JPH11512280A - ケーブル端末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固体絶縁材料で絶縁した高圧ケーブル１を絶縁導体１６に接続するためのケーブル端末。電界強度の好都合なポテンシャル分布を作るために、電界制御部材２０、所謂ストレスコーンをケーブル１を取囲んで配置する。この取囲むストレスコーンは、絶縁弾性材料で作り、このケーブルの露出した外導電性層４に電気的に接続した外導電性被覆２１を備える。このケーブルの導体２は、プラグ形接触子６に電気的に接続されている。接続導体１６は、絶縁物体１２に軸方向に固定され、スリーブ形接触子１７に電気的に接続されている。これら二つの接触子を電気接触および機械抵抗の良い一つの継手６、１７にまとめる。この継手をストレスコーン２０で囲み、この継手とストレスコーンの外部被覆の間に十分な絶縁が得られるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 ケーブル端末 技術分野 本発明は、請求項１の前文で言及した種類のケーブル端末に関する。このケー ブル端末は、固体絶縁材料、好ましくは架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）で絶縁し、 ４５０ｋＶまでの電圧範囲の高圧および中圧ケーブル（電力ケーブル）用に設計 されている。このケーブル端末は、電気的開閉装置へ接続するため、および固体 、液体または加圧ガス絶縁材料で絶縁した他の接続目的、例えば、絶縁物と金属 で囲んだ開閉装置へ接続するために使うようにされている。他の使用分野は、対 応する電力ケーブルまたはその他のケーブル、例えば紙で絶縁した電力ケーブル に接続することである。 背景技術 架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）で絶縁した高圧ケーブルに電圧勾配をもつ端末を 得るためには、しばしば、部分的に導電性の外部被覆で囲んだ絶縁弾性材料の、 ある形の電界制御部品、所謂ストレスコーンを使う。このストレスコーンは、ケ ーブル端周りの電界強度を制御して、このケーブル絶縁物に沿う電界強度勾配を 十分低く維持し、部分放電、従ってこのケーブル端末を囲む絶縁媒体が破壊する 危険を避けることを意図するものである。通常、低圧では、絶縁媒体が空気から 成り、それが取扱いやすい、単純で安価な端末を提供する。しかし、高圧では、 そのような装置が嵩張るようになる。この種のケーブル端末は、しばしば、設置 が複雑で、時間がかかり、この部品を通電前に試験できるようにしない。 高圧または中圧で、妥当な大きさのケーブル端末を得るために、ＰＥＸケーブ ルは、しばしば、プラスチックまたはセラミック材料の電気絶縁容器に入れた液 体絶縁端末を備える。しかし、そのような設計は、絶縁液体およびその絶縁容器 のコストの増加、並びに絶縁液体の熱膨張のための膨張容積のコストを伴う。絶 縁液体で満たした端末の問題には、漏れの危険もある。 スウェーデン特許明細書第４１７ ６５８号から、絶縁液体の必要をなくする ために使うケーブル端末が既に知られている。このケーブル端末は、絶縁ガス、 例えばＳＦ₆で絶縁した、金属で囲んだ開閉装置ユニットに接続することを意図 し、この絶縁ガスをこのケーブル端末を絶縁するためにも利用する。この場合、 電界制御ストレスコーンを加圧絶縁ガスに直接適用し、それによってコストを節 減する可能性のあるコンパクトな設計を得る。 上に説明したケーブル端末の問題は、封止である。その弾力性のために、スト レスコーンは、ガス圧が加えるストレスに耐える可能性が限られる。これは、ス トレスコーンが変形し、または容器から押出されるのを防ぐために、特別な支持 部材を導入することを必要にしている。この既知の端末の更なる問題は、この導 入した支持部材が、原則的に剛い管を形成し、負荷を掛けたとき、ケーブルの絶 縁およびストレスコーンの変形の一因となるかも知れないことである。これは、 火花放電となり、それが逐次絶縁を破壊するかも知れない。 