JPH04145823A - 電力ケーブル接続用絶縁成形体とそれを用いた接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの接続技
術に関するものである。

〔従来技術〕

架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの超高圧線路への適
用が進むにつれ、線路建設を合理化する上で、接続作業
の時間短縮が大きな課題になってきている。

すなわち、１５４ＫＶ以上の電圧階級の架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブルの接続技術であるモールド工法は、
安定した高い性能を期待できるものの、接続作業に要す
る時間が長いという難点がある。

また最近では、工場で予め形成した絶縁部品を現地で組
み立てるいわゆるプレハブジヨイントが開発され、実用
されようとしている。しかし、プレハブジヨイントは補
強絶縁体の材料に、架橋ポリエチレンはど高い電気的ス
トレスで使用することができないエポキシ樹脂やゴムを
使用しているため、接続部寸法の縮小化に限界があると
いう欠点があり、２７５ＫＶ　、５００　ＫＶ級の線路
ではスペース上の制約から適用箇所が制限される。

このため、モールド工法の高い性能とプレハブジヨイン
トの簡便性をある程度兼ね備えた接続方法として、補強
絶縁ブロックを未架橋または架橋の絶縁ブロックとして
予め工場で製作しておき、現場ではそれをケーブル接続
部に取り付け、加圧・加熱して架橋することによりケー
ブルと一体化するという、いわゆるブロックモールド方
式が提案されている。

〔課題〕

従来から使用されている絶縁ブロックとしては、図−５
に示す二つ割形状とする分割型の絶縁ブロック１１と、
図−６に示す絶縁筒１３とに大別される。

分割型の絶縁ブロック１１は、絶縁ブロック１１相互の
接着界面に高い電気的ストレスが加わり、そのため設計
が難しく、また絶縁ブロック１１の合わせ目の内側に接
続部の内部導電層が流れ込んで導電性の突起となる現象
があり、それを防止する対策が困難であった。

一方、絶縁筒１３の場合は、これを予めケーブル絶縁体
上に挿通しておき、導体を接続してからケーブル絶縁体
上を移動させて所定の位置にセントするため、その分だ
けケーブルの外部半導電層の剥ぎ取りを長くする必要が
あり、接続部の全長が長くなる。また、剛性の高い絶縁
筒１３をケーブルに挿通するため、ケーブル絶縁体を真
直ぐに矯正して、絶縁筒１３とケーブル絶縁体との間に
クリアランスを設けることが必要で、このクリアランス
を設けると界面の接着性が得られない場合がある等の課
題があった。

〔課題の解決手段〕

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
もので、請求項１の発明は架橋ポリエチレン絶縁電力ケ
ーブル接続用絶縁成形体で、その構成は、未架橋ポリエ
チレンまたは架橋ポリエチレン類の筒状絶縁ブロックを
有し、その筒状絶縁ブロックの外周面には、両端部に外
部絶縁スロープが形成されており、内周面には、中央部
に円筒状の内部電極が同軸状に埋め込まれており、両端
部に円筒内面が形成されており、内部電極埋め込み部と
円筒内面との間に内部絶縁スロープが形成されているこ
とを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１記載の絶縁成形体で、内部
電極に、ケーブル導体接続金具を取り付けたことを特徴
とするものである。

請求項３の発明は、請求項２記載の絶縁成形体で、筒状
絶縁ブロックの外周面に、外部半導電層を形成したこと
を特徴とす、、るものである。

請求項４の発明は、請求項１記載の絶縁成形体を用い、
下記の工程を具備することを特徴とする架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブルの接続方法である。

■　絶縁成形体の内部電極にケーブル導体接続金具を取
り付ける工程。

■　接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの端
部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接続
すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁ス
ロープに嵌合する形に成形する工程。

■　絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導体
接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。

