TWI352471B - - Google Patents

Description

1352471 ⑴ 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 此發明，是有關聚合物套管及這將使用纜線末端接續 部，特別是，可以達成構造的簡素化、輕量、小型、短尺 化及當地施工的簡略化，且，不需要絕緣油或絕緣氣體等 的絕緣合成物的充塡，進一步布設於頂棚低的變電所或鐵 塔的支臂上的情況時最佳的聚合物套管及使用其的纜線末 端接續部。 【先前技術】 以往，這種的纜線末端接續部，已知有如第8圖所示 的結構在同圖，習知的纜線末端接續部，是具備：纜線 末端部20、及包覆此纜線末端部20的磁器絕緣管21，在 此磁器絕緣管21內，充塡絕緣油或絕緣氣體等的絕緣合 成物2 2。 在此，在磁器絕緣管21的底部，安裝有環狀的底部 金屬件23，在磁器絕緣管21內的下方部，環氧座24是 配設成與磁器絕緣管21同心狀。且，在磁器絕緣管21的 頂部，各別配設上部金屬件24及上部蓋25，在磁器絕緣 管21內的上部中心部使導體拉出棒26與磁器絕緣管21 同心狀地配設。然而，導體拉出棒26的下端部是位置於 磁器絕緣管21內，先端部是從上部金屬件24及上部蓋 25的中央部朝向上方的氣密導出。 且，在構成纜線末端部20的纜線絕緣體27的外周是 -4- (2) 1352471 裝設有受壓圓錐28，且，在纜線導體（不圖示）的先端 部是安裝有導體端子29。然而，圖中，符號30是按壓受 壓圓錐28的按壓裝置，31a、31b是密封部，32是螺固金 屬件，33是支撐絶縁器，34是支撐架台。 這種結構的纜線末端接續部，是在位置於磁器絕緣管 21內的導體拉出棒26的下端部接續導體端子29’且’在 環氧座24的內壁面壓接受壓圓錐28的外表面。

但是，這種結構的纜線末端接續部’因爲導體端子 29及導體拉出棒26的接續點是存在於磁器絕緣管21的 內部，而有如以下難點。 第1，受容受壓圓錐的環氧座因爲存在於磁器絕緣管 內，所以磁器絕緣管會變粗，進一步，有磁器絕緣管的重 量變重的難點。

