(57)【要約】【課題】絶縁耐力を向上し尚且つ電力設備の占有空間を縮小する。【解決手段】接触する第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６との界面７を、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４の軸方向に対して０度より大きく９０度未満となる傾斜面８と、この傾斜面８を第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４の軸方向について逆方向に曲折させる少なくとも１つの折り返し部９とを有するように形成する。【選択図】　　　　図１
2004040989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１高電圧導体と該第１高電圧導体を被覆する第１固体絶縁物とを少なくとも有する第１被接続体と、第２高電圧導体と該第２高電圧導体を被覆する第２固体絶縁物とを少なくとも有する第２被接続体とについて、対向する前記第１高電圧導体と前記第２高電圧導体とを電気的に接続し、且つ対向する前記第１固体絶縁物と前記第２固体絶縁物とを機械的に接続する構造において、接触する前記第１固体絶縁物と前記第２固体絶縁物との界面が、前記第１及び第２高電圧導体の軸方向に対して０度より大きく９０度未満となる傾斜面と、前記傾斜面を前記第１及び第２高電圧導体の軸方向について逆方向に曲折させる少なくとも１つの折り返し部とを有するように形成されることを特徴とする高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造。
【請求項２】
前記折り返し部を曲面状としたことを特徴とする請求項１記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造。
【請求項３】
前記折り返し部の近傍に導電材を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造。
【請求項４】
少なくとも前記界面を形成する部分における前記第１固体絶縁物と前記第２固体絶縁物との一方に他方よりも柔軟性のある材料を用いたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造。
【請求項５】
前記第１被接続体は電力機器であり、前記第２被接続体は電力ケーブルであり、前記第２固体絶縁物に前記第１固体絶縁物よりも可撓性のある材料を用いたことを特徴とする請求項４記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造に関する。さらに詳述すると、本発明は、高電圧・大電流の電力設備に用いられ、省スペース化と絶縁耐力向上の両立を図るための固体絶縁物相互の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力機器（例えば変電所において用いられるガス遮断器やガス断路器など）間を接続する高電圧（例えば６６ｋＶ〜２７５ｋＶ程度）・大電流（例えば１０００Ａ以上）の送電路としては、主に管路気中送電線やＣＶケーブルが用いられている。管路気中送電線は、管路と、管路中央に配置される導体と、管路に加圧充填される絶縁体としてのＳＦ６（六フッ化硫黄ガス）ガスとを有して構成される。一方、ＣＶケーブルは、導体と、導体を被覆する絶縁体としての架橋ポリエチレンと、絶縁体を更に被覆する金属遮蔽層（銅テープまたはワイヤーシールドなど）とを有して構成される。
【０００３】
また、従来の電力流通設備において、電力機器とＣＶケーブルとを接続する技術として、図８に示す機器直結終端接続や、図示しない気中または屋外終端接続がある。図８に示す機器直結終端接続においては、ＣＶケーブル１０１の導体１０２は、導体引き出し棒１０３を介して、電力機器側の高電圧導体１０４に電気的に接続される。仕切板１０５より電力機器側には、絶縁体としてのＳＦ６ガス１０６が充填されている。ＣＶケーブル１０１の先端部の周囲には、絶縁体としてのエポキシとう管１０７が配置されている。このエポキシとう管１０７の仕切板側１０５には、円錐台状のプレモールド絶縁体１０８が配置されている。プレモールド絶縁体１０８は、ばねを用いて構成される圧縮装置１０９により、エポキシとう管１０７およびＣＶケーブル１０１に密着するように押圧されている。
【０００４】
