JP5761529B2

JP5761529B2 - 電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒及びその製造方法

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Publication number: JP5761529B2
Application number: JP2012090228A
Authority: JP
Inventors: 正三小林
Original assignee: Viscas Corp
Current assignee: Viscas Corp
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: JP2013219978A

Description

本発明は、ＣＶケーブル等の電力ケーブルの接続に用いられる常温収縮型ゴム絶縁筒と、その製造方法に関するものである。

図７に従来の常温収縮型ゴム絶縁筒を用いた電力ケーブル接続部を示す。図において、１Ａ、１Ｂは接続された電力ケーブル（ＣＶケーブル等）、１１は常温収縮型ゴム絶縁筒である。電力ケーブル１Ａ、１Ｂはそれぞれ、導体２、絶縁層３、外部半導電層４、金属遮蔽層５等から構成されている。導体２、２はスリーブ６により圧縮接続されている。

常温収縮型ゴム絶縁筒１１は、内部半導電層１２、ストレスコーン層１３Ａ、１３Ｂ、補強絶縁層１４及び外部半導電層１５を一体に形成したものである。内部半導電層１２及びストレスコーン層１３Ａ、１３Ｂは半導電性ゴム材料のモールド成形により形成され、補強絶縁層１４は絶縁性ゴム材料のモールド成形により形成され、外部半導電層１５は半導電性ゴム材料のモールド成形により形成されている。この常温収縮型ゴム絶縁筒１１は、補強絶縁層１４の一方のストレスコーン層１３Ａ側の端部に、外部半導電層１５を被覆しない縁切り部１６（電力ケーブル１Ａ、１Ｂの遮蔽層を絶縁する部分）を設けたものである。

常温収縮型ゴム絶縁筒１１は内径がケーブル絶縁層３の外径より小さく形成されている。これを、内径がケーブルシース（図示せず）の外径より大きくなるように拡径した状態でどちらかの電力ケーブル１Ａ又は１Ｂの外周に位置させ、ケーブル導体２をスリーブ６で圧縮接続した後に、両ケーブルの外部半導電層４上にストレスコーン層１３Ａ、１３Ｂが位置するように引き戻して、拡径状態を解放する。すると、ゴムの収縮力で、ストレスコーン層１３Ａ、１３Ｂが両ケーブルの外部半導電層４に、補強絶縁層１４がケーブル絶縁層３に、内部半導電層１２がスリーブ６にそれぞれ密着するので、簡単に電力ケーブルの接続部を構成することができる。

常温収縮型ゴム絶縁筒１１の外側には、両ケーブルのシースに跨るように銅管２１が被せられ、銅管２１内の空隙には防水混和物２２が充填される。

常温収縮型ゴム絶縁筒１１の外部半導電層１５を前述のようにモールド成形により形成すると、外部半導電層成形用の金型が必要となるため、コスト高になる。そこで、外部半導電層１５を半導電性ゴム塗料を塗布することにより形成することも提案されている（特許文献１）。モールド成形により外部半導電層を形成すると、その厚さは３mm程度になるが、塗布により外部半導電層を形成すると、その厚さを0.1mm程度にできる。

図８（Ａ）は外部半導電層１５をモールド成形により形成した常温収縮型ゴム絶縁筒１１を用いて電力ケーブルを接続した場合の、縁切り部１６付近の模式図である。この電力ケーブル接続部について、ゴム絶縁筒１１の外部半導電層１５とストレスコーン層１３Ａ間に（縁切り部１６に）雷サージ等を想定したインパルス電圧を印加したときの、外部半導電層１５の先端部付近の電界分布をシミュレーションした結果を図８（Ｂ）に示す。図９は図８（Ｂ）の電界分布を拡大して示したものである。

これに対し、図１０（Ａ）は外部半導電層１５を塗布により形成した常温収縮型ゴム絶縁筒１１を用いて電力ケーブルを接続した場合の、縁切り部１６付近の模式図である。この電力ケーブル接続部について、ゴム絶縁筒１１の外部半導電層１５とストレスコーン層１３Ａ間にインパルス電圧を印加したときの、外部半導電層１５の先端部付近の電界分布をシミュレーションした結果を図１０（Ｂ）に示す。図１１は図１０（Ｂ）の電界分布を拡大して示したものである。

図９と図１１を比較すると、塗布により形成した外部半導電層１５は、モールド成形により形成した外部半導電層１５よりも厚さが薄いため、外部半導電層１５の先端部付近に電界が集中し、この部分の電気的ストレスが高くなって、絶縁の弱点となることが分かる。

この問題を解決するものとしては、塗布により形成した外部半導電層の先端部（縁切り部側の端部）に、半導電性環状凸部を別途形成して、外部半導電層の先端部付近の電界を緩和することが提案されている（特許文献２）。

特開２００５−１２９３３号公報特開２００９−１００５９２号公報

しかしながら、特許文献２に記載された外部半導電層の先端部に半導電性環状凸部を別途形成するという解決手段では、塗布により外部半導電層を形成した後に、その先端部に半導電性テープを巻いたり、別に製造した半導電性環状電極部材を外部半導電層の先端部に嵌着したりして半導電性環状凸部を形成する工程が必要となり、コスト高になるという問題がある。

