JP7069287B2

JP7069287B2 - ブッシング

Info

Publication number: JP7069287B2
Application number: JP2020216706A
Authority: JP
Inventors: 大河福濱; 晋今西; 信幸瀬間
Original assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-12-25
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2040-12-25
Also published as: JP2021128934A

Description

本発明は、計器用変圧変流器用のブッシングに関する。

従来、高圧電路の高電圧・大電流を電気計器で計測できるように、低電圧・小電流に変成する機器として、計器用変圧変流器（ＶＣＴ：Voltage and Current Transformer）が知られている。ＶＣＴでは、高圧電路から電流を引き込む第１通電経路と、高圧電路に電流を帰還させる第２通電経路とを、１つのブッシング内に設けることにより、構造の簡素化及び小型化が図られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、第１及び第２通電経路として、中心銅管６と中心銅管６の内側に配置されたロッド５とからなる二重構造を利用したＶＣＴ用のブッシングが開示されている。

実開昭６０－７３１１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示のブッシングでは、中心銅管６とロッド５との間は空気絶縁であり、中心銅管６とロッド５を十分に離間させて絶縁耐力を確保する必要があるため、小型化（細径化）が困難である。また、中心銅管６とロッド５を同心状に位置調整することが困難であることも、小型化を阻害する要因となっている。
一方で、ＶＣＴ用ブッシングとして、導体パイプ内に２本の紙巻きより線を配置して第１及び第２通電経路を形成する構造も知られているが、この場合も、２本の紙巻きより線を配置するため、導体パイプが大径となり、さらなる小型化、軽量化は困難である。

本発明の目的は、小型化（細径化）及び軽量化を図ることができる計器用変圧変流器用のブッシングを提供することである。

本発明に係るブッシングは、
計器用変圧変流器用のブッシングであって、
ケーブル導体及びケーブル絶縁層を有する絶縁ケーブルと、
前記絶縁ケーブルの外側を覆う導体パイプと、
前記導体パイプの外側を覆う補強絶縁部と、を備え、
前記絶縁ケーブル及び前記導体パイプにより、高圧電路から電流を引き込む第１通電経路、及び前記高圧電路に電流を帰還させる第２通電経路が形成されており、
前記ケーブル導体に接続される接続端子と、
前記接続端子及び前記導体パイプを密閉して固定する固定部材と、をさらに備え、
前記接続端子と前記導体パイプは、前記固定部材により絶縁されている。
本発明に係るブッシングは、
計器用変圧変流器用のブッシングであって、
ケーブル導体及びケーブル絶縁層を有する絶縁ケーブルと、
前記絶縁ケーブルの外側を覆う導体パイプと、
前記導体パイプの外側を覆う補強絶縁部と、を備え、
前記絶縁ケーブル及び前記導体パイプにより、高圧電路から電流を引き込む第１通電経路、及び前記高圧電路に電流を帰還させる第２通電経路が形成されており、
前記ケーブル導体に電気的に接続される第１接続端子と、
前記導体パイプに電気的に接続される第２接続端子と、
前記第１接続端子及び前記第２接続端子を固定する固定部材と、を備え、
前記第１接続端子と前記導体パイプは、前記固定部材により絶縁されており、
前記第１接続端子は、前記固定部材における前記ブッシングの軸方向端部側に固定される固定部と、当該固定部に連設する端子取付部と、を備え、
前記第２接続端子は、前記固定部材における前記ブッシングの軸方向中央側に固定される固定部と、当該固定部に連設する端子取付部と、を備える。

本発明によれば、絶縁ケーブルの絶縁層により第１通電経路と第２通電経路とが絶縁されるので、容易にブッシングの小型化（細径化）及び軽量化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るブッシングを備える計器用変圧変流器の概要を示す図である。図２は、第１の実施の形態に係るブッシングの全体構成を示す図である。図３は、第１の実施の形態に係るブッシングのケーブル側端部の拡大図である。図４は、第２の実施の形態に係るブッシングの全体構成を示す図である。図５は、第２の実施の形態に係るブッシングのケーブル側端部の拡大図である。図６は、ケーブル側固定部材における埋込金具の位置関係を示す図である。図７Ａ、図７Ｂは、ケーブル側固定部材における半径方向の応力分布を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係るブッシングを、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、実施の形態に係るブッシング１Ａ、１Ｂ（図２、図４参照）を適用しうる計器用変圧変流器Ａ（ＶＣＴ）の概要を示す図である。

図１に示すように、計器用変圧変流器Ａは、三相交流の架空リード線Ｃの高電圧・大電流を電気計器で計測できるように低電圧・小電流に変成する機器であり、３つのブッシングＢＵ、ＢＶ、ＢＷ及びＶＣＴ回路２を備える。架空リード線Ｃの公称電圧は、例えば、６６ｋＶである。

３つのブッシングのうち、Ｕ相とＷ相の２つのブッシングＢＵ、ＢＷは、それぞれ、架空リード線Ｃの電流を相ごとに引き込む第１通電経路１０、１０Ｂ及び架空リード線Ｃに電流を帰還させる第２通電経路２０、２０Ｂを有する（図２、図４等参照）。これらのブッシングＢＵ、ＢＷに、実施の形態に係るブッシング１Ａ、１Ｂ（図２、図４参照）が適用される。また、Ｖ相の１つのブッシングＢＶは、（電流を帰還させる第２通電経路を有しない）通常の中心導体を有するブッシングである。

