JPH0515042A - 保護スリーブならびにケーブル成端部又は接続部の保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 望ましい電気ストレス制御を与える、非常に
簡単な構造を有する保護スリーブを提供し、さらにケー
ブル成端部又は接続部を保護する方法を提供する。 【構成】 最内ストレスグレイディング層、絶縁性内層
及び導電性外層を有する寸法的回復性の押出されたチュ
ーブ状物品であり、絶縁性内層は全長にわたって実質的
に均一な壁厚を有するケーブル成端又は接続に使用する
のに適した保護スリーブ、ならびに該保護スリーブをケ
ーブル成端部又は接続部上で回復させることからなるケ
ーブル成端部又は接続部の保護方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気ケーブルの成端及
び接続のために使用する保護スリーブならびにケーブル
成端部又は接続部の保護方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続的にシールドした高電圧ケーブルを
終端する時又は接続する時には露出導線からシールドに
絶縁表面に沿って電気破壊が起こらないような成端部又
は接続部からの長さでシールドを取り去る。シールドの
除去により電場の不連続が起こりシールドの末端では著
しい電気ストレスが存在する。このストレスを軽減して
使用中のケーブル絶縁の破損を防止するために、例えば
米国特許第３,３９６,２３１号、英国特許第１,４３４,
７１９号及び特開昭第４９−８１８９５号公報に述べら
れているように抵抗性又は容量性効果によりストレス制
御を提供する多くの方法が提案されている。

【０００３】しかし、いずれの従来技術にも、問題点が
存在する。例えば、特開昭４９−８１８９５号公報の方
法は、多くの部品を使用し、複雑であり、部品を相互に
正確に配置しなければならない。リング５１,５３など
のスペーサーが正確な配置を助ける役割を果たす。絶縁
層２９は３つの要素から形成されており、テーパーを設
けるために成形（molding）法によってしか形成されな
い。この成形法は、押出法に比較して高価である。電気
ストレス制御は、接地された外側導電性要素によって封
入されたテーパー状絶縁物によりもたらされるストレス
コーン効果によって与えられる。

【０００４】従来技術には、次のような問題点がある。 （i）複雑な部品を正確な配置で一体に組み立てなけれ
ばならない。ストレスコーンについては、その狭末端が
ケーブルシールドの末端で正確な位置に配置されている
必要があり、そうでなければ、電気ストレスが高くな
る。したがって、作業者には高度の技術が必要である。

【０００５】（ii）部品は、精巧な成形法によって製造
できるが、より安価な押出法によって製造することがで
きない。

【０００６】（iii）１組の部品は、種々のケーブル寸
法及び構造に対して使用することができないので、ケー
ブル芯心（即ち、導線及び誘電体及びシールド）の寸法
及び形状が異なれば、別の組の部品が必要になり、種々
の組の部品を用意する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、従来
のこのような問題は解決される。本発明の１つの目的
は、非常に簡単な構造を有する保護スリーブによって接
続部又は成端部を形成することにある。正確な電気スト
レス制御が確実になり、従って、作業者が正確に装着し
なかったとしても、望ましい電気ストレス制御が得られ
る。

【０００８】本発明の別の目的は、安価な押出法によっ
て製造できる保護スリーブによって接続部又は成端部を
形成することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、１組の部品で広い範
囲のケーブル寸法及び構造に対応できる保護スリーブに
よって接続部又は成端部を形成することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】１つの要旨によれば、本
発明は、最内ストレスグレイディング層、絶縁性内層及
び導電性外層を有する寸法的回復性の押出されたチュー
ブ状物品であり、絶縁性内層は全長にわたって実質的に
均一な壁厚を有するケーブル成端又は接続に使用するの
に適した保護スリーブを提供する。

【００１１】別の要旨によれば、本発明は、最内ストレ
スグレイディング層、絶縁性内層及び導電性外層を有す
る寸法的回復性の押出されたチューブ状物品であり、絶
縁性内層は全長にわたって実質的に均一な壁厚を有する
ケーブル成端又は接続に使用するのに適した保護スリー
ブをケーブル成端部又は接続部上で回復させることから
成るケーブル成端部又は接続部を保護する方法を提供す
る。

【００１２】他の要旨によれば、本発明は、最内ストレ
スグレイディング層、絶縁性内層及び導電性外層を有す
る寸法的回復性の押出されたチューブ状物品であり、絶
縁性内層は全長にわたって実質的に均一な壁厚を有する
ケーブル成端又は接続に使用するのに適した保護スリー
ブを、ケーブル成端部又は接続部上で回復させることか
ら成るケーブル成端部又は接続部を保護する方法により
形成された、保護されたケーブル成端部又は接続部を提
供する。

【００１３】本発明によれば、シールドされた電気ケー
ブル成端部又は２本の電気ケーブルの間のシールドされ
た接続部であって、ケーブルは、導線、導線を取り巻き
端を切り詰められて導線を露出させている誘電層、及び
誘電層を取り巻き端を切り詰められて誘電層を露出させ
ている導電性ケーブルシールドを有して成るシールドさ
れた電気ケーブルであり、ケーブルは、成端部又は接続
部の電気ストレス制御を与える保護スリーブから成るエ
ンクロージャーの中で成端されており又は接続されてお
り、保護スリーブは、チューブ状絶縁性内層及びチュー
ブ状導電性外層を有し、該導電性外層は、ケーブルシー
ルドに電気接続され重なり合い、該絶縁性内層によりケ
ーブルシールドから離れており、該絶縁性内層は、ケー
ブルシールドの末端に重なり合う絶縁性内層部分の厚さ
に少なくとも等しい長さでケーブルシールドに重なり合
い、該導電性外層とケーブルシールドとの間の電気接続
が、ケーブルシールドの末端に重なり合う絶縁性内層部
分の厚さに少なくとも等しい距離でケーブルシールドの
末端から離れたケーブルシールドの地点で形成されてい
ることを特徴とする成端部又は接続部が提供される。

