JP5398777B2 - 終端接続箱用押しパイプ及びこれを備える終端接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、電力機器と電力ケーブルの接続に用いられる終端接続箱用押しパイプ及びこれを備える終端接続箱に関する。

一般に、ＣＶ（架橋ポリエチレン絶縁）ケーブル等の電力ケーブルには、ケーブル導体を覆う絶縁体内の電界ストレスを緩和するため、絶縁体上に遮蔽層（外部半導電層）が設けられている。

このような電力ケーブルを、発電所や変電所などに配置されるＧＩＳ（Gas Insulated Swichgear：ガス絶縁開閉装置）等の電力機器に接続する場合、電力ケーブルの遮蔽層をただ単に取り除いて接続するだけでは、電力ケーブルの遮蔽層端部に電界ストレスが集中し、絶縁破壊を引き起こす虞がある。このため、電力機器と電力ケーブルとを接続する際には、電力機器に接続する電力ケーブルの遮蔽層端部に電界ストレスが集中しないように、例えば、特許文献１に示すプレハブ終端接続箱を用いることが知られている。

図１に、ＧＩＳ等のガス絶縁電力機器の外壁２に取り付けられた従来のプレハブ終端接続箱の一例を示す。ガス絶縁電力機器における外壁２内部のプレハブ終端接続箱１の周囲には、ＳＦ_６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁ガスが充填されている。

プレハブ終端接続箱１は、ガス絶縁電力機器の外壁２の内部に気密に取り付けられたエポキシ樹脂等の絶縁体からなる套管３を有する。この套管３は上の方がやや細い、テーパを有する概略円筒状をなしており、下方から電力ケーブル４が挿入されて接続されている。この套管３内部の上部には、高圧電極５が設けられており、この高圧電極５には、電力ケーブル４の導体４ａが電気的に接続されている。

高圧電極５の上端から導体引出棒７が上方に延出され、この導体引出棒７は、套管３の上部から露出して、図示しない遮断機等のガス絶縁電力機器本体に電気的に接続される。 電力ケーブル４の絶縁体と套管３との間には、ストレスコーン８が嵌挿されており、ストレスコーン８は、押圧圧縮装置１１の押しパイプ１１ａによって套管３を押圧して十分な絶縁特性が得られるようになっている。なお、套管３内には、ストレスコーン８の外周を取り囲むようにアース電極９が設けられている。

また、図２（ａ）に示すように、電力ケーブルに変流器１８０を取り付けることによって、電力ケーブル故障区間の発見を目的として終端接続箱内で絶縁破壊が生じて地絡したときの故障電流を検出する構成が知られている。図２に示す終端接続箱１Ａは、変流器１８０を備える点以外では、図１の終端接続箱１とほぼ同様の基本的構成となっている。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、終端接続箱１Ａは、シールドリング１２８、アダプタ１４、押圧圧縮装置１１を有する。

この変流器１８０は、終端接続箱１Ａを含むケーブル線路内で絶縁破壊が生じて地絡したときの故障電流を検出するためのものであり、終端接続箱１Ａに保護金具１３と接地線１８を介して接続されている。

故障電流は、電力ケーブル４に沿って端部(導体)４ａとは逆方向に流れ、保護金具１３、接地線１８を介して変流器１８０へと導かれ、変流器１８０によって検出される。また、押しパイプ１１ａの内面に、図２（ｂ）に示すように、銀塗料による導電層１１ｃが形成されているため、故障電流は、押しパイプ１１ａの導電層を介して保護金具１３に流れ、接地線１８を介して変流器１８０へと導かれる。これにより、終端接続箱１Ａ内での故障を発見できる。

特開２００２−１３５９５９号公報

図１及び図２に示す従来のプレハブ終端接続箱において、ストレスコーン８を押圧する押しパイプ１１ａは、一般的に、ＦＲＰ等の絶縁体からなる筒状の本体部分を有する。この押しパイプ１１ａにおける筒状の本体部分の内面に、図２（ｂ）では、銀塗料等の導電塗料材からなる導電層１１ｃが形成されているが、その導電層は十分な地絡電流容量が確保されていない。

このため、終端接続箱１Ａ内で絶縁破壊が生じて地絡したときの故障電流（「微地絡」、「破壊パス」で示す）は、電力ケーブルの遮蔽層と、押しパイプ１１ａ内面の導電層１１ｃから変流器１８０に至る経路を通らず、ストレスコーン８からＧＩＳの外壁２へ流れてしまい（「地絡電流経路」で示す）、地絡時の故障電流を変流器１８０で検出できないことがあった。このような事象が発生すると、電力ケーブル故障に対する初動対応の遅れにつながる虞があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、プレハブ終端接続箱内における地絡電流の経路を確保し、終端接続箱内の故障を確実に検知し、電力ケーブル故障区間の検出精度を向上させる終端接続箱用押しパイプ及びこれを備える終端接続箱を提供することを目的とする。

