JP4482902B2

JP4482902B2 - ケーブルの分岐接続部

Info

Publication number: JP4482902B2
Application number: JP2000119305A
Authority: JP
Inventors: 秀樹斎藤; 秀樹北川
Original assignee: Sumiden Transmission and Distribution Systems Products Corp
Current assignee: Sumiden Transmission and Distribution Systems Products Corp
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JP2001309540A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルの分岐接続部と、この接続部に用いる導体接続管並びに保護カバーに関するものである。特に、防水性と耐火性を兼ね備えた分岐接続部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブルにおける従来の分岐接続部としては、T型やY型のものが知られている。いずれの接続部も、幹線と分岐線の各導体を接続する導体接続管が用いられる。T型の分岐接続部は、幹線同士を接続する水平部の中間に、分岐線を接続する垂直部が一体化された導体接続管を用いる。また、Y型の分岐接続部は、一方の幹線が接続される直線部の端部にU型部が一体化された導体接続管を用いる。U型部の一端には他方の幹線が、U型部の他端には分岐線が接続される。
【０００３】
また、防水構造としては、導体接続管の上に間隔をあけて保護ケースを装着し、導体接続管と保護ケースとの間にエポキシやウレタンなどの樹脂を充填している。その際、保護ケースは半割れ構造のものを導体接続管の両側から被せており、一体化されずに継ぎ目のある状態とされていた。その他、テープ巻きや熱収縮チューブによる被覆も行われている。
【０００４】
そして、耐火ケーブル用途としては、各構造の分岐接続部を防爆ボックス内に収納している。さらに、導体接続管にマイカテープなどの耐火テープを巻き付けて耐火性を持たせる場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の分岐接続部には次のような問題があった。
(1)防水性と耐火性を兼備することが難しい。
従来の耐火ケーブル用の分岐接続部にさらに防水性を持たせようとすれば、防爆ボックス内の接続部にテープ巻きや熱収縮チューブの被覆を施すことが考えられる。しかし、防爆ボックスを用いることなく耐火規定条件(840℃で30分間)を満たす分岐接続部が構成できた方が望ましいことは言うまでもない。
【０００６】
そこで、仮に分割式の保護ケース内に樹脂の代わりに耐火材料を充填するとしても、継ぎ目のある保護ケース内に十分に耐火材料を充填することは難しく、現場の作業者がこの充填作業を行うのは実質上不可能である。また、平常時は保護ケースが閉じられた状態であっても、火災時の熱により分岐接続部が膨張すれば保護ケースは容易に分割されてしまうことが考えられる。その場合、耐火性も防水性も維持することができない。
【０００７】
(2)広い作業スペースを必要とする。
▲１▼T型分岐接続部では垂直部が長く、垂直方向に大きな作業スペースが必要になる。垂直部の長さは500mm程度あり、垂直部に接続されたケーブルは、屈曲して水平方向に引き出されるため、垂直方向のスペースはケーブルの取り回しに必要な曲げ半径も考慮しなければならない。ケーブルの曲げ半径は、通常ケーブル外径の10倍が求められているため、外径50mmのケーブルでは垂直部の先端からさらに500mm程度の距離が必要となる。すなわち、ケーブル接続部の収納に高さが1000mm以上の空間が必要となる。
【０００８】
▲２▼Y型分岐接続部では、幹線の位置ずれに伴うケーブルの屈曲により、垂直方向だけでなく水平方向にも広いスペースが必要となる。マンホール内における作業スペースの側壁には、接続する幹線の各挿入孔が対向して設けられている。一方、Y型分岐接続部では、一方の幹線と他方の幹線とが高さ方向にずれているため、挿入孔から引き出された一方の幹線は段階状に屈曲して接続部に接続される。この段階状の屈曲に伴って水平方向にも広いスペースが必要になる。
【０００９】
(3)マイカテープ巻きや樹脂充填などの作業が煩雑である。
