(57)【要約】【課題】導体引出棒の周囲を覆うゴム套管の外周に軸方向に間隔を存して形成された襞部の先端部の電界集中を有効に緩和してゴム套管の劣化を抑え、耐久性の向上を図るようにした気中終端接続箱を提供する。【解決手段】両端部２ｂ、２ｃが夫々電力ケーブルに接続される導体引出棒２と、導体引出棒の略一側半分の周囲を覆う小径円筒部３ａと導体引出棒の略他側半分の周囲を覆うと共に電界緩和機構６を内在する大径円筒部３ｂとこれらの円筒部の外周に軸方向に間隔を存して多数形成された傘状の襞部３ｆ，３ｇを有するゴム套管３とからなる６６ｋＶ〜７７ｋＶ用の気中終端接続箱１であって、大径円筒部に形成された襞部３ｇの先端部３ｈを半径４ｍｍ以上の曲面としかつ外径を２９０ｍｍ〜３４０ｍｍの範囲に設定した構成としたものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が夫々電力ケーブルに接続される導体引出棒と、
前記導体引出棒の略一側半分の周囲を覆う小径円筒部と前記導体引出棒の略他側半分の周囲を覆うと共に電界緩和機構を内在する大径円筒部とこれらの円筒部の外周に軸方向に間隔を存して多数形成された傘状の襞部を有するゴム套管とからなる６６ｋＶ〜７７ｋＶ用の気中終端接続箱であって、
前記大径円筒部に形成された襞部の先端部を半径４ｍｍ以上の曲面としかつ外径を２９０ｍｍ〜３４０ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする気中終端接続箱。
【請求項２】
前記電界緩和機構はエポキシ樹脂部材により略矢尻状に形成され、前記大径円筒部の後端から中央部に向けて延在して導体引出棒の一部の周囲を覆っているエポキシ座であることを特徴とする、請求項１に記載の気中終端接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブル同士を接続する気中終端接続箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブル同士を接続する気中終端接続箱として例えば、下端部に導体挿入口を有する導体引出棒と、導体引出棒の外周に設けられる絶縁筒と、絶縁筒の外周に設けられるポリマー被覆体とを有し、絶縁筒は導体引出棒の下方部位の外周部に設けられる大径の絶縁筒と導体引出棒の先端部を除く部分の外周部に設けられる小径の絶縁筒とを備えたポリマー套管（又は「ポリマー碍管」ともいう）がある。このポリマー套管は、大径の絶縁筒と小径の絶縁筒の連設部分に電界緩和用の埋込金具が埋設され、大径の絶縁筒の下端部に導体引出棒の端部に形成された導体挿入孔と連通されて電力ケーブル端末部のストレスコーンを受容するコーン状の受容口が設けられ、ポリマー套管の外周に軸方向に間隔を存して襞部が多数形成された構成を有している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０４６３２号公報（３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ポリマー套管は絶縁物で形成されているが形状によって電界集中を引き起こし、形状の設定が困難である。従来のポリマー套管は、襞部の先端部（外周部）の片側（上側）のみに曲面（Ｒ）を設けた構造としているために雷等が発生した場合襞部が上下方向に短絡してしまうおそれがある。これを防ぐため、襞部の表面積を稼いで異物が付着しても上下の襞間が異物で繋がらないように襞部の外径を大きく設けていた。このため金型が大きくなり、金型代が高くなる。また、襞部の先端部が尖った形状をなしているために電界が集中してポリマー套管が劣化し易く、耐久性が低下してしまうことも考えられる。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、導体引出棒の周囲を覆うゴム套管の外周に軸方向に間隔を存して形成された襞部の先端部の電界集中を有効に緩和してゴム套管の劣化を抑え、耐久性の向上を図るようにした気中端末接続箱を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明に係わる気中終端接続箱は、両端部が夫々電力ケーブルに接続される導体引出棒と、前記導体引出棒の略一側半分の周囲を覆う小径円筒部と前記導体引出棒の略他側半分の周囲を覆うと共に電界緩和機構を内在する大径円筒部とこれらの円筒部の外周に軸方向に間隔を存して多数形成された傘状の襞部を有するゴム套管とからなる６６ｋＶ〜７７ｋＶ用の気中終端接続箱であって、前記大径円筒部に形成された襞部の先端部を半径４ｍｍ以上の曲面としかつ外径を２９０ｍｍ〜３４０ｍｍの範囲に設定したことを特徴としている。