【００１４】さらに、本発明によれば、シールドされた
電気ケーブル成端部又は２本の電気ケーブルの間のシー
ルドされた接続部であって、ケーブルは、導線、導線を
取り巻き端を切り詰められて導線を露出させている誘電
層、及び誘電層を取り巻き端を切り詰められて誘電層を
露出させている導電性ケーブルシールドを有して成るシ
ールドされた電気ケーブルであり、ケーブルは、成端部
又は接続部の電気ストレス制御を与える保護スリーブか
ら成るエンクロージャーの中で成端されており又は接続
されており、保護スリーブは、（a）少なくとも部分的
に電気抵抗性を有し、露出導線に重なり合い、露出導線
を越えて延在し、ケーブルシールドに重なり合うチュー
ブ状最内ストレスグレイディング層、（b）ケーブルシ
ールドとの該重なり合いにおいて該ストレスグレイディ
ング層に直接的又は間接的に電気接触しているチューブ
状導電性外層、及び（c）少なくとも該重なり合いと露
出導線との間の領域において該ストレスグレイディング
層と該導電性外層とを分離しているチューブ状絶縁性内
層を有することを特徴とする成端部又は接続部が提供さ
れる。

【００１５】加えて、本発明によれば、２本のシールド
されたケーブルの間の接続部又はシールドされたケーブ
ルの成端部を保護かつシールドする方法であって、ケー
ブルは、導線、誘電層、及び誘電層を取り巻く導電性ケ
ーブルシールドを有して成るシールドされた電気ケーブ
ルであり、方法は、導電性ケーブルシールドを切り詰め
て誘電層を露出し、誘電層を切り詰めて導線を露出し、
接続部又は成端部の電気ストレス制御を与える保護スリ
ーブによってケーブルの接続部又はケーブルの成端部を
封入することから成り、保護スリーブは、チューブ状絶
縁性内層及びチューブ状導電性外層から成り、方法は、
導電性外層をケーブルシールドに重ね合わせて導電性外
層とケーブルシールドとの電気接続を形成し、絶縁性内
層によってケーブルシールドから導電性外層を離し、絶
縁性内層を、ケーブルシールド末端に重なり合う絶縁性
内層部分の厚さに少なくとも等しい長さでケーブルシー
ルドに重ね合わせ、保護スリーブの導電性外層とケーブ
ルシールドとの電気接続を、ケーブルシールド末端に重
なり合う絶縁性内層部分の厚さに少なくとも等しい長さ
でケーブルシールド末端から離れたケーブルシールドの
地点で形成するように保護スリーブを配置することを特
徴とする方法が提供される。

【００１６】さらに加えて、本発明によれば、２本のシ
ールドされたケーブルの間の接続部又はシールドされた
ケーブルの成端部を保護かつシールドする方法であっ
て、ケーブルは、導線、誘電層、及び誘電層を取り巻く
導電性ケーブルシールドを有して成るシールドされた電
気ケーブルであり、方法は、導電性ケーブルシールドを
切り詰めて誘電層を露出し、誘電層を切り詰めて導線を
露出し、接続部又は成端部の電気ストレス制御を与える
保護スリーブによってケーブルの接続部又はケーブルの
成端部を封入することから成り、保護スリーブは、少な
くとも部分的に電気抵抗性のチューブ状最内ストレスグ
レイディング層、チューブ状絶縁性内層及びチューブ状
導電性外層から成り、方法は、ストレスグレイディング
層が露出導線に重なり合い露出導線を越えて延在しケー
ブルシールドに重なり合うようにストレスグレイディン
グ層を配置し、ケーブルシールドとの該重なり合いにお
いて導電性外層をストレスグレイディング層に電気接触
するように導電性外層を配置し、該重なり合いと露出導
線との間の領域において、ストレスグレイディング層と
導電性外層を分離するように絶縁性内層を配置すること
を特徴とする方法が提供される。

【００１７】ストレスグレイディング層は、自体チュー
ブ状形態であるのが好ましい。絶縁性内層とケーブルシ
ールドとの間の、重なり合いの程度はケーブルシールド
末端に重なり合う絶縁性内層部の厚さに少なくとも等し
い程度である。導電性外層とケーブルシールドとの間の
電気接続はケーブルシールド末端からの距離がケーブル
シールド末端に重なり合う絶縁性内層部の厚さに少なく
とも等しくなるような距離にあるケーブルシールド上の
１点でなされる。

【００１８】層の重なり合いとはその層が接触している
ことを必ずしも意味しないことは理解し得るであろう。

【００１９】導電性外層は、スリーブ端で又は端を超え
てケーブルシールドに電気接続しているのが好ましい。

【００２０】絶縁性内層は放電抵抗、誘電率及び高破壊
強度を含む適当な電気特性を有する材料から成形される
のが好ましく、例えば必要な場合にはその中に優れた電
気特性を与える充填剤を分散させた重合体マトリックス
から成る。

【００２１】重合体マトリックスとして使用するに適し
たポリマー物質は、例えばポリオレフィンとオレフィン
のコポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレン／プロピレンコポリマー及びポリブチレン；置
換ポリオレフィン特にハロゲン置換ポリオレフィン、例
えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化
ビニリデン、テフロン１００（ポリテトラフルオロエチ
レン、デュポン社製）、テフロンＦＥＰ（テトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、
デュポン社製）、テフロンＰＦＡ（テトラフルオロエチ
レンとパーフルオロアルコキシ残基のコポリマー、デュ
ポン社製）、テフゼル（Ｔefzel）（エチレン、テトラ
フルオロエチレンとフッ素化モノマーのターポリマー、
デュポン社製）及びハラー（Ｈalar）（エチレンとクロ
ロトリフルオロエチレンのコポリマー、アライドケミカ
ル社製）；ポリエステル、特にセグメント化コポリエス
テルポリマー、例えばハイトレル（Ｈytrel）（テレフ
タール酸、ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び
１,４−ブタンジオールからのセグメント化ポリエーテ
ルエステルコポリマー、デュポン社製）；及びポリウレ
タンから成る樹脂を含む。

