JPS608511Y2 - 高圧電力ケ−ブルを成端または接続するのに用いる中空の熱収縮性物品 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高圧電カケ−プルを威喝または接続するのに
用いる中空の熱収縮性物品に関する。

連続して遮蔽される高圧ケーブルの端を成端または接続
するとき、その遮蔽を、成端法または接続法によって定
まった長さだけ除去する。

遮蔽を除去すると、その遮蔽の端において電場の不連続
が生じ、その結果高い電気的応力を招く。

このケーブルを支障なく用いるためには、発生する高い
電気的応力をケーブル自体の中で最大限に低下させてケ
ーブルの期待される寿命をちぢめないようにせねばなら
ない。

この電気的応力を逃がし、使用中のケーブルやその威喝
または接続端子に事故の生じるのを防ぐために、いくつ
かの方法が開発された。

これらの方法の中には、予め成型された、または組立て
形式のストレスコーンを使用するものがある。

ストレスコーンは、絶縁コーンの表面部分にワイヤ、メ
タルフォイル、メタルテープのような導電材料を備えて
いることによってケーブルの遮蔽を延ばすものである。

ストレスコーンは、不連続個所におけるケーブルの直径
を増大させることによって前記電気的応力を低下させる
。

絶縁コーンは、プラスチック、紙、エポキシ樹脂、ゴム
等から成るテープでつくることが出来る。

しかしこれをケーブルに取り付けるにはかなりの熟練と
時間を要する。

予め成型された着脱式のストレスコーンを用いることも
出来る。

しかるに、この形式のものは締りばめを必要とするため
、ケーブルとコーンとを厳密な公差でつくって置かなけ
れば最適な機能を発揮することが出来ない。

またストレスコーンを違った長さの熱収縮可能な複数の
管状層を有する構成にすることも提案された。

しかしこの方法は甚だしく時間がかかり、しかも積層界
面に空隙を生じる可能性が強いので、あまり実際的では
ない。

周囲環境にある水分および汚染物から威喝部を保護する
ことは、屋内用高圧ケーブルにとっては有利であり、屋
外用高圧ケーブルにとっては甚だ重要である。

この保護は、ある材料から成るテープまたはスリーブを
使用して行うことができる。

この場合、その材料が少くとも一部に有機物の部分を有
しておれば、そこに例えば水和されたアルミナのような
トラッキング防止充填剤を分散させることもできる。

このトラッキング防止充填剤は、前記保護材料の外面に
炭素質の導電性付着物が形成されるのを防止する性質が
ある。

英国特許第Ｌ ３３７．９５１．１．２８４．０８２、
ならびに１．３０３．４３訝においては、前記保護材料
はトラッキング防止充填剤が内部に分散した重合体材料
からなる熱収縮性のスリーブの形であってもよいと述べ
られている。

熱収縮性のスリーブを用いて高圧ケーブルを成端する従
来の方法は、ケーブルの成端部に生じる電気的応力を緩
和し得る熱収縮性の内側スリーブと、密閉剤と、トラッ
キング防止材料からなる熱収縮性の外側保護スリーブを
順次ケーブルの所定位置に施して熱収縮させるものであ
る。

その方法は、熱収縮性のスリーブを使用しない成端方法
に比して、その成端作業をかなり容易にするなどの利点
を有するものであるが、複数の別々の部材を順次ケーブ
ルに取付けていかなければならないので時間がかかるし
、部材の数が増せば作業のミスも多くなる欠点を有して
いる。

本考案は熱収縮性スリーブを使用した上記従来方法を改
良し、高圧ケーブルの成端または接続に伴う作業を容易
にできるように構成した中空の熱収縮性物品を提供する
ことを目的とするものである。

すなわち本考案によれば、高圧電カケ−プルを成端また
は接続するのに用いる中空の熱収縮性物品において、内
表面と外表面とを有し、外表面がＡＳＴＭのＤ２３０３
によって測定された少くとも２．５ＫＶの初期トラッキ
ング電圧を有し、内表面の少くとも１部分が電気的応力
を緩和する電気特性を有し、かつ、この物品の熱収縮性
がそれ自身の寸法的熱的不安定性のみに実質的に由来し
ていることを特徴とする中空の熱収縮性物品が提供され
る。