スウェーデン特許明細書第５０１ ３４２号から、上記の種類のケーブル端末 が既に知られ、それが上記の問題をある程度解決する。多数の剛いリングセグメ ントをストレスコーンと容器の移行部に挿入し、その場合、ガス圧でストレスコ ーンに加わる力がこの容器に設けた取付けフランジに伝えられる。しかし、この 既知のケーブル端末は、最初に述べた問題、即ち、設置の複雑さ、および予備検 査、例えば、ガス充満容器の気密度を前もって調べられる検査の可能性が小さい ことなどの問題を解決していない。しかし、予め試験した製品を合理的に設置で きるようにすることは、今日の産業で非常に重要である。 発明の概要 本発明の目的は、固体絶縁した電力ケーブルで、大きさの小さいケーブル端末 、および合理的な方法で、フラッシオーバの危険なく閉電流路を形成するように 、電気回路に接続できる端末を達成することである。この端末は、上述の欠点を 無くし、設置現場で油を取扱うことなしに迅速且つ漏れのない設置を可能にする ことを意図する。このケーブル端末は、機械的負荷に耐え、気密性およびフラッ シオーバのような機能を予め試験できるようにもすることを意図する。主として 、このケーブル端末は、ＳＦ₆ガスで絶縁した、金属で囲んだ開閉装置に直接接 続することを意図するが、例えば、電気開閉装置にまたはその他の電気屋外部品 等 に接続するケーブルにも都合よく使うことができる。上述の価値ある特性は、本 発明によれば、請求項１の特徴記載部分に記載する特徴を備えたケーブル端末に よって達成される。好都合な実施態様をその後の従属請求項の特徴記載部分に記 載する。 本発明によれば、ケーブル端末を所謂乾式ケーブル端末として設計し、それに よって漏れの危険を排除することは勿論、設置現場で油を取扱うことを無くする 。このケーブル端末には、一つのめす部と一つのおす部があり、それらを導電性 の機械的継手に組立てて、外部導電性被覆を備える、絶縁ゴムで作ったストレス コーンで囲む。このおす部は、剥がした導体に取付けた接触部材を有するケーブ ルから成る。このめす部は、一端に成形した接触スリーブを有する絶縁物体から 成り、そのスリーブは、この絶縁物体を同軸に貫通する導体に結合されている。 この導体は、接続すべき回路に電気的に結合されている。この絶縁物体は、回路 にかたく取付けるようにされ、この取付が気密で、機械的力に耐えられるように なっている。 このケーブル導体に固定した接触部材は、接続導体に配設されたスリーブ本体 に押込むようにされている。この接触部材を機械的結合によってスリーブ本体に 固定し、良好な接触を得、この結合が引張り歪軽減装置としても役立つようにな っている。先にこのケーブルに付けたストレスコーンがこの継手を囲むように、 この継手の上に通す。同時に、このストレスコーンの外部導電性被覆をケーブル の外部導電性被覆と接触させ、それによって好都合な電界分布を作る。 図面の簡単な説明 添付の図面を参照して実施例を説明することによって、本発明を詳細に説明す る。それらの図面で 図１は、ガスで絶縁し、金属で囲んだ開閉装置ユニットに接続するための、本 発明によるケーブル端末の断面を示し、 図２は、屋外使用のガスで絶縁した絶縁物およびそれに接続した本発明による ケーブル端末の断面を示し、 図３は、二つの対向して位置する本発明によるケーブル端末を使った、二つの ＰＥＸケーブル間の継手の断面を示し、 図４は、本発明によるケーブル端末をＰＥＸケーブルを接続するために使った 、ＰＥＸケーブルと紙絶縁電力ケーブルの間の継手の断面を示す。 好適実施例の説明 固体絶縁材料で絶縁した高圧ケーブル１のメタルクラッド開閉装置ユニット（ 図示せず）への接続を図１に示す。ケーブル１は、通常、銅またはアルミの内導 体２が、好ましくは架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）の固体絶縁物３によって囲まれ ている。絶縁物３は、この絶縁物上に押出した外導電層４によって囲まれている 。この導電層４を囲み、且つそれと電気接触して、好ましくは導線の金属シール ド（図示せず）がある。