JP5832035B2 - 電力ケーブルのテープ巻き絶縁接続部 - Google Patents

Description

本発明は、所定の絶縁厚を有する電力ケーブルと、それより絶縁厚を薄くした絶縁厚低減電力ケーブルとを、テープ巻き絶縁により接続した比較的低電圧用の電力ケーブルの接続部に関するものである。

電力ケーブルは３相分を１本ずつ布設する場合のほかに、３本撚り合わせた状態（ＣＶＴ：トリプレックス）で管路内に布設する場合がある。一般に電力ケーブルの断面は円形であるが、断面円形ケーブルを３本撚り合わせると当然のことながら撚り合わせ外径が大きくなるので、導体断面積が大きくなると規定の管路内に収まりきれなくなる。このような場合には、管路内のスペースを有効活用し、かつＣＶＴ撚り合わせ外径を小さくするために、断面扇形の電力ケーブルを３本撚り合わせたＣＶＴケーブルが使用される。図２（Ａ）にその一例を示す。このＣＶＴケーブル１Ａは、断面扇形の架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル２Ａを３本撚り合わせ、その外周にシース５を被覆したものである。各電力ケーブル２Ａは、断面扇形に成形した導体３Ａに電力会社等により定められた所定の厚さの絶縁体４Ａを被覆したものである（内部・外部半導電層等は図示省略）。このようなＣＶＴケーブルを使用すれば、導体サイズがある程度大きい場合でも全体の外径を小さくでき、規定の管路内に収納することが可能となる（特許文献１）。

また、ケーブル布設の際に、断面扇形の電力ケーブル同士を接続する場合には、断面円形でないために、ゴム弾性収縮力を利用するストレスコーンを用いても、ケーブル外周面上に均一な面圧を加えることができないことから、ストレスコーンを使用せずに、絶縁テープを巻くことによって接続部の絶縁性能を確保している。

なお、電力ケーブルの接続方式には、テープ巻きジョイント（ＴＪ）、テープ巻きモールドジョイント（ＴＭＪ）、ゴムモールドジョイント（ＲＭＪ）、押出モールドジョイント（ＥＭＪ）、プレハブジョイント（ＰＪ）などが公知であるが、比較的低電圧用の電力ケーブルの接続には、コストの安いＴＪ方式が適している。

特開平１１−３２９１００号公報

断面扇形のケーブルは断面円形のケーブルよりも製造コストが高くなる。そこで最近、導体断面積が同等の断面円形ケーブルを用いて、許容できる範囲で絶縁厚を低減する（薄くする）ことにより、ＣＶＴ撚り合わせ外径を、断面扇形ケーブルを用いた場合と同等にすることが検討されている。例えば従来、66kV用ＣＶケーブルの場合、絶縁厚は安全を見て9mm以上とされているが、この絶縁厚を6mm以下まで低減できれば前記目的を達成できる。図２（Ｂ）に絶縁厚低減ケーブルを用いたＣＶＴケーブルの一例を示す。このＣＶＴケーブル１Ｂは、断面円形の架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル２Ｂを３本撚り合わせ、その外周にシース５を被覆したものである。各電力ケーブル２Ｂは断面円形の導体３Ｂに絶縁体４Ｂを被覆したものである（内部・外部半導電層等は図示省略）。導体３Ｂの断面積は図２（Ａ）のケーブルの導体３Ａと同等であるが、絶縁体４Ｂの厚さを図２（Ａ）のケーブルの絶縁体４Ａより薄くすることによって、ＣＶＴ撚り合わせ外径を、断面扇形ケーブルを用いた場合と同等に抑えている。

このような断面円形の絶縁厚低減電力ケーブルを実用に供する場合、断面扇形の所定の絶縁厚を有する従来の電力ケーブルと、断面円形の絶縁厚低減電力ケーブルとを接続する箇所が生じる。所定の絶縁厚を有するケーブルと、絶縁厚低減電力ケーブルとをテープ巻き絶縁により接続すると、絶縁厚低減ケーブル側は絶縁厚が薄い分だけ外部半導電層（図示せず）の端部付近における電界強度が高まるため、すなわち電界立ち上がり部の電気的ストレス（Ｅmin）が大きくなるため、テープ巻き時に空気・ボイドの発生を避けられないテープ巻き絶縁体では十分な絶縁性能が得られず、絶縁破壊を起こすおそれがある。

