JP6712990B2 - Termination connection for power cable - Google Patents

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Description

本発明は、架橋ポリエチレン等のプラスチック等で形成された電気絶縁層を有する電力ケーブル用終端接続部に関する。 The present invention relates to a power cable terminating terminal having an electric insulation layer formed of plastic such as cross-linked polyethylene.

電力ケーブルの終端接続部には、電力ケーブル上に合成エラストマーにて形成されたストレスコーンと、筒状の絶縁碍管を装着し、絶縁混和物を注入したものがある。 At the terminal connection part of the power cable, there is one in which a stress cone formed of a synthetic elastomer on the power cable and a cylindrical insulating tube are attached and an insulating mixture is injected.

電力ケーブルの終端接続部の具体的な構造として、例えば、FRP筒体と、FRP筒体の外周に一体に形成された多数の傘部を有するポリマー被覆体と、FRP筒体の上端に取り付けられた上部金具と、FRP筒体に固定されたフランジとを備えた電力ケーブル終端接続部用ポリマー碍管において、FRP筒体にフランジよりも下に延び出す延長部を設け、延長部の下端に下部金具を取り付け、FRP筒体の延長部の外周に第二のポリマー被覆体を形成して、フランジと下部金具を電気的に絶縁した電力ケーブル終端接続部が開示されている(特許文献1)。 As a specific structure of the terminal connecting portion of the power cable, for example, an FRP cylinder, a polymer coating having a large number of umbrella portions integrally formed on the outer periphery of the FRP cylinder, and a top end of the FRP cylinder are attached. In a polymer porcelain tube for a power cable terminating connection, which comprises an upper metal fitting and a flange fixed to the FRP cylinder, an extension part extending below the flange is provided in the FRP cylinder, and a lower metal fitting is provided at a lower end of the extension part. Is disclosed, and a second polymer coating is formed on the outer periphery of the extension part of the FRP cylinder to electrically insulate the flange and the lower metal fitting, and a power cable terminal connection part is disclosed (Patent Document 1).

特許文献1では、外部半導電層からケーブル絶縁層にかけて、電界ストレスを緩和するためにストレスコーンが装着されている。特許文献1のストレスコーンでは、絶縁体部は略均一な径を有する円筒状となっている。 In Patent Document 1, a stress cone is attached from the outer semiconductive layer to the cable insulating layer in order to reduce electric field stress. In the stress cone of Patent Document 1, the insulator has a cylindrical shape having a substantially uniform diameter.

一方で、電力ケーブルの終端接続部には、例えば、落雷等に対する耐性が必要であることからインパルス耐電圧特性が要求されることがある。インパルス耐電圧特性は、電力ケーブルの超高圧化に伴い、さらに高い性能が要求されている。絶縁体部は略均一な径を有する円筒状となっている特許文献1のストレスコーンでは、インパルス耐電圧特性は、ストレスコーンのサイズを大型化することで向上させることもできる。しかし、コストや取り扱い性の観点から、インパルス耐電圧特性の向上に制限があるので、特許文献1のストレスコーンでは、インパルス耐電圧特性に改善の余地があった。 On the other hand, the terminal connection portion of the power cable may be required to have impulse withstand voltage characteristics, for example, because it is required to have resistance to lightning strikes. Impulse withstand voltage characteristics are required to have higher performance as power cables become ultra-high voltage. In the stress cone of Patent Document 1 in which the insulator has a cylindrical shape having a substantially uniform diameter, the impulse withstand voltage characteristic can be improved by increasing the size of the stress cone. However, from the viewpoint of cost and handleability, there is a limit to the improvement of the impulse withstand voltage characteristic, so that the stress cone of Patent Document 1 has room for improvement in the impulse withstand voltage characteristic.

特開2008−27828号公報JP, 2008-27828, A

上記事情に鑑み、本発明の目的は、電力ケーブルの終端接続部において、インパルス耐電圧特性を向上させることができ、さらに、電力ケーブルの超高圧化にも対応できる電力ケーブル用終端接続部を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a power cable terminal connection part that can improve impulse withstand voltage characteristics in the power cable terminal connection part and can also cope with ultra high voltage of the power cable. To do.

