WO2020100914A1 - 電力ケーブル用終端接続部及び電力ケーブル終端接続方法 - Google Patents

電力ケーブル用終端接続部及び電力ケーブル終端接続方法 Download PDF

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rubber unit
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rubber
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博史 中野
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古河電気工業株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/14—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for joining or terminating cables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/02—Cable terminations
    • H02G15/06—Cable terminating boxes, frames or other structures
    • H02G15/064—Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress

Definitions

  • the present invention relates to a power cable terminating connection portion and a power cable terminating connection method capable of suppressing the occurrence of dielectric breakdown on the vertical upper side of an electric field relaxation rubber unit.
  • a power cable termination unit is generally covered with an electric field relaxation rubber unit attached to a power cable and covered with an insulating tubing filled with insulating oil (see Patent Documents 1 and 2). ..
  • the conventional rubber unit for electric field relaxation has a cylindrical shape and has a flat upper vertical side that is crimped to the power cable.
  • a pressing surface for inserting the electric field relaxing rubber unit from the vertical upper side is formed, so that the electric field relaxing rubber unit can be easily mounted.
  • the electric field relaxation rubber unit can be pushed into the power cable by applying a plate-shaped insertion jig to the flat portion.
  • the electric field relaxation rubber unit is pressure-bonded to the power cable by the contraction force of the rubber, and the stable interfacial surface pressure is maintained for a long period of time.
  • the contact points of the electric field alleviating rubber unit, the insulating oil, and the power cable are likely to be the starting points of the dielectric breakdown.
  • the contact point with the power cable on the flat portion of the electric field relaxation rubber unit is the point where the electric field relaxation rubber unit, the insulating oil, and the power cable come into contact with each other. It can happen.
  • a configuration may be considered in which the electric field relaxation rubber unit is inclined toward the vertical upper part so that foreign matter does not accumulate, but in such a configuration, the interface surface of the electric field relaxation rubber unit to the power cable is The pressure may decrease and the insulation performance may decrease. Further, in such a configuration, the electric power cable repeatedly expands and contracts due to the temperature change, so that the electric field relaxation rubber unit may be torn from the small diameter portion side of the inclined portion.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a power cable terminating connection portion and a power cable terminating connection method capable of suppressing the occurrence of dielectric breakdown on the vertical upper side of an electric field relaxation rubber unit.
  • the purpose is to do.
  • a power cable terminal connection portion covers a power cable erected vertically upward and the periphery of the power cable.
  • a cylindrical first rubber unit provided between the insulating cable and the power cable by pressure bonding, and a vertical upper portion of the first rubber unit, which is formed around the power cable.
  • a second rubber unit made of an insulating material having a radius of the outermost peripheral edge larger than a radius of the outermost peripheral edge of the first rubber unit.
  • all or a part of the power cable side is inclined toward the outer peripheral side on the vertically upper side from the outermost peripheral edge of the second rubber unit.
  • the second rubber unit is not in contact with the inner wall of the insulating porcelain pipe over the entire circumference.
  • the power cable terminal connection portion is characterized in that a vertical lower portion side from the outermost peripheral edge of the second rubber unit is inclined toward the power cable side. ..
  • the power cable terminal connection portion is characterized in that the first rubber unit and the second rubber unit are not in contact with each other.
  • an inner diameter of the second rubber unit into which the power cable is inserted is smaller than an inner diameter of the first rubber unit into which the power cable is inserted. Is also larger and smaller than the outer diameter of the power cable.
  • the power cable terminating connection portion is characterized in that a vertical upper side of the first rubber unit has a flat portion.
  • the power cable terminating connection portion is located between the insulating porcelain tube and the power cable in a region where the first rubber unit and the second rubber unit are arranged. Is filled with at least insulating oil.
  • the power cable terminating connection portion is located between the insulating porcelain tube and the power cable in a region where the first rubber unit and the second rubber unit are arranged. Is characterized by being filled with at least insulating gas.
  • the power cable terminal connection method is provided between the power cable erected vertically upward and an insulating tube covering the periphery of the power cable, A cylindrical first rubber unit that is provided by pressure bonding, and a first rubber unit that is formed around the power cable on the vertically upper side of the first rubber unit and has an outermost peripheral edge.
  • the present invention it is possible to suppress the occurrence of dielectric breakdown on the vertically upper side of the first rubber unit which is the electric field relaxing rubber unit.
  • FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a power cable terminating connection portion that is an embodiment of the present invention, including a partial breakage.
  • FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the electric field relaxing rubber unit.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the inner diameters of the electric field relaxation rubber unit and the barrier rubber unit and the outer diameter of the power cable.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of the power cable termination connection portion shown in FIG.
  • FIG. 5: is a figure which shows the structure of the rubber unit for barriers of the modified example 1 of embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a rubber unit for barrier according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7: is a figure which shows the structure of the rubber unit for barriers of the modification 3 of embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is a figure which shows the structure of the termination
  • FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a power cable terminating connection portion 1 according to an embodiment of the present invention, including partial breakage.