本発明の目的は、外部半導電層先端部の電界緩和部を半導電性ゴム塗料の塗布により安価に形成できる電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、内部半導電層、ストレスコーン層、補強絶縁層及び外部半導電層が一体に形成され、前記外部半導電層が半導電性ゴム塗料の塗布により膜状に形成され、補強絶縁層表面の長手方向の一部に半導電性ゴム塗料を塗布しない縁切り部が設けられた電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒において、前記補強絶縁層の、外部半導電層の先端部に相当する位置に側面視湾曲状の環状凸部を一体に形成し、この環状凸部上に半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層の先端部を環状凸部上に位置させたことを特徴とするものである。

また、上記の電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒を製造するための本発明に係る製造方法は、補強絶縁層をモールド成形する際に外部半導電層の先端部に相当する位置に側面視湾曲状の環状凸部を一体に形成し、その後、補強絶縁層表面の前記縁切り部を除く前記環状凸部を含む領域に、半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層を膜状に形成することを特徴とするものである。

本発明によれば、外部半導電層の先端部付近の電界を緩和することができる。このような効果が奏されるのは、補強絶縁層の外部半導電層の先端部に相当する位置に環状凹部又は環状凸部を形成し、その部分に半導電性ゴム塗料を塗布して膜状の外部半導電層を形成したので、外部半導電層の先端部の厚さを厚くし先端を丸めたのと同等の状態が得られる事によるものと考えられる。
また、補強絶縁層の外部半導電層の先端部に相当する位置に設ける前記環状凹部又は環状凸部は、補強絶縁層をモールド成形するときに同時に形成することができ、環状凹部内又は環状凸部上に形成する外部半導電層は、補強絶縁層の外周面に半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層を形成するときに同時に形成できるので、工程数が増えることがなく、常温収縮型ゴム絶縁筒の製造コストを安く抑えることができる。

本発明に係る常温収縮型ゴム絶縁筒の一実施例を示す半分切開側面図。（Ａ）は図１のゴム絶縁筒を用いた電力ケーブル接続部の縁切り部付近の模式図、（Ｂ）は（Ａ）の接続部の縁切り部にインパルス電圧を印加したときの外部半導電層先端部付近の電界分布を示す図。図２（Ｂ）の電界分布を拡大した図。本発明に係る常温収縮型ゴム絶縁筒の他の実施例を示す半分切開側面図。（Ａ）は図４のゴム絶縁筒を用いた電力ケーブル接続部の縁切り部付近の模式図、（Ｂ）は（Ａ）の接続部の縁切り部にインパルス電圧を印加したときの外部半導電層先端部付近の電界分布を示す図。図５（Ｂ）の電界分布を拡大した図。外部半導電層がモールド成形により形成された従来の常温収縮型ゴム絶縁筒を用いた電力ケーブル接続部の断面図。（Ａ）は図７の電力ケーブル接続部の縁切り部付近の模式図、（Ｂ）は（Ａ）の接続部の縁切り部にインパルス電圧を印加したときの外部半導電層先端部付近の電界分布を示す図。図８（Ｂ）の電界分布を拡大した図。（Ａ）は外部半導電層が塗布により形成された従来のゴム絶縁筒を用いた電力ケーブル接続部の縁切り部付近の模式図、（Ｂ）は（Ａ）の接続部の縁切り部にインパルス電圧を印加したときの外部半導電層先端部付近の電界分布を示す図。図１０（Ｂ）の電界分布を拡大した図。

＜実施例１＞図１は本発明に係る電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒の一実施例を示す。図において、１２は内部半導電層、１３Ａ、１３Ｂはストレスコーン層、１４は補強絶縁層、１５は半導電性ゴム塗料の塗布により形成された膜状の外部半導電層、１６は補強絶縁層１４の表面に外部半導電層を設けない縁切り部である。

この常温収縮型ゴム絶縁筒１１の特徴は、補強絶縁層１４の、外部半導電層１５の先端部に相当する位置に、環状凹部１７を形成し、この環状凹部１７内に半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５の先端部を環状凹部１７内に位置させたものである。

このようなゴム絶縁筒１１を製造するには、予めモールド成形した内部半導電層１２及びストレスコーン層１３Ａ、１３Ｂを埋め込むように補強絶縁層１４をモールド成形する際に、外部半導電層１５の先端部に相当する位置に環状凹部１７を形成し（環状凹部を形成できる金型を用いる）、その後、補強絶縁層１４表面の縁切り部１６を除いた環状凹部１７を含む領域に、半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５を膜状に形成すればよい。
具体的には、縁切り部１６となる部分、すなわち環状凹部１７より端部側に円筒状のものやテープ、フィルムをかぶせてマスキングし、外部半導電層１５を形成する側に半導電性ゴム塗料をスプレーする。マスキング用の円筒やテープ、フィルムの端部は、環状凹部１７の最深部辺りに位置させるとよい。