本発明は、ストレスコーンの高圧先端部側に所定の角度のテーパ部を形成することで、インパルス耐電圧特性を向上させ、さらに、電力ケーブルの超高圧化に対応できることを見出した。 It has been found that the present invention improves impulse withstand voltage characteristics by forming a taper portion having a predetermined angle on the high voltage front end side of the stress cone, and can cope with ultra high voltage of the power cable.

すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
[1]絶縁体部と半導電部とを有して一体成形されたストレスコーンであって、
前記絶縁体部は、高圧側先端部と大径部との間に、電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンの高圧先端部側の角度が、前記ストレスコーンの高圧側先端部における電界方向の角度よりも小さくなっているテーパ部を有し、
前記電力ケーブルの終端部との接続において、前記ストレスコーンが前記電力ケーブルの絶縁体上に装着されている電力ケーブル用終端接続部。
[2]前記ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、2.0mm以下である[1]に記載の電力ケーブル用終端接続部。
[3]前記ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、1.0mm以下である[1]に記載の電力ケーブル用終端接続部。
[4]前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、65°以下である[1]乃至[3]のいずれか1つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
[5]前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、45°以上である[1]乃至[3]のいずれか1つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
[6]前記ストレスコーンが、合成エラストマーから形成された[1]乃至[5]のいずれか1つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
[7]前記電力ケーブルが、交流送電用である[1]乃至[6]のいずれか1つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
[8]前記ストレスコーンの絶縁体部の25℃における真空に対する比誘電率(以下、特に記載ない場合、「比誘電率」とする):前記電力ケーブルの終端部に封入される絶縁媒体の25℃における比誘電率が、1:0.25〜1:1.5である[1]乃至[7]のいずれか1つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A stress cone integrally molded with an insulator part and a semiconductive part,
The insulator portion, between the high voltage side tip portion and the large diameter portion, the angle of the stress cone on the high voltage tip side with respect to the axis of the power cable is greater than the angle of the electric field direction at the high voltage side tip portion of the stress cone. Also has a taper that is smaller,
In connection with the terminal portion of the power cable, the power cone terminal connection portion in which the stress cone is mounted on an insulator of the power cable.
[2] The power cable termination connection part according to [1], wherein the thickness of the high-pressure side tip of the stress cone is 2.0 mm or less.
[3] The power cable terminating connection part according to [1], wherein the high-pressure side tip of the stress cone has a thickness of 1.0 mm or less.
[4] The power cable terminal connecting portion according to any one of [1] to [3], wherein an angle of the taper portion of the stress cone with respect to an axis of the power cable is 65° or less.
[5] The power cable termination connection part according to any one of [1] to [3], wherein an angle of the taper part of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 45° or more.
[6] The power cable termination connection part according to any one of [1] to [5], wherein the stress cone is formed of a synthetic elastomer.
[7] The power cable termination connection part according to any one of [1] to [6], wherein the power cable is for AC power transmission.
[8] Relative permittivity of the insulator portion of the stress cone with respect to vacuum at 25° C. (hereinafter, referred to as “relative permittivity” unless otherwise specified): 25 of the insulating medium enclosed in the terminal portion of the power cable. The terminal connection part for power cables according to any one of [1] to [7], which has a relative dielectric constant of 1.0.25 to 1:1.5.

本発明の態様によれば、電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンの高圧先端部側の角度が、前記ストレスコーンの高圧側先端部における電界方向の角度よりも小さくなっているテーパ部を有することにより、電力ケーブルの終端接続部において、インパルス耐電圧特性を向上させることができ、さらに、電力ケーブルの超高圧化にも対応できる電力ケーブル用終端接続部を得ることができる。 According to the aspect of the present invention, the angle of the stress cone on the high-voltage front end side with respect to the axis of the power cable has a tapered portion that is smaller than the angle of the stress cone on the high-voltage side front end in the electric field direction. In addition, it is possible to improve the impulse withstand voltage characteristic at the terminal connection portion of the power cable, and further to obtain the terminal connection portion for the power cable which can cope with the super high voltage of the power cable.