  • the power cable terminating connection portion 1 includes a power cable 11 that is erected vertically upward (Z direction), and an insulating porcelain tube 10 that covers the periphery of the power cable.
  • an electric field relaxation rubber unit 12 which is a cylindrical first rubber unit provided by being crimped to the power cable 11 and an electric field relaxation rubber unit.
  • the second rubber unit 12 is formed on the vertical upper side of 12 and around the power cable 11 and is made of an insulating material whose outermost peripheral edge radius is larger than the outermost peripheral edge radius of the electric field relaxation rubber unit 12. ..
  • the second rubber unit is, for example, the barrier rubber unit 15, but is not limited to this.
  • the barrier rubber unit 15 has a function of preventing foreign matter falling from the head side from accumulating on the electric field relaxation rubber unit 12 below.
  • the area E1 is filled with insulating oil 16. Instead of this insulating oil 16, an insulating gas may be filled as an insulating medium.
  • the power cable 11 may be an AC power cable or a DC power cable. The power cable 11 shown in FIG.
  • the insulating porcelain pipe 10 has pleats at regular intervals.
  • the insulating porcelain tube 10 may be any material having an insulating property, and is, for example, ceramic, rubber, or plastic including fiber reinforced plastic.
  • the barrier rubber unit 15 may be made of an insulating material such as synthetic elastomer. Examples of synthetic elastomers include ethylene propylene rubber and silicone rubber. Note that the barrier rubber unit 15 may be made of a conductive material such as conductive rubber or semi-conductive rubber dispersed therein, as long as the insulating performance is not a problem.
  • a shield ring 17 is provided on the head of the insulating porcelain tube 10. Although the detailed configuration is omitted, the shield ring 17 has a hollow inside and is connected to the region E1. When the temperature changes, the insulating oil or air expands or contracts, and as shown by an arrow A2, the insulating oil or air flows in or out between the shield ring 17 and the area E1 in the insulating porcelain tube 10, and the shield ring Reference numeral 17 has a reservoir function for insulating oil and air.
  • FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the rubber unit 12 for relaxing an electric field.
  • the electric field relaxation rubber unit 12 includes an insulator portion 13 and a semiconductor portion 14 integrally molded with the insulator portion 13.
  • the electric field relaxation rubber unit 12 is arranged such that the semiconductor portion 14 is located on the external semiconductive layer 11a exposed by the step stripping process, and the insulator portion 13 is located on the cable insulator 12a exposed by the step stripping process.
  • the material of the cable insulator 12a is plastic such as cross-linked polyethylene.
  • the semiconductor portion 14 and the outer semiconductive layer 11a are made of a conductive material dispersed in an insulating material, and may be, for example, a resin containing conductive carbon.
  • the material of the insulator part 13 is, for example, a synthetic elastomer. Examples of synthetic elastomers include ethylene propylene rubber and silicone rubber.
  • the thickness of the electric field relaxing rubber unit 12 is preferably such that a desired interfacial pressure can be obtained.
  • the electric field alleviating rubber unit 12 has a taper shape in which the semiconductor portion 14 spreads vertically upward, thereby roughening the density of the equipotential lines L1 and alleviating the concentration of the electric field. Dielectric breakdown can be suppressed.
  • ⁇ Rubber unit for barrier> As shown in FIG. 1, an inclined surface S1 that is inclined toward the outer peripheral edge on the power cable 11 side is formed on the vertical upper side (+ Z direction) of the outermost peripheral edge of the barrier rubber unit 15. Moreover, as described above, the radius of the outermost peripheral edge of the rubber unit 15 for barrier is larger than the radius of the outermost peripheral edge of the rubber unit 12 for electric field relaxation. As a result, as shown by the arrow A1 in FIG. 1, the foreign matter falling from the head side does not deposit on the inclined surface S1 and further does not deposit on the flat surface S3 of the electric field relaxation rubber unit 12, and thus the insulating porcelain tube Fall to the bottom of 10. Since electric field stress is weak at the bottom, there is no problem even if foreign matter is deposited.
  • the foreign matter is, for example, metal powder or the like when the head is bolted at the time of assembling the power cable terminating terminal 1.
  • foreign matter may be mixed and dropped when air or insulating oil enters and leaves between the shield ring 17 and the region E1 in the insulating porcelain tube 10 after assembly.
  • a flat surface S3 is formed in the vertical upper portion of the electric field mitigating rubber unit 12, and the flat surface S3 is used as a pressing surface when the electric field mitigating rubber unit 12 is mounted to reduce the electric field.
  • the rubber unit 12 can be easily attached. This is because the electric field relaxation rubber unit 12 can be pushed into the power cable 11 by applying a plate-shaped insertion jig to the flat surface S3.
  • the electric field alleviating rubber unit 12 and the barrier rubber unit 15 are separated from each other in a non-contact manner.
  • the distance between the electric field relaxation rubber unit 12 and the barrier rubber unit 15 is preferably as short as possible, but it is preferable to set the distance to one or less of the barrier rubber unit 15 in order to remove foreign matter accumulation.
