JP2024072538A - がい管、ケーブル終端接続部及び機器用ブッシング - Google Patents

Abstract

【課題】地絡等による絶縁性媒体の蒸発に伴う内圧の急激な上昇によりがい管本体が破損するのを防止できる安全性の高いがい管、ケーブル終端接続部及び機器用ブッシングを提供する。【解決手段】がい管は、外周面に笠部が形成されているがい管本体と、がい管本体の先端側に配置されがい管本体を密閉する上部密閉部と、上部密閉部を覆う上部金具と、がい管本体内に配置される絶縁ユニットと、がい管本体と絶縁ユニットとの間に封入される絶縁性媒体と、を備える。上部密閉部は、フランジ開口を有し、がい管本体に液密に取り付けられる上部フランジと、がい管本体よりも破裂圧力が低く、フランジ開口を閉塞するように配置される破裂板と、リング開口を有し、破裂板を押さえて上部フランジに固定する押さえリングと、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、がい管本体内に絶縁性媒体が封入されるがい管、ケーブル終端接続部及び機器用ブッシングに関する。

従来、電力ケーブルの終端に設けられるケーブル終端接続部として、がい管により気中絶縁を行う気中終端接続部が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。

特許文献１に開示のケーブル終端接続部では、がい管内において、がい管の先端側に露出する導体引出棒が電力ケーブルのケーブル導体の端部に圧縮接続されている、また、段剥ぎして露出されたケーブル絶縁体上には、予め工場で製造された電界緩和用のストレスコーン（プレモールド絶縁体とも呼ばれる）が、施工現場で電力ケーブルに装着されることにより、ケーブル外部半導電層の端部近傍における電界緩和が実現されている。ストレスコーンは、がい管内の下方に挿入固定されたエポキシ座に対して圧縮装置により押圧固定されている。このような構造の気中終端接続部は、プレハブ形と呼ばれる。プレハブ形の気中終端接続部では、一般に、がい管内に絶縁油（例えばシリコーンオイル）等の絶縁性媒体が封入される。

特許文献２、３に開示のケーブル終端接続部では、がい管内において、がい管の先端側に露出する導体引出棒が電力ケーブルのケーブル導体の端部に圧縮接続されている。また、段剥ぎして露出されたケーブル絶縁体上には、予め工場で製造された常温収縮型のゴムブロックが、施工現場で電力ケーブルに装着されることにより、ケーブル外部半導電層の端部近傍における電界緩和が実現されている。このタイプの気中終端接続部は、上記プレハブ形の気中終端接続部のようなエポキシ座及びストレスコーンを押圧するための圧縮装置をがい管内に設けず、常温収縮型のゴムブロックをがい管内の特定の位置に配置した状態で電界を緩和する構造であることから、ゴムブロック形と呼ばれる。ゴムブロック形の気中終端接続部に使用されるがい管は、磁器がい管（特許文献３参照）、ポリマーがい管（複合がい管とも呼ばれる、特許文献２参照）のいずれでもよく、一般に、がい管内には絶縁油（例えば、シリコーンオイル）等の絶縁性媒体が封入される。

特開２０００－２６１９４８号公報 特許第５８０４９４８号公報 特許第４６８５９０８号公報 特許第５６０６２５２号公報

昭和電線レビュー「66/77kVダイレクトモールド貫通ブッシングの開発・実用化」Vol.56、No.1(2006)15～19頁

がい管内に絶縁性媒体が封入されるケーブル終端接続部においては、地絡時に絶縁性媒体が蒸発して内圧が急激に上昇し、場合によってはがい管本体が破損して絶縁性媒体が漏洩する虞がある。特に、超高圧の電力ケーブル（例えば、２７５ｋＶ級）のケーブル終端接続部においては、低圧の電力ケーブルのケーブル終端接続部に比較して地絡の危険性が高まるため、内圧の急激な上昇に伴うがい管本体の破損を防止するための対策を講じる必要がある。

本発明の目的は、地絡等による絶縁性媒体の蒸発に伴うがい管の内圧の急激な上昇によりがい管本体が破損するのを防止できる安全性の高いがい管、ケーブル終端接続部及び機器用ブッシングを提供することである。

本発明に係るがい管は、
外周面に笠部が形成されているがい管本体と、
前記がい管本体の先端側に配置され前記がい管本体を密閉する上部密閉部と、
前記上部密閉部を覆う上部金具と、
前記がい管本体内に配置される絶縁ユニットと、
前記がい管本体と絶縁ユニットとの間に封入される絶縁性媒体と、を備え、
前記上部密閉部は、
フランジ開口を有し、前記がい管本体に液密に取り付けられる上部フランジと、
前記がい管本体よりも破裂圧力が低く、前記フランジ開口を閉塞するように配置される破裂板と、
リング開口を有し、前記破裂板を押さえて前記上部フランジに固定する押さえリングと、を有する。

