JP2019122112A - Power cable termination connection portion - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、架橋ポリエチレン等のプラスチック等で形成された電気絶縁層を有する電力ケーブル用終端接続部に関する。 The present invention relates to a power cable termination connection having an electrically insulating layer formed of a plastic such as cross-linked polyethylene.
電力ケーブルの終端接続部には、電力ケーブル上に合成エラストマーにて形成されたストレスコーンと、筒状の絶縁碍管を装着し、絶縁混和物を注入したものがある。 At the end connection portion of the power cable, there is one in which a stress cone made of a synthetic elastomer and a cylindrical insulating collar are mounted on the power cable and the insulating mixture is injected.
電力ケーブルの終端接続部の具体的な構造として、例えば、ＦＲＰ筒体と、ＦＲＰ筒体の外周に一体に形成された多数の傘部を有するポリマー被覆体と、ＦＲＰ筒体の上端に取り付けられた上部金具と、ＦＲＰ筒体に固定されたフランジとを備えた電力ケーブル終端接続部用ポリマー碍管において、ＦＲＰ筒体にフランジよりも下に延び出す延長部を設け、延長部の下端に下部金具を取り付け、ＦＲＰ筒体の延長部の外周に第二のポリマー被覆体を形成して、フランジと下部金具を電気的に絶縁した電力ケーブル終端接続部が開示されている（特許文献１）。 As a specific structure of the end connection portion of the power cable, for example, it is attached to the FRP cylinder and a polymer covering having a large number of umbrella portions integrally formed on the outer periphery of the FRP cylinder, and the upper end of the FRP cylinder In a polymer bushing for a power cable end connection portion provided with an upper bracket and a flange fixed to the FRP cylinder, the FRP cylinder is provided with an extension portion extending below the flange, and the lower bracket at the lower end of the extension And a second polymer covering formed on the outer periphery of the extension of the FRP cylinder to electrically insulate the flange and the lower fitting from each other (see Patent Document 1).
特許文献１では、外部半導電層からケーブル絶縁層にかけて、電界ストレスを緩和するためにストレスコーンが装着されている。特許文献１のストレスコーンでは、絶縁体部は略均一な径を有する円筒状となっている。 In Patent Document 1, a stress cone is attached from the outer semiconductive layer to the cable insulating layer in order to reduce electric field stress. In the stress cone of Patent Document 1, the insulator portion has a cylindrical shape having a substantially uniform diameter.
一方で、電力ケーブルの終端接続部には、例えば、落雷等に対する耐性が必要であることからインパルス耐電圧特性が要求されることがある。インパルス耐電圧特性は、電力ケーブルの超高圧化に伴い、さらに高い性能が要求されている。絶縁体部は略均一な径を有する円筒状となっている特許文献１のストレスコーンでは、インパルス耐電圧特性は、ストレスコーンのサイズを大型化することで向上させることもできる。しかし、コストや取り扱い性の観点から、インパルス耐電圧特性の向上に制限があるので、特許文献１のストレスコーンでは、インパルス耐電圧特性に改善の余地があった。 On the other hand, the end connection portion of the power cable may be required to have an impulse withstand voltage characteristic, for example, because it is necessary to withstand lightning strikes and the like. The impulse withstand voltage characteristics are required to have higher performance as the power cable becomes ultra-high voltage. In the stress cone of Patent Document 1 in which the insulator portion has a cylindrical shape having a substantially uniform diameter, the impulse withstand voltage characteristics can also be improved by increasing the size of the stress cone. However, since there is a limit to the improvement of the impulse withstand voltage characteristics from the viewpoint of cost and handleability, the stress cone of Patent Document 1 has room for improvement in the impulse withstand voltage characteristics.
上記事情に鑑み、本発明の目的は、電力ケーブルの終端接続部において、インパルス耐電圧特性を向上させることができ、さらに、電力ケーブルの超高圧化にも対応できる電力ケーブル用終端接続部を提供することにある。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a power cable termination connection capable of improving impulse withstand voltage characteristics at the termination connection portion of the power cable and further adapting to the super-high voltage of the power cable. It is to do.
本発明は、ストレスコーンの高圧先端部側に所定の角度のテーパ部を形成することで、インパルス耐電圧特性を向上させ、さらに、電力ケーブルの超高圧化に対応できることを見出した。 The present invention has found that by forming a tapered portion with a predetermined angle on the high pressure tip end side of a stress cone, it is possible to improve impulse withstand voltage characteristics and to cope with super-high voltage power cables.