  • an inclined surface S2 that is inclined toward the electric power cable 11 side is formed on the vertical lower side ( ⁇ Z direction) from the outermost peripheral edge of the barrier rubber unit 15.
  • the rubber unit 15 for barrier is not in contact with the inner wall of the insulating porcelain pipe 10 over the entire circumference.
  • convection of a medium such as an insulator or a gas inside the insulating porcelain tube 10 above and below the outer edge of the rubber unit 15 for a barrier is not hindered, and heat dissipation in the front zone inside the insulating porcelain tube 10 is improved. be able to.
  • barrier rubber unit 15 may be additionally installed to the power cable termination connection portion 1 having the electric field relaxation rubber unit 12 without being affected by other structures. No design change etc. for 1 will occur.
  • the lowermost part of the power cable termination connection portion 1 has a base 31, and an insulator 33 which stands on the base 31 and supports the upper insulating porcelain tube 10 and the power cable 11.
  • the insulators 33 are preferably four or more, and are arranged substantially evenly.
  • the insulator 33 may be connected via the leg portion 32.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the inner diameters d2 and d3 of the electric field relaxation rubber unit 12 and the barrier rubber unit 15 and the outer diameter d1 of the power cable 11.
  • the outer diameter d1 indicates the diameter of the insulator portion of the power cable 11.
  • the inner diameter d3 of the barrier rubber unit 15 into which the power cable 11 is inserted is larger than the inner diameter d2 of the electric field relaxation rubber unit 12 into which the power cable 11 is inserted, and It is smaller than the diameter d1.
  • the inner diameter d3 of the rubber unit 15 for barrier may be the same as the inner diameter d2 of the rubber unit 12 for electric field relaxation, but it is better to make it larger than the inner diameter d2 of the rubber unit 12 for electric field relaxation.
  • the inner diameter d3 of the rubber unit 15 for barrier is larger than the inner diameter d2 of the rubber unit 12 for electric field relaxation, the tightness of the rubber becomes weak and the interfacial pressure with the power cable 11 becomes small.
  • the strength of the interfacial pressure of the rubber unit 15 for barrier that is, the strength of the insulating property is not required.
  • the inner diameter d3 of the rubber unit 15 for barrier is made larger than the inner diameter d2 of the rubber unit 12 for electric field relaxation, the tightness of the rubber becomes weaker, so that the rubber unit 15 for barrier can be easily attached to the power cable 11. It can be extrapolated, and tearing due to expansion and contraction of the power cable 11 is less likely to occur.
  • the inclined surface S1 is formed in the vertical upper portion of the rubber unit 15 for barrier, even if the pressing surface is the inclined surface S1, the rubber is weakly tightened, so that the power cable 11 can be easily extrapolated.
  • the inner diameter d2 is smaller than the outer diameter d1 by about 20 to 30 mm
  • the inner diameter d3 is smaller than the outer diameter d1 by about 2 to 10 mm.
  • the rubber unit for barrier 15 is not in contact with the inner wall of the insulating porcelain tube 10 over the entire circumference.
  • the electric field relaxation rubber unit 12, the barrier rubber unit 15, the power cable 11, and the insulating porcelain tube 10 are concentric with each other about the central axis of the power cable 11.
  • the electric field relaxation rubber unit 12, the barrier rubber unit 15, the power cable 11, and the insulating porcelain tube 10 are configured in the shape of a rotating body around the central axis 11c of the power cable 11. It
  • the length L10 of the insulating porcelain tube 10 shown in FIG. 1 is 2.5 m or more, it is used in a voltage environment substantially equal to or higher than the voltage class of 380 kV, so the above embodiment is preferable.
  • the length L10 is a distance between the upper porcelain metal part 41 and the lower porcelain metal part 42 of the insulating porcelain pipe 10.
  • FIG. 5 is a figure which shows the structure of the rubber unit 21 for barriers of the modified example 1 of embodiment of this invention.
  • the vertical upper portion of the barrier rubber unit 15 is not entirely the inclined surface S1, but one side of the power cable 11 side.
  • the part is an inclined surface S1a, and a part of the outer peripheral edge side is a flat surface S1b. Even if foreign matter is deposited on the flat surface S1b, the occurrence of dielectric breakdown can be suppressed.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the barrier rubber unit 22 according to the second modification of the embodiment of the present invention.
  • the barrier rubber unit 22 corresponding to the barrier rubber unit 15 is not an inclined flat surface like the inclined surfaces S1 and S2 but has an arc shape. Even with this arc shape, it is possible to obtain the same effect as that of the rubber unit for barrier 15.
  • FIG. 7 is a figure which shows the structure of the rubber unit 23 for barriers of the modification 3 of embodiment of this invention.
  • the barrier rubber unit 23 corresponding to the barrier rubber unit 15 does not have the same inclination angle as the inclined surfaces S1 and S2, and the inclined surface S11 corresponding to the inclined surface S1 and the inclined surface S1.