耐火用のマイカテープはSi系のガラス質を主成分としているため、伸縮性がほとんどなく、T型やY型の導体接続管に巻き付けにくい。マイカテープは厚さが一般に0.15〜0.85mmのテープであるため、耐火規定条件(840℃で30分間)を満たす厚さ(通常は３mm程度)にするには何回か巻き付けなければならない。0.15mm位の薄いものであれば、巻き易くはなるが巻付け回数を多くしなければならず、手間がかかる。0.85mm位の厚いものであれば、巻付け回数は少なくて済むが巻き付けにくく、テープが割れる恐れもある。また、保護カバー内への樹脂の充填も作業者にとって極めて面倒な作業である。
【００１０】
(4)分岐接続部の性能が作業者のスキルに左右される。
マイカテープの巻き付けや保護カバー内への樹脂充填は、全て現場で作業者により行われている。そのため、作業者のスキルにより分岐接続部の防水性や耐火性が左右されて安定しないと言う問題がある。
【００１１】
従って、本発明の主目的は、高い防水性を具え、かつ温度変化に伴う膨張収縮を確実に吸収できるケーブルの分岐接続部を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、設置スペースを小さくできる分岐接続部を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導体接続管の形状を特定すると共に、保護カバーと導体接続管との間に緩衝層を形成することで上記の目的を達成する。
【００１３】
すなわち、本発明は、突き合せた幹線と分岐線の各導体を接続する導体接続管と、導体接続管の外周に形成されて同接続管の膨張収縮を吸収する緩衝層と、緩衝層の外周を覆う一体の保護カバーとを具える分岐接続部である。そして、この導体接続管は、幹線の導体を接続する水平部と、水平部からほぼ直交する方向に突出する垂直部と、一端が垂直部に連続し、他端が分岐線の導体に接続されて、水平部に対して25〜35°の傾斜を有する傾斜部とを具えることを特徴とする。また、本発明は上記導体接続管自体ならびに導体接続管に対応した形状の保護カバーも特徴とする。以下、本発明を各構成毎に説明する。
【００１４】
（緩衝層）
緩衝層は粉粒体で構成されることが望ましい。粉粒体であれば各粉粒が流動することにより導体接続管の膨張収縮を吸収することができる。特に、耐熱性にも優れた粉粒体が好適である。これにより、緩衝層に耐火層としての機能を兼備させることができる。粉粒体としては無機系材料が好適で、酸化物、炭化物、炭窒化物、硼化物などの粉粒体が利用できる。より具体的には、タルク、クレー、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、酸化亜鉛などが挙げられる。もちろん、アルミナ、ムライト、スピネル、ジルコニア等の耐火材の粉粒体でも良い。また、緩衝層に用いる材質は線膨張係数が小さい材料が好ましい。特に、保護カバーの線膨張係数よりも小さい材料とすることで、膨張により保護カバーが割れることを抑制しやすい。
【００１５】
緩衝層にタルクなどの粉粒体を用いた場合、火災により保護カバーが焼失すれば粉粒体は脱落するため、粉粒体に耐火層としての機能を持たせることはできない。そのような場合、緩衝層には石膏が望ましい。石膏（硫酸カルシウム）は固化させることが容易であり、線膨張係数も小さく、かつ耐熱性に優れるため、緩衝層兼耐火層として好適である。石膏以外の被覆材としては、ロックウール系耐火材あるいはセラミック系耐火材の他、セメント系の水練り耐火材、例えばポルトランドセメント、軽量骨材、グラスファイバー、顔料、粘度調整剤等を混合した材料が挙げられ、これら材料を吹き付けることで利用できる。
【００１６】
さらに、石膏とタルクを複合して用いることもできる。内層側に石膏の固化層を設け、その上にタルクを配することが挙げられる。逆に、タルクを内層側に配し、その上に石膏を固化してもよい。タルクを内層側とする場合、水分を透過しないフィルムなどにタルクを袋詰めし、袋詰めしたタルクを導体接続管の外周に巻き付けてから保護カバーを被せ、保護カバーとタルク層との間に石膏を充填することが考えられる。
【００１７】
なお、緩衝層は導体接続管の直上に設けられる場合のほか、導体接続管の上に何らかの介在層を形成し、この介在層の上に緩衝層を形成する場合のいずれでも構わない。後者の場合、介在層の機能は特に限定されない。
【００１８】
（保護カバー）