■　絶縁成形体と両ケーブルの外周面に外部半導電層を
設ける工程。

■　ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工程
。

請求項５の発明は、請求項２記載の絶縁成形体を用いる
架橋ポリエチ、）レン絶縁電カケープルの接続方法であ
る。請求項２記載の絶縁成形体は、予め絶縁成形体の内
部電極にケーブル導体接続金具を取り付けであるので、
前記請求項４の発明の■の工程を省略したものとなる。

請求項６の発明は、請求項３記載の絶縁成形体を用いる
架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの接続方法である。

請求項３記載の絶縁成形体は、筒状絶縁ブロックの外周
面に、外部半導電層を形成しであるので、請求項５のよ
うに絶縁成形体の外周全面に外部半導電層を設ける必要
はなく、絶縁成形体外周面の外部半導電層とケーブル外
部半導電層に跨がるように外部半導電層を設けることに
なる。

〔作用〕

本発明は上記のように構成したので、次に記すような作
用がある。

■　絶縁成形体に埋め込む内部電極の内径は、ケーブル
導体接続金具の外径とばぼ同径にすることが可能となる
。

■　絶縁成形体に内部電極が埋め込まれているので、現
場でケーブルの接続部に内部導電層を形成する必要がな
くなる。

■　絶縁成形体の品質を予め工場で電気的にチエツクす
ることが可能となる。

■　絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、予めケーブルに絶縁成形体を
挿通しておくスペースが不要となる。

■　絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、ケーブルの直線性がそれほど
高くなくても、絶縁成形体とケーブル絶縁体との嵌合・
融着が容易に行える。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

実施例１ 図−１は請求項１の発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電
力ケーブル接続用絶縁成形体の一実施例を示す。

この絶縁成形体２１は、未架橋ポリエチレン類の筒状絶
縁ブロック２２を有している。筒状絶縁ブロック２２の
外周面の中央部２３は円筒状外面になっており、両端部
に外部絶縁スロープ２５ａ、２５ｂがそれぞれ形成され
ている。筒状絶縁ブロック２２の内周面には、その中央
部に、例えば半導電性ポリオレフィン（半導電性ポリエ
チレン等）からなる円筒状の内部電極２７が同軸状に埋
め込まれており、両端部に、接続されるケーブルの絶縁
体外径より僅かに大きい内径を有する円筒内面２９ａ、
２９ｂが形成されており、内部電極埋め込み部と円筒内
面との間に内部絶縁スロープ３１ａ、３１ｂが形成され
ている。

筒状絶縁ブロック２２に埋め込まれた内部電極２７の内
径は、後述するケーブル導体接続金具の外径とほぼ同径
となっている。このように内部電極の外径を小さくでき
るので、従来の絶縁筒型の内部電極内径がケーブル絶縁
体外径以上であったのと比較すると、接続部全体の外径
を小さくすることができる。

また筒状絶縁ブロック２２の内部絶縁スロープ３１ａ、
３１ｂおよび円筒内面２９ａ、２９ｂの形状寸法は、ケ
ーブル絶縁体を切削加工する形状を基準として決定する
。さらに、ケーブル導体を確実に接続す１す るためには、ケーブル端部挿入時の絶縁成形体２１とケ
ーブル絶縁体との間に、若干のギャップがあることが望
ましいが、開き過ぎると界面に十分な接着性が得られな
いので、その点を考慮して設計する。

絶縁成形体２１は、以下に記す方法で製造する。

まず、金型内に予め成形した内部電極２７をセットし、
金型内に架橋剤入りのポリエチレン絶縁樹脂を押し出し
注入して筒状絶縁ブロック２２を形成し、絶縁成形体２
１の注型品を得る。次に旋盤を用いて絶縁成形体２１の
内周面および外周面を所定の形状に成形し、クリーンル
ーム内で表面を必要な精度まで仕上げ、異物を拭きとる
。このとき後工程で外傷を受けたり異物が付着しないよ
うに、薄いポリエチレン二軸延伸シート等によって真空
バックしておくことが好ましい。

絶縁成形体２１は、Ｘ線検査等よって内部に欠陥がない
ことを確かめたものを使用する。また、絶縁成形体２１
は、実際に適用されるケーブルと同じケーブルを用いて
仮組立を行い、所定の遮蔽層を取りつけて、ＳＦ６等の
ガス中で高電圧を印加して電気的に検査することも可能
である。