最後に、このケーブルは、例えばポリエチレン（ＰＥ） の、きつくて機械的性質の良い被覆５によって囲まれている。露出したケーブル 導体２上に、円形の接触プラグ６が配置され、それがねじ結合７でこの導体に固 定され、その任務は、接触プラグ６とケーブル導体２の間の良い電気的および機 械的接続を確実にすることである。 部分的にだけ示し、このケーブルの方へ曲げた円形カラー１３によって境界を 設けられた孔１１のある取付けフランジ１０が開閉装置ユニット（図示せず）に 気密に取付けられている。この孔１１を通して、カラー１３用のスロット１４を 備え、この取付けフランジの内側と接触して良い密封をもたらす張出し部１５を 備える、円筒形絶縁物体１２が配置されている。この絶縁物体１２は、均質で、 エアポケットが生じないように孔１１に成形したエポキシから成るのが好ましい 。この絶縁物体を通して、例えば銅の、棒状導体１６が同軸に伸び、それが、良 いきつさで、絶縁物体１２に取付けられている。この開閉装置ユニットの内部で 、この導体は、電気部品（図示せず）に接続され、その部品とこのケーブル１が 閉回路を形成するようにされている。この導体のケーブルに面した端は、接触ス リーブ１７に接続され、そのスリーブの外側１８は、コップ状で、外径がこの絶 縁物体のそれに等しく、この絶縁物体１２の中に気密に成形されている。 接触プラグ６は、電気伝導度の良い継手を得るように、接触スリーブ１７に挿 入するようにされている。ねじ結合８が接触プラグを接触スリーブに固定し、そ れによってこのねじ結合は、ねじ９が軸方向に向いて、ケーブル絶縁物３の外側 を締めるためにアクセスできるようにされている。 空中に適当な電界強度が得られるように電界を制御するために、外導電性被覆 ２１を有する、電気絶縁材料のストレスコーン２０がこの継手を囲むようにされ ている。このストレスコーン２０は、部分的に絶縁性で、部分的に導電性のＥＰ ＤＭゴムで作るのが好ましい。適当な分布の電界強度を得るために、ストレスコ ーンのケーブルに面する部分を導電性材料の円筒形ネック２２に作り、それは、 このケーブル絶縁物を囲み、ケーブルの外導電性層４と電気的に接続されている 。ケーブル端の方向に、このネックは、絶縁性ゴムの円錐形部２３に変り、そこ でこの導電性被覆は、この外部輪郭に追従する。次に、ストレスコーンは、この 継手および絶縁物体１２の一部を囲む円筒形部２４へ滑らかに変る。この円筒形 部の厚さは、この継手の周りに満足な絶縁をもたらすに十分厚い。次に、このス トレスコーンは、取付けフランジ１０の方向に、この取付けフランジの方に収束 するわずかに円錐形の部分２５に変り、それが絶縁物体１２を囲み、カラー１３ に重なるまで取付けフランジの方へ伸びる。 このストレスコーンは、二つの部分で内径が異なる、同軸の貫通孔を有する。 狭い孔の部分は、ケーブル絶縁物をきつく囲むことを意図し、伸さない状態で、 内径がケーブル絶縁物の直径より小さい。同様に、広い孔の部分は、絶縁物体１ ２をきつく囲むことを意図し、伸さない状態で、内径がこの絶縁物体の外径より 小さい。この狭い部分から広い部分への移行部の周りの領域に、導電性ゴムのリ ング２６が配置してある。このリング２６は、接触スリーブ１７および接触プラ グ６と電気的に接続していて、電界を滑らかに制御して電界集中を避けるように されている。回転対称断面で、このリングは、二つの部分の移行部およびそれぞ れの部分に幾らか入った距離で、ストレスコーン２０の内部に露出し、このスト レスコーンの絶縁層の中へアーチ形に伸びる。断面が軸方向に向いた、溝の形の 環状くぼみ２７がカラー２８を形成し、それは、ケーブル絶縁物とストレスコー ンの間の密封を良くするような接触圧を生ずる寸法にされている。このくぼみは 、広い孔部分の縁を、電界を妨害するエアポケットが発生しないような寸法圧力 で、接触スリーブ１７と接触させもする。 機械的保護のために、このケーブル端末全体が金属の保護スリーブ３０に封入 され、そのスリーブは、ケーブルの周りに配置され、二つの半分から成るリング ３１に結合されている。