本明細書で使用する１熱収縮性ヨの語は、熱及び／又は
圧力を加えることによって熱に対して寸法的に不安定な
形状に膨張され、かつ例えば圧力を維持したまま冷却す
ることによってその不安定な形状に保たれており、熱を
加えたときにもとの形状またはもとの形状に近い形状に
もどる物品の性質を意味している。

またＪそれ自身の寸法的熱的不安定性ヨの語は、物品の
均質部分の性質であって、物品の他の部分から力を加え
られなくても、加熱によりその物品の均質部分の寸法を
熱的に安定な寸法に変え、または変えようとする性質を
意味している。

ここで１均質ヨの語は、言及している部分を、例えば積
層体と区別するために使用しており、微視的尺度ではな
く巨視的尺度を使用している。

前記初期トラッキング電圧は、アメリカ材料試験協会（
ＡＳＴＭ ）のＤ２３０３によるマテス（Ｍａｔｈｅｓ
）とマクゴーワン（ＭｃＧｏｗａｎ ）の傾斜した平面
における試験によって測定される。

この試験では、下側に２つの電極が５ＯＮｎ間隔で取付
けられている材料サンプルを水平面に対して４５°をな
すように取付ける。

その後容量比抵抗３８０Ω０を有し０．０２％の湿潤剤
、トリドア （Ｔｒｉｔｏｎ） ＸＩＱＱ（約９〜ｌＯ
モルのエチレンオシドを含むｔ−オクチルフェノキシポ
リ（エチレンオキシ）エタノール）を含む塩化アンモニ
ウム溶液の状態の汚染物を上部電極から下部電極へ制御
された速度で流すのである。

この試験は、最初１．５ＫＶの電圧で開始され、駄目が
発生するまで１時間に０．２５ＫＶの割合で電圧が上げ
られる。

本考案による熱収縮性の中空物品の外表面は、少くとも
約２．５ＫＶ、好適には３．５ＫＶまたはそれ以上（Ａ
ＳＴＭのＤ２３０３によって測定されたもの）の初期ト
ラッキング電圧を有する。

高圧電カケ−プルの威喝に対しては、本考案による熱収
縮性中空物品の外表面は非トラツキング性であることが
好ましい。

′非トラッキング性ヨとは、高い電圧の影響のもとで表
面にデンドライト形状の炭素質導電性付着物が形成する
ことに対する耐性が生じる材料の特性を意味する。

一般に高圧高置カケープルの被覆物が周囲環境にある汚
染物に露されて劣下を生じる原因には、腐食とトラッキ
ングとがあるが、特にトラッキングを防止することが重
要である。

即ち、腐食の場合には、被覆物のある特定位置に生じた
腐食が他の腐食されていない部分に影響を及ぼすことが
ないため、その腐食によって被覆物の寿命が大巾に低下
することがない。

しかるにトラッキングは、被覆物表面の特定位置に形威
される炭素質電導性付着物であって、最初は短い線状の
ものであるが、徐々に戊長し長くなって被覆物の表面に
沿う導電路を形成するようなものである。

従ってこのトラッキングが生じると被覆物の寿命は大巾
に低下するのである。

本考案者等は、電カケープルが高電圧下で使用される場
合に、熱収縮性物品の外表面の初期トラッキング電圧（
即ちトラッキングが形威し始めるときの電圧）が、ＡＳ
ＴＭのＤ ２３０３によって測定された少なくとも２，
５ＫＶの電圧であるようにすれば、その熱収縮性物品の
劣下は実質的に腐食による劣下のみになるため、その寿
命が長くなるのに対し、初期トラッキング電圧が上記２
．５ＫＶの値より小さくなるとトラッキングが生じて熱
収縮性物品の寿命が著しく低下することを見出したので
ある。

