JPH10507338A - 電気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つの遮蔽された電気ケーブル（２、４）間のジョイントは、絶縁ゲル（４６）を含有する固定されたハウジング（３８、４０）内に含まれている。導電性コネクター（２６）上で、ケーブル誘電体（１８、２０）上で延びているファラデーケージは、二重壁チューブ（２８）が回転する位置で内部で潤滑させる（３０）エラストマーで形成される。エラストマーチューブ（２８）は、十分に弾力的で熱膨張及び／又はゲル（４６）の変位に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】 電気装置 本発明は、電気装置に関するものであり、詳細には高電圧の応力域で使用され る電気装置に関する。例えば、高電圧の電気の電力ケーブル（即ち、１ＫＶを越 え、さらには通常１０ＫＶ以上の電圧を操作し利用するもの）では、ケーブルの 誘電性による電界制御効果と、ケーブル遮蔽が存在する場合にはケーブル遮蔽に よる電界制御効果とが、電気的、物理的に適切に除去され、導電部を相互連結さ せる必要があるため、２つのケーブルの導電部の露出された領域は、高電圧の応 力域である。通常、導電部のジョイントはクリンプで形成され、結果的には高電 圧の応力の中心として動作しうる鋭いエッジ形態となる可能性がある。このこと は、重合体であるかもしれないケーブルとジョイントの材料とに損傷を与えうる ディスチャージ活性を導き、極端な場合、そういったことはジョイントに電気的 なブレークダウンを引き起こす可能性がある。ケーブルジョイントの存在する場 所、さらにはジョイント以外に電気装置の存在する場所で高電圧の応力域が発生 することが認識されていて、さらには、本発明は、従来例のみで検討されている ケーブルジョイントよりも広い適用性を有すると理解されている。もう一つの適 用性は、電気ケーブルと別の電気ケーブルというよりもむしろ電気装置の一部と の間の相互連結の囲いこみを含むものである。 本発明の目的は、電気装置において、高電圧の応力域で便利な応力制御を提供 することである。 １つの様相で本発明は、ケーブルジョイント等といった電気装置を提供する。 ケーブルジョイントでは、応力を制御するファラデーケージとして動作する導電 性スリーブが、高電圧用のジョイント周辺の弾力性のあるシールとして提供され る。ジョイント又は別の装置の絶縁は、硬化性材料、オイル又はグリス等の適切 な材料、又は英国特許第9414038.1号の明細書で定義されているゲルで提供され る。 本様相では、本発明は、高電圧用の電気的に導電性の細長い部材が絶縁囲いこ み層から延びていて、さらに、電気的に導電性のチューブ部材が、上記絶縁層の 少なくとも長さ方向の一部分に密接して順応し、かつ、電気的なジョイントが上 記導電性部材の少なくとも長さ方向の一部を囲んでいて、上記チューブ部材が、 適所で回転できるように二重壁の形態となっている電気装置を提供する。 「回転」は、基材と近接する部材の壁と基材自身の部材の壁との間の相対的な スライド動作なしに、実質的に基材上でチューブ部材が回転する能力を意味する 。 チューブ部材が絶縁層に密接して順応しているので、圧縮力を作用させること が可能である。 チューブ部材は導電性部材も囲んでいて、また、それによって電気的に接続さ れている。従って、チューブ部材は、導電性部材と物理的に接する必要はないが 、接していてもよい。例えば、チューブ部材は、それ自身が導体性部材に据え付 けられている導電性部品にさらに物理的に接していてよい。 好ましい実施の形態では、電気装置は、２つの高電圧ケーブル間にジョイント を含んでいて、そこでは導電性部材は、一方のケーブルの導体部と、上記一方の ケーブルの誘電層を有する絶縁層とを含んでいて、そこでは電気コネクターは、 一方のケーブル導体部を別のケーブル導体部に接続し、さらにそこでは、チュー ブ部材が、コネクターに密接し順応するジョイントを横切って延びていて、さら に、各ケーブルの誘電層の少なくとも一部分上で延びている。 ケーブルが遮蔽された場合、露出されたケーブルの誘電体の一部分にのみ沿っ て延びるように、導電性チューブ部材は配置されていてるので、各ケーブルの遮 蔽部から縦方向に間隔が隔てられ、それによって、ショート回路の形成が防止さ れる。 電気装置分野において、様々な装置と方法が電気学上の応力を制御するものと して知られている。