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
［１］絶縁体部と半導電部とを有して一体成形されたストレスコーンであって、
前記絶縁体部は、高圧側先端部と大径部との間に、電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンの高圧先端部側の角度が、前記ストレスコーンの高圧側先端部における電界方向の角度よりも小さくなっているテーパ部を有し、
前記電力ケーブルの終端部との接続において、前記ストレスコーンが前記電力ケーブルの絶縁体上に装着されている電力ケーブル用終端接続部。
［２］前記ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、２．０ｍｍ以下である［１］に記載の電力ケーブル用終端接続部。
［３］前記ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、１．０ｍｍ以下である［１］に記載の電力ケーブル用終端接続部。
［４］前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、６５°以下である［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
［５］前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、４５°以上である［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
［６］前記ストレスコーンが、合成エラストマーから形成された［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
［７］前記電力ケーブルが、交流送電用である［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
［８］前記ストレスコーンの絶縁体部の２５℃における真空に対する比誘電率（以下、特に記載ない場合、「比誘電率」とする）：前記電力ケーブルの終端部に封入される絶縁媒体の２５℃における比誘電率が、１：０．２５〜１：１．５である［１］乃至［７］のいずれか１つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
[1] A stress cone integrally formed of an insulator portion and a semiconductive portion,
In the insulator portion, the angle between the high-pressure end portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is between the high-pressure end portion and the large diameter portion from the angle in the electric field direction at the high-pressure end portion of the stress cone. Also has a tapered portion that
A power cable termination connection in which the stress cone is mounted on an insulator of the power cable in connection with the end of the power cable.
[2] The power cable termination connection according to [1], wherein the thickness of the high-pressure side tip of the stress cone is 2.0 mm or less.
[3] The power cable termination connection according to [1], wherein the thickness of the high-pressure side tip of the stress cone is 1.0 mm or less.
[4] The power cable termination connection according to any one of [1] to [3], wherein the angle of the tapered portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 65 ° or less.
[5] The power cable termination connection according to any one of [1] to [3], wherein the angle of the tapered portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 45 ° or more.
[6] The power cable termination connection according to any one of [1] to [5], wherein the stress cone is formed of a synthetic elastomer.
[7] The power cable termination connection according to any one of [1] to [6], wherein the power cable is for AC power transmission.
[8] The relative permittivity to vacuum at 25 ° C. of the insulator portion of the stress cone (hereinafter referred to as “the relative permittivity” unless otherwise specified): 25 of the insulating medium sealed in the end portion of the power cable The power cable termination connection according to any one of [1] to [7], wherein the relative dielectric constant at 0 C is 1: 0.25 to 1: 1.5.
本発明の態様によれば、電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンの高圧先端部側の角度が、前記ストレスコーンの高圧側先端部における電界方向の角度よりも小さくなっているテーパ部を有することにより、電力ケーブルの終端接続部において、インパルス耐電圧特性を向上させることができ、さらに、電力ケーブルの超高圧化にも対応できる電力ケーブル用終端接続部を得ることができる。 According to the aspect of the present invention, the angle of the high-pressure tip side of the stress cone with respect to the axis of the power cable is smaller than the angle of the electric field direction at the high-pressure side tip of the stress cone. In the termination connection portion of the power cable, the impulse withstand voltage characteristic can be improved, and furthermore, the termination connection portion for the power cable which can cope with the super-high voltage of the power cable can be obtained.
本発明の態様によれば、ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、２．０ｍｍ以下であることにより、インパルス耐電圧特性をさらに向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, when the thickness of the high-pressure side tip end portion of the stress cone is 2.0 mm or less, the impulse withstand voltage characteristics can be further improved.
本発明の態様によれば、前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、６５°以下であることにより、インパルス耐電圧特性をさらに向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, when the angle of the tapered portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 65 ° or less, the impulse withstand voltage characteristic can be further improved.
本発明の態様によれば、前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、４５°以上であることにより、ストレスコーンの装着作業性を向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, when the angle of the tapered portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 45 ° or more, the mounting workability of the stress cone can be improved.
以下に、本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部について、図面を用いながら説明する。 Below, the end connection part for electric power cables concerning the example of an embodiment of the present invention is explained using a drawing.