  • the inclination angle with respect to the inclined surface S21 corresponding to S2 is different.
  • the angle of the inclined surface S21 is smaller than the angle of the inclined surface S11 in the vertical direction.
  • FIG. 8 is a figure which shows the structure of the termination
  • the power cable terminal connection portion of the modification 4 shown in FIG. 8 has an epoxy seat 114, and is a prefab that suppresses dielectric breakdown in combination with an electric field relaxation rubber unit 113 that is crimped around the power cable 110. This is a type of terminal connection, and the interface pressure is obtained by the spring 115. Insulating oil 116 is also filled in the power cable terminal connection portion of Modification 4.
  • the barrier rubber unit 15 is provided vertically above the electric field mitigating rubber unit 113 to prevent foreign matter from accumulating on the electric field mitigating rubber unit 113. Also in this case, only the rubber unit 15 for barrier is added, and there is no significant design change.
  • Termination connection part for power cables 10 Insulator-insulator tube 11,110 Power cable 11a External semiconductive layer 11c Central axis 12,113 Electric field relaxation rubber unit 12a Cable insulator 13 Insulator part 14 Semiconductor part 15,21,22,23 Rubber unit for barrier 16,116 Insulating oil 17 Shield ring 31 Base 32 Leg part 33 Insulator 41,42 Insulator pipe metal part 114 Epoxy seat 115 Spring A1, A2 Arrow d1 Outer diameter d2, d3 Inner diameter E1 area L1 Equipotential line L10 length S1, S2, S11, S1a, S21 Inclined surface S1b, S3 Flat surface

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Abstract

電界緩和用ゴムユニットの鉛直上部側での絶縁破壊の発生を抑止することができる電力ケーブル用終端接続部及び電力ケーブル終端接続方法を提供することを目的とし、鉛直上方に向けて立設される電力用ケーブル１１と電力用ケーブル１１の周囲を覆う絶縁碍管１０との間であって電力用ケーブル１１に圧着して設けられる筒状の電界緩和用ゴムユニット１２と、電界緩和用ゴムユニット１２の鉛直上部側であって電力用ケーブル１１の周囲に形成され、最外周縁の半径が電界緩和用ゴムユニット１２の最外周縁の半径よりも大きい絶縁材からなるバリア用ゴムユニット１５と、を備える。

Description

電力ケーブル用終端接続部及び電力ケーブル終端接続方法
　本発明は、電界緩和用ゴムユニットの鉛直上部側での絶縁破壊の発生を抑止することができる電力ケーブル用終端接続部及び電力ケーブル終端接続方法に関する。
　従来、電力ケーブル用終端接続部は、電力ケーブルに電界緩和用ゴムユニットが取り付けられ、その周囲に絶縁油が充填された絶縁碍管で覆われるのが一般的である（特許文献１，２参照）。
特開２００６－６０９８１号公報 特開２００４－８０９２３号公報
　ところで、従来の電界緩和用ゴムユニットは、円筒状であり、電力ケーブルに圧着される、鉛直上部側が平坦になっている。鉛直上部側が平坦になっていると、鉛直上部側から電界緩和用ゴムユニットを差し込む際の押圧面が形成されるため、電界緩和用ゴムユニットの装着が容易になる。これは、平坦部に板状の挿入冶具を当てることにより、電界緩和用ゴムユニットを電力ケーブルに押し込むことができるからである。電界緩和用ゴムユニットは、ゴムの収縮力によって電力ケーブルに圧着し、長期的に安定した界面面圧が保持される。