第2，磁器絕緣管的外徑太粗的話，因爲磁器絕緣管 的投影剖面積會變大，進一步磁器絕緣管的污損使耐電壓 特性下降，所以爲了維持預定的污損耐電壓特性，有必需 使用長條的磁器絕緣管的難點。 第3 ’因爲於磁器絕緣管內充塡絕緣合成物，所以磁 器絕緣管破損的話’有絕緣合成物從磁器絕緣管內流出而 引起二次災害的可能。 第4，因爲需要環氧座、上部覆、螺固金屬件等的零 件’所以零件點數多，且，構造複雜。 因此，開發了（甲）可取代如第8圖所示的磁器絕緣 管21’使用聚合物套管，在該聚合物套管內充塡絕緣油 -5- (3) 1352471 或絕緣氣體的纜線末端接續部，或（乙）如第9圖 在具備配設於中心的導體拉出棒42、及配設於導 棒42的外周的硬質的絕緣筒43、及在絕緣筒43 —體地設置的聚合物被覆體44及將聚合物套管41 口 46裝設纜線末端部40而成的纜線末端接續部。 但是’在（甲）的纜線末端接續部上，因爲套 高分子材料的聚合物所形成，水分從外部透過使此 入聚合物套管內的絕緣油或絕緣氣體而會使該絕緣 緣氣體的性能劣化。且，在（乙）的纜線末端接續 因爲在聚合物套管41內受容受壓圓錐的環氧座不 在聚合物套管41內不需要充塡絕緣合成物，所以 成聚合物套管41的構造的簡素化及輕量化，且可 元件化搬入當地，進一步具備可以達成當地施工時 縮化的優點，但因爲纜線末端部40的纜線導體45 拉出棒42的接續點是存在於聚合物套管41內，與 磁器絕緣管同樣，有聚合物套管41的外徑變粗， 套管的重量變重的難點，且，聚合物套管41變粗 聚合物套管41的投影剖面積變大，進一步爲了達 耐電壓特性的提高，有必需使用長條的聚合物套管 〇 因此，本申請人，先如第10圖所示，開發了 在中心具有導體拉出棒51且在下端部將具有纜線 受容口 52的硬質的絕緣筒53、及在絕緣筒53的 體地設置且在其本身的外周使多數的褶撊部54朝 所示， 體拉出 的外周 的受容 管是由 水分混 油或絕 部上， 存在， 可以達 將各部 間的短 及導體 前述的 聚合物 的話， 成污損 的難點 具備： 末端的 外周一 長度方 -6- (4) (4)1352471 向分離形成的聚合物被覆體55，使受容口 52配設於聚合 物被覆體55的下方部位的聚合物套管56(日本特願 2002-105432) 〇 這種結構的聚合物套管56，具備：第1，因因在硬質 的絕緣筒的外周聚合物被覆體是一體地設置，所以與習知 的磁器絕緣管相比，輕量、破損不易，且，使用容易，作 業性可大幅提高，第2，因爲不需要絕緣油或絕緣氣體， 可以達成環境的調和’第3，對於聚合物被覆體是由矽聚 合物形成的情況’是藉由矽聚合物的撥水性，可以提高污 損耐電壓特性，第4，因爲絕緣筒的受容口是配設於聚合 物被覆體的下方部位，所以可以比習知的聚合物套管更細 ，進一步，聚合物套管變細的結果，聚合物套管的投影剖 面積變小，進一步即使短尺的聚合物套管也可以維持預定 的污損耐電壓特性’第5，因爲導體拉出棒及纜線導體的 接續是在聚合物被覆體的下方部位進行，所以可以縮短纜 線末端部的段剝處理部的長度，第6，因爲埋入金屬件是 埋設於聚合物套管中，使此埋入金屬件是與底部金屬件一 體化，所以可將聚合物套管機械地補強的同時，將聚合物 套管藉由底部金屬件容易且安定地安裝於安裝架台等的優 點。 但是，這種結構的聚合物套管55，有如以下難點。 第1’聚合物套管55的厚度，非由環氧等的絕緣筒 53的容許電界而是由聚合物套管55的外表面的電界決定 ’因此’隨著纜線末端接續部的使用電壓高電壓化，絕緣 (5) 1352471 筒53的絕緣體厚度變厚，進一步聚合物套管55變重。 第2，隨著纜線末端接續部的使用電壓高電壓化，聚 合物套管55長條化，進一步隨著聚合物套管55的重量化 使安裝工事的處理困難。 [專利文獻1]登錄新型公報（登錄第3 03 1 8 3 4號）（ 段落「0002」〜「0004」、第2圖）

【發明內容】 本發明，是爲了解決上述的難點，其目的爲提供一種 可以達成輕量化、細長化 '縮小化、套管種類的共通化及 作業過程的簡略化，且可以由自由的形態設置的聚合物套 管及使用其的纜線末端接續部。

本發明的第1態樣的聚合物套管，是具備：在中心具 有導體拉出棒且在下端部具有纜線末端的受容口的硬質的 絕緣筒、及設置於前述絕緣筒的外周且在其本身的外周使 多數的褶撊部是朝長度方向分離形成的聚合物被覆體，其 特徵爲：在前述絕緣筒及前述聚合物被覆體的界面，設有 電界緩和層。 本發明的第2態樣的聚合物套管，是具備：在中心具 有導體拉出棒且在下端部具有纜線末端的受容口的硬質的 絕緣筒、及設置於前述絕緣筒的外周且在其本身的外周使 多數的褶撊部是朝長度方向分離形成的聚合物被覆體，其 特徵爲：前述受容口，是配設於前述聚合物被覆體的下方 部位’在前述絕緣筒及前述聚合物被覆體的界面，設有電 -8- (6) 1352471 界緩和層。

本發明的第3態樣的聚合物套管，是具備：在中心具 有導體拉出棒且在下端部具有纜線末端的受容口的硬質的 絕緣筒、及設置於前述絕緣筒的外周且在其本身的外周使 多數的褶撊部是朝長度方向分離形成的聚合物被覆體，其 特徵爲：在前述絕緣筒的下方部位，環狀的金屬件是配設 成與前述導體拉出棒同圓心，前述聚合物被覆體，是配設 於前述金屬件的上方部位，前述受容口，是配設於前述金 屬件的下方部位，在前述絕緣筒及前述聚合物被覆體的界 面’是與前述金屬件接觸而設有電界緩和層。

