KR20130090323A - 케이블 종단 접속부 - Google Patents

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Abstract

케이블 절연체의 표면 처리 범위를 줄여, 고무 스트레스 콘 삽입시의 수고의 경감을 도모하고, 조립 공사의 간소화를 도모하는 케이블 종단 접속부. 케이블 단말(2)에 있어서의 케이블 절연체(12)의 외주에 고무 스트레스 콘(3)이 외부 반도전층(13')에 걸쳐서 장착된다. 애관(5)은, 케이블 단말(2), 고무 스트레스 콘(3)을 포위하고, 내부에 절연 유체(4)가 충전된다. 케이블 절연체(12)의 외주부는, 고무 스트레스 콘(3)이 장착되는 제1 처리부(L1)와, 이 처리부(L1)의 선단부로부터 케이블 절연체(12)의 선단부에 이르는 제2 처리부(L2)로 구분된다. 처리부(L1)의 외경은 고무 스트레스 콘(3)의 내경보다 굵고, 처리부(L2)의 외경은 고무 스트레스 콘(3)의 내경보다 가늘다. 또, 처리부(L2)에 있어서의 케이블 절연체(12)는, 적어도 처리부(L2)의 축방향으로 걸리는 전계 V2(kV/mm)보다 케이블 절연체(12)의 직경 방향으로 걸리는 전계 V1(kV/mm)가 크게 되는 두께를 가진다.

Description

케이블 종단 접속부{CABLE TERMINAL CONNECTION PART}
본 발명은 케이블 종단 접속부와 관계되며, 특히 케이블 절연체의 외주에 고무 스트레스 콘(stress-relief cone)이 장착되는 케이블 종단 접속부에 관한 것이다.
종래부터, 275kV 클래스의 고압 CV 케이블(가교 폴리에틸렌 케이블)의 종단 접속부에 있어서는, 도 1에 나타내는 것처럼, 케이블 절연체(100)의 외주에 고무 스트레스 콘(110)을 장착하고, 해당 고무 스트레스 콘(110)을 에폭시 와셔(120)를 향해 가압함으로써, 케이블 절연체(100)와 고무 스트레스 콘(110)의 계면의 절연을 확보하는 것이 행해지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
그런데, 이러한 구성의 케이블 종단 접속부에 있어서는, 케이블 절연체(100)의 외주부와 고무 스트레스 콘(110)의 내주부 사이에 소정의 면압(面壓)을 가하기 위해서 고무 스트레스 콘(110)의 내경을 케이블 절연체(100)의 외경보다 작게 할 필요가 있고, 또 상기 계면의 밀착성을 향상시키기 위해서 공사 현장에서 케이블 절연체(100)의 외주부를 처리할 필요가 있었다. 구체적으로는, 외부 반도전층(130)의 선단부부터 케이블 절연체(100)의 선단부에 걸친 구간(이하 '마무리 범위'라고 함) L0를, 예를 들면 글래스페이퍼 또는 샌드페이퍼 등으로 연마함으로써 경면가공할 필요가 있었다(예를 들어, 특허 문헌 2).
그렇지만, 이러한 구성의 케이블 종단 접속부에 있어서는, 마무리 범위(L0)가 예를 들면 2~3m 정도가 되기 때문에, 고무 스트레스 콘(110)의 삽입 스트로크(stroke) 길이가 길어지게 되고, 나아가서는 케이블(200)의 단계적 박리처리(step-stripped process) 등에 많은 시간이 걸리고(1상(相)당 2~3시간 정도), 또 고무 스트레스 콘(110)의 장착에도 손이 많이 간다는 난점이 있었다.
또한, 도면 내 부호 210은 고무 스트레스 콘(110)의 가압 장치, 220은 방식층(防蝕層), 300은 애관(碍管), 310은 저부 금구(底部 金具), 320은 하부 금구(下部金具), 400은 절연 유체, 500은 상부 금구(上部 金具), 600은 상부 덮개, 700은 지지 애자를 나타내고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평9-261832호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허 공개 평8-172712호 공보
본 발명의 목적은, 케이블 절연체의 표면 처리 범위를 줄임과 동시에 고무 스트레스 콘의 삽입시의 수고를 경감함으로써, 조립 공사를 대폭 간소화할 수 있는 케이블 종단 접속부를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1의 형태인 케이블 종단 접속부는, 케이블 단부의 단계적 박리처리(step-stripped process)에 의해 케이블 외부 반도전층 및 케이블 절연체가 노출되고 해당 케이블 외부 반도전층의 선단측에 소정의 처리를 실시함으로써 형성되는 외부 반도전층을 가지는 케이블 단말과, 케이블 절연체의 외주에 외부 반도전층에 걸쳐서 장착되는 고무 스트레스 콘과, 케이블 단말 및 고무 스트레스 콘을 포위하고, 내부에 절연 유체가 충전되는 애관(porcelain bushing)을 구비하고, 케이블 절연체의 외주부는, 고무 스트레스 콘이 장착되는 제1 처리부와, 제1 처리부의 선단부로부터 케이블 절연체의 선단부에 이르는 제2 처리부로 구분되고, 제1 처리부의 외경은 고무 스트레스 콘의 내경보다 굵게 되고, 제2 처리부의 외경은 고무 스트레스 콘의 내경보다 가늘게 되고, 또한 제2 처리부에 있어서의 케이블 절연체는, 적어도 제2 처리부의 축방향으로 걸리는 전계보다 케이블 절연체의 직경 방향으로 걸리는 전계가 커지는 두께를 가지는 것이다.
