(57)【要約】【課題】ケーブルコーンの外面やヘッドケース内の底面への異物の落下を防止することができるガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドを提供することである。【解決手段】実施形態のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドは、ヘッドケースと、絶縁用のケーブルコーンと、接続具と、遮蔽部材と、カバー部材と、を持つ。ヘッドケースは、内部に装置本体タンク側の導体と外部の電力ケーブルの導体が引き入れられる。ケーブルコーンは、ヘッドケース内に引き入れられた電力ケーブルの導体の周囲を覆う。接続具は、電力ケーブルの導体と装置本体タンク側の導体をケーブルコーンの上方側で電気的に接続する。遮蔽部材は、接続具の上方と接続具の側部外周域からケーブルコーンの側部外周域に亘る領域を覆って、接続具とケーブルコーンの間の電界集中を緩和する。カバー部材は、ケーブルコーンよりも上方側で、接続具の側部周域と下方を覆う。【選択図】図２
2018201292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に装置本体タンク側の導体と外部の電力ケーブルの導体が引き入れられるヘッドケースと、
前記ヘッドケース内に引き入れられた前記電力ケーブルの導体の周囲を覆う絶縁用のケーブルコーンと、
前記ケーブルコーンから上方に突出した前記電力ケーブルの導体と前記装置本体タンク側の導体を前記ケーブルコーンの上方側で電気的に接続する接続具と、
前記接続具の上方と前記接続具の側部外周域から前記ケーブルコーンの側部外周域に亘る領域を覆って、前記接続具と前記ケーブルコーンの間の電界集中を緩和する遮蔽部材と、
前記ケーブルコーンよりも上方側で、前記接続具の側部外周域と下方を覆うカバー部材と、
を備えているガス絶縁開閉装置のケーブルヘッド。
【請求項２】
前記ケーブルコーンの外面の上方側に配置される部材の少なくとも一部の締結部は、非貫通のナットを有している請求項１に記載のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッド。
【請求項３】
前記ケーブルコーンの外面の上方側に配置される複数の部材の突き合わせ部には、該突き合わせ部の間を密閉する密閉部材が介装されている請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッド。
【請求項４】
前記カバー部材の少なくとも一部は、前記遮蔽部材の少なくとも一部と一体物として構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッド。
【請求項５】
内部に装置本体タンク側の導体と外部の電力ケーブルの導体が引き入れられるヘッドケースと、
前記ヘッドケース内に引き入れられた前記電力ケーブルの導体の周囲を覆う絶縁用のケーブルコーンと、
前記ケーブルコーンから上方に突出した前記電力ケーブルの導体と前記装置本体タンク側の導体を前記ケーブルコーンの上方側で電気的に接続する接続具と、
前記接続具の上方と前記接続具の側部外周域から前記ケーブルコーンの側部外周域に亘る領域を覆って、前記接続具と前記ケーブルコーンの間の電界集中を緩和する遮蔽部材と、
前記接続具の側部周域を覆い、かつ、前記ケーブルコーンの上面まで延出する環状被覆部材と、
を備えているガス絶縁開閉装置のケーブルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所や発電所等の高圧電力を扱う電力施設では、電力の開閉装置として据付面積の縮小化や安全性、保守性等に優れたガス絶縁開閉装置が多用されている。ガス絶縁開閉装置は、外部の電力ケーブルの接続部にケーブルヘッドが装備されている。
【０００３】
ケーブルヘッドは、装置本体タンクに接続されるヘッドケースの内部に、装置本体タンク側の導体と外部の電力ケーブルの導体が引き入れられている。ヘッドケース内には、電力ケーブルの導体の周囲を覆う絶縁用のケーブルコーン（ストレスコーン）と、ケーブルコーンから上方に突出した電力ケーブルの導体と装置本体タンク側の導体をケーブルコーンの上方側で電気的に接続する接続具とが収容されている。また、ヘッドケース内には、接続具の上方と接続具の側部外周域からケーブルコーンの側部外周域に亘る領域を覆う遮蔽部材が配置されている。遮蔽部材の下縁はケーブルコーンの外周面に対して非接触状態とされている。
ケーブルコーンは、ヘッドケース内の導体や接続具で電界の分布が乱れるのを抑制し、それによって耐電圧特性を高める。また、遮蔽部材は、接続具とケーブルコーンの間の電界集中を緩和する。
【０００４】
