(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-15
(45)【発行日】2024-05-23
(54)【発明の名称】ブッシング及びケーブル終端接続部
(51)【国際特許分類】
H02G 15/064 20060101AFI20240516BHJP
H02G 15/08 20060101ALI20240516BHJP
【FI】
H02G15/064
H02G15/08
(21)【出願番号】P 2022121600
(22)【出願日】2022-07-29
【審査請求日】2023-04-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000002255
【氏名又は名称】SWCC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】光地 芳
(72)【発明者】
【氏名】今西 晋
(72)【発明者】
【氏名】住本 勉
【審査官】遠藤 尊志
(56)【参考文献】
【文献】実開昭61-092132(JP,U)
【文献】国際公開第2010/095371(WO,A1)
【文献】実開昭60-141632(JP,U)
【文献】特開昭55-155414(JP,A)
【文献】特開平06-215813(JP,A)
【文献】特開2007-097376(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02G 15/064
H02G 15/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力用機器に電力ケーブルを接続するための機器直結型終端接続部用のブッシングであって、
内部導体と、
前記内部導体の外周に配置される絶縁筒と、
先端側が前記絶縁筒の開口端にボルト締結により固定され、後端側にケーブル端末部のうちスプリングの応力がかかる固定部材を取り付け可能な中間接続部材と、を備え、
前記中間接続部材は、前記絶縁筒よりも強度の高い材料で形成されている、
ブッシング。
【請求項2】
前記中間接続部材は、平面視で円環形状を有する板状部材であり、前記ケーブル端末部を形成する圧縮装置の先端側が挿通される貫通穴を有し、後端側に取り付け可能な前記固定部材は前記圧縮装置の一部を形成する、
請求項1に記載のブッシング。
【請求項3】
前記中間接続部材は、金属材料で形成される、
請求項1に記載のブッシング。
【請求項4】
前記中間接続部材は、前記絶縁筒の前記開口端に内嵌されている、
請求項1又は2に記載のブッシング。
【請求項5】
前記絶縁筒は、前記中間接続部材が嵌着される段部を有する、
請求項4に記載のブッシング。
【請求項6】
第1方向に延在する第1ブッシング部と、
前記第1方向に直交する第2方向に延在する第2ブッシング部と、を有し、
前記第1ブッシング部は、一方の端部に設けられる、電力用機器が接続される機器接続部と、他方の開放端部に設けられる、耐圧試験時に課電用ケーブルが接続される課電部と、を有し、
前記第2ブッシング部は、開放端部に、ケーブル端末部が接続されるケーブル接続部を有し、
前記第1ブッシング部及び前記第2ブッシング部は、T字型を呈するように接続されている、
請求項3に記載のブッシング。
【請求項7】
請求項2に記載のブッシングと、
前記ブッシングに装着される前記ケーブル端末部と、を備え、
前記ケーブル端末部は、前記電力ケーブルの先端部に、少なくとも導体接続端子、ストレスコーン、圧縮装置及び保護金具を備え、
前記圧縮装置は、押し金具、押し金具フランジ、前記スプリング、及び座金を有し、
前記固定部材は、前記押し金具フランジで構成される、
ケーブル終端接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブッシング及びケーブル終端接続部に関し、特に、機器直結型の終端接続部の用途に好適な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ガス中終端接続部、油中終端接続部、気中終端接続部などのケーブル終端接続部が知られている(例えば、特許文献1参照)。一般的には、ケーブル終端接続部は、内部導体及び内部導体の外周に配置される硬質の絶縁筒を有する本体材料(以下、「ブッシング」と称する)に、接続材料が取り付けられたケーブル端末部を接続することで形成される。特に、開閉装置等の電力用機器との接続に使用される機器直結型の終端接続部は、機器接続部、課電部及びケーブル接続部を有するT字型(又はL字型)のブッシングを備えている。
【0003】