また、ＣＶケーブル同士を接続する従来の装置として、図９に示すプレモールドジョイント（プレハブ型中間接続部とも呼ばれる。）１１０がある。この場合、接続されるべき第１のＣＶケーブル１０１と第２のＣＶケーブル１０１とのケーブル導体先端部１０２，１０２は、対向配置され、導体接続管１１１に嵌入後、導体接続管１１１を圧縮することにより電気的に接続される。導体接続管１１１の周囲には、絶縁体としての円筒状のエポキシユニット１１２が配置されている。このエポキシユニット１１２の両端部には、円錐台状のプレモールド絶縁体１１３が配置されている。プレモールド絶縁体１１３は、ばねを用いて構成される圧縮装置１１４により、エポキシユニット１１２およびＣＶケーブル１０１に密着するように押圧されている。
【０００５】
図８及び図９に示す接続構造においては、接触する固体絶縁物同士の界面において絶縁破壊が起こり易く、当該固体絶縁物界面が絶縁上の弱点となる。即ち、図８に示す接続構造においてはエポキシとう管１０７とプレモールド絶縁体１０８との界面およびプレモールド絶縁体１０８とＣＶケーブル１０１との界面が絶縁上の弱点となり、図９に示す接続構造においてはエポキシユニット１１２とプレモールド絶縁体１１３との界面およびプレモールド絶縁体１１３とＣＶケーブル１０１との界面が絶縁上の弱点となる。このため、必要な絶縁耐力を得るために、接触する固体絶縁物同士の界面を導体の軸方向に対して斜めと成るように構成して、当該界面における高電圧側（導体）から低電圧側（固体絶縁物の外側）に至るまでの距離（以下、本明細書では界面長と呼ぶ。）を長くすることが一般的に行われている。
【０００６】
ところで、主要な電力需要地である都心部においては、稠密化の進行、地価の高騰等により、電力用地確保が大きな問題となっている。したがって、大都市では地下に変電設備を設置する事例が増加している。また、郊外や山間部においても、景観保全等に起因する変電設備のコンパクト化が求められている。このため、新規導入のみならず、今後設計寿命超過により取り替え導入が進む変電機器に対しても、一層のコンパクト化が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、管路気中送電線は、非常に高価である、管の外径が大きくなるので空間占有率（スペースファクタ）が悪い、工場製造の単位長が１０ｍ程度のため現場溶接回数が多い、肉厚の金属製同軸管路で構成されているため、可撓性が全く無く、電力機器の故障時などの母線切り離し作業が困難である、等の欠点がある。また、絶縁体として用いられているＳＦ６ガスは地球温暖化の一因となるガスと指摘されている。
【０００８】
これに対して、ガス絶縁物の替わりに固体絶縁物を用いるべく、ＣＶケーブルにより電力機器間を接続することが考えられる。
【０００９】
ところが、図８に示す機器直結終端接続、図９に示すプレモールドジョイントでは、界面長を長くする程には絶縁耐力が向上せず、絶縁耐力を上げようと界面長を長くすれば、接続部が全体に大きくなる問題を有している。逆に接続部の大きさが限られるような場合には、絶縁耐力の向上が望めない。また、気中または屋外終端接続部においては、高電圧課電部が外部に露出しており、大きな離隔距離が必要となる。更に、電力機器間を接続するＣＶケーブルの取り付けにおいては、作業容易のため、電力機器間においてＣＶケーブルを巻いておいて、当該巻かれたＣＶケーブルが描く円の径を変化させるようにして、ＣＶケーブルの先端を電力機器に対して離接させることが一般に行われる。ところが、ＣＶケーブルの許容曲げ半径が大きいため、電力機器間に大きなスペースが必要となる。
【００１０】
以上のことから、従来の技術を用いてＣＶケーブルにより電力機器間を接続すると、電力設備の占有容積または面積が、ガス絶縁体を用いた場合よりもかえって増大してしまう結果となる。
【００１１】
さらに、電圧監視装置や電流監視装置などの電力機器の運転状態をモニタする装置は、それぞれが独立した機器として別途配置されている。このことも、電力設備の占有容積または面積の増大につながっている。
【００１２】
そこで本発明は、絶縁耐力を向上でき尚且つ電力設備の占有容積または面積を縮小できる高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、第１高電圧導体と該第１高電圧導体を被覆する第１固体絶縁物とを少なくとも有する第１被接続体と、第２高電圧導体と該第２高電圧導体を被覆する第２固体絶縁物とを少なくとも有する第２被接続体とについて、対向する第１高電圧導体と第２高電圧導体とを電気的に接続し、且つ対向する第１固体絶縁物と第２固体絶縁物とを機械的に接続する構造において、接触する第１固体絶縁物と第２固体絶縁物との界面が、第１及び第２高電圧導体の軸方向に対して０度より大きく９０度未満となる傾斜面と、傾斜面を第１及び第２高電圧導体の軸方向について逆方向に曲折させる少なくとも１つの折り返し部とを有するように形成されるようにしている。