ＶＣＴ回路２は、ブッシングＢＵ、ＢＶ、ＢＷを介して引き込まれた高電圧・高電流を低電圧・小電流に変成する回路であり、公知の技術を適用できる。
なお、図１は、ブッシングＢＵ、ＢＷに、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａ（図２参照）を適用した図となっているが、第２の実施の形態に係るブッシング１Ｂ（図４参照）を適用した場合の図は、後述する第１のケーブル接続端子、第２のケーブル接続端子の延在する向きが異なるだけで同様の構成となるため図示を省略する。

［第１の実施の形態］
図２は、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａの全体構成を示す図である。図３は、ブッシング１Ａのケーブル側端部の拡大図である。
ブッシング１Ａは、例えば、ケーブル側が気中、計器側が絶縁ガス中に配置される、気中―ガス中ブッシングである。ブッシング１Ａは、ケーブル導体１１１及びケーブル絶縁層１１２を有する絶縁ケーブル１１と、絶縁ケーブル１１の外側を覆う導体パイプ２１と、導体パイプ２１の外側を覆う第１の補強絶縁部３０と、を備える。更に、ブッシング１Ａは、計器用変圧変流器Ａに取り付けるためのフランジ部５０を有する。ブッシング１Ａは、フランジ部５０より基端部側（図２では計器側）に第２の補強絶縁部３３を有する。第２の補強絶縁部３３は、第１の補強絶縁部３０における絶縁筒３１と同一材料で絶縁筒３１と一体的に形成される。第２の補強絶縁部３３は、ブッシング１Ａを計器用変圧変流器Ａのケースに設置した際に、計器用変圧変流器Ａの内側に配置される。絶縁ケーブル１１により第１通電経路１０が形成され、導体パイプ２１により第２通電経路２０が形成される。

絶縁ケーブル１１において、ケーブル導体１１１は、例えば、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等の通電に適した導電性材料からなる線材のより線で構成される。ケーブル導体１１１は、許容電流に応じて、導体断面積が設定される。ケーブル導体１１１は、ケーブル絶縁層１１２の先細にペンシリングされた両端部から露出する。
ケーブル絶縁層１１２は、例えば、架橋ポリエチレン等の絶縁材料で形成される。ケーブル絶縁層１１２は、絶縁耐圧に応じて材質及び厚さが設定される。
絶縁ケーブル１１には、架空リード線Ｃの公称電圧（例えば、６６ｋＶ）よりも低電圧のケーブル（例えば、６ｋＶ級のケーブル）が適用される。

導体パイプ２１は、例えば、銅やアルミニウムなどの導電性材料で形成される。導体パイプ２１は、ケーブル導体１１１と同様に、許容電流に応じて断面積（パイプ厚さ）が設定される。

絶縁ケーブル１１及び導体パイプ２１は、同心状に配置されており、ケーブル導体１１１と導体パイプ２１は、ケーブル絶縁層１１２によって絶縁される。ケーブル絶縁層１１２は、絶縁材料で形成され、空気絶縁より絶縁耐力が高いので、特許文献１の場合に比較して、ブッシングの小型化（細径化）を図ることができる。

ここで、絶縁ケーブル１１の外周面と導体パイプ２１の内周面との離間距離は、２ｍｍ以下（接触する場合を含む）であることが好ましい。これにより、絶縁ケーブル１１と導体パイプ２１とが確実に同心状となるように配置されるので、容易に所望の絶縁耐力を実現することができる。

第１通電経路１０において、絶縁ケーブル１１のケーブル導体１１１のケーブル側の端部は、第１のケーブル接続端子１２を介して、引き込み側の架空リード線Ｃのケーブル導体と電気的に接続される。また、ケーブル導体１１１の計器側の端部は、第１のＶＣＴ接続端子１３を介して、ＶＣＴ回路２と接続される。

第２通電経路２０において、導体パイプ２１のケーブル側の端部は、第２のケーブル接続端子２２を介して、帰還側の架空リード線Ｃのケーブル導体と接続される。また、導体パイプ２１の計器側の端部は、第２のＶＣＴ接続端子２３を介して、ＶＣＴ回路２と接続される。

ブッシング１Ａのケーブル側において、第１のケーブル接続端子１２及び導体パイプ２１は、絶縁性のケーブル側固定部材４１に密閉して固定される。具体的には、第１のケーブル接続端子１２は、ケーブル側固定部材４１に設けられた挿入孔に挿通され、導体パイプ２１は、ケーブル側固定部材４１に設けられた切欠溝に嵌入されている。これにより、第１のケーブル接続端子１２とケーブル側固定部材４１の間、及び、導体パイプ２１とケーブル側固定部材４１の間からの水の浸入を防ぐことができる。

同様に、ブッシング１Ａの計器側において、第１のＶＣＴ接続端子１３及び導体パイプ２１は、絶縁性のＶＣＴ側固定部材４２に密閉して固定される。具体的には、第１のＶＣＴ接続端子１３は、ＶＣＴ側固定部材４２に設けられた挿入孔に挿通され、導体パイプ２１は、ＶＣＴ側固定部材４２に設けられた切欠溝に嵌入されている。このように、ブッシング１Ａの両端部において固定部材４１、４２により密閉して固定することで、導体パイプ２１内は密閉状態となる。これにより、水等の導体パイプ２１内への浸入を防ぐことができ、導体パイプ２１内の絶縁ケーブル１１により電気的に安定した第１通電経路１０を形成することができる。また、ブッシング１Ａの計器側には、第１のＶＣＴ接続端子１３及び第２のＶＣＴ接続端子２３を覆うように、コロナ放電を抑制するためのシールド電極４３が配置されている。