본 발명의 제2의 형태는, 제1의 형태인 케이블 종단 접속부에 있어서, 제1 처리부와 제2 처리부 사이에 제1 처리부 측으로부터 제2 처리부 측을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼부가 설치되어 있는 것이다.
본 발명의 제3의 형태는, 제2의 형태인 케이블 종단 접속부에 있어서, 제1 처리부의 외면에 소정의 표면 처리가 실시되어 있는 것이다.
본 발명의 제4의 형태는, 제3의 형태인 케이블 종단 접속부에 있어서, 테이퍼부의 외면에 소정의 표면 처리가 실시되어 있는 것이다.
본 발명의 케이블 종단 접속부에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 케이블 단부의 단계적 박리처리에 의해 노출된 케이블 절연체의 외주부가, 고무 스트레스 콘이 장착되는 제1 처리부와, 제1 처리부보다 선단측에 위치하여 케이블 절연체의 선단부에 이르는 제2 처리부로 구분되고, 그리고, 제2 처리부의 외경이 고무 스트레스 콘의 내경보다 가늘게 되기 때문에, 제2 처리부에서 고무 스트레스 콘의 삽입이 간단해지고, 나아가서는 고무 스트레스 콘의 장착에 요하는 수고가 종래의 케이블 종단 접속부보다 대폭 경감된다.
둘째, 제1 처리부의 외면에 소정의 표면 처리를 실시하여, 전계가 낮은 제2 처리부에서의 케이블 절연체는, 적어도 제2 처리부의 축방향으로 걸리는 전계보다 케이블 절연체의 직경 방향으로 걸리는 전계가 커지는 두께를 가지면 되기 때문에, 예를 들면 대충 깎음으로써 케이블 절연체의 외주부 처리가 완료하여, 그 만큼 종래에 있어서의 샌드페이퍼 등을 이용한 케이블 절연체의 표면 처리가 불필요하게 되고, 나아가서는 종래 케이블 종단 접속부보다 케이블 처리에 요하는 수고를 대폭 경감할 수 있다.
도 1은 종래의 케이블 종단 접속부의 일부 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서의 케이블 종단 접속부의 일부 단면도.
도 3은 본 발명에서 케이블 절연체의 외주부의 처리 상황을 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명에서 고무 스트레스 콘의 일 실시예를 나타내는 일부 단면도.
도 5는 본 발명에서 고무 스트레스 콘의 케이블 절연체로의 장착 상황을 나타내는 설명도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서의 케이블 종단 접속부의 전계 해석 도면.
이하, 본 발명의 케이블 종단 접속부를 적용한 바람직한 실시형태 예에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 275kV의 CV 케이블의 기중 종단 접속부(氣中終端接續部; indoor/outdoor termination)에 적합한 본 발명의 케이블 종단 접속부의 일부 단면도, 도 3은 본 발명에서의 케이블 절연체의 외주부의 처리 상황을 나타내고 있다.
도 2 및 도 3에 있어서, 본 발명의 케이블 종단 접속부는, CV 케이블(1)의 단부를 단계적 박리처리한 케이블 단말(2)과, 케이블 절연체(12)의 외주에 후술하는 외부 반도전층(13')의 선단부(고압측)에 걸쳐서 장착되는 고무 스트레스 콘(3)과, 케이블 단말(2) 및 고무 스트레스 콘(3)을 포위하고 내부에 절연유로 이루어지는 절연 유체(4)가 충전되는 자기성 애관(磁器性 碍管) 등으로 이루어지는 애관(5)를 구비하고 있다.
이러한 구성의 케이블 종단 접속부는 다음과 같이 조립된다.
먼저, CV 케이블(1)은, 케이블 도체(11)상에, 차례로 케이블 내부 반도전층(도면표시 없음), 케이블 절연체(12), 케이블 외부 반도전층(13), 알루미늄 콜 게이트 시스 등으로 이루어지는 케이블 차폐층(14) 및 염화 비닐 시스 등으로 이루어지는 케이블 시스(15)가 마련되어 구성된다. 또한, 케이블 내부 반도전층, 케이블 절연체(12) 및 케이블 외부 반도전층(13)은, 통상 3층을 함께 압출 피복함으로써 형성되어 있다.
이러한 구성의 CV 케이블(1)의 단부는, 단계적으로 박리처리함으로써, 차례로, 케이블 차폐층(14), 케이블 외부 반도전층(13), 케이블 절연체(12) 및 케이블 도체(11)가 노출되어 있다.