本発明の終端接続箱用押しパイプの一つの態様は、電力機器に電力ケーブルを接続するために設けられる終端接続箱内に設け、一端側で当接するストレスコーンを押圧する終端接続箱用押しパイプであって、筒状の絶縁層と、前記絶縁層の内面に、前記絶縁層の一端部から他端部に亘って配設され、前記絶縁層の一端部側で前記ストレスコーンに当接する導電部と、を有し、前記導電部は、前記絶縁層に外周を被覆された筒状体であり、前記導電部の一端部は、前記絶縁層の一端部側で前記絶縁層の外面に露出するとともに、前記導電部の一端部の内面には、一端側に向かって内径を拡径して、前記ストレスコーンに当接するテーパ面が形成され、前記導電部の他端部は、前記終端接続箱用押しパイプの他端部側に設けられる押し金具に接触するように前記絶縁層の他端部より軸方向に突出している構成を採る。
本発明の終端接続箱用押しパイプの一つの態様は、電力機器に電力ケーブルを接続するために設けられる終端接続箱内に設け、一端側で当接するストレスコーンを押圧する終端接続箱用押しパイプであって、筒状の絶縁層と、前記絶縁層の内面に、前記絶縁層の一端部から他端部に亘って配設され、前記絶縁層の一端部側で前記ストレスコーンに当接する導電部と、を有し、前記導電部の一端部は、前記絶縁層の一端部側で前記絶縁層の外面に露出するとともに、前記導電部の他端部は前記絶縁層の他端部より軸方向に突出し、前記導電部は、前記絶縁層の一端部に挿嵌し、内面にテーパ面が形成された筒状導電本体部と、前記筒状導電本体部に接合され、前記筒状導電本体部より他端部側に導出しているリード部と、を有する構成を採る。
本発明の終端接続箱用押しパイプの一つの態様は、電力機器に電力ケーブルを接続するために設けられる終端接続箱内に設け、一端側で当接するストレスコーンを押圧する終端接続箱用押しパイプであって、筒状の絶縁層と、前記絶縁層の内面に、前記絶縁層の一端部から他端部に亘って配設され、前記絶縁層の一端部側で前記ストレスコーンに当接する導電部と、を有し、前記導電部の一端部は、前記絶縁層の一端部側で前記絶縁層の外面に露出するとともに、前記導電部の他端部は前記絶縁層の他端部より軸方向に突出し、前記導電部は、導電性を有するテープ材であって、前記テープ材の両端部は、それぞれ、前記絶縁層の一端部と他端部とで外面側に折り返されて前記絶縁層の外面に露出される構成を採る。

本発明の終端接続箱の一つの態様は、電力機器の外壁に気密に取り付けられる套管と、前記套管の受容口に挿入される電力ケーブルの端部と、前記電力ケーブルの端部の外周面と前記受容口の内周面との間に配置され、絶縁ゴム部と半導電ゴム部からなるストレスコーンと、上記構成の終端接続箱用押しパイプの一端側を前記ストレスコーンに当接させて、前記ストレスコーンをケーブル軸方向に押圧する押圧圧縮装置と、を有し、前記押圧圧縮装置は、前記押しパイプの他端部において前記導電部の他端部に当接する押し金具を介して、前記押しパイプを、当該押しパイプの一端部側に押圧して、前記ストレスコーンを前記套管の内周面に密接させる構成を採る。

本発明によれば、プレハブ終端接続箱内における地絡電流の帰路を確保し、電力ケーブル故障区間の検出精度を向上させることができる。

従来の終端接続箱の構成を示す部分断面図 従来の終端接続箱の構成を示す部分断面図 本発明の実施の形態１に係る終端接続箱の全体構成を示す部分断面図 同終端接続箱における押圧圧縮装置を示す終端接続箱の部分断面図 同終端接続箱における押しパイプの説明に供する図 図３における押しパイプの先端部の構成を示す拡大断面図 本発明の実施の形態１に係る終端接続箱において発生した地絡電流の流れの一例を示す図 同終端接続箱における押しパイプの他端部の断面図 従来の押しパイプの他端部の断面図 本発明の実施の形態１に係る終端接続箱における押しパイプの他端部の変形例を示す断面図 実施の形態２に係る押しパイプを備える終端接続箱の全体構成を示す部分断面図 実施の形態２に係る押しパイプの説明に供する図 実施の形態３に係る押しパイプを備える終端接続箱の全体構成を示す部分断面図 実施の形態３に係る押しパイプの説明に供する図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図の説明において、終端接続箱の導体引出棒側を一端部（一端側）、電力ケーブル挿入側を他端部（他端側）とする。

本実施の形態に係る終端接続箱は、ここでは、電力ケーブルをＧＩＳに接続する際に、用いられるものであり、ガス中終端接続箱として説明するが、これに限らず、油中終端接続箱としてもよい。終端接続箱を油中終端接続箱とした場合、套管の外面には複数の襞部が設けられた構成となる。

（実施の形態１）
図３に示す終端接続箱１００は、電力機器、ここでは、ＧＩＳの外壁（ここでは底板）２に密閉して気密に取り付けられた套管１１０を備える。

套管１１０は、エポキシ樹脂等の筒状の絶縁体からなり、外壁２の内側に配置されるとともに、金属製のアダプタ１２１を介して外壁２に、外壁２の開口部２１を閉塞するように取り付けられている。なお、このアダプタ１２１は、開口部２１を挿通するように配置された筒状をなし、両端の開口部の外周にフランジ１２１ａ、１２１ｂが形成されている。套管１１０は、フランジ１２１ａに取り付けられ、フランジ１２１ｂには、絶縁筒１２３が取り付けられている。この絶縁筒１２３には、フランジ１６６を介して管状の保護金具１３０が固定されている。つまり、套管１１０は、アダプタ１２１、絶縁筒１２３、フランジ１６６を介して保護金具１３０が固着されており、套管１１０は、保護金具１３０にアダプタ１２１、絶縁筒１２３、フランジ１６６を介して連通している。