したがって、固体絶縁物界面を折り曲げて形成することにより、必要な絶縁耐力を得るための界面長をコンパクトな容積で確保することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造において、折り返し部を曲面状としている。したがって、折り返し部における電界集中を緩和することができる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造において、折り返し部の近傍に導電材を配置するようにしている。したがって、折り返し部における電界集中を緩和することができる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造において、少なくとも界面を形成する部分における第１固体絶縁物と第２固体絶縁物との一方に他方よりも柔軟性のある材料を用いるようにしている。したがって、第１固体絶縁物と第２固体絶縁物とが良好に密着する。
【００１７】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造において、第１被接続体は電力機器であり、第２被接続体は電力ケーブルであり、第２固体絶縁物に第１固体絶縁物よりも可撓性のある材料を用いるようにしている。したがって、可撓性のある電力ケーブルが得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１から図５に本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造の実施の一形態を示す。この高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造は、第１高電圧導体３と第１高電圧導体３を被覆する第１固体絶縁物５とを少なくとも有する第１被接続体１と、第２高電圧導体４と第２高電圧導体４を被覆する第２固体絶縁物６とを少なくとも有する第２被接続体２とについて、対向する第１高電圧導体３と第２高電圧導体４とを電気的に接続し、且つ対向する第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６とを機械的に接続する構造であり、接触する第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６との界面７（以下、固体絶縁物界面７と呼ぶ。）が、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４の軸方向に対して０度より大きく９０度未満となる傾斜面８と、この傾斜面８を第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４の軸方向について逆方向に曲折させる少なくとも１つの折り返し部９とを有するように形成されている。
【００２０】
本実施形態では、本発明に係る接続構造を、高電圧（例えば６６ｋＶ〜２７５ｋＶ程度）・大電流（例えば１０００Ａ以上）が流れる導体を被覆する固体絶縁物同士の接続に用いる場合について説明する。但し、電圧値や電流値が上記例示に限定されるものではない。
【００２１】
本発明に係る第１被接続体１または第２被接続体２とは、高電圧導体と当該高電圧導体を被覆する固体絶縁物とを少なくとも有して構成される物であり、特にその形態が限定されるものではない。第１被接続体１または第２被接続体２としては、例えば変電設備に用いられる電力ケーブルや電力機器（例えば遮断器や断路器等）が該当する。従って、本発明に関わる接続構造は、電力ケーブル同士の接続、または電力ケーブルと電力機器との接続、或いは電力機器同士の接続に、適用することが可能である。例えば本実施形態では、電力機器間を一本の電力ケーブルで接続する場合において、電力ケーブルと電力機器との接続に、本発明に関わる接続構造を適用した場合について説明する。本実施形態において、第１被接続体１は電力機器であり、第２被接続体２は電力ケーブルである。本実施形態における第１被接続体１としての電力機器は、断面円形の第１高電圧導体３と、第１高電圧導体３を中心として同軸状に配置される第１固体絶縁物５とを少なくとも有し、その他、電力機器としての必要な図示しない構成要素を備えている。本実施形態における第２被接続体２としての電力ケーブルは、第１高電圧導体３と同一の線径を有する断面円形の第２高電圧導体４と、第２高電圧導体４を中心として同軸状に配置される第２固体絶縁物６とを少なくとも有している。また、本実施形態では、第１及び第２固体絶縁物６の外周面に、それぞれ接地電極１１を設けるようにしている。尚、接地電極１１には、従来のＣＶケーブル等に用いられている銅テープやワイヤーシールド等を用いて良い。