【００２２】重合体マトリックスとして使用するに適す
る他のポリマー物質はエラストマーを含み、そのエラス
トマーは例えばジエンとオレフィン性不飽和モノマーと
のコポリマー、例えばエチレン／プロピレン／非共役ジ
エンターポリマー、スチレン／ブタジエンポリマー、ブ
チルゴム及びジエンの不飽和極性モノマー、例えばアク
リロニトリル、メチルメタクリレート、エチルアクリレ
ート、ビニルピリジン及びメチルビニルケトンとのコポ
リマー；ハロゲン含有エラストマー、例えばクロロプレ
ンポリマー及びコポリマー、例えばネオプレン、クロロ
プレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエ
チレン及びバイトン（Ｖiton）（フッ化ビニリデン及び
ヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、デュポン社
製）；オレフィンのオレフィン性不飽和エステルとのコ
ポリマー、例えばエチレン／酢酸ビニルエラストマーポ
リマー、エチレン／アクリル酸エステルコポリマー、例
えばエチレン／エチルアクリレート及びメタクリレート
コポリマー及び特にエチレン／アクリルゴム、例えばバ
マック（Ｖamac）（エチレン、メチルアクリレート及び
硬化部位モノマーのターポリマー、デュポン社製）；ア
クリルゴム、例えばポリエチルアクリレート、ポリブチ
ルアクリレート、ブチルアクリレート／エチルアクリレ
ートコポリマー及びブチルアクリレート／グリシジルメ
タクリレートコポリマー、シリコーンエラストマー、例
えばポリジオルガノシロキサン、ジメチルシロキサン、
メチルビニルシロキサン及びメチルフェニルシロキサ
ン、フルオロシリコーン、例えば３,３,３−トリフルオ
ロプロピルシロキサンとカルボランシロキサンから得ら
れたもの；エラストマーポリウレタン；及びポリエーテ
ル、例えばエピクロールヒドリンゴムより成る。

【００２３】上記エラストマー及び樹脂のブレンドも使
用できる。ポリオレフィン、オレフィンコポリマー及び
オレフィンポリマーのブレンドを使用して特によい結果
が得られた。

【００２４】絶縁性内層は、必須というものではない
が、実質的に耐トラッキング性、好ましくは非トラッキ
ング性物質から作られるのが望ましい。「非トラッキン
グ性」とは高電圧の影響の下でその表面にデンドライト
状の炭素系導電性沈着物を形成しない物質を意味する。
耐トラッキング性充填材から成る適した耐放電及び耐ト
ラッキング性物質はここに参考として掲げる英国特許第
１,０４１,５０３、１,２４０,４０３、１,３０３,４３
２及び１,３３７,９５１号に記載されている。

【００２５】絶縁性内層は２〜６の誘電率及び少なくと
も１０¹⁰、好ましくは少なくとも１０¹²Ω・cmの体積固
有抵抗を有しているのが好ましい。

【００２６】導電性外層は織った又は撚った金属の編組
から成っていてよいが、好ましくはその中に導電性充填
材を分散させた重合体マトリックスの層であるが、この
場合にスリーブはさらに導電性外層の周りに位置する織
られた又は撚った金属の編組を有してもよい。重合体マ
トリックスは上記の重合体物質の何れか又はこれらの物
質の混合から成っていてよく、導電性充填材は金属粒子
又は導電性カーボンブラックから成ることができる。適
したカーボンブラックは現在市販のもの、例えばＨＡ
Ｆ、ＳＲＦ、ＥＰＣ、ＦＥＦ及びＥＣＦ型の内から選ぶ
ことができる。特に良い結果が、ここに参考として掲げ
る英国特許第１,２９４,６６５号に記載されている導電
性重合体組成物を用いて得られた。導電性外層は好まし
くは重合体マトリックス及び充填材の全量に対して１０
〜７０、好ましくは１０〜２０、例えば１５〜１７重量
部の導電性充填材を含む。

【００２７】導電性外層は好ましくは５×１０⁴Ω・cm
より低い、最も好ましくは１００Ω・cmより低い体積固
有抵抗を有する。

【００２８】本発明において、接続部および成端部は、
保護スリーブを保護すべきケーブルと的確に係合させる
ことによって形成される。的確な係合とは下にくる基体
の外形にぴったりと合う材料特性を意味する。このよう
な的確な係合はエラストマー材料又は熱回復性材料又は
その両者からなるスリーブを使うことによって得られ
る。スリーブと成端部又は接続部表面との間に望ましく
ない空隙ができる可能性をさけるために、その表面及び
／又はチューブ内面は適当な空隙充填材、例えばグリー
ス又は熱活性接着剤、シーラント又はマスチックで被覆
する。所望の場合にはスリーブは連続的にチューブ状層
を順次ケーブル成端部又は接続部と的確に係合させて、
その場で形成できる。チューブ状層の積層も又使うこと
ができ、１つの好ましい態様として、スリーブは絶縁性
内層と導電性外層を有する単一のチューブ状物品から成
る。「チューブ状層」なる用語は、ケーブル上で滑動で
きる中空チューブとして予備形成された層またはケーブ
ルの周囲に配置して単一の巻き（ラップ）で有効にチュ
ーブを形成できるシートとして予備形成された層を意味
する。疑問を避けるために、本明細書での「チューブ状
層」という表現は基体の周りにテープを螺旋状に繰り返
し巻いてその場で形成される構造体を含まない。