套管１１０において、一端側１１１の内部には筒状の高圧電極１２６が配設され、この高圧電極１２６には導体引出棒１２５が套管１１０の一端側から突出して設けられている。この導体引出棒１２５は、導体固定金具１２７等により固定されており、シールドリング１２８により被覆されている。

また、套管１１０の他端側１１３には、アダプタ１２１のフランジ１２１ａに固定する遮蔽金具１１５が埋設されるとともに、電力ケーブルの端部を受容する受容口１１４が形成されている。この受容口１１４には、外壁２の開口部２１を介して、電力機器の外部から電力ケーブル１４０が挿入されている。

電力ケーブル１４０の端部は段剥ぎされており、一端側からケーブル導体１４１、ケーブル絶縁体１４３、ケーブル遮蔽層（ケーブル外部半導電層）１４５の順で露出している。

電力ケーブル１４０は、套管１１０内で套管１１０の軸心上に配置され、その一端側で露出するケーブル導体１４１は、高圧電極１２６の内側で導体引出棒１２５に連結されている。これにより電力ケーブル１４０は、導体引出棒１２５に電気的に接続されている。

套管１１０内において、段剥ぎにより露出されたケーブル絶縁体１４３上には、プレモールド絶縁体であるストレスコーン１５０が嵌挿されている。このストレスコーン１５０は、絶縁ゴム部１５２と半導電ゴム部１５４からなり、ストレスコーン１５０の一端部１５０ａ側の外周面１５０ｃは、套管１１０の内周面１１０ａと密接している。

また、ストレスコーン１５０の他端部１５０ｂは、半導電ゴム部１５４によってテーパ状に形成されている。このテーパ状の他端部１５０ｂが押圧圧縮装置１６０の終端接続箱用押しパイプ（以下、「押しパイプ」と称す）１７０を介してケーブル軸方向に押圧される。

図３及び図４に示すように、押圧圧縮装置１６０は、押しパイプ１７０と、押し金具１６２と、ガイドシャフト１６３と、スプリング１６４と、スプリング１６４を支持する座金板１６５とを有する。押圧圧縮装置１６０は、押しパイプ１７０を介してケーブル軸方向にストレスコーン１５０をスプリング力で押圧して、ストレスコーン１５０の外周面１５０ｃと套管１１０の内周面１１０ａ及びストレスコーン１５０の内周面とケーブル絶縁体１４３の外周面を密接させ、絶縁特性を得る。

押しパイプ１７０は、套管１１０内に挿入されている。具体的には、押しパイプ１７０は、アダプタ１２１、絶縁筒１２３及びフランジ１６６に挿通した状態で、套管１１０の受容口１１４内に挿入されている。

押しパイプ１７０の一端部１７０ａは、ストレスコーン１５０の他端部１５０ｂの形状に対応して形成され、当該他端部１５０ｂに当接されるテーパ面１７１を有する。また、この押しパイプ１７０の他端部１７０ｂには、押し金具１６２が嵌合されている。押しパイプ１７０は、押し金具１６２により保持される。この押しパイプ１７０についての詳細は後述する。

押し金具１６２は、筒状の金具本体１６２ａと、金具本体１６２ａの他端部の外周面から放射方向に突出した金具フランジ１６２ｂが設けられている。

金具本体１６２ａの外径は、押しパイプ１７０の内径よりも径が小さく、金具本体１６２ａに押しパイプ１７０の他端部１７０ｂが外装される。また、金具フランジ１６２ｂの外径は、押しパイプ１７０の内径よりも大きい。このため、押し金具１６２は、押しパイプ１７０の他端部１７０ｂにおける開口部の内周縁部に、金具本体１６２ａの外面を対向させた状態で、金具フランジ１６２ｂによって、他端部１７０ｂにおける開口端面を、電力ケーブル１４０の軸方向に押圧する。

押し金具１６２の他端面１６２ｃ、具体的には、金具フランジ１６２ｂの他端面１６２ｃには、ガイドシャフト１６３が、電力ケーブル１４０の軸と平行に、同一円上に等間隔で複数固定されている。

ガイドシャフト１６３には、スプリング（圧縮コイルスプリング）１６４と、ドーナッツ状（環状平板）の座金板１６５とが挿通されている。スプリング１６４は、押し金具１６２と座金板１６５との間に設けられている。

座金板１６５には、絶縁筒１２３の他端側の開口縁部に固定されたフランジ１６６から、電力ケーブル１４０の中心軸に平行で、且つ同一円上に等間隔で突出する複数の植込みボルト１６８が挿通されている。

すなわち、これら植込みボルト１６８は、ガイドシャフト１６３に挿通された座金板１６５に挿通されており、その植込みボルト１６８の他端側にはナット１６９が螺合されている。なお、押し金具１６２、ガイドシャフト１６３、スプリング１６４、座金板１６５、植込みボルト１６８、フランジ１６６、ナット１６９は、それぞれ金属製であり、互いに導通している。