また、本実施形態では、第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６と接地電極１１との間、および第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６と第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４との間に、半導電層を設けるようにしている。当該半導電層を設けることで、導体と絶縁体との密着度を良好とし、第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６中の電界不平等性を排除することができる。
【００２２】
ここで、本実施形態における第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４の軸方向とは、固体絶縁物界面７の近傍において、第１高電圧導体３の横断面の中心と、第２高電圧導体４の横断面の中心とを結ぶ線が成す方向を指すものとし、以下、単に導体軸方向と呼ぶ。また、本実施形態では、導体軸方向を通る平面で切断した場合の縦断面（図１参照）において、固体絶縁物界面７が描く直線の方向または曲線の接線の方向を、界面方向と呼ぶ。また、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４から第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６外側に向かう最短の直線が成す方向（導体軸方向と直交する方向）を、半径方向と呼ぶ。
【００２３】
本実施形態では、第１固体絶縁物５における第２固体絶縁物６との接触面の直径と、第２固体絶縁物６における第１固体絶縁物５との接触面の直径とを同一として、第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６とが一直線上に接続されるようにしている。第１固体絶縁物５における第２固体絶縁物６との接触面と、第２固体絶縁物６における第１固体絶縁物５との接触面とは、互いに嵌合し、隙間なく密着できるように形成される。また本実施形態では、第１高電圧導体３の先端部と第２高電圧導体４の先端部も、電気的に良好に接続できるように、互いに嵌合するように形成されている。
【００２４】
固体絶縁物界面７に形成される折り返し部９は、半径方向に向かって山または谷を形成するように設けられる。また、折り返すことで形成される頂部を丸めて、折り返し部９を曲面状とすることが好ましい。折り返し部９を曲面状とすることで、折り返し部９において電界の集中度を低減できるからである。この折り返し部９は、図１に示すように１つ以上有っても良く、図２に示すように１つだけでも良い。界面長を長くする観点からは、折り返し部９は１つ以上であることが好ましい。例えば本実施形態では、第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６の接続部分を肉厚とし、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４から第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６外側に向かって、５つの折り返し部９を形成するようにしている。また、本実施形態における傾斜面８及び折り返し部９は、導体軸方向について対称となるように形成している。
【００２５】
固体絶縁物界面７に形成される傾斜面８は、導体軸方向を通る平面で切断した場合の縦断面（図１参照）において、直線を成すものであっても良く、場合によっては曲線を成すものであっても良い。直線を成すのであれば、当該直線が導体軸方向に対して成す角を、０度より大きく９０度未満とする。曲線を成すのであれば、当該曲線の接線が導体軸方向に対して成す角を、０度より大きく９０度未満とする。即ち、傾斜面８における界面方向は、導体軸方向に対して０度より大きく９０度未満となる。
【００２６】
導体軸方向に対して９０度となる方向は、界面長を最短とする方向であり、界面長を長くするとの観点から不利である。また、導体軸方向に対して０度となる面は、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４と平行な面となるため、当該面においては殆んど電界がかからず、当該面から抜け出た折り返し部９で電界が集中する等、固体絶縁物界面７における電界分布が極めて不均一となってしまう。更に、導体軸方向に対して０度となる面には導体軸方向の接触圧力が作用しないため、第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６間の密着性が良好とならない。逆にいえば、傾斜面８における界面方向を、導体軸方向に対して０度より大きく９０度未満とすることで、限られた容積において充分な界面長を確保でき、尚且つ固体絶縁物界面７の全体で高電圧電界を負担でき、しかも第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６間の密着性を良好とできる。