이와 같이 해서 노출된 케이블 절연체(12)의 외주부는, 고무 스트레스 콘(3)의 장착에 앞서, 도 3에 나타내는 것처럼, 후단측(도면에서는 아래쪽)의 제1 처리부(L1)와, 선단측(도면에서는 위쪽)의 제2 처리부(L2)와, 제1 처리부(L1)와 제2 처리부(L2) 사이에 마련되는 테이퍼부(16)로 구분되어 케이블 처리가 행해진다.
구체적으로는, 케이블 절연체(12)의 외주부는, 고무 스트레스 콘(3)이 장착되는 제1 처리부(L1)와, 제1 처리부(L1)의 선단부(고압측)로부터 선단측(제2 처리부(L2)측)을 향하여 매끈하게 직경이 축소되는 형상의 테이퍼부(16)와, 테이퍼부(16)의 선단부(고압측)로부터 케이블 절연체(12)의 선단부(고압측)에 이르는 제2 처리부(L2)로 구분되어 있다.
제1 처리부(L1)에 대응하는 케이블 절연체(12)의 외주부에는, '소정의 표면 처리', 즉, '고무 스트레스 콘(3)과 케이블 절연체(12)의 계면에 필요한 전기 특성이 얻어지도록 하는 표면 처리'가 실시되어 있다. 예를 들어 본 실시예에서는, 제1 처리부(L1)는 글래스페이퍼 혹은 샌드페이퍼 등으로 연마하는 등에 의해 경면 가공된다. 전압이 낮은 클래스에 적용하는 경우에는, 예를 들어 샌드페이퍼로만 마무리하고 경면 가공이 아니어도 좋다.
또, 제1 처리부(L1)의 외경은 후술하는 고무 스트레스 콘(3)의 내경보다 굵게 되어 있다. 본 실시예에서는, 제1 처리부(L1)의 외경과 고무 스트레스 콘(3)의 삽입 구멍의 내경과의 직경차는 적어도 2mm 정도로 되며, 해당 직경차를 적어도 2mm 정도로 함으로써, 케이블 절연체(12)의 외주부와 고무 스트레스 콘(3)의 삽입 구멍의 내주부와의 계면의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)는, 다음과 같이 제1 처리부(L1)보다 전계가 낮아지기 때문에, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)의 외주부는, 예를 들면 대충 깎음으로써 고무 스트레스 콘(3)의 내경보다 가늘게 할 수 있다.
여기서, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)의 직경 방향으로 걸리는 전계를 V1(kV/mm), 제2 처리부의 축방향(연면(沿面) 방향)으로 걸리는 전계를 V2(kV/mm)라고 했을 경우, V1＞V2의 관계에 있으면, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)에 걸리는 전계가 낮기 때문에 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)의 외경을 스트레스 콘의 내경보다 가늘게 하여도, 즉, 해당 외경을 규정된 두께보다 얇게 하여도 전기적으로는 문제가 발생하지 않게 된다. 이 점은 후술하는 도 6의 설명 부분에서 설명한다. 따라서, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)를 예를 들면 전용 박리 공구(도면표시 없음)를 이용해서 벗겨냄으로써, 케이블 절연체(12)의 외경을 고무 스트레스 콘(3)의 내경보다 가늘게 마무리할 수 있다.
이 경우, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)는, V1＞V2의 관계에 있으면, 극단적으로 얇은 두께라도 케이블 도체(11)상에 케이블 절연체(12)가 존재하기만 하면 전기적으로는 충분하다. 따라서, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)는, 케이블 절연체(12)의 외주부를 절삭 가공(기계 가공)으로 거칠게 처리된 상태라도, 외면에 요철(凹凸)이 형성된 상태라도, 타원형상이어도 특히 전기적인 특성에 문제가 발생할 우려는 없다. 이에 의해, 제2 처리부(L2)에 대응하는 케이블 절연체(12)의 외면은 종래와 같은 표면 처리가 불필요하게 된다.
또, 케이블 절연체(12)의 제1 처리부(L1)와 제2 처리부(L2) 사이에는 테이퍼부(16)가 마련되어 있고, 해당 테이퍼부(16)의 외면도 전술한 제1 처리부(L1)과 마찬가지로 '소정의 표면 처리', 즉, '고무 스트레스 콘(3)과 케이블 절연체(12)의 계면에 필요한 전기 특성이 얻어지도록 하는 표면 처리'가 실시되어 있다.
이에 의해, 고무 스트레스 콘(3)을 케이블 절연체(12)에 삽입할 때, 테이퍼부(16)로부터 제1 처리부(L1)에 걸쳐서 고무 스트레스 콘(3)의 내주가 케이블 절연체(12)의 외주에 밀착하기 시작하기 때문에, 고무 스트레스 콘(3)과 케이블 절연체(12)의 계면으로 미소하게 공기가 말려드는 것을 방지할 수 있기 때문에, 나아가서는 전기적 특성이 뛰어난 케이블 종단 접속부를 제공할 수 있다.