T字型の機器直結型終端接続部用のブッシングにおいて、課電部及びケーブル接続部の端部は、ケーブル端末部を固定するための固定金具やゴム絶縁栓を取り付け可能な構造を有している。例えば、特許文献1に開示のブッシングにおけるケーブル接続部の端部では、エポキシ樹脂製の絶縁筒(3)に埋設された埋込金具に、ケーブル端末部側においてスプリングの応力がかかる固定金具(ストレスコーンを軸方向に押圧する押圧装置6の一部である押し金具フランジ62)が直接ボルト締結により固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したように、従来のブッシングでは、スプリングの応力がかかる固定金具(ゴム絶縁栓を取り付ける場合はゴム絶縁栓用の蓋)が、ブッシングに埋設された埋込金具に、直接ボルト締結により固定される構造となっている。そのため、ケーブル端末部及びゴム絶縁栓をブッシングに取り付ける際、又はブッシングから取り外す際に、ボルトの着脱が偏って行われると、絶縁筒に局所的な応力が集中して、クラックが発生する虞がある。
【0006】
本発明の目的は、ケーブル終端接続部を組立て又は解体する際にブッシングの絶縁筒が損傷するのを防止できる、信頼性の高いブッシング及びケーブル終端接続部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るブッシングは、
電力用機器に電力ケーブルを接続するための機器直結型終端接続部用のブッシングであって、
内部導体と、
前記内部導体の外周に配置される絶縁筒と、
先端側が前記絶縁筒の開口端にボルト締結により固定され、後端側にケーブル端末部のうちスプリングの応力がかかる固定部材を取り付け可能な中間接続部材と、を備え、
前記中間接続部材は、前記絶縁筒よりも強度の高い材料で形成されている。
【0008】
本発明に係るケーブル終端接続部は、
上記のブッシングと、
前記ブッシングに装着される前記ケーブル端末部と、を備え、
前記ケーブル端末部は、前記電力ケーブルの先端部に、少なくとも導体接続端子、ストレスコーン、圧縮装置及び保護金具を備え、
前記圧縮装置は、押し金具、押し金具フランジ、前記スプリング、及び座金を有し、
前記固定部材は、前記押し金具フランジで構成されている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ケーブル終端接続部を組立て又は解体する際にブッシングの絶縁筒が損傷するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】
図1は、実施の形態に係るブッシングを適用したケーブル終端接続部の内部構造を示す断面図である。
【
図2】
図2は、実施の形態に係るブッシングを適用したケーブル終端接続部の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0012】
図1は、実施の形態に係るブッシング10を適用したケーブル終端接続部1の内部構造を示す断面図である。
図2は、ブッシング10を適用したケーブル終端接続部1の分解図である。ケーブル終端接続部1は、例えば、開閉装置や変圧器等の気密性を要求される電力用機器用の機器直結型終端接続部である。以下の説明において、第1ブッシング部10Aにおいては、図面中、左側を「先端側」、右側を「後端側」と称し、第2ブッシング部10Bにおいては、図面中、上方を「先端側」、下方を「後端側」と称する。すなわち、部材を取り付ける方向の側を「先端側」、その反対側を「後端側」と称する。また、先端側の端面を「先端面」、後端側の端面を「後端面」と称することがある。
【0013】
図1に示すように、ケーブル終端接続部1は、ブッシング10にケーブル端末部20が装着されることにより構成される。
【0014】
ブッシング10は、第1方向(水平方向(
図1における左右方向))に延在する第1ブッシング部10Aと、第1方向に直交する第2方向(垂直方向(
図1における上下方向))に延在する第2ブッシング部10Bを有する。ブッシング10は、第1ブッシング部10Aの軸方向中央部に第2ブッシング部10Bが分岐接続されている、いわゆるT字型ブッシングである。なお、ブッシング10は、第1ブッシング部10Aの軸方向端部に第2ブッシング部10Bが接続されている、いわゆるL字型ブッシングであってもよい。この場合、後述の内部導体11がL字型となり、後述する課電部102、第1の受容口121、当該受容口に取り付けられるゴム絶縁栓40が無い構造となる。
【0015】
第1ブッシング部10Aは、一方(
図1における左側)の端部に、電力用機器が接続される機器接続部101を有し、他方(
図1における右側)の端部に、耐圧試験時に課電用ケーブルが接続される課電部102を有する。第2ブッシング部10Bは、開放端部に、ケーブル端末部20が接続されるケーブル接続部103を有する。なお、課電部102は、通常使用時にはゴム絶縁栓40で閉塞される。
【0016】
ブッシング10は、内部導体11、絶縁筒12、遮へい層13、機器側固定フランジ14、課電側固定フランジ15、及び中間接続部材16を備える。
【0017】