本発明の態様によれば、ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、2.0mm以下であることにより、インパルス耐電圧特性をさらに向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, the thickness of the high pressure side tip of the stress cone is 2.0 mm or less, so that the impulse withstand voltage characteristics can be further improved.

本発明の態様によれば、前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、65°以下であることにより、インパルス耐電圧特性をさらに向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, the angle of the tapered portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 65° or less, so that the impulse withstand voltage characteristic can be further improved.

本発明の態様によれば、前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、45°以上であることにより、ストレスコーンの装着作業性を向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, since the angle of the tapered portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 45° or more, the workability of mounting the stress cone can be improved.

本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部を電力ケーブルに装着した状態を示す右半分の断面図である。It is sectional drawing of the right half which shows the state which attached the termination|terminus connection part for electric power cables which concerns on the example of embodiment of this invention to the electric power cable. 図1の本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部に適用されるストレスコーンの実施形態例を示す上半分の断面図である。It is sectional drawing of the upper half which shows the example of embodiment of the stress cone applied to the terminal connection part for electric power cables which concerns on the example of embodiment of this invention of FIG. 本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部に適用されるストレスコーン領域の等電位線図である。It is an equipotential diagram of the stress cone area|region applied to the termination connection part for electric power cables which concerns on the example of embodiment of this invention. 従来の電力ケーブル用終端接続部に適用されていたストレスコーン領域の等電位線図である。It is an equipotential diagram of the stress cone area|region which was applied to the conventional termination connection part for electric power cables.

以下に、本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部について、図面を用いながら説明する。 Hereinafter, a power cable termination connection portion according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部1について、図1を用いながら説明する。電力ケーブル用終端接続部1は、絶縁性を有する絶縁碍管10と、段剥処理された電力ケーブル端末部11上に配置されたストレスコーン12と、絶縁碍管10の下側(低圧側)開口を封止する第1の封止部材13と、絶縁碍管10の上側(高圧側)開口を封止する第2の封止部材14と、を備えている。ストレスコーン12が設けられた電力ケーブル端末部11は、絶縁碍管10、第1の封止部材13及び第2の封止部材14で覆われ、絶縁碍管10の内部に絶縁媒体15が封入された絶縁構造を有している。 First, a power cable termination connecting portion 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The power cable terminating connection part 1 includes an insulating porcelain tube 10 having an insulating property, a stress cone 12 arranged on the stepped power cable terminal portion 11, and a lower (low pressure side) opening of the insulating porcelain tube 10. A first sealing member 13 for sealing and a second sealing member 14 for sealing the upper (high pressure side) opening of the insulating porcelain tube 10 are provided. The power cable terminal portion 11 provided with the stress cone 12 is covered with the insulating porcelain tube 10, the first sealing member 13 and the second sealing member 14, and the insulating medium 15 is enclosed inside the insulating porcelain tube 10. It has an insulating structure.

絶縁碍管10は、碍管本体部10−1と、碍管本体部10−1の外側表面に一定の間隔で形成された複数のひだ部10−2、10−2、10−2・・・とを備える。絶縁碍管10の材質は、絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、セラミック、ゴム、繊維強化プラスチック等のプラスチックなどが挙げられる。 The porcelain insulator 10 includes a porcelain insulator main body 10-1 and a plurality of pleats 10-2, 10-2, 10-2,... Formed at regular intervals on the outer surface of the porcelain insulator main body 10-1. Prepare The material of the insulating porcelain tube 10 is not particularly limited as long as it is an insulating material, and examples thereof include ceramics, rubber, plastics such as fiber reinforced plastics, and the like.