또, 케이블 외부 반도전층(13)의 선단측(고압측)에 '소정의 처리'를 실시함으로써, 조립에 필요한 외부 반도전층(13')을 형성한다. 즉, '소정의 처리'란, '고무 스트레스 콘(3)을 조립하는데 필요한 외부 반도전층(13')을 형성하는 처리'이다. 도 2에서는, 소정의 처리로서 케이블 외부 반도전층(13)과 케이블 절연체(12)의 단차를 없애기 위해, 케이블 외부 반도전층(13)의 선단부(고압측)에, 단계적 박리된 케이블 절연체(12)와 케이블 외부 반도전층(13)의 선단부에 걸쳐서 반도전성 자기융착성(自己融着性)의 테이프(ACP 테이프 등)를 감아 형성된 몰드 반도전층(17)을 형성함으로써, 고무 스트레스 콘(3)을 조립하는데 필요한 외부 반도전층(13')을 형성하고 있다. 또, 고무 스트레스 콘의 조립 후에 필요한 전기 특성이 얻어질 때는, 소정의 처리로서 반도전성 자기융착성 테이프를 감아주는 일 없이 단계적 박리된 케이블 외부 반도전층(13)만으로 외부 반도전층(13')을 형성해도 좋다.
또한, 도면 내 부호18은 케이블 차폐층(14)의 외주에 설치된 좌상(座床), 19는 접지선, 20은 케이블 도체(11)의 선단부에 장착된 도체 단자, 21은 상부 금구, 22는 저부 금구, 23은 저부 금구(22)의 상면에 기밀하게 장착된 원통 형상의 금속제 어댑터, 24는 하부 동관(銅管), 25는 케이블 시스와 하부 동관(24) 사이에 걸쳐서 마련된 방식층, 26은 볼트, 27은 지지 애자, 28은 가설대(架設臺)를 각각 나타내고 있다.
도 4는 본 발명에 있어서의 고무 스트레스 콘(3)의 일 실시예로서 금구 일체형 스트레스 콘의 단면도를 나타내고 있다. 또한, 동 도면에서 도 2 및 도 3과 공통된 부분에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
도 2, 도 3 및 도 4에 있어서, 본 발명에서의 금구 일체형 스트레스 콘은, 케이블 절연체(12)의 제1 처리부(L1)의 외주에 외부 반도전층(13')의 선단부(고압측, 도면에서는 상측)에 걸쳐서 장착되는 고무상 탄성체로 이루어지는 스트레스 콘 본체(31)와, 외부 반도전층(13')을 포위하고, 스트레스 콘 본체(31)의 저압측에 일체로 설치되는 금구(32)를 구비하고 있으며, 전체로서 원통형상을 나타내고 있다. 본 실시예에서는, 금구 일체형 스트레스 콘의 전체 길이는 405mm 정도, 스트레스 콘 본체(31)의 외경은 180mm 정도로 되고, 스트레스 콘 본체(31)의 중심에 설치된 삽입 구멍(33)의 내경은 64mm 정도로 되어 있다.
스트레스 콘 본체(31)는, 후단측(저압측, 도면에서는 하측)에 배치되는 실리콘 고무 등의 고무상 탄성체로 이루어지는 원통형상의 반도전체부(34)와, 반도전체부(34)의 선단측(도면에서는 상측)에 후단부(도면에서는 하측)가 반도전체부(34)와 동심원상으로 연장되는 실리콘 고무등의 고무상 탄성체로 이루어지는 원통형상의 절연체부(35)와, 절연체부(35)의 후단부에 연설되고 반도전체부(34)의 외주에 일체로 설치되는 실리콘 고무 등의 고무상 탄성체로 이루어지는 원통형상의 절연 보호층(36)을 구비하고 있으며, 이러한 반도전체부(34), 절연체부(35) 및 절연 보호층(36)은 후술하는 금구(32)와 함께 몰드에 의해 일체화되어 있다.
반도전체부(34)의 선단부에는, 반도전체부(34)의 선단부 근방의 내주부(입상부(立上部; rising part)로부터 절연체부(35)의 선단부의 외주부를 향해 완만하게 직경이 넓어지는 벨 마우스(bell-mouth) 형상으로 만곡된 계면을 가지는 전계 완화부(37)가 설치되어 있고, 또, 후단부의 외주연부(外周緣部)에는, 원통형상의 반도전 스커트부(38)가 후단 측을 향하여 반도전체부(34)와 동심원상으로 돌출되어 있다. 이 반도전체부(34)와 반도전 스커트부(38)는 일체로 성형된다. 본 실시예에서는, 반도전체부(34)의 반도전 스커트부(38)를 포함한 축방향의 길이는 180mm 정도, 외경은 156mm 정도로 되어 있고, 그 중 반도전 스커트부(38)의 축방향의 길이는 40mm 정도로 되어 있다. 또, 반도전체부(34)의 입상부 근방에 있어서, 스트레스 콘 본체(31)는 케이블 절연체(12) 및 케이블 외부 반도전층(13)과의 계면에 충분한 조임력을 작용시킬 수 있는 두께를 가지고 있다.