まず、本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部１について、図１を用いながら説明する。電力ケーブル用終端接続部１は、絶縁性を有する絶縁碍管１０と、段剥処理された電力ケーブル端末部１１上に配置されたストレスコーン１２と、絶縁碍管１０の下側（低圧側）開口を封止する第１の封止部材１３と、絶縁碍管１０の上側（高圧側）開口を封止する第２の封止部材１４と、を備えている。ストレスコーン１２が設けられた電力ケーブル端末部１１は、絶縁碍管１０、第１の封止部材１３及び第２の封止部材１４で覆われ、絶縁碍管１０の内部に絶縁媒体１５が封入された絶縁構造を有している。 First, a power cable end connection unit 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The power cable end connection portion 1 includes an insulating insulating tube 10 having insulation properties, a stress cone 12 disposed on the power cable end portion 11 subjected to the step peeling process, and a lower (low pressure side) opening of the insulating insulating tube 10. A first sealing member 13 for sealing and a second sealing member 14 for sealing the upper side (high pressure side) opening of the insulating sleeve 10 are provided. The power cable end 11 provided with the stress cone 12 is covered with the insulating sleeve 10, the first sealing member 13 and the second sealing member 14, and the insulating medium 15 is enclosed in the insulating sleeve 10. It has an insulating structure.
絶縁碍管１０は、碍管本体部１０−１と、碍管本体部１０−１の外側表面に一定の間隔で形成された複数のひだ部１０−２、１０−２、１０−２・・・とを備える。絶縁碍管１０の材質は、絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、セラミック、ゴム、繊維強化プラスチック等のプラスチックなどが挙げられる。 The insulating sleeve 10 comprises a sleeve body 10-1 and a plurality of folds 10-2, 10-2, 10-2... Formed at regular intervals on the outer surface of the sleeve body 10-1. Prepare. The material of the insulating sleeve 10 is not particularly limited as long as it has an insulating property, and examples thereof include plastics such as ceramic, rubber, and fiber reinforced plastic.
電力ケーブル１６としては、交流送電用電力ケーブルでもよく、直流送電用電力ケーブルでもよい。電力ケーブル端末部１１では、段剥処理によって、導体１６−１、ケーブル絶縁体１６−２、外部半導電層１６−３、遮蔽層１６−４が、ケーブルシース１６−５から露出されている。ケーブル絶縁体１６−２の材質としては、例えば、架橋ポリエチレン等のプラスチックを挙げることができる。 The power cable 16 may be an AC power transmission power cable or a DC power transmission power cable. In the power cable end portion 11, the conductor 16-1, the cable insulator 16-2, the outer semiconductive layer 16-3, and the shielding layer 16-4 are exposed from the cable sheath 16-5 by the step peeling process. As a material of the cable insulator 16-2, plastics, such as crosslinked polyethylene, can be mentioned, for example.
次に、図２を用いて、本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部１に適用されるストレスコーン１２の実施形態例を説明する。ストレスコーン１２は、絶縁体部２１と、絶縁体部２１と一体的に成型された半導電部２２とを有している。絶縁体部２１が、電力ケーブル端末部１１のケーブル絶縁体１６−２に配置され、半導電部２２が、電力ケーブル端末部１１の外部半導電層１６−３に配置されるように、ストレスコーン１２が電力ケーブル端末部１１に装着されている。 Next, an embodiment of the stress cone 12 applied to the power cable termination connection 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The stress cone 12 has an insulator portion 21 and a semiconductive portion 22 integrally molded with the insulator portion 21. A stress cone such that the insulator portion 21 is disposed in the cable insulator 16-2 of the power cable end portion 11 and the semiconductive portion 22 is disposed in the outer semiconductive layer 16-3 of the power cable end portion 11 12 are attached to the power cable terminal 11.
絶縁体部２１は、小径部である高圧側先端部２３と、高圧側先端部２３よりも径の大きい大径部２５と、低圧側基部２６とを有している。高圧側先端部２３が絶縁体部２１の一端を形成し、低圧側基部２６が絶縁体部２１の他端を形成している。高圧側先端部２３と低圧側基部２６との間に、大径部２５が設けられている。 The insulator portion 21 has a high-pressure side end portion 23 which is a small-diameter portion, a large-diameter portion 25 whose diameter is larger than that of the high-pressure side end portion 23, and a low-pressure side base portion 26. The high-pressure side end portion 23 forms one end of the insulator portion 21, and the low-pressure side base portion 26 forms the other end of the insulator portion 21. A large diameter portion 25 is provided between the high pressure side distal end portion 23 and the low pressure side base portion 26.