保護カバーは、後述する導体接続管に対応した形状で、分割できない一体構造とする。すなわち、半割れ構造の保護カバーを導体接続管の両側からはめ込み、継ぎ目を溶接して分割できない構造とする。これにより、保護カバー内部に水が侵入することを確実に防止できる。
【００１９】
緩衝層に粉粒体を用いる場合、保護カバーには粉粒体の充填孔を設けておけば便利である。すなわち、保護カバーで導体接続管の外周を取り囲み、充填孔から粉粒体を充填する。
【００２０】
保護カバーの材質としては、プラスチック類が好適である。特に、耐熱性に優れるプラスチックが望ましい。
【００２１】
保護カバーの作製方法としては、射出成形やプレス成形が挙げられる。射出成形によれば、複雑形状で寸法精度の高い保護カバーを作製できるが、金型に多額の費用がかかるため、経済的でない場合が多い。プレス成形では安価に成形できるが、特に垂直部から傾斜部にかけての屈曲個所の成形が難しい。プレス成形は平板を雄型と雌型との間でプレスして成形を行う方法と、またはどちらか一方の型を使用する方法とがある。その際、垂直部と傾斜部とのなす角度が90°近くになると、屈曲個所の内側が収縮される程度や、外側が伸ばされる程度が顕著になる。その結果、プレス後に元の状態に復帰しようとする度合いも各製品間でばらつきが大きくなり、半割れの保護カバーを合わせてもズレが生じて適合しないことがある。そこで、水平部に対する傾斜部の角度（垂直部と傾斜部とのなす角度）を限定することで、寸法精度に優れた保護カバーのプレス成形を可能にしている。
【００２２】
なお、水平部から垂直部への移行個所はほぼ90°の角度である。しかし、L型ではなくT型であるため、垂直部から傾斜部にかけての屈曲個所のようにプレス時に伸ばされる曲げの外側が存在せず、寸法精度に優れた保護カバーのプレス成形が可能である。屈曲個所の内側はプレス時に収縮するが、収縮程度の顕著な個所はバリ部分に集中しており、切除するため比較的問題とならない。これに対して、屈曲個所の外側は、伸長程度の顕著な個所も製品の一部となるため、寸法精度に及ぼす影響が大きいからである。従って、水平部から垂直部への移行個所はできるだけ緩やかな湾曲面で構成することが望ましい。
【００２３】
（耐火被覆層）
導体接続管の直上には耐火被覆層を具えることが望ましい。前述したように、緩衝層に耐火層としての機能を持たせることも可能であるが、粉粒体では耐火層としての機能を保持することが困難なため、導体接続管の直上に耐火被覆層を形成しておけば耐火性を確実にできる。この耐火被覆層は、継ぎ目のない連続した被覆であることが望ましい。
【００２４】
耐火被覆層の被覆個所は、導体接続管のうちケーブル導体との接続のために圧縮または圧着される部分を除く全ての範囲とする。圧縮または圧着部に耐火被覆を形成しても圧縮または圧着時の変形により耐火被覆が剥離するからである。
【００２５】
（形状）
導体接続管の形状は、幹線の導体同士を接続する水平部と、水平部からほぼ直交する方向に突出する垂直部と、一端が垂直部に連続し、他端が分岐線の導体に接続されて、水平部に対して25〜35°の傾斜を有する傾斜部とを具える構成とする。
【００２６】
垂直部を設けることで、水平部に直接傾斜部を設けた場合に比べて、水平部や傾斜部へのテープ巻き作業が行いやすくなる。従って、垂直部の長さは、水平部や傾斜部へのテープ巻きが行いやすい長さとすれば良い。ただし、長くしすぎると垂直方向に接続部の設置スペースが大きくなるため、テープ巻きの作業性を損なわない範囲で極力短くする。また、傾斜部を設けることで、接続部の垂直方向のスペースを節約することができる。水平部に対する傾斜部の角度が35°よりも大きければ垂直方向のスペースを節約する効果が小さい。逆に、この角度が25°未満では水平部と傾斜部とが接近し、テープ巻き作業が行いにくくなる。その上、傾斜部と垂直部のなす角度が90°に近づき、保護カバーのプレス成形が難しくなる。特に好ましい傾斜角度は30°である。
【００２７】
また、水平部の両端に幹線ケーブルの導体を接続できるため、両幹線の高さ位置がずれることもない。そのため、作業スペース内で、一方の幹線を段階状に曲げることなく側壁の挿入孔に幹線を差し込むことができる。
【００２８】
（工場での品質管理）