절연체부(35)의 선단부의 외주에는 선단부를 향하여 완만하게 직경이 작아지는 콘 형상의 외면(39)이 설치되어 있고, 또, 고압측 단부의 내주연부(內周緣部)에는, 고압측 단부 근방으로부터 고압측 단부를 향해 완만하게 직경이 넓어지는 내면을 가진 튤립 형상의 함몰부(40)가 절연체부(35)와 동심원상으로 설치되어 있다. 이러한 함몰부(40)를 설치함으로써, 스트레스 콘 본체(31)의 선단부에서 절연 유체(4), 스트레스 콘 본체(31)의 절연체부(35), 케이블 절연체(12)의 삼중합점(triple-junction) P의 전계 집중을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는, 함몰부(40)의 깊이가 60mm 정도, 함몰부(40)의 소경부의 구경이 80mm 정도, 대경부의 구경이 120mm 정도로 되어 있다.
또, 절연 보호층(36)의 후단부에는, 원통형상의 절연 스커트부(41)가 후단 측을 향하여 절연 보호층(36)과 동심원상으로 돌출되어 있다. 이 절연 보호층(36)과 원통형상의 절연 스커트부(41)는 일체 성형되어 있다. 여기서, 절연 스커트부(41)는 반도전 스커트부(38)의 외주에 일체로 마련되고, 또 절연 스커트부(41)의 후단부는 반도전 스커트부(38)의 후단부보다 더 후단 측을 향하여 연장되어 있고, 연장된 절연 스커트부(41)의 저압측 단부의 내주에는 고리 형상의 돌기(32e)가 마련되어 있다. 본 실시예에서는, 절연 스커트부(41)의 축방향의 길이는 반도전 스커트부(38)의 2배 정도로 되어 있다. 또, 절연 스커트부(41)의 두께는 반도전 스커트부(38)의 두께의 2배 정도로 되어 있다. 또, 절연 스커트부(41)를 포함하는 절연 보호층(36)을 포함한 절연체부(35)의 외경은 180mm 정도로 되고, 절연 스커트부(41)를 포함하는 절연 보호층(36)을 포함한 축방향의 길이는 370mm 정도로 되어 있다.
금구(32)는, 외주부가 반도전 스커트부(38)의 내주부에 밀착되는 제1 원통부(32a)와, 제1 원통부(32a)의 후단 측에 동심원상으로 연장되어 외주부가 절연 스커트부(41)의 내주부에 밀착되는 제2 원통부(32b)와, 제2 원통부(32b)의 후단 측에 동심원상으로 연장되어 후단부의 외주에 플랜지(32c)를 가지는 제3 원통부(32d)를 구비하고 있고, 제1 원통부(32a), 제2 원통부(32b) 및 제3 원통부(32d)의 내주면은 한 개의 면(面)으로 되어 있다. 또, 제1 원통부(32a)의 외경은 제2 원통부(32b)의 외경보다 작은 직경으로 되고, 제2 원통부(32b)의 후단부에는 고리 형상의 돌기(32e)와 맞물리는 고리 형상의 오목 홈(32f)이 마련되어 있다. 본 실시예에서는, 금구(32)는 알루미늄으로 형성되고, 플랜지(32c)의 외경은 195mm 정도로 되고, 금구(32)의 내경은 136mm 정도로 되어 있다.
이러한 스트레스 콘 본체(31) 및 금구(32)를 구비하는 금구 일체형 스트레스 콘은, 다음과 같이 하여 형성된다. 우선, 스트레스 콘 본체(31)의 반도전 고무 부분, 즉 반도전체 부분(34) 및 반도전 스커트부(38)를 금형(몰드) 성형하고, 금형(몰드) 성형된 반도전 고무 부분(반도전체부(34) 및 반도전 스커트부(38))을 금구(32)에 끼워넣는다. 이 경우, 반도전 스커트부(38)의 내주부와 제1 원통부(32a)의 외주부를 당접시킨다. 그리고, 일체로 된 반도전 고무 부분(반도전체부(34) 및 반도전 스커트부(38))과 금구(32)를 금형에 세팅하고, 스트레스 콘 본체(31)의 절연 고무 부분, 즉 절연체부(35), 절연 보호층(36) 및 절연 스커트부(41)를 금형(몰드) 성형한다. 이렇게 함으로써, 스트레스 콘 본체(31)의 저압측에 금구(32)가 일체적으로 마련된 금구 일체형 스트레스 콘이 얻어진다. 구체적으로는, 금구(32)의 제1 원통부(32a)의 외주부가 스트레스 콘 본체(31)의 반도전 스커트부(38)의 내주부에, 금구(32)의 제2 원통부(32b)의 외주부가 스트레스 콘 본체(31)의 절연 스커트부(41)의 내주부에 각각 당접되어, 스트레스 콘 본체(31)의 절연 스커트부(41)의 돌기(32e)가 금구(32)의 제2 원통부(32b)의 오목 홈(32f)에 끼워진 금구 일체형 스트레스 콘이 얻어진다.