電力ケーブル16としては、交流送電用電力ケーブルでもよく、直流送電用電力ケーブルでもよい。電力ケーブル端末部11では、段剥処理によって、導体16−1、ケーブル絶縁体16−2、外部半導電層16−3、遮蔽層16−4が、ケーブルシース16−5から露出されている。ケーブル絶縁体16−2の材質としては、例えば、架橋ポリエチレン等のプラスチックを挙げることができる。 The power cable 16 may be an AC power cable or a DC power cable. In the power cable terminal portion 11, the conductor 16-1, the cable insulator 16-2, the outer semiconductive layer 16-3, and the shielding layer 16-4 are exposed from the cable sheath 16-5 by the step stripping process. Examples of the material of the cable insulator 16-2 include plastics such as cross-linked polyethylene.

次に、図2を用いて、本発明の実施形態例に係る電力ケーブル用終端接続部1に適用されるストレスコーン12の実施形態例を説明する。ストレスコーン12は、絶縁体部21と、絶縁体部21と一体的に成型された半導電部22とを有している。絶縁体部21が、電力ケーブル端末部11のケーブル絶縁体16−2に配置され、半導電部22が、電力ケーブル端末部11の外部半導電層16−3に配置されるように、ストレスコーン12が電力ケーブル端末部11に装着されている。 Next, with reference to FIG. 2, an exemplary embodiment of the stress cone 12 applied to the power cable terminating connection portion 1 according to the exemplary embodiment of the present invention will be described. The stress cone 12 has an insulator part 21 and a semiconductive part 22 integrally molded with the insulator part 21. The stress cone is arranged so that the insulator part 21 is arranged on the cable insulator 16-2 of the power cable terminal part 11 and the semiconductive part 22 is arranged on the outer semiconductive layer 16-3 of the power cable terminal part 11. 12 is attached to the power cable terminal 11.

絶縁体部21は、小径部である高圧側先端部23と、高圧側先端部23よりも径の大きい大径部25と、低圧側基部26とを有している。高圧側先端部23が絶縁体部21の一端を形成し、低圧側基部26が絶縁体部21の他端を形成している。高圧側先端部23と低圧側基部26との間に、大径部25が設けられている。 The insulator portion 21 has a high pressure side tip portion 23 which is a small diameter portion, a large diameter portion 25 having a diameter larger than that of the high pressure side tip portion 23, and a low pressure side base portion 26. The high voltage side tip portion 23 forms one end of the insulator portion 21, and the low voltage side base portion 26 forms the other end of the insulator portion 21. A large-diameter portion 25 is provided between the high-pressure side tip portion 23 and the low-pressure side base portion 26.

また、高圧側先端部23と大径部25との間には、高圧側先端部23から大径部25へ向かうに連れて拡幅していくテーパ部24が形成されている。テーパ部24表面は、電力ケーブル16の軸線方向X、すなわち、電力ケーブル16の長手方向Xに対して、所定の角度αを有している。角度αは、高圧側先端部23における、電力ケーブル16の長手方向Xとテーパ部24表面とのなす角に相当する。 Further, between the high pressure side tip portion 23 and the large diameter portion 25, a taper portion 24 is formed that widens from the high pressure side tip portion 23 toward the large diameter portion 25. The surface of the taper portion 24 has a predetermined angle α with respect to the axial direction X of the power cable 16, that is, the longitudinal direction X of the power cable 16. The angle α corresponds to the angle between the longitudinal direction X of the power cable 16 and the surface of the tapered portion 24 at the high voltage side tip portion 23.

角度αは、ストレスコーン12の高圧側先端部23における電界方向の角度よりも小さい角度となっている。高圧側先端部23における電界方向は、ANSYS社の解析ソフトmecanical APDLを使用し、有限要素法による解析を行うことで測定できる。上記有限要素法による解析の結果を、図3、4に示す。図3は、本発明の実施形態例に係るストレスコーン12の領域における等電位線図であり、図4は、従来のストレスコーンの領域における等電位線図である。電界方向は、等電位線に対して直交方向となる。また、図3、4では、ストレスコーン12の絶縁体部21の材料の25℃における比誘電率:電力ケーブル16の終端部に封入される絶縁媒体15の25℃における比誘電率の比率は、約0.8となる材料を用いて解析を行った。 The angle α is smaller than the angle in the electric field direction at the high voltage side tip portion 23 of the stress cone 12. The electric field direction at the high voltage side tip portion 23 can be measured by performing analysis by the finite element method using analysis software mechanical APDL manufactured by ANSYS. The results of analysis by the finite element method are shown in FIGS. FIG. 3 is an equipotential diagram in the region of the stress cone 12 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an equipotential diagram in the region of the conventional stress cone. The electric field direction is orthogonal to the equipotential lines. Further, in FIGS. 3 and 4, the ratio of the relative permittivity of the material of the insulator portion 21 of the stress cone 12 at 25° C. to the relative permittivity of the insulating medium 15 sealed at the end portion of the power cable 16 at 25° C. The analysis was performed using a material having a value of about 0.8.

