JP3963589B2

JP3963589B2 - 電力ケーブル接続部の製造方法

Info

Publication number: JP3963589B2
Application number: JP26334498A
Authority: JP
Inventors: 亨高橋; 利明馬淵; 淳鈴木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: JP2000092685A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力ケーブル接続部の製造方法に関し、更に詳しくは、プレハブジョイント（以下、ＰＪという）形式の電力ケーブル接続部の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電力ケーブルとしてＣＶケーブルが最も汎用されており、最近では２７５〜５００ＫＶクラスの超高圧にも適用されている。
この超高圧ＣＶケーブルの接続部には、押出モールドジョイント（ＥＭＪ）及びプレハブジョイント（以下、ＰＪという）が用いられており、ＰＪでは施工時間が短縮できることから使用量が増大してきている。
【０００３】
このＰＪ構造の電力ケーブル接続部としては、例えば、図３に示される電力ケーブル接続部が挙げられる。この電力ケーブル接続部Ｘは、図３に示すように、大きく分けて、ケーブル部１０、電界緩和のためのプレモールド絶縁体（プレモールドストレスコーン）を有するゴムモールド部２０、そして、エポキシユニット部３０の３つの構成部分からなっている。
【０００４】
このＰＪ構造の電力ケーブル接続部Ｘのエポキシユニット部（エポキシ注型品）３０の製造は、主剤となるエポキシ樹脂と硬化剤と充填剤などを混合した液状エポキシ樹脂組成物を内部電極４０がセットされている金型に注入して、硬化成型することにより行われる。また、電気特性を考慮して、硬化剤としては熱硬化型の酸無水物系硬化剤が使用され（硬化温度１２０℃程度）、充填剤としてはシリカ、アルミナ等が用いられている。
【０００５】
このようにエポキシユニット部３０を製造する場合、超高圧用ＰＪでは大容積のエポキシ注型品となるので下記(1)及び(2)の欠点が生じ、電気特性の低下要因となる課題がある。
(1) 液状エポキシ樹脂組成物の金型への注入（硬化温度１２０℃程度）は、エポキシの硬化が始まる時間（ポットライフ）以内に終了させる必要があるので、異物除去のためのスクリーンメッシュをあまり細かくできない。
(2) 大容積であるため、エポキシの硬化収縮による残留歪が大きくなる。
【０００６】
また、ＰＪ用エポキシユニット部(エポキシ注型品)３０では内部埋込電極４０の肩部（エッジ部）４０ａ，４０ａが、最大電界強度となるので、この部分を起点とする絶縁破壊が多く、上記(1)及び(2)に対する対策が望まれるいるのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題及び現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、電気特性の低下を生じることがない電気特性に優れた電力ケーブル接続部の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記従来の課題について鋭意検討した結果、ＰＪ形式の電力ケーブル接続部の製造方法におけるエポキシユニット部を特定の方法により２段階以上に分けて製造することにより、上記目的の電力ケーブル接続部の製造方法を得ることに成功し、本発明を解決するに至ったのである。
すなわち、本発明の電力ケーブル接続部の製造方法は、少なくともケーブル部とゴムモールド部とエポキシユニット部とを備えた電力ケーブル接続部の製造方法であって、上記エポキシユニット部は、少なくとも主剤、硬化剤及び充填剤を混合した液状エポキシ樹脂組成物を２００メッシュ以上のフィルターで濾過して内部埋込電極周辺を注型硬化し、次いで、残りの部分を２００メッシュ未満のフィルターで濾過した液状エポキシ樹脂組成物で注型硬化することにより製造することを特徴とする。
なお、本発明の電力ケーブル接続部の製造方法は、上述の如く、エポキシユニット部の製造に特徴を有するものであり、製造される電力ケーブル接続部はエポキシユニット部の構造を除き、通常のＰＪ形式の電力ケーブル接続部の基本構造等と何ら変わらないものとなるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
図１及び図２は、本発明における電力ケーブル接続部の製造方法の実施形態の一例を示すものである。なお、図１及び図２において、図３の従来の構成の電力ケーブル接続部Ｘと同一または対応する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００１０】
本実施形態のＰＪ形式の電力ケーブル接続部Ａを詳述すれば、図１に示すように、ケーブル部１０は、ケーブル導体１１に絶縁層１２、遮蔽層１３が順次形成され、ケーブル導体１１の先端には導体接続管１４が圧着されている。