実施例２ 図−２は請求項２および３の発明に係る架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブル接続用絶縁成形体のそれぞれの一実
施例を示す。

この絶縁成形体２１には、内部電極２７の内面中央部に
金属電極３５が埋め込まれており、ケーブル導体接続金
具３３がねじ３４で固定されている。ケーブル導体接続
金具３３は、ビン穴５３と、ばね５４で締め付けられる
チューリップ接触子５５を有している。

なお、上記したケーブル導体接続金具は一例を示したも
ので、本発明はこの構造に限定するものではなく、所定
の引張力に耐え、かつ電気的に完全に接続されるもので
あれば、どのような構造でもよい。

また、絶縁成形体２１の外周面には、両端部を除いて外
部半導電層３６が形成されている。このようにすると、
接続作業時に接続部全体に外部半導電層を形成する時間
を短縮することができる。

実施例３ 図−３および図−４は、請求項４の発明に係る架橋ポリ
エチレン絶縁電力ケーブル接続方法の一実施例を示す。

なお、使用したケーブルは２７５ＫＶ１４００＋＋ｎ２
架橋ポリエチレン絶縁電カケ−プルである。また、使用
した絶縁成形体は未架橋のものである。

まず、準備作業として絶縁成形体２１の内部電極２７に
埋め込まれた金属電極３５に、ケーブル導体接続金具３
３をねじ３４の嵌合により取り付ける。次に接続するケ
ーブル３７ａ、３７ｂの外部導電層３９ａ１３９ｂを所
定の寸法に剥ぎ取り、ケーブル導体４１ａ、４１ｂを口
出しし、ケーブル導体４１ａ、４１ｂに接触子４３ａ、
４３ｂを圧縮接続する。この作業と併行して、ケーブル
絶縁体４５ａ、４５ｂを絶縁成形体２１の内部絶縁スロ
ープ３１ａ、３１ｂに嵌合するような形状・寸法に切削
加工する。この場合、通常の押し出しモールドジヨイン
トであればケーブル内部半導電層を露出するが、ここで
は絶縁成形体２１とケーブル絶縁体４５ａ、４５ｂとの
接着性を良くするためと、絶縁成形体２１の内部電極２
７の遮蔽効果を期待して、ケーブル絶縁体の先端４７ａ
、４７ｂは図に示すようにケーブル内部半導電層を露出
させず、所定の外径に切削加工する。

その後半導電性熱収縮チューブ、接続部保護鋼管、その
他架橋用の加圧管、バンキングなど必要部品（図示せず
）をいずれか一方のケーブルに挿通する。

ケーブルおよび絶縁成形体の準備が終了したら、一方の
ケーブル３７ａに絶縁成形体２１を差し込む。

ケーブル導体に圧縮接続された接触子４３ａの先端には
スプリング４９によって屈伸自在に支持されたピン５１
が形成されており、接触子４３ａがケーブル導体接続金
具３３に挿入されたとき、ビン穴５３にロックされる。

このとき接触子４３ａは、ケーブル導体接続金具３３に
予め形成されたチューリップ接触子５５により電気的に
接続される。

次に他方のケーブル３７ｂを絶縁成形体２１に挿入して
接触子４３ｂをケーブル導体接続金具３３に接続する。

両ケーブル３７ａ、３７ｂが絶縁成形体２１に挿入され
、ケーブル導体が接続された状態を図−４に示しである
。

その後絶縁成形体２１の外周に半導電性熱収縮チューブ
５７を熱収縮させて被覆し、架橋用のガスバリアー層を
被覆し、加熱ヒータを取付け、架橋用加圧容器に収納し
てＮ２ガス等を用いて所定の条件で加圧・加熱して架橋
する。架橋が終了して接続部の温度が常温に戻ったなら
ば架橋用加圧容器を解体し、接続部に遮蔽層を施して保
護鋼管を被せ、組立は終了する。