　しかしながら、電力ケーブル用終端接続部が鉛直方向に立設される場合、鉛直上部側の平坦部に、鉛直上部側から降ってくる異物が堆積しやすくなる。ここで、電界緩和用ゴムユニット、絶縁油、及び電力ケーブルの３点が接する箇所は、絶縁破壊の起点となりやすい。電界緩和用ゴムユニットの平坦部であって電力ケーブルとの接点は、電界緩和用ゴムユニット、絶縁油、及び電力ケーブルの３点が接する箇所であり、平坦部に異物が堆積すると、絶縁破壊が生じる可能性がある。
　なお、異物が堆積しないように、電界緩和用ゴムユニットの鉛直上部側に鉛直上部に向けて傾斜させる構成も考えられるが、このような構成では、電界緩和用ゴムユニットによる電力ケーブルへの界面面圧が低下し、絶縁性能が低下する可能性がある。さらに、このような構成では、温度変化によって電力ケーブルが膨張と収縮とを繰り返すため、傾斜部の細径部側から電界緩和用ゴムユニットが裂けてしまう可能性がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電界緩和用ゴムユニットの鉛直上部側での絶縁破壊の発生を抑止することができる電力ケーブル用終端接続部及び電力ケーブル終端接続方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、鉛直上方に向けて立設される電力用ケーブルと前記電力用ケーブルの周囲を覆う絶縁碍管との間であって前記電力用ケーブルに圧着して設けられる筒状の第１のゴムユニットと、前記第１のゴムユニットの鉛直上部側であって前記電力用ケーブルの周囲に形成され、最外周縁の半径が前記第１のゴムユニットの最外周縁の半径よりも大きい絶縁材からなる第２のゴムユニットと、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記第２のゴムユニットの最外周縁より鉛直上部側は、全て又は前記電力用ケーブル側の一部が外周縁側に向けて傾斜し、前記第２のゴムユニットは、全周にわたって前記絶縁碍管の内壁と非接触であることを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記第２のゴムユニットの最外周縁より鉛直下部側は、前記電力用ケーブル側に向けて傾斜していることを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記第１のゴムユニットと前記第２のゴムユニットとは非接触であることを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記電力用ケーブルが差し込まれる前記第２のゴムユニットの内径は、前記電力用ケーブルが差し込まれる前記第１のゴムユニットの内径よりも大きく、前記電力ケーブルの外径よりも小さいことを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記第１のゴムユニットの鉛直上側は平坦部を有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記絶縁碍管と前記電力用ケーブルとの間であって前記第１のゴムユニット及び前記第２のゴムユニットが配置される領域には、少なくとも絶縁油が充填されていることを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル用終端接続部は、前記絶縁碍管と前記電力用ケーブルとの間であって前記第１のゴムユニット及び前記第２のゴムユニットが配置される領域には、少なくとも絶縁ガスが充填されていることを特徴とする。
　また、本発明の一態様に係る電力ケーブル終端接続方法は、鉛直上方に向けて立設される電力用ケーブルと前記電力用ケーブルの周囲を覆う絶縁碍管との間であって前記電力用ケーブルに圧着して設けられる筒状の第１のゴムユニットと、前記第１のゴムユニットの鉛直上部側であって前記電力用ケーブルの周囲に形成され、最外周縁の半径が前記第１のゴムユニットの最外周縁の半径よりも大きい絶縁材からなる第２のゴムユニットとを設け、前記第２のゴムユニットの最外周縁より鉛直上部側を、全て又は前記電力用ケーブル側の一部を外周縁側に向けて傾斜し、前記第２のゴムユニットを、前記絶縁碍管の内壁と非接触とすることを特徴とする。
　本発明によれば、電界緩和用ゴムユニットである第１のゴムユニットの鉛直上部側での絶縁破壊の発生を抑止することができる。
図１は、本発明の実施の形態である電力ケーブル用終端接続部の概要構成を、一部破断を含めて示した正面図である。 図２は、電界緩和用ゴムユニットの詳細構成を示す図である。 図３は、電界緩和用ゴムユニット及びバリア用ゴムユニットの内径と電力用ケーブルの外径との関係を示す説明図である。 図４は、図１に示した電力ケーブル用終端接続部のＡ－Ａ線断面図である。 図５は、本発明の実施の形態の変形例１のバリア用ゴムユニットの構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態の変形例２のバリア用ゴムユニットの構成を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態の変形例３のバリア用ゴムユニットの構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態の変形例４である電力ケーブル用終端接続部の構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