本発明に係るケーブル終端接続部は、
上記のがい管を備えるケーブル終端接続部であって、
前記絶縁ユニットは、少なくとも、内部導体と、前記内部導体の外周に一体的に設けられる絶縁筒とを有し、
前記絶縁ユニットの後端側には、前記がい管に接続するケーブルのケーブル端末部が接続され、
前記内部導体の後端側と前記ケーブルのケーブル導体とが電気的に接続される。

本発明に係る機器用ブッシングは、
上記のがい管を備える機器用貫通ブッシングであって、
前記絶縁ユニットは、少なくとも、内部導体と、前記内部導体の外周に一体的に設けられる絶縁筒とを有し、
前記絶縁ユニットの後端側に、後端側に向かって縮径する形状を有する、機器内に配置されるヘッド部を有し、
前記内部導体は、前記ヘッド部から貫通して突出する構造を有する。

本発明によれば、地絡等による絶縁性媒体の蒸発に伴う内圧の急激な上昇によりがい管本体が破損するのを防止でき、安全性を向上することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るケーブル接続部を示す断面図である。 図２Ａ、図２Ｂは、ケーブル終端接続部における上部密閉部の周辺の拡大図である。 図３は、上部密閉部の分解斜視図である。 図４は、図２Ａの破線で囲まれた部分の拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るケーブル終端接続部１を示す断面図である。

図１に示すように、ケーブル終端接続部１は、がい管１０、固定金具４１、端末取付金具４２、導体引出棒４４、及びケーブル端末部５０等を備える。以下において、導体引出棒４４が引き出される側を「先端側」、ケーブル端末部５０が装着される側を「後端側」として説明する。

がい管１０は、外周面に笠部１１ａ（図２Ａ参照）が形成されているがい管本体１１と、がい管本体１１の先端側に配置される上部金具１２と、絶縁ユニット２０と、電界緩和部３０と、絶縁性媒体４３と、を有する。

がい管本体１１は、例えば、磁器がい管であってもよいし、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）からなる筒体の外側に、シリコーンゴム等の高分子絶縁材料からなるポリマー被覆体を一体的に形成したポリマーがい管（複合がい管とも呼ばれる）であってもよい。ケーブル終端接続部１に要求される雷インパルス耐電圧を満たすように、がい管本体１１の長さ、すなわち、絶縁有効長が設定される。

さらに、本実施の形態では、がい管本体１１の先端側に、上部密閉部６０（図２Ａ参照）が設けられている。上部密閉部６０は、上部金具１２によって覆われている。上部密閉部６０の構造については、後述する。

絶縁ユニット２０は、軸方向に延在する内部導体２１と、内部導体２１の外周面に配置される絶縁筒２２と、絶縁筒２２の外周面に形成される遮へい部２３と、を有し、ケーブル終端接続部１の補強絶縁部として機能する。内部導体２１及び絶縁筒２２は、モールド成型により一体的に形成される。遮へい部２３は、例えば、絶縁筒２２の外周面に、導電性塗料を塗布することにより形成される。

絶縁ユニット２０は、先端側の直胴状に形成された小径部２０Ａと、小径部２０Ａから後端側に向けて拡径する傾斜部２０Ｂと、傾斜部２０Ｂの後端側に連設され直胴状に形成された大径部２０Ｃに区画される。大径部２０Ｃは、小径部２０Ａよりも外径が大きい。

絶縁ユニット２０は、小径部２０Ａががい管本体１１の内部、大径部２０Ｃががい管本体１１の外部となるように配置される。本実施の形態では、絶縁ユニット２０は、がい管本体１１の後端部に傾斜部２０Ｂの後端側が位置するように配置されている。また、本実施の形態では、小径部２０Ａの先端側は、先端側に向かって縮径する形状を有している。これにより、後述する円筒状の弾性体にて形成される電界緩和部３０を、絶縁ユニット２０に挿入しやすくなる。

内部導体２１は、例えば銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等からなる通電に適した導電性材料で形成される。絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃに配置される内部導体２１の後端側の内周面は、絶縁筒２２から露出しており、ケーブル導体５１１を電気的に接続するための導体挿入部２１ａが設けられている。内部導体２１の先端側の端部は、絶縁筒２２を貫通して、導体引出棒４４に接続されている。

絶縁筒２２は、機械的強度の高い硬質プラスチック樹脂材料（例えば、エポキシ樹脂やＦＲＰ）で形成される。絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃに配置される絶縁筒２２の後端側には、ケーブル端末部５０を受け入れるコーン状の端末挿入部２２ａが設けられている。端末挿入部２２ａは、内部導体２１の導体挿入部２１ａに連通する。導体挿入部２１ａ及び端末挿入部２２ａにより、ケーブル端末部５０が装着されるケーブル受容部２４が形成される。

