WO2000079661A1 - Unite en caoutchouc du type retrecissant a une temperature ordinaire - Google Patents

Unite en caoutchouc du type retrecissant a une temperature ordinaire Download PDF

Info

Publication number
WO2000079661A1
WO2000079661A1 PCT/JP2000/004087 JP0004087W WO0079661A1 WO 2000079661 A1 WO2000079661 A1 WO 2000079661A1 JP 0004087 W JP0004087 W JP 0004087W WO 0079661 A1 WO0079661 A1 WO 0079661A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rubber unit
cable
rubber
surface pressure
diameter
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/004087
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tutomu Ono
Hiroaki Suzuki
Shozo Kobayashi
Original Assignee
The Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by The Furukawa Electric Co., Ltd. filed Critical The Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority to AU55674/00A priority Critical patent/AU5567400A/en
Publication of WO2000079661A1 publication Critical patent/WO2000079661A1/ja

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/08Cable junctions
    • H02G15/18Cable junctions protected by sleeves, e.g. for communication cable
    • H02G15/184Cable junctions protected by sleeves, e.g. for communication cable with devices for relieving electrical stress
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/14Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for joining or terminating cables
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/08Cable junctions
    • H02G15/10Cable junctions protected by boxes, e.g. by distribution, connection or junction boxes
    • H02G15/103Cable junctions protected by boxes, e.g. by distribution, connection or junction boxes with devices for relieving electrical stress
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/08Cable junctions
    • H02G15/18Cable junctions protected by sleeves, e.g. for communication cable
    • H02G15/1806Heat shrinkable sleeves