第１の補強絶縁部３０は、例えば、導体パイプ２１の外側に配置される絶縁筒３１、及び絶縁筒３１の外側に一体的に設けられるポリマー被覆体３２を有する二重絶縁構造のポリマー套管で構成される。絶縁筒３１、第２の補強絶縁部３３及びポリマー被覆体３２は、導体パイプ２１とともに、例えば、モールド成型により一体的に形成される。導体パイプ２１の両端部は、第１の補強絶縁部３０、第２の補強絶縁部３３からそれぞれ露出する。なお、図示を省略するが、絶縁筒３１及びポリマー被覆体３２とともに、遮へい金具や電界緩和層が、モールド成型により一体的に形成されてもよい。本実施の形態では、絶縁筒３１内に埋設された遮へい金具によってフランジ部５０が形成されている。

絶縁筒３１は、機械的強度の高い硬質プラスチック樹脂材料（例えば、エポキシ樹脂やＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）など）で形成される。
ポリマー被覆体３２は、電気絶縁性能に優れる材料（例えば、シリコーンポリマーなどの高分子材料）で形成される。ポリマー被覆体３２は、絶縁筒３１の外周を覆う胴部（符号略）と、胴部の外周に長手方向に離間して形成される複数の傘状の襞部（符号略）とを有する。襞部は、図２、３に示すように、突出長の異なる複数の襞が長手方向に離間して交互に形成されてもよいし、突出力の同じ複数の襞が長手方向に離間して形成されてもよい。

このように、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａは、計器用変圧変流器Ａ用のブッシングであって、ケーブル導体１１１及びケーブル絶縁層１１２を有する絶縁ケーブル１１と、絶縁ケーブル１１の外側を覆う導体パイプ２１と、導体パイプ２１の外側を覆う第１の補強絶縁部３０及び第２の補強絶縁部３３（補強絶縁部）と、を備え、絶縁ケーブル１１及び導体パイプ２１により、架空リード線Ｃ（高圧電路）から電流を引き込む第１通電経路１０、及び架空リード線Ｃに電流を帰還させる第２通電経路２０が形成されている。

ブッシング１Ａによれば、第１通電経路１０となるケーブル導体１１１と第２通電経路２０となる導体パイプ２１が、絶縁ケーブル１１のケーブル絶縁層１１２により絶縁されるので、空気絶縁の場合に比較して小型化（細径化）、軽量化を図ることができる。

また、ブッシング１Ａは、計器用変圧変流器Ａに取り付けるためのフランジ部５０を備え、補強絶縁部は、フランジ部５０を介して計器用変圧変流器側とは反対側に配置される第１の補強絶縁部３０と、計器用変圧変流器側に配置される第２の補強絶縁部３３と、を有する。これにより、ブッシング１Ａが配置される環境（気中、ガス中又は油中）に応じて、適した絶縁構造を採用することができる。

また、ブッシング１Ａにおいて、導体パイプ２１、絶縁筒３１、第２の補強絶縁部３３及びポリマー被覆体３２は、モールド成型により一体的に形成される。これにより、第２通電経路２０となる導体パイプ２１と第１の補強絶縁部３０を容易に作製することができる。

また、ブッシング１Ａにおいて、絶縁ケーブル１１の外周面と導体パイプ２１の内周面との離間距離は、２ｍｍ以下（接触する場合を含む）である。これにより、絶縁ケーブル１１と導体パイプ２１とが確実に同心状となるように配置されるので、容易に所望の絶縁耐力を実現することができる。

また、ブッシング１Ａは、ケーブル導体１１１に接続される第１のケーブル接続端子１２及び第１のＶＣＴ接続端子１３（接続端子）と、第１のケーブル接続端子１２又は第１のＶＣＴ接続端子１３と導体パイプ２１を固定するケーブル側固定部材４１及びＶＣＴ側固定部材４２（固定部材）と、を備え、第１のケーブル接続端子１２及び第１のＶＣＴ接続端子１３と導体パイプ２１は、ケーブル側固定部材４１及びＶＣＴ側固定部材４２により絶縁されている。これにより、ブッシング１Ａの端部における絶縁性が確保されるので、ブッシングの信頼性が向上する。

また、ブッシング１Ａにおいて、第１の補強絶縁部３０は、気中絶縁構造のため、導体パイプ２１の外側に配置される絶縁筒３１と、絶縁筒３１の外側に配置されるポリマー被覆体３２と、を有する、いわゆるポリマー套管で構成されている。固体絶縁構造の気中絶縁において実績のあるポリマー套管を適用することで、ＶＣＴ用ブッシングとしても好適な特性を得ることができる。また、ブッシング１Ａは完全乾式の固体絶縁構造であることにより、従来の磁器製ブッシングのように内部に絶縁油あるいはＳＦ_６ガスなどを使用しない環境に配慮した技術であり、磁器製ブッシングに比較して耐震性に優れ災害に強い。よって、２０１５年９月の国連サミットで採択された「持続可能な開発のための２０３０アジェンダ」にて記載された２０３０年までに持続可能でよりよい世界を目指す国際目標である持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る」及び目標１１「包摂的で安全かつ強靭（レジリエント）で持続可能な都市及び人間居住を実現する」に貢献することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態に係るブッシング１Ｂの全体構成を示す図である。図５は、ブッシング１Ｂのケーブル側端部の拡大図である。図６は、ケーブル側固定部材５１における埋込金具５１２、５１３の位置関係を示す図である。