本実施の形態では、絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃの外径（遮へい部２３の厚さは１ｍｍ未満であるため、実質、大径部２０Ｃに位置する絶縁筒２２の後端側の外径）は、がい管本体１１の内径とほぼ同じに設定されているが、がい管本体１１の内径より大きくてもよい。ケーブル受容部２４が形成される絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃは、電界設計上、外径が大きい方が有利である。絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃは、がい管本体１１の外部に配置されるので、がい管本体１１の内径に制限されることなく、電界設計上適切な外径に設計することができる。

また、絶縁筒２２は、絶縁ユニット２０の傾斜部２０Ｂにおいて、大径部２０Ｃから小径部２０Ａに向かって緩やかに細くなるように、Ｒ形状に形成されている。すなわち、絶縁筒２２の外形形状は、電界集中を誘発する電気的突起のない形状となっている。これにより、絶縁ユニット２０の傾斜部２０Ｂにおいて、絶縁筒２２の外周面に遮へい部２３を形成した場合でも、内部導体２１と遮へい部２３との間で電界が集中することなく、絶縁筒２２の内部電界を均一にすることができる。

遮へい部２３は、絶縁筒２２の外周面に、絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃの後端から小径部２０Ａの中間位置にわたって形成される。中間位置は、小径部２０Ａの長手方向の途中の位置であればよく、特に限定されない。遮へい部２３を設けることにより、内部導体２１と遮へい部２３との間で電界が集中することなく、絶縁筒２２の内部電界が均一化され、電気特性の安定化が図られる。

電界緩和部３０は、先端側の絶縁部３１と、後端側の導電部３２と、を有する円筒状の弾性体にて形成される。絶縁部３１は、後端側が導電部３２と同心状に連設され、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）等の絶縁性ゴム材料で円筒状に形成される。導電部３２は、先端側の端部に、先端側端部近傍の内周部から先端側に向かって緩やかに拡径するベルマウス状に湾曲した形状を有する。また、導電部３２は、例えば、半導電性のＥＰゴム等の半導電性ゴム材料で円筒状に形成されており、内周部の先端側の部分と、外周部の先端側から後端側近傍にかけての部分とで絶縁部３１と連設されている。導電部３２の内周部は、絶縁部３１と一体化した先端側の部分以外は電界緩和部３０の内周面として露出し、絶縁部３１の内周面と連通している。絶縁部３１と導電部３２は、モールド成型により一体的に形成される。図１の実施の形態では、電界緩和部３０の外形は、導電部３２の後端側が露出した円筒形状であるが、外形形状は特に限定されない。

電界緩和部３０は、絶縁ユニット２０の小径部２０Ａの外周面に配置される。具体的には、電界緩和部３０は、導電部３２の内周面と遮へい部２３が導通するように重なり、かつ、遮へい部２３の先端が導電部３２の内周面からはみでないように配置される。電界緩和部３０は、遮へい部２３の先端における電界集中を抑制し、絶縁筒２２にかかる電気的なストレスを緩和する。

固定金具４１は、絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃと同等の開口を有するフランジ状の部材である。固定金具４１は、がい管本体１１の後端側に配置され、例えば、ボルト止めにより、がい管本体１１の後端部に一体的に設けられた下部金具１３と締結される。また、固定金具４１の後端側には、支持がいし４５が配置され、例えば、ボルト止めにより締結される。

端末取付金具４２は、絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃと同等の内径を有する有底円筒状の部材である。端末取付金具４２の底部４２ａには、ケーブル端末部５０を挿入するための開口４２ｂが設けられている。端末取付金具４２は、固定金具４１の後端側に配置され、例えば、ボルト止めにより、固定金具４１及び絶縁ユニット２０と締結される。

固定金具４１及び端末取付金具４２の内径は、絶縁ユニット２０の大径部２０Ｃの外径と略同径に形成され、固定金具４１と絶縁ユニット２０との間には、Ｏリング等のシール部材４６が配置されている。シール部材４６は、軸方向において所定間隔で複数設けられるのが好ましい。これにより、がい管本体１１の内部を気密又は液密に保持して絶縁性媒体４３が漏出するのを防止できるとともに、がい管本体１１に発生する曲げ応力を緩和することができる。

絶縁性媒体４３は、がい管本体１１と絶縁ユニット２０との間の空間に封入され、ケーブル終端接続部１の主絶縁部として機能する。絶縁性媒体４３は、シリコーンオイル等の絶縁油で形成される。なお、絶縁性媒体４３は、がい管１０の内部（がい管本体１１の内部）への注入時に流動性を有していればよく、シリコーンゲル又はシリコーンゴム等、注入後に硬化する絶縁材料でもよいが、絶縁性媒体４３が絶縁油である場合に、蒸発に伴う内圧の急激な上昇の課題が顕著となる。

