JP2939317B2 - 電力ケーブル接続用絶縁成形体とそれを用いた接続方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの接続
技術に関するものである。

〔従来技術〕

架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの超高圧線路への
適用が進むにつれ、線路建設を合理化する上で、接続作
業の時間短縮が大きな課題になってきている。

すなわち、154KV以上の電圧階級の架橋ポリエチレン
絶縁電力ケーブルの接続技術であるモールド工法は、安
定した高い性能を期待できるものの、接続作業に要する
時間が長いという難点がある。

また最近では、工場で予め形成した絶縁部品を現地で
組み立てるいわゆるプレハブジョイントが開発され、実
用されようとしている。しかし、プレハブジョイントは
補強絶縁体の材料に、架橋ポリエチレンほど高い電気的
ストレスで使用することができないエポキシ樹脂やゴム
を使用しているため、接続部寸法の縮小化に限界がある
という欠点があり、275KV、500KV級の線路ではスペース
上の制約から適用箇所が制限される。

このため、モールド工法の高い性能とプレハブジョイ
ントの簡便性である程度兼ね備えた接続方法として、補
強絶縁ブロックを未架橋または架橋の絶縁ブロックとし
て予め工場で製作しておき、現場ではそれをケーブル接
続部に取り付け、加圧・加熱して架橋することによりケ
ーブルと一体化するという、いわゆるブロックモールド
方式が提案されている。

〔課題〕

従来から使用されている絶縁ブロックとしては、図−
５に示す二つ割形状とする分割型の絶縁ブロック11と、
図−６に示す絶縁筒13とに大別される。

分割型の絶縁ブロック11は、絶縁ブロック11相互の接
着界面に高い電気的ストレスが加わり、そのため設計が
難しく、また絶縁ブロック11の合わせ目の内側に接続部
の内部導電層が流れ込んで導電性の突起となる現象があ
り、それを防止する対策が困難であった。

一方、絶縁筒13の場合は、これを予めケーブル絶縁体
上に挿通しておき、導体を接続してからケーブル絶縁体
上を移動させて所定の位置にセットするため、その分だ
けケーブルの外部半導電層の剥ぎ取りを長くする必要が
あり、接続部の全長が長くなる。また、剛性の高い絶縁
筒13をケーブルに挿通するため、ケーブル絶縁体を真直
ぐに矯正して、絶縁筒13とケーブル絶縁体との間にクリ
アランスを設けることが必要で、このクリアランスを設
けると界面の接着性が得られない場合がある等の課題が
あった。

〔課題の解決手段〕

本発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、請求項１の発明は架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブル接続要絶縁成形体で、その構成は、未架橋ポリ
エチレンまたは架橋ポリエチレン製の一体型の筒状絶縁
ブロックを有し、その筒状絶縁ブロックの外周面には、
両端部に外部絶縁スロープが形成されており、内周面に
は、中央部に円筒状の内部電極が同軸状に埋め込まれ、
両端部に円筒内面が形成され、内部電極埋め込み部と円
筒内面との間に予め内部絶縁スロープが形成されてお
り、前記内部電極にはケーブル導体接続金具が取り付け
られていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１記載の絶縁成形体で、筒
状絶縁ブロックの外周面に、外部半導電層を形成したこ
とを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１記載の絶縁成形体を用
い、下記の工程を具備することを特徴とする架橋ポリエ
チレン絶縁電力ケーブルの接続方法である。

接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの端
部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接続
すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁ス
ロープに嵌合する形に成形する工程。

絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導体
接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。

絶縁成形体と両ケーブルの外周面に外部半導電層を
設ける工程。

ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工
程。

請求項４の発明は、請求項２記載の絶縁成形体を用い
る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの接続方法であ
る。請求項２記載の絶縁成形体は、筒状絶縁ブロックの
外周面に、外部半導電層を形成してあるので、請求項３
のように絶縁成形体の外周全面に外部半導電層を設ける
必要はなく、絶縁成形体外周面に外部半導電層とケーブ
ル外部半導電層に跨がるように外部半導電層を設けるこ
とになる。

〔作用〕

本発明は上記のように構成したので、次に記すような
作用がある。

絶縁成形体に埋め込む内部電極の内径は、ケーブル
導体接続金具の外径とほぼ同径にすることが可能とな
る。

絶縁成形体に内部電極が埋め込まれているので、現
場でケーブルの接続部に内部導電層を形成する必要がな
くなる。

絶縁成形体の品質を予め工場で電気的にチェックす
ることが可能となる。

絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、予めケーブルに絶縁成形体を
挿通しておくスペースが不要となる。

絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、ケーブルの直線性がそれほど
高くなくても、絶縁成形体とケーブル絶縁体との嵌合・
融着が容易に行える。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

実施例１ 図−１は本発明の基礎となる架橋ポリエチレン絶縁電
力ケーブル接続用絶縁成形体の一例を示す。

この絶縁成形体21は、未架橋ポリエチレン製の筒状絶
縁ブロック22を有している。筒状絶縁ブロック22の外周
面の中央部23は円筒状外面になっており、両端部に外部
絶縁スロープ25a、25bがそれぞれ形成されている。筒状
絶縁ブロック22の内周面に、その中央部に、例えば半導
電性ポリオレフィン（半導電性ポリエチレン等）からな
る円筒状の内部電極27が同軸状に埋め込まれており、両
端部に、接続されるケーブルの絶縁体外径より僅かに大
きい内径を有する円筒内面29a、29bが形成されており、
内部電極埋め込み部と円筒内面との間に予め内部絶縁ス
ロープ31a、31bが形成されている。

筒状絶縁ブロック22に埋め込まれた内部電極27の内径
は、後述するケーブル導体接続金具の外径とほぼ同径と
なっている。このように内部電極の外径を小さくできる
ので、従来の絶縁筒型の内部電極内径がケーブル絶縁体
外径以上であったのと比較すると、接続部全体の外径を
小さくすることができる。

また筒状絶縁ブロック22の内部絶縁スロープ31a、31b
および円筒内面29a、29bの形状寸法は、ケーブル絶縁体
を切削加工する形状を基準として決定する。さらに、ケ
ーブル導体を確実に接続するためには、ケーブル端部挿
入時の絶縁成形体21とケーブル絶縁体との間に、若干の
ギャップがあることが望ましいが、開き過ぎると界面に
十分が接着性が得られないので、その点を考慮して設計
する。

絶縁成形体21は、以下に記す方法で製造する。まず、
金型内に予め成形した内部電極27をセットし、金型内に
架橋剤入りのポリエチレン絶縁樹脂を押し出し注入して
筒状絶縁ブロック22を形成し、絶縁成形体21の注型品を
得る。次に旋盤を用いて絶縁成形体21の内周面および外
周面を所定の形状に成形し、クリーンルーム内で表面を
必要な精度まで仕上げ、異物を拭きとる。このとき後工
程で外傷を受けたり異物が付着しないように、薄いポリ
エチレン二軸延伸シート等によって真空パックしておく
ことが好ましい。

絶縁成形体21は、Ｘ線検査等によって内部に欠陥がな
いことを確かめたものを使用する。また、絶縁成形体21
は、実際に適用されるケーブルと同じケーブルを用いて
仮組立を行い、所定の遮蔽層を取りつけて、SF₆等のガ
ス中で高電圧を印加して電気的に検査することも可能で
ある。

図−２は図−１のような絶縁成形体を利用した請求項
１および２の発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
ブル接続用絶縁成形体のそれぞれの一実施例を示す。

この絶縁成形体21には、内部電極27の内面中央部に金
属電極35が埋め込まれており、ケーブル導体接続金具33
がねじ34で固定されている。ケーブル導体接続金具33
は、ピン穴53と、ばね54で締め付けられるチューリップ
接触子55を有している。

なお、上記したケーブル導体接続金具は一例を示した
もので、本発明はこの構造に限定するものではなく、所
定の引張力に耐え、かつ電気的に完全に接続されるもの
であれば、どのような構造でもよい。

また、絶縁成形体21の外周面には、両端部を除いて外
部半導電層36が形成されている。このようにすると、接
続作業時に接続部全体に外部半導電層を形成する時間を
短縮することができる。

実施例２ 図−３および図−４は、請求項３の発明に係る架橋ポ
リエチレン絶縁電力ケーブル接続方法の一実施例を示
す。なお、使用したケーブルは275KV 1400mm²架橋ポリ
エチレン絶縁電力ケーブルである。また、使用した絶縁
成形体は未架橋のものである。