第２の実施の形態に係るブッシング１Ｂは、内部構造は第１の実施の形態に係るブッシング１Ａと同様であり、主に、ケーブル側端部及び計器側端部における接続端子の固定構造が異なる。ここでは、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａと異なる構成について重点的に説明し、ブッシング１Ａと同じ又は対応する構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。

ブッシング１Ｂでは、第１の実施の形態と同様に、絶縁ケーブル１１により第１通電経路１０Ｂが形成され、導体パイプ２１Ｂにより第２通電経路２０Ｂが形成される。

第１通電経路１０Ｂにおいて、絶縁ケーブル１１のケーブル導体１１１のケーブル側の端部は、第１のケーブル接続端子１２Ｂを介して、引き込み側の架空リード線Ｃのケーブル導体と電気的に接続される。また、ケーブル導体１１１の計器側の端部は、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂを介して、ＶＣＴ回路２と接続される。
ここでは、ケーブル導体１１１の先端に金属製の圧縮プラグ１１３が取り付けられており、圧縮プラグ１１３とケーブル側固定部材５１の内側埋込金具５１２とが、例えば、マルチラムバンド等の導体接触子（図示略）を介して接触するように配置され、電気的に接続されている。また、内側埋込金具５１２に第１のケーブル接続端子１２Ｂが、例えば、ボルト締結により固定され、電気的に接続されている。計器側の端部においても同様である。

第２通電経路２０Ｂにおいて、導体パイプ２１Ｂのケーブル側の端部は、第２のケーブル接続端子２２Ｂを介して、帰還側の架空リード線Ｃのケーブル導体と接続される。また、導体パイプ２１Ｂの計器側の端部は、第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂを介して、ＶＣＴ回路２と接続される。
ここでは、導体パイプ２１Ｂの両端部はフランジ状に形成されており、導体パイプ２１Ｂのフランジ部と第２のケーブル接続端子２２Ｂとが面接触するように固定され、電気的に接続されている。なお、溶接又は半田付けにより、導体パイプ２１Ｂに他の接続部材を機械的かつ電気的に接続し、この接続部材によって第２のケーブル接続端子２２Ｂと接続されるフランジ部が形成されてもよい。また、第２のケーブル接続端子２２Ｂは、ケーブル側固定部材５１の外側埋込金具５１３に、例えば、ボルト締結により固定されている。計器側の端部においても同様である。

第２の実施の形態では、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第２のケーブル接続端子２２Ｂの端子取付部１２Ｂａ、２２Ｂａは、それぞれ、フランジ状の固定部１２Ｂｂ、２２Ｂｂの一部から径方向外側に延出し、ブッシング１Ｂの中心軸ＡＸと平行に延在するように形成されている。具体的には、ケーブル側の端部では、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第２のケーブル接続端子２２Ｂの端子取付部１２Ｂａ、２２Ｂａは、いずれもブッシング１Ｂの軸方向端部側に向かって延在している。

第１のケーブル接続端子１２をブッシングの中心軸ＡＸ上に配置する場合（第１の実施の形態を参照）、第１のケーブル接続端子１２及び第２のケーブル接続端子２２の端子取付部１２ａ、２２ａ間の端子間距離を十分に確保するためには、第２のケーブル接続端子２２の径方向外側への延出長を大きくする必要がある。そのため、第２のケーブル接続端子２２が補強絶縁部３０の外径よりも径方向外側に延出し、ブッシングを狭い機器取付穴に挿入しにくくなる虞がある。

これに対して、第２の実施の形態のように、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第２のケーブル接続端子２２Ｂの端子取付部１２Ｂａ、２２Ｂａを、それぞれ、ブッシング１Ｂの中心軸ＡＸに対して径方向外側に割り振って（図４、図５においては中心軸ＡＸに対して左右に割り振って）形成する場合、端子取付部１２Ｂａ、２２Ｂａの両方の径方向外側への延出長によって、端子間距離を制御することができる。したがって、軸方向から見たブッシング１Ｂの外径を大きくすることなく、第１のケーブル接続端子１２と第２のケーブル接続端子２２との端子間距離を十分に確保することができる。

ケーブル側の端部と同様に、計器側の端部において、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部１３Ｂａ、２３Ｂａは、それぞれ、フランジ状の固定部１３Ｂｂ、２３Ｂｂの一部から径方向外側に延出し、ブッシング１Ｂの中心軸ＡＸと平行に延在するように形成されている。これにより、計器側においても上記と同様の効果が得られる。

また、計器側の端部では、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂの端子取付部１３Ｂａは、ブッシング１Ｂの軸方向中央側に向かって延在し、第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部２３Ｂａは、ブッシング１Ｂの軸方向端部側に向かって延在し、いずれもブッシング１Ｂの端部が計器側に突出しないように形成している。