少なくとも２．５ＫＶの初期トラッキング電圧を有する
本考案の物品に使用する材料は、１種類または２種類以
上のほぼ架橋した重合体材料を少なくとも含む。

これらの重合体材料には必要に応じてトラッキング防止
充填剤を混入してもよい。

適当な重合体材料としては、ポリオレフィン、２種また
は３種以上の単量体から得られるその他のオレフィン重
合体、特に三元共重合体、ポリアクリレート、およびシ
リコーン重合体が挙げられる。

くわしくいえば、適当な重合体は、ポリエチレン、エチ
レン／アクリレート共重合体、特にエチレン／メチルア
クリレート共重合体とエチレン／エチルアクリレート共
重合体、エチレン／メタアクリレート共重合体、特にエ
チレン／メチルメタアクリレート重合体とエチレン／エ
チルメタアクリレート共重合体、エチレン／ビニルアセ
テート共重合体、エチレン／プロピレン共重合体、エチ
レン／プロピレン／非共役二重結合化合物三元共重合体
、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リジメチルシロキサン、ジメチルシロキサン／メチルビ
ニルシロキサン共重合体、炭素質シロキサン、例えばオ
リンマテーソン（ＯｌｉｎＭａｔｈｉｅｓｏｎ）によっ
てつくられた１デイツクスジ／Ｌ／ （Ｄｅｘｓｉｌ）
Ｊ重合体、即ち英国特許第１，０１０゜０６４号に開示
された変形エラストマー、ポリブチルアクリレート、ブ
チル／エチルアクリレート共重合体、ブチルアクリレー
ト／グリシジ ルメタアクリレート共重合体、ポリブテ
ン、ブチルゴム、イオノマー重合体、例えばデュ・ボン
（Ｄｕ ｅ Ｆｏｎｔ）社製１シルリフ （Ｓｕｒｌｙ
ｎ） Ｊ、特に炭素対珪素の比が１．５：１乃至１：１
を持つ実質的なモノアルキルシリコーン、特に実質的な
モノメチルシリコーン、ジメチルシリコーン中の実質的
なモノアルキルシリコーン、または上記の中任意の２種
または３種以上の混合物を含む。

前記トラッキング防止充填剤については水和アルミナ、
特に英国特許第１．０４１．５０３号に開示されている
水和アルミナ、特に三水和アルミナ、英国特許第１．２
４０．４０３号による１種または２種以上のアルカリ土
類金属硫酸塩、及び英国特許第１、３３７．９５１号に
よるトラッキング防止物質があり、これらは各々単独で
または２種以上混合して前記重合体材料に混入すること
ができる。

これらの開示内容は参考として本明細書は援用する。

本考案によるトラッキング防止特性を有する特に好適な
材料としては、英国特許第１．３３７．９５１号に開示
されている組成物を挙げることができるが、必要とする
トラッキング防止特性を有するならばどの材料でも本考
案による物品に適することが理解されよう。

前記特に好適な組成物は、ＢＥＴ法で測定された比表面
積が少くとも２ｒｒｌ／ｇであるアルミナ水和物と、酸
化物、混合酸化物及び酸化物の混合物の群から成り、遷
移金属元素群ランタニド金属群またはウランより原子量
の小さいアクチニド金属元素群の少くとも１つの元素を
含む化合物との混合物を含む。

本考案の熱収縮性物品の少くとも内表面は、電気的応力
を緩和する電気インピーダンス特性、即ゆケーブルの成
端部に生じる電気的応力を緩和する電気抵抗特性を有す
る。

この特性は線型でもよいが本来は非線型であることが好
ましい。

これらは抵抗性（レジステイブ）であっても、蓄電性（
キャパシティブ）であっても、または両方を組合せたも
のであってもよい。

また、抵抗性成分は線型でも非線型でもよい。

１線型の電気特性物質、というのは、電圧が加えられる
とオームの法則に従う物質を意味する。

′非線型の電気抵抗性物質ヨというのは、その電気抵抗
が、加えられる電圧と共に変る物質、即ち電圧Ｖが加え
られた時に流れる電流■が式■＝ＫＶＹ（但しＫもＹも
定数で共に１より大きく、Ｙは０．Ｏ１〜１０に■／ｍ
ｎ１好適には５ＫＶ／ｍｎ以下の直流応力において少く
とも１．５であることが好ましい）に従う物質を意味す
る。