Definitions

  • the present invention relates to a room-temperature shrinkable rubber unit used for insulation of a power cable connection portion of a crosslinked polyethylene insulated power cable or the like.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to be applied to a connection portion of a high-voltage power cable of 66 kV or more, which can be easily installed on site.
  • An object of the present invention is to provide a cold-shrinkable rubber unit that can perform the above-mentioned processes.
  • silicone rubber is superior to ethylene propylene rubber (EPR) in many aspects, such as high heat resistance, low stress relaxation (small permanent elongation), and low hardness. There is a remarkable improvement in the mechanical properties of).
  • Silicone rubber has long had a problem of low tearing power.However, with recent technological advances, the development of silicone rubber with high tearing power has been increasing. Reached. Therefore, the present inventors paid attention to the possibility of the silicone rubber, and examined the application of a factory-expansion-type room-temperature shrinkable rubber unit for a high-voltage power cable.
  • silicone rubber has the above-mentioned ethylene propylene in terms of its temperature characteristics, elastic modulus, and elongation characteristics. It has excellent properties compared to rubber (EPR), and especially in terms of permanent elongation properties, it has been found to have excellent properties when applied to a cold-shrinkable rubber unit of a factory diameter expansion type. Further, silicone rubber is in a liquid state before vulcanization, and is extremely excellent in moldability as compared with the above-mentioned EPR.
  • the mating surface pressure between the rubber unit and the cable decreases with time.
  • silicon rubber it is the most severe according to the calculation based on the experimental results.
  • the mating surface will be It was found that the pressure was reduced by 40% to 60% of the initial mating surface pressure. Therefore, in order to make the surface pressure after 30 years equal to or higher than 0.2 kgf / cmS, it is sufficient to secure 0.67 kgf / cm2 or higher as the initial fitting surface pressure.
  • the above-mentioned initial fitting surface pressure of 0.67 kgf Z cm 2 can be ensured, and even after 30 years, the above-mentioned 0.4 kgf / cm 2 is obtained. About 2 mating surface pressures can be secured.
  • a rubber unit formed so that the surface pressure of the contact surface with the cable insulator becomes 0.67 kgf / cm 2 or more when attached to the cable connection part is expanded in advance at the factory. Diameter support on the holding member, remove the diameter expanding holding member on site, and attach the rubber unit to the high-voltage power cable.
  • the rubber unit is made of silicone rubber whose surface pressure reduction rate at the contact surface with the cable insulator is 40% or less in 30 years of use.
  • the rubber unit in the connection work of the high-voltage power cable, the rubber unit is expanded and supported on the expanded diameter holding member in advance at the factory, the expanded diameter holding member is removed at the site, and the rubber unit is connected to the high voltage power cable connection portion. Since the mounting is performed, the construction on site becomes easy, and the danger that the connection work is performed while foreign substances are involved can be avoided.
  • the initial mating surface pressure of the rubber unit is designed to be ⁇ .67 kgf / cm 2 or more, so that the mating surface will be approximately 0.4 kgf / cm 2 even after 30 years of use. Pressure can be secured, and necessary insulation performance and waterproof performance can be secured.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rubber unit (base tube) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the rubber unit of FIG. 1 is expanded and supported on an expanded diameter holding member.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the rubber unit of FIG. 1 is attached to a cable connection portion.
  • FIGS. 4A and 4B are views showing a recess sheet used to examine the withstand voltage characteristics of silicone rubber.
  • FIG. 5 is a view showing the results of an AC destruction test of the silicone rubber of the example of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing the I m p fracture test results Siri corn rubber embodiments of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a life verification test (Vt test) of the silicone rubber of the example of the present invention.
  • Figure 8 is a conceptual diagram of the surface pressure design at the interface between the surface of the cable insulator and the inner surface of the rubber unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a cold-shrinkable rubber unit 1 (base tube) for a high-voltage power cable according to an embodiment of the present invention.
  • the rubber unit 1 has a substantially cylindrical shape and includes an inner semiconductive layer la, an insulating layer lb, and an outer semiconductive layer lc.
  • the rubber unit 1 is formed of an elastic member mainly composed of silicone rubber, and the semiconductive layers 1a and 1c are mixed with carbon or the like to have semiconductivity.
  • the inner diameter of the rubber unit 1 is formed smaller than the outer shape of the cable to be mounted, and the fitting surface pressure when the rubber unit is mounted on the cable is obtained by expanding the diameter of the rubber unit 1. Is ensured by the resulting elasticity.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the rubber unit 1 is expanded and supported by the expanded diameter holding member.
  • reference numeral 2 denotes an expanded diameter holding member, and a rubber unit 1 is used in a factory in advance as shown in the figure. Then, it is supported on the expanded holding member 2 and transported to the construction site in the state shown in Fig. 2.
  • the inner diameter of the enlarged diameter retaining member 2 is formed to be larger than the outer diameter of the cable to be attached, and when the cable is inserted into the enlarged diameter retaining member 2, the enlarged diameter retaining member 2 moves on the cable. it can.
  • the enlarged diameter holding member 2 is made of, for example, a material having a small friction coefficient, a lubricant or the like is applied to the surface of the enlarged diameter holding member 2, and the friction between the enlarged diameter holding member 2 and the rubber unit 1 is low. A coefficient material may be interposed, or the enlarged diameter holding member 2 may be dismantled and removed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the rubber unit 1 is attached to the cable connection portion.
  • reference numeral 3 indicates a cable
  • 3a indicates a cable insulator
  • 3b indicates a cable conductor
  • 4 indicates a conductor connection pipe.
  • the silicone rubber used in this example has a lower hardness than EP rubber, but is superior in tear strength and permanent elongation characteristics.
  • the permanent elongation characteristics when elongated by 100%, can only return to 32.4% in EPR, whereas the silicone rubber used in this example can only return to 2.6%.
  • it shows extremely excellent permanent elongation characteristics.
  • the silicone rubber used in the present example has the above-described permanent elongation characteristics, the rubber unit formed from the silicone rubber is expanded and stored in a factory beforehand. Even when the power cable is installed on site, the diameter of the rubber unit can be returned to almost the same state as before the expansion. As a result, the required initial mating surface pressure is secured even when applied to rubber units of the factory expansion type. It is possible.