また、高圧側先端部２３と大径部２５との間には、高圧側先端部２３から大径部２５へ向かうに連れて拡幅していくテーパ部２４が形成されている。テーパ部２４表面は、電力ケーブル１６の軸線方向Ｘ、すなわち、電力ケーブル１６の長手方向Ｘに対して、所定の角度αを有している。角度αは、高圧側先端部２３における、電力ケーブル１６の長手方向Ｘとテーパ部２４表面とのなす角に相当する。 Further, a tapered portion 24 is formed between the high pressure side distal end portion 23 and the large diameter portion 25 so as to widen from the high pressure side distal end portion 23 toward the large diameter portion 25. The surface of the tapered portion 24 has a predetermined angle α with respect to the axial direction X of the power cable 16, that is, the longitudinal direction X of the power cable 16. The angle α corresponds to the angle between the longitudinal direction X of the power cable 16 and the surface of the tapered portion 24 at the high pressure side distal end portion 23.
角度αは、ストレスコーン１２の高圧側先端部２３における電界方向の角度よりも小さい角度となっている。高圧側先端部２３における電界方向は、ＡＮＳＹＳ社の解析ソフトｍｅｃａｎｉｃａｌ ＡＰＤＬを使用し、有限要素法による解析を行うことで測定できる。上記有限要素法による解析の結果を、図３、４に示す。図３は、本発明の実施形態例に係るストレスコーン１２の領域における等電位線図であり、図４は、従来のストレスコーンの領域における等電位線図である。電界方向は、等電位線に対して直交方向となる。また、図３、４では、ストレスコーン１２の絶縁体部２１の材料の２５℃における比誘電率：電力ケーブル１６の終端部に封入される絶縁媒体１５の２５℃における比誘電率の比率は、約０．８となる材料を用いて解析を行った。 The angle α is smaller than the angle in the direction of the electric field at the high-pressure end 23 of the stress cone 12. The electric field direction at the high voltage side tip 23 can be measured by performing analysis by the finite element method using the analysis software mechanical APDL of ANSYS. The results of analysis by the above-mentioned finite element method are shown in FIGS. FIG. 3 is an equipotential diagram in the region of the stress cone 12 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an equipotential diagram in the region of the conventional stress cone. The electric field direction is orthogonal to the equipotential lines. Further, in FIGS. 3 and 4, the ratio of the relative permittivity at 25 ° C. of the material of the insulator portion 21 of the stress cone 12: the ratio of the relative permittivity at 25 ° C. of the insulating medium 15 sealed at the end of the power cable 16 is The analysis was performed using a material of about 0.8.
図３、４から、高圧側先端部２３における電界方向の角度（図３、４の赤矢印の方向）は、電力ケーブル１６の長手方向Ｘに対して、８０°程度であることが確認できた。従って、高圧側先端部２３における、電力ケーブル１６の長手方向Ｘに対する電界方向の角度である８０°程度よりも、角度αは小さい角度となっている。なお、図３、４では、ストレスコーン１２の絶縁体部２１の材料の２５℃における比誘電率：電力ケーブル１６の終端部に封入される絶縁媒体１５の２５℃における比誘電率の比率は、約０．８となる材料を用いたが、一般的に使用される絶縁体部２１の材料と絶縁媒体１５の材料であれば、いずれも、高圧側先端部における電界方向の角度は、電力ケーブルの長手方向に対して８０°程度となる。 It has been confirmed from FIGS. 3 and 4 that the angle in the direction of the electric field at the high-pressure end 23 (the direction of the red arrow in FIGS. 3 and 4) is about 80 ° with respect to the longitudinal direction X of the power cable 16 . Therefore, the angle α is smaller than about 80 ° which is the angle in the electric field direction with respect to the longitudinal direction X of the power cable 16 at the high-pressure side end portion 23. In FIGS. 3 and 4, the relative permittivity at 25 ° C. of the material of the insulator portion 21 of the stress cone 12: the ratio of the relative permittivity at 25 ° C. of the insulating medium 15 sealed at the end of the power cable 16 is Although a material of about 0.8 was used, the angle of the direction of the electric field at the high-pressure side tip of the power cable is the same as that of the commonly used material of the insulator portion 21 and the material of the insulating medium 15. It becomes about 80 degrees to the longitudinal direction of.
