JP5903701B2 - 直流ケーブル用終端接続部 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る直流ケーブル用終端接続部を直流XLPEケーブルに装着した状態を示す。
図2に、図1の第1の実施の形態に適用されるストレスコーンの構成例を示す。ストレスコーン12の絶縁体部120に抵抗分担により高電圧が印加されると、絶縁体部120の電界値が許容値を上回り絶縁破壊を引き起こす原因となり得る。このため、この絶縁体部120の体積抵抗率をケーブル絶縁体1bのそれよりも、常に相対的に小さく抑えておくことが重要である。また、発明者らの検討により、ストレスコーンの絶縁体部の体積抵抗率とケーブル絶縁体の体積抵抗率が離れすぎても接続部全体としての破壊電圧に悪影響を及ぼすことが分かった。この理由は、ケーブル絶縁体とストレスコーンの絶縁体部との界面に蓄積する空間電荷によるものと考えられる。体積抵抗率を常に相対的に小さく抑え、空間電荷を蓄積させないというこれらの条件を満たすため、絶縁体部120を構成する材料の体積抵抗率は、ケーブル絶縁体1bの体積抵抗率に対する体積抵抗率比(絶縁体部120の体積抵抗率/ケーブル絶縁体部1bの体積抵抗率)が、0.01〜0.5の範囲であることが望ましいということを明らかとした。なお、ケーブル絶縁体とストレスコーンの絶縁体部の体積抵抗率は、いずれも温度の影響を受けるため、常温〜90℃の範囲で、上記関係が維持される絶縁材料を選定することが重要である。
高圧側先端部120aには、ストレスコーン12を装着した状態において、ケーブル絶縁体1b、絶縁媒体15及び高圧側テーパ部120dのストレスコーン12の3種類からなる絶縁材料による境界部が形成される。これらの3種類の絶縁材料による境界部(以下、「3重点部」という。)が、それぞれの選定材料の材料特性に基づいた抵抗値の違いから、直流電圧印加時は、この3重点部あるいはその近傍に空間電荷が蓄積し、抵抗分担で決まるように電界分布を形成する。
絶縁媒体15は、使用される温度:常温〜90℃において、ケーブル絶縁体1bよりも小さい体積抵抗率を有する液状の絶縁媒体、例えばシリコーン油などを用いることができる。絶縁媒体15としてシリコーン油を用いることにより、ケーブル絶縁体1bへの電圧分担比率が上り、前述の3重点部への空間電荷蓄積を低減するのに有効である。逆にSF6ガスのような高い抵抗率を有する気体状の絶縁媒体を用いると、ストレスコーン12の周囲に高抵抗領域が形成されることから、ストレスコーン12の接地電極である半導電体部121近傍に電界が集中して内部絶縁破壊を引き起こし易くなる。
次に、直流ケーブル用終端接続部10の形成方法の一例について説明する。
本実施の形態の直流ケーブル用終端接続部によれば、以下の効果を奏する。
ストレスコーン12の体積抵抗率をケーブル絶縁体1bのそれよりも数桁小さな絶縁特性を有する絶縁材料とし、絶縁体部120の高圧側先端部120aの厚さtを6mm以下とし、更に高圧側先端部120aにケーブル絶縁体1b、絶縁媒体15及び高圧側テーパ部120dのストレスコーン12の3種類の絶縁材料からなる3重点部を形成したことから、
(1)3重点部での電荷蓄積が低減できるので破壊電圧を上昇させることが可能となり、高い電圧クラスの直流ケーブルにも適用できる。
(2)絶縁シート、半導電性テープ等の手巻き作業を省略でき、長大な絶縁スリーブや絶縁チューブ状の抵抗層をケーブル絶縁体1b上に拡径しながら装着するといった作業を不要とし、これにより、直流ケーブル用終端接続部の現場での施工時間を短縮できる。
(3)また。現場作業者に求められる技量の軽減を図ることができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。前述の3重点部への電荷蓄積を低減する構造として、ケーブル絶縁体1b、ストレスコーン12の絶縁体部120、及び絶縁媒体15による境界部をケーブル絶縁体1bの体積抵抗率より小さい体積抵抗率を有する絶縁紙やポリエチレンシートなどの絶縁シートを巻き付けて低抵抗層すなわち導電率の高い層を形成し、導体1aから注入された電荷が局部に滞留することなく接地電極に向けてスムーズに移動できる構造とすることも有効である。その構造を図3に示す。
1A 直流ケーブル端末部
1a 導体
1b ケーブル絶縁体
1c 外部半導電層
1d 遮蔽層
1e ケーブルシース
2 導体引出棒
10 直流ケーブル用終端接続部
11 碍管
11a 碍管本体部
11b、11c ひだ
12 ストレスコーン
13 下部金具
13a 開口
14 上部金具
15 絶縁媒体
16 支持碍子
17 架台
18 シールドカバー
100 終端接続部
110 絶縁スリーブ
111 小径部
111a、111b ひだ
112 大径部
113 半導電体部
120 絶縁体部
120a 高圧側先端部
120b 低圧側基端部
120c 大径部
120d 高圧側テーパ部
120e 低圧側テーパ部
121 半導電体部
122 低抵抗絶縁シート
Claims (5)
- 絶縁体部と半導電体部とを有して一体に成型され、前記絶縁体部は、高圧側先端部と大径部との間に高圧側テーパ部を有し、ケーブル絶縁体との体積抵抗率比(絶縁体部の体積抵抗率/ケーブル絶縁体の体積抵抗率)が、0.01〜0.5の範囲であるとともに、常温〜90℃において、10 13 Ωcm以上の体積抵抗率を有し、高圧側先端部の厚さが6mm以下であるストレスコーンと、
表面にひだを有する筒状の絶縁碍管と、
前記絶縁碍管の下側開口を塞ぐ下部金具と、
前記絶縁碍管の上側開口を塞ぐ上部金具とを備え、
直流ケーブル端末部との接続において、前記ストレスコーンの高圧側先端部が上部金具側に配設するよう前記ストレスコーンを前記ケーブル絶縁体上に装着し、前記ストレスコーンを含む前記直流ケーブル端末部を前記絶縁碍管、下部金具及び上部金具で覆い、前記絶縁碍管の内部に絶縁媒体を封入してなることを特徴とする直流ケーブル用終端接続部。 - 前記ストレスコーンは、合成エラストマーから形成されたことを特徴とする請求項1記載の直流ケーブル用終端接続部。
- 前記絶縁媒体は、温度:常温〜90℃において、前記ケーブル絶縁体よりも小さい体積
抵抗率を有する液状の絶縁媒体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の直流ケーブル用終端接続部。 - 前記絶縁碍管は、磁器又はシリコーンゴムから形成された単一構造又は複合構造を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の直流ケーブル用終端接続部。
- 前記ストレスコーンの絶縁体部は、直流ケーブル端末部との接続において、前記高圧側先端部が上部金具側に配設するよう前記ケーブル絶縁体上に装着され、前記ストレスコーンの絶縁体部の前記大径部、前記高圧側テーパ部、前記高圧側先端部、ならびに更に高圧側に向けて露出された前記ケーブル絶縁体の部分を覆うように、前記ケーブル絶縁体の体積抵抗率よりも小さい体積抵抗率を有する絶縁シートを巻き付けて低抵抗層を形成したことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の直流ケーブル用終端接続部。」
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