JP4621707B2 - 気中終端接続部用がい管ユニット - Google Patents

Description

本発明は、発電所、変電所などに配置される電力機器や架空送電線と電力ケーブルとを接続する電力ケーブルの終端接続部に関し、特に、気中終端接続部及び気中終端接続部用がい管ユニットに関する。

一般に、ＣＶ（架橋ポリエチレン絶縁）ケーブル等の電力ケーブルには、絶縁体内の電界ストレスを緩和するため、絶縁体上に遮蔽層（外部半導電層）が設けられている。このような電力ケーブルの終端接続部を組み立てる場合、ただ単にケーブル端部の遮蔽層を取り除くのみでは、遮蔽層端部に電界が集中し、絶縁体である架橋ポリエチレンの破壊を引き起こすおそれがある。そのため、特に高電圧用の電力ケーブルの終端接続部では、電界ストレスが集中しないよう、様々な工夫が施されている。

様々な工夫として、例えば、大気中で使用される終端接続部としての気中終端接続部は、プレモールドのゴム製のストレスコーン（電界緩和絶縁補強層）を用いたプレハブ式（特許文献１参照）のものや、油浸絶縁紙内に配置された薄い金属箔電極間の静電容量を適当に分布させてなるコンデンサコーンを用いた油浸式（特許文献２参照）のものなどがある。

例えば、プレハブ式の気中終端接続部では、筒状のがい管内において、電力ケーブルの導体の端部に導体引出棒が圧縮接続され、段剥ぎして露出した絶縁体上に紡錘状のストレスコーンを被嵌している。

このストレスコーンは、圧縮装置を介して、がい管内の下方に挿入固定されたエポキシ座に押圧固定されている。なお、この圧縮装置のスプリング力によりエポキシ座とストレスコーンとの界面及びストレスコーンとケーブル絶縁体との界面に適切な圧力を与え絶縁耐力を確保する。また、がい管の上部には導体引出棒およびがい管を固定するための上部金具が固定され、これらは上部覆いにより覆われている。また、電力ケーブルでは、がい管内において外部遮蔽層の接地がつけられた状態となっている。

そして、このがい管内には、絶縁コンパウンドとして、絶縁油等の絶縁流体やＳＦ_６ガス（六フッ化硫黄）等の絶縁ガスが充填される。

また、油浸式の気中終端接続部では、がい管内に挿入される電力ケーブルの導体端部にコンデンサコーンを主絶縁要素として用い、がい管内に、絶縁コンパウンドとして、絶縁油等の絶縁流体が充填される。

このようなプレハブ式や油浸式の気中終端接続部においては、電力ケーブルの端末のケーブル導体と導体引出棒との接続部分を収容するがい管は、一般的に、磁器製であり、高電圧になるにつれ、太く長尺となるとともに重量が重くなり扱いにくく作業効率が悪くなるという問題がある。

また、上記構成の気中終端接続部では、がい管内には、液体や気体の絶縁コンパウンドが充填されている。このため、地震などの外的な負荷や経年によって絶縁コンパウンドの外部への流出防止のためのメンテナンスが必要となり面倒であった。

これに対して、近年では、磁器製のがい管に代えてポリマー製のがい管を使用し、このポリマーがい管内に絶縁油や絶縁ガスを充填してなる複合がい管が知られている。
特開２０００−２６１９４８号公報 特開２００３−１８９４５４号公報

しかしながら、従来の気中終端接続部において磁器がい管に代えて、ポリマー製のがい管を使用した場合、がい管が高分子材料のポリマーで形成されているため、ポリマー製のがい管内に外部から水分が透過して、がい管内の絶縁油や絶縁ガスに混入して、絶縁油や絶縁ガスの性能を劣化させる可能性がある。

さらに、従来の気中終端接続部では、使用電圧の高電圧化に伴い、絶縁流体等による絶縁部分の径を大きくし、がい管も、表面漏洩距離の確保のため、全長、幅ともに大きくすることにより対応することが一般的であるが、近年、狭い所でも配置できるように、気中終端接続部の小型化、短尺化が望まれている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高電圧の電力ケーブルの気中終端接続部に用いて、扱い易く、好適、且つ、容易に気中終端接続部を組み立てることができるとともに、コンパクト化を図ることができる気中終端接続部用がい管ユニット及び気中終端接続部を提供することを目的とする。