【００２７】
ここで、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍における界面方向は、導体軸方向に対して９０度未満とすることが好ましい。導体軸方向に対して９０度となる界面方向は、電界方向と一致するため、当該個所における電界強度が大きくなってしまうからである。例えば図３では、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍における固体絶縁物界面７が円弧状を成しており、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４に接触する部分における界面方向（上記円弧の接線であり、図中矢印で示す。）は、導体軸方向に対して９０度となっている。この場合、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍における固体絶縁物界面７での電界強度が大きくなってしまう。一方、図１に示すように、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍における界面方向を９０度未満とすることで、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍における電界強度を抑制することができ、これにより絶縁耐力を向上することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、折り返し部９の近傍に導電材１０を配置するようにしている。この導電材１０は、折り返し部９における電界集中を緩和して、固体絶縁物界面７における電界分布をより均一とする役割を果たす。本実施形態では、導体軸方向について対称に設けた折り返し部９の頂点に対向する位置に、銅製のリング１０を配置するようにしている。ここで、リング１０における電界集中を防止するために、リング１０の断面を円形とすることが好ましい。ここで、図３に示すように、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍において大きくなる電界強度を緩和するために、第１高電圧導体３または第２高電圧導体４に接するようにリング１０’を設けても良い。この場合、リング１０’における電界集中を防止するために、リング１０’を断面半円形とすることが好ましい。導電材としてのリング１０’を設けることで、図３に示す界面形状を採用した場合でも、第１高電圧導体３及び第２高電圧導体４近傍での電界集中が抑制され、電界分布を均一にできる。
【００２９】
ここで、固体絶縁物界面７において、空隙や気泡が存在すると放電が生じ易くなり、絶縁耐力を低下させる原因となる。そこで、本実施形態では、少なくとも固体絶縁物界面７を形成する部分における第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６との一方に他方よりも柔軟性のある材料を用いるようにしている。これにより、第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６との密着性を高めることができ、固体絶縁物界面７に空隙や気泡が生じることを防止できる。
【００３０】
尚、第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６とのどちらに柔軟性のある材料を用いるかは、特に限定されるものではない。例えば本実施形態においては、第１被接続体１は電力機器であり、ある程度の重量を支持する機械的強度が必要である。そこで、本実施形態では、第１固体絶縁物５に機械的強度の高い硬質の絶縁材料を用い、第２固体絶縁物６に柔軟性の高い絶縁材料を用いる。具体的な絶縁材料は、特に限定されるものではないが、例えば本実施形態では、第１固体絶縁物５の絶縁材料としてエポキシ樹脂を用い、第２固体絶縁物６の絶縁材料としてシリコーンゴムを用いる。本実施形態で用いるエポキシ樹脂およびシリコーンゴムの仕様と特性を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004040989.tif 000003
【００３２】
