JP3080331B2 - ブッシング盲栓とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーブル相互間やケー
ブルと機器との電気接続に使用されるブッシングの空き
端子に装着するブッシング盲栓とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ケーブルを分岐したり、ケーブルと機器
との間を接続したりする場合に、ケーブル接続用ブッシ
ングが使用される。図５に従来のケーブル接続用ブッシ
ング縦断面図を示す。図において、このブッシング１は
全体としてエポキシ樹脂等の絶縁体を用いてモールド成
型されたものである。このブッシング１はいわゆるＴ型
構成をしており、ブッシング１の内部に埋め込まれた導
体引出棒２の図示しない下端は、高電圧機器に接続され
ている。そして、このブッシング１は、２つの端子Ａ、
Ｂを設け、その両方に、ケーブルを装着できる構成とさ
れている。

【０００３】尚、ここで、その一方はケーブル装着端子
Ａとされ、他方は空き端子Ｂとされている。ケーブル装
着端子Ａにはケーブル３が装着される。このケーブル３
は、遮蔽体４を露出させ、その端部において絶縁体５を
剥離し、導体６を露出させている。そして、絶縁体５の
外側には、電気的ストレスを緩和するためにストレスコ
ーン７が装着されている。このケーブル装着端子Ａは、
保護カバー８によって保護されるが、その内部に配置し
た座金９には、シャフト１１が挿入されており、シャフ
ト１１の先端に押し金具１２を固定し、これをストレス
コーン７に押し当てるとともに、シャフト１１に嵌め込
んだスプリング１３の弾性力によってストレスコーン７
をケーブル３の先端方向に押し、ブッシング１の内壁面
との間に一定の絶縁特性を得るように圧力を加えてい
る。

【０００４】尚、ケーブル導体６は、導体引出棒２に対
し、プラグ１４とクランパ１５とによって導体引出棒２
に嵌め込み固定されるよう構成されている。一方、空き
端子Ｂにはケーブルが装着されないため、その電気的機
械的保護のために盲栓が装着される。この盲栓は、図の
ようにブッシング１の内部に挿入されるコーン部２１
と、コーン部２１の背面に設けられ、電界を整えるため
に設けられる遮蔽金具２２を有している。

【０００５】この盲栓は、保護カバー２３をブッシング
１の外壁に固定ボルト２４を用いて固定することにより
保護される。保護カバー２３の内部には座金２５が配置
され、ここにシャフト２６が貫通している。このシャフ
ト２６は複数本設けられ、いずれもその先端が遮蔽金具
２２にねじ込まれている。そして、シャフト２６に嵌め
込まれ、座金２５と遮蔽金具２２の間に挟み込まれたス
プリング２７によって、遮蔽金具２２が導体引出棒２の
方向に押圧力を加えられる。これによって、コーン部２
１がブッシング１の内壁面に所定の圧力で押し付けら
れ、所定の絶縁特性が確保される。一方、上記のような
盲栓は２２ＫＶ系に使用されていたが、これをさらに高
電圧の６６ＫＶ系に使用すると十分な絶縁性能が得られ
ないという問題が生じた。そこで、図６に示すような盲
栓が開発された。

【０００６】図６はその改良型の盲栓の縦断面図であ
る。図において、保護カバー２３、固定ボルト２４、シ
ャフト２６及びスプリンブ２７は、図５の盲栓に使用さ
れたものと同様の機能を有する。またこの盲栓の芯部は
エポキシ樹脂から成る絶縁棒３１から構成され、この絶
縁棒３１の上部外表面には、半導電層３２が被覆されて
いる。そして絶縁棒３１の外周にはストレスコーン３５
が嵌め込まれ、その半導電部３４を、押し金具３３がス
プリング２７の力により下方に押す構成とされている。
ストレスコーン３５は従来ケーブル終端に使用されてい
たものと同一の構成で、ストレスコーン３５の半導電部
３４以外の部分は絶縁性ゴムから成る。なお絶縁棒３１
の下端には、遮蔽金具３６が一体に埋め込まれている。
上記のような盲栓により、絶縁特性が改善され、６６Ｋ
Ｖ系にも安全に使用されるようになった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な盲栓は、その電気特性上次のような解決すべき問題点
がある。図７に、図６に示した盲栓の電気特性解析図を
示す。図は、盲栓の縦断面から見た場合の各部の電気特
性を表したもので、遮蔽金具３６の上端部分から左側に
掛けて、多数の電界ベクトル４０が示されている。この
電界ベクトル４０は、矢印の方向が電界の方向で、その
長さが電界の強さを示す。この電界は実際には放射状に
軸対象に形成されているが、図にはその一部の電界のみ
が示されている。例えば、図に示した遮蔽金具３６の上
端から垂直に上方に向かう電界ベクトルは、その大きさ
が7.12ＫＶとなっている。また、ストレスコーン３５と
ブッシング１の界面においては、図に示すように各部に
１．１２から２．８５ＫＶ程度の範囲の電界がほぼその
界面に平行な向きに加わっている。