絶縁性媒体４３は、例えば、固定金具４１に設けられた流路（図示略）を介して、がい管１０の内部（がい管本体１１の内部）に注入される。絶縁性媒体４３は、地絡等による周囲温度の上昇に伴い、蒸発する。がい管１０において、上部フランジ６１を貫通する導体引出棒４４と上部フランジ６１との間はＯリング等のシール部材により密閉され、さらに、がい管本体１１は上部密閉部６０によって密閉されているので、絶縁性媒体４３の蒸発によって内圧が急激に上昇する。上部密閉部６０には、内圧上昇によるがい管本体１１の破損を防止するための対策が講じられている。

導体引出棒４４の後端側の端部は、絶縁ユニット２０の内部導体２１に接続され、先端側の端部は、がい管１０の上部金具１２を貫通して外部に引き出されている。言い換えれば、上部金具１２を貫通してがい管１０の内部から外部へ突出する導体引出棒４４に内部導体２１が電気的に接続されている。導体引出棒４４は、例えば、適切な導体接続部材を介して、絶縁ユニット２０の内部導体２１と連結される。また、導体引出棒４４のがい管本体１１内に配置される部分は、ケーブルの様な可とう性を有した導体でも良い。この場合、ケーブルの先端側が、上部金具１２を貫通して外部に引き出される導体棒の後端側に接続され、がい管本体１１内に配置されるケーブルと導体棒を含む複数の部材で導体引出棒４４が形成される。導体引出棒４４のがい管本体１１内に配置される部分をケーブルで構成することにより、がい管本体１１に発生する曲げ応力を可とう性のあるケーブルが吸収し、内部の絶縁ユニット２０に過剰な応力を生じさせないようにすることができる。また、絶縁被覆を被ったケーブルを適用することで、導体引出棒４４の表面に生じる電界を抑制することができる。

ここで、「上部金具を貫通してがい管の内部から外部へ突出する導体引出棒に内部導体が電気的に接続されている」とは、導体引出棒４４と内部導体２１が、本実施の形態のような別部材で形成される場合だけでなく、内部導体を長尺化することで導体引出棒を同一部材で形成する場合を含む。すなわち、内部導体２１を長尺に形成して、内部導体２１が上部金具１２から引き出されるように構成されてもよい。この場合、内部導体２１と導体引出棒４４とが同一部材で形成されることとなり、内部導体２１とは別部材としての導体引出棒４４は不要となるが、内部導体が導体引出棒としても機能する。

ケーブル端末部５０は、電力ケーブル５１の先端部に、導体接続端子５２、ストレスコーン５３、及び圧縮装置５４等の接続材料が取り付けられて構成される。

電力ケーブル５１は、例えば、ゴム又はプラスチックで絶縁された２７５ｋＶ級の超高圧の電力ケーブルである。電力ケーブル５１は、中心から順に、ケーブル導体５１１、ケーブル絶縁体５１２、ケーブル外部半導電層５１３、ケーブル遮へい層５１４及びケーブルシース５１５等を有する。ケーブル端末部５０においては、電力ケーブル５１の先端部から所定長で段剥ぎすることにより各層が露出される。

ケーブル導体５１１の先端部には、圧縮により導体接続端子５２が接続される。導体接続端子５２は、例えば、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等からなる通電に適した導電性材料で形成される。ケーブル絶縁体５１２からケーブル外部半導電層５１３の先端部にわたる外周面にはストレスコーン５３が装着される。

ストレスコーン５３は、紡錘状に形成され、電界緩和部３０と同様に、先端側の絶縁部（符号略）と、後端側の導電部（符号略）と、を有する。絶縁部は、例えば、ＥＰゴム等の絶縁性ゴム材料で筒状に形成され、導電部は、例えば、半導電性のＥＰゴム等の半導電性ゴム材料で筒状に形成される。絶縁部と導電部は、モールド成型により一体的に形成される。

ストレスコーン５３の後端部（半導電部）は、電力ケーブル５１のケーブル外部半導電層５１３に接続される。「電力ケーブル５１のケーブル外部半導電層５１３に接続される」とは、ケーブル終端接続部として所定の性能を有する限り、ケーブル外部半導電層５１３に直接接続される場合、ケーブル外部半導電層５１３の端部にモールドや導電塗料で再生した外部半導電層の端部を介して接続される場合、いずれの場合も意味する。ストレスコーン５３の先端部（絶縁部）は、絶縁ユニット２０のケーブル受容部２４に対応する形状を有する。ストレスコーン５３の後端側には、圧縮装置５４及び保護金具５５が装着される。

圧縮装置５４は、ストレスコーン５３に当接する押し金具（符号略）と、ストレスコーン５３に向けて押し金具を付勢するコイルスプリング（符号略）と、押し金具及びコイルスプリングを支持する押し金具フランジ（符号略）と、を有する。