本発明の気中終端接続部用がい管ユニットは、筒状をなし、一端部側から電力ケーブル端末が挿入されるとともに、外周に、放射方向に張り出す襞部が長手方向に離間して多数形成されたポリマーがい管と、前記ポリマーがい管の一端部側の内部に配置され、前記電力ケーブル端末を導通した状態で受容する受容部と、前記ポリマーがい管の軸心上に配置され、前記一端部側の前記受容部に導通した状態で接合される導体引出棒と、前記ポリマーがい管内に設けられる絶縁筒部を形成する絶縁混合物の種類に対応した材料を用いて形成され、前記ポリマーがい管内の一端部側に、前記受容部及び前記受容部と前記導体引出棒との接続部分の周囲を囲むように配置され、前記受容部及び前記受容部と前記導体引出棒との接続部分における電界を緩和する電界緩和管と、前記ポリマーがい管内に、前記電界緩和管が配置された状態で、前記ポリマーがい管と、前記導体引出棒及び受容部との間に、絶縁材を充填して固化することにより配設された筒状の絶縁筒部と、同軸上に配置された導体引出棒の端部と受容部の接続部との外周を導通筒状接続部で被覆して、もしくは、導体引出棒と受容部の接続部分や導体引出棒の途中に、フレキシブル導体（可撓より線）や短尺ケーブルを配設して、前記ポリマーがい管内の前記導体引出棒と前記受容部とを、該ポリマーがい管の編曲に追従した状態で通電させる可撓通電部とを備え、前記ポリマーがい管は、エポキシ樹脂又はＦＲＰからなる筒状の本体部と、前記本体部の外周部分に、長手方向に配置された複数の襞部を有するシリコン樹脂からなる絶縁外被部とを有し、前記絶縁筒部は、前記絶縁外被部と同種のシリコン樹脂を充填し固化してなる構成を採る。

本発明の気中終端接続部用がい管ユニットは、前記絶縁筒部のシリコン樹脂が、固化してなるゲル状の樹脂である。

また、本発明の気中終端接続部は、上記構成の気中終端接続部用がい管ユニットの前記受容部に、電力ケーブル端末が装着されてなる構成を採る。

上記気中終端接続部用がい管ユニットでは、ポリマーがい管の一端部側に、受容部及び受容部と導体引出棒との接続部分との周囲を囲む電界緩和管が設けられているため、受容部で受容された電力ケーブルの端部は、電界緩和管に囲まれた状態で受け入れて接続されることとなる。これにより、ポリマーがい管内部に絶縁材を充填させてポリマーがい管内に絶縁体を形成した後、電力ケーブルを接続して、気中終端接続部として用いる場合、電力ケーブルの端部の接続部分における電界が緩和され、ポリマーがい管の外周面における電界を緩和できる。

つまり、より高い電圧が印加される超高圧電力ケーブルの端部に接続されても、絶縁筒部の径を大きくすることがないとともに、ポリマーがい管では、表面漏洩距離を延長する必要がないため、ポリマーがい管自体の全長を長くすることなく対応できる。すなわち、より高電圧な超高圧ケーブルの気中終端接続部に用いる場合でも、絶縁筒部及びポリマーがい管に対して大幅なサイズアップを伴わず、軽量化、コンパクト化されたユニットとして用いることができ、取り扱いが容易であり、気中終端接続部の組み立て作業を簡便に行うことができる。この場合、ユニット自体のコストの低廉化も図ることができる。

本発明によれば、高電圧の電力ケーブルの気中終端接続部に用いて、扱い易く、好適、且つ、容易に気中終端接続部を組み立てることができるとともに、コンパクト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、ここで、気中終端接続部は、電力ケーブルの終端部を、例えば、トランス、架空線、変電所の母線等に接続するものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係る気中終端接続部用がい管ユニット１００の構成を示す断面図である。

図１に示す気中終端接続部用がい管ユニット１００は、テーパが付けられたがい管１１０と、がい管１１０内に当該がい管１１０の軸心上に配置された導体引出棒１２０と、がい管１１０の一端部側に配置され、電力ケーブル端部を受容して導体引出棒１２０と接続する受容部１３０と、がい管１１０の一端部側内部に配設された電界緩和管１３５とを有する。なお、本実施の形態では、がい管１１０内には、充填された絶縁材を固化してなり、導体引出棒１２０及び受容部１３０を被覆する絶縁筒部１４０が配設されている。

がい管１１０は、筒状をなす本体部１１２を、ポリマー被覆材１１４で被覆することにより構成されている。がい管１１０は、外周面に、基端側から先端側に向かってテーパが付けられて入れているため、基端部１１０ａ側の開口部が先端部１１０ｂ側の開口部より径が大きくなっている。なお、本実施の形態のがい管１１０は、外周面にテーパが付けられているものとしたが、これに限らずテーパが無く、基端部側及び先端部側の開口は同径の筒体であってもよい。

がい管１１０では、先端部１１０ｂ側の開口部は、架空線や機器に接続される上部被覆部１１６により閉塞されている。

また、がい管１１０では、基端部１１０ａ側からがい管１１０内に電力ケーブルの端部が挿入され、絶縁処理が施された状態で、導体引出棒１２０を介して、先端部１１０ｂ側の上部被覆部側に接続される架空線や機器などに電気的に接続される。