図２（Ａ）は、図１の常温収縮型ゴム絶縁筒１１を用いた電力ケーブル接続部の、縁切り部１６付近の模式図である。ゴム絶縁筒１１の各部の符号は図１と同じであり、３はケーブル絶縁層である。この電力ケーブル接続部について、ゴム絶縁筒１１の外部半導電層１５とストレスコーン層１３Ａ間に（縁切り部１６に）雷サージ等を想定したインパルス電圧を印加したときの、外部半導電層１５の先端部付近の電界分布をシミュレーションした結果を図２（Ｂ）に示す。図３は図２（Ｂ）の電界分布を拡大して示したものである。

これによれば、環状凹部１７を形成し、そこに半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５を形成したことにより、外部半導電層１５の先端部付近の電界が、環状凹部を設けない場合（図１０、図１１）よりも大幅に緩和されることが分かる。これは環状凹部１７に形成した外部半導電層１５が、外部半導電層１５の先端部の厚さを厚くし先端を丸めたのと同じように作用するからである。

＜実施例２＞図４は本発明に係る電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒の他の実施例を示す。図において、１２は内部半導電層、１３Ａ、１３Ｂはストレスコーン層、１４は補強絶縁層、１５は半導電性ゴム塗料の塗布により形成された膜状の外部半導電層、１６は補強絶縁層１４の表面に外部半導電層を設けない縁切り部である。

この常温収縮型ゴム絶縁筒１１の特徴は、補強絶縁層１４の、外部半導電層１５の先端部に相当する位置に環状凸部１８を設け、この環状凸部１８の、縁切り部１６と反対側の立ち上がり面に半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５の先端部を環状凸部１８上に位置させたものである。

このようなゴム絶縁筒１１を製造するには、予めモールド成形した内部半導電層１２及びストレスコーン層１３Ａ、１３Ｂを埋め込むように補強絶縁層１４をモールド成形する際に、外部半導電層１５の先端部に相当する位置に環状凸部１８を形成し、その後、補強絶縁層１４表面の縁切り部１６を除いた環状凸部１８を含む領域に、半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５を膜状に形成すればよい。
具体的には、縁切り部１６となる部分、すなわち環状凸部１８より端部側に円筒状のものやテープ、フィルムをかぶせてマスキングし、外部半導電層１５を形成する側に半導電性ゴム塗料をスプレーする。マスキング用の円筒やテープ、フィルムの端部は、環状凸部１８の最も高い部分の辺りに位置させるとよい。

図５（Ａ）は、図４の常温収縮型ゴム絶縁筒１１を用いた電力ケーブル接続部の、縁切り部１６付近の模式図である。ゴム絶縁筒１１の各部の符号は図４と同じであり、３はケーブル絶縁層である。この電力ケーブル接続部について、ゴム絶縁筒１１の外部半導電層１５とストレスコーン層１３Ａ間に雷サージ等を想定したインパルス電圧を印加したときの、外部半導電層１５の先端部付近の電界分布をシミュレーションした結果を図５（Ｂ）に示す。図６は図５（Ｂ）の電界分布を拡大して示したものである。

これによれば、環状凸部１８を形成し、そこに半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５を形成したことにより、外部半導電層１５の先端部付近の電界が、環状凸部を設けない場合（図１０、図１１）よりも大幅に緩和されることが分かる。これは環状凸部１８上に形成した外部半導電層１５が、外部半導電層１５の先端部の厚さを厚くし先端を丸めたのと同じように作用するからである。

なお、実施例２では、環状凸部１８の、縁切り部１６と反対側の立ち上がり面に、塗布による膜状の外部半導電層１５を形成した（外部半導電層１５の先端部をラッパ状に形成した）場合を示したが、環状凸部１８のほぼ全面に半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層１５を形成しても、外部半導電層１５の先端部の厚さを厚くしたのとほぼ同じ状態が得られるので、電界緩和の効果が得られる。

１１：電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒
１２：内部半導電層
１３Ａ、１３Ｂ：ストレスコーン層
１４：補強絶縁層
１５：外部半導電層
１６：縁切り部
１７：環状凹部
１８：環状凸部

Claims

内部半導電層、ストレスコーン層、補強絶縁層及び外部半導電層が一体に形成され、前記外部半導電層が半導電性ゴム塗料の塗布により膜状に形成され、補強絶縁層表面の長手方向の一部に半導電性ゴム塗料を塗布しない縁切り部が設けられた電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒において、前記補強絶縁層の、外部半導電層の先端部に相当する位置に側面視湾曲状の環状凸部を一体に形成し、この環状凸部上に半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層の先端部を環状凸部上に位置させたことを特徴とする電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒。
請求項１記載の電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒を製造する方法であって、補強絶縁層をモールド成形する際に外部半導電層の先端部に相当する位置に側面視湾曲状の環状凸部を一体に形成し、その後、補強絶縁層表面の前記縁切り部を除く前記環状凸部を含む領域に、半導電性ゴム塗料を塗布して外部半導電層を膜状に形成することを特徴とする電力ケーブル接続用常温収縮型ゴム絶縁筒の製造方法。