  • FIG. 4B is an enlarged view of part 4B of FIG. 4A.
  • reference numerals 11 indicate the high-voltage side electrode
  • 12 indicates the epoxy resin
  • 13 indicates the silicone rubber used in the present example.
  • semiconductive rubbers 13a and 13b are adhered to the upper and lower surfaces of 13 and the thickness of the insulator part is 150 / m to 2 0 0 / X m
  • the silicone rubber 13 is placed in the oil as shown in Figs. 4A and 4B, and the ground electrode 14 is brought into contact with the lower surface of the silicone rubber 13 so that the high voltage electrode 11 Then, an AC voltage and an impulse (Imp) voltage were applied between the ground electrodes 14 and the electrical characteristics of the silicone rubber were examined.
  • the test conditions are as follows.
  • Measurement temperature room temperature, 90 ° C, 105 ° C
  • the starting voltage was set to 6 kV, the AC voltage was applied, and the voltage was increased in steps of 1 kV every 10 minutes to obtain a silicone rubber.
  • AC breakdown The stress (kVZmm) and temperature dependence were investigated.
  • Step voltage + or 1 kV / 3 times
  • the starting voltage is set to + or-14 kV, and the impulse voltage is applied three times for each voltage while increasing or decreasing the voltage by + or 11 kV.
  • Imp breakdown stress kV / mm
  • Figures 5 and 6 show the above test results.
  • Figure 5 shows the results of the fracture test of (1) above
  • Figure 6 shows the results of the fracture test of (2) above, with the horizontal axis representing the temperature C) and the vertical axis representing the AC breakdown stress, respectively.
  • KVZmm KV / mm
  • the AC breakdown stress of the sample that was broken within the range indicated by the vertical bar in the figures was plotted.
  • the circles indicate the breakdown stress when a positive voltage is applied to the high-voltage electrode 11 described above
  • the triangles indicate when the negative voltage is applied to the high-voltage electrode 11 described above. Indicates destructive stress.
  • Vt test uses a test device with the structure shown in Figs. 4A and 4B and changes the power application time (minutes).
  • the stress (kVmm) was determined.
  • Figure 7 shows the test results.
  • the horizontal axis represents time (minutes)
  • the vertical axis represents the applied stress (kVZ mm).
  • the black circles in the figure represent the time (minutes) when the sample was destroyed and the applied voltage. This is a plot of the dress, and a white circle indicates a sample that did not break.
  • the life of an electrical insulating material can be generally expressed by the following equation (1).
  • V is the applied voltage
  • t is the applied time
  • n is the above-mentioned life index, which is a parameter indicating the life index, which is the long-term power application characteristic of the sample.
  • n is 15 or more, It is said that if it is, it can withstand long-term use.
  • the life index n of the rubber was 15 or more, and it was confirmed that the rubber had long-term properties.
  • the silicone rubber used in this example had sufficient withstand voltage characteristics and long-term characteristics as an accessory material of the high-voltage CV cable.
  • the optimal shape of the rubber unit was determined by electric field analysis in consideration of the stress balance at these parts. ) Of ⁇ 2 (4).
  • the rate of decrease of the mating surface pressure when the cable was mounted was measured. Examined. As a result, no decrease in the mating surface pressure was observed even after 6 months. Furthermore, when the surface pressure after 30 years was estimated under the strictest assumed use conditions (conductor temperature of 90 ° C for 30 consecutive years), the surface pressure reduction rate was It was found that the initial surface pressure was 40% or less, and the fitting surface pressure was 60% or more of the initial surface pressure.
  • Figure 8 is a conceptual diagram of the surface pressure design at the interface between the surface of the cable insulator and the inner surface of the rubber unit.
  • the surface pressure decreases by about 40%.
  • the interface pressure between the surface of the cable insulator and the inner surface of the rubber unit decreases with the passage of time. Assuming use, the surface pressure is further reduced by about 40% as described above, and becomes about 60% of the initial mating surface pressure when the cable is attached.
  • the tightening rate of the rubber unit 1 [(the inner diameter of the rubber unit 1 when the cable is attached, and the inner diameter of the rubber unit 1 in a plain state)] / (The inner diameter of the rubber unit when the cable is attached)] and the material of the rubber unit 1 are selected as appropriate, and the initial fitting surface pressure between the cable insulator 3a and the insulating layer lb of the rubber unit 1 ( (When a cable is attached) to 0.67 kgf / cm 2 or more.
  • a surface pressure of 0.4 kgf / cm 2 or more can be secured even after 30 years, as described above, and insulation performance can be secured. At the same time, waterproof performance was secured.
  • the outer diameter of the insulator of the cable to which the present invention was applied was 59 mm, while the inner diameter of the rubber unit in a raw tube state was 41.3 mm, and the outer diameter was 154 mm.
  • the rubber unit is made of silicone rubber as described above.
  • the Poisson's ratio is 0.48, and the modulus of longitudinal elasticity is 6.5.
  • the outer diameter of the rubber unit after the rubber unit was attached to the cable connection portion was 159.7 mm.
  • the initial mating surface pressure was measured by a surface pressure sensor embedded inside the rubber unit.
  • the fitting surface pressure between the cable insulator and the insulating layer of the rubber unit was 1.7 kgfZcm2.
  • the decrease rate of the mating surface pressure after 30 years is approximately 40% or less, and is 60% or more of the initial mating surface pressure. Therefore, if the initial mating surface pressure is 0.93 kgf / cm 2, the surface pressure after 30 years will be more than 0.9 SS kgf Z cm S, and the above-mentioned 0.4 kgf Z It was confirmed that cm 2 or more could be secured. From the above, it was confirmed that if the rubber unit was configured as described above, the necessary mating surface pressure could be secured even if it was stored in the expanded state for two years and then attached to the cable. Was done.
  • the electrical stress obtained from each breakdown value satisfied the design stress that could secure the desired electrical performance, and the mating surface It was found that if the pressure was 0.4 kgf Z cm 2 , sufficient electrical insulation performance could be ensured. In order to maintain the airtightness between the cable and the rubber unit, a fitting surface pressure of about 0.4 kgf / cm2 is required, and the fitting surface pressure will be lower than this. In addition, problems may arise in terms of waterproof performance. As described above, in the present invention, the rubber unit formed so that the initial fitting surface pressure becomes 0.67 kgf / cm 2 or more is previously expanded on a diameter expansion holding member at a factory.
  • the diameter retaining member was removed on site, and it was attached to the connection of the high-voltage power cable.
  • the surface pressure can be secured, and the necessary electrical performance and waterproof performance of the high-voltage power cable can be secured.
  • construction on site becomes easy, and the danger of performing connection work while foreign matter is involved can be avoided.