上記ケーブル部１０には、ゴムモールド部２０が設けられている。ゴムモールド部２０は、電界緩和のためにケーブル部１０にプレモールド絶縁体（プレモールドストレスコーン）２１が挿着可能に嵌合され、このプレモールド絶縁体２１の一側には押し金具２２（他側には押しパイプ２３）が当接されると共に、その他端側にはプレモールド絶縁体２１が接続端方向へ移動するのを阻止するためのストッパ２４が設けられている。押し金具２２及び押しパイプ２３は圧縮金具２５にて支承されている。また、３０は、本発明方法により製造されるエポキシユニット部である。その他の部材は、通常のＰＪ形式の電力ケーブル接続部の基本構造等と何ら変わらないものであり、４１は外部電極、５０はユニット保護銅管、５１はアダプタ、５２はエポキシ絶縁筒、５３は中間フランジ、５４はケーブル保護具である。
【００１１】
このように構成される本発明の電力ケーブル接続部Ａは、上記エポキシユニット部３０を、少なくとも主剤、硬化剤及び充填剤を混合した液状エポキシ樹脂組成物を２００メッシュ（ＡＳＴＭ）以上、好ましくは、２００〜３５０メッシュのフィルターで濾過して内部埋込電極４０周辺を注型硬化し、次いで、残りの部分を２００メッシュ未満、好ましくは、８０〜１５０メッシュのフィルターで濾過した液状エポキシ樹脂組成物で注型硬化することにより製造されるものである。
具体的には、上記エポキシユニット部３０は、図２に示すように、内部埋込電極４０の周辺に設けた金型４６内に液状エポキシ樹脂組成物６０を２００メッシュ以上のフィルター４７で濾過により注入して注型硬化することにより内部エポキシ樹脂絶縁体３１を作製し、次いで、残りの部分を２００メッシュ未満のフィルターで濾過した液状エポキシ樹脂組成物で注型硬化することにより外部エポキシ樹脂絶縁体３２を作製して製造されるものである。
【００１２】
本発明方法は、エポキシユニット部３０における最大電界強度となる内部電極４０周辺のみを２００メッシュ以上のフィルターで濾過して、異物を除去した液状エポキシ樹脂組成物で注型後、残りの部分を２００メッシュ未満のフィルターで濾過した液状エポキシ樹脂組成物により注型する２段階注型（図１の３１、３２の２段階に分けての注型）となるものである。
２００メッシュ以上が適用される部分となる内部エポキシ樹脂絶縁体（エポキシ注型部）３１は、例えば、内部電極４０周辺の厚み１ｃｍ程度であり、この部分の容積は小さいのでフィルターのメッシュを２００メッシュ以上に強化しても、ポットライフ以内に注入が可能となり、しかも、作業性を低下させることなく製造できるものとなる。また、最大電界近傍（４０ａ，４０ａ）での異物サイズが小さいため、絶縁破壊特性は向上し、２段階に分けて注型されるので、絶縁厚方向への残留歪も軽減され、このことも、絶縁破壊特性の向上要因として働くものとなる。
従って、本発明方法により製造される電力ケーブル接続部Ａは、電気特性の低下を生じることがない電気特性に優れたものとなる。
なお、内部エポキシ樹脂絶縁体（エポキシ注型部）３１を２００メッシュ未満のフィルターで濾過して注型硬化したものでは、本発明の目的を達成することができないものとなる。
【００１３】
本発明方法に用いる液状エポキシ樹脂組成物としては、主剤となるエポキシ樹脂、硬化剤、充填剤を混合したものであれば、特に限定されるものではない。例えば、主剤となるエポキシ樹脂としては、エポキシ当量３５０〜４５０であるビスフェノール系エポキシ樹脂等が挙げられ、硬化剤としては、無水フタル酸、水素添加無水フタル酸等の酸無水物系硬化剤等が挙げられ、また、充填剤としてはシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、カオリン、金属粉末等が挙げられる。
【００１４】
更に、本発明における電力ケーブル接続部は、エポキシユニット部３０を上述の如く、所定メッシュのフィルターで２段階注型するものであれば、それ以外の構成は特に限定されるものではない。
更に、上述の如く、最初に液状エポキシ樹脂組成物を２００メッシュ以上のフィルターで濾過して内部埋込電極４０周辺を注型硬化するものであれば、必要に応じて、２００メッシュ以上で注型硬化する内部エポキシ樹脂絶縁体３１又は２００メッシュ未満で注型硬化する外部エポキシ樹脂絶縁体３２を更に２段階以上の多段階に分けて注型しても良い。
【００１５】
【実施例】
次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００１６】
〔実施例１及び比較例１〕
５００ＫＶクラスＰＪ用エポキシユニット部３０（エポキシ注型品）を含む電力ケーブル接続部（図１参照）を製造した。
内部埋込電極表面は、エポキシ系半導電材（カーボン系）で処理されており、エポキシ絶縁厚は５５ｍｍとした。
（液状エポキシ樹脂組成物の配合組成）
エポキシ樹脂：ビスフェノール系エポキシ樹脂１００重量部
（チバガイギー社製アラルダイトCT-200）
硬化剤：酸無水物系硬化剤３０重量部
（チバガイギー社製ハードナー HT-903）
充填剤：粒径１０〜２０μｍ以下の溶融シリカ２００重量部
エポキシ注入硬化温度は、１２０℃とした。
【００１７】
実施例１は、内部埋込電極４０から１ｃｍの厚さを２００メッシュのフィルターを通して注型硬化後、残りを８０メッシュのフィルターを通して注型硬化した（２段階注型硬化した）。
比較例１は、８０メッシュのフィルターで１段階注型硬化した。
【００１８】
上記エポキシユニット部３０を用いてＰＪを組み立て（図１参照）、５０ＫＶ／３０分ステップアップでＡＣ破壊試験を行なった結果を下記表１に示す。なお、破壊起点はいずれも、内部埋込電極エッジ付近である。ＡＣ破壊試験は、電極近傍の欠陥を評価するものであり、数値が高い程、電極近傍の欠陥が少ないことを示すものである。
【００１９】
【表１】