上述のように、耐火被覆層の形成や緩衝層の形成を全て工場内で品質管理してから出荷することで、現場では各ケーブル導体と導体接続管との圧縮や圧縮個所へのテープ巻き作業を行うだけで分岐接続部を組み立てることができる。すなわち、耐火被覆層は工場での品質統一が可能なため、耐火性能のばらつきを極力小さく抑えることができる。特に、分岐部分では伸縮性の乏しいマイカテープを巻きつけることが困難であるが、その作業が不要となり、現場における接続部の形成作業性を格段に改善することができる。また、緩衝層材料の充填や半割れの保護カバーを組み合わせる作業も工場で品質管理して行うことができるため、保護カバーの継ぎ目を確実に水密構造にでき、現場作業者のスキルにより防水性が左右されることも回避できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
図１は耐火ケーブル用の本発明分岐接続部の断面図、図２は図１の部分拡大図である。この接続部は、導体接続管10の端部にケーブル導体21,22,23を圧縮接続し、この導体接続管10の外周に耐火性と防水性とを維持する被覆を形成したものである。耐火性は主に導体接続管10の直上に設けた耐火被覆層30で維持し、防水性は導体接続管10を覆う保護カバー40により維持している。そして、保護カバー40内に充填したタルク（緩衝層50）も副次的な耐火層としての機能を有している。
【００３０】
導体接続管10は、幹線の導体21,22同士を接続する水平部11と、水平部11からほぼ直交する方向に突出する垂直部12と、一端が垂直部12に連続し、他端が分岐線の導体23に接続されて、水平部11に対して30°の傾斜を有する傾斜部13とを具える銅鋳物である。本例では、水平部11の長さ：670mm、外径：53mm、水平部11の中心から垂直部末端までの距離：約95mm、水平部の中心から傾斜部末端までの垂直距離：約260mmとした。なお、この接続管10は、最も導体サイズの大きいケーブルに対応した電流容量が確保できる断面サイズとしておき、圧縮により導体21,22,23と接続される端部のみをケーブルの導体サイズに応じた大きさに形成する。
【００３１】
この導体接続管10の直上には耐火被覆層30が形成されている（図２参照）。耐火被覆層30としては、アルミナを主成分としたものなどが利用できる。耐火被覆層30の形成方法には溶射が挙げられる。
【００３２】
耐火被覆層30の上に絶縁層となるゴムモールド層32を形成する。本例では、エチレンプロピレンゴムを用いた。このゴムモールド層32も水平部11の両端部と傾斜部13の端部には形成していない。さらに、ゴムモールド層32の各端部から耐火被覆層30が露出している。
【００３３】
次に、接地接続線34をゴムモールド層32上に巻き付ける。接地接続線34は銅線を編組した帯状体で、分岐した導体接続管10の外周に巻き付けやすいよう、T型に構成されている。この接地接続線34を巻き付けた後、その外周を絶縁テープ36で巻いて接地接続線34を固定する。この接地接続線34は導体接続管10の各端部側に引き出される。
【００３４】
次に、保護カバー40を被せる。保護カバー40は導体接続管10の外形に対応した形状で、２つの分割片を導体接続管外周の両側から組み合わせることで、導体接続管10の外周を覆う構成となっている。保護カバー40の分割片における端部には、接地接続線の固定に用いた絶縁テープ36との間を埋めて保護カバー内部を水密状態に保持できるように半割れのパイプ38を溶接にて取り付けている。本例では、保護カバー40は耐熱ポリ塩化ビニルを用いてプレス成形により作製した。また、半割れのパイプ38も耐熱ポリ塩化ビニルを用いている。そして、保護カバー40の分割片の継ぎ目を溶接して完全に一体化する。これにより、保護カバー40の内部への浸水は完全に防止できる。
【００３５】
また、保護カバー40の各端部には、緩衝層50となるタルクの充填孔（図示せず）が形成されている。この充填孔からタルクを充填する。タルクを充填すると、充填孔をふさぐ。以上の工程を全て工場内で品質管理して実施しておき、この状態で出荷する。
【００３６】
一方、導体接続管10の各端部に接続されるケーブルは次の構造となっている。すなわち、中心から順に導体21,22,23、耐火層60、内部半導電層、絶縁層62、外部半導電層64、遮蔽層66、ケーブルシース68を具えている。導体接続管10と接続する際には、端部を段剥ぎしておき、導体21,22,23を導体接続管10の端部に挿入して圧縮接続する。
【００３７】
導体21,22,23や圧縮部の段差を絶縁テープ70巻きで埋め、ケーブルの耐火層60と、導体接続管10の耐火被覆層30とをつなぐようにマイカテープ72を巻き付ける。次に、ケーブル絶縁層62から導体接続管のゴムモールド層32にかけて絶縁テープ74を巻き付ける。この絶縁テープ74巻きの上に半導電性融着テープ76を巻き付け、さらにその上に接地接続線34を巻き付けて、接地接続線34をケーブルの遮蔽層66と接続する。
