JPH09289050A - 機器直結型端末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器ブッシング表面と端末本体の絶縁層の内
面間の面圧が高い部分に等電位線を集中させ、必要な界
面耐電圧を確保し機器直結型端末をコンパクト化するこ
と。 【解決手段】 端末本体１は、機器ブッシング２および
絶縁栓５との嵌合面を有する弾性部材で形成された絶縁
筒８を備えている。そして絶縁筒８を機器ブッシング２
に嵌合させるとともに絶縁栓５を上記絶縁筒８に嵌合さ
せ、絶縁筒８および絶縁栓５を機器ブッシング２の軸方
向に押し付けることにより、絶縁筒８と機器ブッシング
２および絶縁栓５との間の界面圧力を確保する。絶縁筒
８と端子挿入部９の接続部分近傍の端子挿入部９側の絶
縁体には「くびれ部７」が設けられており、「くびれ部
７」により、機器ブッシング２の先端側の界面圧力の高
い側が高電界となるようにし、所望の絶縁性能を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】配電系統は、通常、機器、ケ
ーブル、付属品から構成されており、ケーブルを機器に
接続する際には接続部分の電気的・機械的性能確保のた
め、付属品、すなわち機器直結端末が必要となる。本発
明は上記したケーブルを機器に接続するための機器直結
型端末に関し、特に本発明は必要な絶縁性能を確保しつ
つ、コンパクト化を可能とした機器直結型端末に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】機器直結型終端部は、一般にエポキシ等
で成形された導体を中心とした機器ブッシングに、ケー
ブル導体または端子をＥＰゴムやシリコンゴムの成形品
を嵌合し、ゴム弾性による界面圧力で防水および絶縁性
能を維持するものが多い。この場合、エポキシ等で形成
された機器ブッシングの外径を上記ゴム成形品の外径よ
り僅かに大きくしておき、嵌合時に嵌合径差を生じさ
せ、界面圧力を確保している。端末の形状としては、直
型、Ｌ型、およびＴ型があり、端末本体は、内部半導電
層、絶縁層、外部半導電層の３層からなり、ケーブルし
ゃへい層側はストレスコーンを形成し充電部を密閉する
構造となっている。導体の接続構造としては、羽子板端
子締付け型、チューリップ型、および多点接触子型が使
用される。

【０００３】図４は従来の機器直結Ｔ型端末の一例を示
す図である。同図において、１００は端末本体、１０１
はケーブル、１０２はケーブルの導体サイズに応じて使
用されるアダプタ、１０３は端子、１０４は絶縁栓、１
０５は保護キャップ、１０６は機器ブッシングである。
そして機器直結型終端部では、機器ブッシングと、端末
本体の絶縁体との接続に、この接続が行われる。また、
端末本体１００において、１１１は外部半導電層、１１
２はＥＰゴムやシリコンゴムで形成された絶縁層、１１
３は内部半導電層であり、端末本体１００は上記機器ブ
ッシング１０６および絶縁栓１０４との嵌合面を有する
絶縁筒１０７と、ケーブル導体が接続された端子１０３
を挿入する端子挿入部１０８から構成されている。

【０００４】同図に示したＴ型端末の組み立ては、例え
ば次にように行われる。 (1) ケーブル１０１に端子１０３を圧縮接続し、端末本
体１００の端子挿入部１０８に挿入する。 (2) 端末本体１００の絶縁筒１０７を機器ブッシング１
０６に嵌合し、端子１０３と機器側の導体をボルト締め
する。 (3) 絶縁栓１０４を絶縁筒１０７に嵌合しねじ込む。 上記構造のＴ型端末においては、ネジ締め付けにより、
テーパ状に形成された端末本体１００の絶縁筒１０７、
絶縁栓１０４を機器ブッシング１０６の軸方向に加圧
し、端末本体１００の絶縁体１１２のゴムの弾性により
界面Ａ，Ｂの圧力を確保している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ケーブルを機器に接続
する機器直結型端末は、当然のことながら自然環境下で
長期間使用できること、並びに、現地での接続作業に支
障の無い構造であることが要求される。これに加え近年
では、従来にも増してコンパクト化、多機能化が求めら
れている。特に近年、配電設備の遮断機等を含む盤にＳ
Ｆ6 ガスが封入されコンパクト化が図られており、これ
に伴い、機器に直結する端末も一層コンパクト化が要求
されるようになってきている。