本体部１１２は、機械的強度の高い材料、例えば、エポキシ樹脂やＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの硬質プラスチック樹脂で形成されている。ここでは、ＦＲＰが用いられ、このＦＲＰ製の筒状の本体部１１２をポリマー被覆材１１４が被覆することにより、がい管１１０の外被を形成している。

ポリマー被覆材（絶縁外被部）１１４は、電気絶縁性能に優れる材料、ここでは、シリコンポリマーなどの高分子材料により形成され、本体部１１２に一体的に設けられている。

また、ポリマー被覆材１１４は、本体部１１２の外周部分に長手方向に所定間隔を空けて配置された複数の襞部１１４ａを有しており、この襞部１１４ａによりがい管１１０の基端部（一端部）１１０ａ側と先端部（他端部）１１０ｂ側とが雨水などにより電気的に短絡することを防止する。

導体引出棒１２０は、導電性を有する筒状体であり、一端部１２２で上部被覆部１１６に電気的に接続され、他端部１２４で受容部１３０に可撓通電部１５０を介して導通した状態で接続されている。なお、本実施の形態では、導体引出棒１２０は導電性を有する筒状体としたが、これに限らず、中実の棒状体で構成してもよい。

導体引出棒１２０は導電性を有するものであれば、どの様に構成されてもよく、撚り線などにより構成されてもよいが、ここでは、アルミ管を用いている。導体引出棒１２０は筒状であるため、その通電容量をケーブル導体より大きくした状態で径を大きくすることができる。

受容部１３０は、がい管１１０内において、基端部１１０ａ側に配置されており、がい管１１０の基端部１１０ａの開口縁部１１０ｃに取り付けられた平板環状の底部金具１１８に固定され、底部金具１１８の開口部から外方に開口する受容口１３０ａで、電力ケーブルの端部を受容する。

具体的に受容部１３０は、絶縁性を有する筒状の受容部本体１３２と、受容部本体１３２内に配置された有底筒状の筒内導通部１３４とを有し、電力ケーブルを受容して筒内導通部１３４に接続させることによって導体引出棒１２０と導通させる。

受容部本体１３２では、エポキシ樹脂などの絶縁性を有する部材から形成され、一端部側の開口で受容口１３０ａを形成している。この受容口１３０ａを底部金具１１８の開口部１１８ａに連通させた状態で、受容部１３０は、底部金具１１８に固定されている。

これら底部金具１１８の開口部１１８ａ及び受容口１３０ａを介して、がい管１１０の基端部１１０ａ側から電力ケーブルの端部が挿入され、挿入された電力ケーブルの端部は、筒内導通部１３４の接続部１３４ａに電気的に接続される。

受容部本体１３２では、他端部側端面から、受容部本体１３２内の筒内導通部１３４の底面に設けられた凸部１３４ｂが外方に突出している。この凸部１３４ｂは、気中終端接続部用がい管ユニット１００と同軸上に位置しており、可撓通電部１５０に導通した状態で接続されている。この凸部１３４ｂの外径は、導体引出棒１２０の外径と略同様の径である。

図２は、本発明の一実施の形態に係る気中終端接続部用がい管ユニット１００の可撓通電部１５０の一例を示す模式図であり、図２（ａ）は、同可撓通電部１５０の一例を示す要部断面図、図２（ｂ）は、同可撓通電部１５０の導通筒状接続部の正面図である。

図２に示すように、可撓通電部１５０は、導体引出棒１２０と受容部１３０とを、がい管１１０の編曲に追従した状態で通電させるものであり、可撓性を有した状態で両者を接続するものである。

ここでは、可撓通電部１５０は、同軸上で突き合わせた状態で配置された導体引出棒１２０の他端部１２４と受容部１３０の凸部１３４ｂとを接続している。なお、図２（ａ）に示すように、導体引出棒１２０の他端部１２４には、端面が湾曲するフランジ１２６が設けられ、凸部１３４ｂの先端面にも同様のフランジ１３６が設けられている。

つまり、導体引出棒１２０と受容部１３０とは、導体引出棒１２０の他端部１２４の端面のフランジ１２６と、筒内導通部１３４の凸部１３４ｂにおける先端のフランジ１３６とが対向して接触した状態で配置されている。

可撓通電部１５０は、同軸上に配置された導体引出棒１２０の他端部１２４と凸部１３４ｂとの外周を被覆する導通筒状接続部１５２を有し、この導通筒状接続部１５２の内周面をそれぞれの外周面と面接触させることによって両者を導通させている。

この導通筒状接続部１５２は、図２（ｂ）に示すように、筒状体を軸方向に沿って複数分割してなる断面円弧状の複数の分割体１５２ａからなる。

これら分割体１５２ａのそれぞれの内面には、構成する筒状体の軸方向に離間する両端部分から突出する突部１５２ｂが形成され、断面コ字状をなしている。

このように構成された複数の分割体１５２ａが、導体引出棒１２０の他端部１２４と凸部１３４ｂとの接続部分に、両者のフランジ部１２６，１３６に跨って配置されており、両者のフランジ１２６，１３６がコ字状内に配置された状態となっている。これにより、分割体１５２ａからなる筒状の導通筒状接続部１５２の軸方向への移動は規制されている。なお、複数の分割体１５２ａからなる筒状体の内径は、接続される他端部１２４と凸部１３４ｂの外径よりも小さいものとなっている。