다음에, 도 5에 기초하여, 본 실시예에 있어서의 고무 스트레스 콘(3)으로서의 금구 일체형 스트레스 콘을 케이블 절연체에 장착하는 방법에 대해서 설명한다. 또한, 동 도면에 있어서, 도 2, 도 3 및 도 4와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
우선, 케이블 절연체(12)의 제1, 제2 처리부(L1),(L2)의 외표면에 실리콘 오일 등의 윤활제(도면표시 없음)를 도포한다. 또, 도 2에 나타내는 것처럼, 케이블 단말(2)의 케이블 시스(15) 단부 근방에 배치되는 고리 형상의 저부 금구(22)를, 지지 애자(27) 등을 개재하여 고정시킴과 동시에, 케이블 단말(2)의 외부 반도전층(13')의 외주를 포위하도록 배치한 원통형상의 어댑터(23)의 하면측(후단면측)의 플랜지(23a)를 저부 금구(22)의 상면측(선단면측)에 기밀하게 고정시켜 놓는다.
이러한 상태에서, 도 5에 나타내는 것처럼, 고무 스트레스 콘(3)으로서의 금구 일체형 스트레스 콘을, 제2 처리부(L2)로서의 케이블 절연체(12)의 외주에 케이블 단말(2)의 선단부(고압측)로부터, 해당 금구 일체형 스트레스 콘의 금구(32)를 어댑터(23)(도 2 참조) 측을 향하여 삽입한다.
그러면, 케이블 절연체(12)의 제2 처리부(L2)의 외경이 금구 일체형 스트레스 콘을 구성하는 스트레스 콘 본체(31)의 내경보다 가늘게 형성되어 있기 때문에, 금구 일체형 스트레스 콘의 삽입 시에, 스트레스 콘 본체(31)를 케이블 절연체(12)의 제2 처리부(L2)의 외주부에 마찰 저항 없이 간단하게 삽입시킬 수 있다.
그리고, 스트레스 콘 본체(31)가 앞끝이 가느다란 형상의 테이퍼부(16) 및 제1 처리부(L1)의 선단부(고압측)에 도달하면, 제1 처리부(L1)의 외경이 스트레스 콘 본체(31)의 내경보다 굵게 형성되어 있기 때문에, 해당 도달 위치부터 종전의 고무 스트레스 콘의 장착 방법과 동일한 방법으로 스트레스 콘 본체(31)를 소정 위치까지 슬라이드시킨다. 이에 의해, 금구 일체형 스트레스 콘을, 스트레스 콘 본체(31)의 내주부가 제1 처리부(L1)의 외주부에 밀착된 상태로, 즉 제1 처리부(L1)의 외주부와 스트레스 콘 본체(31)의 삽입 구멍(33)(도 4 참조)의 내주부 사이에 소정의 면압이 가해져, 해당 계면의 절연이 확보된 상태로 장착할 수 있다.
이와 같이 해서 장착된 금구 일체형 스트레스 콘의 금구(32)의 플랜지(32c)의 하면측은, O링(도면표시 없음)을 개재하여 어댑터(23)의 플랜지(23b)의 상면측에 당접되고, 볼트(도면표시 없음)에 의해 양자를 고정시킴으로써, 씰(sealing)부(기름 누출 방지부)가 형성된다.
그 다음에, 도 2에 나타내는 것처럼, 케이블 단말(2)의 외주를 애관(5)으로 포위하고, 그 저압측 단부를 저부 금구(22)상에 탑재해 볼트(26)에 의해 양자를 고정시키고, 애관(5)내에 실리콘유 등의 절연 유체(4)를 충전한다.
이에 의해, 애관(5)내 공간의 전기 절연성능이 확보된다. 그 다음에, 애관(5)의 상부에 상부 금구(21)를 장착하고, 케이블 단말(2)측의 도체 단자(20)는, 상부 금구(21)를 관통시켜 상부 도체(30)와 전기적으로 접속한다. 케이블 단말(2)의 후단부에 방식층(25)을 형성함으로써, 케이블 종단 접속부의 조립이 완료한다. 또한, 상부 도체(30)에는 도시하지 않는 가공선, 인입선 등의 고전압 도체가 접속된다.
도 6은, 케이블 종단 접속부에 있어서의 전계(電界) 강도(전계 스트레스)를 비교예와 함께 나타낸 전계 해석도로서, (A)는 비교예로서 케이블 절연체(12)의 외경(케이블 절연체의 외주부)을 고무 스트레스 콘(3)의 내경에 맞춘 상태에 서의 전계 해석도, (B)는 다른 실시예로서 케이블 절연체의 외주부를 극단적으로 깎은 상태에서의 전계 해석도 이며, 구체적으로는, 케이블 절연체(12)의 제2 처리부(L2)에 대응하는 부분의 외주부를 극단적으로 깎아낸 상태에서의 전계 해석도를 나타내고 있다. 도 6의 (A), (B)에는, 중심축으로부터 외측을 향해 케이블 도체(11), 케이블 절연체(12), 애관(5) 내주면 및 애관 외주면(벽부)의 각각의 윤곽선이 도시되고, 케이블 절연체(12)와 애관(5) 사이에는 고무 스트레스 콘(3)의 선단부 근방의 윤곽선이 기재되고, 이러한 윤곽 선상의 전계 강도를 화살표로 나타내고 있다. 또한, 도 6의 (A), (B)에 있어서, 화살표는 전계 강도를 나타내고, 화살표의 선의 길이가 길수록 전계 강도가 크다는 것을 나타내고 있다.