計器側の端部に、上述したケーブル側の端部構造を適用した場合、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部１３Ｂａ、２３Ｂａがいずれも計器側に向かって延在し、ブッシング１Ｂの端部が計器側に突出するように形成される。第２の実施の形態では、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部１３Ｂａ、２３Ｂａがブッシング１Ｂの端部として計器側に突出しないように形成されているので、上述したケーブル側の端部構造を適用した場合に比較して、端子取付部１３Ｂａ、２３Ｂａの長さ、特に第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部２３Ｂａの長さが抑制される。したがって、端子取付部１３Ｂａ、２３Ｂａの長さとして、機器との取り合いに必要な長さが確保されていればよく、ブッシング１Ｂ及びブッシング１Ｂが取り付けられる機器の小型化を図ることができる。

また、第２の実施の形態において、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第２のケーブル接続端子２２Ｂは、ケーブル側固定部材５１を用いて固定されており、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂは、ＶＣＴ側固定部材５２を用いて固定されている。ケーブル側固定部材５１とＶＣＴ側固定部材５２は、ほぼ同様の構造を有するため、ここでは、ケーブル側固定部材５１について説明する。

ケーブル側固定部材５１は、図５に示すように、絶縁部５１１、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３等を有する。ケーブル側固定部材５１は、絶縁ケーブル１１の先端を挿入可能な中空部を有し、全体として有底円筒形状に形成されている。また、ケーブル側固定部材５１の外周面は、シリコーンゴム等のゴム材料からなる保護層５１４で覆われている。なお、ブッシング１Ｂの計器側は油中に設置されるため、ＶＣＴ側固定部材５２には、保護層５１４はなくてもよい。

絶縁部５１１は、エポキシ樹脂等の絶縁材料で形成される。内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３は、絶縁部５１１よりも曲げ強度の高い材料（例えば、銅）で形成され、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第２のケーブル接続端子２２Ｂを固定するための固定部として機能するとともに、ケーブル側固定部材５１の曲げ強度を向上するための剛性部として機能する。絶縁部５１１、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３は、例えば、モールド成型により一体的に形成される。

なお、内側埋込金具５１２は、ケーブル側固定部材５１の中空部に挿入される絶縁ケーブル１１のケーブル導体１１１及び第１のケーブル接続端子１２Ｂと電気的に接続するために導電性が要求されるが、外側埋込金具５１３は、第２のケーブル接続端子２２Ｂと電気的に接続する必要はないため、導電性を有していなくてもよい。すなわち、外側埋込金具５１３は、剛性部として機能すれば金具でなくてもよい。

内側埋込金具５１２は、有底円筒形状を有する。内側埋込金具５１２は、底部がケーブル側固定部材５１におけるブッシング１Ｂの軸方向端部側に露出し、内周面が絶縁部５１１の内周面と連設され、ケーブル側固定部材５１の内周面の一部を形成している。内側埋込金具５１２には、第１のケーブル接続端子１２を固定するためのボルト穴５１２ｂが設けられている。また、内側埋込金具５１２の円筒部分の外周面には、座ぐり５１２ａが設けられている。これにより、内側埋込金具５１２と絶縁部５１１とのせん断強度が向上するとともに、界面距離が長くなり内部への水や空気の侵入を抑制することができる。

外側埋込金具５１３は、円筒形状を有する。外側埋込金具５１３は、端面がケーブル側固定部材５１の計器側（ブッシング１Ｂの軸方向中央側）に露出するように配置される。外側埋込金具５１３には、第２のケーブル接続端子２２Ｂを固定するためのボルト穴５１３ｂが設けられている。また、外側埋込金具５１３の円筒部分の外周面には、座ぐり５１３ａが設けられている。これにより、外側埋込金具５１３と絶縁部５１１とのせん断強度が向上するとともに、界面距離が長くなり内部への水や空気の侵入を抑制することができる。

なお、第２の実施の形態では、内側埋込金具５１２は第１のケーブル接続端子１２Ｂと電気的に接続され、外側埋込金具５１３は第２のケーブル接続端子２２Ｂと電気的に接続されているため、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３は、適切な端子間絶縁が確保されるように離間して配置される。
また、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３の座ぐり５１２ａ、５１３ａの位置及び数は特に限定されない。せん断強度や成型の容易さを考慮して適宜に設定されればよく、いずれか一方だけに設けられてもよい。

内側埋込金具５１２に第１のケーブル接続端子１２Ｂが、ボルト締結により固定され、機械的かつ電気的に接続される。また、外側埋込金具５１３に第２のケーブル接続端子２２Ｂが、ボルト締結により固定され、機械的かつ電気的に接続される。このとき、ケーブル固定部材５１の内部への水又は空気の侵入を防止するために、第２のケーブル接続端子２２Ｂと絶縁部５１１との接触面には、シール部材（図示略）が配置される。

第２の実施の形態では、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３は、それぞれの円筒部分が、径方向に離間し、軸方向に重なるように配置されている。例えば、それぞれの円筒部分の先端部分（具体的には、内側埋込金具５１２はブッシング１Ｂの軸方向中央側の先端部分、外側埋込金具５１３はブッシング１Ｂの軸方向端部側の先端部分を指す。）が底部側の基端部分よりも薄く形成され、所定の離間距離を確保しつつ、軸方向に重なっている。内側埋込金具５１２と外側埋込金具５１３とが重なり合うラップ長さＬ（図６参照）は、例えば、５ｍｍ以上（例えば、１０ｍｍ）であることが好ましい。