＜電力ケーブル用終端接続部の概要＞
　図１は、本発明の実施の形態である電力ケーブル用終端接続部１の概要構成を、一部破断を含めて示した正面図である。図１に示すように、電力ケーブル用終端接続部１は、鉛直上方（Ｚ方向）に向けて立設される電力用ケーブル１１と、電力用ケーブルの周囲を覆う絶縁碍管１０とを有する。電力用ケーブル１１と絶縁碍管１０との間の領域Ｅ１には、電力用ケーブル１１に圧着して設けられる筒状の第１のゴムユニットである電界緩和用ゴムユニット１２と、電界緩和用ゴムユニット１２の鉛直上部側であって電力用ケーブル１１の周囲に形成され、最外周縁の半径が電界緩和用ゴムユニット１２の最外周縁の半径よりも大きい絶縁材からなる第２のゴムユニットを有する。第２のゴムユニットは、例えば、バリア用ゴムユニット１５であるが、これに限られない。バリア用ゴムユニット１５は、頭部側から落ちる異物が下部の電界緩和用ゴムユニット１２に堆積するのを防止する機能を有する。また、領域Ｅ１には、絶縁油１６が充填されている。この絶縁油１６の代わりに、絶縁媒体として絶縁ガスを充填してもよい。なお、電力用ケーブル１１は、交流送電用電力ケーブルであってもよいし、直流送電用電力ケーブルであってもよい。なお、図１に示した電力用ケーブル１１は、公称６６ｋＶ級クラス以上の交流送電用電力ケーブルである。また、絶縁碍管１０は、一定の間隔でひだ部を有する。さらに、絶縁碍管１０は、絶縁性を有する材料であればよく、例えば、セラミック、ゴム、あるいは繊維強化プラスチックを含めたプラスチックである。また、バリア用ゴムユニット１５の材質は、絶縁材料であればよく、例えば、合成エラストマーである。合成エラストマーとしては、例えばエチレンプロピレンゴム、シリコンゴム等である。なお、バリア用ゴムユニット１５は、絶縁性能に問題のない範囲であれば、導電ゴムや半導電ゴム等のような導電材料が分散され導電性を有する材質を用いてもよい。
　なお、絶縁碍管１０の頭部には、シールドリング１７が設けられている。詳細構成は省略するが、シールドリング１７は、内部が空洞になっており、領域Ｅ１に接続される。温度変化が生じると、絶縁油や空気が膨張あるいは収縮し、矢印Ａ２に示すように、シールドリング１７と絶縁碍管１０内の領域Ｅ１との間で絶縁油や空気の出入りが発生し、シールドリング１７は、絶縁油や空気のリザーバ機能を有する。
＜電界緩和用ゴムユニットの構成＞
　図２は、電界緩和用ゴムユニット１２の詳細構成を示す図である。図２に示すように、電界緩和用ゴムユニット１２は、絶縁体部１３と、絶縁体部１３と一体的に成型された半導体部１４とを有する。電界緩和用ゴムユニット１２は、段剥処理によって露出した外部半導電層１１ａに半導体部１４が位置し、段剥処理によって露出したケーブル絶縁体１２ａに絶縁体部１３が位置するように配置される。なお、ケーブル絶縁体１２ａの材質は、例えば架橋ポリエチレン等のプラスチックである。半導体部１４及び外部半導電層１１ａは、導電材料が絶縁材料内に分散されたものであり、例えば、導電性カーボンを含む樹脂であってもよい。絶縁体部１３の材質は、例えば合成エラストマーである。合成エラストマーとしては、例えばエチレンプロピレンゴム、シリコンゴム等である。なお、電界緩和用ゴムユニット１２の厚さは、所望の界面面圧が得られる厚さであることが好ましい。
　図２に示すように、電界緩和用ゴムユニット１２は、半導体部１４を鉛直上方に向けて広がるテーパ形状とすることによって、等電位線Ｌ１の密度を粗にして、電界の集中を緩和し、絶縁破壊を抑制することができる。
＜バリア用ゴムユニット＞
　図１に示すように、バリア用ゴムユニット１５の最外周縁より鉛直上部側（＋Ｚ方向）は、電力用ケーブル１１側の外周縁側に向けて傾斜している傾斜面Ｓ１が形成されている。しかも、上述したように、バリア用ゴムユニット１５の最外周縁の半径が電界緩和用ゴムユニット１２の最外周縁の半径よりも大きい。この結果、図１中の矢印Ａ１に示すように、頭部側から落ちる異物は、傾斜面Ｓ１に堆積せず、しかも、電界緩和用ゴムユニット１２の平坦面Ｓ３にも堆積せず、絶縁碍管１０の底部に落下する。底部は、電界ストレスが弱いため、異物が堆積しても問題ない。
　これにより、電界緩和用ゴムユニット１２の平坦面Ｓ３に異物が堆積せず、電界緩和用ゴムユニット１２、絶縁油１６、及び電力用ケーブル１１の３点が接する箇所（トリプルジャンクション部）を起点とする絶縁破壊が抑制される。
　なお、異物は、例えば電力ケーブル用終端接続部１の組立時における頭部のボルト締め時における金属粉等である。また、異物は、組立後における、シールドリング１７と絶縁碍管１０内の領域Ｅ１との間での空気や絶縁油の出入り時に混入して落下することもある。
　しかも、電界緩和用ゴムユニット１２の鉛直上部には、平坦面Ｓ３が形成されており、この平坦面Ｓ３を、電界緩和用ゴムユニット１２を装着する際の押圧面として用いることによって、電界緩和用ゴムユニット１２の装着が容易になる。これは、平坦面Ｓ３に板状の挿入冶具を当てることにより、電界緩和用ゴムユニット１２を電力用ケーブル１１に押し込むことができるからである。
