(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
二つの接続部を有し、電力ケーブルの導体同士を接続する電気接続導体が前記絶縁筒体の中空部に設置され、当該電気接続導体の一の接続部は、前記一の電力ケーブルの接続端部の導体先端部に装着される接続端子と接続可能で、かつ前記絶縁筒体の中空部の一端開口に向けて配置され、他の接続部は、前記他の電力ケーブルの接続端部の導体先端部に装着される接続端子と接続可能で、かつ前記絶縁筒体の中空部の他端開口に向けて配置された請求項1に記載の電力ケーブル接続装置。
【背景技術】
【0002】
従来、電力ケーブルの接続部として、電力ケーブルの端部を段剥ぎして露出させたケーブル導体同士を接続し、その導体接続部に絶縁筒体を装着した構造が知られている。
電力ケーブルの導体は施工現場にて接続されるが、これには電力ケーブル接続用筒体を圧縮する手法が最も多く使われている。例えば特許文献1に示されるように、常温収縮型の絶縁筒体(シリコーンゴムやEPゴムの成形品)を拡径支持筒で拡径支持してなる拡径支持筒付絶縁筒体が用いられる。
その施工手順としては、拡径支持筒付絶縁筒体に電力ケーブルを挿通し、電力ケーブル同士の導体を接続後、導体接続部が拡径支持筒付絶縁筒体の中央に配置されるように拡径支持筒付絶縁筒体を移動し、拡径支持筒を抜去することで絶縁筒体を縮径させて導体接続部を含んだ電力ケーブルの外周に密着固定する。
以上のような絶縁筒体を装着した後に、金属層による電気的遮蔽処理、機械強度強化用の保護管組立、さらに保護管からの接地線引出処理が行われていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来技術にあっては次のような問題がある。
まず、電力ケーブル同士の導体接続部に装着される絶縁筒体は、施工現場での組立時に電力ケーブルを当該絶縁筒体の中空部に挿通して電力ケーブルに沿って移動できるように、その内径がおおむね2倍以上になるまで拡径される。その外径は、拡径保持時と、縮径装着時とでおおむね1.5倍以上の変化が発生する。
このため、電気的遮蔽処理や保護管組立は、絶縁筒体が電力ケーブルに装着された後にしか行えず、これらの作業を行うための現場施工時間を要した。
また、絶縁筒体の装着、電気的遮蔽処理、保護管組立の順で施工すると、電気的遮蔽層と保護管内面との間にはどうしても隙間が残ってしまう。この隙間は電力ケーブル運転時の温度上昇度に大きく寄与するため、隙間を残さないことが好ましい。そのため、保護管組立後にその隙間に防水コンパウンド等を注入するという作業をも要した。
さらに、電力ケーブルの導体接続部に絶縁筒体を現場で装着するので、施工時の組立誤差(装着寸法のずれ)を考慮して、各部寸法を設定しておく必要があり、絶縁筒体長も理想設計寸法よりも長くなっている。
【0005】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、電力ケーブル同士の接続施工現場における作業量、作業時間を削減することができるとともに、電力ケーブル接続部の生産性、信頼性を向上することができる電力ケーブル接続装置及び電力ケーブル接続方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以上の課題を解決するための請求項1記載の発明は、電力ケーブルの導体同士を接続した導体接続部に装着される絶縁筒体と、
前記絶縁筒体の外周側に施された電気的遮蔽層と、
前記電気的遮蔽層の外周側に施された保護管とを備え、
前記絶縁筒体は、前記絶縁筒体の中空部の一端開口から挿入される一の電力ケーブルの接続端部を受け容れ、他端開口から挿入される他の電力ケーブルの接続端部を受け容れて、当該一の電力ケーブルと他の電力ケーブルの導体同士を前記絶縁筒体の中空部内で接続可能に構成され
、