図3、4から、高圧側先端部23における電界方向の角度(図3、4の赤矢印の方向)は、電力ケーブル16の長手方向Xに対して、80°程度であることが確認できた。従って、高圧側先端部23における、電力ケーブル16の長手方向Xに対する電界方向の角度である80°程度よりも、角度αは小さい角度となっている。なお、図3、4では、ストレスコーン12の絶縁体部21の材料の25℃における比誘電率:電力ケーブル16の終端部に封入される絶縁媒体15の25℃における比誘電率の比率は、約0.8となる材料を用いたが、一般的に使用される絶縁体部21の材料と絶縁媒体15の材料であれば、いずれも、高圧側先端部における電界方向の角度は、電力ケーブルの長手方向に対して80°程度となる。 From FIGS. 3 and 4, it was confirmed that the angle of the electric field direction at the high voltage side tip portion 23 (the direction of the red arrow in FIGS. 3 and 4) was about 80° with respect to the longitudinal direction X of the power cable 16. .. Therefore, the angle α at the high voltage side tip portion 23 is smaller than about 80° which is the angle in the electric field direction with respect to the longitudinal direction X of the power cable 16. 3 and 4, the ratio of the relative permittivity at 25° C. of the material of the insulator portion 21 of the stress cone 12 to the relative permittivity at 25° C. of the insulating medium 15 sealed in the end portion of the power cable 16 is: Although a material of about 0.8 was used, the angle of the electric field direction at the high voltage side tip portion is the same as that of the commonly used material of the insulator portion 21 and the insulating medium 15. Is about 80° with respect to the longitudinal direction.

角度αが、ストレスコーン12の高圧側先端部23における電界方向の角度よりも小さい角度となっていることにより、電力ケーブル16の終端接続部において、インパルス耐電圧特性を向上させることができ、さらに、電力ケーブル16の超高圧化にも対応できる電力ケーブル用終端接続部1を得ることができる。上記効果の理由としては、高圧側先端部23における電界方向において、ストレスコーン12の存在を回避できることから、高い電位差に起因する電界ベクトルがストレスコーン内を通過しにくくすることが一因となっていると推測される。 Since the angle α is smaller than the angle in the electric field direction at the high voltage side tip portion 23 of the stress cone 12, the impulse withstand voltage characteristic can be improved at the terminal connection portion of the power cable 16, and It is possible to obtain the power cable terminating connection portion 1 capable of coping with the super high voltage of the power cable 16. One of the reasons for the above effect is that the presence of the stress cone 12 can be avoided in the electric field direction at the high voltage side tip portion 23, which makes it difficult for the electric field vector due to the high potential difference to pass through the stress cone. Presumed to be

角度αは、ストレスコーン12の高圧側先端部23における電界方向の角度(80°程度)よりも小さい角度であれば、特に限定されず、角度αの上限値は、インパルス耐電圧特性をさらに向上させる点から75°が好ましく、65°がより好ましく、60°が特に好ましい。また、角度αの下限値は、インパルス耐電圧特性をさらに向上させつつ、ストレスコーン12の装着時における牽引作業性と機械的強度が向上する点から45°が好ましく、50°が特に好ましい。 The angle α is not particularly limited as long as it is smaller than the angle (about 80°) in the electric field direction at the high voltage side tip portion 23 of the stress cone 12, and the upper limit of the angle α further improves the impulse withstand voltage characteristics. From the point of view, 75° is preferable, 65° is more preferable, and 60° is particularly preferable. Further, the lower limit value of the angle α is preferably 45°, and particularly preferably 50°, from the viewpoint that the traction workability and the mechanical strength at the time of mounting the stress cone 12 are improved while further improving the impulse withstand voltage characteristics.