【００２０】
上記表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１は、本発明の範囲外となる比較例１に較べて、最大電界強度となる内部埋込電極周辺では、異物除去の水準が良く、さらに、２段階注型により、残留歪の影響も軽減されるので絶縁破壊特性が向上するものとなり、電気特性に優れた電力ケーブル接続部となることが判明した。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、エポキシユニット部における最大電界強度となる内部埋込電極周辺では、異物除去の水準が良く、さらに、２段階注型により、残留歪の影響も軽減されるので絶縁破壊特性が向上して電気特性の低下を生じることがない電気特性に優れた電力ケーブル接続部の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示すＰＪ形式の電力ケーブル接続部の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の要部を示すの部分縦断面図である。
【図３】従来のＰＪ形式の電力ケーブル接続部の縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ電力ケーブル接続部
１０ケーブル部
２０ゴムモールド部
３０エポキシユニット部
３１内部エポキシ樹脂絶縁体
３２外部エポキシ樹脂絶縁体
４０埋込型内部電極

Claims

少なくともケーブル部とゴムモールド部とエポキシユニット部とを備えた電力ケーブル接続部の製造方法であって、上記エポキシユニット部は、少なくとも主剤、硬化剤及び充填剤を混合した液状エポキシ樹脂組成物を２００メッシュ以上のフィルターで濾過して内部埋込電極周辺を注型硬化し、次いで、残りの部分を２００メッシュ未満のフィルターで濾過した液状エポキシ樹脂組成物で注型硬化することにより製造することを特徴とする電力ケーブル接続部の製造方法。