挿入治具が付設され、当該挿入治具の先端部が前記中空部に形成される前記接続端部を受け容れる受容部に挿入され、電力ケーブル接続時の前記接続端部の前記受容部への挿入のために前記挿入治具が前記受容部から抜去可能に保持された電力ケーブル接続装置である。
【0007】
請求項2記載の発明は、二つの接続部を有し、電力ケーブルの導体同士を接続する電気接続導体が前記絶縁筒体の中空部に設置され、当該電気接続導体の一の接続部は、前記一の電力ケーブルの接続端部の導体先端部に装着される接続端子と接続可能で、かつ前記絶縁筒体の中空部の一端開口に向けて配置され、他の接続部は、前記他の電力ケーブルの接続端部の導体先端部に装着される接続端子と接続可能で、かつ前記絶縁筒体の中空部の他端開口に向けて配置された請求項1に記載の電力ケーブル接続装置である。
【0009】
請求項
3記載の発明は、前記電気的遮蔽層と前記保護管との間に緩衝材が設置されてなる請求項1
又は請求項2に記載の電力ケーブル接続装置である。
【0010】
請求項
4記載の発明は、前記保護管の外周側に防食層が施された請求項1から請求項
3のうちいずれか一に記載の電力ケーブル接続装置である。
【0011】
請求項
5記載の発明は、電力ケーブルの導体同士を接続した導体接続部に装着される絶縁筒体と、
前記絶縁筒体の外周側に施された電気的遮蔽層と、
前記電気的遮蔽層の外周側に施された保護管とを備える電力ケーブル接続装置を用いて、電力ケーブル同士を接続する電力ケーブル接続方法であって、
前記絶縁筒体に前記電気的遮蔽層及び前記保護管が施された状態とした後、
前記絶縁筒体の中空部の一端開口から一の電力ケーブルの接続端部を挿入し、他端開口から他の電力ケーブルの接続端部を挿入して、当該一の電力ケーブルと他の電力ケーブルの導体同士を前記絶縁筒体の中空部内で接続する電力ケーブル接続方法である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、電力ケーブル同士の接続前において絶縁筒体に対し電気的遮蔽層、保護管等が既設であるので、これらの部分を工場生産することができ、従って電力ケーブル同士の接続施工現場における作業量、作業時間を削減することができる。
また、工場生産により生産性の向上、品質の向上及び均一化を図ることができるとともに、絶縁筒体内で導体接続を行うから絶縁筒体に対する導体接続位置の規制が容易であって理想設計が追求可能であり、さらに従来の電力ケーブルを挿通するための絶縁筒体の大幅な拡径支持もないので当該絶縁筒体の弾性特性の劣化も少ない。
以上の工場生産と電力ケーブル同士の接続施工現場における作業を通して、電力ケーブル接続部の生産性、信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【0015】
本発明の一実施形態における電力ケーブル接続部の軸方向断面図を
図1に示す。また、本発明の一実施形態に係る電力ケーブル接続装置の軸方向断面図を
図2に示す。すなわち、
図1は電力ケーブル同士の接続施工現場における電力ケーブル接続部の完成形態を示すものであり、
図2は工場生産された電力ケーブル接続装置1の形態を示す。
図2に示す電力ケーブル接続装置1が接続施工現場に供給され適用されることで
図1に示す電力ケーブル接続部が構成される。
図1に示すように電力ケーブル30,30同士を接続する。
【0016】
(1)まず、工場での生産過程に沿いながら説明する。
(a)まず従来と同様に、ゴムブロック絶縁筒体10を成形加工する。
(b)次に、ゴムブロック絶縁筒体10の中空部内の軸方向中央部にマルチコンタクト用のメス型の接続部11a, 11bを両端に有した電気接続導体11を設置する。この電気接続導体11が、ゴムブロック絶縁筒体10に挿入される電力ケーブル30,30の導体同士を電気的に接続する。