図７Ａ、図７Ｂは、ケーブル側固定部材５１における径方向の応力分布を示す図である。図７Ａは、内側埋込金具５１２と外側埋込金具５１３が軸方向に重なっている断面（例えば、図６の軸方向位置Ｐ１における断面）における応力分布であり、図７Ｂは、内側埋込金具５１２と外側埋込金具５１３が軸方向に重なっていない断面（例えば、図６の軸方向位置Ｐ２における断面）における応力分布である。

図７Ａ、図７Ｂに示すように、内側埋込金具５１２と外側埋込金具５１３が軸方向に重なるように配置し、両者の間に絶縁部５１１が介在するように構成することにより、外力が負荷されたときにケーブル側固定部材５１の内部に生じる応力は分散される。したがって、ケーブル側固定部材５１の径を大きくすることなく、径方向における曲げ応力を低減することができる。また、曲げ応力と同様に、せん断応力についても同様の効果を期待できる。

このように、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａと同様に、第２の実施の形態に係るブッシング１Ｂは、計器用変圧変流器Ａ用のブッシングであって、ケーブル導体１１１及びケーブル絶縁層１１２を有する絶縁ケーブル１１と、絶縁ケーブル１１の外側を覆う導体パイプ２１Ｂと、導体パイプ２１Ｂの外側を覆う第１の補強絶縁部３０及び第２の補強絶縁部３３（補強絶縁部）と、を備え、絶縁ケーブル１１及び導体パイプ２１Ｂにより、架空リード線Ｃ（高圧電路）から電流を引き込む第１通電経路１０Ｂ、及び架空リード線Ｃに電流を帰還させる第２通電経路２０Ｂが形成されている。
また、ブッシング１Ｂは、計器用変圧変流器Ａに取り付けるためのフランジ部５０を備え、補強絶縁部は、フランジ部５０を介して計器用変圧変流器側とは反対側に配置される第１の補強絶縁部３０と、計器用変圧変流器側に配置される第２の補強絶縁部３３と、を有する。
また、ブッシング１Ｂにおいて、導体パイプ２１Ｂ、絶縁筒３１、第２の補強絶縁部３３及びポリマー被覆体３２は、モールド成型により一体的に形成されている。
また、ブッシング１Ｂにおいて、絶縁ケーブル１１の外周面と導体パイプ２１Ｂの内周面との離間距離は、２ｍｍ以下（接触する場合を含む）である。
また、ブッシング１Ｂにおいて、第１の補強絶縁部３０は、気中絶縁構造のため、導体パイプ２１の外側に配置される絶縁筒３１と、絶縁筒３１の外側に配置されるポリマー被覆体３２と、を有する、いわゆるポリマー套管で構成されている。固体絶縁構造の気中絶縁において実績のあるポリマー套管を適用することで、ＶＣＴ用ブッシングとしても好適な特性を得ることができる。また、ブッシング１Ｂは完全乾式の固体絶縁構造であることにより、従来の磁器製ブッシングのように内部に絶縁油あるいはＳＦ_６ガスなどを使用しない環境に配慮した技術であり、磁器製ブッシングに比較して耐震性に優れ災害に強い。よって、２０１５年９月の国連サミットで採択された「持続可能な開発のための２０３０アジェンダ」にて記載された２０３０年までに持続可能でよりよい世界を目指す国際目標である持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る」及び目標１１「包摂的で安全かつ強靭（レジリエント）で持続可能な都市及び人間居住を実現する」に貢献することが可能となる。
よって、ブッシング１Ｂにおいても、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａと同様の効果が得られる。

さらに、ブッシング１Ｂは、第１の実施の形態に係るブッシング１Ａとは異なる技術的特徴として、以下の構成を有している。
すなわち、ブッシング１Ｂは、ケーブル導体１１１に電気的に接続される第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）と、導体パイプ２１Ｂに電気的に接続される第２のケーブル接続端子２２Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂ（第２接続端子）と、第１のケーブル接続端子１２Ｂ（第１接続端子）及び第２のケーブル接続端子２２Ｂ（第２接続端子）を固定するケーブル側固定部材５１並びに第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂ（第２接続端子）を固定するＶＣＴ側固定部材５２（固定部材）と、を備え、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）と導体パイプ２１Ｂは、ケーブル側固定部材５１及びＶＣＴ側固定部材５２（固定部材）により絶縁されており、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）は、それぞれ、ケーブル側固定部材５１及びＶＣＴ側固定部材５２（固定部材）におけるブッシング１Ｂの軸方向端部側に固定される固定部１２Ｂｂ、１３Ｂｂと、当該固定部１２Ｂｂ、１３Ｂｂに連設する端子取付部１２Ｂａ、１３Ｂａと、を備え、第２のケーブル接続端子２２Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂ（第２接続端子）は、それぞれ、ケーブル側固定部材５１及びＶＣＴ側固定部材５２（固定部材）におけるブッシング１Ｂの軸方向中央側に固定される固定部２２Ｂｂ、２３Ｂｂと、当該固定部２２Ｂｂ、２３Ｂｂに連設する端子取付部２２Ｂａ、２３Ｂｂと、を備え、第１のケーブル接続端子１２Ｂの端子取付部１２Ｂａと第２のケーブル接続端子２２Ｂの端子取付部２２Ｂａ、及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂの端子取付部１３Ｂａと第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部２３Ｂａは、それぞれ、ブッシング１Ｂの中心軸ＡＸに平行で中心軸ＡＸとは異なる２つの延在軸に沿って延在している。これにより、軸方向から見たブッシング１Ｂの外径を大きくすることなく、端子間距離を十分に確保することができる。したがって、ブッシング１Ｂを狭い機器取付穴にスムーズに挿入することができ、作業性が向上する。また、必要な端子間距離を確保しやすいため、設計の自由度が高まり、様々な取り合いに対応できる。さらには、機器取付穴に対して斜めに挿入しやすくなり、設置姿勢の自由度が高い固体絶縁の利点を活かすことができる。