またEP-A-0210807号（米国特許4868967号が対応）は、本発 明の目的に適切な減摩擦媒体を含んでいる二重壁チューブの部品を開示している 。これらの公報の全内容は、本明細書では参照として含まれる。減摩擦媒体によ って、電力ケーブルのようにバックリングなしに、チューブが基材に沿って回転 させられることが可能になる。チューブは適切な材料から形成することが可能で 、 さらに、本発明の実施形態では、エラストマーが基礎材料として望ましく、これ は導電性フィラーとして扱われ、ＩＥＣ９３に従う２０℃、１ＫＶで測定された 抵抗率が１０⁴オームセンチメートルであり、好ましくは１０²オーダー以下であ る直流電圧抵抗率が部品に与えられる。基材に沿って回転することが可能な電気 的に導電性二重壁チューブの部品は、ライボルブ（ＲＡＹＶＯＬＶＥ）の登録商 標でレイケムから入手可能である。係る導電性スリーブは、ケーブルの導電性ジ ョイントで利用されるのが可能であり、ジョイント自身の長さを完全に囲み、囲 みは金属性のクリンプであってもよく、さらに、各ケーブルの誘電体の一部分に 沿って各側面で縦方向に延びる。この手段では、スリーブはファラデーケージと して機能することが可能で、従って、チューブの囲い内では電界効果が０に減少 する。従って、ジョイントの鋭いエッジは完全に電気的な応力で制御される。係 る回転スリーブの二重壁構造は潤滑さ、各端部で円形の輪郭をも提供し、ケーブ ル誘電体上の二重壁構造が存在する位置では、このような領域で発生する電気的 ディスチャージ活性の機会を最小化する。 さらに、１.１:１〜２:１の間であり、一般的には約１.７:１である伸長率を 有する回転スリーブである天然エラストマーが利用されることが可能で、先に述 べられたケーブルの導電性ジョイントのような基材で内部向きの基礎圧縮力を働 かせる。このことは、特にケーブル中に流体がある場合に有効である。例えば、 電力ケーブルは、ときどき空気や水を有する可能性があることが知られている。 このような汚染物が、ターミナル又はケーブルジャケットの損傷部を介してケー ブルに入り込む可能性があり、さらに、圧縮され、ケーブルの長さ方向に沿って 移動する可能性がある。例えば、圧縮下では、たとえ導電体が固体金属構造の場 合でも、汚染物は導電体と絶縁層との間で発見されるが、特に導電体が螺旋構造 である場合、芯の材料に対してより導電性である。係る汚染物が、ケーブルジョ イントのコアから出ていくべきであり、この高電圧域で中空が形成される可能性 があるので、有害な電気的ディスチャージ活性を導き、かつ／又は多重コアケー ブルのコア間、及び／又は導電体（高電位における）と接地電位である接続部品 との間で、電気導電路が形成される可能性がある。従って、回転スリーブの圧縮 効果はオフセットする傾向があり、ケーブルコアの内部的な過剰圧縮を克服する のに有利なものであり、よって汚染物を維持し、さらにケーブルジョイントの電 気的に保護を提供する。 汚染物が、ジョイントの構造に用いられた材料に不都合な効果を有することが できる可能性があるのなら、ケーブルコア内の水のような汚染物の封じ込みは有 利である。英国特許明細書9414039.9,9412038.1,9414037.3及び9414036.5（各々 PCT-GB 95/01623,PCT-GB 95/01624,PCT-GB 95/01624及びPCT-GB 95/01622が対応 ）、これらの全開示は、本明細書では参照として含まれていて、様々なケーブル ジョイント構造を開示していて、該ケーブルジョイント構造では、導電性コネク ターの周辺で、一対の半外板内に含まれるフィラー絶縁体がゲル材料を含んでい る。ゲルは重合体基質が結合した多量の絶縁オイルを含んでいて、水又は別の汚 染物へのゲルの露出を最小化することに都合よい。このことは、先に検討したエ ラストマースリーブによって、便利に実行することができる。これらの発明の明 細書は、弾力的な電圧制御スリーブの実施の形態を開示していて、応力制御スリ ーブは、別の電気装置及び別の構造のケーブルジョイントのより一般的な実施例 を有する。 本発明に係る構造の弾力的な導電性スリーブ又はチューブの圧縮力は、スリー ブと導電性コネクター間の優れた電気的接触を確かなものにし、故に導電体とス リーブ間とで電位差がないことを確実にすることを認識させる。 チューブ又はスリーブのエラストマー特性は、一つの寸法の部品をある範囲の 直径のケーブルに利用することも可能にする。