(c)次に、ゴムブロック絶縁筒体10の外周側に、従来施工現場で行っているのと同様の電気的遮蔽層12を施す。この電気的遮蔽層12には、電力ケーブル30の電気的遮蔽層31と同等の電流容量にて接続すること(遮蔽ボンド)が求められ、具体的には電力ケーブル30の電気的遮蔽層31と同一断面積以上の銅編組線が適用される。この電気的遮蔽層12の端部には圧着端子13が取り付けられており、施工現場では、電力ケーブル30の電気的遮蔽層31と短時間で接続できるようになっている。
【0017】
(d)次に、電気的遮蔽層12と保護管14(14a,14b)との間に緩衝材15(コンパウンド,シリコーンゲル,非鉄ウールなど)を設置する。本実施形態では比較的長い保護管14aと、比較的短い保護管14bとを軸方向に接続して保護管14全体が構成される。
緩衝材15の設置方法は、コンパウンド、シリコーンゲルといった硬化前に液状である緩衝材の場合には、ゴムブロック絶縁筒体10を保護管14a内に配置してから、保護管14bとの接合部側にある隙間より緩衝材15を注入し、緩衝材15の硬化後に保護管14bを保護管14aに接合して蓋をする要領で実施する。
コンパウンドは従来から接続部保護管内充填用として使われているブタジエンゴム等で良く、本発明に適用するための特別な要求事項はない。シリコーンゲルは、シリコーン油に硬化剤を配合したもので、「低架橋密度による柔らかく小さい荷重、圧力で容易に変形する」、「低弾性率を有し熱膨張などによる応力を緩和する」、「振動吸収性に優れる」といった特徴を有し、市販品(信越シリコーン社KE-1052A/Bや東レ社3-4118Gel A&Bなど)を入手可能である。
一方で、非鉄ウールといった変形可能な固体の場合は、電気的遮蔽層12を施したゴムブロック絶縁筒体10に保護管14aの内径より少し大きな外径になるように緩衝材15を巻きつけて、保護管14a内に挿入することで、ゴムブロック絶縁筒体10(電気的遮蔽層12)と、緩衝材15と、保護管14aとの間で十分な機械的および伝熱的な密着を確保することができる。
緩衝材15の変形により、ケーブル挿入時の僅かなゴムブロック絶縁筒体10の外形変形(外径が大きくなり、長さは縮む)を吸収し、電力ケーブルの接続施工中に発生するゴムブロック絶縁筒体10外径の僅かな変動に対応できる。
以上のように緩衝材15としては、ゴムブロック絶縁筒体10へのケーブル挿入時及び運転時の機械挙動に耐える変形機能を有するものを適用する。 また、ゴムブロック絶縁筒体10と保護管14の間は、空気などの断熱状態に近い状態では、ケーブル導体の発熱を電力ケーブル接続部の外周側に効率的に放熱できなくなり、電力ケーブル接続部の過度な温度上昇要因となる。そのため、緩衝材15には運転時にゴムブロック絶縁筒体10と保護管14の間の熱伝導を十分に行えることが求められる。すなわち、緩衝材15としては上記変形機能に加え、運転時の熱挙動に耐える熱伝導機能を有するものを適用する。
【0018】
(e)保護管14は、長手方向両端部が電力ケーブル30の外径に近くなるように絞られている。保護管14は、2分割品(保護管14aと保護管14b)であり、以上のように緩衝材15の設置とともに保護管14aと保護管14bとを接続することで、ゴムブロック絶縁筒体10と保護管14とが一体化する。
保護管14の材質はアルミニウムまたは銅の金属で、保護管14により電力ケーブル接続部の遮水性能と耐外傷性機械強度を確保する。保護管14の金属部の断面積が十分確保できている場合には、電気的遮蔽層12による遮蔽ボンドを省略して保護管14にこの機能を代替させることもできる。
保護管14の形状としては、中央部の外径が太い部位から端部の電力ケーブル30と同等の径に変化するために、
図1〜
図3に示すようなテーパー形状(絞り形状)ではなく、
図4に示すようなフランジ構造等により端部を直角に近い構造とすることもできる。この場合は保護管全長を短くできることや、電力ケーブル接続施工現場での組立時にゴムブロック絶縁筒体10の端部の様子を目視確認しやすいなどの利点がある。なお、
図3に示す枠A内に相当する部分につき両端が内フランジ構造の保護管14Fを適用した構造の概略を