初期トラッキング電圧が少くとも２．５ＫＶの外表面と
少くとも一部分に応力緩和特性がある内表面とを有し、
この物品のそれ自身の寸法的熱的不安定性のみに実質的
に由来する熱収縮性を備えた中空物品は、初期トラッキ
ング電圧が少くとも２．５ＫＶの、好ましくは非トラツ
キング性の前記重合体材料の１種から成る重合体の熱収
縮性の外スリーブと、この外スリーブの内周面の少くと
も一部分に、少くとも内表面に応力緩和能力を有し、好
ましくは非線型の電気インピーダンス特性を有する被覆
とを備えて構成してもよい。

応力緩和電気特性を有する被覆は、例えば重合体材料、
ペースト、マスチック、接着剤、塗料またはワニスと、
応力緩和電気特性を有する化合物とを混和して成る基部
を備えていてもよい。

ただ、この被覆は外スリーブが熱的不安定形体から熱的
安定形体へ復元するのを何らかの実質的方法で妨げるも
のであってはならない。

この被覆は、外スリーブの内周面に任意の既知の方法、
例えば成型、押出し、塗装、または塗布によって形成す
ることができる。

この被覆は、溶液の状態で外スリーブの内周面に形成し
、溶媒を蒸発させることにより外スリーブの内周面に接
着させることができる。

特にこの被覆が例えば重合体材料のような個体である場
合には、この被覆を管形状に押出して外スリーブの内側
に挿入し、好ましくはその外スリーブに接着させる。

そうすれば、本発明の中空物品が収縮すると、その被覆
体を取り囲んでいる外スリーブ内周面の部分と、この被
覆体とが緊密に接触するようになる。

この被覆の管状体を外スリーブの所定部分に接着して本
発明の中空物品の形状に形成した後、その中空物品に熱
収縮性を付与するようにしてもよい。

応力緩和電気特性を与える化合物を混入しうる前記被覆
基部を形成する材料は、好適には重合体であり、広範囲
な分子量の重合体から選定することが出来る。

基部を形成する材料は２種または３種以上の重合体を混
合して用いるのが望ましく、その際在来の添加剤を混入
してもよい。

そして、基部を形成する材料は成る程度被覆の形に従っ
て選定される。

単独でまたは混合して用いるのに適する重合体の例とし
ては次の如きものがある。

エチレンと、プロピレン、ブテン、メチルアクリレート
、エチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチ
ルメタアクリレート、酢酸ビニル、塩化ビニル、プロピ
オン酸ビニル、−酸化炭素、マレイン酸塩、フマール酸
塩、またはイタコン酸エステルとの共重合体と、並びに
エチレン、酢酸ビニルおよびオレフィン性不飽和モノカ
ルボン酸（例えばアクリル酸またはメタアクリル酸）の
三元共重合体を含むポリオレフィン：例えばイオノマー
樹脂の如く、酸基の一部が中和されている種々の重合体
で、一般的にはアンモニウム、アルカリ金属またはアル
カリ土類金属の誘導体であるもの；ポリ塩化ビニル、コ
モノマーとして酢酸ビニル、弗化ビニリデン、マレイン
酸ジアルキルまたはフマル酸塩を含む塩化ビニル共重合
体；ポリ弗化ビニリデン、弗化ビニリデンとへキサフル
オロプロピレンとの共重合体、弗化ビニリデン、ヘキサ
フルオロプロピレンおよびニトラフルオロエチレンとの
三元共重合体、弗化ビニリデンと１−ヒドロペンタフル
オロプロペンとの共重合体、または弗化ビニリデン、１
−ヒドロペンタフルオロプロペン及びテトラフルオロエ
チレンとの三元共重合体などを含むフルオロカーボンプ
ラスチックもしくはフルオロカーボンゴム、ニトリルゴ
ム、アクリレートゴムおよびポリサルファイドゴム；ブ
チルゴム、ネオプレンゴム、エチレンゴムもしくはプロ
ピレンゴムのような合皮ゴム、天然コム、並ヒにエチレ
ン、プロピレンおよび非共役二重結合化合物の三元共重
合体；ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン
またはメチルフェニルビニルシロキサンからの誘導体ヲ
含ムシリコーンゴム（これらのゴムはガム質であるもの
が好ましい）；ガム質ポリエステル、ガム質ポリアミド
およびガム質のその他の重合体または共重合体。