ある直径の範囲で用いられるとい う能力によって、製造者、販売者、最終使用者が必要とする部品の在庫量を減少 させる。 二重壁チューブ部材はハウジング内に格納されるのが有利で、ハウジングは剛 性を有するものであってよく、さらに、そのあいだの空間はゲルを含んでいる絶 縁材料であってよく、該絶縁材料で満たされるのが望ましい。 チューブ部材は、熱膨張及び／又は絶縁材料の変位に、少なくとも部分的に適 応できる弾力性を有する。本発明に係る実施の形態のケーブルジョイントでは、 例えば１ＫＶを越える高電圧、特に１０ＫＶ以上においては、電力が供給された 状態と電力が供給されていない状態との間の熱循環は、結果としてケーブル自身 の重大な膨張、及びジョイントの絶縁性材料のような囲みこみ部材の温度の重大 な温度上昇を導く。 本発明に係る実施の形態として、添付の図面を参照にしてケーブルジョイント が記載される。添付図面は、ゲルで満たされた重合体の１５ＫＶ電気ケーブルジ ョイントの部分正面図を示すものである。 図面を参照にする。ライン組み込み型ジョイントは、２つの実質的に同一の重 合体ケーブル２、４の間で形成される。各アウタージャケット６、８、遮蔽ワイ ヤー１０、１２、遮蔽層（半導体又は導電性）１４、１６、第１の誘電層１８、 ２０及び導電体２２、２４は、通常の方法で連続的に切りつながれたものであり 、接地の連続性を維持するようなジャケットを横切る二次相互連結（図示せず） の為に、各ジャケット６、８上で遮蔽ワイヤー１０、１２が折り返される。コネ クターの別の適切な種類が利用されてもよいが、導体２２、２４はクリンプコネ クター２６によって電気的に相互連結されている。 このように形成されたジョイントの電気の応力制御は、導電性エラストマー材 料であって、減摩擦媒体３０を含んでいる二重壁チューブスリーブ２８で形成さ れ、スリーブはコネクター２６の周辺の２つのケーブル間で、延びていて、さら に、ケーブル遮蔽ワイヤー１０、１２から縦方向に間隔が隔てられる誘電層１８ 、２０上で縦方向に短い距離延びている。スリーブ２８は、堅く固定して据え付 けられていることで、クリンプ２６と電気的に接していて、スリーブ２８と導電 性部材とが囲まれていて、それらは同電位に維持されている、すなわちケーブル 導電部２２と２４が同電位であることが保証される。スリーブ２８は、クリンプ ２６及び露出された導電体２２、２４の周辺でファラデーケージ効果を提供し、 さらにこれらをシールし、また、ケーブル誘電体１８、２０上でもシールを行う 。径方向には導電体２２、２４とスリーブ２８で画定され、縦方向にはケーブル 誘電体１８、２０とクリンプ２６で画定される環状領域３２が、ケーブルコア１ ８、２２及び２０、２４内からの空気、水、その他の汚染物を含んでいるかもし れな いと認識されている。しかしながら、係る汚染物は電界が無い領域に含まれてい るから、電気的には有害でない。 応力除去コーン３４、３６が、各ケーブル２、４に提供され、さらに通常の方 法で各シールド１４、１６の切りつながれた端から離れる方向に円錐表面を提供 する。応力コーン３４、３６は導電性ゴムから形成され、さらにケーブル間で電 気的ジョイントの形成後、ケーブル２、４の周辺で組立られるように、一対の半 分のコーンとして各々が提供される。 応力コーン３４、３６、及びファラデーケージスリーブ２８は、導電性重合材 料、即ちポリプロピレンを含有する炭素で形成された外側に蝶番づけられた一対 の半外板３８、４０内に、完全に囲まれていて、半外板３８、４０は互いに取り 付けられ、ケーブル２、４の周辺をクランプする円柱ハウジングを構成し、ジョ イント端部の各ケーブルジャケット６、８を各々シールする。固定された２つの 半円柱部品４２、４４として形成された電気的絶縁性サポートクレードルは、外 部ハウジング３８、４０の内部表面に固定されていて、ジャケット内部で径方向 でしっかりとファラデーケージ２８を適所に位置させる。 ハウジング３８、４０の内部であって、クレードル４２、４４の周辺であり、 内部であり、ファラデーケージスリープ２８の周辺であり、さらに応力コーン３ ４、３６を縦方向の境界として維持されている空間は、電気的に絶縁のシリコン ゲル４６で完全に充満されている。 図面中で見られるように、回転スリーブ２８の外表面とサポートクレードル４ ２、４４の内表面との間で、ゲル４６に満たされた領域である環状領域が存在す る。しかしながら、地下に埋められた場合のように、図面のようにジョイントが 直線でなく、わずかにカーブに湾曲している場合でも、外板クレードル４２、４ ４は、ジョイントが動作中に高電圧であるスリーブ２８と、接地電位であり外側 ハウジング３８、４０との間を分離するのに役に立つ。