電力ケーブル５１の先端部を段剥ぎした後、保護金具５５、圧縮装置５４、ストレスコーン５３が電力ケーブル５１に挿通され、ケーブル導体５１１に導体接続端子５２が取り付けられる。そして、ケーブル端末部５０の先端部を絶縁ユニット２０のケーブル受容部２４に挿入し、圧縮装置５４のコイルスプリングを圧縮させながら、押し金具フランジを端末取付金具４２の底部４２ａにボルト止めし、保護金具５５を押し金具フランジにボルト止めすることにより、ケーブル受容部２４にケーブル端末部５０が装着される。

ストレスコーン５３の先端部は絶縁筒２２の内面に押し付けられ、導体接続端子５２は内部導体２１の導体挿入部２１ａと電気的に接続される。また、保護金具５５の後端部には、防水のための防食層（符号略）が配置される。このように、ケーブル終端接続部１は、プラグイン接続により、比較的簡単な作業で組み立てることができる。

図２Ａ、図２Ｂは、ケーブル終端接続部１における上部密閉部６０の周辺の拡大図である。図３は、上部密閉部６０の分解斜視図である。図４は、図２Ａの破線で囲まれた部分の拡大断面図である。図２Ａは、図２ＢのＡ－Ａ線に沿う上部密閉部６０の断面図である。図２Ｂは、上部金具１２が無い状態で上部密閉部６０を先端側から見た平面図であり、細部構造を適宜省略して模式的に示されている。

図２Ａ等に示すように、上部密閉部６０は、上部フランジ６１、破裂板６２及び押さえリング６３を有する。上部フランジ６１、破裂板６２及び押さえリング６３は、上部フランジ６１のフランジ開口６１１、破裂板６２の凹部６２３及び押さえリング６３のリング開口６３１が同心となるように配置される。

上部フランジ６１は、がい管本体１１の先端側に、Ｏリング等のシール部材６４を介して、液密に取り付けられる。上部フランジ６１は、中央に、導体引出棒４４が挿通される引出口６１２を有する。上部フランジ６１には、引出口６１２を取り囲むように、複数の断面円形のフランジ開口６１１が形成されている（図４参照）。例えば、フランジ開口６１１は、図２Ｂに示すように、導体引出棒４４が貫通する引出口６１２の周囲に、上部フランジ６１の中心（引出口６１２の中心でもある）を軸とした９０°回転対称な位置に４つ設けられる。フランジ開口６１１の数は特に限定されないが、上部フランジ６１の中心（引出口６１２の中心でもある）を軸とした回転対称な位置に均等に設けられるのが好ましい。なお、４つのフランジ開口６１１にそれぞれ取り付けられた後の破裂板６２の先端面に形成される後述する第１スリット６２１及び第２スリット６２３の向きまで、上部フランジ６１の中心を軸とした回転対称の位置である必要はない。

破裂板６２は、通常運転時の圧力（例えば、０．３ＭＰａ）では破壊しない程度の強度を有する板部材である。破裂板６２は、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム又はこれらの合金材料で形成される。破裂板６２は、耐食性の観点から、ステンレス材料で形成されることが好ましい。

破裂板６２は、Ｏリング等のシール部材６５を介して、上部フランジ６１のフランジ開口６１１を閉塞するように第１の段部６１３に配置される。実施の形態では、第１の段部６１３は、上部フランジ６１の先端面に設けられた凹部により形成されている。第１の段部６１３により形成される凹部の外径は、後述するシール収容溝６５１の外径よりも大きく、破裂板６２の外径よりも大きい。また、後述する押さえリング６３で押さえつけた際に、破裂板６２の位置がずれないよう、第１の段部６１３の外径と破裂板６２の外径との差は３ｍｍ以下が好ましい。

シール部材６５は、上部フランジ６１の先端面、具体的に本実施の形態では、第１の段部６１３の凹部の後端面（底面）に設けられたリング状のシール収容溝６１５に収容される。シール収容溝６１５は、フランジ開口６１１と同心円状に形成されており、その中心の外径φＣは、フランジ開口６１１の外径φＢよりも大きい。

また、破裂板６２は、がい管本体１１よりも破裂圧力が低くなるように形成されている。破裂板６２は、がい管本体１１の内圧が上昇したときに、がい管本体１１よりも先に破裂することとなるので、蒸発した絶縁性媒体４３を外部に放出して、がい管本体１１の破壊を未然に防ぐことができる。

具体的には、破裂板６２は、中央部６２ａに、放射状に延在する複数の第１スリット６２１を有する。本実施の形態では、破裂板６２の先端面に、破裂板６２の中心点から四方に延在するように、４本の第１スリット６２１が形成されている。第１スリット６２１は、破裂板６２を貫通しない溝である。例えば、第１スリット６２１の溝は、断面Ｖ字状に形成される（図示省略）。がい管本体１１の内圧が上昇して破裂板６２の破裂圧力を超えると、第１スリット６２１が破断して破裂板６２の中央部６２ａが先端側に捲れ上がり、蒸発した絶縁性媒体４３の放出口が捲れ上がった箇所に形成される。第１スリット６２１の数、スリット幅及びスリット深さにより、破裂板６２の破裂圧力を調整することができる。