これら二つの半分は、保護スリーブ３０を固定するため の結合カラー３２を含み、クランプ結合によってケーブル１を機械的に固定する ようにされている。 本発明の好都合な実施例では、接触プラグ６および接触スリーブ１７に共通の 接触面１９を円筒形にまたはわずかに円錐形に配設しても良い。軸方向に向いた ばね要素（図示せず）等もこの接触面１９に導入して、確実に良い電気的接触を するようにしてもよい。この絶縁物体は、取付けフランジに一体成形したものに 限らず、二つの部分に作って、それらをこのフランジの孔の別々の側から互いに 取付けてもよい。この絶縁物体は、この開閉装置ユニットのケースに直接成形ま たはフランジ結合してもよい。 図２は、ガス絶縁した絶縁物４０に接続したケーブル端末を示す。この絶縁物 は、磁器またはポリマー材料の絶縁物４１および取付けフランジ４２の形のソケ ットを含む。上に説明した絶縁物体１２は、ここでは絶縁物の中へ伸び、従来か ら知られる外観の電界制御部品４５の形をしている。導電性被覆４６の層が電界 制御部品４５のケーブルに面した部分を囲み、伸びた絶縁物体が取付けられてい る取付けフランジ４３に電気的に接続されている。好都合な実施例では、この導 電性被覆が取付けフランジからプレスしたカラーから成る。取付けフランジ４３ は、継手によって絶縁物４０に気密に固定するようにされ、その場合、シール、 好ましくはＯリング４４が取付けフランジ４２または絶縁物４１の端面と接触す る。伸びた絶縁物体を同軸に通って棒状導体４７が伸び、そのケーブルに面する 端で上述の種類の接触スリーブ１７に接続されている。この導体の他端に、閉じ るべき回路と閉電流路を作るために、継手装置４８が作られている。上に説明し た方法で、このケーブル導体に取付けた接触プラグ６を接触スリーブ１７に挿入 し、絶縁物体１２を上に説明した種類のストレスコーン２０で囲む。 図３は、互いの方に向いた、上記による二つのケーブル端末を使って配置した 二つのＰＥＸケーブル間の接続を示す。両ケーブル端末に共通の鏡面対称絶縁物 体５０が導電性継手部材５１を囲み、接触スリーブ１７がその両端に接続されて いる。上に説明した方法で、接触プラグ６を各接触スリーブに挿入し、その接触 プラグ６を継手によってそれぞれのケーブル導体に固定する。内導電性リング２ ６および外導電性被覆２１を備える、上記の種類のストレスコーン２０がそれぞ れの継手を囲み、各ストレスコーンの外導電性被覆が互いに電気的に接続されて いる。導電性材料のリング５２がこの絶縁物体の中心部の表面に成形され、これ らのストレスコーンの間に満足な重なりを実現し、電気的ストレス集中が起きな いようにする。 図４は、ＰＥＸケーブルと紙６１で絶縁したケーブル６０の間の継手を上に説 明したケーブル端末によって達成できる方法を示す。紙６１に絶縁液体を含浸し 、導電性の導体６２の周りに、重ね継ぎによって、導電性の棒状連結片６３まで 巻き、その連結片の他端は、上に説明した種類の接触スリーブ１７に接続されて いる。上に説明した種類の接触プラグ６をこの接触スリーブに挿入し、ＰＥＸケ ーブル１の導体がこの接触プラグに電気的に接続されている。連結片６３は、絶 縁物体６４の中に同軸に成形され、その絶縁物体は、取付けフランジ１０にきつ く成形され、紙絶縁ケーブルの方へ同軸に伸びている。上に説明した種類のスト レスコーン２０が配置され、挿入した接触プラグと共に接触スリーブ１７を囲み 、ＰＥＸケーブルの絶縁物および絶縁物体６４と接触している。この絶縁物体の 円錐形延長部と接触して、絶縁スリーブ本体６５が配置されている。このスリー ブ本体６５は、絶縁液体を含浸し、この継手の周りに所望の厚さで巻いた紙から 成る。このスリーブ本体は、その結果、このケーブルの紙絶縁物６１の一部、導 体６２および継手本体６３を囲み、エアポケットを防ぐような方法で巻かれてい る。取付けフランジに結合され、このスリーブ本体を囲んで、絶縁液体で満たし た容器６６が配置されている。