本発明の目的は、所定の絶縁厚を有する電力ケーブルと、それより絶縁厚を薄くした断面円形の絶縁厚低減電力ケーブルとをテープ巻き絶縁により接続する場合に、絶縁厚低減電力ケーブル側の接続部絶縁性能を向上させた電力ケーブルの接続部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、所定の絶縁厚を有する電力ケーブルと、それより絶縁厚を薄くした断面円形の絶縁厚低減電力ケーブルとの接続部であって、
前記絶縁厚低減電力ケーブル側のみにゴム弾性収縮力を有するストレスコーンを装着し、両ケーブルの導体接続部とその両側のケーブル絶縁体並びに前記ストレスコーンの絶縁筒部にかけての外周に絶縁テープを巻き付けて接続部テープ巻き絶縁体を形成したことを特徴とするものである。

本発明においては、絶縁厚低減電力ケーブルとストレスコーンの界面に、ストレスコーンのゴム弾性収縮力に加えて、ストレスコーンの絶縁筒部の外周に巻き付けた絶縁テープの巻き付け圧力を付加することが好ましい。

本発明において、所定の絶縁厚を有する電力ケーブルは断面扇形ケーブルであることが好ましいが、本発明は、所定の絶縁厚を有する断面円形の電力ケーブルと、それより絶縁厚を薄くした断面円形の絶縁厚低減電力ケーブルとの接続部にも適用できる。

本発明によれば、絶縁厚低減電力ケーブル側にゴム弾性収縮力を有するストレスコーンを装着したので、絶縁厚低減電力ケーブル側の立ち上がり部電界ストレスが緩和されるとともに、ストレスコーンには空気・ボイドが含まれるおそれがないので、絶縁厚低減ケーブル側の絶縁性能を向上させることができる。このため、所定の絶縁厚を有する電力ケーブルと、それより絶縁厚を薄くした絶縁厚低減電力ケーブルとの接続部の、絶縁性能の信頼性を高めることができる。

また、絶縁厚低減電力ケーブルとストレスコーンの界面に、ストレスコーンのゴム弾性収縮力に加えて、ストレスコーンの絶縁筒部の外周に巻き付けた絶縁テープの巻き付け圧力を付加することによって、接続部の絶縁性能の信頼性をさらに高めることができる。

本発明に係る電力ケーブル接続部の一実施例を示す縦断面図。 （Ａ）は所定の絶縁厚を有する断面扇形ケーブルを撚り合わせたＣＶＴケーブルの横断面図、（Ｂ）は（Ａ）より絶縁厚を薄くした断面円形の絶縁厚低減ケーブルを撚り合わせたＣＶＴケーブルの横断面図。

図１は本発明の一実施例を示す。図において、２Ａは所定の絶縁厚を有する断面扇形の電力ケーブル（図２（Ａ）参照）、２Ｂはそれより絶縁厚を薄くした断面円形の絶縁厚低減電力ケーブル（図２（Ｂ）参照）である。両電力ケーブル２Ａ、２Ｂの接続部の構成を接続工程順に説明すると次のとおりである。

まず、断面扇形電力ケーブル２Ａの端部を段剥ぎして、導体３Ａ、内部半導電層６Ａ、ケーブル絶縁体４Ａ、外部半導電層７Ａ、遮蔽層８Ａを順次露出させる。同様に、絶縁厚低減電力ケーブル２Ｂの端部を段剥ぎして、導体３Ｂ、内部半導電層６Ｂ、ケーブル絶縁体４Ｂ、外部半導電層７Ｂ、遮蔽層８Ｂを順次露出させる。

次に、絶縁厚低減電力ケーブル２Ｂの外周のみにゴム製のストレスコーン１１を装着する（断面扇形電力ケーブル２Ａ側にはストレスコーンを装着しない）。ストレスコーン１１は、絶縁ゴム製の絶縁筒部１２と半導電ゴム製の半導電筒部１３を一体にモールド成形したものである。ストレスコーン１１は、外力が加わらないフリーな状態では、内径が絶縁厚低減電力ケーブル２Ｂの絶縁体４Ｂの外径より小さくなるように作られている。これを拡径した状態で電力ケーブル２Ｂの外周の所定の位置に配置し、拡径力を解除するとゴム弾性収縮力により縮径して電力ケーブル２Ｂの外周に密着する。