ストレスコーン12の高圧側先端部23の厚さtは、特に限定されず、その上限値は、インパルス耐電圧特性がさらに向上する点から、2.0mmが好ましく、1.5mmがより好ましく、1.0mmが特に好ましい。上記のように高圧側先端部23の厚さtを低減することでインパルス耐電圧特性がさらに向上する理由としては、高圧側先端部23における電界方向において、ストレスコーン12の存在をより確実に回避できることから、高い電位差に起因する電界ベクトルがストレスコーン内をさらに通過しにくくすることが一因となっていると推測される。 The thickness t of the high pressure side tip portion 23 of the stress cone 12 is not particularly limited, and its upper limit value is preferably 2.0 mm, more preferably 1.5 mm, from the viewpoint of further improving impulse withstand voltage characteristics. 0.0 mm is particularly preferable. The reason why the impulse withstand voltage characteristic is further improved by reducing the thickness t of the high voltage side tip portion 23 as described above is that the existence of the stress cone 12 is more reliably avoided in the electric field direction at the high voltage side tip portion 23. Therefore, it is presumed that one of the causes is that the electric field vector caused by the high potential difference is more difficult to pass through the stress cone.

一方で、高圧側先端部23の厚さtの下限値は、ストレスコーン12の製造の容易性の点から0.5mmが好ましく、1.0mmが特に好ましい。 On the other hand, the lower limit value of the thickness t of the high pressure side tip portion 23 is preferably 0.5 mm, and particularly preferably 1.0 mm, from the viewpoint of ease of manufacturing the stress cone 12.

絶縁体部21の材質は、一般に使用できるものであれば、特に限定されず、例えば、合成エラストマーを挙げることができる。合成エラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。ストレスコーン12の絶縁体部21の材料の25℃における比誘電率:電力ケーブル16の終端部に封入される絶縁媒体15の25℃における比誘電率の比率は、高い電位差に起因する電界ベクトルがストレスコーン内を通過しにくくすることに寄与する点から、1:0.25〜1:1.5が好ましく、1:0.6〜1:1.2が特に好ましい。上記比率を満たす絶縁体部21の材質と絶縁媒体15の組み合わせとして、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムとシリコーン油の組み合わせを挙げることができる。 The material of the insulator portion 21 is not particularly limited as long as it can be generally used, and examples thereof include synthetic elastomers. Examples of synthetic elastomers include ethylene propylene diene rubber and silicone rubber. Relative permittivity of the material of the insulator 21 of the stress cone 12 at 25° C.: The ratio of the relative permittivity of the insulating medium 15 sealed at the end of the power cable 16 at 25° C. From the point of contributing to making it difficult to pass through the stress cone, 1:0.25 to 1:1.5 are preferable, and 1:0.6 to 1:1.2 are particularly preferable. Examples of the combination of the material of the insulating portion 21 and the insulating medium 15 which satisfy the above ratio include a combination of ethylene propylene diene rubber and silicone oil.

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples unless the gist thereof is exceeded.

まず、電力ケーブル端末部の段剥処理を行って、ケーブルシースから、導体、ケーブル絶縁体、外部半導電層及び遮蔽層を露出させた。次に、導体に導体引出棒を圧縮等により接続した。次に、電力ケーブル端末部のケーブルシースから露出させたケーブル絶縁体に絶縁体部が、ケーブルシースから露出させた外部半導電層に半導電部が、それぞれ位置するように、ストレスコーンを装着した。ストレスコーンの材質としては、エチレンプロピレンジエンゴムを使用した。装着したストレスコーンの高圧側先端部の厚さtと、テーパ部の、電力ケーブルの長手方向に対する角度αを、下記表1に示す。 First, a step of stripping the end portion of the power cable was performed to expose the conductor, the cable insulator, the outer semiconductive layer, and the shielding layer from the cable sheath. Next, a conductor extraction rod was connected to the conductor by compression or the like. Next, a stress cone was attached so that the insulator part was located on the cable insulator exposed from the cable sheath of the power cable terminal part and the semiconductive part was located on the outer semiconductive layer exposed from the cable sheath. .. Ethylene propylene diene rubber was used as the material for the stress cone. Table 1 below shows the thickness t of the high-pressure side tip of the mounted stress cone and the angle α of the tapered portion with respect to the longitudinal direction of the power cable.