【０００６】
気中終端接続箱の導体引出棒の周囲を覆うゴム套管の大径円筒部に内在された電界緩和機構により大径円筒部における電界の集中が緩和される。更に大径円筒部の外周に形成された傘状の襞部の先端部を半径４ｍｍ以上の曲面として襞部の先端部の上下両面を滑らかに連設して先端部に電界が集中することを緩和している。これにより、ゴム套管の劣化が抑えられて外面の絶縁性能の低下が抑えられ耐久性の向上が図られる。また、襞部の外径を２９０ｍｍ〜３４０ｍｍの範囲に設定して６６ｋＶ〜７７ｋＶに対応可能としている。
【０００７】
また、襞部の先端部の両側を曲面で連設することで襞部間に雨水や塵埃等が吹き込み難くなり襞部表面に異物が付着し難くなる。また、襞部の下部にも曲面が形成されるため外周部に異物が残存し難くなり襞部の表面積を稼ぐ必要が無くなり、襞部の外径を小さくすることができ取り扱いが容易となり作業性が向上する。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の気中終端接続箱は、請求項１に記載の気中終端接続箱において、前記電界緩和機構はエポキシ樹脂部材により略矢尻状に形成され、前記大径円筒部の後端から中央部に向けて延在して導体引出棒の一部の周囲を覆っているエポキシ座であることを特徴としている。
【０００９】
電界緩和機構をエポキシ樹脂部材により形成して大径円筒部内に収容してゴム套管と相俟って絶縁性の向上及び軽量化を図っている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、気中終端接続箱のゴム套管の電界緩和機構を内在する大径円筒部外周に形成された襞部の先端部に電界が集中することを有効に抑えることが可能となり、ゴム套管の劣化を防止することができ、これに伴いゴム套管の外面の絶縁性の向上が図られると共に耐久性の向上が図られる。
【００１１】
また、襞部の先端部の両側を曲面で連設することで、襞部の外径を小さくすることができ、金型を小型化することができ、コストを下げることができる。更に襞部間に雨水や塵埃等が吹き込み難くなり、この結果、襞部表面に異物が付着し難くなる。また、襞部の下部にも曲面が形成されるため外周部に異物が残存し難くなり襞部の表面積を稼ぐ必要が無くなり、襞部の外径を小さくすることができ、取り扱いが容易となり作業性の向上が図られる。
【００１２】
また、電界緩和機構をエポキシ樹脂部材で形成された略矢尻形状のエポキシ座とすることで大径円筒部における電界の集中を有効に緩和することが可能となり、前記襞部と相俟って大径円筒部の電界集中を更に緩和することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わる気中終端接続箱の一側に電力ケーブルを接続した状態の側面図を示し、気中終端接続箱１は、導体引出棒２と、導体引出棒２を被覆するゴム套管としての端末本体３と、端末本体３の下端部３ｄに設けられた取付金具４からなる。気中終端接続箱１は、導体引出棒２の下端部に例えば電力を供給する側の電力ケーブル３０が接続され、その接続部が後述するようにゴムユニットで覆われて絶縁され、更に金属管１８で覆われて保護されている。金属管１８と電力ケーブル３０との接続部は、防水テープ１９により密封されている。そして、気中終端接続箱１は、取付金具４が支持碍子５１を介して支持架台５２に設置されている。
【００１５】
図２は、図１に示す気中終端接続箱１の断面図を示す。導体引出棒２は、導電性を有する中実の金属棒で、周囲が端末本体３で覆われ、上端部２ｂ、下端部２ｃが端末本体３の上端部３ｃ、下端部３ｄから延出されている。下端部２ｃの端末部２ｄは、その端面中央に電力ケーブル３０の導体端末を挿入接続するための導体挿入孔２ｅが形成されている。この導体引出棒２は、銅、アルミニウム、或いは銅合金、アルミ合金等により形成されている。
【００１６】
端末本体３は、例えばシリコーンゴム部材からなる套管で、金型を用いて導体引出棒２の周囲に成形して設けられ、小径の円筒状をなす上部３ａと大径の円筒状をなす下部３ｂとが一体に形成される。上部３ａは、導体引出棒２の上端部２ｂを除く略上半分の周囲を覆っており、下部３ｂは、導体引出棒２の下端部２ｃを除く略下半分を覆っている（以下「小径円筒部３ａ、大径円筒部３ｂ」という）。この大径円筒部３ｂは、導体引出棒２の中央部２ａの略下半分の周囲を覆うエポキシ座５の周囲を覆っている。