このように配置された導通筒状接続部１５２は、外周側に配置された押圧部材１５４によって、導体引出棒１２０の他端部１２４と凸部１３４ｂの外周面に押圧され、当該外周面と面接触している。

押圧部材１５４は、導通筒状接続部１５２の内周面を導体引出棒１２０の他端部１２４及び凸部１３４ｂの外周面に押圧して接触させることによって、両者を導通させるとともに、両者の接続部分から導通筒状接続部１５２が位置ずれすることを防止している。

ここでは、押圧部材１５４は、導通筒状接続部１５２の外周に沿って複数配設された環状のコイルスプリングにより構成されている。ここでは、コイルスプリングは、導通筒状接続部１５２の外周面から脱落しないように、導通筒状接続部１５２の外周面に、外周に沿って形成された溝部１５２ｃに内嵌させた状態で配置されている。詳細には、溝部１５２ｃは、複数の分割体１５２ａのぞれぞれの外周面の同位置に形成される。

さらに、可撓通電部１５０では、同軸上に配置された導体引出棒１２０の他端部１２４と凸部１３４ｂとの外周を被覆する導通筒状接続部１５２及び押圧部材１５４を熱収縮チューブ１５６により被覆している。この熱収縮チューブ１５６によって、がい管１１０内に樹脂を充填させて絶縁筒部１４０を形成する際に、可撓通電部１５０へ樹脂が侵入することを防止できる。

熱収縮チューブ１５６の上下の開口部の内周には、導体引出棒１２０と凸部１３４ｂとにそれぞれ外嵌されたＯリング１５８が配設されている。ここでは、Ｏリング１５８は熱収縮チューブ１５６に埋設されており、これら熱収縮チューブ１５６及びＯリング１５８によって、導体引出棒１２０の他端部１２４と受容部１３０の凸部１３４ｂとの接続部分は密閉された状態となっている。なお、このＯリング１５８を有しない可撓通電部１５０の構成としてもよい。この場合、熱収縮チューブ１５６によって、導体引出棒１２０の他端部１２４と受容部１３０の凸部１３４ｂとの接続部分は密閉される。

なお、可撓通電部１５０は、上記の構成に限らず、ポリマーがい管１１０を用いた場合も編曲に導体引出棒１２０、ケーブル端末が接続された受容部１３０が追従できれば、どのような構成でもよい。例えば、導体引出棒１２０と受容部１３０の接続部分や導体引出棒１２０の途中にフレキシブル導体（可撓より線）や短尺ケーブルなどを配設したりしてもよい。

このように構成された可撓通電部１５０によって、導体引出棒１２０と受容部１３０とは導通した状態で屈曲自在に接続されている。

この可撓通電部１５０により接続された導体引出棒１２０及び受容部１３０の接続部分と、受容部１３０の外周には、電界緩和管１３５が、接続部分及び受容部１３０を側方から囲むように配設されている。

電界緩和管１３５は、受容部１３０及び受容部１３０と導体引出棒１２０との接続部分における電界を緩和する。

この電界緩和管１３５は、ポリマーがい管１１０内に設けられる絶縁筒部１４０を形成する絶縁混合物の種類に対応した材料を用いて形成される。絶縁筒部１４０がシリコーンで形成される場合、シリコーンをバインダとして亜鉛酸化粉末を充填してＺｎＯにより形成する。また、電界緩和管１３５は、高誘電率材料を用いて形成され、例えば、カーボンブラック等の導電性フィラーを充填したゴム等の比誘電率が１０以上の高誘電率を有するように形成される。

本実施の形態では、電界緩和管１３５は、その外周面をポリマーがい管１１０の一端部側の内周壁に密着させて、ポリマーがい管１１０に固定されている。なお、実施の形態では、電界緩和管１３５は、ポリマーがい管１１０の一端部側の内周面に取り付けられた構成としたが、これに限らず、受容部１３０及び受容部１３０と導体引出棒１２０との接続部分の周囲に、これらを囲むように配置されるものであれば、ポリマーがい管１１０内において、どのように配置されていてもよい。

ポリマーがい管１１０の内周面において、電界緩和管１３５の内周面と、電界緩和管１３５が取り付けられた部位以外の内周面との間には、がい管１１０の外被であるポリマー被覆材１１４と同種の絶縁材料を充填し固化してなる絶縁筒部１４０が配設されている。