角度αが、ストレスコーン１２の高圧側先端部２３における電界方向の角度よりも小さい角度となっていることにより、電力ケーブル１６の終端接続部において、インパルス耐電圧特性を向上させることができ、さらに、電力ケーブル１６の超高圧化にも対応できる電力ケーブル用終端接続部１を得ることができる。上記効果の理由としては、高圧側先端部２３における電界方向において、ストレスコーン１２の存在を回避できることから、高い電位差に起因する電界ベクトルがストレスコーン内を通過しにくくすることが一因となっていると推測される。 Since the angle α is smaller than the angle in the direction of the electric field in the high-pressure side end portion 23 of the stress cone 12, the impulse withstand voltage characteristic can be improved in the end connection portion of the power cable 16. Thus, it is possible to obtain the power cable termination connection 1 capable of coping with the super-high voltage of the power cable 16. The reason for the above effect is that the presence of the stress cone 12 can be avoided in the direction of the electric field in the high-pressure side tip portion 23. This makes it difficult to pass the electric field vector caused by the high potential difference through the stress cone. It is guessed that
角度αは、ストレスコーン１２の高圧側先端部２３における電界方向の角度（８０°程度）よりも小さい角度であれば、特に限定されず、角度αの上限値は、インパルス耐電圧特性をさらに向上させる点から７５°が好ましく、６５°がより好ましく、６０°が特に好ましい。また、角度αの下限値は、インパルス耐電圧特性をさらに向上させつつ、ストレスコーン１２の装着時における牽引作業性と機械的強度が向上する点から４５°が好ましく、５０°が特に好ましい。 The angle α is not particularly limited as long as the angle α is smaller than the angle (about 80 °) in the electric field direction at the high-pressure side tip 23 of the stress cone 12, and the upper limit of the angle α further improves the impulse withstand voltage characteristics. 75 degrees is preferable, 65 degrees is more preferable, and 60 degrees is particularly preferable. The lower limit value of the angle α is preferably 45 ° from the viewpoint that the traction workability and mechanical strength at the time of mounting the stress cone 12 are improved while further improving the impulse withstand voltage characteristics, and 50 ° is particularly preferable.
ストレスコーン１２の高圧側先端部２３の厚さｔは、特に限定されず、その上限値は、インパルス耐電圧特性がさらに向上する点から、２．０ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましく、１．０ｍｍが特に好ましい。上記のように高圧側先端部２３の厚さｔを低減することでインパルス耐電圧特性がさらに向上する理由としては、高圧側先端部２３における電界方向において、ストレスコーン１２の存在をより確実に回避できることから、高い電位差に起因する電界ベクトルがストレスコーン内をさらに通過しにくくすることが一因となっていると推測される。 The thickness t of the high-pressure side tip 23 of the stress cone 12 is not particularly limited, and the upper limit thereof is preferably 2.0 mm, more preferably 1.5 mm, from the viewpoint of further improving the impulse withstand voltage characteristics. .0 mm is particularly preferred. As described above, as a reason for further improving the impulse withstand voltage characteristics by reducing the thickness t of the high-pressure end portion 23, the presence of the stress cone 12 is more reliably avoided in the electric field direction in the high-pressure end portion 23. From what can be done, it is presumed that it contributes to making the electric field vector due to the high potential difference more difficult to pass through the stress cone.
一方で、高圧側先端部２３の厚さｔの下限値は、ストレスコーン１２の製造の容易性の点から０．５ｍｍが好ましく、１．０ｍｍが特に好ましい。 On the other hand, the lower limit value of the thickness t of the high-pressure side tip portion 23 is preferably 0.5 mm from the viewpoint of easiness of manufacturing the stress cone 12 and particularly preferably 1.0 mm.