【００１７】
エポキシ座５は、エポキシ樹脂部材からなり略矢尻形状をなしている。上部５ａは、上端が導体引出棒２の中央に向かって尖った円錐体をなし、下端が段差をなして円筒状に縮径して中央部５ｂに連設し、中央部５ｂは、上端から下端に向って拡径した略円錐体をなし、下部５ｃは、中央部５ｂの下端から段差をなして円筒状に縮径して下端部２ｃの周囲を端末部２ｄ近傍まで覆っている。このエポキシ座５は、導体引出棒２の周囲に密着して形成されている。
【００１８】
端末本体３の大径円筒部３ｂは、導体引出棒２の略下半分からエポキシ座５の中央部５ｂの後端まで同心的に覆っている。この大径円筒部３ｂは、エポキシ座５の上部５ａから中央部５ｂの下端までの長さよりも長く形成されており、小径円筒部３ａと階段状をなす連設部３ｅで連設されている。そして、小径円筒部３ａ、大径円筒部３ｂの外周面には傘状をなす襞部３ｆ，襞部３ｇが軸方向（長手方向）に沿って所定の間隔で多数形成されている。
【００１９】
そして、端末本体３の大径円筒部３ｂに導体引出棒２の略下半分の一部（略半分）の周囲を覆うように内在されているエポキシ座５の上部５ａ及び中央部５ｂにより電界緩和機構６が形成されている。この電界緩和機構６は、端末本体３の電界を緩和して電界の集中を防止し、外面の絶縁性能を高める機能を有している。
【００２０】
気中終端接続箱１は、６６ｋＶ〜７７ｋＶ仕様とされており、端末本体３の小径円筒部３ａの長さが４００mm以上、外径が６０ｍｍから８０ｍｍ、大径円筒部３ｂの長さが３６０ｍｍから４８０ｍｍ、外径が１８０ｍｍから２２０ｍｍとされている。そして、大径円筒部３ｂの外周に形成されている襞部３ｇは、図３に示すように大径円筒部３ｂの下端部３ｄの端面から５３０ｍｍまでの長さＬの部分における各襞部３ｇの先端部３ｈが半径４ｍｍ（Ｒ＝４ｍｍ）で面取りされた曲面とされ、前面３ｇ’と後面３ｇ’’とが滑らかに連設されている。これにより、襞部３ｇの先端部３ｈにおける電界の集中が緩和される。また、襞部３ｇの外径Ｄは、２９０ｍｍ〜３４０ｍｍの範囲に設定されている。これにより、６６ｋＶ〜７７ｋＶの高圧に対する絶縁性能を確保している。
【００２１】
尚、電気学会で規定している電気規格（ＪＥＣ−３４０８）による雷インパルス試験電圧値は、公称電圧６６ｋＶ，７７ｋＶの各電圧における常温試験電圧が夫々４８５ｋＶ，５５０ｋＶとされており、これらの雷インパルス耐電圧試験による絶縁強度を満たしている。
【００２２】
また、大径円筒部３ｂの下端部３ｄの端面から５３０ｍｍの長さを超えた部分における襞部３ｇの先端部の形状及び外径も上述した襞部３ｇと同様の形状及び外径としても良いことは勿論である。小径円筒部３ａの外周に形成されている襞部３ｆについても同様である。
【００２３】
取付金具４は、端末本体３の下部３ｂの襞部３ｇよりも大径の円板とされ、中央に形成された孔４ａにエポキシ座５の下部５ｃが挿通され、孔４ａの周縁部に形成されたフランジ４ｂとこのフランジ４ｂの外側に同心的に形成されたフランジ４ｃがエポキシ座５の中央部５ｂの下端面と端末本体３の下端部３ｄの端面に埋設されて固定されている。取付金具４の周縁部近傍には支持碍子取付用のボルト挿通孔４ｄが周方向に沿って複数形成されている。
【００２４】
気中終端接続箱１は、図４に示すように取付金具４のボルト挿通孔４ｄ（図２）に支持碍子５１が取り付けられ、例えば導体引出棒２の上端部２ｂを上方に下端部２ｃを下方にして支持架台５２に垂直に設置される。また、例えば電力を供給する側の電力ケーブル３０の端末に絶縁用のゴムユニット１１と保護用の金属管１８とを予め挿入して設けてある。電力ケーブル３０は、被覆としてのビニルシース３１及び絶縁部材３２の端末が剥ぎ取られて導体（心線）３３の端末が裸出されている。尚、図４において図面の煩雑を避けるために気中終端箱１の一部とゴムユニット１１及び金属管１８を断面で示し、ハッチングを省略してある。
【００２５】
導体引出棒２は、導体挿入孔２ｅに電力ケーブル３０の導体３３の端末が挿入され、端末部２ｄがカシメ加工されて電気的及び機械的に接続固定される。そして、導体引出棒２の端末部２ｄと電力ケーブル３０の導体３３との接続部３４に導電性のテープ１７が巻回されてエポキシ座５の下部５ｃ及び電力ケーブル３０の絶縁部材３２と略同じ外径とされる。
【００２６】