絶縁筒部１４０は、がい管１１０の絶縁外被部を構成するポリマー被覆材１１４と同様の絶縁性を有する樹脂で形成されてなり、内周面は導体引出棒１２０及び受容部１３０の外周面に密着され、外周面はがい管１１０の内周面及び電界緩和管１３５の内周面に密着している。

絶縁筒部１４０は、ここでは、がい管１１０の絶縁外被部を構成するポリマー被覆材１１４と同じ絶縁性を有する樹脂であるシリコーンで形成している。なお、絶縁筒部１４０は、がい管１１０の絶縁外被部（ポリマー被覆材１１４）で用いられる材料と同種の材料であれば、どのような材料でもよい。また、絶縁筒部１４０を形成する樹脂は、固化してなるゲル状の樹脂も含む。

具体的には、絶縁筒部１４０は、シリコーンゴム等の低温硬化形や常温硬化形のゴムで形成することが望ましいが、軟質エポキシ樹脂などを用いて形成してもよい。なお、低温硬化形のゴムにおける低温硬化とは、例えば９０℃〜１６０℃程度で硬化するものである。また、常温硬化形は２５℃〜５０℃程度で硬化するもの、高温硬化形とは１４０℃〜２５０℃程度で硬化するものとする。

このように絶縁筒部１４０は、ポリマー被覆材１１４と同様のシリコーンで形成されているため、がい管１１０との親和性もよく強固に接合されている。例えば、絶縁筒部１４０が、がい管１１０の本体部１１２と接着性が良いポリマー被覆材１１４と同様のシリコーンであるため、絶縁筒部１４０自体もがい管１１０におけるＦＲＰ製の本体部１１２との接着性が良い。

気中終端接続部用がい管ユニット１００では、ポリマーがい管１１０の一端部側に、受容部１３０及び受容部１３０と導体引出棒１２０との接続部分との周囲を囲む電界緩和管１３５が設けられている。このため、受容部１３０で受容された電力ケーブルの端部は、電界緩和管１３５に囲まれた状態で受け入れて接続されることとなる。

これにより、ポリマーがい管１１０内部に絶縁材を充填させてポリマーがい管内に絶縁体を形成した後、電力ケーブルを接続して、気中終端接続部として用いる場合、電力ケーブルの端部の接続部分における電界が緩和され、ポリマーがい管１１０の外周面における電界を緩和できる。

つまり、より高い電圧が印加される超高圧電力ケーブルの端部に接続されても、絶縁筒部１４０の径を大きくすることがないとともに、ポリマーがい管１１０では、表面漏洩距離を延長する必要がないため、ポリマーがい管自体の全長を長くすることなく対応できる。

すなわち、より高電圧な超高圧ケーブルの気中終端接続部に用いる場合でも、絶縁筒部１４０及びポリマーがい管１１０の大幅なサイズアップを伴わず、軽量化、コンパクト化されたユニットとして用いることができる。これにより、取り扱いが容易であり、気中終端接続部の組み立て作業を簡便に行うことができる。この場合、ユニット自体のコストの低廉化も図ることができる。

また、気中終端接続部用がい管ユニット１００によれば、絶縁筒部１４０は、工場において、導体引出棒１２０、電界緩和管１３５、可撓通電部１５０及び受容部１３０を配設したがい管１１０内に、注型し固化して形成することができるため、ユニット状態のまま検査出荷して、現場での組み立て工程を省略でき、現場作業の工数を削減できる。

このように構成された気中終端接続部用がい管ユニット１００の組み立てにおいては、上部被覆部１１６が取り付けられたポリマーがい管１１０内に、導体引出棒１２０に可撓通電部１５０を介して接続された受容部１３０を配設した後で、電界緩和管１３５を取り付けてなる。次いで、ポリマーがい管１１０内に絶縁材を充填することで絶縁筒部１４０が形成される。ここでは、充填された絶縁材は固化することで、固体又はゲル状の絶縁筒部１４０となるものとする。よって、本実施の形態の気中終端接続部用がい管ユニット１００は、ポリマーがい管１１０内に絶縁筒部１４０が配設されており、現場では電力ケーブル端末を接続するだけで気中終端接続部を形成できるものとしている。なお、気中終端接続部用がい管ユニット１００は、現場にて、絶縁油等の絶縁流体やＳＦ_６ガス（六フッ化硫黄）等の絶縁ガスが充填される構成でもよい。

次に、気中終端接続部用がい管ユニット１００を用いた気中終端接続部２００について説明する。

図３は、本発明に係る気中終端接続部用がい管ユニット１００を用いた気中終端接続部２００の部分断面図であり、図４は、本発明に係る気中終端接続部用がい管ユニット１００を用いた気中終端接続部２００の接続方法を示す図である。