【０００８】上記のストレスコーン３５とブッシング１
との間の電界の正確な方向を示すために、等電位面を結
ぶ電気力線を描いてみた。図８に、図７に示した盲栓の
電気力線状態図を示す。図において、遮蔽金具３６から
ストレスコーン３５の半導電部３４にかけて、図に示す
ような電気力線が描かれる。図の中には遮蔽金具３６と
半導電部３４の間の電位差に対する各部の電位分担割合
が、５％から９５％と言うように表示されている。ここ
で各部の電界は、電気力線の接線に垂直な方向となる。
従って、ストレスコーン３５とブッシンブ１の境界面で
は、その電界はほぼその界面からブッシング内に向かう
方向に向く。

【０００９】一方、図６に示した構造の盲栓に装着する
ストレスコーン３５は、図５に示す絶縁棒３１の外周に
絶縁テープを巻き付けるようにして製造される。具体的
には、上記絶縁棒３１と同一の外径の棒の回りにＥＰゴ
ムテープを巻き付けながら、全体として、ストレスコー
ン３５の絶縁部の形状となるように巻き上げる。また、
半導電部３４についても、半導電性のＥＰゴムテープを
巻き上げて、図６の断面形状に仕上げる。こうしてＥＰ
ゴムテープあるいは半導電ＥＰゴムテープを巻き上げて
形成したストレスコーンは、金型に収容されて加圧、加
熱され架硫される。

【００１０】しかしながら、テープを巻き上げて成型し
たストレスコーンは、重ね合わされたテープの境界面に
層状に空気の泡を巻き込みやすい。もしこのような泡が
存在したまま架硫を行うと、ストレスコーンの内部にボ
イドが残留してしまう。このボイドには、ストレスコー
ンに高電圧が加わった場合に、コロナ放電などが生じ、
そこが電気的な弱点となる。従って、このようなボイド
が発生しないよう慎重に高度な技術を使用して盲栓を製
造しなければならず、また、その層状の境界が無くなる
よう十分な架橋をしなければならない。従って、そのコ
ストダウンを図ることが困難であった。また、図６に示
すような構造の盲栓は比較的部品の点数が多く、組み立
てが複雑でコストが高く、さらにブッシングの外壁より
外側に大きく飛び出すため、より一層の小型化が望まれ
ている。本発明は以上の点に着目してなされたもので、
比較的製造が容易で高電圧に対する特性がよく、さらに
小型化と構造の簡素化を図ったブッシング盲栓と、その
製造方法を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、ケ
ーブル接続用ブッシングの空き端子に装着されるもので
あって、当該空き端子内面に圧着されるコーン部と、前
記コーン部の高圧側に設けられ、高圧側遮蔽金具と、前
記コーン部の低圧側に設けられ、前記高圧側遮蔽金具と
前記コーン部を挟んで対抗配置される低圧側遮弊金具と
を備え、前記コーン部は、絶縁体シートを積層一体化し
て成り、前記絶縁体シートの積層面は、前記コーン部に
形成される等電位面とほぼ平行になるよう積層されてい
ることを特徴とするブッシング盲栓に関する。

【００１２】本発明の第２発明は、ケーブル接続用ブッ
シングの空き端子に装着されるものであって、当該空き
端子内面に圧着されるコーン部を、高圧側遮蔽金具と低
圧側遮蔽金具とで挟み、前記コーン部を、複数の絶縁体
シートの積層面がコーン部に形成される等電位面とほぼ
平行になるように積層し、加圧して一体化することを特
徴とするブッシング盲栓の製造方法に関する。

【００１３】

【作用】このブッシング盲栓は、高圧側遮蔽金具と低圧
側遮蔽金具に挟まれたコーン部が、絶縁体シートを積層
一体化した構成とされている。また、この絶縁体シート
は、その積層面をコーン部に形成される等電位面とほぼ
平行になるよう積層される。絶縁体シートにＥＰゴムを
使用し、加圧、加熱、架硫処理を行えば積層されたシー
トはほぼ一体化する。従って、たとえシートの積層面に
層状のボイドなどが存在しても、積層面が等電位面とほ
ぼ平行になっており、この積層面に沿って絶縁破壊が生
じるおそれがない。しかも、巻き上げなどと比べて比較
的容易にモールド処理をすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は本発明のブッシング盲栓実施例を示す縦
断面である。図において、ブッシング１は、既に図５を
用いて説明したようなケーブル端末等を受け入れるため
のもので、図１にはその空き端子Ｂのみが図示されてい
る。このブッシング１の内部には、導体引出し棒２が埋
め込まれている。ここで、この空き端子Ｂに装着される
本発明の盲栓は、高圧側遮蔽金具５２と低圧側遮蔽金具
５３と、その間に挟み込まれた円錐状のコーン部５１か
ら構成される。高圧側遮蔽金具５２は、ちょうど導体引
出し棒２にその背面を向けるように配置された、円板の
上に半球を乗せた形状の金属から構成される。また、低
圧側遮蔽金具５３は、高圧側遮蔽金具５２に向かって丸
く膨らんだ断面形状をした金属から構成される。