次いで、ゴムユニット１１により接続部３４及びその両側のエポキシ座５の下部５ｃと電力ケーブル３０の絶縁部材３２の端末が覆われて絶縁される。そして、金属管１８によりゴムユニット１１が覆われ、フランジ１８ｂが取付金具４に図示しないボルトで固定され、他側端部１８ｃと電力ケーブル３０のビニルシース３１の端末に防水テープ１９が巻回されて密封される。このようにして、電力ケーブル３０に導体引出棒２の下端部２ｃが接続固定され保護される。
【００２７】
一方、図示しない例えば、電力を受ける側の電力ケーブルは、その導体（心線）に導体固定端子が接続されており、この導体固定端子が導体引出棒２の上端部２ｃに接続される。このようにして、気中終端接続箱１により電力ケーブル同士が接続される。
【実施例】
【００２８】
大径円筒部３ｂに形成した襞部３ｇの先端部３ｈの半径Ｒと外径Ｄとを変化させた場合における、インパルス電圧課電時の襞／空気境界の電気的ストレス（ｋＶ／ｍｍ）の特性評価試験結果の一例を図５に示す。図において特性曲線Ｉは、襞部の外径Ｄが２５０ｍｍ、特性曲線IIは、襞部の外径Ｄが３００ｍｍの場合を示している。図５に示すように襞部の先端部の面取半径Ｒが大きくなる程即ち、滑らかになるに伴い電気的ストレスが小さくなった。また、面取半径Ｒが同じでも襞部の外径Ｄが大きくなる程電気的ストレスが小さくなった。また、襞部の外径が異なる何れの場合でも面取半径Ｒが４ｍｍ以上になると電気的ストレスの低下の割合が小さくなった。
【００２９】
図５から明らかなように面取の半径Ｒを大きくすることで、襞先端／空気境界の電気的ストレスが低減される。また、襞の最大外径を大きくすることも襞先端／空気境界の電気的ストレス低減方法の一つであるが、最大外径を極力抑え、かつ電気的ストレスを低減させるには襞の先端部の形状を滑らかな曲面処理（Ｒ処理）することが効果的である。その効果を確認したのでその概要を図６のグラフに示す。図6は、襞部３ｇの先端３ｈの面取り曲面の半径Ｒが大きくなる程、また襞部３ｇの最大外径Ｄが大きくなる程襞部３ｇ先端部３ｈの電気的ストレスが小さくなった。
【００３０】
従って、本願発明においては大径円筒部３ｂの下端部３ｄの端面から５３０ｍｍまでの長さＬの部分における各襞部３ｇの先端部３ｈを半径４ｍｍ（Ｒ＝４ｍｍ）で面取りされた曲面として前面３ｇ’と後面３ｇ’’とを滑らかに連設させることで、襞部３ｇの先端部３ｈにおける電気的ストレスを有効に緩和可能であることが確認できた。また、襞部３ｇの外径Ｄを、２９０ｍｍ〜３４０ｍｍの範囲に設定することで、６６ｋＶ〜７７ｋＶの高圧に対する絶縁性能を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係わる気中終端接続箱の一側に電力ケーブルを接続した状態の側面図である。
【図２】図１に示した気中終端接続箱の断面図である。
【図３】図２に示した気中終端接続箱の端末本体の要部拡大図である。
【図４】図２に示した導体引出棒の下端部に電力ケーブルの導体を接続した状態の一部切欠側面図である。
【図５】図３に示した大径円筒部に形成された襞部の形状と電気的ストレスとの関係を示す特性図である。
【図６】図３に示した襞部の形状の効果の概要の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    気中終端接続箱
２    導体引出棒
２ａ    中央部
２ｂ    上端部
２ｃ    下端部
２ｄ    端末部
２ｅ    導体挿入孔
２ｆ    ストッパ
２ｈ，２ｉ    突起（ストッパ）
３    端末本体
３ａ    上部（小径円筒部）
３ｂ    下部（大径円筒部）
３ｃ    上端部
３ｄ    下端部
３ｅ    連設部
３ｆ，３ｇ    襞部
３ｇ’    襞部前面
３ｇ”    襞部後面
３ｈ    襞部先端部
４    取付金具
４ａ    孔
４ｂ，４ｃ    フランジ
４ｄ    ボルト挿通孔
５    エポキシ座
５ａ    上部
５ｂ    中央部
５ｃ    下部
６    電界緩和機構
１１    ゴムユニット
１７    導電性のテープ
１８    金属管
１８ｂ    フランジ
１８ｃ    端部
１９    防水テープ
３０    電力ケーブル
３１  ビニルシース
３２    絶縁部材
３３    導体（心線）
３４    接続部
５１    支持碍子
５２    支持架台
【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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