次に、段剥処理された電力ケーブル端末部に絶縁碍管を被せ、絶縁碍管の下側開口を第1の封止部材で封止し、絶縁碍管の上側開口を第2の封止部材で封止して遮蔽処理をした。絶縁碍管の内部には、絶縁媒体としてシリコーン油を封入して電力ケーブル用終端接続部を作製した。なお、ANSYS社の解析ソフトmecanical APDLを使用し、有限要素法による解析を行うことで測定した結果、高圧側先端部における電界方向の角度は、電力ケーブルの長手方向Xに対して、80°であった。 Next, the stepped-off power cable end is covered with an insulating porcelain tube, the lower opening of the insulating porcelain tube is sealed with a first sealing member, and the upper opening of the insulating porcelain tube is sealed with a second sealing member. It was stopped and shielded. Silicone oil as an insulating medium was sealed inside the insulating porcelain tube to prepare a power cable termination connection. In addition, as a result of measurement by performing analysis by the finite element method using the analysis software mechanical APDL of ANSYS, the angle of the electric field direction at the high voltage side tip is 80° with respect to the longitudinal direction X of the power cable. there were.

上記のように作製した電力ケーブル用終端接続部について、雷インパルス耐性試験を行った。雷インパルス耐性試験は、電気学会 電気規格調査会標準規格であるJEC−0202−1994(インパルス電圧・電流試験一般)に準拠して実施した。雷インパルス耐性試験を下記表1に示す。なお、雷インパルス耐性試験は、テーパ部を設けずに(すなわち、角度αが0°)絶縁体部の厚さtを20mmとした比較例1の破壊電圧を100%として、相対評価をした。また、下記表1の破壊箇所の3重点部とは、電力ケーブル用終端接続部の径方向において、絶縁碍管とケーブル絶縁体とストレスコーンとが重複する部分を意味する。 A lightning impulse resistance test was performed on the power cable termination connection part manufactured as described above. The lightning impulse resistance test was carried out in accordance with JEC-0202-1994 (impulse voltage/current test general) which is a standard of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Electrical Standards Study Group. The lightning impulse resistance test is shown in Table 1 below. In the lightning impulse resistance test, relative evaluation was performed with the breakdown voltage of Comparative Example 1 in which the thickness t of the insulator portion was 20 mm without providing the tapered portion (that is, the angle α was 0°) was 100%. In addition, the triple point of the broken portion in Table 1 below means a portion where the insulating porcelain tube, the cable insulator, and the stress cone overlap in the radial direction of the power cable termination connection portion.

表1に示すように、電界方向の角度80°よりも小さい角度であるテーパ部を有するストレスコーンを装着した電力ケーブル用終端接続部である実施例1〜3では、破壊電圧が124%または130%以上の電圧でも破壊されず、優れた雷インパルス耐性が得られ、また、電力ケーブルの超高圧化にも対応できることが判明した。このように、実施例1〜3では、破壊電圧が124%または130%以上の電圧でも破壊されない雷インパルス耐性を有することから、インパルス耐電圧特性に優れていることが判明した。特に、ストレスコーンの高圧側先端部の厚さtが1mmである実施例2、3では、130%以上の電圧でも破壊されず、より優れた雷インパルス耐性が得られた。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 which are the power cable termination connection parts equipped with the stress cone having the taper portion having an angle smaller than 80° in the direction of the electric field, the breakdown voltage is 124% or 130%. It has been found that even if the voltage exceeds 100%, it is not destroyed and excellent lightning impulse immunity is obtained, and it is also possible to cope with ultra high voltage power cables. As described above, in Examples 1 to 3, since the lightning impulse resistance was not destroyed even when the breakdown voltage was 124% or 130% or more, it was found that the impulse withstand voltage characteristics were excellent. Particularly, in Examples 2 and 3 in which the thickness t of the high pressure side tip portion of the stress cone was 1 mm, it was not destroyed even at a voltage of 130% or more, and more excellent lightning impulse resistance was obtained.