第１スリット６２１は、放射状に延在して形成されており、中心点とは反対側の先端部は互いに離間しているため、内圧の上昇を受けて第１スリット６２１が破断して中央部６２ａが捲れ上がっても、容易には周縁部６２ｂから分離されない。仮に、中央部６２ａが捲れ上がって周縁部６２ｂから分離したとしても、上部金具１２で覆われているため、分離片が外部に飛散することはなく、安全性が確保される。

また、破裂板６２において、隣り合う第１スリット６２１の先端部の間には、非貫通の溝からなる第２スリット６２２が設けられている。例えば、第２スリット６２２の溝は断面Ｖ字状に形成される（図示省略）。第２スリット６２２は、第１スリット６２１が破断したときに、折り目となっての破裂板６２の変形を補助する構造であり、例えば、隣り合う第１スリット６２１の先端部の近傍部分を接続するように、かつ、第１スリット６２１の溝と連通しないように形成される。第２スリット６２２を設けることで、第１スリット６２１が破断した後の中央部６２ａの変形（捲れ上がり）が促進され、絶縁性媒体４３の放出口が容易に形成される。

破裂板６２において、上部フランジ６１と当接する周縁部６２ｂの厚さは、上部フランジ６１のフランジ開口６１１を覆う中央部６２ａの厚さよりも大きい。本実施の形態では、中央部６２ａの後端側の面に外径φＡの断面円形の凹部６２３を設けることにより、周縁部６２ｂよりも中央部６２ａ（凹部６２３に対応するφＡの部分）が薄く形成されている。例えば、中央部６２ａの厚さは、１～１．５ｍｍであるのに対して、周縁部６２ｂの厚さは、３～５ｍｍである。

また、破裂板６２の周縁部６２ｂの内周縁は、上部フランジ６１のフランジ開口６１１の周縁よりも内側に突出している。すなわち、図４の例では、破裂板６２の凹部６２３の外径φＡよりも上部フランジ６１のフランジ開口６１１の外径φＢの方が大きく形成されている。φＡとφＢを同一の寸法で形成してもよい。周縁部６２ｂが肉厚に形成され、さらに、周縁部６２ｂの内周縁が上部フランジ６１のフランジ開口６１１の周縁よりも内側に突出していることで、通常運転時の圧力を受けても破裂板６２は容易には変形せず、上部フランジ６１から浮き上がることもない。

押さえリング６３は、破裂板６２の中央部に対応する断面円形のリング開口６３１を有する。図４の例では、押さえリング６３のリング開口６３１の外径φＤは、上部フランジ６１のフランジ開口６１１の外径φＢよりも大きく、シール収容溝６１５の中心の外径φＣよりも小さく形成される。

押さえリング６３は、破裂板６２の先端側に配置され、上部フランジ６１に例えばボルトＶにより締結されることにより、破裂板６２の周縁部６２ｂを押さえて固定する。押さえリング６３は、例えば、真鍮等の金属材料で形成される。

押さえリング６３の外径は、破裂板６２の外径よりも大きく、第１の段部６１３の外径よりも大きい。また、実施の形態では、上部フランジ６１において、ボルトＶを螺合するネジ穴の位置は、第１の段部６１３よりも外側に配置される。なお、押さえリング６３の後端面に対向する上部フランジ６１の先端側の位置には第２の段部６１４が設けられる。

実施の形態では、第２の段部６１４は、上部フランジ６１先端面に設けられた凹部により形成されている。第２の段部６１４により形成される凹部の中心側にさらに第１の凹部６１３が形成される。言い換えれば、上部フランジ６１において、第１の段部６１３により形成される凹部の後端面（底面）と、上部フランジ６１の後端面との間の厚さよりも、第２の段部６１４により形成される凹部の後端面（底面）と、上部フランジ６１の後端面との間の厚さの方が大きい。

また、第２の段部６１４の外径は、押さえリング６３の外径よりも大きい。これにより、押さえリング６３によって、確実に破裂板６２を気密又は液密に上部フランジ６１に固定することができる。

押さえリング６３は、破裂板６２との当接面に、リング開口６３１から外周部に通じる排水溝６３２を有する。図３の例では破裂板６２の中心から放射状に延在するように円周上に３箇所排水溝が設けられている。上部金具１２の内部に浸入した水は、排水溝６３２を通って排出されることとなり、破裂板６２と押さえリング６３との接触面に滞留しない。