以上説明した実施例の接続方法によれば、絶縁成形体に
、先端を処理したケーブルを後から挿入するだけなので
、従来のように絶縁ブロックをケーブルコア上に挿通す
る必要がない。したがってケーブルコアを長い距離にわ
たってむき出したり、ケーブル絶縁体を真直ぐに矯正し
たり、絶縁ブロックとのクリアランスを管理するために
ケーブルの外径を厳密に調整する等の作業が不要となる
。

なお、請求項５の発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルの接続方法は、請求項２の発明に係る絶縁成形
体を用いるもので、前記した実施例３における準備作業
、すなわち内部電極２７に、ケーブル導体接続金具３３
をねじ３４の嵌合により取り付ける工程がないだけであ
る。それ以外の作業は実施例３と同一になるので、請求
項５に係る発明の実施例は省略する。

実施例４ 実施例３で使用したケーブルと同じサイズのケブルを用
いて、請求項６の発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルの接続方法により、接続部を組み立てた。

この実施例で使用した絶縁成形体は架橋されたものであ
る。すなわち、この絶縁成形体はその外周面両端の一部
を残して半導電性熱収縮チューブを熱収縮させて外部導
電層３６を形成し、その絶縁成形体を加圧容器内で加圧
・加熱し架橋したものである。架橋後の絶縁成形体は、
５０℃に加熱した架橋剤〔ジクミルパーオキサイド　（
ＤＣＰ＞）の溶液中に浸し、各表面および表面から所定
の深さまでは架橋剤が未反応で拡散している状態を維持
させたものである。

上記した架橋済みの絶縁成形体を用いて、実施例３と同
じような手順、方法により架橋ポリエチレン絶縁電力ケ
ーブルの接続部を組み立てた。ただし、絶縁成形体の外
部半導電層は大部分が予め形成されているので、ケーブ
ルの外部導電層との接続は、絶縁成形体の外部導電層と
ケーブル外部導電層に跨がるように半導電性熱収縮チュ
ーブを熱収縮させて実施した。

この実施例における接続では、絶縁成形体は予め架橋さ
れているので、加圧・加熱によって絶縁成形体の内面と
ケーブル絶縁体との界面を接着させるだけでよい。絶縁
成形体の表面から内面に拡散している未反応の架橋剤は
、界面の両側の絶縁体の結晶を絡み合わせて、この接着
をより強固にする役割を果たす。

架橋後の接続部に所定の遮蔽層を施し、実施例３の接続
部と共に電気試験を実施した。表−１にその試験結果を
示す。実施例３および４とも、従来の工法で組み立てた
押し出しモールドジョイントと比較しても何等遜色なく
、高品質の接続部を得ることができた。

表−１ ＊　６１０ＫＶ、　１２ｈｒ耐圧後５０ＫＶ　／　ｌ　
ｈｒステップ〔発明の効果〕 以上説明した本発明に係る電カケープル接続用絶縁成形
体とそれを用いた接続方法によれば、次に記すような効
果がある。

■　絶縁成形体に埋め込む内部電極の内径は、ケーブル
導体接続金具の外径とばぼ同径にすることが可能となる
。したがって従来の絶縁筒型の内都電極内径がケーブル
絶縁体外径以上であったのと比較すると、内部電極の外
径を小さくできるので、接続部全体の外径が小さくなる
効果がある。

■　絶縁成形体に内部電極が埋め込まれているので、現
場でケーブルの接続部に内部導電層を形成する必要がな
くなる。したがって現場での作業時間短縮に効果がある
。

■　絶縁成形体の品質を予め工場で電気的にチエツクす
ることが可能となる。したがって品質の安定した絶縁成
形体を供給することができる。

■　絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用できるので、予めケーブルに絶縁成形体を
挿通しておくスペースが不要となる。したがって現場で
のケーブルの外部導電層の剥ぎ取り長さが短縮される。