この容器のケースは、固体材料、例えば金属で作 られ、この容器の他端に、この紙絶縁ケーブル６０を固定し、それに対して密封 するために、ブッシュ６７が配置されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固体絶縁材料で絶縁した高圧ケーブル（１）を絶縁した導体（１６）に接 続するためのケーブル端末で、そこで電界強度の好都合なポテンシャル分布を作 るために、このケーブルの露出した外導電性層（４）に電気的に接続した外部導 電性被覆（２１）を備える絶縁弾性材料の電界制御部材（２０）をケーブル（１ ）を取囲んで配置した端末に於いて、このケーブルの導体（２）と、接続導体（ １６）とを、このケーブルの導体（２）と電気的に接続した第１接触子（６）と この接続導体（１６）と電気的に接続した第２接触子（１７）を含む電気的継手 （６、１７）に結合すること、この接続導体（１６）をこの第２接触子（１７） が取付けられている絶縁物体（１２）に同軸に固定すること、およびこの電界制 御部材（２０）がこの継手（６、１７）を囲むことを特徴とするケーブル端末。 ２．請求項１によるケーブル端末に於いて、第２接触子（１７）がスリーブ形 であること、および第１接触子（６）がプラグ形であり、このスリーブ形接触子 （１７）に挿入するようにされていることを特徴とするケーブル端末。 ３．請求項１または請求項２によるケーブル端末に於いて、上記電界制御部材 （２０）が二つの部分に軸方向の貫通孔を含み、そこで狭い孔の部分は、伸さな い状態で、直径がこのケーブル絶縁物（３）のそれより小さく、広い孔の部分は 、伸さない状態で、直径が上記絶縁物体（１２）のそれより小さく、それでこの 電界制御部材が挿入した位置で伸びて、それぞれ、このケーブル絶縁物およびこ の絶縁物体と、電界を妨害するエアポケットを避けるに十分な接触圧で接触する ことを特徴とするケーブル端末。 ４．請求項１から請求項３までの何れか一項によるケーブル端末に於いて、上 記電界制御部材（２０）が導電性材料の弾性リング（２６）を含み、そのリング は、この部材の内部に当てられ、上記継手（６、１７）に電気的に接続され、上 記継手（６、１７）と上記電界制御部材（２０）の上記外部導電性被覆（２１） との間に好都合な電界分布を作るようにされたことを特徴とするケーブル端末。 ５．請求項１から請求項４までの何れか一項によるケーブル端末に於いて、上 記絶縁物体（１２）を上記接続導体（１６）に配設した取付け装置（１０）に 取付けて、この物体が上記ケーブルの導体（２）または接続導体（１６）の及す 機械的力に耐えるようにすることを特徴とするケーブル端末。 ６．請求項１から請求項５までの何れか一項によるケーブル端末に於いて、上 記接続導体（１６）の絶縁物が固体材料の絶縁媒体を含むことを特徴とするケー ブル端末。 ７．請求項１から請求項６までの何れか一項によるケーブル端末に於いて、上 記接続導体（１６）の絶縁物がガスの絶縁媒体を含むことを特徴とするケーブル 端末。 ８．請求項１から請求項７までの何れか一項によるケーブル端末に於いて、上 記接続導体（１６）の絶縁物が液体の絶縁媒体を含むことを特徴とするケーブル 端末。 ９．請求項１から請求項８までの何れか一項によるケーブル端末に於いて、上 記継手（６、１７）が突出する縁部のない滑らかな限界面（１８）を示し、それ によって電気的ストレスを制限することを特徴とするケーブル端末。 10．固体絶縁材料で絶縁した高圧ケーブル（１）を絶縁導体（１６）に接続す るための方法で、そこで電界強度の好都合なポテンシャル分布を作るために、こ のケーブルの露出した外導電性層（４）に電気的に接続した外部導電性被覆（２ １）を備える絶縁弾性材料の電界制御部材（２０）をケーブル（１）を取囲んで 配置した方法に於いて、このケーブルの導体（２）を第１接触子（６）と電気的 に接続すること、および接続導体（１６）を絶縁物体（１２）に同軸に固定し、 この絶縁物体に取付けた第２接触子（１７）と電気的に接続すること、その上に これらの接触子を互いに継手（６、１７）に結合し、その結果、先にこのケーブ ルに付けた電界制御部材（２０）がこの継手（６、１７）を囲み、それと良好な 接触をするようになることを特徴とする方法。