JP5653630B2 - 電気ケーブル終端接続部 - Google Patents

Description

本発明は、碍管内にゲル状絶縁体が充填された電気ケーブル終端接続部に関する。

従来より、電気ケーブル終端接続部としては、碍管内に絶縁充填物として油が充填された油浸式の終端接続部が知られている。この方式であると油漏れが生じた場合に周囲の環境を汚染するおそれがあることから、近年においては、完全乾式の終端接続部が開発されている。
完全乾式の終端接続部には、例えば油の代わりに絶縁性樹脂であるシリコーンゲルなどのゲル状絶縁体を碍管内に充填する終端接続部が知られている（例えば特許文献１参照）。ゲル状絶縁体の原料（以下「ゲル原料」という）は液状であるが、これが固まってゲルになると流動性を失う。このようなゲル状絶縁体を充填した終端接続部によれば、前記のような環境汚染のおそれを回避できる。
前記方式が適用された終端接続部では、ゲル状絶縁体中に気泡が発生するのを防止するため、ゲル原料を碍管内に注入する際に、例えば図９に示すような専用の注入装置３００（例えば非特許文献１参照）を用いている。この注入装置３００は、スタティックミキサー３０１とポンプ３０２とを有している。ゲル原料である主剤Ａと硬化剤Ｂとをポンプ３０２を介してスタティックミキサー３０１まで供給し、スタティックミキサー３０１で撹拌した後に、碍管４００の下部から、混合したゲル原料を注入することにより、ゲル原料に空気が混入してしまうことを防止している。

ところで、例えば特許文献１に記載の終端接続部では、ゲル原料に空気が混入することを防止するために注入時にどうしても高価な注入装置が必要であり、組立コストが増加する一因となっていた。そこで本発明者らは、専用の注入装置を用いず、簡易な手法でゲル状絶縁体中の気泡を抑制できる方法を鋭意検討した結果、ゲル原料を加圧しながら固化させれば、ゲル状絶縁体中に気泡が残るのを抑制できることを見出した。

実開平６−８０３３８号公報 Jicable’03A6.4."New dry outdoor terminations for HV extruded cables"

ところで、電気ケーブルの所定位置には絶縁用のゴムブロックが装着されているが、上述したように硬化前のゲル原料を加圧すると、その圧力によってゴムブロックが所定位置からずれてしまうことが懸念される。ゴムブロックの位置ズレは、絶縁性能に悪影響を及ぼし、絶縁耐力の低下や絶縁破壊を誘発してしまうおそれがある。
このため、本発明の課題は、硬化前のゲルを加圧する際においても、ゴムブロックの位置ズレを抑制することのできる電気ケーブル終端接続部を提供することである。

以上の課題を解決するため、本発明の電気ケーブル終端接続部の一態様は、
碍管と、
端部が前記碍管内に挿入された電気ケーブルと、
前記電気ケーブルに装着されたゴムブロックと、
前記碍管内に充填されたゲル状絶縁体と、を備える電気ケーブル終端接続部において、
前記碍管内には、前記ゴムブロックが前記電気ケーブルに対して移動しないように当該ゴムブロックを固定する固定手段が設けられ、
前記固定手段は、前記電気ケーブルの周囲を囲む筒状の本体部を有し、
前記本体部の上端は、前記ゴムブロックに埋め込まれないように当該ゴムブロックの下端に当接していることを特徴とする。

本発明によれば、電気ケーブルに対して移動しないようにゴムブロックを固定する固定手段が碍管内に設けられているので、ゲル状絶縁体の原料であるゲル原料を、電気ケーブル終端接続部の碍管内に注入してから、碍管内に充填した硬化前のゲル原料を加圧したとしてもゴムブロックは電気ケーブルに対して移動しないことになる。したがって、加圧によりゴムブロックが位置ズレしてしまうことを抑制することができる。