本發明的第4態樣的聚合物套管，是具備：在中心具 有導體拉出棒且在下端部具有高電壓的連接部的硬質的絕 緣筒、及設置於前述絕緣筒的外周且在其本身的外周使多 數的褶撊部是朝長度方向分離形成的聚合物被覆體，其特 徵爲：在前述絕緣筒的下方部位，環狀的金屬件是配設成 與前述導體拉出棒同圓心，前述聚合物被覆體，是配設於 前述金屬件的上方部位，前述連接部，是配設於前述金屬 件的下方部位，在前述絕緣筒及前述聚合物被覆體的界面 ’是與前述金屬件接觸而設有電界緩和層。 本發明的第5態樣，是如第3或4態樣的聚合物套管 ’前述金屬件，是由埋設固定於前述絕緣筒的下方部位的 電界緩和用的埋入金屬件構成。 本發明的第6態樣，是如第3或4各態樣的聚合物套 管，前述電界緩和層，是由氧化鋅層或是高感應率層所構 -9- (7) (7)1352471 成。 本發明的第7態樣，是如第3或4各態樣的聚合物套 管’在前述導體拉出棒的外周使前述絕緣筒一體地設置。 本發明的第8態樣，是如第3或4各態樣的聚合物套 管，在其中間部設有彎曲部。 本發明的第9態樣的纜線末端接續部，是在如第3各 態樣的聚合物套管的受容口裝設纜線末端部。 依據本發明的第1乃至第8各態樣的聚合物套管及第 9各態樣的纜線末端接續部，有如以下效果。 第1，因爲藉由設置於絕緣筒及聚合物被覆體的界面 的電界緩和層，可緩和聚合物套管的表面電界，所以可以 使絕緣筒的厚度變薄，進一步與習知的第10圖的聚合物 套管相比，可以達成輕量化及細長化。 第2，藉由緩和聚合物套管的表面電界，可以達成套 管長的縮小化。 第3，對於超高壓纜線，藉由使用輕量化及細長化的 氣中末端接續部，可以達成附帶工事的降低。 第4，對於將絕緣筒的受容口配設於聚合物被覆體的 下方部的情況，是與習知的第10圖的聚合物套管同樣， 可以達成套管種類的共通化或作業過程的簡略化，且，可 以將聚合物套管由自由的形態設置。 第5，因爲埋入金屬件是埋設於聚合物套管中，使此 埋入金屬件與底部金屬件一體化，所以可將聚合物套管機 械地補強的同時，將聚合物套管藉由底部金屬件容易且安 -10- (8) (8)1352471 定安裝於於安裝架台等。 第6’對於在聚合物套管的中間部設置彎曲部的情況 ’即使將該聚合物套管設置於頂棚低的變電所等，隔離距 離也可充分確保。 【實施方式】 以下’對於本發明的聚合物套管及使用其的纜線末端 接續部的較佳實施例’參照圖面說明。在此，第1圖，是 顯不使用本發明的聚合物套管的22〜77kV級CV纜線的 氣中末端接續部的一部分剖面圖。 在第1圖’本發明的聚合物套管P，是具備：配設於 中心且在下端部具有導體插入孔la的導體拉出棒1'及 設置於導體拉出棒1的外周的硬質的絕緣筒2、及設置於 絕緣筒2的外周的電界緩和層SR、及設置於電界緩和層 SR的外周的聚合物被覆體3。在此，絕緣筒2，是機械強 度高的材料’是例如環氧樹脂或FRP等的硬質塑膠樹脂 ’電界緩和層SR，是例如在彈性體材料充塡鋅氧化粉末 的Zn〇層或充塡碳黑等的導電性充塡器的橡膠等的比感 應率是1〇以上的高感應率層，聚合物被覆體3，是電絕 緣性能優秀的材料，例如各別由矽聚合物等的高分子絕緣 材料形成。這些的導體拉出棒1、絕緣筒2、電界緩和層 SR及聚合物被覆體3是由塑模一體地形成。 絕緣筒2’是具備：設置於對應導體拉出棒丨的下方 部位的外周部即導體插入孔la的部分的外周部的大徑絕 -11 - (9) (9)1352471 緣筒2a、及連設於此大徑絕緣筒2a的上部且設置於除了 導體拉出棒1的先端部的部分的外周部的小徑絕緣筒2b ，在大徑絕緣筒2a及小徑絕緣筒2b的連設部分是埋設電 界緩和用的埋入金屬件4。且，在大徑絕緣筒2a的下端 部是設置受容後述纜線末端部的受壓圓錐的圓錐狀的受容 口 5，此受容口 5是與導體拉出棒1的導體插入孔la連 通。在此，在此實施例，雖將對應導體插入孔la的部分 的小徑絕緣筒2b大徑化，但是將此部分形成與小徑絕緣 筒2b同徑也可以。 