Description

明 細 書
常温収縮型ゴムュニ ッ ト
技術分野
本発明は、 架橋ポ リ エチ レン絶縁電力ケーブル等の電力ケ 一ブル接続部の絶緣等に用い られる常温収縮型ゴムュニ ッ ト に関する。
背景技術
高圧 C Vケーブル用 中間接続部には、 押出モール ド型、 プ レハブ型、 テープ巻きモール ド型、 テープ巻き型 と様々 な種 類の構造が適用 されている。 これ ら に加えて、 近年、 ゴムモ ール ド技術の著 しい進歩に よ り 、 施工性に優れた ワ ン ピース の ゴムブ ロ ッ ク型ジ ョ イ ン ト ( R B J ) が開発 され、 こ の適 用が急速に拡大 しつつある。 現在のゴムブロ ッ ク型ジ ョ イ ン ト の主流は、 エチ レンプロ ピ レ ン ゴム ( E P R ) 製である。 上記 した ゴムブロ ッ ク型ジ ョ イ ン ト を用いて、 例えば 6 6 k V以上の高圧電力ケーブル (以下、 必要に応 じてケーブル と略記する) を接続する際には、 現場にて接続部分に ゴムュ ニ ッ ト を装着 して接続部を形成する現場施工方式が用い られ ていた。
しか しなが ら、 上記従来方式は、 現場にて施工を行 う ため . 施工にかな り 時間がかか り 、 ま た施工のための作業ス ペース を確保する必要もあった。
また、 現場にて施工を行 う 場合、 ゴムユニ ッ ト 内に入 り 込 む異物等の管理を十分に行 う こ と ができず、 異物を巻き 込ん だまま接続作業が行われる危険性があった。 一方、 現場での施工を容易にするため、 予め工場でゴムュ ニ ッ トを拡径保持部材によ り 拡径 しておき、 現場で拡径され たゴムュニ ッ トから拡径保持部材を除去する こ と によ り ゴム ュニッ トをケーブル接続部に装着する方法が知られている。
しかし、 従来から使用されていたこ の種の ゴムュニ ッ トは 電圧階級の低いケーブルに適用 される ものであって、 6 6 k V以上の高圧電力ケーブルに使用でき る ものは実用化されて いなかった。
本発明は、 上記した問題点に鑑みな されたも のであ っ て、 その 目的とする と こ ろは、 現場での施工が容易で、 6 6 k V 以上の高圧電力ケーブルの接続部に適用する こ と ができ る常 温収縮型ゴムュニッ トを提供する こ と にある。
発明の開示
近年、 高耐熱、 低応力緩和 (永久伸びが小) 、 低硬度等、 多 く の点でエチ レ ンプ ロ ピ レ ン ゴム ( E P R ) よ り 優れてい るシ リ コ ー ン ゴム ( S i R ) の機械的特性の向上にはめざま し ヽ も のがあ る。
シ リ コ ー ン ゴムは、 長い間、 引き裂き力が低いとい う 問題 点を抱えていたが、 近年の技術的な進歩に伴い、 高い引き裂 き力を有するシリ コ ー ンゴムが開発される に至った。 そこで、 本発明者らは、 こ の シ リ コ ーン ゴムの可能性に着目 し、 高圧 電力ケーブル用工場拡径方式の常温収縮型ゴムユニ ッ トの適 用について検討した。
その結果、 シ リ コ ー ンゴムは、 その温度特性、 弾性率、 永 久伸び特性の物性面において、 前記したエチ レ ンプロ ピレ ン ゴム ( E P R ) と比較して優れた特性を有し、 特に、 永久伸 び特性において、 工場拡径方式の常温収縮型ゴムュニ ッ トに 適用する上で優れた特性を有する こ と がわかった。 また、 シ リ コ ー ン ゴムは、 加硫前は液状であ り 、 成形性についても上 記 E P R と比較して極めて優れている。
一方、 実験等によれば、 ゴムュニッ トの絶縁部分の嵌合面 圧 と して 0 . 4 k g f Z c m 以上確保できれば、 高圧電 力ケーブルに必要な絶縁性能を確保でき る こ とが確認された t また、 嵌合面圧 と して 0 . 4 k g f / c m 2 あれば、 防水 性能を確保する こ と もでき る。
一般に、 ゴム ユニ ッ ト をケーブルに装着後、 ゴム ユ ニ ッ ト とケーブル間の嵌合面圧は時間 と と もに低下していく 。 シリ コ ー ン ゴ ムを使用 した場合、 実験結果に基づく 試算によれば、 最も厳しい.使用条件下 (想定される導体温度 9 0 °C連続) で は、 3 0年経過後には嵌合面圧は 4 0 %も低下して、 初期嵌 合面圧の 6 0 %に低下する こ と がわかった。 従って、 3 0年 後の面圧を 0 . A k g f / c m S 以上とする ためには、 初 期嵌合面圧 と して 0 . 6 7 k g f / c m 2 以上を確保でき ればよい。
前記したシ リ コ ー ン ゴムを用いれば、 上記初期嵌合面圧 0 . 6 7 k g f Z c m 2 を確保する こ と ができ、 かつ、 3 0 年 経過 して も上記 0 . 4 k g f / c m 2 程度の嵌合面圧を確 保でき る。
以上に基づき、 本発明においては、 次のよ う に して前記課 題を解決する。 ( 1 ) ケーブル接続部に取 り 付けた と き、 ケーブル絶縁体 と の接触面の面圧が 0 . 6 7 k g f / c m 2 以上と なる よ う に形成 したゴムュニ ッ ト を予め工場で拡径保持部材上に拡 径支持し、 現場で拡径保持部材を取り 除き、 ゴムュニ ッ ト を 高圧電力ケーブルに装着する。
( 2 ) 上記ゴムュニ ッ ト を、 ケーブル絶縁体と の接触面の 面圧の低下率が、 使用 3 0年間で 4 0 %以下であるシリ コ ー ンゴムで形成する。
本発明においては、 高圧電力ケーブルの接続作業において、 ゴムュニ ッ ト を予め工場で拡径保持部材上に拡径支持し、 現 場で拡径保持部材を取 り 除き、 高圧電力ケーブルの接続部に 装着する よ う に したので、 現場での施工が容易と な り 、 異物 を巻き込んだまま接続作業が行われる危険性も回避する こ と ができ る。 特に、 ゴムユニ ッ ト の初期嵌合面圧を ◦ . 6 7 k g f / c m 2 以上 と な る よ う に したので、 3 0 年使用 して も ほぼ 0 . 4 k g f / c m 2 程度の嵌合面圧を確保する こ とができ、 必要な絶縁性能および防水性能を確保する こ とが 可能となる。