この構成により、押圧圧縮装置１６０は、ナット１６９を回転させることによって、座金板１６５が電力ケーブル１４０の軸方向に移動する。これにより、スプリング１６４の付勢力によって押しパイプ１７０をケーブルの軸方向に押圧し、ストレスコーン１５０を套管１１０の内面及びケーブル絶縁体１４３の外周面に押し付ける。このように、ストレスコーン１５０と套管１１０及び絶縁体１４３との接触面の面圧を調整することによって、接触部分の絶縁特性を確保する。この面圧を適切に維持することよって、例えば、ストレスコーン１５０と套管１１０との間におけるコロナ放電の発生を防止する。コロナ放電の発生は、最悪の場合、絶縁破壊を引き起こす虞がある。

なお、図３に示すように、金属製のフランジ１６６には、金属製の筒状の保護金具１３０が、導通した状態で固定されている。この保護金具１３０は、外面に設けられた端子座１３２に接続された接地線１８２により計測用変流器（以下「変流器」という）１８０を介して接地されている。

これら押圧圧縮装置１６０には、平編みメッキ銅線やケーブル遮蔽ワイヤー等（図では平編みメッキ銅線１８４）を介して電力ケーブル１４０のケーブル遮蔽層１４５が接続されている。なお、ケーブル遮蔽層１４５が銅テープにより形成されている場合、銅テープに平編みメッキ銅線１８４の一端をハンダづけして、平編みメッキ銅線１８４の他端を、圧着端子を介して押圧圧縮装置１６０（ガイドシャフト１６３の先端）に接続する。また、ケーブル遮蔽層１４５がワイヤーストランドである場合、ワイヤーストランドを圧着端子で束ねて押圧圧縮装置１６０に接続する。

よって、押圧圧縮装置１６０は、電力ケーブル１４０のケーブル遮蔽層１４５とともにフランジ１６６を介して保護金具１３０に導通している。

これにより、押圧圧縮装置１６０は、電力ケーブル１４０のケーブル遮蔽層１４５とともに保護金具１３０を介して接地されている。

変流器１８０は、故障電流（地絡電流）を検出する検出器であって、電力ケーブル１４０及び接地線１８２の途中に配設されている。ここでは、変流器１８０は、電力ケーブル１４０の外面に配置された環状をなし、その内側に電力ケーブル１４０及び接地線１８２が挿通されている。変流器１８０では、所定の地絡電流容量（所定の電流値及び通電時間）以上の電流が流れると、故障電流として検出する。

すなわち、変流器１８０は、終端接続箱１００内の絶縁が保たれた正常時では作動しないが、終端接続箱１００内で絶縁破壊が生じ、挿通した接地線１８２に故障電流が流れると、その電流を検出して、図示しない継電器や継電装置等の電流計測システムの機器に異常信号を送信する。これにより終端接続箱内での故障が検出可能となるため、故障区間の判定が可能となるとともに、終端接続箱１００に接続された主回路の遮断が行なわれる。

変流器１８０は、所定の地絡電流容量を超えた場合に作動する。このため、終端接続箱１００内で絶縁破壊が生じて地絡したとき、故障電流が、例えば図２（ａ）の地絡電流経路で示すように、変流器１８０側に故障電流が誘導されず、所定の地絡電流容量を超える電流が流れなければ、変流器１８０は動作しない構成となっている。

図５に示す押しパイプ１７０は、１/４を切り欠いて部分断面で示している。図５に示す押しパイプ１７０は、押しパイプ１７０の内周面を形成する金属層（導電部）１７２と、金属層１７２の外周面を被覆するエポキシ樹脂製の絶縁層１７４とにより構成されている。金属層１７２は、絶縁層１７４の内面に、絶縁層１７４の一端部から他端部１７４ｂに亘って配設されている。

金属層１７２は、導電性を有する筒状体である。金属層１７２の材質としては、エポキシ材と線膨張係数の近い材料が好ましい。例えば、金属層１７２をアルミにより形成することが好適である。

また、絶縁層１７４は、ここではエポキシ樹脂により形成しているが、ＥＰゴム
（Ethylene Propylene MethyleneLinkage）、シリコーンゴム（silicone rubber）、ポリアセタール（polyacetal）又はＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）等のように絶縁性を有するものであればどのような材料で形成してもよい。

押しパイプ１７０では、押しパイプ１７０の一端部１７０ａを形成する金属層１７２の一端部１７２ａの内面には、内径から外径に向かって拡径するテーパ面１７１が形成されている。すなわち、筒状体である金属層１７２の一端部１７２ａでは、一端側に向かって内径が拡径することでテーパ面１７１が形成されている。

図６に示すように、このテーパ面１７１は、ストレスコーン１５０の他端部である半導電ゴム部１５４におけるテーパ状の他端部１５０ｂと密接する。

また、金属層１７２の一端部１７２ａ（図５参照）の外面は、押しパイプ１７０の一端側先端で、套管１１０の内周面と対向するように、外周面に露出している。つまり、押しパイプ１７０の一端側の先端部分は、金属層１７２が、絶縁層１７４の先端部よりも延出され、且つ、套管１１０の内周面側に露出する外面露出部１７６を有する。