【０００６】機器直結端末は、前記図４に示したよう
に、一般にエポキシ等で成形された機器ブッシングにＥ
Ｐゴム等の成形品を嵌合し、ゴムの弾性による界面圧力
で防水および絶縁性能を確保している。従って、嵌合径
差が大きいと界面圧力が増加し、沿面破壊ストレスを高
くすることができる。また、界面の絶縁破壊はその界面
上での一番電界の高い部分が放電開始電圧に達すること
により開始される。この放電の開始電圧は面圧の関数で
あり、面圧が高い程、放電開始電圧も高いと言われてい
る。そこで、機器ブッシングの軸方向に沿って、機器ブ
ッシング表面と端末本体の絶縁層の内面間の面圧を求め
たところ、図５に示すようになった。当然のことなが
ら、同図に示すように、機器ブッシング先端付近の絶縁
層の厚さが最も厚い部分が面圧も高い。このことから、
なるべく上記面圧が高い部分に等電位線を集中させるよ
うな電位分布構造とすれば、機器直結型端末をコンパク
ト化しても、所望の絶縁性能を確保することができる。

【０００７】本発明の目的は、上記面圧が高い部分に等
電位線を集中させることにより、必要な界面耐電圧を確
保することができ、ガス絶縁機器等のコンパクト化され
た機器にも容易に適用することができる機器直結型端末
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、界面部分での電
界解析を行ったところ、Ｔ型端末の首の部分をくびれさ
せることにより、電気力線をブッシング先端側（端末本
体の絶縁体の肉圧が厚い側）に持ってくることができる
ことがわかった。すなわち、端末のコンパクト化を図り
高さＬを縮小した場合、電気力線は端末本体の肉圧の薄
い部分側に集まり、界面面圧から期待される以上の電界
が加わるが、上記のように「くびれ」を設けた場合、端
末の高さＬを縮小しても、電気力線を電気力線を設計界
面長の全体に渡って分布させ、端末本体の肉厚の薄い部
分の電気力線の密度を比較的小さくすることができる。

【０００９】本発明は上記考え方に基づき、弾性部材か
らなる絶縁体で形成され、機器ブッシングおよび絶縁栓
との嵌合面を有する絶縁筒と、ケーブル導体に接続され
た端子を挿入する端子挿入部を具備し、上記機器ブッシ
ングの挿入方向と上記端子の挿入方向とが互いに直交す
る方向に配置された端末本体を備え、上記絶縁筒の上記
嵌合面を機器ブッシングに嵌合させ、上記端子を端子挿
入部に挿入して機器ブッシングの導体と接続するととも
に、上記絶縁栓を上記絶縁筒の嵌合面に嵌合させ、絶縁
筒および絶縁栓を機器ブッシングの軸方向に押し付けて
上記絶縁筒の弾性により、上記絶縁筒と機器ブッシング
の絶縁体および上記絶縁栓との間の界面圧力を確保する
機器直結型端末において、上記機器ブッシングの先端側
が高電界となるように、上記絶縁筒と端子挿入部の接続
部分近傍の端子挿入部側に、絶縁体のくびれ部を設けた
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施例の機器直
結Ｔ型端末の構成を示す図であり、同図は６．６ｋＶの
機器直結Ｔ型端末の一例を示している。図１において、
１は端末本体、２はエポキシ樹脂等で形成された機器側
のブッシング、３はケーブル、４はケーブル３の導体３
ａが圧着された端子、５はエポキシ樹脂等で形成された
絶縁栓である。端末本体１は、内部半導電層１ａと、例
えばＥＰゴム、シリコンゴム等の弾性材で形成された絶
縁層１ｂと、外部半導電層１ｃからなり、機器ブッシン
グ２と絶縁栓５との嵌合面を有する絶縁筒８とケーブル
導体３ａが接続された端子４を挿入する端子挿入部９か
ら構成されている。また、端末本体１の絶縁筒８と端子
挿入部９の接続部分の近傍には、同図に示すように本発
明に係わる「くびれ７」が設けられている。上記くびれ
７を設けた部分の絶縁層の厚さは他の部分と同じであ
る。