図３に示す気中終端接続部用がい管ユニット１００は、底部金具１１８のフランジ部分を支持碍子２０２を介して支持架台２０４に取り付けられており、受容口に、電力ケーブルの端末（以下、「ケーブル端末」という）３１０が挿入されることにより形成されている。なお、ケーブル端末３１０は、図３では断面図で示され、図４では側面図として示されている。なお、ここでは気中終端接続部用がい管ユニット１００は、当該ユニットを用いて気中終端接続部２００を組み立てる前に、ポリマーがい管１１０内に絶縁筒部１４０を配設されているものとして説明する。

この気中終端接続部用がい管ユニット１００を用いた気中終端接続部２００の組み立て方法としては、先ず、気中終端接続部用がい管ユニット１００を、底部金具１１８の下面に配設した支持碍子２０２を介して支持架台２０４に取り付ける（図３参照）。

また、電力ケーブル３００のケーブルの端部を段剥処理して露出させたケーブル絶縁体３１２の外周に、ストレスコーン３２０を装着するとともに、ケーブル導体の先端部に導体端子３２２を取り付ける（図４参照）。

ストレスコーン３２０は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）等のゴム状弾性を有するプレモールド絶縁体などから成り、このストレスコーン３２０の先端部には受容部１３０の受容口の内壁面に装着される先細り状のコーン状部３２４が設けられている（図４参照）。

そして、このような構成のケーブル端末３１０を受容部の受容口に装着して、ケーブル端末３１０側に配設した押圧装置（図示省略）を受容口側に向けて圧縮する。これにより、導体端子３２２が受容部１３０における筒内導通部１３４（図１参照）の接続部１３４ａ（図１参照）に内嵌して、受容部１３０及び可撓通電部１５０を介して導体引出棒１２０に導通した状態で接続されるとともに、ストレスコーン３２０のコーン状部３２４が受容部１３０の受容口の内壁面に押し付けられて、受容部の内壁面とコーン状部３２４の外周面間における界面の絶縁性能が確保される。

このように、気中終端接続部用がい管ユニット１００では、受容部１３０に電力ケーブルの端部を挿入して接続するだけで、電力ケーブルの端部は、がい管１１０内において、電界緩和管１３５に囲まれた状態で接続された状態となる。

これにより、受容する電力ケーブルが、より高い電圧が印加される超高圧電力ケーブルであっても、電界緩和管１３５において、電力ケーブルの端部における電界緩和を行い、ポリマーがい管１１０の表面における電界は緩和される。よって、絶縁筒部１４０の径を大きくすることがなく、ポリマーがい管１１０自体の全長を長くすることなく対応できる。

すなわち、従来と異なり、超高圧電力ケーブルを受容するために、がい管の直径を大きく、つまりがい管を太くするとともに、がい管の長さを長くして表面漏洩距離を大きく確保する必要がない。

したがって、より高電圧な超高圧ケーブルの気中終端接続部に用いる場合でも、絶縁筒部及びポリマーがい管に対して大幅なサイズアップを伴わず、軽量化、コンパクト化された気中終端接続部２００を形成することができる。

また、ここでは、気中終端接続部用がい管ユニット１００では、ポリマーがい管１１０内の内部絶縁体として、絶縁筒部１４０を固体として有しているため、気中終端接続部用がい管ユニット１００として工場などにおいて電気試験後に出荷でき、信頼性の向上を図ることができる。

また、絶縁筒部１４０を固体とした気中終端接続部用がい管ユニット１００を用いて気中終端接続部２００を作製する場合、現地組み立て作業としては、ケーブル処理のみとなる。さらに、気中終端接続部用がい管ユニット１００の受容部１３０の受容口にケーブルの端末３１０を挿入するだけで、気中終端接続部２００を組み立てることができる。つまり、従来の複合がい管適用油絶縁式の気中終端接続部の構造と異なり、ケーブル端末自体をがい管内に貫通、または深く挿入させることなく、終端接続部を組み立てることができる。よって、がい管長に関わらず、従来と比較して、電力ケーブルの端部における処理長を短くすることができる。

すなわち、本実施の形態の気中終端接続部用がい管ユニット１００は、従来の気中終端接続部に見られるように、接続される電力ケーブルの端末は、一端部側から挿入して他端部側近傍まで至る構成とは異なる。

つまり、従来の気中終端接続部は、磁器がい管を用いて内部に絶縁油やＳＦ_６等の絶縁ガスを充填した気中終端接続部や、磁器がい管に代えてポリマーがい管を用いて内部に絶縁油や絶縁ガスを充填した複合がい管等に見られるように、電力ケーブルは、がい管内を略貫通する構成、つまり、がい管内深くに挿入された構成となっている。

これに対して、気中終端接続部用がい管ユニット１００は、がい管１１０の基端部（一端部）１１０ａ側に配設された受容部１３０の受容口にケーブル端末３１０を挿入するだけで、先端部（他端部）１１０ｂ側の他のケーブルや機器などに絶縁処理が施された状態で導通して接続させることができ、従来と異なり、がい管内に挿入される電力ケーブル部分に施される段剥ぎ等の端末部分の処理長が短くなる。

