JP5794434B2 - 電力ケーブルの接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム導体を有する、特に高圧用の電力ケーブルの接続方法に関するものである。

電力ケーブルを長距離に亘って敷設する際には、複数の電力ケーブル同士が接続されて使用される。電力ケーブルの導体同士を接続する際には、圧縮スリーブが用いられる。

圧縮スリーブを用いて導体同士の接続を行う場合には、まず、導体の先端を圧縮スリーブの端部へ挿入する。この状態で、圧縮スリーブの外周から導体とともに圧縮スリーブを圧縮することで、導体と圧縮スリーブとが圧縮接続される。

また、導体同士を接続する際には、ボルト孔を有するスリーブを用いる方法がある（例えば特許文献１、２）。導体がスリーブに挿入された状態で、スリーブの側面に形成されたボルト孔にボルトを締めこむことで、ボルトで導体を押圧し、スリーブに対する導通の確保と導体の把持を行うことができる。

特開２００５−２９３８９８号公報 特開２００７−２５０４８３号公報

一方、高圧用の電力ケーブルの軽量化やコスト低減のため、従来使用されてきた銅導体に代えて、高圧用の電力ケーブルの分野においてもアルミニウム導体を使用することが検討されている。しかし、高圧用電力ケーブルのアルミニウム導体を、従来と同様の圧縮スリーブを用いて接続を行うと、アルミニウム導体への通電による温度変化によって、アルミニウム導体にクリープ変形が生じる恐れがある。このようなクリープ変形が生じると、スリーブとアルミニウム導体との接触面積が減少し、電気抵抗が増加する恐れがある。

また、高圧用電力ケーブルは、地下等に敷設され、マンホール内などの限られた空間内で接続作業を行う必要がある。このため、この作業空間への圧縮装置の運搬や設置等が必要となる。特に、高圧用の電力ケーブルは外径が大きく、スリーブも大型化するため、このようなスリーブを一度に圧縮させるためには、大型・大重量の圧縮装置が必要となる。小型の圧縮装置によって複数回の圧縮作業を行うと、同じ条件での圧縮が困難となり、熟練の技術が必要となるからである。

これに対し、特許文献２のように、ボルトによる接続は、クリープ変形の問題は小さいが、スリーブに対する把持力が小さいという問題がある。把持力を補うためにボルトを多くすると、作業性が悪くなる。また、多くしたボルトの分、スリーブを長くしなければならないが、マンホールの広さ等により、中間接続部の長さが制限され、これによりスリーブの長も制限されるため、ボルトを十分に増設することができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、アルミニウム導体を有する高圧用の電力ケーブルに対して、作業性が優れ、確実に導体をスリーブに把持することが可能な電力ケーブルの接続方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、アルミニウム導体を有する電力ケーブルの接続方法であって、筒状のスリーブを用い、前記スリーブの中央部近傍には、雌ねじ部を有する一対の孔が設けられ、前記スリーブの両側から、一対のアルミニウム導体の先端を挿入し、前記スリーブの両端部近傍を縮径するように圧縮し、圧縮後に、前記スリーブの側面から前記孔に押圧部材をねじこむことで、それぞれの前記アルミニウム導体を前記押圧部材で押圧し、前記スリーブの圧縮部を、前記スリーブのそれぞれの端部近傍に一か所ずつ設け、前記押圧部材による押圧部を、前記圧縮部に挟まれた部分に一か所ずつ設け、圧縮と押圧を併用することで、前記アルミニウム導体を把持し、前記アルミニウム導体同士を接続することを特徴とする電力ケーブルの接続方法である。

このように、スリーブの一部のみを圧縮するため、スリーブ全体を一度で圧縮する圧縮装置のような大型な装置が不要である。このため、マンホール内などの狭い作業空間でも作業が容易である。

また、全体を圧縮接合したのでは、クリープ変形の影響が大きいが、本発明では、圧縮部以外の部位で、押圧部材によりアルミニウム導体を把持する。このため、クリープ変形の影響を小さくすることができる。また、押圧部材のみで接続した場合のアルミニウム導体の把持力不足を、圧縮部に受け持たせることができる。このため、アルミニウム導体に対して十分な把持力を得ることができる。

また、圧縮部をスリーブの端部近傍とし、押圧部を圧縮部の間に設けることで、スリーブの圧縮に伴う押圧部が受ける変形の影響を小さくすることができる。

仮に、圧縮部をスリーブの中央部近傍に設けると、スリーブ中央部が圧縮され縮径変形したときスリーブの端部が広がるように変形してしまい、前記押圧部材によるアルミニウム導体の押圧状態が損なわれる恐れがある。これに対し、圧縮部をスリーブの端部近傍に設けと、圧縮部に挟まれたスリーブ中央部近傍の変形を抑制することができる。
なお、スリーブの中央部の内部に、隔壁を設けると、中央部近傍の変形をより抑制する効果を期待できる。
このように押圧部を、変形の影響の小さい部位に配置すると、前記押圧部材によりアルミニウム導体を確りと押圧でき、導体を確実に接続できる。

