11 アルミニウム導体ケーブル
111 アルミニウム導体
112 ケーブル絶縁体
113 ケーブル外部半導電層
114 ケーブル遮へい層
115 ケーブルシース
12 銅導体ケーブル
121 銅導体
122 ケーブル絶縁体
123 ケーブル外部半導電層
124 ケーブル遮へい層
125 ケーブルシース
13 導体接続管
131 第1の円筒部(アルミニウム導体接続側)
131a 酸化防止剤層
132 第2の円筒部(銅導体接続側)
132a 錫−亜鉛合金層
20 補強絶縁部
21 内部電極
22 ゴム絶縁部
23、24 ストレスコーン部
25 外部遮へい層
30 保護ケース
31 内側保護管
32 外側保護管
1 Intermediate connection (terminal connection)
DESCRIPTION OF
132a Tin-
Claims (6)
内周面に酸化防止剤層を有し、前記アルミニウム導体が接続される第1の円筒部と、
内周面に錫−亜鉛合金層を有し、前記銅導体が接続される第2の円筒部と、を備えることを特徴とする導体接続管。 Aluminum conductor, cable insulator, cable outer semiconductive layer, aluminum conductor cable stripped at the end to expose the cable shielding layer, copper conductor, cable insulator, cable outer semiconductive layer, cable shielding layer A conductor connection tube made of aluminum used for an intermediate connection portion of a rubber block insulation type that connects a copper conductor cable having a stepped end so as to be exposed,
A first cylindrical portion having an antioxidant layer on an inner peripheral surface, to which the aluminum conductor is connected;
And a second cylindrical portion having a tin-zinc alloy layer on an inner peripheral surface to which the copper conductor is connected.
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