一方で、テーパ部を設けなかったストレスコーンを装着した比較例1、2、電界方向の角度80°と同等の角度であるテーパ部を有するストレスコーンを装着した比較例3、4では、破壊電圧が100〜115%しか得られず、高い雷インパルス耐性が得られなかった。 On the other hand, in the comparative examples 1 and 2 in which the stress cone without the tapered portion was mounted and in the comparative examples 3 and 4 in which the stress cone having the tapered portion having an angle of 80° in the electric field direction was mounted, Of 100 to 115% was obtained, and high lightning impulse resistance was not obtained.

1 電力ケーブル用終端接続部
12 ストレスコーン
21 絶縁体部
23 高圧側先端部
24 テーパ部
25 大径部

1 Power Cable Termination Connection Part 12 Stress Cone 21 Insulator Part 23 High Voltage Side Tip Part 24 Tapered Part 25 Large Diameter Part

Claims (6)

絶縁体部と半導電部とを有して一体成形されたストレスコーンであって、
前記絶縁体部は、高圧側先端部と大径部との間に、電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンの高圧先端部側の角度が、前記ストレスコーンの高圧側先端部における電界方向の角度よりも小さくなっているテーパ部を有し、
前記電力ケーブルの軸線に対する前記ストレスコーンのテーパ部の角度が、45°以上65°以下であり、
前記電力ケーブルの終端部との接続において、前記ストレスコーンが前記電力ケーブルの絶縁体上に装着されている電力ケーブル用終端接続部。
A stress cone integrally molded with an insulator part and a semiconductive part,
The insulator portion, between the high voltage side tip portion and the large diameter portion, the angle of the stress cone on the high voltage tip side with respect to the axis of the power cable is greater than the angle of the electric field direction at the high voltage side tip portion of the stress cone. Also has a taper that is smaller,
The angle of the taper portion of the stress cone with respect to the axis of the power cable is 45° or more and 65° or less,
In connection with the terminal portion of the power cable, the power cone terminal connection portion in which the stress cone is mounted on an insulator of the power cable.
前記ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、2.0mm以下である請求項1に記載の電力ケーブル用終端接続部。 The power cable termination connection part according to claim 1, wherein a thickness of a high voltage side tip part of the stress cone is 2.0 mm or less. 前記ストレスコーンの高圧側先端部の厚さが、1.0mm以下である請求項1に記載の電力ケーブル用終端接続部。 The power cable terminal connection portion according to claim 1, wherein a thickness of a high pressure side tip portion of the stress cone is 1.0 mm or less. 前記ストレスコーンが、合成エラストマーから形成された請求項1乃至のいずれか1項に記載の電力ケーブル用終端接続部。 The power cable termination connection according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stress cone is formed of a synthetic elastomer. 前記電力ケーブルが、交流送電用である請求項1乃至のいずれか1項に記載の電力ケーブル用終端接続部。 Wherein the power cable, power cable sealing end according to any one of claims 1 to 4 is for AC transmission. 前記ストレスコーンの絶縁体部の25℃における比誘電率:前記電力ケーブルの終端部に封入される絶縁媒体の25℃における比誘電率が、1:0.25〜1:1.5である請求項1乃至のいずれか1項に記載の電力ケーブル用終端接続部。 The dielectric constant of the insulator portion of the stress cone at 25° C.: The dielectric constant of the insulating medium sealed at the end portion of the power cable at 25° C. is 1:0.25 to 1:1.5. Item 9. A power cable termination connection part according to any one of items 1 to 5 .
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