また、前記碍管の下側開口を塞ぐ下部金具を備え、
前記本体部は、上端に環状部を有し、
前記本体部の下端は前記下部金具に載置され、
前記本体部の上端の環状部は、前記ゴムブロックのスカート状に広がる下部の奥に当接して、前記ゴムブロックを下から支えていることが好ましい。

このように、筒状の本体部によってゴムブロックが支持されているので、ゴムブロックと本体部との当接面積を全周にわたって確保することができ、加圧時にゴムブロックが傾くのを防止することができる。

本発明によれば、ゲル原料を加圧して固化する際に、ゴムブロックの位置がずれるのを抑制することができる。

本実施形態に係る電気ケーブル終端接続部の概略構成を示す断面図である。 図１の電気ケーブル終端接続部に備わる固定手段の概略構成を示す斜視図である。 図１中符号Ｃで示す円の部分を示す拡大図である。 本実施形態の電気ケーブル終端接続部の組立方法の一工程を示す説明図である。 本実施形態の電気ケーブル終端接続部の組立方法の一工程を示す説明図である。 本実施形態の電気ケーブル終端接続部の組立方法の一工程を示す説明図である。 本実施形態の電気ケーブル終端接続部の変形例を示す断面図である。 図７の電気ケーブル終端接続部に備わる固定手段の概略構成を示す斜視図である。 従来用いられていた専用の注入装置の一例を示す説明図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施形態１）
まず、電気ケーブル終端接続部１について説明する。図１は、本実施形態に係る電気ケーブル終端接続部１の概略構成を示す断面図である。この図１において、２はゴム又はプラスチックで絶縁された電気ケーブルである。このケーブルは段剥ぎされており、外部半導電層３、絶縁層４、導体５が順次露出されている。６は外部半導電層３から絶縁層４にかけて電気ケーブル２の外周に装着された常温収縮ゴムブロックである。７は導体５に圧縮接続された導体引出棒、８は碍管、９は碍管８の上側開口を塞ぐ上部金具、１０は碍管８の下側開口を塞ぐ下部金具、１１は下部金具１０に取り付けたケーブル保護金具、１２ａは碍管８内に充填されたゲル状絶縁体、１３は碍管８からゲル原料の流出を阻止するゲル止め部である。２０は、ゴムブロック６が電気ケーブル２に対して移動しないように当該ゴムブロック６を固定する固定手段である。

ゴムブロック６は、電界緩和用の半導電ゴム部６１と絶縁ゴム部６２とから一体的に構成され、電気ケーブル２により拡径されていることによる収縮力でケーブルコア外周面に密着している。
半導電ゴム部６１は略円筒形状であり、その下端部は外径が下方に向けて狭まるようなテーパ状となっている。絶縁ゴム部６２は、略円筒形状であり、半導電ゴム部６１の上部に重なっている。ここで、半導電ゴム部６１及び絶縁ゴム部６２の外周は互いに面一となっていて、碍管８の内周よりも小さく設定されている。これにより、電気ケーブル２に装着されて碍管８内に収容されたゴムブロック６は、碍管８の内周面からは所定の間隔を空けることになる。

碍管８は、例えばＦＲＰから形成された筒体に対してシリコーンゴム等のゴムを被覆することにより多数のヒダが形成されている。

ゲル状絶縁体１２ａは、ゲル原料１２である液状の主剤と硬化剤とを撹拌して碍管８内に注入した後、硬化させることで、碍管８内に充填されている。市販のゲル原料１２としては、例えば、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製のＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＲＴ６０１や、東レ・ダウコーニング株式会社製のＤＹ３５−７００Ａ／Ｂ等のシリコーンゲルがある。ゲル原料１２としては、第一工業製薬株式会社製のＥＦ２４３や、日立化成工業株式会社製のＫＵ７００８等のウレタンゴムを用いることも可能である。
また、検討中のゲル原料１２として、付加反応タイプのシリコーンゴムの原料とシリコーンオイルとを混合したものがある。この場合、混合比率は、シリコーンゴムが１で、シリコーンオイルが９であることが好ましい。