図4に示した。
【0019】
(f)なお、電気接続導体11を設置した後において、緩衝材15の設置、保護管14の組立に際しては、電力ケーブル30の接続端部30aに相当する外形を先端部40aに有した挿入治具40,40を
図2に示すようにゴムブロック絶縁筒体10内に挿入した状態とし、ゴムブロック絶縁筒体10が接続部組立最終形態(使用時の形状寸法)となるように矯正する。
【0020】
(g)さらに保護管14の外周側に防食層16a,16bを施す。
図2に示すように挿入治具40,40がゴムブロック絶縁筒体10内に挿入された状態で、電力ケーブル接続装置1を出荷する。
【0021】
(2)次に、電力ケーブルの接続施工現場での作業過程に沿いながら説明する
(a)まず、電力ケーブル30の接続端部30aに対しては、従来のゴムブロック絶縁筒体を使った接続部と同様の処理を行う。具体的には、
図5に示すように電力ケーブル中心層側から、導体,絶縁体,外部半導電層,遮蔽層,遮水層,防食層等の各層を段向き形状に仕上げる。
【0022】
(b)次に、
図6に示すようにマルチコンタクトバンドを有するオス型のスリップオン接続端子33に電力ケーブル30の導体32を挿入し、圧着(油圧ダイスによる圧縮接続など)する。
(c)次に、
図2の工場内で組立てられた電力ケーブル接続装置1のゴムブロック絶縁筒体10から、挿入治具40の片方(ここでは
図2の右側とする)を引抜いて取り去り、そこに(b)で仕上げた電力ケーブル30の接続端部30aを挿入する。
続いて
図2の左側でも同様の作業を行い、
図1に示すようにゴムブロック絶縁筒体10の両端部に電力ケーブル30,30が装着された状態にする。この工程により電力ケーブル30の導体32の先端部に圧着しておいたスリップオン接続端子33と、ゴムブロック絶縁筒体内中央に設置しておいた電気接続導体11が所定の寸法で接触して、一の電力ケーブル30の導体32と他の電力ケーブル30の導体32との間に定格電流通電が可能になる。
【0023】
以上のように電力ケーブル接続装置1において絶縁筒体10は、絶縁筒体10の中空部の一端開口m1から挿入される一の電力ケーブル30の接続端部30aを受け容れ、他端開口m2から挿入される他の電力ケーブル30の接続端部30aを受け容れて、当該一の電力ケーブル30と他の電力ケーブル30の導体32,32同士を絶縁筒体10の中空部内で接続可能に構成されたものである。
接続端部30aを絶縁筒体10に挿入する際に、接続端部30aの外周面と絶縁筒体10の内周面との間に摩擦が生じながら挿入され、摩擦嵌め合いにより接続端部30aが絶縁筒体10に固定されることが好ましい。
また、電力ケーブル接続装置1において電気接続導体11の一の接続部11aは、一の電力ケーブル30の接続端部30aの導体先端部に装着される接続端子33と接続可能で、かつ絶縁筒体10の中空部の一端開口m1に向けて配置され、他の接続部11bは、他の電力ケーブル30の接続端部30aの導体先端部に装着される接続端子33と接続可能で、かつ絶縁筒体10の中空部の他端開口m2に向けて配置されたものである。
また、電力ケーブル接続装置1には、電力ケーブル30の接続端部30aに相当する外形を先端部40aに有した挿入治具40が付設されている。挿入治具40の先端部40aは、電力ケーブル30の接続端部30aのうち少なくとも絶縁筒体10に挿入される部位に相当する外形を有し、スリップオン接続端子33に相当する部位をも有していることが好ましい。
また、挿入治具40の先端部40aが絶縁筒体10の中空部に形成される接続端部30aを受け容れる受容部10aに挿入され、電力ケーブル接続時の接続端部30aの受容部10aへの挿入のために挿入治具40が受容部10aから抜去可能に保持されたものである。
【0024】
