(57)【要約】【課題】電力ケーブルのシース及び中間接続部の保護管として、ポリエチレンが用いられた場合でも、高い防水性能を有する電力ケーブルの接続部を提供すること。【解決手段】ＨＤＰＥ製の外側保護管４０の端部における外側保護管４０の表面及びＨＤＰＥ製のケーブルシース１１５、１２５の表面に塗布された接着剤２０２、２０３、２１２、２１３と、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３を覆うように設けられた自己融着性ゴム２０４、２１４と、を有する中間接続部１において、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３を、スチレンブタジエンゴム、又はスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムとの混合物を含むようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電力ケーブルのケーブル導体と第２の電力ケーブルのケーブル導体とが接続されてなる導体接続部と、前記導体接続部を囲繞する補強絶縁部と、前記導体接続部を囲繞する保護管と、を有する電力ケーブルの接続部であって、
前記保護管の端部における前記保護管の表面及び前記電力ケーブルのケーブルシースの表面に塗布された接着剤と、
前記接着剤を覆うように設けられた自己融着性ゴムと、
を有し、
前記保護管及び前記ケーブルシースは、ポリエチレンからなり、
前記接着剤は、スチレンブタジエンゴム、又はスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムとの混合物を含む、
電力ケーブルの接続部。
【請求項２】
前記接着剤は、有機溶剤１００質量部に対し、スチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物からなる接着成分を３０〜５０質量部含有している、
請求項１に記載の電力ケーブルの接続部。
【請求項３】
前記接着剤は、有機溶剤１００質量部に対し、スチレンブタジエンゴムからなる接着成分を３０〜５０質量部含有している、
請求項１に記載の電力ケーブルの接続部。
【請求項４】
前記自己融着性ゴムは、ブチルゴムからなる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力ケーブルの接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルの接続部に関し、特に、２本の電力ケーブルを接続する、電力ケーブルの中間接続部に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、２本の電力ケーブル（例えばＣＶケーブル）を接続する電力ケーブルの中間接続部は、一方の電力ケーブル（以下「第１の電力ケーブル」）のケーブル導体と他方の電力ケーブル（以下「第２の電力ケーブル」）のケーブル導体とが接続されてなる導体接続部と、導体接続部の外側を囲繞する補強絶縁部と、を含む構成となっている。また、補強絶縁部の外周側には保護管が設けられており、これにより電力ケーブルの中間接続部の内部への浸水等が防止される。
【０００３】
さらに、電力ケーブルのシース（防食層）と、上記保護管との間の隙間から、上記導体接続部への浸水を防止するために、電力ケーブルのシースと保護管の間には、接着剤や防水テープが設けられている（例えば特許文献１−４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２７８１号公報
【特許文献２】特開平７−３２１８号公報
【特許文献３】特開平９−２４７８１６号公報
【特許文献４】特開２０１５−１４２４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来は一般に、電力ケーブルのシースとしてはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：PolyVinyl Chloride）が用いられ、中間接続部の保護管としては繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）が用いられ、シースと保護管との間に設けられる接着剤としてニトリルゴムやシリコーンゴムを主成分とするものが用いられてきた。
【０００６】
しかし、海外向けの電力ケーブルのシースとしては、ＰＶＣに代えて高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：High Density Polyethylene）が用いられることが多い。また、ＨＤＰＥは、環境及び人体に優しくコスト面でもメリットがあるので、中間接続部の保護管の材料として用いられる場合もある。
【０００７】
このように、電力ケーブルのシースや中間接続部の保護管の材料としてＨＤＰＥを用いると、ＨＤＰＥの材質は接着性に乏しいため、ニトリルゴムやシリコーンゴムを主成分とする接着剤では十分な接着強度が得られない問題がある。この問題に対して、自己融着性合成ゴムテープなどを巻くなどの対策をとっているが、ケーブルシースと接着剤との界面の隙間、及び、保護管と接着剤との界面の隙間を完全に埋めることはできず、その隙間から水が浸入する問題が懸念されていた。これは、径合わせで巻いている防水テープと保護管の隙間を通って、保護管内部まで水が浸入することに繋がるため、大きな問題として取り上げられていた。