■　絶縁成形体に両側からケーブルを差し込んで接続す
る工法が採用で、きるので、ケーブルの直線性がそれほ
ど高くなくても、絶縁成形体とケーブル絶縁体との嵌合
・融着が容易に行える。したがって絶縁成形体とケーブ
ルコア間のクリアランスを大きくとる必要がなく、架橋
工程で確実に両者の界面を接着させることができる。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ル接続用絶縁成形体の一実施例を示す一部切断正面図、
図−２は同絶縁成形体の他の実施例を示す断面図、図−
３は本発明に係る接続方法を示した断面図、図−４は同
接続方法による接続部の断面図、図−５は従来の分割型
の絶縁ブロックの斜視図、図−６は従来の絶縁筒の斜視
図である。 ２１：絶縁成形体　２２：筒状絶縁ブロック２３：筒状
絶縁ブロックの中央部 ２５ａ、２５ｂ：外部絶縁スロープ ２７：内部電極　２９ａ、２９ｂ：円筒内面３１ａ、３
１ｂ：内部絶縁スロープ ３３ニゲ−プル導体接続金具　３４：ねじ３５：金属電
極　３６：絶縁成形体の外部半導電層３７ａ、３７ｂ：
架橋ポリエチレン絶縁電力ケープ３９ａ、３９ｂ：ケー
ブル外部半導電層４１ａ、４１ｂ：ケーブル導体 ４３ａ　、４３ｂ　：接触子 ４５ａ、４５ｂ：ケーブル絶縁体 ４７ａ、４７ｂ：ケーブル絶縁体の先端部４９ニスプリ
ング　５１：ピン　５３：ビン穴５４：ばね　５５：チ
ューリソプ接触子５７：半導電性熱収縮チューブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、未架橋ポリエチレンまたは架橋ポリエチレン製の筒
   状絶縁ブロックを有し、その筒状絶縁ブロックの外周面
   には、両端部に外部絶縁スロープが形成されており、内
   周面には、中央部に円筒状の内部電極が同軸状に埋め込
   まれており、両端部に円筒内面が形成されており、内部
   電極埋め込み部と円筒内面との間に内部絶縁スロープが
   形成されていることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁
   電力ケーブル接続用絶縁成形体。 ２、請求項１記載の絶縁成形体で、内部電極に、ケーブ
   ル導体接続金具を取り付けたことを特徴とするもの。 ３、請求項２記載の絶縁成形体で、筒状絶縁ブロックの
   外周面に、外部半導電層を形成したことを特徴とするも
   の。 ４、請求項１記載の絶縁成形体を用い、下記の工程を具
   備することを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
   ブルの接続方法。 （１）絶縁成形体の内部電極にケーブル導体接続金具を
   取り付ける工程。 （２）接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
   端部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接
   続すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁
   スロープに嵌合する形に成形する工程。 （３）絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導
   体接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。 （４）絶縁成形体と両ケーブルの外周面に外部半導電層
   を設ける工程。 （５）ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工
   程。 ５、請求項２記載の絶縁成形体を用い、下記の工程を具
   備することを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
   ブルの接続方法。 （１）接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
   端部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接
   続すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁
   スロープに嵌合する形に成形する工程。 （２）絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導
   体接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。 （３）絶縁成形体と両ケーブルの外周面に外部半導電層
   を設ける工程。 （４）ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工
   程。 ６、請求項３記載の絶縁成形体を用い、下記の工程を具
   備することを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
   ブルの接続方法。 （１）接続すべき架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
   端部に露出させたケーブル導体の先端に接触子を圧縮接
   続すると共に、ケーブル絶縁体を絶縁成形体の内部絶縁
   スロープに嵌合する形に成形する工程。 （２）絶縁成形体にケーブル端部を挿入し、ケーブル導
   体接続金具により両ケーブルの導体を接続する工程。 （３）絶縁成形体外周面の外部半導電層とケーブル外部
   半導電層に跨がるように外部半導電層を設ける工程。 （４）ケーブル接続部全体を加圧・加熱して架橋する工
   程。