この種のケーブルヘッドは、内部に金属粉等の異物が残留すると耐電圧特性が低下するため、内部の部品の組み付けを完了した後に異物の除去と清掃を行う。しかし、ケーブルヘッドは、異物の除去と清掃を完了した後にも、機器の移動に伴うがたつき等によって金属粉等の新たな異物が内部に発生することがある。
【０００５】
また、電力ケーブル等の導体は、通常、通電性能の確保と酸化被膜生成の防止を目的としてスズめっきや亜鉛めっきが施される。この場合、経年の使用によって導体の金属表面に針状の金属結晶であるウィスカが自然発生し、そのウィスカがヘッドケース内を浮遊することがある。
【０００６】
ケーブルヘッド内で発生した金属粉やウィスカ等の異物は、通電経路に働く電磁力による振動や、地震による振動等によってケーブルコーンの外面やヘッドケース内の底面に落下し、ケーブルヘッドでの耐電圧特性を低下させることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３２０３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ケーブルコーンの外面やヘッドケース内の底面への異物の落下を防止することができるガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドは、ヘッドケースと、絶縁用のケーブルコーンと、接続具と、遮蔽部材と、カバー部材と、を持つ。ヘッドケースは、内部に装置本体タンク側の導体と外部の電力ケーブルの導体が引き入れられる。ケーブルコーンは、ヘッドケース内に引き入れられた電力ケーブルの導体の周囲を覆う。接続具は、電力ケーブルの導体と装置本体タンク側の導体をケーブルコーンの上方側で電気的に接続する。遮蔽部材は、接続具の上方と接続具の側部外周域からケーブルコーンの側部外周域に亘る領域を覆って、接続具とケーブルコーンの間の電界集中を緩和する。カバー部材は、ケーブルコーンよりも上方側で、接続具の側部周域と下方を覆う。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態のガス絶縁開閉装置を示す断面図。
【図２】第１の実施形態のケーブルヘッドの図３のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】第１の実施形態のケーブルヘッドの図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】実施形態の第１の変形例のケーブルヘッドの図５のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】第１の実施形態の一変形例のケーブルヘッドの図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】第１の実施形態の他の変形例のケーブルヘッドの図７のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。
【図７】第１の実施形態の他の変形例のケーブルヘッドの図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。
【図８】第２の実施形態のケーブルヘッドの図２と同様の断面図。
【図９】第３の実施形態のケーブルヘッドの図２と同様の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドを、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
【００１２】
（第１の実施形態）
最初に、図１〜図７を参照して、第１の実施形態のガス絶縁開閉装置のケーブルヘッドについて説明する。
図１は、本実施形態のケーブルヘッド１０を採用したガス絶縁開閉装置１の一部の模式的な断面図である。図２は、ケーブルヘッド１０の図３のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図３は、ケーブルヘッド１０の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
ガス絶縁開閉装置１は、詳細な図示は省略するが、内部に消弧室を有するガス絶縁遮断器と、ガス絶縁遮断器の電力の送電方向の上流側と下流側に接続される断路器ユニットを備えている。断路器ユニットは、電路を分離させるための断路器と、計測用の変流器や作業用接地開閉器、母線等を備えている。ガス絶縁遮断器や断路器ユニットは、装置本体タンクの内部にＳＦ６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁ガスが封入されている。
【００１３】