도 6의 (A), (B)로부터, 케이블 절연체(12)의 외주면(부호 12를 나타내고 있는 선의 외측(도 6에서는 우측)의 중심축과 평행한 선) 상의 화살표 선의 길이는, 고무 스트레스 콘(3)이 배치된 부근이 길고, 고무 스트레스 콘(3)으로부터 선단부를 향해 서서히 짧아지고 있음을 알 수 있다. 즉, 케이블 절연체(12) 외주면의 전계는, 고무 스트레스 콘(3)이 배치된 부근에 집중하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 케이블 절연체(12)의 제2 처리부(L2)에 대응하는 부분은, 극단적으로 얇은 두께라도 전기적으로는 문제없음을 알 수 있다. 단, 전술한 V1＞V2의 관계가 아닐 경우, 즉 제2 처리부(L2)의 축방향으로 걸리는 전계 V2가 케이블 절연체의 직경 방향으로 걸리는 전계 이상일 경우는, 케이블 절연체의 직경 방향으로 섬락(閃絡)파괴될 우려가 있어 문제이다. 또, 제2 처리부(L2)에 있어서 케이블 도체(11)가 노출된 경우, 그 만큼 케이블 절연체상의 연면(沿面)거리가 짧아져, 노출 부분의 케이블 도체(11)에 전계가 집중하기 때문에, 케이블 종단 접속부로서 필요한 전기 특성이 얻어지지 않을 우려가 있어 문제이다. 따라서, V1＞V2의 관계가 되는 케이블 절연체(12)의 두께는 필요하다.
이상과 같이, 본 실시형태의 금구 일체형 스트레스 콘을 이용한 케이블 종단 접속부에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, CV 케이블(1) 단부의 단계적 박리처리에 의해 노출된 케이블 절연체(12)의 외주부가, 고무 스트레스 콘(3)이 장착되는 제1 처리부(L1)와, 제1 처리부(L1)의 선단부로부터 선단측을 향하여 매끈하게 축경하는 앞끝이 가느다란 형상의 테이퍼부(16)와, 테이퍼부(16)의 선단부로부터 케이블 절연체(12)의 선단부에 이르는 제2 처리부(L2)로 구분되고, 그리고 또, 제2 처리부(L2)의 외경이 고무 스트레스 콘(3)의 내경보다 좁게 되어있기 때문에, 제2 처리부(L2)에 고무 스트레스 콘(3)을 삽입하는 작업이 극히 간단하게 되고, 나아가서 고무 스트레스 콘(3)의 장착에 필요로 하는 수고가 종래의 케이블 종단 접속부에 비해 대폭 경감된다. 구체적으로는, 종래에 있어서는 2~3명의 작업자로 고무 스트레스 콘(3)의 장착을 행하던 것을, 본 발명에 있어서는 1명의 작업자로도 고무 스트레스 콘(3)의 장착을 행할 수 있다.
둘째, 케이블 절연체(12)의 소정의 표면 처리를 고무 스트레스 콘(3)이 장착되는 제1 처리부(L1) 및 바람직하게는 테이퍼부(16)에 대해서만 행하면 충분하기 때문에, 종래의 케이블 종단 접속부에 비해서 케이블 절연체(12)의 표면 처리 범위를 대폭으로 줄일 수가 있다. 구체적으로는, 상기의 단계적 박리처리에 의해 노출된 케이블 절연체(12)의 처리 길이의 80% 정도를, 예를 들면 기계 가공으로 처리할 수 있기 때문에, 케이블 절연체(12)의 표면 처리 작업으로 매우 긴 시간이 걸리는 케이블 절연체(12)의 소정의 표면 처리의 범위를 20% 정도로 할 수 있다.
셋째, 제1 처리부(L1)에 소정의 표면 처리를 실시하고, 제2 처리부(L2)를 예를 들어 기계 가공하면 되기 때문에, 즉 제2 처리부(L2)는 예를 들어 기계 가공한 상태(케이블 절연체(12)의 외주부를 거칠게 깎은 상태)로 케이블 절연체(12)의 외주부 처리가 완료되기 때문에, 그 만큼 샌드페이퍼 등에 의한 케이블 절연체(12)의 경면 가공 등의 소정 표면 처리가 불필요하게 되고, 나아가서는 종래의 케이블 종단 접속부보다 케이블 처리에 요하는 수고를 대폭 경감할 수 있다.