ここで、第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６との密着性を高めるとの観点からは、少なくとも固体絶縁物界面７を形成する部分において、第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６との一方に他方よりも柔軟性のある材料を用いれば足り、必ずしも第１固体絶縁物５の全体または第２固体絶縁物６の全体に、他方よりも柔軟性のある材料を用いる必要はない。一方、本実施形態における第２被接続体２としての電力ケーブルは、電力設備のレイアウトの自由度や空間占有率の低減または取付作業の容易等の観点から、柔軟性や可撓性が高いものが望まれる。
【００３３】
そこで、例えば本実施形態では、第２被接続体２としての電力ケーブルの第２固体絶縁物６の全体に、可撓性の高い絶縁材料としてシリコーンゴムを用いている。更に本実施形態では、第２被接続体２としての電力ケーブルの第２高電圧導体４に、可撓性の高い導電材として、銅編線を用いている。この場合、本実施形態における第２被接続体２としての電力ケーブルは、絶縁体として架橋ポリエチレンを用い且つ導体として銅より線を用いた従来のＣＶケーブルと比較して、曲げ半径が小さくなる。
【００３４】
したがって、電力ケーブル２の電力機器１への取り付けにおいて、電力ケーブル２を巻いておき、当該巻かれた電力ケーブル２が描く円の径を変化させるようにして、電力ケーブル２の先端を電力機器１に対して離接させる場合でも、電力ケーブル２の曲げ半径が従来のＣＶケーブルよりも小さいので、電力機器間の間隔を従来よりも狭めることができる。尚、第２被接続体２としての電力ケーブルに用いる絶縁材料及び導電材料は、本実施形態の例に限定されるものではなく、例えば第２被接続体２としての電力ケーブルと同程度の通電性能および耐電圧性能を有する従来のＣＶケーブルよりも最小曲げ半径を小さくできる他の絶縁材料及び導電材料を用いても良い。
【００３５】
さらに、本実施形態における第２被接続体２としての電力ケーブルは、従来のＣＶケーブルよりも曲げ半径が小さいため、電力機器間を接続するために必要な長さを、従来のＣＶケーブルよりも短くできる。このため、従来のＣＶケーブルは、一般的に押し出し成形によって製造されているが、発明に係る電力ケーブルは例えば型によって製造することが可能となる。そこで、当該型成形を行うに際して、電力機器の運転状況を監視する装置の部品を、電力ケーブルの固体絶縁物内に埋め込むようにしても良い（図４参照）。電力機器の運転状況を監視する装置としては、例えば以下のものが挙げられる。
【００３６】
例えば、ポッケルス効果を応用した電界センサによる電圧監視装置がある。この電圧監視装置は、例えば、ポッケルス結晶２１と、このポッケルス結晶２１にレーザ光を照射するレーザー光発生装置２２と、ポッケルス結晶２１を通過した光を検出する光検出器２３と、光検出器２３で検出された光を信号（例えば光、電気または電磁波等で構成される信号）に変換して受信機３１に発信する発信機２４とを有して構成される。この場合、例えばポッケルス結晶２１を第２固体絶縁物６内に埋め込むようにし、レーザー光発生装置２２と、光検出器２３と、発信機２４とを、第２被接続体２としての電力ケーブルの外面に取り付けるようにする。
【００３７】
また、例えばファラディー効果を応用した電流センサによる電流監視装置がある。この電流監視装置は、例えば、第２被接続体２としての電力ケーブルに巻かれた光ファイバ２７（例えば鉛ガラス光ファイバ）と、この光ファイバ２７にレーザ光を照射するレーザー光発生装置２６と、光ファイバ２７を通過した光を検出する光検出器２８と、光検出器２８で検出された光を信号（例えば光、電気または電磁波等で構成される信号）に変換して受信機３１に発信する発信機２９とを有して構成される。この場合、例えば光ファイバ２７を第２被接続体２としての電力ケーブルに巻き付け、レーザー光発生装置２６と、光検出器２８と、発信機２９とを、第２被接続体２としての電力ケーブルの外面に取り付けるようにする。
【００３８】
また、例えば超音波の透過率の温度依存性あるいは散乱特性の温度変化を利用して、導体の温度を測定する非接触温度センサがある。或いは、ＧＨｚ〜ＴＨｚ帯の電磁波の透過率温度依存性あるいは散乱特性の温度変化を利用して、導体およびその周囲の固体絶縁物内部の温度を測定する非接触温度センサがある。これらの非接触温度センサは、超音波または電磁波を第２被接続体２としての電力ケーブルに対して発信する発振器３０を有して構成される。この場合、発振器３０を第２被接続体２としての電力ケーブルの外面に取り付けるようにする。
【００３９】