また、ブッシング１Ｂにおいて、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）の端子取付部、並びに、第２のケーブル接続端子２２Ｂ及びＶＣＴ接続端子２３Ｂ（第２接続端子）端子取付部は、中心軸ＡＸに関して対称的に配置されている。具体的には、ブッシング１Ｂにおいて、第１のケーブル接続端子１２Ｂの端子取付部１２Ｂａ及び第２のケーブル接続端子２２Ｂの端子取付部２２Ｂａは、中心軸ＡＸに関して対称的に配置されており、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂの端子取付部１３Ｂａ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂの端子取付部２３Ｂａは、中心軸ＡＸに関して対称的に配置されている。これにより、各端子が最も離れた位置に配置されるので、必要な端子間距離を容易に確保することができる。

また、ブッシング１Ｂにおいて、第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）は、ブッシング１Ｂの軸方向端部側から軸方向中央側に向かって延在し、第２のＶＣＴ接続端子２３（第２接続端子）は、ブッシング１Ｂの軸方向中央側から軸方向端部側に向かって延在している。これにより、端子取付部の長さが抑制され、ブッシング１Ｂ及びブッシング１Ｂが取り付けられる機器の小型化を図ることができる。

さらにブッシング１Ｂは、接続端子に関する技術的特徴として、以下の構成を有している。
すなわち、ブッシング１Ｂは、計器用変圧変流器用のブッシングであって、ケーブル導体１１１及びケーブル絶縁層１１２を有する絶縁ケーブル１１と、絶縁ケーブル１１の外側を覆う導体パイプ２１Ｂと、導体パイプ２１Ｂの外側を覆う第１の補強絶縁部３０及び第２の補強絶縁部３３（補強絶縁部）と、ケーブル導体１１１に電気的に接続される第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）と、導体パイプ２１Ｂに電気的に接続される第２のケーブル接続端子２２Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂ（第２接続端子）と、第１のケーブル接続端子１２Ｂ及び第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ並びに第２のケーブル接続端子２２Ｂ及び第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂを固定するケーブル側固定部材５１及びＶＣＴ側固定部材５２（固定部材）と、を備え、絶縁ケーブル１１及び導体パイプ２１Ｂにより、高圧電路から電流を引き込む第１通電経路１０Ｂ、及び高圧電路に電流を帰還させる第２通電経路２０Ｂが形成されている。ケーブル側固定部材５１は、絶縁材料からなる絶縁部５１１と、絶縁部５１１と一体的に形成され第１のケーブル接続端子１２Ｂ（第１接続端子）と機械的に接続される内側埋込金具５１２（第１剛性部）と、絶縁部５１１と一体的に形成され第２のケーブル接続端子２２Ｂ（第２接続端子）と機械的に接続される外側埋込金具５１３（第２剛性部）と、を有する。ＶＣＴ側固定部材５２も同様に、絶縁材料からなる絶縁部５１１と、絶縁部５１１と一体的に形成され第１のＶＣＴ接続端子１３Ｂ（第１接続端子）と機械的に接続される内側埋込金具５１２（第１剛性部）と、絶縁部５１１と一体的に形成され第２のＶＣＴ接続端子２３Ｂ（第２接続端子）と機械的に接続される外側埋込金具５１３（第２剛性部）と、を有する。そして、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３は、絶縁材料よりも曲げ強度の高い材料で形成され、径方向に離間し、軸方向に重なるように配置されている。
具体的には、ブッシング１Ｂにおいて、内側埋込金具５１２（第１剛性部）及び外側埋込金具５１３（第２剛性部）は、円筒形状を有し、ブッシング１Ｂの中心軸ＡＸに関して同心状に配置されている。
ブッシング１Ｂによれば、第１通電経路１０Ｂとなるケーブル導体１１１と第２通電経路２０Ｂとなる導体パイプ２１Ｂが、絶縁ケーブル１１のケーブル絶縁層１１２により絶縁されるので、空気絶縁の場合に比較して小型化（細径化）、軽量化を図ることができる。さらに、ブッシング１Ｂの端部に外力が付加されたときにケーブル側固定部材５１及びＶＣＴ側固定部材５２の内部に生じる応力が径方向において分散され、曲げ応力及びせん断応力が低減されるので、ブッシング１Ｂの信頼性が向上する。