図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の実施例のゴムユニ ッ ト (素管) の構成を 示す図。
図 2 は、 図 1 の ゴムユニ ッ ト を拡径保持部材上に拡径支持 した状態を示す図。
図 3 は、 図 1 のゴムユニ ッ ト をケーブル接続部に装着 した 状態を示す図。 図 4 Aおよび 4 B は、 シ リ コー ン ゴム の耐電圧特性を調べ るために用いた リ セス シ一 トを示す図。
図 5 は、 本発明の実施例のシリ コー ン ゴム の A C破壊試験 結果を示す図。
図 6 は、 本発明の実施例のシリ コー ン ゴム の I m p破壊試 験結果を示す図。
図 7 は、 本発明の実施例のシリ コー ン ゴム の寿命検証試験 ( V - t試験) を示す図。
図 8 は、 ケーブル絶縁体表面と ゴムュニ ッ ト内面の界面に おける面圧設計の概念図。
発明を実施するため の最良の形態
図 1 は、 本発明の実施例の高圧電力ケーブル用常温収縮型 ゴムユニ ッ ト 1 (素管) の構成を示す図である。 ゴムュニッ ト 1 は略円筒形状であ り 、 内部半導電層 l a と、 絶縁層 l b と、 外部半導電層 l c から構成されている。 ゴムユニ ッ ト 1 はシ リ コ ー ン ゴムを主体とする弾性部材で形成され、 半導電 層 1 a , 1 c にはカーボン等が混入され、 半導電性が付与さ れている。
ゴムュニ ッ ト 1 の内径は、 装着されるケーブル外形よ り 小 さ く 形成され、 ゴムュニ ッ ト をケーブルに装着 した と きの嵌 合面圧は、 ゴムュニ ッ ト 1 を拡径する こ と によ り 生ずる弾性 によ り確保される。
図 2 は拡径保持部材によ り ゴムュニ ッ ト 1 を拡径支持 した 状態を示す図である。 同図において、 2 は拡径保持部材であ り 、 ゴムユニ ッ ト 1 は、 予め工場において、 同図に示すよ う に拡径保持部材 2 上に拡径支持され、 図 2 に示す状態で施工 現場に運ばれる。
拡径保持部材 2 の内径は、 装着するケーブルの外径よ り 大 き く 形成されてお り 、 拡径保持部材 2 内にケーブルを挿入し た際、 拡径保持部材 2 はケーブル上を移動でき る。
また、 拡径保持部材 2 内にケーブルを挿入 してゴムュニッ ト 1 をケーブル接続部上に位置させた と き、 拡径保持部材 2 がゴムュニ ッ ト 1 力 ら容易に引き抜ける よ う にするため、 拡 径保持部材 2 を例えば摩擦係数の小さな材料で構成 した り 、 拡径保持部材 2 の表面に潤滑材等を塗布した り 、 また、 拡径 保持部材 2 と ゴムュニ ッ ト 1 の間に低摩擦係数材料を介在さ せた り 、 あるいは、 拡径保持部材 2 を解体して除去でき る よ う に しておいてもよい。
図 3 はゴムュニッ ト 1 をケーブル接続部に装着した状態を 示す図である。 同図において、 参照数字 3 はケーブル、 3 a はケーブル絶縁体、 3 b はケーブル導体、 4 は導体接続管を それぞれ示す。
ゴムュニ ッ ト 1 を図 3 に示すよ う にケーブル接続部に装着 する には、 図 2 に示すよ う に拡径保持部材 2上に支持された ゴムュニ ッ ト 1 内にケーブルを挿入 したのち、 接続される 2 本のケーブルのケーブル導体 3 b を導体接続管 4 で接続 して 接続部を形成する。 次いで、 拡径保持部材 2 上に支持された ゴムュニ ッ ト 1 をケーブル接続部上に位置させ、 拡径保持部 材 2 を抜き取る。 これによ り 、 ゴムユニ ッ ト 1 が縮径 し、 ゴ ムュニッ ト 1 がケーブル接続部上に装着される。 本実施例の高圧ケーブル用常温収縮型ゴムュニ ッ ト に適用 したシリ コ ー ン ゴム の物性値を、 従来のエチ レ ンプロ ピ レン ゴム ( E P R ) と の比較を合わせて、 下記表 1 に示す。 絶縁性シリ コーンゴムの物性値
Figure imgf000009_0001
上記表 1 に示すよ う に、 本実施例で使用 したシ リ コ ー ン ゴ ムは、 E P ゴム と較べて硬度が小 さ いが、 引 き裂き強さおよ び永久伸び特性において優れてお り 、 特に永久伸び特性は、 1 0 0 %伸長 させた と き E P R では 3 2 . 4 %まで しか戻 ら ないのに対 し、 本実施例で使用 したシ リ コーンゴムでは 2 . 6 %まで戻 り 、 永久伸び特性において極めて優れた特性を示 している。
本実施例で使用 したシ リ コー ン ゴムは、 上記 した永久伸び 特性を備えてい る ので、 上記シ リ コー ン ゴム か ら形成される ゴムュニ ッ ト を工場で予め拡径 して保管 しておいて も、 現場 で電力ケーブルに装着 した と き ゴムュニ ッ ト の径を、 ほぼ拡 径前の状態に戻すこ と ができ る。 こ のた め、 工場拡径方式の ゴムユニ ッ ト に適用 しても、 必要な初期嵌合面圧を確保する こ とが可能である。
本実施例で使用 したシリ コ ー ン ゴム が、 高圧電力ケーブル の ゴムュニ ッ ト に適用する に必要な耐電圧特性を備えている かを調べた。
シ リ コ ー ン ゴム の耐電圧特性を調べるため、 図 4 Aに示す 構造の リ セスシー ト を用いた。 図 4 Bは、 図 4 Aの 4 B部の 拡大図である。 図 4 Aおよび 4 B において、 参照数字 1 1 は 高圧側電極、 1 2 はエポキシ樹脂、 1 3 は本実施例で使用 し たシ リ コ ー ン ゴムをそれぞれ示 し、 シ リ コ ー ン ゴム 1 3 には, 図 4 B に示すよ う に、 半導電ゴム 1 3 a , 1 3 b が上面と 下 面に接着されてお り 、 絶縁体部分の厚さは 1 5 0 / m〜 2 0 0 /X mでめる。