内部導体11及び絶縁筒12は、例えば、モールド成形により一体的に形成される。遮へい層13は、絶縁筒12の外周面に塗布された導電性塗料によって形成される。機器側固定フランジ14は、第1ブッシング10Aの機器接続部101を除いた部分の機器接続部101側(
図1においては左側)の端面に配置され、かつ、機器接続部101の後端部の外周に配置される。課電側固定フランジ15は、課電部102における絶縁筒12の端部に配置される。
【0018】
中間接続部材16は、ケーブル接続部103における絶縁筒12の端部に配置される。中間接続部材16は、後端側にケーブル端末部20の押し金具フランジ232(固定部材)を取り付け可能である。中間接続部材16は、絶縁筒12よりも強度の高い材料で形成される。中間接続部材16の材料には、金属材料が好適である。中間接続部材16の材料には、例えば、真鍮、ステンレス合金、アルミニウム合金などの導電性を有する材料を用いることができる。
【0019】
中間接続部16は、例えば、平面視で円環形状を有する板状部材であり、中央に、ケーブル端末部20の圧縮装置23の先端側が挿通される貫通穴が形成されている。中間接続部材16の内径は、圧縮装置23の先端側外径よりも大きい。また、中間接続部材16の外径は、後述する、段部123の外径より小さい。なお、中間接続部材16の先端面及び後端面の縁部は、面取り処理が行われていてもよい。中間接続部材16の後端面には、電力ケーブル50の固定部材を取り付けるための貫通しないネジ穴(雌ネジ部)が、周方向に沿って複数形成されている。また、中間接続部材16には、絶縁筒12の開口端にボルト締結するための貫通するボルト挿通穴が、周方向に沿って複数形成されている。
【0020】
中間接続部材16は、絶縁筒12の開口端に内嵌される。具体的には、絶縁筒12の開口端に、後端側から先端側に向かって窪んだ段部123が形成されており、この段部123に中間接続部材16が嵌め込まれ、ボルト締結により絶縁筒12に機械的に固定される。段部123の先端側の面14(以下、「取付面14」と称する)は、ケーブル端末部20の軸線と直交する。取付面124には、中間接続部材16をボルト締結するための雌ネジ部を有する複数の埋込金具が埋設されている。中間接続部材16のボルト挿通穴にボルトを挿通し、埋込金具にボルト締結することで、中間接続部材16が取付面124に固定される。
【0021】
遮へい層13は、外部への漏電を防止する遮へい部及びブッシング10内の電界を緩和する電界緩和部として機能する。遮へい層13は、第1ブッシング部10Aにおいて、機器側固定フランジ14から課電側固定フランジ15にわたって絶縁筒12の外周面全体に形成される。また、遮へい層13は、第2ブッシング部10Bにおいて、絶縁筒12の外周面のケーブル接続部103側の端部を除く部分に形成される。第2ブッシング部10Bの遮へい層13が形成されていない部分(
図1における遮へい層13の端部と押し金具フランジ232の間の部分)は、機器側の接地構造と、電力ケーブル50の接地構造を絶縁する縁切り部17となる。
【0022】
遮へい層13は、機器側固定フランジ14及び課電側固定フランジ15と電気的に接続される。遮へい層13は、機器側固定フランジ14を介して電力用機器の機器ケース60と電気的に接続され、接地される。つまり、機器接続部101における遮へい層13の端部131が接地側端であり、課電部102及びケーブル接続部103における遮へい層13の端部は非接地側端となっている。機器接続部101の接地側端(端部131)と課電部102の非接地側端(端部132)とを結ぶ導通経路における遮へい層13の抵抗は、例えば、10Ω以下である。
【0023】
内部導体11は、例えば銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等からなる通電に適した導電性材料で形成される。内部導体11は、課電部102に挿入される課電用のケーブル導体(図示略)と接続する第1導体接続部111と、ケーブル接続部103に挿入された電力ケーブル50のケーブル導体51と接続する第2導体接続部112を有する。なお、
図1は通常使用時を示しており、課電部102には、ゴム絶縁栓40が取り付けられ、内部導体11の第1導体接続部111には、ゴム絶縁栓40の先端側の導体が電気的に接続されている。
【0024】
絶縁筒12は、機械的強度の高い硬質プラスチック樹脂材料(例えば、エポキシ樹脂や繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)など)で形成される。絶縁筒12は、課電部102側の端部に、課電用ケーブル(図示略)を受け入れる第1受容口121を有し、ケーブル接続部103側の端部に、ケーブル端末部20を受け入れる第2受容口122を有する。第1受容口121は、内部導体11の第1導体接続部111と連通し、第2受容口122は、内部導体11の第2導体接続部112と連通する。第2受容口122の後端側の内周面に、段部123が形成されている。段部123は、例えば、絶縁筒12の後端面と中間接続部材16の後端面とが面一となるように形成される。ここで、「面一」とは、複数の異なる面が、段差が無いような位置関係にあることをいう。