応力緩和電気特性を有する物質は、前記の基部形成材料
の例えば２種または３種以上と、在来の充填剤、例えば
処理助剤、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、結合剤、さら
には変形されたまたは変形されていない充填剤および／
または硬化剤のうちの任意の物質とを混合して成る基部
に混入してもよい。

応力緩和電気特性を有する物質としては、例えばカーボ
ンブラックまたはシリコーンカーバイドの粒子、例えば
米国特許第３３４９１６４号に記載されている如き薄片
状金属、及び英国特許第１３３５２／７３号に記載され
ている材料が挙げられる。

これらの特許明細書の記載内容は参考として本明細書に
援用する。

応力緩和電気特性を有するこれらの物質は、前記被覆に
１種類だけで混入してもよいし、あるいは２種類以上を
混合して混入してもよい。

本考案による物品が熱収縮性の外側スリーブと内側の応
力緩和被覆とを含む場合、この外側の熱収縮性スリーブ
の内周面の応力緩和被覆のない領域の少なくとも一部分
に密閉剤を配置することが好ましい。

適当な密閉剤としては、高温溶融接着剤、マスチツクス
、および熱硬化性接着剤が挙げられる。

この密閉剤の組成は、例えば水分の侵入を防止するよう
に互いに密閉する基体の性質によって決まるといってよ
い。

また、例えば前記熱収縮性の外スリーブを、露出したケ
ーブル外皮および／または芯線に取付けられた金属製突
出部に接着させるための適当な密閉剤については、例え
ば英国特許出願第１９７８０／ ７汚に記載の接着剤ま
たは英国特許第１．４１１．９４３号に記載の接着剤が
挙げられる。

これらの開示内容は参考として本明細書中に援用する。

本考案の他の実施態様では熱収縮性中空物品は単一のス
リーブからなり、そのスリーブの外表面が２．５ＫＶと
いう前に定義した初期トラッキング電圧を有し、そのス
リーブの内表面が応力緩和電気インピーダンス特性を有
し、かつそのスリーブの熱収縮性が、スリーブに備わっ
た前述のそれ自身の寸法的熱的不安定性のみに実質的に
由来している。

かかるスリーブの適当な材料は、重合体材料と応力緩和
電気特性を有する充填剤と、必要に応じて添加される１
種または２種以上の在来の添加剤とからなる。

ここでの重合体材料については、特にモノメチルシリコ
ーン単独かまたはポリジメチルシリコーンの中における
実質的モノアルキルシリコーンが挙げられる。

また、熱収縮性スリーブの一端または両端の内面に適当
な密閉剤を付着してもよい。

実施例 １ 架橋したポリエチレン絶縁体外皮を有する２０ＫＶのケ
ーブルをはいで、導線を７．５ｃｍ、誘電体を４３ｃｍ
、グラファイト層を１ｃｍ、紙層を１ｃｍ、および銅遮
蔽を２ｃｒｌＬ露出させた。