上記シ リ コ ー ン ゴム 1 3 を図 4 Aおよび 4 B に示すよ う に オイル中に設置 し、 シ リ コ ー ン ゴム 1 3 の下面にアース電極 1 4 を接触させ、 高圧電極 1 1 、 アース電極 1 4 間に A C電 圧、 イ ンパルス ( I m p ) 電圧を印カ卩 してシ リ コ ー ン ゴム の 電気的特性を調べた。 試験条件は次の通 り である。
( 1 ) A C破壊試験
開始電圧 : 6 k V Z l O分
ステ ッ プ電圧 : 1 0分
測定温度 : 室温、 9 0 °C、 1 0 5 °C
測定試料数 : 各温度で n = 5
すなわち、 上記各測定温度において、 開始電圧を 6 k V と して A C電圧を印カ卩 し、 1 0分毎に 1 k Vずつ電圧をステ ツ プ状に上昇させ、 シ リ コ ー ン ゴムが絶縁破壊する A C破壊ス ト レス ( k VZmm) と温度依存性を調べた。
( 2 ) イ ンパルス ( I m p ) 破壊試験
開始電圧 : +または一 1 4 k VZ 3 回
ステップ電圧 : +または一 1 k V/ 3 回
測定温度 : 室温、 9 0 °C
測定試料数 : 各温度で n = 5
すなわち、 上記各測定温度において、 開始電圧を +または - 1 4 k V と して、 +または一 1 k Vずつ電圧を上昇ノ下降 させなが ら、 ィ ンパルス電圧を各電圧について 3 回印加 して, シ リ コ ー ン ゴム が絶縁破壊する I m p破壊ス ト レ ス ( k V/ mm) を調べた。
図 5 、 図 6 に上記試験結果を示す。 図 5 は上記 ( 1 ) の破 壊試験の結果、 図 6 は上記 ( 2 ) の破壊試験の結果をそれぞ れ示 し、 横軸は温度 C) 、 縦軸はそれぞれ A C破壊ス ト レ ス ( k V Zmm) 、 I m p破壊ス ト レ ス ( k V/m m ) であ る。 なお、 図 5 、 図 6 において、 同図中の縦棒で示 した範囲 内に破壊した試料の A C破壊ス ト レス がプロ ッ ト された。 ま た、 図 6 において、 丸印は前記した高圧側電極 1 1 に正電圧 を印加した場合の破壊ス ト レスを示し、 三角印は前記 した高 圧側電極 1 1 に負電圧を印加した場合の破壊ス ト レ スを示し ている。
図 5 に示すよ う に、 A C破壊試験においては 1 0 5 °Cまで の範囲において、 シ リ コ ー ン ゴム の A C破壊ス ト レ ス に温度 依存性はほとんど見られなかった。
また、 図 6 に示すよ う に、 I m p破壊試験においては、 I m p破壊ス ト レス に極性によ る違いはほ と んどみられなかつ た。 しか しなが ら、 A C破壌試験では見 られなかった温度依 存性が正負いずれの極性において も確認された。 但し、 温度 係数 (図 6 において室温における破壊ス ト レス の平均値を A 9 0 °Cにおける破壊ス ト レス の平均値を B と した と き、 A / B ) は、 いずれも 1 . 1 と小さ力 つた。
次に、 上記シ リ コ ーンゴムの寿命検証試験を行った。
寿命検証試験 ( V— t試験) は、 前記図 4 Aおよび 4 B に 示 した構造の試験装置を用い、 課電時間 (分) を変えて、 シ リ コ ー ン ゴム が破壌する課電ス ト レス ( k V m m ) を求め た。
図 7 に上記試験結果を示す。 同図において、 横軸は時間 (分) 、 縦軸は課電ス ト レス ( k V Z m m ) であ り 、 同図の 黒丸は試料が破壊した と きの時間 (分) 、 課電ス ト レス をプ ロ ッ ト したものであ り 、 また、 白丸は破壊 しなかった試料を 示している。 また、 同図の実線は寿命指数 n == 1 7 の直線を 示している。
こ こ で、 一般に電気絶縁材料の寿命に関 して、 以下の式 ( 1 ) で整理でき る こ とが知 られている。 なお、 Vは課電電 圧、 t は課電時間、 n は上記寿命指数と呼ばれ、 試料の長期 課電特性である寿命指数を示すパラメ ータであ り 、 通常、 n が 1 5 以上であれば、 長期使用に耐える こ と ができ る と言わ れている。
Vn · t =—定 ( 1 )
図 7 から明 らかなよ う に、 本実施例で使用 したシリ コー ン ゴム の寿命指数 n は 1 5 以上であ り 、 長期特性を有する こ と が確認された。
以上の試験によ り 、 本実施例で使用 したシリ コー ン ゴムが 高圧用 C Vケーブルの付属品材料と して充分な耐電圧特性、 長期特性を有する こ とが確認された。
次に、 上記シ リ コ ー ン ゴムを用いた高圧ケーブル用常温収 縮型ゴムュニ ッ ト と電力ケーブル と の接触面の面圧と破壊ス ト レス に関係について検討した。
上記構成のゴムュニ ッ 卜 の各部位におけるス ト レス と して は、 前記図 3 に示す次の各部位である。
( 1 ) 内導電極平坦部ス ト レス : τ 1
( 2 ) 内導電極先端部ス ト レス 2
( 3 ) 界面沿層ス ト レス 3
( 4 ) 界面立ち上が り ス ト レス 4
これらの部位におけるス ト レス バ ラ ンスを考慮して、 電 界解析によ り ゴムュニ ッ ト の最適形状を決定したが、 これら の部位の内、 最もタ リ ティ カノレな部分は、 上記 ( 2 ) の τ 2 ( 4 ) の τ 4である。
そこで、 上記 τ 2 、 τ 4 について、 界面モデル試料を用い て嵌合面圧に対する破壊ス ト レスを調べた。 その結果、 シリ コ ー ン ゴムを用いたゴムユニ ッ トでは、 嵌合面圧を 0 . 4 k g f Z c m 2 以上 とすれば、 必要十分な耐圧特性が得られ る こ とが分かった。