【0025】
機器側固定フランジ14の外径は、機器ケース60に設けられた固定用開口(符号略)の口径より大きい。機器ケース60の固定用開口に、ブッシング10の機器接続部101を挿入し、Oリング等のシール部材(符号略)を介して機器側固定フランジ14を機器ケース60にボルト締結することにより、ブッシング10は、機器ケース60に気密に固定される。
【0026】
ケーブル終端接続部1において、ケーブル端末部20は、電力ケーブル50の先端部に、導体接続端子21、ストレスコーン22、圧縮装置23、保護金具24、及び防食層(図示略)等の接続部材が取り付けられて構成される。
【0027】
電力ケーブル50は、
図2に示すように、例えば、ゴム又はプラスチックで絶縁された電力ケーブルである。電力ケーブル50は、中心から順に、ケーブル導体51、ケーブル絶縁体52、ケーブル外部半導電層53、ケーブル遮へい層54及びケーブルシース(図示略)等を有する。ケーブル端末部20において、電力ケーブル50の先端部から所定長で段剥ぎすることにより各層が露出される。
【0028】
なお、電力ケーブル50がフリーストリッピングタイプ(フリストタイプとも呼ばれる)の場合は、ケーブル外部半導電層53の先端部とケーブル絶縁体52との段差部分を埋めるために、ケーブル外部半導電層53の先端側に外部半導電処理部25を設けるのが好ましい。外部半導電処理部25は、ケーブル外部半導電層53の段剥ぎされた先端側に、導電性塗料を塗布する、またはポリエチレンなどの半導電性テープを巻き付けてモールド処理することで形成される。
【0029】
ケーブル導体51には、例えば、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等からなる通電に適した導電性の導体接続端子21が圧縮により接続される。これにより、ケーブル導体51と導体接続端子21とが電気的かつ機械的に接続される。ケーブル絶縁体52から外部半導電処理部25の先端部にわたる外周にストレスコーン22が装着される。また、ストレスコーン22の後端側には、圧縮装置23及び保護金具24が装着される。
【0030】
ストレスコーン22は、先端側の絶縁部(符号略)と後端側の半導電部(符号略)が、モールド成型により一体的に形成され、全体として紡錘形状を有するプレモールド絶縁筒である。絶縁部は、例えば、エチレンプロピレンゴム(EPゴム)又はシリコーンゴム等の絶縁性ゴム材料で形成され、半導電部は、例えば、半導電性のエチレンプロピレンゴム(EPゴム)又はシリコーンゴム等の半導電性ゴム材料で形成されている。
【0031】
ストレスコーン22の後端部(半導電部)は、電力ケーブル50のケーブル外部半導電層53に電気的に接続される。本実施の形態では、ストレスコーン22の後端部(半導電部)は、外部半導電処理部25に接続されており、外部半導電処理部25を介してケーブル外部半導電層53に電気的に接続されている。ケーブル外部半導電層53がボンドタイプの場合は、ケーブル外部半導電層53の端部をスロープ状に形成して、ストレスコーン22の後端部(半導電部)に直接接続されるようにしてもよい。ストレスコーン22の先端側(絶縁部)の外周面は、ブッシング10の絶縁筒12の第2受容口122に対応する形状を有し、ストレスコーン22が圧縮装置23により押圧されることで絶縁筒12の第2受容口122に圧接される。
【0032】
圧縮装置23は、押し金具231、押し金具フランジ232、スプリング233、及び座金234等を有する。押し金具フランジ232は、ケーブル端末部20をブッシング10に固定するための固定部材である。押し金具フランジ232は、先端側の凹部が押し金具231の後端側の外周を覆うように、凹部の後端面(凹部の底面)と押し金具231の後端部とが所定長離間した状態で固定され、ケーブル終端接続部1を組み立てた状態において、スプリング233の応力がかかる。スプリング233は、押し金具フランジ232を貫通し、押し金具231の後端部に設けられた溝に先端部が収容されるように、押し金具231と座金234の間に配置される。
【0033】
電力ケーブル50の先端部を段剥ぎした後、保護金具24、圧縮装置23、ストレスコーン22を電力ケーブル50に装着し、ケーブル導体51に導体接続端子21を取り付けることにより、ケーブル端末部20が組み立てられる。ブッシング10に対して押し金具フランジ232をボルト締結により固定することにより、ストレスコーン22の先端側の絶縁部の外周面が絶縁筒12の第2受容口122の内壁面に押し付けられ、導体接続端子21は内部導体11と電気的に接続される。座金234の軸方向における位置を調整することで、スプリング233による付勢力が調整される。
【0034】