　なお、電界緩和用ゴムユニット１２とバリア用ゴムユニット１５とは、非接触で離隔配置される。電界緩和用ゴムユニット１２とバリア用ゴムユニット１５との距離は、極力近い方が良いが、バリア用ゴムユニット１５、１個分以下の距離とすることが異物堆積除去のため、好ましい。
　また、バリア用ゴムユニット１５の最外周縁より鉛直下部側（－Ｚ方向）は、電力用ケーブル１１側に向けて傾斜している傾斜面Ｓ２が形成されている。これにより、絶縁油の注入時や温度変化によって生じる気泡がバリア用ゴムユニット１５の下部に集積するのを防止し、絶縁破壊を抑止することができる。
　さらに、バリア用ゴムユニット１５は、全周にわたって絶縁碍管１０の内壁と非接触である。これにより、バリア用ゴムユニット１５の外縁部の上下での絶縁碍管１０の内部の絶縁体又はガスなどの媒体の対流を妨げることがなく、絶縁碍管１０内の前帯での放熱性を向上させることができる。
　なお、バリア用ゴムユニット１５は、電界緩和用ゴムユニット１２を有する電力ケーブル用終端接続部１に対し、他の構造の影響を受けずに追加設置すればよく、従来の電力ケーブル用終端接続部１に対する設計変更等が生じない。
　また、電力ケーブル用終端接続部１の最下部は、基台３１と、基台３１の上に立設して上部の絶縁碍管１０及び電力用ケーブル１１を支える碍子３３とを有する。碍子３３は、４本以上が好ましく、略均等に配置される。なお、碍子３３は、脚部３２を介して接続するようにしてもよい。
＜電界緩和用ゴムユニット及びバリア用ゴムユニットの内径＞
　図３は、電界緩和用ゴムユニット１２及びバリア用ゴムユニット１５の内径ｄ２，ｄ３と電力用ケーブル１１の外径ｄ１との関係を示す説明図である。なお、外径ｄ１は、電力用ケーブル１１の絶縁体部の径を示している。図３に示すように、電力用ケーブル１１が差し込まれるバリア用ゴムユニット１５の内径ｄ３は、電力用ケーブル１１が差し込まれる電界緩和用ゴムユニット１２の内径ｄ２よりも大きく、電力用ケーブル１１の外径ｄ１よりも小さい。
　バリア用ゴムユニット１５の内径ｄ３は、電界緩和用ゴムユニット１２の内径ｄ２と同じであってもよいが、電界緩和用ゴムユニット１２の内径ｄ２よりも大きくした方がよい。バリア用ゴムユニット１５の内径ｄ３を、電界緩和用ゴムユニット１２の内径ｄ２よりも大きくすると、ゴムの締まりが弱くなり、電力用ケーブル１１との間の界面面圧が小さくなるが、設計上、バリア用ゴムユニット１５の界面面圧の強さ、つまり絶縁性の強さは要求されない。逆に、バリア用ゴムユニット１５の内径ｄ３を、電界緩和用ゴムユニット１２の内径ｄ２よりも大きくすると、ゴムの締まりが弱くなる分、バリア用ゴムユニット１５を電力用ケーブル１１に対して容易に外挿することができるとともに、電力用ケーブル１１の膨張及び収縮による裂けが発生しにくくなる。バリア用ゴムユニット１５の鉛直上部には傾斜面Ｓ１が形成されているが、押圧面が傾斜面Ｓ１であっても、ゴムの締まりが弱い分、電力用ケーブル１１に対する外挿が容易になる。
　具体的には、内径ｄ２は、外径ｄ１よりも、２０～３０ｍｍ程度小さくし、内径ｄ３は、外径ｄ１よりも、２～１０ｍｍ程度小さくしている。なお、バリア用ゴムユニット１５は、全周にわたって絶縁碍管１０の内壁と非接触である。また、電界緩和用ゴムユニット１２、バリア用ゴムユニット１５、電力用ケーブル１１、絶縁碍管１０は、それぞれ電力用ケーブル１１の中心軸を中心とした同心円上にある。例えば、電界緩和用ゴムユニット１２、バリア用ゴムユニット１５、電力用ケーブル１１、絶縁碍管１０は、図４に示すように、電力用ケーブル１１の中心軸１１ｃを中心とした回転体形状に構成される。
　なお、３８０ｋＶ以上の電圧階級では、電界緩和用ゴムユニット１２への異物の蓄積により絶縁破壊の可能性が無視できなくなるため、上記実施の形態の構成とすることが望ましい。また、５００ｋＶ級以上の電圧では、絶縁破壊の可能性が一層高まることから、上記実施の形態の構成とすることがより好ましい。
　また、図１に示した絶縁碍管１０の長さＬ１０が２．５ｍ以上になると、電圧階級３８０ｋＶと略同等以上の電圧環境で使用されることから、上記実施の形態とすることが望ましい。なお、長さＬ１０は、絶縁碍管１０の上部の碍管金属部４１と下部の碍管金属部４２との間の距離である。
＜変形例１＞
　図５は、本発明の実施の形態の変形例１のバリア用ゴムユニット２１の構成を示す図である。図５に示すように、バリア用ゴムユニット１５に対応するバリア用ゴムユニット２１は、バリア用ゴムユニット１５の鉛直上部がすべて傾斜面Ｓ１となっているのではなく、電力用ケーブル１１側の一部が傾斜面Ｓ１ａとなっており、外周縁側の一部が平坦面Ｓ１ｂとなっている。平坦面Ｓ１ｂに異物に異物が堆積しても、絶縁破壊の発生を抑止できる。
＜変形例２＞
　図６は、本発明の実施の形態の変形例２のバリア用ゴムユニット２２の構成を示す図である。図６に示すように、バリア用ゴムユニット１５に対応するバリア用ゴムユニット２２は、傾斜面Ｓ１，Ｓ２のように傾斜平面ではなく、円弧形状となっている。この円弧形状であっても、バリア用ゴムユニット１５と同様の作用効果を得ることができる。
＜変形例３＞