これにより、図７のＤ１、Ｄ２に示すように、ケーブル絶縁体１４３またはストレスコーン１５０の欠陥、あるいはストレスコーン１５０の外周面１５０ｃと套管１１０の内周面１１０ａとの接触不良等により、絶縁破壊が発生した場合でも、押しパイプ１７０の外面露出部１７６から押しパイプ１７０の内面側に地絡電流を確実に流すことができる。すなわち、押しパイプ１７０は、套管１１０またはストレスコーン１５０側からの地絡電流を矢印Ｃ方向に誘導できる。なお、図７では、説明の便宜上、各構成要素の断面を示すハッチングは省略している。

押しパイプ１７０の外周面において、金属層１７２が露出している部分が多い程、故障電流を確実に誘導できる。なお、終端接続箱１００では、雷放電による雷インパルス電圧で閃絡（破壊）しないよう、各規定電圧が定められている。金属層１７２の露出長さ、つまり外面露出部１７６の軸方向の長さは、各規定電圧を満足して閃絡強度を確保するよう設定することになる。具体的には、外面露出部１７６の軸方向の長さは、外面露出部１７６に連続する絶縁層１７４の外面部分Ｂが雷インパルス電圧で閃絡しないように設定される。

なお、故障電流は、ある一点で地絡し、押しパイプ１７０の金属層１７２に流れる。よって、押しパイプ１７０では、金属層１７２のどの部位を流れても確実に誘導させるために、金属層１７２の最小厚さ部位においても所定の地絡電流容量を流せる経路を確保する必要がある。金属層１７２の必要な厚みは、使用する材質に応じて下記（１）式より算出し、算出した厚さ以上とすることで、変流器１８０が動作できる地絡電流容量を確保している。

図５及び図６に示すように、押しパイプ１７０の他端部１７０ｂでは、金属層１７２が絶縁層１７４より軸方向他端側に向かって長くなるように構成されている。すなわち、金属層１７２の他端部１７２ｂは、絶縁層１７４の他端部１７４ｂより軸方向に突出している。ここでは、金属層１７２の他端部１７２ｂは、絶縁層１７４の内面側から外面側に向かって径方向に延出し、絶縁層１７４の他端部１７４ｂを覆う形状をなしている。つまり、図３から図６に示すように、金属層１７２の他端部１７２ｂは、断面Ｌ字形状をなしており、押しパイプ１７０の他端面１７７を形成している。

これにより、押しパイプ１７０が押し金具１６２により一端側（図５に示すＡ方向）に押圧される際に、金属層１７２は、押し金具１６２に確実に接触する（図３、図４、図６参照）。

押しパイプ１７０を備える終端接続箱１００では、図３、図４及び図６に示すように押しパイプ１７０の外周面と套管１１０の内周面の間には隙間が形成されるとともに、押しパイプ１７０の内周面と電力ケーブル１４０の外周面との間にも隙間が形成される。

本実施の形態では、押しパイプ１７０の他端部１７０ｂは、絶縁層１７４の他端部１７４ｂの端面を覆っている金属層１７２の他端部１７２ｂにより形成されている。このため、図８に示すように、押し金具１６２を介して圧縮力を受けた押しパイプ１７０が傾いて押しパイプ１７０の他端部１７０ｂと押し金具１６２の間に隙間が生じる場合でも、確実に金属層１７２が押し金具１６２と接触し、故障電流が流れる際の経路を確保できる。

また、押しパイプ１７０において金属層１７２を覆うエポキシ材等により成形される絶縁層１７４が押し金具１６２に直接触れることがない。

よって、図９に示す従来の押しパイプ１１ａと異なり、押しパイプ１１ａが傾いて、絶縁体（Ｘ部分）に押し金具１６２が接触し、この接触によって絶縁体が押圧集中で割れ、欠け、破損が発生する虞がない。

このように終端接続箱１００では、所謂、プレハブ式の終端接続箱内において、押しパイプ１７０の内周部分を金属層１７２で形成している。この金属層１７２は、押しパイプ１７０においてストレスコーン１５０に当接する一端部１７０ａの外周で露出する構成（外面露出部１７６）となっている。

また、押しパイプ１７０の他端部１７０ｂでは、金属層１７２は、当該金属層１７２を被覆する絶縁層１７４よりも、突出した構成（ここでは断面Ｌ字状として絶縁層１７４の他端面を覆った構成）となっている。

この構成によって、例えば、ケーブル絶縁体１４３またはストレスコーン１５０の欠陥、あるいはストレスコーン１５０の外周面１５０ｃと套管１１０の内周面との接触不良により、絶縁破壊が生じて地絡電流が流れた際（図７参照）に、確実に押しパイプ１７０内周面の金属層１７２に故障電流を流して金属層１７２により形成された他端部１７０ｂに出力する。

他端部１７０ｂに出力された故障電流は、図３に示すように、押し金具１６２、ガイドシャフト１６３、スプリング１６４、座金板１６５、植込みボルト１６８、フランジ１６６、ナット１６９、保護金具１３０、接地線１８２を介して、変流器１８０まで確実に誘導できる。これにより、故障電流を、終端接続箱１００が固定される電力機器の外壁（具体的には、ＧＩＳの底板など）２に流れることなく、押しパイプ１７０を含む押圧圧縮装置１６０を介して、変流器１８０まで確実に故障電流を誘導する。これにより、変流器１８０は、当該変流器１８０で検出するのに十分な地絡電流容量を確保できる。

このように本実施の形態によれば、プレハブ式である終端接続箱１００内における地絡電流の経路を確保し、変流器１８０で故障電流を検出することによって、電力ケーブル故障区間の検出精度を向上させることができる。