まず絶縁成形体21の内部電極27に埋め込まれた金属電
極35に、ケーブル導体接続金具33をねじ34の嵌合により
取り付けたものを用意した。次に接続するケーブル37
a、37bの外部導電層39a、39bを所定の寸法に剥ぎ取り、
ケーブル導体41a、41bを口出しし、ケーブル導体41a、4
1bに接触子43a、43bを圧縮接続する。この作業と併行し
て、ケーブル絶縁体45a、45bを絶縁成形体21の内部絶縁
スロープ31a、31bに嵌合するような形状・寸法に切削加
工する。この場合、通常の押し出しモールドジョイント
であればケーブル内部半導電層を露出するが、ここでは
絶縁成形体21とケーブル絶縁体45a、45bとの接着性を良
くするためと、絶縁成形体21の内部電極27の遮蔽効果を
期待して、ケーブル絶縁体の先端47a、47bは図に示すよ
うにケーブル内部半導電層を露出させず、所定の外径に
切削加工する。

その後半導電性熱収縮チューブ、接続部保護銅管、そ
の他架橋用の加圧管、パッキングなど必要部品（図示せ
ず）をいずれか一方のケーブルに挿通する。

ケーブルおよび絶縁成形体の準備が終了したら、一方
のケーブル37aに絶縁成形体21を差し込む。ケーブル導
体に圧縮接続された接触子43aの先端にはスプリング49
によって屈伸自在に支持されたピン51が形成されてお
り、接触子43aがケーブル導体接続金具33に挿入された
とき、ピン穴53にロックされる。このとき接触子43a
は、ケーブル導体接続金具33に予め形成されたチューリ
ップ接触子55により電気的に接続される。

次に他方のケーブル37bを絶縁成形体21に挿入して接
触子43bをケーブル導体接続金具33に接続する。両ケー
ブル37a、37bが絶縁成形体21に挿入され、ケーブル導体
が接続された状態を図−４に示してある。

その後絶縁成形体21の外周に半導電性熱収縮チューブ
57を熱収縮させて被覆し、架橋用のガスバリアー層を被
覆し、加熱ヒータを取付け、架橋用加圧容器に収納して
N₂ガス等を用いて所定の条件で加圧・加熱して架橋す
る。架橋が終了して接続部の温度が常温に戻ったならば
架橋用加圧容器を解体し、接続部に遮蔽層を施して保護
銅管を被せ、組立は終了する。

以上説明した実施例の接続方法によれば、絶縁成形体
に、先端を処理したケーブルを後から挿入するだけなの
で、従来のように絶縁ブロックをケーブルコア上に挿通
する必要がない。したがってケーブルコアを長い距離に
わたってむき出したり、ケーブル絶縁体を真直ぐに矯正
したり、絶縁ブロックとのクリアランスを管理するため
にケーブルの外径を厳密に調整する等の作業が不要とな
る。

実施例３ 実施例２で使用したケーブルと同じサイズのケーブル
を用いて、請求項４の発明に係る架橋ポリエチレン絶縁
電力ケーブルの接続方法により、接続部を組み立てた。

この実施例で使用した絶縁成形体は架橋されたもので
ある。すなわち、この絶縁成形体はその外周面両端の一
部を残して半導電性熱収縮チューブを熱収縮させて外部
導電層36を形成し、その絶縁成形体を加圧容器内で加圧
・加熱し架橋したものである。架橋後の絶縁成形体は、
50℃に加熱した架橋剤〔ジクミルパーオキサイド（DC
P）〕の溶液中に浸し、各表面および表面から所定の深
さまでは架橋剤が未反応で拡散している状態を維持させ
たものである。

上記した架橋済みの絶縁成形体を用いて、実施例２と
同じような手順、方法により架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルの接続部を組み立てた。ただし、絶縁成形体の
外部半導電層は大部分が予め形成されているので、ケー
ブルの外部導電層との接続は、絶縁成形体の外部導電層
とケーブル外部導電層に跨がるように半導電性熱収縮チ
ューブを熱収縮させて実施した。

この実施例における接続では、絶縁成形体は予め架橋
されているので、加圧・加熱によって絶縁成形体の内面
とケーブル絶縁体との界面を接着させるだけでよい。絶
縁成形体の表面から内面に拡散している未反応の架橋剤
は、界面の両側の絶縁体の結晶を絡み合わせて、この接
着をより強固にする役割を果たす。

架橋後の接続部に所定の遮蔽層を施し、実施例２の接
続部と共に電気試験を実施した。表−１にその試験結果
を示す。実施例２および３とも、従来の工法で組み立て
た押し出しモールドジョイントと比較しても何等遜色が
なく、高品質の接続部を得ることができた。