【００２９】チューブ状物品が弾性であれば、それを電
気ケーブルに単に押し入れることによって電気ケーブル
と的確に係合させることができ、その弾性によってその
外形にぴったり適合させることができる。他の態様では
除いたり動かしたりできる内部又は外部の保持部材によ
って弾性チューブ状物品を引伸ばした状態で保持でき、
弾性ストレスを解除してチューブ状物品を電気ケーブル
と的確に係合するように回復させる。更にもう１つの態
様ではチューブ状物品を保持部材に結合して、例えば溶
剤処理又は機械的処理によって結合を弱めて回復させ
る。

【００３０】しかしながら、スリーブは熱回復性のチュ
ーブ状物品から成るのが好ましい。通常、これらの物品
は加熱すると変形される前の原形に戻るが、本明細書で
使用する「熱回復性」なる語は加熱すると変形前のもの
ではない新しい形状を採る物品をも含む。最も普通の形
ではかかる物品は例えば米国特許第２,０２７,９６２、
３,０８６,２４２、及び３,９５７,３７２号に記載され
ているような弾性又はプラスチック記憶性を示すプラス
チック材料から成る。他の物品では、例えば英国特許第
１,４３４,７１９及び１,４４０,５２４号に記載される
ように弾性材料を第２の部材で引伸ばした状態に保って
おき、加熱により第２部材を弱めて弾性部材を回復させ
る。これらの特許明細書の開示をここに参考として掲げ
る。絶縁性内層と導電性外層は夫々独立に熱回復性であ
るか、スリーブが全体として熱回復性であれば、一方の
層か又は両方の層が弾性であればよい。

【００３１】ケーブル成端部及び接続部の保護のために
今まで提案されてきたチューブ状物品と対照的に、本発
明のスリーブは所望の場合には、スリーブが回復性であ
れば、少なくとも安定状態又は自由回復状態でその全長
に沿って実質的に均一な断面を有するように形成でき、
従って、比較的安価な押出法によってスリーブを作るこ
とができる。このことはしばしば精巧な成形法を必要と
する先行技術の設計に優る著しい利点である。望ましさ
は減少するが、本発明のスリーブは勿論他の方法、適当
なものとして成形又は注型によって作ることができる。
しかしながら、好ましい製造法は層の多重押出であり、
必要の場合には続いて押出製品を回復性にする処理をす
る。この処理には例えば電離線又は化学的架橋剤によっ
て架橋し、続いて、例えばガス差圧又はマンドレルを使
って膨張させることを含む。

【００３２】接地連続性はスリーブの導電性外層をシー
ルドに接続してケーブル成端部又は接続部を横切って設
けられる。導電性外層をシールドに接続するには、スリ
ーブの端部を、導電性外層がシールドと直接に物理的及
び電気的に接触するような形状に形成すればよい。又は
スリーブの端部に適合する導電性部材によって間接的電
気接触を与えることができる。かかる部材は、例えば金
属ひも、又は所望であれば熱回復性である導電性ポリマ
ー材料から成形された成形部品であってよい。

【００３３】あるいは、導電性外層の周りに金属編組を
螺旋状に巻き、その端部を例えばハンダ付けによりシー
ルドに接続することによって電気接触を設けることがで
きる。

【００３４】成形部品は例えばスリーブの端部に適合す
るように設けられた溝付きの面を有する環状部材であっ
てよく、シーラント例えばマスチック又はホットメルト
接着剤の内部被覆を有していてよく、スリーブの端部を
環境から保護するのが有利である。成形部品を用いて電
気接触させる場合には、当然ながら、内部被覆シーラン
トは導電性である。

【００３５】ある場合には、上記のように、露出された
導電体に隣接する空間、例えばケーブル接続部のクリン
プ止めした中央導線を取巻く領域及び／又はシールド端
部に接近した空間に、空隙中で空気のイオン化により破
壊する可能性を最小にするために空隙充填材料を用いる
のが有利であることが見出された。かかる物質はグリー
ス例えばシリコーングリース、マスチック又はホットメ
ルト接着剤であり得る。空隙充填物質は電気絶縁性、導
電性又は半導電性でよく、半導電性の場合にはそれが一
般に局部領域に用いられるので著しいストレスグレイデ
ィング効果を示さない。特に適した空隙充填物質は西ド
イツ特許公開公報第２,７４８,３７１号に記載され、特
許請求されている。この西ドイツ特許公開公報をここに
参考に掲げる。

【００３６】本発明は１５kＶ以上まで及び特に更にそ
れ以上、例えば４０kＶ又はある場合には７２kＶまでの
電圧で作動する高圧ケーブルの成端部及び接続部に用途
を見出すことができる。

【００３７】例えば、高操作電圧、例えば４０kＶまで
あるいは７２kＶまでの電圧において、ケーブルシール
ドに重なり合うスリーブのストレスグレイディング材料
の層は、全く抵抗性であるか、あるいは抵抗性および容
量性の組合わせである電気的インピーダンス特性を有し
てよい。ストレスグレイディング層は少なくとも部分的
に抵抗性を有し、露出した導線からケーブルシールドに
延在しているのが好ましい。最内ストレスグレイディン
グ層は半導電性であって、導電性充填材、特にカーボン
ブラックを中に分散させたポリマーマトリックスより成
るのが好ましい。ポリマーマトリックスで使用する適当
なポリマー物質及びカーボンブラックには前記したもの
が含まれる。ストレスグレイディング材料中のカーボン
ブラックの量はある程度使用するカーボンブラック及び
ポリマーマトリックスの種類に依存するが、好ましくは
この材料は樹脂１００重量部当りカーボンブラック５〜
１５０重量部より成る。

【００３８】あるいは、例えば英国特許第１,４７０,５
０１、１,４７０,５０２、１,４７０,５０３及び１,４
７０,５０４号に記載されている非線型の電気抵抗特性
を有する組成物を最内ストレスグレイディング層として
使用できる。上記特許の開示をここに参考として掲げ
る。上記したポリマー物質の代わりに最内ストレスグレ
イディング層は、例えば英国特許第１,５２６,３９７号
に記載されているマスチックのような流体被覆から成る
こともできる。