なお、この押しパイプ１７０の一端部１７０ａの外周面として露出する金属層の軸方向の長さ、つまり、外面露出部１７６におけるケーブル軸方向の長さは、３〜５ｍｍであることが好ましい。

また、押しパイプ１７０の他端部１７０ｂでは、金属層１７２を断面Ｌ字状に構成し、絶縁層１７４の他端面を覆う構成としたが、図１０に示すように、単に金属層１７２の他端部１７２ｂを絶縁層１７４の他端部１７４ｂより軸方向に突出させた構成としてもよい。図１０では、金属層１７２において、絶縁層１７４より突出した部位の端面が押しパイプ１７０の他端面１７７を形成している。

この構成により、押し金具１６２を介して圧縮力を受けた押しパイプ１７０が傾いて押しパイプ１７０の他端部１７０ｂと押し金具１６２の間に隙間が生じる場合でも、押し金具１６２に、絶縁層１７４は接触しない。すなわち、絶縁層１７４の他端部１７４ｂより突出した金属層１７２の他端部１７２ｂが押し金具１６２に当接した状態となる。これにより、金属層１７２が押し金具１６２と確実に接触し、故障電流が流れる際の経路、つまり、地絡電流の経路を確保できる。

（実施の形態２）
図１１は、実施の形態２に係る押しパイプを適用した終端接続箱２００の要部構成を示す図である。なお、図１１の終端接続箱２００は、図３に示す実施の形態１に対応する終端接続箱１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、図１２は、実施の形態２に係る押しパイプ２７０を示す。図１２（ａ）は実施の形態２に係る押しパイプの断面図、図１２（ｂ）は、同押しパイプにおいて金属層（導電部）となるアタッチメントの部分断面図、図１２（ｃ）は、同押しパイプにおいて絶縁層となる押しパイプ本体の部分断面図である。

図１１に示す終端接続箱２００において、押しパイプ２７０は、套管１１０、アダプタ１２１、絶縁筒１２３、フランジ１６６をそれぞれ挿通して、ストレスコーン１５０を電力ケーブル１４０の軸方向の一端側に押圧するように配置される。なお、図示しないがフランジ１６６には保護金具が取り付けられ、その内部には押圧圧縮装置１６０が配置される。

押しパイプ２７０（図１２（ａ）参照）は、ＦＲＰ製の押しパイプ本体（絶縁層）２７２（図１２（ｃ）参照）の一端側に、金属層（導電部）としてアタッチメント（ここでは金属アタッチメント）２７４（図１２（ｂ）参照）を挿嵌して取り付けることで形成されている。

図１２に示すように、アタッチメント２７４は、押しパイプ本体２７２の一端側の開口部に内嵌されている。アタッチメント２７４は、押しパイプ本体２７２の内面に、押しパイプ本体２７２の一端部から他端部に亘って配設されている。具体的には、アタッチメント２７４は、ストレスコーン１５０（図１１参照）の他端部に当接するテーパ面２７６ａを有する漏斗状の筒状導電本体部２７６と、筒状導電本体部２７６から他端部側に導出されたリード線（リード部）２７７と、リード線２７７の他端側先端に取り付けられた圧着接続端子２７８とを有する。筒状導電本体部２７６は金属等の導電材で形成されている。

リード線２７７は、ここでは、平編メッキ銅線として図示しているが、これに限らず導電材からなるものであればどのように形成されてもよい。また、ここではリード線２７７は一本であるが、先端に圧着接続端子２７８が接続されたリード線２７７を、筒状導電本体部２７６に複数接合した構成としてもよい。

リード線２７７は一端部で筒状導電本体部２７６に接合され、他端部２７７ａは、アタッチメント２７４が押しパイプ本体２７２に固定された際に、絶縁層である押しパイプ本体２７２の他端部より軸方向に突出している。すなわち、リード線２７７の他端部が、押しパイプ本体２７２の他端部から外方に導出されている。

この押しパイプ２７０を備える終端接続箱２００では、圧着接続端子２７８は、保護金具１３０（図３参照）に通電可能に接続される。ここでは、図１１に示すように、アタッチメント２７４の圧着接続端子２７８は、保護金具１３０と導通する植込みボルト１６８の端部に、ナット１６９を介して螺着されている。これにより、アタッチメント２７４は、図３に示す保護金具１３０、保護金具１３０の端子座１３２に接続される接地線１８２を介して変流器１８０に導通した状態で接続される。

よって、図１１に示す実施の形態２に係る終端接続箱２００は、終端接続箱１００と同様の作用効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図１３は、実施の形態３に係る押しパイプを適用した終端接続箱３００の要部構成を示す図である。なお、図１３の終端接続箱３００は、図３に示す実施の形態１に対応する終端接続箱１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、図１４は、実施の形態３に係る押しパイプ３７０を示す。

図１３に示すように、終端接続箱３００において、套管１１０、アダプタ１２１、絶縁筒１２３をそれぞれ挿通して、ストレスコーン１５０をケーブルの軸方向の一端側に押圧するように押しパイプ３７０が配設されている。

この押しパイプ３７０は、図１４に示すように、一端側の開口部の内径が、一端側に向かって拡径してなるテーパ面３７１を有するＦＲＰ製の押しパイプ本体３７２と、押しパイプ本体３７２の内周面に金属層（導電部）として貼着される導電テープ（テープ材）３７４と、を有する。