また、がい管１１０がシリコーン製のポリマー被覆材１１４で被覆されたポリマーがい管１１０内部に、固体の絶縁筒部１４０を設けることができる。このため、気中終端接続部用がい管ユニット１００は、高電圧（例えば、１５４ｋＶ）の電力ケーブルであっても、太く長尺となることがなく、重量も重くなることがない。また、高電圧ケーブルの気中終端接続部を組み立てる際にも、絶縁油又は絶縁ガスを現場で充填する作業を必要としない。このため、気中終端接続部用がい管ユニットは扱いやすくなり、気中終端接続部を組み立てる際の作業効率の向上を図ることができる。

また、導体引出棒１２０は、筒状であるため、中実の導体引出棒と比較して、軽量化を図ることができる。また、接続するケーブル導体より断面積を大きくした状態で、外径を大きくできる。これにより、導体引出棒１２０自体の導体表面ストレスを緩和させることができる。がい管１１０内において絶縁筒部１４０を構成するシリコーンなどの材料の量を少なくさせることができる。

また、本実施の形態の気中終端接続部用がい管ユニット１００では、ポリマーを用いたがい管１１０内の導体引出棒と受容部１３０とを可撓通電部１５０により導通した状態で接続している。このため、横荷重を受けた場合に大きく変形するポリマー製のがい管１１０及び絶縁筒部１４０の変形に追従でき、導体引出棒１２０、受容部１３０等に曲げ力が伝達されることを防止できる。

このように本実施の形態では、筒状をなし、一端部（基端部）側から電力ケーブル端末３１０が挿入されるとともに、外周に、放射方向に張り出す襞部が長手方向に離間して多数形成されたポリマーがい管１１０と、前記ポリマーがい管の一端部側の内部に配置され、前記電力ケーブル端末３１０を導通した状態で受容する受容部１３０と、前記ポリマーがい管１１０の軸心上に配置され、前記一端部側の前記受容部１３０に導通した状態で接合される導体引出棒１２０と、前記ポリマーがい管１１０の一端部側の内部に、前記受容部１３０及び前記受容部１３０と前記導体引出棒１２０との接続部分を側方から囲むように配置され、前記受容部１３０及び前記受容部１３０と前記導体引出棒１２０との接続部分における電界を緩和する電界緩和管１３５とを有する構成にした。

また、本実施の形態では、筒状をなし、一端部側から電力ケーブル端末３１０が挿入されるとともに、外周に、放射方向に張り出す襞部が長手方向に離間して多数形成されたポリマーがい管と、前記ポリマーがい管１１０の一端部側の内部に配置され、前記電力ケーブル端末３１０を導通した状態で受容する受容部１３０と、前記ポリマーがい管１１０の軸心上に配置され、前記一端部側の前記受容部１３０に導通した状態で接合される導体引出棒１２０と、前記ポリマーがい管１１０内の一端部側に、前記受容部１３０及び前記受容部１３０と前記導体引出棒１２０との接続部分の周囲を囲むように配置され、前記受容部１３０及び前記受容部１３０と前記導体引出棒１２０との接続部分における電界を緩和する電界緩和管１３５と、前記ポリマーがい管１１０内に、前記電界緩和管１３５が配置された状態で、前記ポリマーがい管１１０と、前記導体引出棒１２０及び受容部１３０との間に、絶縁材を充填して固化することにより配設された筒状の絶縁筒部１４０とを有するようにした。

これにより、気中終端接続部用がい管ユニット１００では、ポリマーがい管１１０の一端部側に、受容部１３０及び受容部１３０と導体引出棒１２０との接続部分との周囲を囲む電界緩和管１３５が設けられているため、受容部１３０で受容された電力ケーブル端末３１０は、電界緩和管１３５に囲まれた状態で受け入れて接続されることとなる。これにより、ポリマーがい管１１０内部に絶縁材を充填させてポリマーがい管内に絶縁筒部１４０を形成した後、電力ケーブル端末３１０を接続して、気中終端接続部２００として用いる場合、電力ケーブルの端部の接続部分における電界が緩和され、ポリマーがい管の外周面における電界を緩和できる。

つまり、より高い電圧が印加される超高圧電力ケーブルの端部に接続されても、絶縁筒部１４０の径を大きくすることがないとともに、ポリマーがい管１１０では、表面漏洩距離を延長する必要がないため、ポリマーがい管１１０自体の全長を長くすることなく対応できる。すなわち、より高電圧な超高圧ケーブルの気中終端接続部に用いる場合でも、絶縁筒部１４０及びポリマーがい管に対して大幅なサイズアップを伴わず、軽量化、コンパクト化されたユニットとして用いることができ、取り扱いが容易であり、気中終端接続部の組み立て作業を簡便に行うことができる。この場合、ユニット自体のコストの低廉化も図ることができる。