【００３９】最内ストレスグレイディング層は５０Ｈz
の周波数で測って１０⁷〜１０¹⁰Ω・cmの範囲、例えば
１０⁹Ω・cmに近い固有インピーダンスを有するのが好
ましい。スリーブに使用するストレスグレイディング層
は１０¹⁰〜１０¹¹Ω・cmの範囲の直流固有抵抗を有する
のが有利である。

【００４０】最内ストレスグレイディング層は、保護ス
リーブを装着する時に露出導線からシールドに沿って延
在しているので、（必須ではないが）ストレスグレイデ
ィング層が実質的にスリーブの全長に沿って延在しても
よい。又、これによってストレスグレイディングコーン
のような他の形のストレスグレイディングを使わずにス
リーブ全体を比較的安価な押出法によって成形すること
が可能であることが見出された。

【００４１】絶縁性内層と導電性外層の厚さの比はある
程度までスリーブの要求される電気的特性によって指定
されるが、一般に絶縁性内層は２〜１５mm、好ましくは
３〜１０mmの厚さを有し、導電性外層は０.５〜５mm、
好ましくは１〜３mmの厚さを有する。４mmまでの絶縁性
内層厚ではもはや充分でないような電圧を搬送する電気
ケーブルに対しては付加的な電気ストレス制御が必要で
あることが見出された。従って、１５kＶ以上の電圧を
搬送するケーブルに対しては、最内ストレスグレイディ
ング層が通常必要である。３５kＶ以上を搬送するケー
ブルに対しては、以下に記載するようにシールド末端に
隣接した点で絶縁性内層に勾配をつけることも必要な場
合もある。しかしながら、絶縁性内層は中央部分におい
て長さの少なくとも６０％、最も好ましくは７５％にわ
たって実質的に均一な断面を有しているのが好ましい。
３５kＶより低い電圧を搬送するケーブルに対しては、
少なくとも安定な自由に回復した状態において絶縁性内
層がその全長に亙って実質的に均一な断面を有している
ことが最も好ましい。

【００４２】しかしながら、本発明は、またケーブルシ
ールド端部に隣接してストレスコーンを作るために絶縁
性内層に勾配（テーパー）部を設けることを包含する。
ただし、好ましくはかかる勾配部はケーブルシールドを
越えて延在することはなく、単に絶縁性内層に大きい断
面から小さい断面への「段階」を設けるに過ぎないもの
である。

【００４３】１５kＶまでのケーブルの場合、絶縁性内
層は、ケーブルシールド末端に重なり合う絶縁性内層部
分の厚さに少なくとも等しい長さでケーブルシールドに
重なり合う。重なり合いの長さがこのように限定される
理由は以下の通りである。

【００４４】ケーブルシールドは、接地電位に保持され
ており、ケーブル導線は、高電圧にあるので、ケーブル
シールド及び誘電層が接続または成端のため切り詰めら
れた場合に、高い電気ストレスの領域が生じる。即ち、
誘電層に沿った電位勾配を考えた場合、シールド末端に
おいて電位勾配が急激に変化する。従って、接続部（ま
たは成端部）を形成する場合、少なくとも電気放電が生
じない程度にまで、この電気ストレスを最小にする必要
がある。電気ストレスによって電気破壊が生じることが
あり、それ故に特に保護しなければならない領域はケー
ブルシールドの末端である。

【００４５】ケーブルシールド末端の保護は、ケーブル
誘電層に隣接する空気をより大きい絶縁耐力を有する絶
縁性内層により置換する（即ち、誘電層に絶縁性内層を
重ねること）によって行えるが、絶縁性内層はケーブル
シールドの末端を越えて延在する（即ち、重なり合う）
必要がある。しかし、重なり合いの長さが短い場合に、
特に、絶縁性内層がケーブルシールドに全く重なり合わ
ずに、絶縁性内層とケーブルシールドとの間でギャップ
が生じる場合に、ケーブルシールド末端での電気ストレ
スが非常に大きくなり、電気放電が生じる。従って、放
電を防止する意味では重なり合いの長さは長いのが好ま
しい。

【００４６】しかしながら、絶縁性内層をできる限り短
くすることは経済的に有利であり、また、接地連続性の
ために接続部分を越えて延在する導電性外層とケーブル
シールドとを電気接続する必要があるので絶縁性内層と
ケーブルシールドとの重なり合いの長さはできる限り短
くするのが好ましい。

【００４７】従って、絶縁性内層の長さに関しては、経
済的な側面からは短いほど好ましく、放電という側面か
らは長いほうが安全であるという、相反する実用上な問
題点が生じる。このような双方の要請を実用的に両立さ
せて電気ストレスを可能な限り小さくするには、重なり
合いの長さが絶縁性内層の厚さに少なくとも等しいこと
が必要であることが見いだされたのである。本発明に基
づく絶縁性内層とケーブルシールドとの重なり合いによ
って導電性外層がケーブルシールドに接続される地点は
ケーブルシールド末端から充分に離されることも放電防
止に有利である。更に、操作電圧が高い場合は当然なが
ら厚い絶縁性内層を使用するので、重なり合いの長さを
絶縁性内層の厚さに少なくとも等しくすることにより、
自動的に重なり合いの長さが長くなり、重なり合いを確
実に保持できるという点でも有利である。

【００４８】絶縁性内層は実質的に均一な断面を有する
ことが好ましいが、絶縁性内層の実質的に均一な断面は
ケーブルシールド末端に重なり合う部分の断面を含んで
いるので、絶縁性内層の重なり合いの長さはその地点で
の絶縁性内層の厚さに少なくとも等しいことが好まし
い。より好ましくは、重なり合いの長さは絶縁性内層の
厚さの２.５〜６倍である。しかし、大多数の場合に、
実質的に均一な断面部の厚さの３倍、特に６倍を越える
長さの重なり合いを用いてそれ以上の著しい改良は得ら
れない。

