JPH04150714A - 電力ケーブル接続用絶縁ブロック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　、　５００ＫＶＫ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、接続
部絶縁体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−７
に示す二つ割り形状とする分割型の絶縁ブロック１１と
、図−８に示す筒型の絶縁ブロック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、筒型の絶縁ブロック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引
き戻してケーブル接続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。また絶縁ブロックの内
径がケーブル絶縁体外径と同等になるため接続部の外径
も大きくなる。さらに剛性の高い筒型の絶縁ブロックを
ケーブルに挿通するため、絶縁ブロックとケーブル絶縁
体との間にクリアランスを設ける必要があり、このクリ
アランスを設けるとケーブル絶縁体との接着が十分に得
られない場合がある等の問題があった・ 〔課題の解決手段とその作用〕 請求項１の発明は、上記のような課題を解決する架橋ポ
リエチレン絶縁電力ケーブル接続用絶縁ブロックを提供
するもので、その構成は、架橋ポリエチレン絶縁電力ケ
ーブルから切り取った筒状の架橋ポリエチレン絶縁体か
らなり、最小内径が接続する架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルのコア外径以上となるように拡径されて熱収縮
性が付与されており、かつ熱収縮したときに架橋ポリエ
チレン絶縁電力ケーブル接続部の絶縁体形状となるよう
に外形加工されていることを特徴とするものである。

架橋ポリエチレン絶縁体の外形加工は、拡径処理の前に
行ってもよいし、拡径処理の後に行ってもよい。

この発明において、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル
から切り取った筒状の架橋ポリエチレン絶縁体を使用す
るのは、接続部絶縁ブロックにケーブル絶縁体と同等の
品質を確保するためである。

また内径をケーブルコア径以上に拡径したのは、ケーブ
ルコア上への挿通を可能にして、ケーブル保護層の剥ぎ
取り長を短くし、接続部全長を短くすると共に、熱収縮
性をもたせて、接続部の外径を小さく仕上げるためであ
る。

さらに外形を、熱収縮した状態で接続部の絶縁体形状と
なるように加工したのは、ケーブル絶縁体等との密着性
を高めると共に、接続部の外径を小さくして、はとんど
電力ケーブルと同径の接続部を構成できるようにするた
めである。

なお、架橋ポリエチレン絶縁体は、絶縁試験終了後の架
橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルから切り取ったものを
使用すれば（請求項２の発明）、接続部絶縁ブロックと
しての絶縁性能の信転性はより確実なものとなる。

また架橋ポリエチレン絶縁体として、その内周面および
外周面の少なくとも一方に、架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルから架橋ポリエチレン絶縁体と共に切り取られ
た半導電層を冑するものを使用すれば（請求項３の発明
）、接続作業時に内部半導電層または外部半導電層の形
成作業を省略または簡素化できると共に、架橋ポリエチ
レン絶縁体と内部または外部半導電層との界面に欠陥が
発生するのを防止できる。

以上のような絶縁ブロックを用いて架橋ポリエチレン絶
縁電力ケーブルを接続するには、絶縁ブロックを接続す
る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの一方に挿通した
後、ケーブル導体を接続し、その後絶縁ブロックを引き
戻して導体接続部の両側のケーブル絶縁体に跨がるよう
にセットし、その絶縁ブロックを加熱して収縮させた後
、さらに加圧、加熱してケーブル絶縁体と一体化する、
という工程をとる（請求項４の発明）。

〔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
。

図−１および図−２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ブロックの一実施例を製造
工程順に示す。

まず架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル（図示せず）を
ケーブル接続部と同程度の長さに切断し、中心の導体を
引き抜いて、内周面および外周面に半導電層のついた筒
状の架橋ポリエチレン絶縁体を得る。この場合、架橋ポ
リエチレン絶縁電力ケーブルとしては絶縁試験（出萄試
験）に合格したものを使用することが望ましい。

次に上記のようにして得た絶縁体を図−１のように外形
加工する。すなわち筒状の架橋ポリエチレン絶縁体２３
の内面には、中央部にケーブルの内部半導電層２５を所
定長残し、その内部半導電層２５の両端部に円筒状内面
２７ａ、２７ｂを形成し、さらにその両端部に内面テー
パ一部２９ａ、２９ｂを形成する。この内面テーパ一部
２９ａ、２９ｂは接続すべきケーブルの絶縁体に形成す
るテーパ一部と同一寸法か、僅かに小さい寸法とするこ
とが望ましい。