ケーブルヘッド１０は、例えば、図１に示すように、断路器ユニットの装置本体タンク２に接続されている。装置本体タンク２内には導体３が配置されている。導体３は、絶縁スペーサ６を介して装置本体タンク２の端部に保持されている。ケーブルヘッド１０は、装置本体タンク２側の導体３と、外部の電力ケーブル４の導体５が引き入れられるヘッドケース１１を有している。ヘッドケース１１は、上部側の側面が装置本体タンク２に接続され、底壁１１ａの下方から電力ケーブル４の導体５が引き入れられている。また、ヘッドケース１１の内部には、ＳＦ６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁ガスが封入されている。
【００１４】
ヘッドケース１１の底壁１１ａ上には、電力ケーブル４の導体５の周囲を覆う絶縁用のケーブルコーン１２が設置されている。ケーブルコーン１２は、上方側に向かって外径が次第に窄まる略円錐状に形成され、その上端部が平坦に形成されている。電力ケーブル４の導体５は、ケーブルコーン１２の軸心部を貫通して上方に突出している。ケーブルコーン１２の上方には、ケーブルコーン１２から上方に突出した導体５と装置本体タンク２側の導体３を電気的に接続する接続具１３が配置されている。
【００１５】
図２に示すように、ケーブルコーン１２の平坦な上面には、任意枚数のスペーサリング１４を介して、接続具１３と、その接続具１３の周囲を覆う遮蔽ブロック１５が設置されている。各スペーサリング１４の中央の貫通孔１４ａには、電力ケーブル４の導体５が下方から挿通されている。
【００１６】
遮蔽ブロック１５は、接続具１３の上部を保持する厚肉円筒状の第１遮蔽部材１６と、接続具１３の側部外周域と下方を覆う周域カバー１７Ａ，１７Ｂ及び底板１８と、第１遮蔽部材１６に取り付けられて周域カバー１７Ａ，１７Ｂ及び底板１８の外側を取り囲む薄肉円筒状の第２遮蔽部材１９と、を備えている。第２遮蔽部材１９の下縁部は、ケーブルコーン１２のテーパー状の外周面の近傍まで延出している。第２遮蔽部材１９とケーブルコーン１２の外周面の間には隙間ｄが確保されている。第１遮蔽部材１６と第２遮蔽部材１９は、アルミニウム合金等の電気抵抗の大きい金属材料によって形成されている。また、周域カバー１７Ａ，１７Ｂ及び底板１８も、第１遮蔽部材１６や第２遮蔽部材１９と同様に、アルミニウム合金等の電気抵抗の大きい金属材料によって形成されている。
第１遮蔽部材１６と第２遮蔽部材１９は、電圧印加時における接続具１３とケーブルコーン１２の間の電界集中を緩和する遮蔽部材を構成している。また、周域カバー１７Ａ，１７Ｂと底板１８は、ケーブルコーン１２よりも上方側で、接続具１３の側部外周域と下方を覆うカバー部材を構成している。
【００１７】
接続具１３は、第１遮蔽部材１６に取り付けられる接続具本体１３Ａと、接続具本体１３Ａに取り付けられて、接続具本体１３Ａとともに電力ケーブル４側の導体５を挟持する挟持片１３Ｂと、を備えている。接続具本体１３Ａと挟持片１３Ｂは、導電性の高い金属材料によって形成され、電力ケーブル４側の導体５と電気的に接続されている。
【００１８】
接続具本体１３Ａは、第１遮蔽部材１６の下面にボルト２０によって締結固定される孔開き円板状の取付基部２１と、取付基部２１の上面側に突設されたボス部２２と、取付基部２１の下面側から下方に延出するアーム片２３と、アーム片２３の下端に連設された挟持片２４と、を備えている。接続具本体１３Ａの挟持片２４は、図３に示すように、挟持片１３Ｂと略対称形状に形成されている。両挟持片２４，１３Ｂは、電力ケーブル４側の導体５の外周面を挟持する略円弧状の挟持部２５と、挟持部２５の円弧の両端部から相反方向に延出する一対の締結フランジ２６と、を有している。挟持片２４，１３Ｂは、両者の挟持部２５間に導体５を介装した状態において、対向する締結フランジ２６同士がボルト２７によって締結固定される。これにより、接続具１３は、電力ケーブル４側の導体５と電気的に接続されている。
【００１９】
第１遮蔽部材１６は、上面側の中央に導体挿通孔２８が形成されている。また、第１遮蔽部材の下面側の中央には、導体挿通孔２８と連通する略円形状の凹部２９が形成されている。凹部２９の下部領域には、接続具本体１３Ａのボス部２２が下方から嵌入されている。凹部２９とボス部２２に囲まれた空間部内には、導電性の金属によって形成された複数の接続爪３０と、接続爪３０を凹部２９の径方向内側に付勢する付勢スプリング３１が収容されている。複数の接続爪３０は基端部（下方側の端部）が接続具本体１３Ａのボス部２２に接触接続されている。第１遮蔽部材１６の導体挿通孔２８には、装置本体タンク２側の導体３の端部が上方側から挿入される。このとき、導体３の端部が付勢スプリング３１の付勢力に抗して接続爪３０の内側に挿入されることにより、接続具１３は複数の接続爪３０を介して装置本体タンク２側の導体３と電気的に接続されている。
【００２０】