次に、 本実施例で使用 したシリ コー ン ゴムで形成された ゴ ムュニ ッ ト について、 ケーブル装着時の嵌合面圧の低下率を 調べた。 その結果、 嵌合面圧の低下は、 6 ヶ月経過 しても見 られなかった。 さ ら に、 想定さ れる最も厳 しい使用条件下 (導体温度 9 0 °Cで 3 0年間連続) での、 3 0年経過 したと き の面圧を試算 した と ころ、 面圧低下率は初期面圧に対 して 4 0 %以下であ り 、 嵌合面圧は、 初期面圧の 6 0 %以上にな る こ とが分かった。
図 8 は、 ケーブル絶縁体表面と ゴムュニ ッ ト内面の界面に おける面圧設計の概念図である。 同図に示すよ う に、 ゴムュ ニ ッ ト を拡径部材で拡径した拡径状態で 2年間保管 しておく と、 面圧は約 4 0 %低下する。 また、 上記拡径状態で保管し たゴムュニ ッ ト をケーブルに装着する と、 時間の経過 と と も にケーブル絶縁体表面と ゴムュニ ッ ト内面の界面面圧は低下 していき、 約 3 0年使用する こ と を想定する と面圧は、 上記 したよ う に更に約 4 0 %低下し、 ケーブル装着時の初期嵌合 面圧に対して約 6 0 %になる。
本実施例においては、 上記面圧の変化を考慮して、 ゴムュ ニ ッ ト 1 の締め ばめ率 [ (ケーブル装着時の ゴム ユニ ッ ト の 内径一素管状態のゴムユニ ッ ト 1 の内径) / (ケーブル装着 時の ゴムユニ ッ ト の内径) ] と 、 ゴムユニ ッ ト 1 の材質等を 適宜選定し、 ケーブル絶縁体 3 a と ゴムュニ ッ ト 1 の絶縁層 l b と間の初期嵌合面圧 (ケーブル装着時) が、 0 . 6 7 k g f / c m 2 以上と な る よ う に した。 これに よ り 、 前記 し たよ う 〖こ、 3 0 年経過後であって も、 0 . 4 k g f / c m 2 以上の面圧を確保する こ と ができ、 絶縁性能を確保する こ と ができる と と もに、 防水性能を確保するこ とができた。 次に、 本発明を 1 1 O k Vの高圧電力ケーブルの接続部の 絶縁に適用 した場合の具体例について説明する。
本発明を適用 したケーブルの絶縁体外径は 5 9 m mであ り これに対 し素管状態の ゴムュニ ッ ト の内径を 4 1 . 3 m m、 外径を 1 5 4 . O m m と した。 締めばめ直径差は 1 7 . 7 m m ( = 5 9 — 4 1 . 3 ) であ り 、 締めばめ率は 3 0 %である, ゴムュニ ッ ト の材質は前記 したシ リ コ ー ン ゴムであ り 、 その ポア ソ ン比は 0 . 4 8 、 縦弾性係数は 6 . 5 である。 また、 上記ゴムユニ ッ ト をケーブル接続部に装着 した後のゴムュニ ッ ト の外径は 1 5 9 . 7 m mであった。
上記ゴムュニ ッ ト をケーブルに装着 したのち、 ゴムュニ ッ ト 内部に埋め込んだ面圧セ ンサに よ り 初期嵌合面圧を測定し た。 その結果、 ケーブル絶縁体と ゴムユニ ッ ト の絶縁層 と間 の嵌合面圧は、 1 . 7 0 k g f Z c m2 であった。
次に、 拡径 した状態で 2 年間保管 した場合の面圧変化を調 ベた。
その結果、 ゴムユニ ッ ト を拡径保持部材上に保持 した状態 で 2 年間保管 したのち、 ケーブル上に装着 した場合の前記 A 部分の嵌合面圧は 0 . 9 3 k g f / c m2 であった。
一方、 前記 した よ う に、 3 0 年経過後の嵌合面圧低下率は ほぼ 4 0 %以下で、 初期嵌合面圧の 6 0 %以上と なる。 した が っ て、 初期嵌合面圧が 0 . 9 3 k g f / c m 2 の場合、 3 0 年後の面圧は 0 . S S k g f Z c m S 以上 と な り 、 前 記 した 0 . 4 k g f Z c m 2 以上を十分確保でき る こ と 力 確認された。 以上の こ と か ら、 ゴム ュ ニ ッ ト を上記構成 とすれば、 拡径 した状態で 2 年間保管 したのちケーブルに装着 して も、 必要 な嵌合面圧を確保でき る こ と が確認された。
一方、 嵌合面圧を 0 . 4 k g f Z C m 2 と した と き の電 気的性能を調べた。
実験では、 内径が φ 2 8 . 1 m mゴムユニ ッ ト を次の 3種 類のケーブルに装着 し、 A C破壊試験、 イ ンパルス電圧破壊 試験を行った。
( 1 ) ケーブル絶縁外径 : 0 3 1 m m ( 2 2 k Vケープノレ 2 0 0 s q )
嵌合面圧 0 4 k g f c m
( 2 ) ケーブル絶緣外径 φ 3 3 m m ( 2 2 k Vケーブル 2 5 0 s q )
嵌合面圧 0 . 6 9 k g f / c m2
( 3 ) ケーブル絶縁外径 Φ 4 0 m m ( 6 6 k Vケープノレ 4 0 0 s q )
嵌合面圧 1 . 7 k g ί / c m2
その結果、 それぞれの破壊値よ り 得られた電気的ス ト レ ス が、 所望の電気的性能を確保する こ と が可能な設計ス ト レ ス を満足する こ と が確認され、 嵌合面圧が 0 . 4 k g f Z c m 2 であれば、 電気的絶縁性能を充分確保でき る こ と がわか つた。 なお、 ケーブルと ゴムユニ ッ ト の間の気密を保持する た め に も嵌合面圧 と して 0 . 4 k g f / c m 2 程度が必要 であ り 、 これよ り 嵌合面圧が小さ く なる と 防水性能の面でも 問題がでて く る可能性がある。 以上説明 したよ う に、 本発明においては、 初期嵌合面圧が 0 . 6 7 k g f / c m 2 以上 と な る よ う 形成 したゴムュニ ッ ト を、 予め工場で拡径保持部材上に拡径支持し、 現場で拡 径保持部材を取 り 除き、 高圧電力ケーブルの接続部に装着す る よ う に したので、 3 0年近く 使用 してもほぼ 0 . 4 k g f / c m 2 程度の嵌合面圧を確保する こ と ができ 、 高圧電力 ケーブルにおける必要な電気的性能および防水性能を確保す る こ とができ る。 また、 現場での施工が容易 とな り 、 異物を 巻き込んだまま接続作業が行われる危険性も回避する こ とが でき る。