押しパイプ本体３７２のテーパ面３７１は、図１３に示すように押圧するストレスコーン１５０におけるテーパ状の他端部１５０ｂの形状に対応して形成されている。

押しパイプ３７０では、押しパイプ本体３７２の内面に導電テープ３７４が、押しパイプ本体３７２の一端部３７２ａと他端部３７２ｂとに亘って貼着されている。導電テープ３７４は、押しパイプ本体３７２の先端部３７２ａにおいて外周面に露出するように内周面側から外周面側に折り曲げて貼着されている。これにより、押しパイプ３７０の一端側の開口縁部に設けられる外面露出部３７６が形成される。

また、押しパイプ本体３７２の他端部３７２ｂでは、導電テープ３７４は、内周面側から外周面側に折り曲げて貼着されている。これにより、導電テープ３７４は、押しパイプ３７０の他端部において絶縁層である押しパイプ本体３７２の他端部３７２ｂより突出した状態となる。さらに、導電テープ３７４の他端部が押しパイプ本体３７２の他端部に折り曲げて貼着されることで、押しパイプ３７０の他端面３７７を形成している。

導電テープ３７４は、押しパイプ本体３７２の内面に、押しパイプ本体の軸と平行に、等間隔を空けてそれぞれ同様に複数貼着されている。

このため、図１３に示すように、終端接続箱３００では、導電テープ３７４により形成された他端面３７７が押し金具１６２に常時接触した状態となり、その接触状態が保持される。複数の導電テープ３７４より他端面３７７を形成することによって、押し金具１６２は導電テープ３７４に接触し易くなる。

これにより、押しパイプ３７０を介して終端接続箱３００内からの故障電流を、変流器１８０に流すことができる。

このように実施の形態３に係る終端接続箱３００によれば、終端接続箱１００と同様の作用効果を得ることができる。

＜実施例＞
押しパイプ１７０として、金属層１７２をアルミ材（Ａ５０５６）で形成し、金属層１７２を被覆する絶縁層１７４をエポキシ樹脂により形成した。また、変流器１８０を動作させる地絡電流容量を４００Ａ、０．５秒とし、この地絡電流容量を用いて上記（１）式より金属層１７２の最小厚さを設定した。具体的には、上記（１）式の算出結果（１．６ｍｍ以上）をもとに、金属層１７２の厚さを５ｍｍとした。また、図７に示す金属層１７２の一端である外面露出部１７６は、４ｍｍほどの露出とし、沿面距離（図７示す絶縁層１７４の部位Ｂ）を十分に確保している。

このように構成した押しパイプ１７０を用いて７７ｋＶＣＶケーブル用終端接続箱を作製し、破壊を模擬した地絡試験を実施した。このときの地絡電流として４００Ａの電流を終端接続箱１００内の絶縁部分（ストレスコーン１５０等）に印加して、通電時間０．５秒の条件で行った。この結果、押しパイプ１７０の金属層１７２を介して、地絡電流４００Ａを通電時間中全て流すことができ、変流器１８０が動作し、地絡電流容量を確保することができた。

＜比較例＞
金属層がアルミである本実施の形態の押しパイプ１７０に替えて、ＦＲＰ製の筒状本体部の内面に銀塗料を塗布した従来の押しパイプの両端部にリードケーブルで接続して閉回路を作り、実施例と同条件の電流を流した。このときの銀塗料に形成される塗布層は、上記（１）式で算出した厚さよりも薄い。この実験の結果、押しパイプの塗布層は１５０Ａ程度で溶けて遮断され、押しパイプを介して変流器に４００Ａの電流を全て流すことができなかった。なお、銀塗料による塗布層を（１）式で算出した厚さ以上に形成した場合、銀塗料の塗布、乾燥を複数回繰り返して所定の厚さにする必要がある。従い、作業が煩雑となり、コストアップにもつながってしまう。さらに、複数回の塗布することで塗りむらによる導電抵抗の不均一や塗料のはがれの問題も懸念される。

以上、押しパイプ１７０を用いた本実施の形態に係る終端接続箱１００の構成によって、所定の電流値、通電時間で電流を流すことができ、変流器１８０を動作させるための地絡電流容量を確保することができた。

本発明に係る終端接続箱用押しパイプ及び終端接続箱は、プレハブ終端接続箱内における地絡電流の径路を確保し、電力ケーブル故障区間の検出精度を向上させることができる効果を有し、油中終端接続箱又はガス中終端接続箱として有用である。

１００、２００、３００ 終端接続箱
１１０ 套管
１１０ａ 内周面
１１４ 受容口
１２１ アダプタ
１２３ 絶縁筒
１２５ 導体引出棒
１２６ 高圧電極
１３０ 保護金具
１３２ 端子座
１４０ 電力ケーブル
１４１ ケーブル導体
１４３ ケーブル絶縁体
１４５ 遮蔽層
１５０ ストレスコーン
１５０ａ 一端部
１５０ｂ 他端部
１５０ｃ 外周面
１５２ 絶縁ゴム部
１５４ 半導電ゴム部
１６０ 押圧圧縮装置
１６２ 押し金具
１６２ａ 金具本体
１６２ｂ 金具フランジ
１６２ｃ 他端面
１６３ ガイドシャフト
１６４ スプリング
１６５ 座金板
１６６ フランジ
１６８ 植込みボルト
１６９ ナット
１７０、２７０、３７０ 押しパイプ
１７０ａ、１７２ａ、３７２ａ 一端部
１７０ｂ、１７２ｂ、１７４ｂ、３７２ｂ 他端部
１７１、２７６ａ、３７１ テーパ面
１７２ 金属層（導電部）
１７４ 絶縁層
１７６、３７６ 外面露出部
１７７、３７７ 他端面
１８０ 変流器
１８２ 接地線
１８４ 平編みメッキ銅線
２７２、３７２ 押しパイプ本体
２７４ アタッチメント（導電部）
２７６ 筒状導電本体部
２７７ リード線（リード部）
２７８ 圧着接続端子
３７４ 導電テープ（導電部）