【００１５】この低圧側遮蔽金具５３の背面には、丸穴
５４がいくつか設けられており、その内部にスプリング
５５が収容されている。図１（ｂ）にはその丸穴５４の
配置を示し、この実施例では丸穴５４は円周上に８個設
けられている。そして、空き端子Ｂは蓋６０を用いて気
密に封止される。即ち、ブッシング１の外壁には埋め込
みナット６１が設けられており、蓋６０はこの埋め込み
ナット６１にねじ込まれるボルト６２によって、ブッシ
ング１の外壁に固定される。なお、ブッシング１の外壁
と蓋６０との間のシールのために、パッキング６３が挟
み込まれている。上記スプリング５５は、蓋６０と低圧
側遮蔽金具５３の丸穴５４に挟まれて押し縮められ、そ
の反発力によって低圧側遮蔽金具５３が高圧側遮蔽金具
５２の方向に押され、コーン部５１をブッシング１の内
壁面に押し付ける構成とされている。この押し付け力に
よって、コーン部５１とブッシング１の界面の電気的な
絶縁が保たれる。

【００１６】ここで、本発明の盲栓は、上記コーン部５
１が絶縁体シートを積層一体化した構成とされる。この
絶縁体シートとしては、例えばＥＰゴムが使用される。
絶縁体シート１枚の厚みは製造条件や材料の特性により
適当に選定される。図２にそのような絶縁体シートの斜
視図を示す。図に示すように、絶縁体シート７１は、上
記図１に示すコーン部５１を形成するために必要な半径
に切り取られた円板状のものから構成される。このよう
な絶縁体シート７１をそれぞれ同軸的に重ね合わせ、全
体をコーン状に成型すると、図１に示すようなコーン部
５１が製造される。この場合、絶縁体シート７１の積層
面５１Ａは図１に示すようになり、本発明においては、
この積層面５１Ａが実際にこの盲栓のコーン部５１に形
成される等電位面７０と、ほぼ平行になるように選定さ
れている。

【００１７】図３に、図１に示すようなコーン部５１を
成型するために、図２に示すような絶縁体シート７１を
積層したときの断面図を示す。実際に上記のようなコー
ン部を形成するために、ＥＰゴムのシートを最大半径Ｄ
１を１０６ミリメートル、最小半径Ｄ２を３６ミリメー
トルとし、それぞれ１枚当り１ミリメートルから１．５
ミリメートルの厚さにして積層した。なお、同一半径の
何枚かのシートを重ね合わせた１組の部分の厚さは、そ
れぞれ最大半径の部分の厚さＴ１が１２ミリ、その他の
半径の部分の厚さＴ２は７．５ミリメートルとし、全体
の厚さは６７．５ミリメートル程度に選定した。

【００１８】図４に上記のような絶縁体シートの積層さ
れたものを、高圧側遮蔽金具と低圧側遮蔽金具の間に挟
み、一体化し架硫するための金型縦断面図を示す。この
金型は、上蓋部８１と開口部８２と胴部８３及び底部８
４から構成される。この金型の開口部８２と胴部８３と
底部８４とは一体化され、上蓋部８１は開口部８２にね
じ込んで固定される構成とされている。図１に示す盲栓
の高圧側遮蔽金具５２は、底部８４と胴部８３により形
成された対応する凹部に固定される。また、低圧側遮蔽
金具５３は、上蓋部８１を貫通するボルト８５によっ
て、上蓋部８１に締め付け固定される。なお、低圧側遮
蔽金具５３の丸穴５４には、上蓋部８１に形成されたボ
ス８６がはめ込まれて、位置決めされるよう構成されて
いる。

【００１９】このような金型の高圧側遮蔽金具５２と低
圧側遮蔽金具５３の間に、図３に示すように積層された
絶縁体シートを挟み込み加圧すると、遮蔽金具５２、５
３の形状に合わせて絶縁体シート７１がつぶれてその周
辺部は遮蔽金具５２、５３の周囲に回り込む。これによ
って、図１に示したように絶縁体シートの積層面５１Ａ
がちょうど等電位面と平行になるように成型される。な
お、このときの加圧条件は１５５℃で９０分、７０Ｔｏ
ｎとした。この積層面５１Ａは、電気特性上できる限り
全ての部分において等電位面と平行になることが好まし
い。従って、加熱、架硫を行う前に、加圧され成型され
たテスト用のコーン部を縦に切断し、積層面が理想的な
形状になるための絶縁体シート７１の厚さや、図３に示
した同一半径の絶縁体シートの積層厚さを適当に選定
し、組み合わせるようにする。図１に示した実施例の盲
栓については、以上説明したような積層方法と製造条件
で極めて良好な特性のものが得られた。