また架橋ポリエチレン絶縁体２３の外面には、ケーブル
の外部半導電層３１を所定長残し、その両端部に円筒状
外面３３ａ、３３ｂを形成する。

次に図−１のように外形加工した架橋ポリエチレン絶縁
体２３を、所定の温度例えば１３０℃程度に加熱し、そ
の中にマンドレルを押し込んで、内径が接続すべきケー
ブルのコア外径以上になるまで拡径する。その後、冷却
して、マンドレルを引き抜く、すると図−２に示すよう
な形状の絶縁ブロック２１が得られる。この絶縁ブロッ
ク２１は、加熱して強制的に拡径された状態で冷却固化
されているため熱収縮性を有し、加熱すると再び図−１
の形状にもどる。したがってこの絶縁ブロック２１を用
いれば、簡単に電力ケーブルの接続部を構成できる。

拡径時の加熱温度は、温度が高すぎると絶縁体中の残留
メタンガスにより発泡し、温度が低すぎるとマンドレル
による拡径の際に絶縁体に無理が生じて亀裂が発生する
ので、この点を考慮して決定する。

なお、この絶縁ブロック２１を用いた電力ケーブルの接
続方法については後述するが、接続時にケーブル導体接
続部の外周に半導電層を設ける場合は、架橋ポリエチレ
ン絶縁体２３の内面の半導電層２５をなくすことができ
、また絶縁ブロック２１を熱収縮させた後、その外周に
半導電性熱収縮性チューブなどを被せて外部半導電層を
形成する場合は、架橋ポリエチレン絶縁体２３の外面の
半導電層３１をなくすことも可能である。

図−３および図−４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ブロフ゛りの他の実施例を
製造工程順に示す。

まず架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルをケーブル接続
部と同程度の長さに切断し、中心の導体を引き抜いて、
架橋ポリエチレン絶縁体を得ることは前記実施例と同様
である。

次にこのようにして得た絶縁体を図−３のように外形加
工する。すなわち筒状の架橋ポリエチレン絶縁体２３の
内面には、中央部にケーブル導体の圧縮接続部上に形成
される接続部内部半導電層に嵌合する形で、その接続部
内部半導電層の外径より僅かに小さい内径の内面加工部
３５を形成し、その両端部に内面テーパ一部２９ａ、２
９ｂを形成し、さらにその両端部にケーブルのコア外径
以上の内径を有する円筒状内面３Ｑａ、３０ｂを形成す
る。前記内面テーパ一部２９ａ、２９ｂは接続すべきケ
ーブルの絶縁体に形成するテーパ一部と同一寸法か、僅
かに小さい寸法とすることが望ましい。

また架橋ポリエチレン絶縁体２３の外面には、ケーブル
の外部半導電層３１を所定長残し、その両端部に外面テ
ーパ一部３９ａ、３９ｂを形成する。

このあと前記実施例と同様にして架橋ポリエチレン絶縁
体２３を、内径が接続すべきケーブルのコア外径以上に
なるように拡径すると、図−４に示すような形状の絶縁
ブロック２１が得られる。この絶縁ブロック２１は熱収
縮性を有し、加熱すると再び図−３の形状にもどる“。

以上の実施例では絶縁ブロック２１を製造するのに外形
加工をしてから拡径したが、拡径した後に外形加工をし
てもよい。拡径した後、外形加工すると、各部の熱収縮
率（拡径率）は同じになるので、その断面形状はほぼ図
−１または図−３のようになり、その最小内径がケーブ
ルコア外形より大きいものとなる。

以上説明した二つの実施例の絶縁ブロック２１は、いず
れも５０℃程度のＤＣＰ　（ジクミルパーオキサイド）
中に２時間浸漬させ、その表面および表面付近に微量の
ＤＣＰ　（架橋剤）を拡散させることによって、後の加
圧、加熱工程で架橋反応を促進させ、ケーブル絶縁体等
との接着力を向上させることができる。

図−５は本発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ルの接続方法の一実施例を示す、使用したケーブルは２
７５ＫＶ　　１４００ｍ５”　（絶縁体外径１０３＋＋
ｎ、外部半導電層外径１０５−一、内部半導電層外径４
９１１１−）の架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルであ
る。

また使用した絶縁ブロックは同じケーブルから作製した
図−２の構造のもので、その拡径内径は１１０ｍである
。

この接続方法では、最初に、接続すべきケーブルの端部
を所定の長さ、形状に段剥ぎした後、ケーブルに絶縁ブ
ロック２１、架橋用ガスバリアー層などの必要部品を挿
通させておく。次にケーブル導体４１ａ、４１ｂを溶接
接続して溶接接続部４３を形成する。溶接接続するとき
は、ケーブル内部導電層４５ａ、４５ｂおよびケーブル
絶縁体４７ａ、４７ｂに熱の影響が及ばないよう、溶接
接続するケーブル導体４１ａ、４１ｂに、二つ割りの水
冷冷却装置（図示せず）を取り付け、冷却しながら溶接
を行う。