また、ブッシング１Ｂにおいて、内側埋込金具５１２（第１剛性部）及び外側埋込金具５１３（第２剛性部）は、それぞれの円筒部分の周面に、座ぐりを有している。これにより、内側埋込金具５１２及び外側埋込金具５１３と絶縁部５１１とのせん断強度が向上するとともに、界面距離が長くなり内部への水や空気の侵入を抑制することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、絶縁ケーブル１１及び導体パイプ２１、２１Ｂを、それぞれ第１通電経路１０、１０Ｂ、第２通電経路２０、２０Ｂとして利用しているが、絶縁ケーブル１１を第２通電経路２０、２０Ｂ、導体パイプ２１、２１Ｂを第１通電経路として利用してもよい。

また例えば、実施の形態では、気中―ガス中ブッシングについて説明したが、本発明は、気中―油中ブッシング、ガス中－ガス中ブッシング、油中－油中ブッシングに適用することもできる。ケーブル側がガス中又は油中に配置されるブッシングの場合、第１の補強絶縁部３０は絶縁筒３１とポリマー被覆体３２の二重絶縁構造とする必要はなく、例えば第１の補強絶縁部３０を絶縁筒３１のみで形成（ポリマー被覆体３２を備えない）し、第１の補強絶縁部３０及び第２の補強絶縁部３３をエポキシ樹脂でモールド成型したいわゆるエポキシブッシングであってもよいし、コンデンサー型であってもよい。

また、第１の補強絶縁部３０および／又は第２の補強絶縁部３３をポリマー被覆体３２の材料（例えばシリコーンポリマー）のみで形成してもよいし、第２の補強絶縁部３３を、円筒状のエポキシ樹脂で形成した外周にゴム製のストレスコーンを装着することで形成してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ，１ＢＵ相及びＷ相のブッシング
１０，１０Ｂ第１通電経路
１１絶縁ケーブル
１２，１２Ｂ第１のケーブル接続端子
１３，１３Ｂ第１のＶＣＴ接続端子
２０，２０Ｂ第２通電経路
２１，２１Ｂ導体パイプ
２２，２２Ｂ第２のケーブル接続端子
２３，２３Ｂ第２のＶＣＴ接続端子
３０第１の補強絶縁部（補強絶縁部）
３１絶縁筒
３２ポリマー被覆体
３３第２の補強絶縁部（補強絶縁部）
１２Ｂａ、１３Ｂａ、２２Ｂａ、２３Ｂａ端子取付部
１２Ｂｂ、１３Ｂｂ、２２Ｂｂ、２３Ｂｂ固定部
Ａ計器用変圧変流器

Claims

計器用変圧変流器用のブッシングであって、
ケーブル導体及びケーブル絶縁層を有する絶縁ケーブルと、
前記絶縁ケーブルの外側を覆う導体パイプと、
前記導体パイプの外側を覆う補強絶縁部と、を備え、
前記絶縁ケーブル及び前記導体パイプにより、高圧電路から電流を引き込む第１通電経路、及び前記高圧電路に電流を帰還させる第２通電経路が形成されており、
前記ケーブル導体に接続される接続端子と、
前記接続端子及び前記導体パイプを密閉して固定する固定部材と、をさらに備え、
前記接続端子と前記導体パイプは、前記固定部材により絶縁されている、
ブッシング。
計器用変圧変流器用のブッシングであって、
ケーブル導体及びケーブル絶縁層を有する絶縁ケーブルと、
前記絶縁ケーブルの外側を覆う導体パイプと、
前記導体パイプの外側を覆う補強絶縁部と、を備え、
前記絶縁ケーブル及び前記導体パイプにより、高圧電路から電流を引き込む第１通電経路、及び前記高圧電路に電流を帰還させる第２通電経路が形成されており、
前記ケーブル導体に電気的に接続される第１接続端子と、
前記導体パイプに電気的に接続される第２接続端子と、
前記第１接続端子及び前記第２接続端子を固定する固定部材と、を備え、
前記第１接続端子と前記導体パイプは、前記固定部材により絶縁されており、
前記第１接続端子は、前記固定部材における前記ブッシングの軸方向端部側に固定される固定部と、当該固定部に連設する端子取付部と、を備え、
前記第２接続端子は、前記固定部材における前記ブッシングの軸方向中央側に固定される固定部と、当該固定部に連設する端子取付部と、を備える、
ブッシング。
前記第１接続端子の前記端子取付部及び前記第２接続端子の前記端子取付部は、それぞれ、前記ブッシングの中心軸に平行で前記中心軸とは異なる２つの延在軸に沿って延在する、請求項２に記載のブッシング。
前記計器用変圧変流器に取り付けるためのフランジ部を備え、
前記補強絶縁部は、前記フランジ部を介して前記計器用変圧変流器側とは反対側に配置される第１の補強絶縁部と、前記計器用変圧変流器側に配置される第２の補強絶縁部と、を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のブッシング。
前記導体パイプ及び前記補強絶縁部は、モールド成型により一体的に形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のブッシング。
前記絶縁ケーブルの外周面と前記導体パイプの内周面との離間距離は、２ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載のブッシング。
前記第１接続端子の前記端子取付部及び前記第２接続端子の前記端子取付部は、前記中心軸に関して対称的に配置されている、請求項３に記載のブッシング。
前記第１接続端子は、前記ブッシングの軸方向端部側から軸方向中央側に向かって延在し、
前記第２接続端子は、前記軸方向中央側から前記軸方向端部側に向かって延在する、
請求項３又は７に記載のブッシング。
前記補強絶縁部は、前記導体パイプの外側に配置される絶縁筒と、前記絶縁筒の外側に配置されるポリマー被覆体と、を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のブッシング。