図２は固定手段２０の概略構成を示す斜視図であり、図３は図１中符号Ｃで示す円の部分を示す拡大図である。この図２，３に示すように、固定手段２０は、電気ケーブル２の周囲を囲む筒状の本体部２１と、本体部２１の下端から外側に向けて延出する台座部２２とを備える。
本体部２１の下端及び台座部２２は、碍管８の下部金具１０に載置されている。本体部２１の上端は、ゴムブロック６における半導電ゴム部６１の下端部に当接している。ここで、本体部２１の上端面２１１は、半導電ゴム部６１の下端部の傾斜した周面に沿うように、上方に向かって広がるテーパ面となっている。
台座部２２は、貫通孔２２１を有しており、この貫通孔２２１は、下部金具１０に形成されたネジ孔１０１に連通している。貫通孔２２１を介してネジ４０をネジ孔１０１に螺合することで、固定手段２０を碍管８内に固定している。

次に、本実施形態の電気ケーブル終端接続部１の組立方法について説明する。
まず、電気ケーブル２の終端を段削りして導体５を露出させ、その導体５に対して導体引出棒７を圧縮等により接続する。次いで、電気ケーブル２に対して下部金具１０を取り付ける。下部金具１０の取付後には、図４に示すように固定手段２０を下部金具１０に固定してから、ゴムブロック６を電気ケーブル２の所定位置（ケーブルコア）に取り付ける。この際、固定手段２０の上端面２１１と、ゴムブロック６の下端部とが当接することで、固定手段２０がゴムブロック６を下方から支持することになり、電気ケーブル２に対するゴムブロック６の移動を規制する。
その後、碍管８内に電気ケーブル２を挿入し、碍管８に下部金具１０を取り付ける。この取付後においては、下部金具１０のケーブル保護金具１１と、電気ケーブル２との間に防食処理を施しつつ、ゲル止め部１３を形成する。

そして、図５に示すように、ハンドミキサー等により主剤と硬化剤が撹拌されたゲル原料１２を碍管８の上方から注入する。ゲル原料１２がゴムブロック６近傍まで満たされるまでは、ゲル原料１２が落下した勢いによってゴムブロック６に対して下方向に力が付勢する。しかしながら、ゴムブロック６は固定手段２０によって下方から支持されているので、ゲル原料１２の落下による位置ズレが抑制される。
その後、ゲル原料１２を所定位置まで注入したら、図１に示すように碍管８に上部金具９を取り付け、碍管８の内部空間を密閉する。

そして、当該ゲル原料１２を加圧しつつ固化する。加圧時における状態を図６に示す。図６に示すように上部金具９には碍管８の内部空間と外部とを連通する連通口９１が形成されていて、この連通口９１に加圧用の気圧調整装置を取り付ける。ここでは気圧調整装置として圧縮気体を貯留したボンベ２００を例示する。ボンベ２００に貯留される気体としては、例えば窒素や、空気、六弗化硫黄ガス等が好ましい。なお、気圧調整装置としては、ボンベ以外にもポンプやコンプレッサー等を用いることが可能である。

次いで、ボンベ２００を連通口９１に接続した後には、ボンベ２００から気体を碍管８の内部空間に供給する。これにより碍管８の内部空間の気圧を高めて、ゲル原料１２を加圧する。この際、内部空間の気圧は、ゲル原料１２に対する圧力が０．３ｋｇ／ｃｍ^２〜１．５ｋｇ／ｃｍ^２となるように設定されていることが好ましい。そして、加圧したままの状態で、ゲル原料１２が硬化する所定時間が経過するまで待機し、経過後においてはボンベ２００を取り外す。これにより電気ケーブル終端接続部１の組み立てが完了する。