絶縁体部２１の材質は、一般に使用できるものであれば、特に限定されず、例えば、合成エラストマーを挙げることができる。合成エラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。ストレスコーン１２の絶縁体部２１の材料の２５℃における比誘電率：電力ケーブル１６の終端部に封入される絶縁媒体１５の２５℃における比誘電率の比率は、高い電位差に起因する電界ベクトルがストレスコーン内を通過しにくくすることに寄与する点から、１：０．２５〜１：１．５が好ましく、１：０．６〜１：１．２が特に好ましい。上記比率を満たす絶縁体部２１の材質と絶縁媒体１５の組み合わせとして、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムとシリコーン油の組み合わせを挙げることができる。 The material of the insulator portion 21 is not particularly limited as long as it can be generally used, and examples thereof include synthetic elastomers. Examples of synthetic elastomers include ethylene propylene diene rubber, silicone rubber and the like. The relative permittivity at 25 ° C. of the material of the insulator portion 21 of the stress cone 12: The ratio of the relative permittivity at 25 ° C. of the insulating medium 15 sealed at the end of the power cable 16 has an electric field vector due to a high potential difference From the point of contributing to making it difficult to pass through the stress cone, 1: 0.25 to 1: 1.5 is preferable, and 1: 0.6 to 1: 1.2 is particularly preferable. As a combination of the material of the insulator portion 21 satisfying the above ratio and the insulating medium 15, for example, a combination of ethylene propylene diene rubber and silicone oil can be mentioned.
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples as long as the purpose of the present invention is not exceeded.
まず、電力ケーブル端末部の段剥処理を行って、ケーブルシースから、導体、ケーブル絶縁体、外部半導電層及び遮蔽層を露出させた。次に、導体に導体引出棒を圧縮等により接続した。次に、電力ケーブル端末部のケーブルシースから露出させたケーブル絶縁体に絶縁体部が、ケーブルシースから露出させた外部半導電層に半導電部が、それぞれ位置するように、ストレスコーンを装着した。ストレスコーンの材質としては、エチレンプロピレンジエンゴムを使用した。装着したストレスコーンの高圧側先端部の厚さｔと、テーパ部の、電力ケーブルの長手方向に対する角度αを、下記表１に示す。 First, the end of the power cable was subjected to a step peeling process to expose the conductor, the cable insulator, the outer semiconductive layer, and the shielding layer from the cable sheath. Next, the conductor lead rod was connected to the conductor by compression or the like. Next, the stress cone was attached so that the insulator portion is located on the cable insulator exposed from the cable sheath at the end of the power cable, and the semiconductive portion is located on the outer semiconductive layer exposed from the cable sheath. . Ethylene propylene diene rubber was used as the material of the stress cone. The thickness t of the high-pressure side tip of the mounted stress cone and the angle α of the tapered portion with respect to the longitudinal direction of the power cable are shown in Table 1 below.
次に、段剥処理された電力ケーブル端末部に絶縁碍管を被せ、絶縁碍管の下側開口を第１の封止部材で封止し、絶縁碍管の上側開口を第２の封止部材で封止して遮蔽処理をした。絶縁碍管の内部には、絶縁媒体としてシリコーン油を封入して電力ケーブル用終端接続部を作製した。なお、ＡＮＳＹＳ社の解析ソフトｍｅｃａｎｉｃａｌ ＡＰＤＬを使用し、有限要素法による解析を行うことで測定した結果、高圧側先端部における電界方向の角度は、電力ケーブルの長手方向Ｘに対して、８０°であった。 Next, the end of the stepped power cable is covered with an insulating sleeve, the lower opening of the insulating sleeve is sealed with a first sealing member, and the upper opening of the insulating sleeve is sealed with a second sealing member. Stopped and shielded. Inside the insulating sleeve, silicone oil was sealed as an insulating medium to prepare a power cable termination connection. In addition, as a result of performing analysis by the finite element method using the analysis software mechanical APDL of ANSYS, as a result of the measurement, the angle of the electric field direction at the high voltage side tip is 80 ° to the longitudinal direction X of the power cable. there were.