受信機３１は、例えば、電圧監視装置が有する発信機２４の信号を受信する機能と、電流監視装置が有する発信機２９の信号を受信する機能と、非接触温度センサの発振器３０が発振し第２被接続体２としての電力ケーブルにおいて反射した超音波または電磁波を受信する機能と、データ処理装置３２との通信機能を有する。尚、電圧監視装置の発信機２４および電流監視装置の発信機２９と、受信機３１間の通信は、例えば電気信号による有線通信であっても良く、電磁波による無線通信であっても良く、あるいは光ファイバーや赤外線等を用いた光通信であっても良い。
【００４０】
データ処理装置３２は、受信機３１が受信した信号を解析して、電圧値、電流値、導体温度、絶縁体温度等を求める解析部と、解析部で求められた値をディスプレイやプリンタ等に出力する出力部とを備える。データ処理装置３２として、例えば周知のコンピュータを用いて良い。従来別々であった測定システムと電力伝送システムを一本化することにより、システム構成が単純になるため、電力設備の一層のコンパクト化が実現できる。また、電力機器と電力ケーブルとの各接続部毎の詳細な電圧、電流、温度情報等がリアルタイムに把握できるため、電力設備の高度な運転が可能になる。
【００４１】
尚、電力機器の運転状況を監視するための装置は、上記の例に限定されるものではない。例えば、図示しないが、第２被接続体２としての電力ケーブルの周囲の温度を測定して、当該測定結果をデータ処理装置３２に送信する温度センサを、第２被接続体２としての電力ケーブルの外面に取り付けるようにしても良い。また、例えば、図示しないが、固体絶縁物界面７における部分放電を検出して、当該検出結果をデータ処理装置３２に送信するセンサを、第２被接続体２としての電力ケーブルの外面に取り付けるようにしても良い。
【００４２】
第２被接続体２としての電力ケーブルは、例えば次のように製造される。先ず、同軸状の波状面を有する型（例えば金型）に、混合後充分に脱気した二液混合式のシリコーンゴムを注入する。当該注入時において、電界緩和用のリング１０，リング１０’や電力機器の運転状況を監視する装置の必要部品等も埋設する。シリコーンゴムの硬化後、第２固体絶縁物６としての当該シリコーンゴムを型より離して、第２高電圧導体４と組み合わせる。ここで、第２高電圧導体４と第２固体絶縁物６（シリコーンゴム）との間には、半導電層を設けることが好ましい。次に、第２固体絶縁物６の外面に半導電層および接地電極１１を設ける。更に、接地電極１１の外面に電力機器の運転状況を監視する装置の必要部品を取り付ける。以上により、第２被接続体２としての電力ケーブルが製造される。
【００４３】
第１被接続体１としての電力機器に用いる第１固体絶縁物５は、例えば、上記第２固体絶縁物６の型と対となる型に、混合後充分に脱気したエポキシ樹脂を注入し、硬化させることで得られる。そして、硬化した第１固体絶縁物５としてのエポキシ樹脂を型より離して、第１被接続体１としての電力機器に備えられた第１高電圧導体３と組み合わせる。ここで、第１高電圧導体３と第１固体絶縁物５（エポキシ樹脂）との間には、半導電層を設けることが好ましい。次に、第１固体絶縁物５の外面に半導電層および接地電極１１を設ける。以上により、第１被接続体１としての電力機器が得られる。
【００４４】
例えば本実施形態における第１被接続体１としての電力機器と、第２被接続体２としての電力ケーブルとの接続は、第２被接続体２を導体軸方向に第１被接続体１に対して押圧して、第１高電圧導体３と第２高電圧導体４とを嵌合させて電気的に接続し、尚且つ第１固体絶縁物５及び第２固体絶縁物６を密着させることによって行われる。尚、第１高電圧導体３と第２高電圧導体４との接続に、溶接等の固着手段を用いて、機械的に強固に接続するようにしても良い。また、外力によって固体絶縁物界面７における面圧を維持するようにしても良い。この場合、例えば図５に示すように、第１被接続体１と第２被接続体２との接続部を覆うカバー３３と、このカバー３３内に配置され、第１固体絶縁物５（または第２固体絶縁物６）を第２固体絶縁物６（または第１固体絶縁物５）に向かって導体軸方向に押圧して、第１固体絶縁物５と第２固体絶縁物６とを密着させる付勢手段３４（例えば圧縮コイルばね）とを用いるようにしても良い。
【００４５】
以上のように、本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造によれば、固体絶縁物界面７を折り曲げて形成することにより、必要な絶縁耐力を得るための界面長をコンパクトな容積で確保することができる。即ち、必要な界面長を得るために、固体絶縁物の厚みを特に大きくしたり、接続部を導体軸方向に特に延長しなくても良い。従って、固体絶縁物の厚みを低減でき、接続部の導体軸方向の長さを短くできる。このことは、第２被接続体２としての電力ケーブルの細径化にも寄与し得る。