〔発明の効果〕 以上説明した本発明に係る電力ケーブル接続用絶縁成
形体とそれを用いた接続方法によれば、次に記すような
効果がある。

絶縁成形体に埋め込む内部電極の内径は、ケーブル
導体接続金具の外径とほぼ同径にすることが可能とな
る。したがって従来の絶縁筒型の内部電極内径がケーブ
ル絶縁体外径以上であったのと比較すると、内部電極の
外径を小さくできるので、接続部全体の外径が小さくな
る効果がある。

絶縁成形体に内部電極が埋め込まれているので、現
場でケーブルの接続部に内部導電層を形成する必要がな
くなる。したがって現場での作業時間短縮に効果があ
る。

絶縁成形体の品質を予め工場で電気的にチェックす
ることが可能となる。したがって品質の安定した絶縁成
形体を供給することができる。

絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、予めケーブルに絶縁成形体を
挿通しておるスペースが不要となる。したがって現場で
のケーブルの外部導電層の剥ぎ取り長さが短縮される。

絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、ケーブルの直線性がそれほど
高くなくても、絶縁成形体とケーブル絶縁体との嵌合・
融着が容易に行える。したがって絶縁成形体とケーブル
コア間のクリアランスを大きくとる必要がなく、架橋工
程で確実に両者の界面を接着させることができる。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明の基礎となる架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブル接続用絶縁体の一例を示す一部切開正面図、図
−２は本発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル
接続用絶縁体の一実施例を示す断面図、図−３は本発明
に係る接続方法を示した断面図、図−４は同接続方法に
よる接続部の断面図、図−５は従来の分割型の絶縁ブロ
ックの斜視図、図−６は従来の絶縁筒の斜視図である。 21:絶縁成形体、22:筒状絶縁ブロック 23:筒状絶縁ブロックの中央部 25a、25b:外部絶縁スロープ 27:内部電極、29a、29b:円筒内面 31a、31b:内部絶縁スロープ 33:ケーブル導体接続金具、34:ねじ 35:金属電極、36:絶縁成形体の外部半導電層 37a、37b:架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル 39a、39b:ケーブル外部半導電層 41a、41b:ケーブル導体 43a、43b:接触子 45a、45b:ケーブル絶縁体 47a、47b:ケーブル絶縁体の先端部 49:スプリング、51:ピン、53:ピン穴 54:ばね、55:チューリップ接触子 57:半導電性熱収縮チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 孝男 東京都千代田区丸の内２―６―１ 古河 電気工業株式会社内 (72)発明者 進藤 俊一 東京都千代田区丸の内２―６―１ 古河 電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−64889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−269464（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−159918（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155415（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−30365（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭50−14755（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭51−40472（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭44−11000（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02G 15/00 - 15/196

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未架橋ポリエチレンまたは架橋ポリエチレ
   ン製の一体型の筒状絶縁ブロックを有し、その筒状絶縁
   ブロックの外周面には、両端部に外部絶縁スロープが形
   成されており、内周面には、中央部に円筒状の内部電極
   が同軸状に埋め込まれ、両端部に円筒内面が形成され、
   内部電極埋め込み部と円筒内面との間に予め内部絶縁ス
   ロープが形成されており、前記内部電極にはケーブル導
   体接続金具が取り付けられていることを特徴とする架橋
   ポリエチレン絶縁電力ケーブル接続用絶縁成形体。
2. 【請求項２】筒状絶縁ブロックの外周面に、外部半導電
   層を形成したことを特徴とする請求項１記載の絶縁成形
   体。
3. 【請求項３】請求項１記載の絶縁成形体を用い、下記の
   工程を具備することを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁
   電力ケーブルの接続方法。 接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの端
   部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接続
   すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁ス
   ロープに嵌合する形に成形する工程。 絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導体
   接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。 絶縁成形体と両ケーブルの外周面に外部半導電層を
   設ける工程。 ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工
   程。
4. 【請求項４】請求項２記載の絶縁成形体を用い、下記の
   工程を具備することを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁
   電力ケーブルの接続方法。 接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの端
   部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接続
   すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁ス
   ロープに嵌合する形に成形する工程。 絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導体
   接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。 絶縁成形体外周面の外部半導電層とケーブル外部半
   導電層に跨がるように外部半導電層を設ける工程。 ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工
   程。