上記のように作製した電力ケーブル用終端接続部について、雷インパルス耐性試験を行った。雷インパルス耐性試験は、電気学会 電気規格調査会標準規格であるＪＥＣ−０２０２−１９９４（インパルス電圧・電流試験一般）に準拠して実施した。雷インパルス耐性試験を下記表１に示す。なお、雷インパルス耐性試験は、テーパ部を設けずに（すなわち、角度αが０°）絶縁体部の厚さｔを２０ｍｍとした比較例１の破壊電圧を１００％として、相対評価をした。また、下記表１の破壊箇所の３重点部とは、電力ケーブル用終端接続部の径方向において、絶縁碍管とケーブル絶縁体とストレスコーンとが重複する部分を意味する。 A lightning impulse resistance test was conducted on the power cable termination connection produced as described above. The lightning impulse resistance test was carried out in accordance with JEC-0202-1994 (in general, impulse voltage and current test) which is a standard of the Institute of Electrical Engineers of Japan. The lightning impulse resistance test is shown in Table 1 below. In the lightning impulse resistance test, relative evaluation was performed with the breakdown voltage of Comparative Example 1 as 100%, in which the thickness t of the insulator portion was 20 mm without providing the tapered portion (that is, the angle α is 0 °). Moreover, the triple point part of the fracture | rupture part of following Table 1 means the part to which an insulating collar pipe, a cable insulator, and a stress cone overlap in the radial direction of the termination | terminus connection part for electric power cables.
表１に示すように、電界方向の角度８０°よりも小さい角度であるテーパ部を有するストレスコーンを装着した電力ケーブル用終端接続部である実施例１〜３では、破壊電圧が１２４％または１３０％以上の電圧でも破壊されず、優れた雷インパルス耐性が得られ、また、電力ケーブルの超高圧化にも対応できることが判明した。このように、実施例１〜３では、破壊電圧が１２４％または１３０％以上の電圧でも破壊されない雷インパルス耐性を有することから、インパルス耐電圧特性に優れていることが判明した。特に、ストレスコーンの高圧側先端部の厚さｔが１ｍｍである実施例２、３では、１３０％以上の電圧でも破壊されず、より優れた雷インパルス耐性が得られた。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 in which the power cable terminal connection portion is mounted with a stress cone having a tapered portion that is smaller than the angle 80 ° in the electric field direction, the breakdown voltage is 124% or 130 It was found that even with a voltage higher than 10%, it was not destroyed and excellent lightning impulse resistance was obtained, and it was also possible to cope with the super high voltage of the power cable. Thus, in Examples 1-3, since it had lightning impulse resistance which is not destroyed even if the breakdown voltage is 124% or 130% or more, it turned out that the impulse withstand voltage characteristic is excellent. In particular, in Examples 2 and 3 in which the thickness t of the high-pressure side tip portion of the stress cone is 1 mm, even a voltage of 130% or more is not destroyed, and more excellent lightning impulse resistance is obtained.
一方で、テーパ部を設けなかったストレスコーンを装着した比較例１、２、電界方向の角度８０°と同等の角度であるテーパ部を有するストレスコーンを装着した比較例３、４では、破壊電圧が１００〜１１５％しか得られず、高い雷インパルス耐性が得られなかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which a stress cone not provided with a tapered portion is mounted, and in Comparative Examples 3 and 4 in which a stress cone having a tapered portion at an angle equivalent to 80 ° in the electric field direction is mounted. However, high lightning impulse resistance was not obtained.
１ 電力ケーブル用終端接続部
１２ ストレスコーン
２１ 絶縁体部
２３ 高圧側先端部
２４ テーパ部
２５ 大径部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power cable end connection part 12 Stress cone 21 Insulator part 23 High voltage | pressure side tip part 24 Tapered part 25 Large diameter part
Claims (8)
前記絶縁体部は、高圧側先端部と大径部との間に、電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンの高圧先端部側の角度が、前記ストレスコーンの高圧側先端部における電界方向の角度よりも小さくなっているテーパ部を有し、
前記電力ケーブルの終端部との接続において、前記ストレスコーンが前記電力ケーブルの絶縁体上に装着されている電力ケーブル用終端接続部。 A stress cone integrally formed of an insulator portion and a semiconductive portion,
In the insulator portion, the angle between the high-pressure end portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is between the high-pressure end portion and the large diameter portion from the angle in the electric field direction at the high-pressure end portion of the stress cone. Also has a tapered portion that
A power cable termination connection in which the stress cone is mounted on an insulator of the power cable in connection with the end of the power cable.
The dielectric constant at 25 ° C. of the insulator portion of the stress cone: The dielectric constant at 25 ° C. of the insulating medium sealed at the end of the power cable is 1: 0.25 to 1: 1.5. The power cable termination connection according to any one of Items 1 to 7.
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