また、本実施の形態では、前記電界緩和管１３５は、その外周面を前記ポリマーがい管１１０の一端部側の内壁に密着させた状態で、設けられているようにした。これにより、電界緩和管１３５を位置決めした状態で、ポリマーがい管１１０と、当該ポリマーがい管１１０と、受容部１３０及び受容部１３０と導体引出棒１２０の接続部分との間に絶縁筒部１４０を容易に形成できる。

さらに、本実施の形態の気中終端接続部２００では、上記気中終端接続部用がい管ユニット１００の前記受容部１３０に、電力ケーブル端末３１０が装着されてなるようにした。

ポリマーがい管１１０内部に絶縁材を充填させてポリマーがい管１１０内に絶縁筒部１４０を形成した後、電力ケーブル３００を接続するだけで、電力ケーブル端末３１０の周囲に電界緩和管１３５が配置されて、電力ケーブルの端部の接続部分における電界及びポリマーがい管１１０の外周面における電界が緩和された気中終端接続部２００となる。

よって、コンパクト化されるとともに、コストの低廉化が図られた、高い電圧が印加される超高圧電力ケーブルの気中終端接続部となる。

本発明に係る気中終端接続部用がい管ユニット及び気中終端接続部は上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。

本発明に係る気中終端接続部用がい管ユニット及び気中終端接続部は、高電圧の電力ケーブルの気中終端接続部に用いて、扱い易く、好適に気中終端接続部を組み立てることができる効果を有し、高電圧の電力ケーブルの気中終端接続部に用いられるものとして有用である。

本発明の一実施の形態に係る気中終端接続部用がい管ユニットの構成を示す断面図 本発明の一実施の形態に係る気中終端接続部用がい管ユニットにおける可撓通電部の一例を示す模式図 本発明に係る気中終端接続部用がい管ユニットを用いた気中終端接続部の部分断面図 本発明に係る気中終端接続部用がい管ユニットを用いた気中終端接続部の接続方法を示す図

符号の説明

１００ 気中終端接続部用がい管ユニット
１１０ がい管（ポリマーがい管）
１１０ａ がい管の基端部
１１２ 本体部
１１４ ポリマー被覆材（絶縁外被部）
１１４ａ 襞部
１２０ 導体引出棒
１２２ 導体引出棒の一端部
１２４ 導体引出棒の他端部
１３０ 受容部
１３２ 受容部本体
１３４ 筒内導通部
１３５ 電界緩和管
１４０ 絶縁筒部
１５２ａ 分割体
２００ 気中終端接続部
３００ 電力ケーブル
３１０ 電力ケーブル端末

Claims (3)

1. 筒状をなし、一端部側から電力ケーブル端末が挿入されるとともに、外周に、放射方向に張り出す襞部が長手方向に離間して多数形成されたポリマーがい管と、
   前記ポリマーがい管の一端部側の内部に配置され、前記電力ケーブル端末を導通した状態で受容する受容部と、
   前記ポリマーがい管の軸心上に配置され、前記一端部側の前記受容部に導通した状態で接合される導体引出棒と、
   前記ポリマーがい管内に設けられる絶縁筒部を形成する絶縁混合物の種類に対応した材料を用いて形成され、前記ポリマーがい管内の一端部側に、前記受容部及び前記受容部と前記導体引出棒との接続部分の周囲を囲むように配置され、前記受容部及び前記受容部と前記導体引出棒との接続部分における電界を緩和する電界緩和管と、
   前記ポリマーがい管内に、前記電界緩和管が配置された状態で、前記ポリマーがい管と、前記導体引出棒及び受容部との間に、絶縁材を充填して固化することにより配設された筒状の絶縁筒部と、
   同軸上に配置された導体引出棒の端部と受容部の接続部との外周を導通筒状接続部で被覆して、もしくは、導体引出棒と受容部の接続部分や導体引出棒の途中に、フレキシブル導体（可撓より線）や短尺ケーブルを配設して、前記ポリマーがい管内の前記導体引出棒と前記受容部とを、該ポリマーがい管の編曲に追従した状態で通電させる可撓通電部とを備え、
   前記ポリマーがい管は、エポキシ樹脂又はＦＲＰからなる筒状の本体部と、
   前記本体部の外周部分に、長手方向に配置された複数の襞部を有するシリコン樹脂からなる絶縁外被部とを有し、
   前記絶縁筒部は、前記絶縁外被部と同種のシリコン樹脂を充填し固化してなることを特徴とする気中終端接続部用がい管ユニット。
2. 前記絶縁筒部のシリコン樹脂は、固化してなるゲル状の樹脂である請求項１記載の気中終端接続部用がい管ユニット。
3. 前記電界緩和管は、その外周面を前記ポリマーがい管の一端部側の内壁に密着させた状態で、設けられていることを特徴とする請求項１記載の気中終端接続部用がい管ユニット。

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