Claims (7)

1. 電力機器に電力ケーブルを接続するために設けられる終端接続箱内に設け、一端側で当接するストレスコーンを押圧する終端接続箱用押しパイプであって、
   筒状の絶縁層と、
   前記絶縁層の内面に、前記絶縁層の一端部から他端部に亘って配設され、前記絶縁層の一端部側で前記ストレスコーンに当接する導電部と、
   を有し、
   前記導電部は、前記絶縁層に外周を被覆された筒状体であり、
   前記導電部の一端部は、前記絶縁層の一端部側で前記絶縁層の外面に露出するとともに、
   前記導電部の一端部の内面には、一端側に向かって内径を拡径して、前記ストレスコーンに当接するテーパ面が形成され、
   前記導電部の他端部は、前記終端接続箱用押しパイプの他端部側に設けられる押し金具に接触するように前記絶縁層の他端部より軸方向に突出している、
   終端接続箱用押しパイプ。
2. 前記導電部の他端部は、前記絶縁層の内面側から外面側に径方向に延出され、前記絶縁層の他端面を覆っている、
   請求項１記載の終端接続箱用押しパイプ。
3. 電力機器の外壁に気密に取り付けられる套管と、
   前記套管の受容口に挿入される電力ケーブルの端部と、
   前記電力ケーブルの端部の外周面と前記受容口の内周面との間に配置され、絶縁ゴム部と半導電ゴム部からなるストレスコーンと、
   請求項１または２に記載の終端接続箱用押しパイプの一端側を前記ストレスコーンに当接させて、前記ストレスコーンをケーブル軸方向に押圧する押圧圧縮装置と、
   を有し、
   前記押圧圧縮装置は、前記押しパイプの他端部において前記導電部の他端部に当接する押し金具を介して、前記押しパイプを、当該押しパイプの一端部側に押圧して、前記ストレスコーンを前記套管の内周面に密接させる、
   終端接続箱。
4. 電力機器に電力ケーブルを接続するために設けられる終端接続箱内に設け、一端側で当接するストレスコーンを押圧する終端接続箱用押しパイプであって、
   筒状の絶縁層と、
   前記絶縁層の内面に、前記絶縁層の一端部から他端部に亘って配設され、前記絶縁層の一端部側で前記ストレスコーンに当接する導電部と、
   を有し、
   前記導電部の一端部は、前記絶縁層の一端部側で前記絶縁層の外面に露出するとともに、前記導電部の他端部は前記絶縁層の他端部より軸方向に突出し、
   前記導電部は、前記絶縁層の一端部に挿嵌し、内面にテーパ面が形成された筒状導電本体部と、
   前記筒状導電本体部に接合され、前記筒状導電本体部より他端部側に導出しているリード部と、
   を有する、
   終端接続箱用押しパイプ。
5. 電力機器に電力ケーブルを接続するために設けられる終端接続箱内に設け、一端側で当接するストレスコーンを押圧する終端接続箱用押しパイプであって、
   筒状の絶縁層と、
   前記絶縁層の内面に、前記絶縁層の一端部から他端部に亘って配設され、前記絶縁層の一端部側で前記ストレスコーンに当接する導電部と、
   を有し、
   前記導電部の一端部は、前記絶縁層の一端部側で前記絶縁層の外面に露出するとともに、前記導電部の他端部は前記絶縁層の他端部より軸方向に突出し、
   前記導電部は、導電性を有するテープ材であって、
   前記テープ材の両端部は、それぞれ、前記絶縁層の一端部と他端部とで外面側に折り返されて前記絶縁層の外面に露出される、
   終端接続箱用押しパイプ。
6. 前記テープ材は、前記絶縁層の内周面に、押しパイプの軸方向に沿って、複数配設されている、
   請求項５記載の終端接続箱用押しパイプ。
7. 電力機器の外壁に気密に取り付けられる套管と、
   前記套管の受容口に挿入される電力ケーブルの端部と、
   前記電力ケーブルの端部の外周面と前記受容口の内周面との間に配置され、絶縁ゴム部と半導電ゴム部からなるストレスコーンと、
   請求項４〜６のいずれか一項に記載の終端接続箱用押しパイプの一端側を前記ストレスコーンに当接させて、前記ストレスコーンをケーブル軸方向に押圧する押圧圧縮装置と、 を有し、
   前記押圧圧縮装置は、前記押しパイプの他端部において前記導電部の他端部に当接する押し金具を介して、前記押しパイプを、当該押しパイプの一端部側に押圧して、前記ストレスコーンを前記套管の内周面に密接させる、
   終端接続箱。

Images