【００２０】先に図６を用いて説明した盲栓は、従来ケ
ーブルの終端に使用されているストレスコーンをそのま
ま使用している。一般にケーブルのストレスコーンに加
わる電界は、ケーブルの軸を中心にケーブルの半径方向
に向く電界である。従って、ケーブルを軸として絶縁テ
ープを巻き上げてストレスコーンを製造すれば、その境
界面はちょうど電界の方向に垂直となる。即ち、その境
界面は等電位面に平行になるため、電気的に十分な絶縁
特性を得る。しかしながら、そのような構成のストレス
コーンを盲栓に使用した場合、今度はその境界面が電界
の方向と平行になる。このような境界面は先に説明した
ように、ゴムを加圧し、加熱し、架橋して完全に一体化
すれば消滅する。しかし、実際には極めて微少な層状の
ボイドが残る。従って、このような境界面が電界に平行
な方向に存在すれば、高電界が加わった場合に絶縁破壊
を生じやすい。このことから、本発明の盲栓は、円板状
の絶縁体シートを積層することによって、その積層面を
等電位面と平行にすることができ、著しく電気特性を向
上させている。

【００２１】本発明は以上の実施例に限定されない。上
記実施例では、盲栓の高圧側遮蔽金具や低圧側遮蔽金具
に、断面がほぼ半球状の金属を用いるようにしたが、こ
の遮蔽金具の断面形状や数などは必ずしも上記の例に限
定されない。また、上記積層される絶縁体シートは断面
から見て全体的に均一な厚みの円板状のものとしたが、
例えば中心部より外周部がやや厚いものとしたり、必要
に応じて円板上でなく各種の形状のものとすることが可
能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明のブッシング盲栓と
その製造方法によれば、高圧側遮蔽金具と低圧側遮蔽金
具に挟まれたコーン部が、絶縁体シートを積層一体化し
て構成され、その絶縁体シートの積層面がコーン部に形
成される等電位面とほぼ平行になるようにされているの
で、テープを巻き上げたり、いわゆる押し出しにより成
型した場合に比べて、使用時の電気的特性が著しく向上
する。また、構造が簡単になるため、小型化され部品も
少なくなりそのコストダウンを図ることができる。さら
に、絶縁体シートを積層して加圧、加熱し一体化する製
造方法によれば、絶縁テープの巻き上げなどに比べて熟
練を必要とせず、比較的簡単に高い絶縁特性の盲栓を製
造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のブッシング盲栓を装着したブ
ッシングの主要部縦断面図、（ｂ）はその主要部端面図
である。

【図２】本発明のブッシング盲栓に使用される絶縁体シ
ート斜視図である。

【図３】本発明のブッシング盲栓の製造方法を示す絶縁
体シートの積層断面図である。

【図４】本発明のブッシング盲栓の製造方法に使用する
金型縦断面図である。

【図５】従来のケーブル用ブッシング縦断面図である。

【図６】従来の高圧用盲栓縦断面である。

【図７】図６の盲栓の電気特性解析図である。

【図８】図７の盲栓の電気力線状態図である。

【符号の説明】

１ ブッシング ２ 導体引出し棒 ５１ コーン部 ５２ 高圧側遮蔽金具 ５３ 低圧側遮蔽金具 ５５ スプリング ６０ 蓋 ７０ 等電位面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−215113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−136383（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−51718（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−131137（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−128039（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−67138（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02G 15/00 - 15/196

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーブル接続用ブッシングの空き端子に
   装着されるものであって、 当該空き端子内面に圧着されるコーン部と、 前記コーン部の高圧側に設けられた高圧側遮蔽金具と、 前記コーン部の低圧側に設けられ、前記高圧側遮蔽金具
   と前記コーン部を挟んで対向配置される低圧側遮弊金具
   とを備え、 前記コーン部は、絶縁体シートを積層一体化して成り、 前記絶縁体シートの積層面は、前記コーン部に形成され
   る等電位面とほぼ平行になるよう積層されていることを
   特徴とするブッシング盲栓。
2. 【請求項２】 ケーブル接続用ブッシングの空き端子に
   装着されるものであって、 当該空き端子内面に圧着されるコーン部を、高圧側遮蔽
   金具と低圧側遮蔽金具で挟み、 前記コーン部を、複数の絶縁体シートの積層面がコーン
   部に形成される等電位面とほぼ平行になるように積層
   し、加圧して一体化することを特徴とするブッシング盲
   栓の製造方法。