さらに、環状領域の寸法 が、拡大したり、縮小したりすることで、ジョイントを形成するケーブルの直径 への依存性は、実質的に０となることが認識されている。 減摩擦媒体３０を備えたエラストマー二重壁スリーブ２８の弾力性は、能力の 点、大きさが制限されている点、圧縮性、ジョイントの操作の点が有利で、従っ て温度が上昇した場合にゲル４６の膨張を提供することが認識されている。 サポートクレードル４２、４４及び応力コーンの１つが、各半外板３８、４０ 内に各々取り付けられ、硬化されていない、液体のゲル４６を各半外板の縁まで 注がれ、さらにその後ゲルを硬化させることで、ジョイントの部材が組み立てら れる。その後ケーブル２、４は切りつながれることで準備され、さらに、回転ス リープ２８は、ケーブル２、４の１つ上で回転し、引き延ばされる。両方のケー ブル誘電体１８、２０に近接する部分及びクリンプ２８上に横たわるように導電 体２２、２４は、クランプ２６で互いに固定され、さらに、スリーブ２８はケー ブルに沿って逆回転する。それから、絶縁体、応力レリーフ及び障壁は、それら の周辺部にある準備されたハウジングの半外板３８、４０をクランプすることで 容易に、提供される。半外板３８、４０を互いに固定させることは、ゲル４６の 各部分の平面表面を共にする。その後、半外板が接する場所でのゲルとゲルのみ でなく、誘電層１８、２０のようなケーブル２の囲み部材上においても、誘電性 高電界面を提供する。 係るジョイントの組立、及び一般的構造のさらなる詳細と特徴は、出願中のレ イケムコーポレーションの米国特許明細書第08/13860号（国際特許明細書第95/1 1543が対応）で開示されていて、その全内容は、本明細書では、係る参照で引用 される。 弾力的で、圧縮性があり、電気的に導電性の部品は、それが回転式であろうが 、押し込み式であろうが、ファラデーケージとして応力制御を電気的に提供する ことが可能で、導電性クリンプコネクターのような、根元的な導電性部品に電気 的にすぐれた接続を維持する一方、同時に、水、油又は別の汚染物の接続部への 導入を導く可能性があるケーブルコア内の内部圧力を打ち消すことが知られてい る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＩ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ (72)発明者 ホフマン，イェーンス ドイツ連邦共和国デー−85579ノイービベ ーク、ホーヘンブルナー・シュトラーセ５ 番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 高電圧用の電気的に導電性の細長い部材が絶縁囲いこみ層から延びていて 、 さらに、電気的に導電性のチューブ部材が、上記絶縁層の少なくとも長さ方向 の一部分に密接して順応し、かつ、電気接続部で上記導電性部材の少なくとも長 さ方向の一部を囲んでいて、 上記チューブ部材が、適所に回転できるように二重壁の形態となっている電気 装置。 ２． ２つの高電圧ケーブル間に接続部を含んでいて、上記導電性部材が上記ケ ーブルの１つの導電部を有し、かつ、上記絶縁層が上記１つのケーブルの誘電層 を有し、 電気的コネクターが、上記１つのケーブル導電部を別のケーブルの導電部に接 続し、 かつ、上記チューブ部材は、上記接続部を横切り上記コネクターと密接して順 応し、さらに各ケーブルの上記誘電層の少なくとも部分的な長さ方向の一部に、 延びている請求項１記載の電気装置。 ３． 各ケーブルは電気的に遮蔽されていて、 各遮断は、各ケーブルの上記誘電層が露出されるように切りつながれていて、 さらに、上記導電性チューブ部材は、各ケーブルの誘電層の一部分に沿っての み延びていてる請求項２記載の電気装置。 ４． 上記二重壁チューブ部材は、回転動作を促進する減摩擦媒体を含有する二 重壁エラストマーチューブを含んでいる先の請求項の１つに記載の電気装置。 ５． 上記二重壁チューブ部材が、絶縁材料を有するハウジング内に収納されて いる先の請求項の１つに記載の電気装置。 ６． 上記ハウジングが剛性を有していて、 かつ、上記絶縁材料がゲルを含んでいる請求項５記載の電気装置。 ７． 上記チューブ部材は十分に弾力性があり、熱膨張及び／又は上記絶縁材料 の変位に少なくとも部分的に対応する請求項５又は６記載の電気装置。