【００４９】１５kＶより高いケーブルに対しては、最
内ストレスグレイディング層を設けるのが好ましく、こ
の場合、最内ストレスグレイディング層及び絶縁性内層
の双方が、必要量だけシールド末端と重なり合うのが好
ましい。３５kＶ以上のケーブルには、少なくとも絶縁
性内層、好ましくは絶縁性内層とストレスグレイディン
グ層の両者が必要量だけシールド末端と重なり合い、更
に絶縁性内層が好ましくは前記のように、その端部でケ
ーブルシールド末端に向かって勾配を有して中央部が実
質的に均一な断面を有している。

【００５０】最内ストレスグレイディング層はスリーブ
の長さの少なくとも６０％、最も好ましくは少なくとも
その長さの７５％の長さで存在するのが好ましい。ある
態様では、ストレスグレイディング層はスリーブの全長
に亙って存在している。ストレスグレイディング層が存
在するスリーブの少なくともその部分は安定状態又は自
由回復状態で実質的に均一な断面を有することが望まし
い。即ち、層の厚さの比がストレスグレイディング層の
長さに亙って一定であり、その断面の一般形状が実質的
に変化しないのが望ましい。多くの場合、ストレスグレ
イディング層はスリーブの長さに亙って中央に位置して
いる。最内ストレスグレイディング層の厚さはある範囲
まで、スリーブの要求される電気特性によって決定され
るけれども、一般に最内ストレスグレイディング層は
０.５〜４.０mmの厚さを有する。

【００５１】抵抗性の最内ストレスグレイディング層と
導電性外層とを、少なくともスリーブを電気ケーブル成
端部又は接続部に的確に係合した後に電気接触させるこ
とが必要であって、これはスリーブ端部の適当な形状に
より又は両層間に電気接触を作る手段を設けることによ
って行うことができる。最内ストレスグレイディング層
と導電性外層の間の電気接触は直接でも間接でもよい。

【００５２】最も簡単な形では、係合中導電性外層とス
トレスグレイディング層の両者がケーブルシールドに接
触し、これによってシールドを通して間接的電気接触が
なされるような形状をスリーブ端部が有する。別法とし
ては、絶縁性内層が最内ストレスグレイディング層と導
電性外層との両層を直接電気接触させるため、これら両
層の直前で終了するようにスリーブの端部を形成するこ
とができる。他の可能性はスリーブの端部に適合する導
電性部材によって間接電気接触を行うことである。かか
る部材は例えば金属ひも又は所望の場合には熱回復性で
あってもよい導電性ポリマー物質から成形された成形部
品であり得る。

【００５３】本発明は単相及び三相電気ケーブルシール
ドの成端部及び接続部の保護に適用できる。三相ケーブ
ルを使用する場合には、各導線には導電性外層、絶縁性
内層及びストレスグレイディング最内層から成る保護ス
リーブを供給するか、別の方法として、各導線に絶縁性
内層と場合によりストレスグレイディング最内層を供給
し、３本の絶縁された導線を囲う１つの導電性外層によ
りスリーブを完成してよい。

【００５４】本発明を実施例により添付図面を参照しつ
つ説明する。図１〜５は、ケーブル上に配置されてい
る、本発明において使用される種々の形態のスリーブま
たはスプライスカバーの断面図である。

【００５５】実施例１ 中央の導線をクリンプ加工し、シールドをクリンプの両
側で６cmの長さで切り詰めて２０kＶ直線接続を作っ
た。ついで、接続部の上に、長さ３０cm、壁厚さ０.２c
m、固有抵抗（直流）１０¹¹Ω・cmのレイケム（Ｒayche
m）ＳＣＴＭストレスグレイディングチューブを置き収
縮させて的確に係合させた。回復したチューブは接続部
の外形にぴったりと適合し、クリンプと接触し及びクリ
ンプの両側のシールドと２cmの重ね合いをして接触し
た。ストレスグレイディングチューブの上に長さ３０c
m、壁厚０.７５cm、体積固有抵抗５×１０¹³Ω・cmの成
形された絶縁性熱回復性チューブを置いた。チューブの
端を９.２°の勾配角度で形成した。熱回復性チューブ
は接続部の上で中央方向に収縮し、０.５cmのストレス
グレイディングチューブを各端に露出した。最後に接続
部の上に長さ３５cm、壁厚さ０.２cm、固有抵抗１００
０Ω・cmの導電性熱収縮チューブを置き、これを収縮さ
せて接続部の両側でシールド間に電気接続を行った。絶
縁性チューブと導電性チューブの間に薄層のシリコーン
グリースを適用するのが有利であることを見出した。

【００５６】このような接続４個を適用電圧２０kＶ Ａ
Ｃで１０００時間使用し、次いで、電圧を５kＶづつ５
００時間毎に破壊まで増加して平均寿命試験に服させ
た。結果を第I表に示す。

【００５７】

【表１】 第Ｉ表 試料ＮＯ． ２０kＶ ２５kＶ ３０kＶ ３５kＶ ４０kＶ ４５kＶ １ 1000時間 500時間 500時間 500時間 破損 合格 合格 合格 合格 ２ 1000時間 500時間 500時間 500時間 500時間 破損 合格 合格 合格 合格 合格 ３ 1000時間 500時間 500時間 500時間 500時間 500時間 合格 合格 合格 合格 合格 合格 ４ 1000時間 500時間 500時間 500時間 500時間 500時間 合格 合格 合格 合格 合格 合格

【００５８】上記結果は、本発明によるスリーブを使用
して優れた電気結果が得られたことを示している。即
ち、導線及びケーブルシールドに重なり合う最内ストレ
スグレイディング層、該ストレスグレイディング層に電
気接触する導電性外層、及び該ストレスグレイディング
層と該導電性外層の間に存在する絶縁性内層を有する本
実施例のスリーブによれば、電気ストレスが少なくなる
ので、高電圧を印加しても絶縁破壊が生じにくい接続が
得られることがわかる。