聚合物被覆體3，是設置於小徑絕緣筒2b的外周部 ，在其外周部，多數個的褶撊部3a是沿著聚合物被覆體 3的長度方向分離形成。 埋入金屬件4，是具備：在小徑絕緣筒2b的下方部 與導體拉出棒1同心狀埋設的圓錐狀的彎曲部4a、及與 彎曲部4a的下端部連設使外周緣部從大徑絕緣筒2a的上 部位置的外周部呈水平延伸地埋設的環狀的凸緣部4b， 在凸緣部4b的外周緣部的下端面使環狀的底部金屬件6 藉由螺固螺絲B被固定。在此，構成埋入金屬件4的彎曲 部4a，其外徑是作成與聚合物被覆體3的外徑略同徑， 內徑是比電界緩和層SR的內徑若干小徑。且，電界緩和 層SR的下端部是與彎曲部4a的上端部電接觸，上端部是 與導體拉出棒1的上端部電接觸。然而，圖中，符號8, 是配設於大徑絕緣筒2a的外周部，上端部是安裝於埋入 金屬件4的凸緣部4b的下面的保護金屬件。 -12- (10) (10)1352471 接著說明，使用本發明的聚合物套管的纜線末端接續 部。 在第1圖，首先’將聚合物套管P藉由配設於底部金 屬件6的下面的支撐絶縁器9安裝於支撐架台10。且’ 與習知的纜線末端部同樣’在將纜線末端段剝處理露出的 纜線絕緣體lla的外周裝設受壓圓錐12的同時’將導體 端子13安裝於纜線導體lib的先端部。在此，受壓圓錐 12,是由具有乙丙烯橡膠（EP橡膠）等的橡膠狀彈性的 預塑模絕緣體等構成’在此受壓圓錐12的先端部是設有 裝設於受容口 5的內壁面的先端較細狀的圓錐狀部。 將這種結構的纜線末端部11裝設於聚合物套管p的 受容口 5，使配設於預先纜線末端部側的按壓金屬件14 朝向受容口 5側壓縮。 由此，導體端子13是與導體拉出棒1的導體插入孔 la嵌入接續的同時’受壓圓錐12的圓錐狀部是按壓於受 容口 5的內壁面’進一步’可確保受容口 5的內壁面及圓 錐狀部的外周面間的界面的絕緣性能。 然而，圖中’符號15是密封部，16是按壓金屬件凸 緣，17是接地線，18是彈簧，19是保護金屬件。 第2圖，是顯示第1〇圖的習知的纜線末端接續部的 電界解析圖，第3圖’是顯示本發明的纜線末端接續部的 電界解析圖。 由第2圖可知，對於不具有電界緩和層SR的習知的 纜線末端接續部’在遮蔽聚合物套管P的外表面的電界的 -13- (11) 1352471 電極（埋入金屬件4)的附近不均一化， ，對於這種聚合物套管的外表面的電位分 線末端接續部，是有如以下難點。即，一 橡膠等的絕緣體其本身具有充分的絕緣性 界強度上不會產生障礙。但是，電界變高 管的外表面會產生電暈放電，如此的電暈 生的情況時，會使構成聚合物被覆體的矽 侵蝕，而劣化。而且，爲了防止這種電暈 要下降聚合物套管的氣中表面的電界強度 的纜線末端接續部，是藉由加粗絕緣筒來 緣筒是圓形剖面，因爲在該圓形剖面中使 射狀，所以加粗絕緣筒的話，與絕緣筒的 可以使絕緣筒的表面的電界下降。 但是，加粗絕緣筒的話，因氣中末端 ，而有導致鹽害特性的下降，且，使聚合 需要更多的絕緣材料，進一步纜線末端接 成本上昇的難點。 一方面，對於具有電界緩和層SR的 端接續部，是如第3圖所示，在遮蔽聚合 面的電界的電極（埋入金屬件4)的附近 電界的集中。如此，因爲依據將電界緩和 筒2及聚合物被覆體3的界面的本發明的 ，可使緩和聚合物套管P的表面的電界， 1〇圖的纜線末端接續部相比，可以使絕 集中電界。在此 布是不均一的纜 般環氧樹脂或矽 能，其本身在電 的話在聚合物套 放電是長期間產 橡膠承受化學的 放電的發生，需 ，因此，在習知 對應。即，呈絕 電界分布成爲放 粗細成略反比例 的表面積的增加 物套管大型化， 續部會變重，使 本發明的纜線末 物套管P的外表 被均一化，緩和 層SR設在絕緣 纜線末端接續部 所以與習知的第 緣筒的絕緣厚度 -14- (12) (12)1352471 變薄’進一步，可以達成輕量化及細長化。