また、第１遮蔽部材１６の下端外周には接続フランジ３２が延設されている。接続フランジ３２には、第２遮蔽部材１９の上端部に延設された内向きフランジ３３がボルト３４によって締結固定されている。
【００２１】
底板１８は、孔開き円板状に形成され、中央の貫通孔１８ａに電力ケーブル４の導体５が下方から挿入されるようになっている。底板１８の上面には、側面視が略Ｌ字状の一対のブラケット３５が取り付けられている。各ブラケット３５は、一辺がボルト３６ａ及びナット３６ｂによって底板１８に固定され、他辺に接続具本体１３Ａの挟持片２４がボルト２７によって締結固定されている。これにより、接続具１３は底板１８の上面側に固定されている。
【００２２】
また、各周域カバー１７Ａ，１７Ｂは、接続具１３の側部外周域を取り囲む半円筒状の主壁３７ａの円弧方向の端部に接合フランジ３７ｂが延設されている。一対の周域カバー１７Ａ，１７Ｂは、接合フランジ３７ｂが相互に突き合わされ、接合フランジ３７ｂ同士がボルト３８ａ及びナット３８ｂによって締結固定されている。また、各周域カバー１７Ａ，１７Ｂの主壁３７ａの下端には、径方向外側に屈曲したフランジ部３７ｃが延設されている。各周域カバー１７Ａ，１７Ｂは、フランジ部３７ｃが底板１８の上面に突き合わされ、底板１８に対してボルト３９ａ及びナット３９ｂによって締結固定されている。
【００２３】
こうして、底板１８と周域カバー１７Ａ，１７Ｂが組み付けられた遮蔽ブロック１５は、底板１８の内周縁部の下面が最上部のスペーサリング１４の上面に当接した状態で載置される。この結果、接続具１３の側部外周域と下方が周域カバー１７Ａ，１７Ｂと底板１８によって閉塞される。したがって、ケーブルヘッド１０内に部品が組み付けられた後に、接続具１３やその近傍部で金属粉が発生したり、導体５の金属表面にウィスカが自然発生することがあっても、これらの異物は、第２遮蔽部材１９の下方の隙間ｄを通ってケーブルコーン１２の外周面やヘッドケース１１内の底壁１１ａ上に落下することが無い。
【００２４】
以上のように、本実施形態のケーブルヘッド１０は、ケーブルコーン１２よりも上方側で、接続具１３の側部外周域と下方を覆う周域カバー１７Ａ，１７Ｂ及び底板１８を備えている。このため、接続具１３やその近傍部で金属粉が発生したり、導体５の金属表面にウィスカが自然発生することがあっても、これらの異物が第２遮蔽部材１９の下方の隙間ｄを通ってケーブルコーン１２の外周面やヘッドケース１１内の底壁１１ａ上に落下するのを防止することができる。したがって、ケーブルコーン１２の外周面やヘッドケース１１内の底壁１１ａ上に異物が付着することによって、ケーブルヘッド１０での耐電圧特性が悪化するのを抑制することができる。
【００２５】
図４は、第１の実施形態のケーブルヘッド１０の一変形例の図５のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、図５は、同変形例の図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
本変形例のケーブルヘッド１０は、周域カバー１７Ａ，１７Ｂや底板１８の部材相互の締結部と、これらの内部の部材相互の締結部に、被貫通のナットである袋ナット３８ｂＡ，３９ｂＡ，２７ｂＡ，３６ｂＡを採用している。具体的には、周域カバー１７Ａ，１７Ｂ相互の締結部と、各周域カバー１７Ａ，１７Ｂと底板１８の締結部と、接続具１３の挟持片２４と挟持片１３Ｂの締結部と、ブラケット３５と底板１８の締結部に袋ナット３８ｂＡ，３９ｂＡ，２７ｂＡ，３６ｂＡを採用している。各袋ナット３８ｂＡ，３９ｂＡ，２７ｂＡ，３６ｂＡは、ボルト挿通孔を有する部材に溶接固定されている。
【００２６】
本変形例のケーブルヘッド１０は、周域カバー１７Ａ，１７Ｂや底板１８の部材相互の締結部と、これらの内部の部材相互の締結部に袋ナット３８ｂＡ，３９ｂＡ，２７ｂＡ，３６ｂＡが採用されているため、各ボルトの締め込みによって発生した金属粉がボルトとナットの締め込み部から外部に落下するのを防止することができる。したがって、この構成を採用することにより、ケーブルコーン１２の外周面やヘッドケース１１内の底壁１１ａ上に金属粉が付着して、耐電圧特性が悪化するのをより確実に抑制することができる。
【００２７】
図６は、第１の実施形態のケーブルヘッド１０の他の変形例の図７のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図であり、図７は、同変形例の図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