以上のように、本実施形態によれば、ゲル原料１２の加圧時には、ゴムブロック６は固定手段２０によって下から支持され固定されて電気ケーブル２に対して移動しないことになるので、加圧によってゴムブロック６が位置ズレしてしまうことを抑制することができる。

また、筒状の本体部２１によってゴムブロック６が支持されているので、ゴムブロック６と本体部２１との当接面積を全周にわたって確保することができ、加圧による圧力を分散させることができる。

（実施形態２）
実施形態１では、碍管８の内周から所定間隔開けて配置されたゴムブロック６を固定手段２０で支持する場合を例示したが、碍管８の内周に密着するゴムブロックであっても固定手段で固定することは可能である。以下、具体的に図７を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態１と同一の部分においては同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示す電気ケーブル終端接続部１Ａは、碍管８の内周に密着するゴムブロック６ａを備えている。このゴムブロック６ａの半導電ゴム部６１ａは略円筒形状であり、その上部が上方に向けて広がっている。絶縁ゴム部６２ａは、半導電ゴム部６１ａの上部を覆うとともに、下部がスカート状に広がりその周縁部が碍管８の内周に一回り密着する形状となっている。このため、ゲル原料１２は絶縁ゴム部６２ａにのみ接触している。

また、下部金具１０ａの上面には、固定手段２０ａの位置決めをする凹部１０５ａが周方向に沿って形成されている。
そして、図８に示す固定手段２０ａは、凹部１０５ａ内に載置される筒状の本体部２１ａと、本体部２１ａの上端部でその全周にわたって一体化された環状部２３ａとを有する。環状部２３の縦断面形状は略円形状となっている。これにより、環状部２３ａの上面も円弧状となるので、当該上端面に接するゴムブロック６ａを傷付けることを抑制している。
この環状部２３ａは、ゴムブロック６ａの絶縁ゴム部６２ａのスカート状に広がる下部の奥に当接して、ゴムブロック６ａを下から支えている。

上記実施形態では、ゲル原料に圧力をかける手段として圧縮空気を用いた例を示したが、ゲル原料の上部に重い板等を置いて圧力をかけるなど他の加圧手段も利用できる。

１ 電気ケーブル終端接続部
２ 電気ケーブル
３ 外部半導電層
４ 絶縁層
５ 導体
６ ゴムブロック
７ 導体引出棒
８ 碍管
９ 上部金具
１０ 下部金具
１１ ケーブル保護金具
１２ ゲル原料
１２ａ ゲル状絶縁体
１３ ゲル止め部
２０ 固定手段
２１ 本体部
２２ 台座部
６１ 半導電ゴム部
６２ 絶縁ゴム部
９１ 連通口
２００ ボンベ（気圧調整装置）
２１１ 上端面

Claims (2)

1. 碍管と、
   端部が前記碍管内に挿入された電気ケーブルと、
   前記電気ケーブルに装着されたゴムブロックと、
   前記碍管内に充填されたゲル状絶縁体と、を備える電気ケーブル終端接続部において、
   前記碍管内には、前記ゴムブロックが前記電気ケーブルに対して移動しないように当該ゴムブロックを固定する固定手段が設けられ、
   前記固定手段は、前記電気ケーブルの周囲を囲む筒状の本体部を有し、
   前記本体部の上端は、前記ゴムブロックに埋め込まれないように当該ゴムブロックの下端に当接していることを特徴とする電気ケーブル終端接続部。
2. 請求項１記載の電気ケーブル終端接続部において、
   前記碍管の下側開口を塞ぐ下部金具を備え、
   前記本体部は、上端に環状部を有し、
   前記本体部の下端は前記下部金具に載置され、
   前記本体部の上端の環状部は、前記ゴムブロックのスカート状に広がる下部の奥に当接して、前記ゴムブロックを下から支えていることを特徴とする電気ケーブル終端接続部。

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