また溶接接続を行う際には、輻射熱でケーブルに挿通し
た絶縁ブロック２１が収縮しないように、断熱材（図示
せず）を被せてお（とよい。

ケーブル導体４１ａ、４１ｂを溶接接続した後、予めケ
ーブルに挿通してあった絶縁ブロック２１を接続部の中
央に配置し、二つ割りの加熱収縮装置（図示せず）をそ
の外周にセットし、これによって絶縁ブロック２１を加
熱収縮させる。絶縁ブロック２１には、内部半導電層２
５が架橋ポリエチレン絶縁体２３と一体に設けられてい
るので、絶縁ブロック２１が収縮すると、内部半導電層
２５がそのまま接続部の内部半導電層となり、架橋ポリ
エチレン絶縁体２３が接続部の補強絶縁層となる。

絶縁ブロック２１を熱収縮させても、架橋ポリエチレン
絶縁体２３とケーブル絶縁体４７ａ、４７ｂとの界面５
３ａ、５３ｂに嵌合誤差が生じてギャップができ、その
後加圧加熱してもそのギャップが埋まらず、界面５３ａ
、５３ｂの接着不良が発生する場合がある。このような
現象を防ぐためには、ケーブルの段剥ぎ寸法を図−５に
点線で示すように僅かにずらして太き目にしておくか、
または前述したように架橋ポリエチレン絶縁体２３の内
面テーパ一部２９ａ、２９ｂの寸法をケーブル絶縁体の
テーパ一部寸法より僅かに小さくしたものを使用する。

このようにすると絶縁ブロック２１を熱収縮させたとき
に架橋ポリエチレン絶縁体２３に残留応力を与えること
ができる。この作用により確実に界面の密着が得られ、
寸法誤差による界面の接着不良を避けることができる。

絶縁ブロック２１が収縮したならば、予めケープルに挿
通しておいた半導電性熱収縮チューブ４９ａ、４９ｂを
戻し、外部半導電層３１とケーブルの外部半導電層５１
ａ、５１ｂとの間を覆うようにセットする。

次に予めケーブルに挿通しておいた架橋用ガスバリアー
層を接続部の外周に取り付け、加圧管を用いて接続部全
体を加圧、加熱してする。この架橋工程により、架橋ポ
リエチレン絶縁体２３とケーブル絶縁体との界面５３ａ
、５３ｂが融着一体化し、接続部の補強絶縁が完成する
。このとき前述したＤＣＰが界面の接着力を向上させる
。また、半導電性熱収縮チューブ４９ａ、４９ｂは熱収
縮して、外部半導電層３１とケーブルの外部半導電層５
１ａ、５１ｂとが接続され、接続部の外部導電層が形成
される。

最後に、接続部の外部半導電層上に遮蔽層を形成して接
続部が完成する。

図−６は、本発明に係る架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
ブルの接続方法の他の実施例を示す。使用したケーブル
は前記実施例と同しである。また使用した絶縁ブロック
は、接続すべきケーブルと同じ導体断面積で、同じ内部
導電層構造を有し、絶縁厚が３２ｆｉ（接続するケーブ
ルの絶縁厚は２７ｍ）の、出荷検査済みの架橋ポリエチ
レン絶縁電力ケーブルから切り取り、図−３のような形
状に外形加工した後、図−４のような形状に拡径したも
のである。

この接続方法は、最初に、接続すべきケーブルの端部を
所定の長さ、形状に段剥ぎした後、ケーブルに絶縁ブロ
ック２１、架橋用ガスバリアー層などの必要部品を挿通
させておく。次にケーブル導体を通常の圧縮接続スリー
ブ５７を用いて圧縮接続し、その外周に接続部内部半導
電層５９を形成する。

その後予めケーブルに挿通してあった絶縁ブロック２１
を接続部の中央に配置し、前記実施例と同様にして絶縁
ブロック２１を加熱収縮させる。絶縁ブロック２１が収
縮すると、架橋ポリエチレン絶縁体２３がそのまま接続
部の補強絶縁層となる。この後の工程は、前記実施例と
同じである。

ところで絶縁ブロック２１を熱収縮させても、架橋ポリ
エチレン絶縁体２３とケーブル絶縁体４７ａ、４７ｂと
の界面５３ａ、５３ｂに嵌合誤差が生じてギャップがで
き、その後加圧加熱してもそのギャップが埋まらず、界
面５３ａ、５３ｂの接着不良および架橋ポリエチレン絶
縁体２３と内部半導電層５９との接着不良が発生する場
合がある。界面５３ａ、５３ｂの接着不良をなくすには
、前記実施例と同様、ケーブルの段剥ぎ寸法を図−６の
点線で示すように僅かｋずらして太き目にしておくか、
または架橋ポリエチレン絶縁体２３の内面テーパ一部２
９ａ、２９ｂの寸法をケーブル絶縁体４７ａ、４７ｂの
テーパ一部寸法より僅かに小さ（したものを使用すれば
よい。