導線には突出部を取り付けた。

１５０ｆの酸化鉄Ｆｅ３０４（プファイツア社（Ｐｆｉ
ｚｅｒ Ｌｔｄ、）製Ｂ Ｘ ５０９９）、５０ｆのブ
チルゴム（エッソ石油会社（Ｅｓｓｏ Ｐｅｔｒｏｌｅ
ｕｍ Ｌｔｄ、）製ブチル０６５）および５０ｇのポリ
イソブチレン（エッソ石油会社製Ｖｉｓｔｅｎｅｘ ０
ＭＭ５）を含む応力緩和マスチックを混合し、これをき
のこ型グイヘッドを有するラム押出機を用いて長さ５６
ｃｍの熱収縮性非トラツキングスリーブの端から６ｃｍ
の所より２５０の部分に被覆した。

本実施例の熱収縮性非トラツキングスリーブは英国特許
第１３３７９５１号の実施例に従って作成したものであ
る。

次に前記と同じブチルゴムおよび前記と同じポリイソブ
チレンを含むマスチックを混合し、これを前記熱収縮性
非トラツキングスリーブの４ｃｍ部分の内部に被覆した
。

そのようにして作成した中空物品を前記ケーブルの裸出
部分と外皮の２ｃｒｎの部分とに被せ、前記熱収縮性非
トラツキングスリーブを熱復元させた。

このケーブルをＥＲＡ Ｍａｒｋｌｌｌ放電検知器で試
験すると、５ｐｃでの放電開始電圧は５ＱＫＶであった
。

英国標準規格Ｂ５９２３ （１９７２）に従った測定結
果では、インパルス耐電圧は正極性および負極性で１１
５ＫＶであり、インパルスフラッシュオーバ電圧は正極
性で１２０〜１２５ＫＶであった。

実施例 ２ 応力緩和マスチックとして低密度のエチレンプロピレン
ゴムと炭化珪素粒子とを含むマスチックを用いる点を除
いては実施例１と同じ手順によって第２のケーブルを成
端した。

得られた電気的結果は実施例１と同様であった。

添付図面に示す一実施例を参照しながら本考案を説明す
る。

図面を参照すれば、裸出された高圧ケーブル１が示され
ている。

このケーブルは、外皮２、銅の遮蔽３、紙の層４、グラ
ファイトの層５、プラスチックの誘導体６および導線７
の構成部分を有している。

導線７には突出部１２が取り付けられている。

本考案による物品８は、このケーブルの裸出部分に、外
皮２から突出部１２に亘って熱収縮されて取付けられて
いる。

物品８は、前述の定義による少くとも２．５ＫＶの初期
トラッキング電圧を有する外スリーブ９と、非線型の電
気抵抗性を有する材料から成る内部被覆１０と、密閉剤
１１゜１１Ａとを含んでいる。

なお、本考案の熱収縮性物品は、除去可能な別部分によ
り拘束されて寸法的に不安定な状態に維持され、上記別
部分を除去したときに寸法的に安定な状態に復元するよ
うな物品に置き換えることもできる。

上記の別部分は、例えば螺旋状に巻きつけたプラスチッ
クもしくは金属のバネ、またはテープであり、上記物品
の内側または外側のいずれに設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による物品を用いて成端された高圧ケ
ーブルの一部分を示す長手方向断面図、および第２図は
、本考案の物品が適用された高圧ケーブルの断面図であ
る。 １・・・・・・高圧電カケ−プル、８・・・・・・中空
の熱収縮性物品、９・・・・・・外スリーブ、１ｏ・・
曲内部被覆。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧電カケ−プルを成端または接続するのに用いられる
   物品であって、ＡＳＴＭのＤ２３０３によって測定して
   少なくとも２．５ＫＶの初期トラッキング電圧を有する
   外表面を有する第１の管状部材と、上記第１の管状部材
   の少なくとも一部分の内周面に接着され、かつ内表面の
   少なくとも一部分が電気的応力を緩和する電気的特性を
   有する第２の部材とを備え、かつ少なくとも上記第１の
   管状部材が、それ自身の寸法的熱的不安定性のみに実質
   的に由来した熱収縮特性を有することを特徴とする中空
   の熱収縮性物品。