Claims

請 求 の 範 囲
( 1 ) 予め工場で拡径保持部材上に拡径支持される 、 高 圧用電力ケーブルに使用 さ れる常温収縮型ゴムュニ ッ ト であ つて、
ケーブル接続部に取 り 付けた と き 、 ケーブル絶縁体 と の接 触面の面圧が 0 . 6 7 k g f Zc m2 以上 と な る よ う に形成 し た
こ と を特徴とする常温収縮型ゴムュニ ッ ト。
( 2 ) 前記ケーブル絶縁体と の接触面の面圧の低下率が . 使用 3 0 年間で 4 0 %以下である シ リ コー ン ゴム で形成 され ている請求項 1 に記載の常温収縮型ゴムュニ ッ ト。
( 3 ) 使用 3 0 年後の前記ケーブル絶縁体と の接触面の 面圧が、 0 . 4 k g f c πι2 以上であ る シ リ コ ー ン ゴム で形 成されている請求項 1 に記載の常温収縮型ゴムュニ ッ ト。
PCT/JP2000/004087 1999-06-23 2000-06-22 Unite en caoutchouc du type retrecissant a une temperature ordinaire WO2000079661A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU55674/00A AU5567400A (en) 1999-06-23 2000-06-22 Ordinary-temperature shrinking type rubber unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11176359A JP2001008353A (ja) 1999-06-23 1999-06-23 常温収縮型ゴムユニット
JP11/176359 1999-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000079661A1 true WO2000079661A1 (fr) 2000-12-28

Family

ID=16012245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2000/004087 WO2000079661A1 (fr) 1999-06-23 2000-06-22 Unite en caoutchouc du type retrecissant a une temperature ordinaire

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2001008353A (ja)
CN (1) CN1133256C (ja)
AU (1) AU5567400A (ja)
TW (1) TW578352B (ja)
WO (1) WO2000079661A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4158904B2 (ja) * 2003-04-18 2008-10-01 古河電気工業株式会社 常温収縮型ゴムユニット
JP4759316B2 (ja) * 2005-05-24 2011-08-31 日本無線株式会社 密封部材
JP4667303B2 (ja) * 2006-05-26 2011-04-13 古河電気工業株式会社 常温収縮型ゴムユニット
CN101673924B (zh) * 2008-09-10 2012-07-18 株式会社维世佳 由芯绳形成的扩径保持部件及使用其的常温收缩性管单元
JP5246719B2 (ja) * 2010-01-08 2013-07-24 株式会社ビスキャス ケーブル絶縁体とゴムブロックの界面の面圧測定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3515798A (en) * 1968-12-06 1970-06-02 Minnesota Mining & Mfg Elastic cover and removable cone assembly
US4389440A (en) * 1982-02-08 1983-06-21 Minnesota Mining & Manufacturing Company Torque preloaded elastic cover for torque coupling
US4868967A (en) * 1985-07-19 1989-09-26 Raychem Corporation Tubular article
JPH05506348A (ja) * 1990-04-17 1993-09-16 レイケム・コーポレイション ケーブルを被覆する方法およびケーブル被覆装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3515798A (en) * 1968-12-06 1970-06-02 Minnesota Mining & Mfg Elastic cover and removable cone assembly
US4389440A (en) * 1982-02-08 1983-06-21 Minnesota Mining & Manufacturing Company Torque preloaded elastic cover for torque coupling
US4868967A (en) * 1985-07-19 1989-09-26 Raychem Corporation Tubular article
JPH05506348A (ja) * 1990-04-17 1993-09-16 レイケム・コーポレイション ケーブルを被覆する方法およびケーブル被覆装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU5567400A (en) 2001-01-09
CN1133256C (zh) 2003-12-31
JP2001008353A (ja) 2001-01-12
CN1302463A (zh) 2001-07-04
TW578352B (en) 2004-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2863582B2 (ja) ケーブルの接続を達成する装置の要素,該要素によって得られるケーブルの接続、および該接続用ケーブルの心線間連接部の被覆
JP5306854B2 (ja) 寒冷地用ケーブル接続部材
RU2464686C2 (ru) Герметизирующее изделие и способ герметизации кабелей, содержащих жидкость
JPS62133685A (ja) ケ−ブル接続装置
US20090065237A1 (en) Pressure restraining enclosure for cables
WO1997008801A1 (en) Elastically recoverable silicone splice cover
EP0174165A1 (en) Gelloid composition
WO2000079661A1 (fr) Unite en caoutchouc du type retrecissant a une temperature ordinaire
US5171940A (en) Expanded cable joint elastic sleeves with permissible residual deformation after storage
JP2000505592A (ja) ポリマ製ウェザーシェッド付きサージ避雷器および方法
EP0971372A1 (en) Electric device with silicone insulating filler
JP3899830B2 (ja) ケーブル接続部用常温収縮チューブ及びそれに使用されるゴム組成物
EP1326316B1 (en) Outdoor termination for a high voltage cable
EP1170846B2 (en) Method for manufacturing an outdoor termination for a high voltage cable
EP0281353A2 (en) Method of, and elastomeric composition for protecting a substrate
US4319073A (en) Push-on end termination for shielded power cable conductors of sector-shaped conductor cross section
JP2006320197A (ja) 常温収縮型ゴムユニット
EP0678959B1 (en) Connecting portion covering member
JPH09298827A (ja) 電線接続部の被覆チューブ
JPH0345611B2 (ja)
JP5331057B2 (ja) ゴム製品及びゴム製品の製造方法
Muto et al. Development of cold-shrinkable joints with silicone rubber sleeve for 110-230 kV XLPE cables
JP2002078180A (ja) 直流cvケーブル線路のプレハブ接続箱
JPS6028110A (ja) 耐熱水・遮硫化ケ−ブル
JP3640271B2 (ja) ゴムモールドストレスコーン

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 00800672.5

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642