また架橋ポリエチレン絶縁体２３と内部半導電層５９と
の接着不良は、図−３で説明した架橋ポリエチレン絶縁
体２３の拡径前の絶縁体内径を内部半導電層５９の外径
より僅かに小さくしておくことで解決できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、次のような効果が
ある。

■　接続部絶縁ブロックは、架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルから切り取った筒状の架橋ポリエチレン絶縁体
を使用しているので、ケーブル絶縁体と同等の高レベル
の品質を保証することができ、接続部の信親性が向上す
る。特に絶縁試験終了後の架橋ポリエチレン絶縁電力ケ
ーブルから切り取った架橋ポリエチレン絶縁体を使用す
れば、接続部絶縁ブロックとしての絶縁性能の信転性は
より確実なものとなる。

■　絶縁ブロックは、内径をケーブルコア径以上に拡径
しであるので、ケーブルコア上への挿通が可能であり、
したがってケーブル保護層の剥ぎ取り長を短くでき、接
続部全長を短くすることができる。

■　絶縁ブロックは、熱収縮性を有しており、熱収縮し
た状態で接続部の絶縁体形状となるように外形加工され
ているので、ケーブル絶縁体等との密着性を高めること
ができると共に、接続部の外径を小さくできる。

■　架橋ポリエチレン絶縁体として、その内周面および
外周面の少なくとも一方に、架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルから架橋ポリエチレン絶縁体と共に切り取られ
た半導電層を存するものを使用すれば、接続作業時に内
部半導電層または外部半導電層の形成作業を省略または
簡素化できると共に、架橋ポリエチレン絶縁体と内部ま
たは外部半導電層との界面に欠陥が発生することがなく
なる。

【図面の簡単な説明】

図−１および図−２は本発明に係る絶縁ブロックの一実
施例を製造工程順に示す断面図、図−３および図−４は
本発明に係る絶縁ブロックの他の実施例を製造工程に示
す断面図、図−５は図−２に示す絶縁ブロックを用いた
架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの接続方法の一実施
例を示す断面図、図−６は図−４に示す絶縁ブロックを
用いた架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの接続方法の
他の実施例を示す断面図、図−７は従来の分割型の絶縁
ブロックを示す斜視図、図−８は従来の筒型の絶縁ブロ
ックを示す斜視図である。 ２１：絶縁ブロック ２３：架橋ポリエチレン絶縁体 ２５；内部半導電層 ３１：外部半導電層 ３５：内面加工部 ４１ａ、４１ｂ：ケーブル導体 ４３：溶接接続部・ ４５ａ、４５ｂ：ケーブル内部半導電層４７　ａ　、　
４７　ｂ　：　’ｒ　−プルＷｊＡｍ体４９ａ、４９ｂ
：半導電性熱収縮チューブ５１ａ、５１ｂ二ケ一ブル外
部半導電層５７：圧縮接続スリーブ ５９：接続部内部半導電層 図−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルから切り取った
   筒状の架橋ポリエチレン絶縁体からなり、最小内径が接
   続する架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルのコア外径以
   上となるように拡径されて熱収縮性が付与されており、
   かつ熱収縮したときに架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
   ル接続部の絶縁体形状となるように外形加工されている
   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
   続用絶縁ブロック。 ２、請求項１記載の絶縁ブロックであって、架橋ポリエ
   チレン絶縁体は、絶縁試験終了後の架橋ポリエチレン絶
   縁電力ケーブルから切り取ったものであることを特徴と
   するもの。３、請求項１または２記載の絶縁ブロックで
   あって、架橋ポリエチレン絶縁体は、その内周面および
   外周面の少なくとも一方に半導電層を有しており、この
   半導電層は、架橋ポリエチレン絶縁体と共に切り取られ
   た架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの半導電層である
   ことを特徴とするもの。 ４、請求項１、２または３のいずれかに記載の絶縁ブロ
   ックを用い、その絶縁ブロックを接続する架橋ポリエチ
   レン絶縁電力ケーブルの一方に挿通した後、ケーブル導
   体を接続し、その後絶縁ブロックを引き戻して導体接続
   部の両側のケーブル絶縁体に跨がるようにセットし、そ
   の絶縁ブロックを加熱して収縮させた後、さらに加圧、
   加熱してケーブル絶縁体と一体化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。