このように本発明では、簡易な作業で、アルミニウム導体の把持力を圧縮部で受け持たせ、圧縮部以外の部位を押圧部材による押圧とすることで、アルミニウム導体のクリープ変形による把持力低下を抑制することができる。

本発明によれば、アルミニウム導体を有する高圧用の電力ケーブルに対して、作業性が優れ、確実に導体をスリーブに把持することが可能な電力ケーブルの接続方法を提供することができる。

スリーブ１を示す外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図。 （ａ）はスリーブ１にアルミニウム導体５ａ、５ｂを挿入した状態を示す断面図、（ｂ）さらにボルト７で押圧した状態を示す図断面図。 スリーブ１を圧縮した状態を示す断面図。

以下、本発明の実施の形態にかかる圧縮スリーブについて説明する。図１（ａ）に示すように、スリーブ１は、略円筒状部材である。スリーブ１は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製あるいは銅などの金属製の部材である。

図１（ｂ）に示すように、スリーブ１の略中央部の内部には、隔壁２が設けられる。また、スリーブ１の側面には、ボルト孔３が設けられる。ボルト孔３は、内面に雌ねじ部を有する。ボルト孔３は、隔壁２で区切られたそれぞれの空間に貫通するように、少なくとも一対形成される。なお、図示した例では、各空間に対してそれぞれ対向する位置にボルト孔３が形成される。

図２は、スリーブ１を用いたアルミニウム導体同士の接続工程を示す図である。電力ケーブル１０ａ、１０ｂは、それぞれ、複数の素線が撚り合わされて構成されたアルミニウム導体５ａ、５ｂと、アルミニウム導体５ａ、５ｂの外周を被覆する絶縁被覆６と備えている。アルミニウム導体５ａ、５ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。絶縁被覆６は、アルミニウム導体５ａ、５ｂの保護層であり、絶縁性の樹脂製である。

まず、電力ケーブル１０ａ、１０ｂの端部の絶縁被覆６を所定長さ剥離して、アルミニウム導体５ａ、５ｂを露出させる。次いで、図２（ａ）に示すように、スリーブ１の両端から接続対象のアルミニウム導体５ａ、５ｂの端部を挿入する。

なお、アルミニウム導体５ａ、５ｂの表面には、絶縁性の高い酸化被膜が生じやすい。このため、接続を行う場合には、予め、アルミニウム導体５ａ、５ｂのそれぞれの素線の撚りをばらすと共に、個々の素線の表面から酸化被膜の除去することが望ましい。素線の酸化被膜の除去は、研磨、酸化被膜除去剤の使用など、いずれの方法で行ってもよい。また、全ての素線について酸化被膜除去を行うことが望ましいが、外周に近い素線のみについて行ってもよい。酸化被膜除去後は、各素線を撚り戻す。

次に、図２（ｂ）に示すように、スリーブ１の両端部にアルミニウム導体５ａ、５ｂが挿入された状態で、アルミニウム導体５ａ、５ｂとともに、スリーブ１の外周の一部を圧縮する。圧縮部９は、スリーブ１の両端部近傍に形成される。圧縮部９によって、アルミニウム導体５ａ、５ｂは、スリーブ１に把持される。

次に、図３に示すように、ボルト孔３に押圧部材であるボルト７をねじ込む。ボルト７は、金属製であり、例えば六角穴付きのボルトである。なお、ボルト７の先端は、アルミニウム導体５ａ、５に食い込ませやすいように、凸または凹形状などを形成してもよい。

ボルト７を締め込むことで、ボルト７の先端がアルミニウム導体５ａ、５ｂの外周面に食い込み、アルミニウム導体５ａ、５ｂを押圧することができる。この結果、アルミニウム導体５ａ、５ｂは、スリーブ１に対して密着して把持され、スリーブ１とアルミニウム導体５ａ、５ｂとの導通を確保することができる。

なお、ボルト孔３は、スリーブ１の中央部近傍に形成されている。すなわち、ボルト孔３は、圧縮部９と隔壁２との中間に対して隔壁２側に配置される。このため、ボルト７によるアルミニウム導体５ａ、５ｂの押圧部は、アルミニウム導体５ａ、５ｂそれぞれの先端部近傍となり、圧縮部９から離れた位置となる。以上により、電力ケーブル１０ａ、１０ｂの接続が終了する。