上部フランジ６１のフランジ開口６１１の外径φＢは、破裂板６２の凹部６２３の外径φＡ以上の寸法で形成され、押さえリング６３のリング開口６３１の外径（押さえリング６３の内径）φＤは、破裂板６２の凹部６２３の外径φＡよりも大きく、上部フランジ６５におけるシール収容溝６１５の中心の外径φＣよりも小さく形成される。すなわち、φＢ≧φＡ、かつ、φＡ＜φＤ＜φＣの関係を有する。これにより、がい管１０の上部密閉部６０における通常運転時の気密又は液密性能を安定して保つことができる。

上述したように、本実施の形態に係るケーブル終端接続部１に適用したがい管１０は、以下の特徴事項を単独で、又は、適宜組み合わせて備えている。

すなわち、がい管１０は、外周面に笠部１１ａが形成されているがい管本体１１と、がい管本体１１の先端側に配置されがい管本体１１を密閉する上部密閉部６０と、上部密閉部６０を覆う上部金具１２と、がい管本体１１内に配置される絶縁ユニット２０と、がい管本体１１と絶縁ユニット２０との間に封入される絶縁性媒体４３と、を備える。上部密閉部６０は、フランジ開口６１１を有し、がい管本体１１に液密に取り付けられる上部フランジ６１と、がい管本体１１よりも破裂圧力が低く、フランジ開口６１１を閉塞するように配置される破裂板６２と、リング開口６３１を有し、破裂板６２を押さえて上部フランジ６１に固定する押さえリング６３と、を有する。

がい管１０によれば、地絡等によって絶縁性媒体４３が蒸発して内圧が急激に上昇した場合に、がい管本体１１よりも先に破裂板６２が破裂して蒸発した絶縁性媒体４３の放出口が形成される。したがって、地絡等による絶縁性媒体４３の蒸発に伴う内圧の急激な上昇によりがい管１０（がい管本体１１）が破損するのを未然に防止でき、がい管１０を適用したケーブル終端接続部１の安全性が向上する。

また、上部密閉部６０は、極めて簡易な構造である上、ラプチャーディスク、安全弁、又はエクスプロージョンベントのような、過剰圧力が生じたときに解放する一般的な安全装置に比較して小型・低背であるので、上部金具１２の内部空間を大きくすることなく上部密閉部６０を取り付けることができる。

また、がい管１０において、破裂板６２の上部フランジ６１と当接する周縁部６２ｂの厚さは、フランジ開口６１１を覆う中央部６２ａの厚さよりも大きい。これにより、通常運転時の圧力を受けて破裂板６２が浮き上がり、がい管１０の密閉状態が損なわれるのを防止することができる。

また、がい管１０において、フランジ開口６１１及びリング開口６３１は、断面円形状を有し、上部フランジ６１は、フランジ開口６１１と同心円状に形成されたシール収容溝６１５を有し、破裂板６２は、後端面に形成された断面円形状の凹部６２３を有し、上部フランジ６１、破裂板６２及び押さえリング６３は、フランジ開口６１１、凹部６２３及びリング開口６３１が同心となるように配置されている。凹部６２３の外径をφＡ、フランジ開口６１１の外径をφＢ、シール収容溝６１５の中心の外径をφＣ、リング開口６３１の外径をφＤとしたとき、φＢ≧φＡ、かつ、φＡ＜φＤ＜φＣの関係を有する。これにより、がい管１０の上部密閉部６０における通常運転時の気密又は液密性能を安定して保つことができる。

また、がい管１０において、破裂板６２は、非貫通で放射状に延在する複数の第１スリット６２１を先端面に有する。これにより、破裂板６２を意図した形態で破裂させ、蒸発した絶縁性媒体４３の放出口を容易に形成することができる。

また、がい管１０において、破裂板６２は、隣り合う第１スリット６２１の先端部の間に設けられ、非貫通の溝により第１スリット６２１と連通しないように形成される第２スリット６２２を先端面に有する。これにより、破裂板６２の中央部６２ａの変形が促進され、絶縁性媒体４３の放出口を容易に形成することができる。

また、がい管１０において、押さえリング６３は、破裂板６２との当接面に排水溝６３２を有する。上部金具１２の内部に浸入した水は、排水溝６３２を通って排出されるので、破裂板６２の腐食を抑制することができる。

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。

例えば、本実施の形態では、ケーブル端末部をストレスコーン及び圧縮装置等を有するインナーコーンタイプでプラグイン接続する場合について説明したが、ケーブル端末部と絶縁ユニットをゴムブロックで接続するアウターコーンタイプで接続してもよい。この場合、絶縁ユニット２０の固定金具４１に対応する位置には、本実施の形態と同様、大径部２０Ｃが形成されるが、絶縁筒の後端側にはゴムブロックが接続される。そのため、絶縁筒の後端部は、インナーコーンタイプのようなケーブル受容口ではなく、絶縁筒が突出する形状となり内部導体が絶縁筒後端部から突出する構造となる。