　図７は、本発明の実施の形態の変形例３のバリア用ゴムユニット２３の構成を示す図である。図７に示すように、バリア用ゴムユニット１５に対応するバリア用ゴムユニット２３は、傾斜面Ｓ１，Ｓ２のように傾斜角度が同一ではなく、傾斜面Ｓ１に対応する傾斜面Ｓ１１と、傾斜面Ｓ２に対応する傾斜面Ｓ２１との傾斜角度を異ならせている。なお、図７では、傾斜面Ｓ２１の角度を傾斜面Ｓ１１の角度よりも、鉛直方向に対して小さくしている。
＜変形例４＞
　図８は、本発明の実施の形態の変形例４である電力ケーブル用終端接続部の構成を示す図である。図８に示した変形例４の電力ケーブル用終端接続部は、エポキシ座１１４を有し、電力用ケーブル１１０の周囲に圧着される電界緩和用ゴムユニット１１３との組み合わせで絶縁破壊を抑止するプレハブタイプの終端接続部であり、スプリング１１５によって界面面圧を得ている。なお、この変形例４の電力ケーブル用終端接続部にも、絶縁油１１６が充填される。
　本変形例４においても、電界緩和用ゴムユニット１１３の鉛直上部にバリア用ゴムユニット１５を設け、異物が電界緩和用ゴムユニット１１３に堆積しないようにしている。なお、この場合も、バリア用ゴムユニット１５を追加するのみで、大幅な設計変更はない。
　以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態及び変形例について説明したが、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
　１　電力ケーブル用終端接続部
　１０　絶縁碍管
　１１，１１０　電力用ケーブル
　１１ａ　外部半導電層
　１１ｃ　中心軸
　１２，１１３　電界緩和用ゴムユニット
　１２ａ　ケーブル絶縁体
　１３　絶縁体部
　１４　半導体部
　１５，２１，２２，２３　バリア用ゴムユニット
　１６，１１６　絶縁油
　１７　シールドリング
　３１　基台
　３２　脚部
　３３　碍子
　４１，４２　碍管金属部
　１１４　エポキシ座
　１１５　スプリング
　Ａ１，Ａ２　矢印
　ｄ１　外径
　ｄ２，ｄ３　内径
　Ｅ１　領域
　Ｌ１　等電位線
　Ｌ１０　長さ
　Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ１ａ，Ｓ２１　傾斜面
　Ｓ１ｂ，Ｓ３　平坦面

Claims (9)

  1. 　鉛直上方に向けて立設される電力用ケーブルと前記電力用ケーブルの周囲を覆う絶縁碍管との間であって前記電力用ケーブルに圧着して設けられる筒状の第１のゴムユニットと、
    　前記第１のゴムユニットの鉛直上部側であって前記電力用ケーブルの周囲に形成され、最外周縁の半径が前記第１のゴムユニットの最外周縁の半径よりも大きい絶縁材からなる第２のゴムユニットと、
    　を備えたことを特徴とする電力ケーブル用終端接続部。
  2. 　前記第２のゴムユニットの最外周縁より鉛直上部側は、全て又は前記電力用ケーブル側の一部が外周縁側に向けて傾斜し、
    　前記第２のゴムユニットは、全周にわたって前記絶縁碍管の内壁と非接触であることを特徴とする請求項１に記載の電力ケーブル用終端接続部。
  3. 　前記第２のゴムユニットの最外周縁より鉛直下部側は、前記電力用ケーブル側に向けて傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力ケーブル用終端接続部。
  4. 　前記第１のゴムユニットと前記第２のゴムユニットとは非接触であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
  5. 　前記電力用ケーブルが差し込まれる前記第２のゴムユニットの内径は、前記電力用ケーブルが差し込まれる前記第１のゴムユニットの内径よりも大きく、前記電力ケーブルの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
  6. 　前記第１のゴムユニットの鉛直上側は平坦部を有することを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
  7. 　前記絶縁碍管と前記電力用ケーブルとの間であって前記第１のゴムユニット及び前記第２のゴムユニットが配置される領域には、少なくとも絶縁油が充填されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
  8. 　前記絶縁碍管と前記電力用ケーブルとの間であって前記第１のゴムユニット及び前記第２のゴムユニットが配置される領域には、少なくとも絶縁ガスが充填されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の電力ケーブル用終端接続部。
  9. 　鉛直上方に向けて立設される電力用ケーブルと前記電力用ケーブルの周囲を覆う絶縁碍管との間であって前記電力用ケーブルに圧着して設けられる筒状の第１のゴムユニットと、前記第１のゴムユニットの鉛直上部側であって前記電力用ケーブルの周囲に形成され、最外周縁の半径が前記第１のゴムユニットの最外周縁の半径よりも大きい絶縁材からなる第２のゴムユニットとを設け、
    　前記第２のゴムユニットの最外周縁より鉛直上部側を、全て又は前記電力用ケーブル側の一部を外周縁側に向けて傾斜し、
    　前記第２のゴムユニットを、前記絶縁碍管の内壁と非接触とすることを特徴とする電力ケーブル終端接続方法。
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