【００１１】端末本体１のケーブルしゃへい層側はスト
レスコーンを形成しており、ケーブル３を挿入後、半導
電性テープ３ｂ、絶縁テープ３ｃによりテーピング処理
される。また、ケーブル３のしゃへい層から接地線３ｄ
が引き出される。端子４は、ワッシャ６ａを介して頂部
にネジ穴を持つネジ穴付ボルト６により機器ブッシング
２の導体２ａに接続される。また、絶縁栓５には、上記
ボルト６の頂部に設けられたネジ穴に係合するボルト５
ｂが埋め込まれている。そして、上記ボルト５ｂをボル
ト６の頂部に設けられたネジ穴にねじ込み絶縁栓５を取
り付ける。

【００１２】絶縁栓５の頂部には、検電用の端子が取り
付けられる導体５ａが埋め込まれている。導体５ａには
検電キャップ５ｅが着脱可能に取り付けられており、検
電キャップ５ｅは導電性ゴム等で形成された接地部材５
ｃを介して端末本体１の外部半導電層１ｃに取り付けら
れている。そして、上記導体５ａと上記ボルト５ｂと一
体に形成された導体５ｄとの間で静電容量を形成してお
り、検電キャップ５ｂを取り外すと、課電時、上記導体
５ａに電圧が発生する。

【００１３】上記機器直結Ｔ型端末は次のように組み立
てられる。ケーブル導体３ａを端子４に圧縮接続して端
末本体１の端子挿入部９に挿入し、ケーブル３と端末本
体１の端部を半導電性テープ３ｂ、絶縁テープ３ｃによ
りテーピング処理をしたのち、端末本体１の絶縁筒８を
機器ブッシング２に嵌合し、端子４をボルト６により機
器ブッシング２の導体２ａにボルト締めする。ついで、
絶縁栓５を絶縁筒８に嵌合し、絶縁栓５に埋め込まれた
ボルト５ｂを、上記ボルト６の頂部に設けられたネジ穴
に係合させ、絶縁栓５全体を回して上記ボルト５ｂをボ
ルト６の頂部に設けられたネジ穴にねじ込み絶縁栓５を
取り付ける。

【００１４】図２、図３は従来例と本発明の実施例の電
界解析の結果を示す図であり、図２（ａ）は前記図４に
示した端末の電界解析結果を示し、図２（ｂ）は本発明
の実施例の端末において、くびれを設けない場合の電界
解析結果を示し、図３は本発明の実施例の端末におい
て、上記「くびれ」を設けた場合の電界解析結果を示し
ている。なお、同図において、２は機器ブッシング、８
は絶縁筒であり、Ａは端末本体１の絶縁体と機器ブッシ
ング２との界面である。コンパクト化を図っていない図
４に示した従来のＴ型端末の場合には、端末の高さＬを
充分確保することができるため、図２（ａ）に示すよう
に、電気力線が設計界面長の全体に渡って分布し、設計
界面長と有効界面長を略等しくすることができる。これ
に対し、図２（ｂ）に示すように、コンパクト化を図り
端末の高さＬを縮小しＬ’とした場合、電気力線は端末
本体１の肉圧の薄い部分側に集まり、設計界面長に対し
て有効界面長が短くなる。