且，由緩和聚 合物套管P的表面電界’可以使聚合物套管P的長度縮小 ，進一步’與套管的輕量化相輔藉由第10圖的纜線末端 接續部’使其安裝工事可以容易進行。進一步，對於超高 壓纜線’可以使用輕量、小型化氣中末端接續部，進一步 可以達成附帶工事的降低等。 第4圖〜第7圖，是顯示本發明的纜線末端接續部的 其他的實施例。然而，在同圖，與第1圖共通部分是附加 同一的符號省略詳細的說明。 對於如第4圖所示的實施例，將受容聚合物套管p的 纜線末端部11的受壓圓錐12的圓錐狀的受容口 5,朝向水 平方向折曲。依據此實施例，可以將纜線末端部11從水 平方向裝設。 在如第5圖所示的實施例，是在聚合物套管p的中間 部設有L字狀的彎曲部L。 具有第5圖所示的彎曲部L的聚合物套管P，是設置 於頂棚低的變電所等的話，即使變電所等的頂棚低，也可 以充分確保頂棚及聚合物套管P的充電部間的隔離距離。 在如第6圖所示的實施例，是與第4圖所示的實施例 同樣，將受容聚合物套管P的纜線末端部11的受壓圓錐 12的圓錐狀的受容口 5’朝向水平方向折曲，且，在聚合 物套管P的中間部是設有L字狀的彎曲部L。 依據此實施例，可以將纜線末端部11從水平方向裝 設，且，即使變電所等的頂棚低，也可以充分確保頂棚及 -15- (13) (13)1352471 聚合物套管P的充電部間的隔離距離。 在如第7圖所示的實施例，是在聚合物套管ρι的中間 部設置呈100度〜150度程度的鈍角折曲的彎曲部L·。 (產業上的利用可能性） 在前述的實施例，雖以圖面顯示的特定的實施例說明 本發明’但是不限定本發明是這些的實施例，若可達成本 發明的效果，如以下也可以。 第1’聚合物套管，不限定將其受容口配設聚合物被 覆體的下方部位，例如第9圖，將受容口設置在聚合物被 覆體的下端部內也可以。 第2，聚合物套管’不限定在其中間部設置略l字狀 的折曲部，設置半圓狀的折曲部也可以。 第3，設置於導體拉出棒的外周的絕緣筒，是與導體 拉.出棒別體設置也可以。 第4，纜線末端的受容口是不限定朝向下方或是水平 方向，例如傾斜的形成也可以。 第5，纜線末端接續部，是不限定於氣中末端接續部 ，適用於氣體·油中末端接續部等也可以。 【圖式簡單說明】 第1圖，本發明的纜線末端接續部的一部分剖面圖。 第2圖，是習知的纜線末端接續部的電界解析圖。 第3圖，是本發明的纜線末端接續部的電界解析圖。 -16- (14) (14)1352471 第4圖，是本發明的其他的實施例的纜線末端接續部 的—部分剖面圖。 第5圖，是本發明的其他的實施例的纜線末端接續部 的~部分剖面圖。 第6圖，是本發明的其他的實施例的纜線末端接續部 的一部分剖面圖。 第7圖’是本發明的其他的實施例的纜線末端接續部 的一部分剖面圖。 第8圖’是習知的纜線末端接續部的一部分剖面圖。 第9圖，是習知的纜線末端接續部的一部分剖面圖。 第10圖，是習知的纜線末端接續部的說明圖。 【主要元件之符號說明】 1 :導體拉出棒 1 a :導體插入孔 2 :絕緣筒 2a :大徑絕緣筒 2b :小徑絕緣筒 3 :聚合物被覆體 3a :褶撊部 4 :埋入金屬件 4a :彎曲部 4b :凸緣部 5 :受容口 -17- (15) (15)1352471 6 :底部金屬件 9 :支撐絶縁器 I 〇 :支撐架台 II =纜線末端部 1 la :纜線絕緣體 1 lb :纜線導體 12 :受壓圓錐 1 3 :受壓圓錐 13 :導體端子 1 4 :按壓金屬件 1 5 :密封部 1 6 :按壓金屬件凸緣 1 7 :接地線 1 8 :彈簧 1 9 :保護金屬件 20 :纜線末端部 2 1 =磁器絕緣管 2 2 :絕緣合成物 2 3 :底部金屬件 24 :環氧座 24 :上部金屬件 25 :上部蓋 26 :導體拉出棒 27 :纜線絕緣體 -18 (16)1352471 28 :受壓圓錐 29 :導體端子 30 :按壓裝置 3 1 a、3 1 b :密封部 3 2 :螺固金屬件 33 :支撐絶縁器