本変形例のケーブルヘッド１０は、周域カバー１７Ａ，１７Ｂや底板１８の部材相互の突き合わせ部と、これらの内部の部材相互の突き合わせ部にゴム板や樹脂等の密閉部材４０が介装されている。具体的には、例えば、周域カバー１７Ａ，１７Ｂの接合フランジ３７ｂの間や、周域カバー１７Ａ，１７Ｂのフランジ部３７ｃと底板１８の上面の間、接続具１３の挟持片２４と挟持片１３Ｂの間、周域カバー１７Ａ，１７Ｂの上端部と第１遮蔽部材１６の下面の間等に密閉部材４０が介装されている。
【００２８】
本変形例のケーブルヘッド１０は、ケーブルコーン１２の上方に配置される複数の部材の突き合わせ部に密閉部材４０が介装されているため、これらの部材の間や内部に金属粉等の異物が残留することがあっても、ケーブルコーン１２の外周面やヘッドケース１１内の底壁１１ａ上に異物が落下するのをより確実に防止することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、図８を参照して、第２の実施形態のケーブルヘッド１１０について説明する。
本実施形態のケーブルヘッド１１０は、基本的な構成は第１の実施形態とほぼ同様であるが、カバー部材の一部を構成する周域カバー１１７が第１遮蔽部材１１６と一体物として構成されている。周域カバー１１７は円筒状に形成され、その上端部が第１遮蔽部材１１６の外周部の下面に連設されている。本実施形態の場合、周域カバー１１７が第１遮蔽部材１１６と一体に肉厚に形成されているため、底板１８は、周域カバー１１７の下面に複数のビス４１によって締結固定されている。
【００３０】
本実施形態のケーブルヘッド１１０は、カバー部材の一部を構成する周域カバー１１７が第１遮蔽部材１１６と一体物として構成されているため、第１の実施形態と同様の効果を得つつも、部品点数を削減して製品コストの高騰を抑制することができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
つづいて、図９を参照して、第３の実施形態のケーブルヘッド２１０について説明する。
本実施形態のケーブルヘッド２１０は、ケーブルコーン１２よりも上方側で、接続具１３の側部外周域と下方を覆うカバー部材（第１の実施形態の周域カバー１７Ａ，１７Ｂや底板１８）を設けるのに代えて、以下の構造が採用されている。
即ち、本実施形態のケーブルヘッド２１０においては、接続具１３の側部周域を覆い、かつ、ケーブルコーン１２の上端面まで延出する環状被覆部材５０が設けられている。環状被覆部材５０は、例えば、熱収縮チューブや軟質の樹脂テープ等によって構成することができる。本実施形態の場合、環状被覆部材５０の上縁部は、接続具１３の取付基部２１の下面の環状部４９の周囲に被着され、環状被覆部材５０の下縁部は、スペーサリング１４の外周面に被着されている。このため、接続具１３とスペーサリング１４の周囲は、環状被覆部材５０によって連続してほぼ密閉状態とされている。
【００３２】
本実施形態のケーブルヘッド２１０は、接続具１３の側部周域を覆い、かつ、ケーブルコーン１２の上端面まで延出する環状被覆部材５０が設けられている。このため、接続具１３やその近傍部で金属粉が発生したり、導体５の金属表面にウィスカが自然発生することがあっても、これらの異物がケーブルコーン１２の外周面やヘッドケース１１内の底壁１１ａ上に落下するのを防止することができる。したがって、本実施形態の場合にも、異物によってケーブルヘッド２１０での耐電圧特性が悪化するのを抑制することができる。
【００３３】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ヘッドケースと、絶縁用のケーブルコーンと、接続具と、遮蔽部材と、カバー部材、若しくは、環状被覆部材と、を持つことにより、ケーブルコーンの外面やヘッドケース内の底面への異物の落下を防止することができる。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３５】
１…ガス絶縁開閉装置、２…装置本体タンク、３…導体、４…電力ケーブル、５…導体、１０，１１０，２１０…ケーブルヘッド、１１…ヘッドケース、１２…ケーブルコーン、１３…接続具、１６，１１６…第１遮蔽部材（遮蔽部材）、１７Ａ，１７Ｂ，１１７…周域カバー（カバー）、１８…底板（カバー部材）、１９…第２遮蔽部材（遮蔽部材）、２７ｂＡ，３６ｂＡ，３８ｂＡ，３９ｂＡ…袋ナット（非貫通のナット）、４０…密閉部材、５０…環状被覆部材。
【図１】
2018201292.tif 000003
【図２】
2018201292.tif 000004
【図３】
2018201292.tif 000005
【図４】
2018201292.tif 000006
【図５】
2018201292.tif 000007
【図６】
2018201292.tif 000008
【図７】
2018201292.tif 000009
【図８】
2018201292.tif 000010
【図９】
2018201292.tif 000011