本実施の形態では、ケーブル端末部20の押し金具フランジ232が、ブッシング10の絶縁筒12に直接取り付けられるのではなく、絶縁筒12に固定された中間接続部材16に取り付けられるようになっている。ケーブル終端接続部1の組立て又は解体において、ボルトの着脱が偏って行われて、ブッシング10に局所的に応力が集中しても、絶縁筒12よりも強度の高い中間接続部材16で応力を受けることとなるので、ブッシング10にクラック等の損傷が生じることはない。
【0035】
また、機器直結型終端接続部用のブッシングでは、径方向の寸法の制約が大きいため、絶縁筒12の外径を大きくして、絶縁筒12における押し金具フランジ232の取付部分の強度を確保することは困難である。一方で、本実施の形態のブッシング10を適用した場合、従来と同等の寸法設計で、押し金具フランジ232の取付部分の強度を高めることができる。
【0036】
また、ブッシング10では、縁切り部17として所定長を確保する必要がある。一方で、中間接続部材16を絶縁筒12の後端面に配置すると、第2ブッシング部10Bの長さが長くなる。本実施の形態では、中間接続部材16は、絶縁筒12の開口端に内嵌して配置されているので、中間接続部材16を設けることによって第2ブッシング部10Bが長大化することなく、縁切り部17の長さを確保することができる。
【0037】
このように、本実施の形態に係るブッシング10は、電力用機器に電力ケーブル50を接続するための機器直結型終端接続部用のブッシングであって、内部導体11と、内部導体11の外周に配置される絶縁筒12と、絶縁筒12の開口端に固定され、ケーブル端末部20の押し金具フランジ232(固定部材)を取り付け可能な中間接続部材16と、を備え、中間接続部材16は、絶縁筒12よりも強度の高い材料で形成されている。具体的には、中間接続部材16は、金属材料で形成されている。
ブッシング10によれば、ケーブル終端接続部1を組立て又は解体する際に、ブッシング10の絶縁筒12が損傷するのを防止でき、ブッシング10の信頼性が向上する。また、ケーブル端末部20に不具合が生じてケーブル終端接続部1を解体しても、ブッシング10に損傷は生じないので、再利用することができる。
【0038】
また、ブッシング10において、中間接続部材16は、絶縁筒12の開口端に内嵌されている。これにより、ブッシング10(第2ブッシング部10B)の大型化を伴うことなく、中間接続部材16を設けることができる。
【0039】
また、ブッシング10において、絶縁筒12は、中間接続部材16が嵌着される段部123を有する。これにより、絶縁筒12の寸法設計を変えることなく、中間接続部材16を設けることができる。
【0040】
また、ブッシング10において、中間接続部材16は、平面視で円環形状を有する板状部材である。これにより、ボルトの着脱が偏って行われたときに生じる応力が分散されるため、大きな応力にも耐えることができ、ブッシング10の信頼性が一層向上する。
【0041】
また、ブッシング10において、中間接続部材16は、ボルト締結により、絶縁筒12に埋設された埋込金具に固定されている。これにより、実施の形態のようにケーブル端末部20が鉛直方向に延在する場合に、ケーブル端末部20の重量によって、絶縁筒12から中間接続部材16が脱落するのを防止することができる。
【0042】
また、ブッシング10は、第1方向に延在する第1ブッシング部10Aと、第1方向に直交する第2方向に延在する第2ブッシング部10Bと、を有し、第1ブッシング部10Aは、一方の端部に設けられる、電力用機器が接続される機器接続部101と、他方の開放端部に設けられる、耐圧試験時に課電用ケーブルが接続される課電部102と、を有し、第2ブッシング部10Bは、開放端部に、ケーブル端末部20が接続されるケーブル接続部103を有し、第1ブッシング部10A及び第2ブッシング部10Bは、T字型を呈するように接続されている。これにより、径方向の寸法の制約が大きい機器直結型終端接続部用のブッシングにおいて、従来と同等の寸法設計で、押し金具フランジ232の取付部分の強度を高めることができる。
【0043】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0044】
例えば、実施の形態では、ケーブル接続部103側に中間接続部材16を設けた構成について説明したが、課電部102側に設けてもよい。また、その場合に課電部102側の絶縁筒12の開口端に、後端側から先端側に向かって窪んだ段部を設けてもよい。
【0045】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0046】
1 ケーブル終端接続部
10 ブッシング
10A 第1ブッシング部
10B 第2ブッシング部
11 内部導体
12 絶縁筒
13 遮へい層
14 機器側固定フランジ
15 課電側固定フランジ
16 中間接続部材
17 縁切り部
20 ケーブル端末部
232 押し金具フランジ
50 電力ケーブル