【００３８】
そして、ケーブルシース68の端部から保護カバー40の端部にかけて絶縁テープ78巻きを行い、この絶縁テープ78巻きの上に熱収縮チューブ80を被覆する。熱収縮チューブ80の両端部は防水テープ82巻きを施し、さらにこの防水テープ82巻きと熱収縮チューブ80の外周を粘着ビニルテープ84で覆って接続部の組立てを完了する。
【００３９】
このような接続部とすれば、接続部の垂直方向に必要な距離は、約500mm程度となり、従来のT型分岐構造に比べて各段に省スペースが実現できている。
【００４０】
また、保護ケースは継ぎ目が完全に塞がれて一体化しているため、内部への水の侵入を確実に防ぐことができる。そして、保護カバー内には緩衝層となるタルクが充填されているため、接続部の膨張を吸収して、保護カバーが割れることを抑制している。
【００４１】
さらに、現場での作業は、導体の圧縮接続やテープ巻きなどだけで良く、耐火性および防水性に関わる耐火被覆層や保護カバーの形成は全て工場内で品質管理されているため、作業者のスキルによって接続部の信頼性が左右されることもない。
【００４２】
そして、垂直部と傾斜部とを設け、傾斜部の角度を最適化することで、絶縁テープなどのテープ巻き作業も容易に行うことができる。
【００４３】
（実施例２）
上記の分岐接続部は耐火ケーブル用であったが、通常のCVケーブルにも本発明接続部を用いることができる。その分岐接続部の断面図を図３に示す。この接続部が図１，２の接続部と異なる点は、ケーブルが耐火層を持たないことと、導体接続管の直上に耐火被覆層を持たないことだけである。そのため、ケーブルとの接続手順はマイカテープ72の巻き付けを除いてほぼ図１，２の接続部と同様である。
【００４４】
ここで、保護カバー内のタルクの代わりに石膏を流し込んで固めても良い。その場合、石膏層自体が緩衝層として機能すると共に耐火層としても機能することになる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明分岐接続部によれば、高い防水性と耐火性とを保持することができる。特に、防爆ボックスを用いなくても840℃で30分間の耐火規定条件をクリアすると共に、通電時や火災時の熱膨張を吸収して確実に防水性と耐火性とを維持する。また、分岐接続部の設置スペースが小さくて済むため非常に便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐火ケーブル用の本発明分岐接続部の断面図である。
【図２】図１の断面図の部分拡大図である。
【図３】 CVケーブル用の本発明分岐接続部の断面図である。
【符号の説明】
10 導体接続管
11 水平部
12 垂直部
13 傾斜部
21、22、23 ケーブル導体
30 耐火被覆層
32 ゴムモールド層
34 接地接続線
36 絶縁テープ
38 パイプ
40 保護カバー
50 緩衝層
60 耐火層
62 絶縁層
64 外部半導電層
66 遮蔽層
68 ケーブルシース
70 絶縁テープ
72 マイカテープ
74 絶縁テープ
76 半導電性融着テープ
78 絶縁テープ
80 熱収縮チューブ
82 防水テープ
84 粘着ビニルテープ

Claims

突き合せた幹線と分岐線の各導体を接続する導体接続管と、
導体接続管の外周に形成されて同接続管の膨張収縮を吸収する緩衝層と、
緩衝層の外周を覆う分割片が溶接により一体化された保護カバーとを具え、
前記導体接続管は、
幹線の導体同士を接続する水平部と、
水平部からほぼ直交する方向に突出する垂直部と、
一端が垂直部に連続し、他端が分岐線の導体に接続されて、水平部に対して25〜35°の傾斜を有する傾斜部とが一体化されており、
前記緩衝層には、タルクからなる粉粒体を用い、
前記保護カバーには、前記粉粒体を充填するための充填孔が設けられていることを特徴とするケーブルの分岐接続部。
緩衝層に石膏と前記粉粒体とを複合して用いることを特徴とする請求項1に記載のケーブルの分岐接続部。
導体接続管の直上に溶射により形成した耐火被覆層を具えることを特徴とする請求項1又は2に記載のケーブルの分岐接続部。
緩衝層は、保護カバーの線膨張係数よりも小さい材料により構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のケーブルの分岐接続部。