次に、導体３Ａ、３Ｂを銅スリーブにより圧縮接続して導体接続部１４を形成する。その後、両ケーブル２Ａ、２Ｂの導体接続部１４とその両側のケーブル絶縁体４Ａ、４Ｂ及びストレスコーンの絶縁筒部１２にかけての外周に絶縁テープを巻き付けて接続部テープ巻き絶縁体１５を形成する。絶縁テープを巻き付ける際には、ストレスコーンの絶縁筒部１２の外周に巻き付け圧力を加える。テープ巻き絶縁体１５の外周には接続部の遮蔽層１６を設ける。なお、ストレスコーン１１の外端側から絶縁厚低減電力ケーブル２Ｂ上にかけての外周には押さえテープ巻き層１７を設ける。このようにするとストレスコーン１１の軸線方向の移動を確実に阻止することができる。

以上のように構成された電力ケーブル接続部は、絶縁厚低減電力ケーブル２Ｂ側にストレスコーン１１が装着されているので、絶縁厚低減電力ケーブル側の立ち上がり部電界ストレスが緩和されるとともに、ストレスコーンを使用したことによって接続部の絶縁厚低減電力ケーブル側に空気・ボイドが含まれるおそれがなくなるので、絶縁厚低減ケーブル側の絶縁性能を向上させることができる。また、絶縁厚低減電力ケーブル２Ｂとストレスコーン１１の界面には、ストレスコーン１１のゴム弾性収縮力に加えて、ストレスコーンの絶縁筒部１２の外周に巻き付けた絶縁テープの巻き付け圧力が付加されるので、接続部の絶縁性能の信頼性をさらに高めることができる。

上記実施例では、所定の絶縁厚を有する断面扇形の電力ケーブルと、それより絶縁厚を低減した断面円形の電力ケーブルとの接続部について説明したが、本発明は、所定の絶縁厚を有する断面円形の電力ケーブルと、それより絶縁厚を低減した断面円形の電力ケーブルとの接続部に適用しても同様の効果を得ることができる。

１Ａ、１Ｂ：トリプレックスケーブル
２Ａ：所定の絶縁厚を有する断面扇形電力ケーブル
２Ｂ：断面円形の絶縁厚低減電力ケーブル
３Ａ：断面扇形の導体
３Ｂ：断面円形の導体
４Ａ：所定の絶縁厚を有するケーブル絶縁体
４Ｂ：絶縁厚を低減したケーブル絶縁体
５：シース
６Ａ、６Ｂ：内部半導電層
７Ａ、７Ｂ：外部半導電層
８Ａ、８Ｂ：遮蔽層
１１：ストレスコーン
１２：絶縁筒部
１３：半導電筒部
１４：導体接続部
１５：テープ巻き絶縁体
１６：接続部の遮蔽層
１７：押さえテープ巻き層

Claims (3)

1. 所定の絶縁厚を有する電力ケーブルと、それより絶縁厚を薄くした断面円形の絶縁厚低減電力ケーブルとの接続部であって、
   前記絶縁厚低減電力ケーブル側のみにゴム弾性収縮力を有するストレスコーンを装着し、両ケーブルの導体接続部とその両側のケーブル絶縁体並びに前記ストレスコーンの絶縁筒部にかけての外周に絶縁テープを巻き付けて接続部テープ巻き絶縁体を形成したことを特徴とする電力ケーブルのテープ巻き絶縁接続部。
2. 絶縁厚低減電力ケーブルとストレスコーンの界面に、ストレスコーンのゴム弾性収縮力に加えて、ストレスコーンの絶縁筒部の外周に巻き付けた絶縁テープの巻き付け圧力を付加したことを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルのテープ巻き絶縁接続部。
3. 所定の絶縁厚を有する電力ケーブルは断面扇形ケーブルであることを特徴とする請求項１又は２記載の電力ケーブルのテープ巻き絶縁接続部。

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