34 :支撐架台 40 :纜線末端部 4 1 :聚合物套管 42 :導體拉出棒 43 :絕緣筒 44 :聚合物被覆體 45 :纜線導體 46 :受容口 51 :導體拉出棒

52 :受容口 5 3 :絕緣筒 54 :褶撊部 55:聚合物套管（被覆體） 56 :聚合物套管 -19-

Claims (1)

1352471 ,.-一 .. ε.:Κ吏:立替涣頁： ^_99. 9._2.β___________-一 十、申請專利範圍 第93 1 28462號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國99年9月：日修正 1. 一種聚合物套管，是具備：硬質的絕緣筒，在中心 具有導體拉出棒且在下端部具有纜線末端的受容口，該纜 線末端具有受壓圓錐：及聚合物被覆體，被設置於前述絕 緣筒的外周且在其本身的外周使多數的褶撊部朝長度方向 分離形成：其特徵爲： 在前述絕緣筒的下方部位，環狀的埋入金屬件是與前 述導體拉出棒同心地被埋設， 前述聚合物被覆體，是配設於前述埋入金屬件的上方 部位， 前述受容口，是配設於前述埋入金屬件的下方部位， 在前述絕緣筒及前述聚合物被覆體的界面，是設有與 前述埋入金屬件接觸的電界緩和層。 2. 如申請專利範圍第1項的聚合物套管，其中，前述 電界緩和層，是由氧化鋅層或是高感應率層所構成。 3. 如申請專利範圍第1項的聚合物套管，其中，.在前 述導體拉出棒的外周使前述絕緣筒一體地設置。 4. 如申請專利範圍第1項的聚合物套管，其中，設有 彎曲部。 5. —種纜線末端接續部，其特徵爲：在如申請專利範 圍第1項的聚合物套管的受容口，裝設纜線末端部 1352471 七、指定代表圖： (一） 、本案指定代表圖為：第（1)圖 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 1:導體拉出棒 2 :絕緣筒 2b:小徑絕緣筒 3 a :措擺部 4a:彎曲部 5:受容口 8:符號 10:支撐架台 1 1 a:纜線絕緣體 12:受壓圓錐 13:導體端子 1 5 :密封部 17:接地線 1 9 :保護金屬件 la:導體插入孔 2a:大徑絕緣筒 3:聚合物被覆體 4:埋入金屬件 4b :凸緣部 6 :底部金屬件 9 :支撐絶縁器 11:纜線末端部 lib:纜線導體 13:受壓圓錐 1 4 :按壓金屬件 16:按壓金屬件凸緣 18:彈簧 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：