【００４６】
本発明に係る接続構造を変電所における電力機器の接続に適用した場合の変電所レイアウトの一例を図６に示す。一方、従来技術であるＣＶケーブルとプレモールドジョイント（プレハブ型中間接続部）を変電所における電力機器の接続に適用した場合の変電所レイアウトの一例を図７に示す。図７中の破線で囲む領域は、図６に示す変電所レイアウトの所要面積を示す。本発明に係る接続構造を変電所における電力機器の接続に適用することによって、変電所の必要面積を大幅に縮小できることがわかる。これは、本発明に係る接続構造を用いることにより、電力機器間の距離を短縮でき、変電設備全体をコンパクト化できるためである。尚、図６及び図７中において、符号１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆが、第１被接続体としての電力機器であり、１Ａは固体絶縁ケーブル端末を示し、１Ｂはガス断路器を示し、１Ｃはガス遮断器を示し、１Ｄはガス接地開閉器を示し、１Ｅは並列リアクトルコイルを示し、１Ｆは変圧器コイルを示す。また、矢印Ｐは避雷器を示し、符号４０はタップ切替機を示す。また、図７中の符号１０１は従来のＣＶケーブルを示し、符号１１０及びハッチングで示す部分は従来のプレモールドジョイントを示す。
【００４７】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造によれば、固体絶縁物界面を折り曲げて形成することにより、必要な絶縁耐力を得るための界面長をコンパクトな容積で確保することができる。
【００４９】
さらに、請求項２記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造によれば、折り返し部を曲面状とすることで、折り返し部における電界集中を緩和することができる。
【００５０】
さらに、請求項３記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造によれば、折り返し部の近傍に導電材を配置することで、折り返し部における電界集中を緩和することができる。
【００５１】
さらに、請求項４記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造によれば、少なくとも界面を形成する部分における第１固体絶縁物と第２固体絶縁物との一方に他方よりも柔軟性のある材料を用いるので、第１固体絶縁物と第２固体絶縁物とが良好に密着し、固体絶縁物界面に空隙や気泡が生じることを防止できる。
【００５２】
さらに、請求項５記載の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造によれば、電力機器と電力ケーブルの接続に本発明を適用でき、且つ電力設備のレイアウトの自由度の向上または電力機器間の省スペース化または取付作業の容易化等に資する可撓性の高い電力ケーブルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造の実施の一形態を示す概略中央縦断面図である。
【図２】本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造の他の例を示す概略中央縦断面図である。
【図３】本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造の他の例を示す概略中央縦断面図である。
【図４】本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造の他の例を示す概略中央縦断面図である。
【図５】本発明の高電圧導体を被覆する固体絶縁物相互の接続構造の他の例を示す概略中央縦断面図である。
【図６】本発明に係る接続構造を変電所における電力機器の接続に適用した場合の変電所レイアウトの一例を示す。
【図７】従来技術であるＣＶケーブルとプレモールドジョイントを変電所における電力機器の接続に適用した場合の変電所レイアウトの一例を示す。
【図８】従来の機器直結終端接続を示す概略中央縦断半裁断面図である。
【図９】従来のプレモールドジョイントを示す概略中央縦断半裁断面図である。
【符号の説明】
１　第１被接続体（電力機器）
２　第２被接続体（電力ケーブル）
３　第１高電圧導体
４　第２高電圧導体
５　第１固体絶縁物
６　第２固体絶縁物
７　固体絶縁物界面
８　傾斜面
９　折り返し部
１０　リング（導電材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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