また例えば、破裂板６２は、がい管本体１１よりも破裂圧力が低ければよく、これを実現するための構成は、実施の形態で説明した第１スリット６２１等に限定されない。

また、前述の実施の形態では、本発明に係るがい管をケーブル終端接続部に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、機器用ブッシング（「機器用貫通ブッシング」とも呼ばれる）などの気中部分等に適用してもよい。機器用ブッシングの機器側は油絶縁及び又はガス絶縁に対応可能な既知の形状を有し、変圧器用又はＧＩＳ（ガス絶縁開閉装置）用として使用することができる。

機器用ブッシングに適用する場合は、がい管本体１１内に配置される絶縁ユニットの絶縁筒の後端側が、受容部２４のようなケーブル受容口の構造ではなく、機器内の油絶縁及び又はガス絶縁に耐え得るヘッド部を有する。ヘッド部は、先端側から後端側に向かって縮径する（言い換えれば、取り付ける機器の内部方向に向かって縮径する）部分を含む既知の形状で形成される（例えば、非特許文献１の図１の貫通ブッシングの機器側形状や、特許文献４の図１のフランジ部より下側の構造参照）。

すなわち、本発明のがい管を機器用ブッシングに適用した場合、内部導体の後端側にはケーブル導体を接続するための導体挿入部を有さず、棒状の内部導体が絶縁筒の後端側のヘッド部から貫通して突出する構造となる。突出した内部導体の後端部は、棒状のままでもよいし、部分放電対策のためのシールド形状を有していてもよい。また、ヘッド部を電界緩和するための遮へい金具は適宜設けてもよい。

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。

１ ケーブル終端接続部
１０ がい管
１１ がい管本体
１２ 上部金具
２０ 絶縁ユニット
４３ 絶縁性媒体
６０ 上部密閉部
６１ 上部フランジ
６２ 破裂板
６３ 押さえリング
６１１ フランジ開口
６２１ 第１スリット
６２２ 第２スリット
６２３ 凹部
６３１ リング開口

Claims (8)

1. 外周面に笠部が形成されているがい管本体と、
   前記がい管本体の先端側に配置され前記がい管本体を密閉する上部密閉部と、
   前記上部密閉部を覆う上部金具と、
   前記がい管本体内に配置される絶縁ユニットと、
   前記がい管本体と絶縁ユニットとの間に封入される絶縁性媒体と、を備え、
   前記上部密閉部は、
   フランジ開口を有し、前記がい管本体に液密に取り付けられる上部フランジと、
   前記がい管本体よりも破裂圧力が低く、前記フランジ開口を閉塞するように配置される破裂板と、
   リング開口を有し、前記破裂板を押さえて前記上部フランジに固定する押さえリングと、を有する、
   がい管。
2. 前記破裂板の前記上部フランジと当接する周縁部の厚さは、前記開口を覆う中央部の厚さよりも大きい、
   請求項１に記載のがい管。
3. 前記フランジ開口及び前記リング開口は、断面円形状を有し、
   前記上部フランジは、前記フランジ開口と同心円状に形成されたシール収容溝を有し、
   前記破裂板は、後端面に形成された断面円形状の凹部を有し、
   前記上部フランジ、前記破裂板及び前記押さえリングは、前記フランジ開口、前記凹部及び前記リング開口が同心となるように配置されており、
   前記凹部の外径をφＡ、前記フランジ開口の外径をφＢ、前記シール収容溝の中心の外径をφＣ、前記リング開口の外径をφＤとしたとき、
   φＢ≧φＡ、かつ、φＡ＜φＤ＜φＣの関係を有する、
   請求項２に記載のがい管。
4. 前記破裂板は、非貫通で放射状に延在する溝により形成される複数の第１スリットを先端面に有する、
   請求項１に記載のがい管。
5. 前記破裂板は、隣り合う前記第１スリットの先端部の間に設けられ、非貫通の溝により前記第１スリットの溝と連通しないように形成される第２スリットを先端面に有する、
   請求項４に記載のがい管。
6. 前記押さえリングは、前記破裂板との当接面に排水溝を有する、
   請求項１に記載のがい管。
7. 請求項１に記載のがい管を備えるケーブル終端接続部であって、
   前記絶縁ユニットは、少なくとも、内部導体と、前記内部導体の外周に一体的に設けられる絶縁筒とを有し、
   前記絶縁ユニットの後端側には、前記がい管に接続するケーブルのケーブル端末部が接続され、
   前記内部導体の後端側と前記ケーブルのケーブル導体とが電気的に接続される、
   ケーブル終端接続部。
8. 請求項１に記載のがい管を備える機器用貫通ブッシングであって、
   前記絶縁ユニットは、少なくとも、内部導体と、前記内部導体の外周に一体的に設けられる絶縁筒とを有し、
   前記絶縁ユニットの後端側に、後端側に向かって縮径する形状を有する、機器内に配置されるヘッド部を有し、
   前記内部導体は、前記ヘッド部から貫通して突出する構造を有する、
   機器用ブッシング。