なお、スリーブ１の圧縮とボルト７による押圧の順序は逆でも良いが、圧縮による変形の影響を考慮すると、圧縮後に、ボルト７による押圧を行うことが望ましい。このようにすることで、スリーブ１の圧縮時に、ボルト孔３近傍がわずかに変形した場合でも、ボルト７の緩み等の発生を防止することができる。

なお、スリーブ１の内部には、あらかじめ導電性のコンパウンドを設けてもよい。コンパウンドは、アルミニウム導体５ａ、５ｂの表面の酸化を防ぐとともに、圧縮作業等において潤滑剤として機能する。また、接続終了後、スリーブ１の外周にはテープを巻き付けることで、コンパウンドの漏れを防止することができる。

このように、本実施の形態の電力ケーブル１０ａ、１０ｂの接続構造によれば、アルミニウム導体５ａ、５ｂがスリーブ１によって確実に接続される。この際、アルミニウム導体５ａ、５ｂは、スリーブ１の一部に形成した圧縮部９によって把持するので、スリーブ１全体を圧縮する場合と比較して、圧縮範囲を小さくすることができる。したがって、作業性に優れる。

また、スリーブ１の圧縮部９以外の部位に形成されたボルト孔３の部位で、アルミニウム導体５ａ、５ｂは、ボルト７による押圧によって把持され、導通が確保される。このように、圧縮とボルト７による押圧を併用することで、スリーブ１の全体を圧縮しなくても、把持力を確保することができる。このため、通電時に圧縮部に生じるアルミニウム導体５ａ、５ｂのクリープ変形の影響を小さくすることができる。

また、圧縮部９はスリーブ１の端部近傍であり、ボルト７による押圧部は、圧縮部９、９の間、すなわちスリーブ１の中央部近傍であるため、圧縮に伴うスリーブ１の変形により、押圧部におけるアルミニウム導体５ａ、５ｂの把持力低下を抑制できる。

仮に、本実施形態とは逆に、圧縮部９をスリーブ１の中央部近傍とし、ボルト孔３をスリーブ１の端部近傍に配置した場合には、スリーブ１の端部近傍が広がるように変形しやすい。このため、ボルト孔３近傍が変形の影響を受けて、アルミニウム導体５ａ、５ｂの把持力低下を招きやすい。
しかし、本実施形態のように、圧縮部９をスリーブ１の端部近傍とし、ボルト孔３をスリーブ１の中央部近傍とすることで、圧縮部９をスリーブ１の中央部近傍とした場合と比較して、ボルト孔３近傍の変形を抑制することができる。
また、本実施形態で用いたスリーブ１の中央に両端の空間を分ける隔壁２があるので、この隔壁２の設けられたスリーブ１の中央部は、スリーブ１の両端部が圧縮されたときでも変形しにくい（拡径するようなことがない）。この結果、本実施形態の接続構造では、隔壁２で変形が抑制された中央と圧縮されて縮径する端部との間にある、ボルト孔３を設けた押圧部がスリーブ１の圧縮により縮径してアルミニウム導体５ａ、５ｂをより確りと把持する。

このように、実施形態の接続構造によれば、アルミニウム導体５ａ、５ｂを有する高圧用の電力ケーブル１０ａ、１０ｂを接続する際の作業性に優れ、十分な把持力と耐クリープ変形特性に優れた電力ケーブルの接続構造を得ることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………スリーブ
２………隔壁
３………ボルト孔
５ａ、５ｂ………アルミニウム導体
６………絶縁被覆
７………ボルト
９………圧縮部
１０ａ、１０ｂ………電力ケーブル

Claims (1)

1. アルミニウム導体を有する電力ケーブルの接続方法であって、
   筒状のスリーブを用い、
   前記スリーブの中央部近傍には、雌ねじ部を有する一対の孔が設けられ、
   前記スリーブの両側から、一対のアルミニウム導体の先端を挿入し、
   前記スリーブの両端部近傍を縮径するように圧縮し、
   圧縮後に、前記スリーブの側面から前記孔に押圧部材をねじこむことで、それぞれの前記アルミニウム導体を前記押圧部材で押圧し、
   前記スリーブの圧縮部を、前記スリーブのそれぞれの端部近傍に一か所ずつ設け、
   前記押圧部材による押圧部を、前記圧縮部に挟まれた部分に一か所ずつ設け、
   圧縮と押圧を併用することで、前記アルミニウム導体を把持し、前記アルミニウム導体同士を接続することを特徴とする電力ケーブルの接続方法。

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