넷째, 제1 처리부(L1)와 제2 처리부(L2) 사이에 앞끝이 가느다란 형상의 테이퍼부(16)를 마련치한 경우에는, 고무 스트레스 콘(3)을 케이블 절연체(12)에 삽입할 때에, 해당 테이퍼부(16)의 외주에 고무 스트레스 콘(3)을 틈새 없이 확실하게 밀착시킬 수 있고, 나아가서 밀착 후의 고무 스트레스 콘(3)과 테이퍼부(16)사이의 보이드(void) 발생을 없앨 수 있다.
다섯째, 제1 처리부(L1)와 제2 처리부(L2) 사이의 테이퍼부(16)를 제1 처리부(L1)와 마찬가지로 소정의 표면 처리를 실시했을 경우에는, 삽입시에 고무 스트레스 콘(3)의 내주의 손상을 방지할 수 있고, 또, 고무 스트레스 콘(3)과 케이블 절연체(12) 계면으로 미소하게 공기가 말려드는 것을 방지할 수 있기 때문에, 나아가서는 전기적 특성이 뛰어난 케이블 종단 접속부를 제공할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
전술한 실시예에 있어서는, 도면에 나타낸 특정 실시형태를 가지고 본 발명을 설명하고 있지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 낼 수 있는 한, 다음과 같이 구성해도 좋다.
첫째, 전술한 실시예에 있어서는, 고무 스트레스 콘(3)으로서 금구 일체형 스트레스 콘을 사용하고 있지만, 반도전부와 절연체부로 구성되고, 전체의 형상이 방추(紡錘)형상으로 된 통상적인 구성의 고무 스트레스 콘(금구을 가지지 않는 고무 스트레스 콘)을 사용해도 좋다.
둘째, 전술한 실시예에 있어서는, 고무 스트레스 콘(3)을 실리콘 고무로 형성한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 해당 고무 스트레스 콘(3)은 예를 들면 에틸렌 프로필렌 고무 등으로 형성해도 좋다.
셋째, 전술한 실시예에 있어서는, 애관(5)내의 절연 유체(4)로서 절연유를 충전한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 절연유를 대신하여 SF6 가스 등의 절연 가스를 충전해도 좋다.
넷째, 전술한 실시예에 있어서는, 금구 일체형 스트레스 콘의 금구(32)를 어댑터(23)에 장착한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 어댑터(23)를 배치하지 않고, 금구 일체형 스트레스 콘의 금구(32)를 저부 금구(22)에 기밀하게 장착해도 좋다.
다섯째, 전술한 실시예에 있어서는, 기중 종단 접속부에 적용한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 가스중 종단 접속부 또는 유중(油中) 종단 접속부에 적용해도 좋다.
여섯째, 전술일 실시예에 있어서는, 정격 전압이 275kV인 것에 대해서 설명하고 있지만, 275kV보다 낮은 전압 또는 이것보다 높은 전압에 적용해도 좋다.
2010년 6월 7일에 출원한 일본특허출원 2010-130139호에 포함되는 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은 모두 본원에 원용된다.
1…CV 케이블(케이블)
2…케이블 단말
3…고무 스트레스 콘
4…절연 유체
5…애관
12…케이블 절연체
13…케이블 외부 반도전층
16…테이퍼부
L1…제1 처리부
L2…제2 처리부

Claims (4)

  1. 케이블 단부의 단계적 박리처리에 의해 케이블 외부 반도전층 및 케이블 절연체가 노출되고 해당 케이블 외부 반도전층의 선단측에 소정의 처리를 실시함으로써 형성되는 외부 반도전층을 가지는 케이블 단말과, 상기 케이블 절연체의 외주에 상기 외부 반도전층에 걸쳐서 장착되는 고무 스트레스 콘과, 상기 케이블 단말 및 상기 고무 스트레스 콘을 포위하고, 내부에 절연 유체가 충전되는 애관을 구비하고,
    상기 케이블 절연체의 외주부는, 상기 고무 스트레스 콘이 장착되는 제1 처리부와, 상기 제1 처리부의 선단부로부터 상기 케이블 절연체의 선단부에 이르는 제2 처리부로 구분되고,
    상기 제1 처리부의 외경은 상기 고무 스트레스 콘의 내경보다 굵게 되고,
    상기 제2 처리부의 외경은 상기 고무 스트레스 콘의 내경보다 가늘게 되고, 또한 상기 제2 처리부에 있어서의 상기 케이블 절연체는, 적어도 상기 제2 처리부의 축 방향으로 걸리는 전계보다 상기 케이블 절연체의 직경 방향으로 걸리는 전계가 크게 되는 두께를 가지는,
    케이블 종단 접속부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부 사이에는 상기 제1 처리부측으로부터 상기 제2 처리부측을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼부가 설치되어 있는,
    케이블 종단 접속부.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 처리부의 외면에는 소정의 표면 처리가 실시되어 있는,
    케이블 종단 접속부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 테이퍼부의 외면에는 소정의 표면 처리가 실시되어 있는,
    케이블 종단 접속부.
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