本実施形態による電力ケーブル接続部においても、電力ケーブル30の絶縁体表面とゴムブロック絶縁筒体10の内面の密着は技術的な重要事項のひとつであるが、これは従来のゴムブロック絶縁筒体を用いた接続部と同様に、ゴムブロック絶縁筒体内径を電力ケーブル30の絶縁体外径より小さくしておくことで、ゴムブロック絶縁筒体10の収縮力による密着効果を得ることができる。
両者間の径差により界面で得られる密着力(面圧)は左右されるが、本発明においては、ゴムブロック絶縁筒体10のプレ拡径を行わないために、ゴムブロック絶縁筒体10を構成するゴム材料の永久変形や応力緩和といった現象があまりおこらないので、両者間の径差を小さくしても高い密着力が得られ、維持される利点がある。
【0025】
ここで、ゴムブロック絶縁筒体10の外径に関し、66kV級電力ケーブルへの適用事例を開示する。表1は、従来のプレ拡径工法及び本発明の挿し込み工法によるゴムブロック絶縁筒体10の成形時(A)、工場出荷時(B)、電力ケーブルへの装着後(C)の各時点における外径を掲載したものである。本発明に関しては2例を示す。
表1に示すように、従来のプレ拡径工法と本発明の挿し込み工法とで、成形時(A)のゴムブロック絶縁筒体10の外径はΦ100mmで共通である。
表1に示すように本発明の挿し込み工法では、従来のプレ拡径工法に比較してゴムブロック絶縁筒体10の外径の変化量が少なく(特に表1中のBとCの差)、上記(1)で述べた工場組立出荷が可能であることがわかる。
【0027】
(d)さて、電力ケーブル30をゴムブロック絶縁筒体10に挿入した後には、電気的遮蔽層12と、電力ケーブル30の電気的遮蔽層31とを圧着端子13で接続する。
(e)最後に熱収縮チューブ17や防食テープ18により保護管14の端部と電力ケーブル30の防食層34との間をつないで遮水性能及び防食性能を確保する(電力ケーブル接続部の端部防食処理)。これには従来の電力ケーブル接続部と同様の技術が適用可能である。
【0028】
(3)以上の実施形態の電力ケーブル接続装置によれば、次のような作用効果がある。
(a) 電力ケーブルの接続施工現場では、一の電力ケーブル30の接続端部30aを一端開口m1からゴムブロック絶縁筒体10の中央部まで挿入し、他の電力ケーブル30の接続端部30aを他端開口m2からゴムブロック絶縁筒体10の中央部まで挿入する工法を採用するので、従来のように電力ケーブルを挿通する作業が容易となるようにゴムブロック絶縁筒体10の内径を拡径する必要がなくなる。電力ケーブル30への装着前後でゴムブロック絶縁筒体10の外径に大きな変化は発生せず、電気的遮蔽処理や機械強度強化用の保護管組立を予め工場組立で実施しておくことが可能になる。これにより電力ケーブルの接続施工現場の作業量、作業時間の短縮がもたらされる。
(b) (a)で述べたとおり電力ケーブル30への装着前後でゴムブロック絶縁筒体10の外径に大きな変化は発生しないので、プレ拡径履歴によるゴムブロック絶縁筒体の永久変形や応力緩和の発生度合いが従来に比べて小さくなるので、完成時のゴムブロック装着率([電力ケーブルに装着した外径(表1のC)]の[ゴムブロック絶縁筒体の素管外径(表1のA)]に対する比率)を小さくしても、電力ケーブル30とゴムブロック絶縁筒体10との間に十分な面圧を確保できる。あるいは、従来程度の装着率を適用した場合には、より安定して高い面圧が得られる。
(c) 電気的遮蔽層12や保護管14を工場組立とするので、電力ケーブルの接続施工現場で発生した隙間を埋めるためのコンパウンド注入は不要となる。これによっても電力ケーブルの接続施工現場の作業量、作業時間の短縮がもたらされる。
(d) 電力ケーブル30の接続端部30aの先端位置をゴムブロック絶縁筒体10内の電気接続導体11が設置された中央部で位置規制するので、電力ケーブルの接続施工現場での組立誤差(装着寸法のずれ)は、上述した従来工法に比較して小さく抑えられ、電力ケーブル接続装置1の各部の軸方向寸法公差を小さく設定して理想設計を追求可能である。したがって、素材の無駄を省き、電力ケーブル接続部をよりコンパクトに構成できる。