【００５９】実施例２ ２０kＶ架橋したポリエチレン絶縁ケーブル７のジャケ
ット８とシールド９を切り詰め、グラファイト含浸クロ
ス層１０、グラファイト層１１及び誘電体１２,１３を
露出して図１に示すように、２４kＶ直線接続をシミュ
レートした。誘電体１３の一部は取り除いて導線１４を
露出させ、導線の両側の誘電体領域１５は導電性ペイン
トを塗り溶接接合にシミュレートした長さ１０cmの領域
を作った。ペイントを塗られた領域１５とグラファイト
層１１の間の露出導線の両側で露出した誘電体の長さは
１２cmであった。

【００６０】固有抵抗１０¹¹Ω・cmのレイケムＳＣＴＭ
ストレスグレイディングチューブを接続部の上に置き回
復して接続部の外形に適合したシールド９と接触してい
るストレスグレイディング層１６を形成した。回復され
た壁厚さ４mm（即ち、完全に回復させた場合に壁厚さ４
mm）のレイケムＢＢＩＴ絶縁性チューブ１７をストレス
グレイディング層１６の上で回復させ、シリコーングリ
ースの薄層を第１の回復した絶縁性内層１７の表面に適
用してから同じ壁厚さの第２ＢＢＩＴチューブ１８を第
１チューブの上で回復させた。２つのＢＢＩＴチューブ
１７,１８の長さは回復後接続部の両端に約１cmの第１
絶縁性内層と約１cmの最内ストレスグレイディング層が
露出する長さであった。最後に第２絶縁性内層の外表面
にグラファイト層を散布しレイケムＣＮＴＭ導電性チュ
ーブ１９を接続部の上で回復させた。導電性チューブの
長さ及び回復した径は、回復して導電チューブが接続部
の両端でストレスグレイディング層１６及びケーブルシ
ールド９の露出部と電気接触を形成するように選ばれ
た。

【００６１】かかる接続部５個を形成したところ、これ
らは少なくとも１７kＶの放電消滅電圧（ＤＥＶ）（０.
５pＣの放電量でＩＥＥＥ４３−１９７５により測定）
及び５０kＶでの６０pＣより大きくない放電を有するこ
とを見出した。

【００６２】即ち、導線及びケーブルシールドに重なり
合う最内ストレスグレイディング層、該ストレスグレイ
ディング層に電気接触する導電性外層、及び該ストレス
グレイディング層と該導電性外層の間に存在する絶縁性
内層を有する本実施例のスリーブによれば、電気ストレ
スが少なくなるので、放電が生じにくい接続部が得られ
ることがわかる。

【００６３】実施例３ 英国特許出願第４５０３６／７６に記載されているエピ
ハロヒドリンストレスグレイディング物質２５をクリン
プと露出した導線に適用し、絶縁性部分を同時押出によ
り導電性部分と一緒に形成した以外は、実施例２に記載
の方法により５０mm²銅導線２０、ポリエチレン誘電体
２１、グラファイト層２２、グラファイト含浸クロス層
２３、金属シールド２４及び外部ジャケット（図示せ
ず）より成る２本の１５kＶポリエチレンケーブルの間
に図２に図示する１５kＶ接続部を形成した。引用番号
２６は、接続部を越えて全長にわたり延在する、熱収縮
したストレスグレイディングチューブを示す。接続部
は、熱収縮した層またはチューブ２７により絶縁され、
熱収縮した導電性層２７Ａ内に包囲されている。絶縁材
の層２７は、同時押し出しにより外側導電性層２７Ａと
一体に形成されている。

【００６４】接続部中心とシールド２４の間の距離を１
２cmから１８cmの間で変化させて４つの接続部を作り、
少なくとも１０５kＶのＡＣ破壊値、少なくとも２００k
Ｖの正波ＤＣインパルス限度及び３０kＶでの０.５pＣ
より小さいＤＥＶを有していることを見出した。

【００６５】即ち、電気ストレス及び導線及びケーブル
シールドに重なり合う最内ストレスグレイディング層、
該ストレスグレイディング層に電気接触する導電性外
層、及び該ストレスグレイディング層と該導電性外層の
間に存在する絶縁性内層を有する本実施例のスリーブに
よれば、電気ストレスが少なくなるので、絶縁破壊及び
放電が生じにくい接続が得られることがわかる。

【００６６】実施例４ 図３に示すように、１１kＶ直線接続を、１０kＶ架橋ポ
リエチレン絶縁ケーブルと銅導線２９、紙絶縁層３０、
アルミ箔３１、鉛外装３２及びクロステープより成る１
１kＶ紙絶縁ケーブルとの間に形成した。接続部はスト
レスグレイディング層３５、ＢＢＩＴ絶縁性層３６、二
重押出層３７及び金属編組３９を含み、各要素は実施例
３に用いられた特性を有する。

【００６７】上記の接続５個を４５kＶで１分間の印
加、＋１４０kＶで１０インパルス、２５cm水中での２
０kＶ ＡＣの印加、７０℃で１２５負荷サイクルより成
る連続試験にかけた。すべての接続部が合格した。

【００６８】即ち、最内ストレスグレイディング層、導
電性外層及び絶縁性内層を有する本実施例のスリーブに
よれば、水中で使用しても電気破壊が生じにくい接続部
が得られることがわかる。

【００６９】実施例５ 図４に示すように、１０kＶ接続部を、アルミニウム導
線４０、架橋ポリエチレン誘電体４１、半導体層４２、
金属シールド４３及びジャケット４４より成る２本の１
０kＶケーブルの間に形成した。導電性ペイントのバン
ド４２aを各半導体層の端部に適用することを付加した
が、実施例３の記載のように接続部を形成した。