【００１５】一方、本発明のように「くびれ」を設けた
場合、端末の高さＬを縮小しても、図３に示すように、
電気力線を電気力線を設計界面長の全体に渡って分布さ
せ、設計界面長と有効界面長を略等しくすることがで
き、端末本体の肉厚の薄い部分の電気力線の密度を比較
的小さくすることができる。また、前記図５に示した面
圧とストレスの比（＝ストレス／面圧）を求めてみる
と、上記のように「くびれ」を設けた場合には、上記
〔ストレス／面圧〕を略一定に保つことができるのに対
し、「くびれ」を設けない場合には、端末本体の肉厚の
薄い側（ブッシングの根元側）で上記〔ストレス／面
圧〕が大きくなることがわかった。すなわち、「くび
れ」を設けずに端末の高さＬを縮小した場合には、界面
面圧から期待される以上の電界が加わっていることを示
している。本実施例のＴ型端末を組み立て絶縁性能を調
べたところ、表１に示すようになった。

【００１６】

【表１】

【００１７】すなわち、「くびれ」を設けない場合、資
料１では４５ｋＶで機器ブッシング２（エポキシ）と端
末本体１の絶縁筒（ゴム）の界面で絶縁破壊を起こし、
また、資料２では、５５ｋＶで上記と同様の絶縁破壊を
起こした。これに対し、「くびれ」を設けた場合には、
資料１では、７５ｋＶで端末本体１の絶縁筒が貫通破壊
を起こし、資料２では、８５ｋＶで同様な絶縁破壊を起
こした。以上の試験結果から明らかなように、「くび
れ」のある場合には、破壊値も充分高く、破壊箇所も界
面とは関係がない絶縁筒ゴムの貫通破壊であるのに対
し、「くびれ」のない場合には、機器ブッシング２のエ
ポキシと絶縁筒８のゴムとの界面で破壊しており、明ら
かに「くびれ」により面圧の高い側への電界集中させた
効果が現れている。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、機器ブッシングの先端側の界面圧力の高い側が高電
界となるように、上記絶縁筒と端子挿入部の接続部分近
傍の端子挿入部側にくびれ部を設けたので、電気力線を
電気力線を設計界面長の全体に渡って分布させ、端末本
体の肉厚の薄い部分の電気力線の密度を比較的小さくす
ることができる。このため、必要な絶縁性能を確保しつ
つ、機器直結端末のコンパクト化を図ることが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例のＴ型端末の構成を示す図で
ある。

【図２】「くびれ」を設けない場合の電界解析結果を示
す図である。

【図３】本発明の実施例の電界解析結果を示す図であ
る。

【図４】従来の機器直結Ｔ型端末を示す図である。

【図５】機器ブッシングと絶縁筒間の面圧を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 端末本体 １ａ 内部半導電層 １ｂ 絶縁層 １ｃ 外部半導電層 ２ 機器ブッシング ２ａ 導体 ３ ケーブル ３ａ ケーブル導体 ３ｂ 半導電性テープ ３ｃ 絶縁テープ ３ｄ 接地線 ４ 端子 ５ 絶縁栓 ５ａ 導体 ５ｂ ボルト ５ｃ 接地部材 ５ｄ 導体の間で静電容量 ５ｅ 検電キャップ ６ ネジ穴付ボルト ６ａ ワッシャ ７ くびれ ８ 絶縁筒 ９ 端子挿入部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性部材からなる絶縁体で形成され、機
   器ブッシングおよび絶縁栓との嵌合面を有する絶縁筒
   と、ケーブル導体に接続された端子を挿入する端子挿入
   部を具備し、上記機器ブッシングの挿入方向と上記端子
   の挿入方向とが互いに直交する方向に配置された端末本
   体を備え、 上記絶縁筒の上記嵌合面を機器ブッシングに嵌合させ、
   上記端子を端子挿入部に挿入して機器ブッシングの導体
   と接続するとともに、上記絶縁栓を上記絶縁筒の嵌合面
   に嵌合させ、絶縁筒および絶縁栓を機器ブッシングの軸
   方向に押し付けて上記絶縁筒の弾性により、上記絶縁筒
   と機器ブッシングの絶縁体および上記絶縁栓との間の界
   面圧力を確保する機器直結型端末において、 上記機器ブッシングの先端側が高電界となるように、上
   記絶縁筒と端子挿入部の接続部分近傍の端子挿入部側
   に、絶縁体のくびれ部を設けたことを特徴とする機器直
   結型端末。