【００７０】４個の同様の接続部を試験し、少なくとも
１８kＶの放電消滅電圧を有し、２５cm水中３０kＶ、９
５℃で３３６負荷サイクルに合格することを見出した。
即ち、最内ストレスグレイディング層、導電性外層及び
絶縁性内層を有する本実施例のスリーブによれば、放電
が生じにくく、水中で使用しても電気破壊が生じにくい
接続部が得られることがわかる。

【００７１】実施例６ 図５に示すように、熱回復性同時押出チューブ状５−８
kＶ用接続スリーブを、導電性高カーボン添加ポリエチ
レンより成る１mm（非膨張）の最外にある固有抵抗１０
００Ω・cmの層５１、絶縁された変性ポリエチレンより
成る５mm（非膨張）の中間にある５×１０¹³Ω・cmの体
積固有抵抗の層５２及びストレスグレイディング層より
成る１mm（非膨張）の最内にある層５３より作った。こ
のチューブを電子ビーム照射架橋によって熱収縮性に
し、加熱下に３.５：１の膨張比で膨張させた。

【００７２】スリーブを、各ケーブルシールド５５に
２.５cmだけ重なるようにクリンプ接続部の上で回復さ
せた。最外層５１を各シールド５５に線材５６により接
続した。最内ストレスグレイディング層、導電性外層及
び絶縁性内層を有する本実施例のスリーブによれば、良
好な電気特性を有する接続が得られることがわかった。

【００７３】実施例７ 絶縁性内層、導電性外層及びストレスグレイディング層
を与えるホットメルト接着剤の最内層を有する同時押出
チューブを使って実施例６の手順を繰り返した。下記寸
法の５個の接続を作った。

【００７４】

【表２】 押出径 膨張径 長さ シールド− シールドとの シールド間長さ 重なり合い Ｉ． 0.61(0.24) 2.03(0.8) 35.6(14) ≦22.9(≦9) ≧4.6(≧1.8) II． 0.76(0.30) 2.54(1.0) 40.6(16) ≦22.9(≦9) ≧6.9(≧2.7) III． 1.02(0.40) 3.18(1.25) 40.6(16) ≦27.9(≦11) ≧4.3(≧1.7) IV． 1.71(0.675) 5.65(2.225) 45.7(18) ≦27.9(≦11) ≧6.6(≧2.6) Ｖ． 2.16(0.85) 7.11(2.8) ≦25.4(≦10) ≧4.1(≧1.6) （寸法の単位はcm（インチ）である。）

【００７５】これらの接続についてＩＥＥＥ−４８−１
９７５により下記の試験を行った。

【００７６】

【表３】 試験 ＤＥＶ（１） ７.５kＶ（＜０.３pＣ放電） １分間６０Ｈzで交流３５kＶ 破壊又はフラッシュオーバーなし ６時間６０Ｈzで交流２５kＶ 破壊又はフラッシュオーバーなし インパルス電圧試験（４） ９５kＶ １５分間直流６５kＶ負極性 破壊又はフラッシュオーバーなし

【００７７】これら結果から、絶縁性内層のケーブルシ
ールドとの重なり合いの長さが、ケーブルシールド末端
に重なり合う絶縁性内層の厚さに少なくとも等しい本実
施例のスリーブによれば、絶縁破壊及び放電が生じにく
いなどの良好な電気特性を有する接続部が得られること
がわかる。

【００７８】このように、絶縁層によるケーブルシール
ドとの重なり合いは重要である。ストレスグレイディン
グ層は、ケーブル接続または成端の領域の電気ストレス
をさらに減少する。電圧勾配（Ｖ／m）を減少させるこ
とによって、電気放電が生じる可能性は減少する。

【００７９】導電性外層が外成分として接続部又は成端
部を覆って延在し、一体にされたケーブルのシールドを
電気的に相互に接続し、接続領域において１本のケーブ
ルから他のケーブルへの接地連続性を保持する。導電性
外層は、ケーブルから電磁気的放射がケーブル空中に逃
げてラジオ障害が生じるのを防止する働きを行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例２で説明した本発明のスリーブを示す
断面図である。

【図２】 実施例３で説明した本発明のスリーブを示す
断面図である。

【図３】 実施例４で説明した本発明のスリーブを示す
断面図である。

【図４】 実施例５で説明した本発明のスリーブを示す
断面図である。

【図５】 実施例６で説明した本発明のスリーブを示す
断面図である。

【符号の説明】

１４,２０,２９,４０…導線、 １,１６,２６,３５,４６,５３…ストレスグレイディン
グ層、 ６,１７,１８,５２…絶縁性内層、 ５,１９,５１…導電性外層、 ３,４,９,２４,４３,５５…ケーブルシールド。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最内ストレスグレイディング層、絶縁性
   内層及び導電性外層を有する寸法的回復性の押出された
   チューブ状物品であり、絶縁性内層は全長にわたって実
   質的に均一な壁厚を有するケーブル成端又は接続に使用
   するのに適した保護スリーブ。
2. 【請求項２】 熱回復性である請求項１記載のスリー
   ブ。
3. 【請求項３】 層の同時押出により製造されたものであ
   る請求項１又は２に記載のスリーブ。
4. 【請求項４】 最内ストレスグレイディング層、絶縁性
   内層及び導電性外層を有する寸法的回復性の押出された
   チューブ状物品であり、絶縁性内層は全長にわたって実
   質的に均一な壁厚を有するケーブル成端又は接続に使用
   するのに適した保護スリーブをケーブル成端部又は接続
   部上で回復させることから成るケーブル成端部又は接続
   部を保護する方法。
5. 【請求項５】 最内ストレスグレイディング層、絶縁性
   内層及び導電性外層を有する寸法的回復性の押出された
   チューブ状物品であり、絶縁性内層は全長にわたって実
   質的に均一な壁厚を有するケーブル成端又は接続に使用
   するのに適した保護スリーブを、ケーブル成端部又は接
   続部上で回復させることから成るケーブル成端部又は接
   続部を保護する方法により形成された、保護されたケー
   ブル成端部又は接続部。