【０００８】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、電力ケーブルのシース及び中間接続部の保護管として、ポリエチレンが用いられた場合でも、高い防水性能を有する電力ケーブルの接続部を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電力ケーブルの接続部の一つの態様は、
第１の電力ケーブルのケーブル導体と第２の電力ケーブルのケーブル導体とが接続されてなる導体接続部と、前記導体接続部を囲繞する補強絶縁部と、前記導体接続部を囲繞する保護管と、を有する電力ケーブルの接続部であって、
前記保護管の端部における前記保護管の表面及び前記電力ケーブルのケーブルシースの表面に塗布された接着剤と、
前記接着剤を覆うように設けられた自己融着性ゴムと、
を有し、
前記保護管及び前記ケーブルシースは、ポリエチレンからなり、
前記接着剤は、スチレンブタジエンゴム、又はスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムとの混合物を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接着剤として、スチレンブタジエンゴム、又はスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムとの混合物を含むものを用いたので、ポリエチレンからなる保護管及びケーブルシースと接着剤との界面、及び、自己融着性ゴムと接着剤との界面の両方において接着性を高めることができ、この結果、高い防水性能を有する電力ケーブルの接続部を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る電力ケーブル接続部の半断面図
【図２】ケーブル接続部本体の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
＜全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る電力ケーブルの中間接続部１の半断面図である。図１に示すように、電力ケーブルの中間接続部１は、ケーブル接続部本体１Ａと、ケーブル接続部本体１Ａの外側を囲繞する保護ケース１Ｂと、を備える。保護ケース１Ｂは、内側保護管３０と外側保護管４０とを有する二重構造の保護ケースである。
【００１４】
ケーブル接続部本体１Ａと保護ケース１Ｂとの間、及び内側保護管３０と外側保護管４０との間には防水混和物５０（例えばウレタン等の防水コンパウンド）が充填される。保護ケース１Ｂ及び防水混和物５０により、電力ケーブルの中間接続部１の遮水性が確保される。なお、内部保護管３０は、絶縁筒３３及び金属管３１、３２を有する。
【００１５】
図２は、ケーブル接続部本体１Ａの断面図である。図２に示すように、ケーブル接続部本体１Ａは、第１の電力ケーブル１１のケーブル導体１１１と第２の電力ケーブル１２のケーブル導体１２１とが接続されてなる導体接続部１０と、導体接続部１０を囲繞する補強絶縁部２０と、を有する。
【００１６】
以下において、第１の電力ケーブル１１と第２の電力ケーブル１２を区別しない場合は、単に「電力ケーブル１１、１２」と称する。
【００１７】
電力ケーブル１１、１２は、ゴム又はプラスチックで絶縁された電力ケーブル（例えばＣＶケーブル）である。電力ケーブル１１、１２は、それぞれ、内側から順に、ケーブル導体１１１、１２１、内部半導電層（図示略）、ケーブル絶縁体１１２、１２２、外部半導電層１１３、１２３、ケーブル遮へい層１１４、１２４、ケーブルシース１１５、１２５等を有する。
【００１８】
ケーブル接続部本体１Ａにおいては、電力ケーブル１１、１２の端末部が所定長で段剥ぎされることにより、各層が露出する。ケーブル導体１１１、１２１のそれぞれに、例えば銅、アルミニウム、銅合金、又はアルミニウム合金等からなる通電に適した導電性の導体接続管１３が圧縮接続されることにより、導体接続部１０が構成される。ケーブル導体１１１、１２１は、導体接続管１３を介して電気的に接続される。
【００１９】
補強絶縁部２０は、内部電極２１、ゴム絶縁部２２、ストレスコーン部２３、２４、及び外部遮へい層２５が一体的に成形されたワンピースのゴムブロック絶縁体である。ゴム絶縁部２２は、円筒形状を有し、例えばシリコーンゴム等の弾性材料で構成される。
【００２０】
内部電極２１は、例えば半導電性シリコーンゴムで構成され、ゴム絶縁部２２の長手方向中央部の内周面に配置される。内部電極２１と導体接続管１３は電気的に接続されている。内部電極２１と導体接続管１３は、導体接続管１３の外周に半導電テープを巻いて半導電テープと内部電極２１とを当接させることで電気的に接続してもよいし、内部電極２１と導体接続管１３とが直接接するように構成することで電気的に接続してもよい。
【００２１】
ストレスコーン部２３、２４は、ベルマウス形状を有する筒体で形成され、例えば半導電性シリコーンゴムで構成される。ストレスコーン部２３は、第１の電力ケーブル１１のケーブル絶縁体１１２から外部半導電層１１３に跨がり、端部がゴム絶縁部２２の一端部２２ａ（図２では左側端部）よりも外側に延出するように形成される。ストレスコーン部２４は、第２の電力ケーブル１２のケーブル絶縁体１２２から外部半導電層１２３に跨がり、端部がゴム絶縁部２２の他端部２２ｂ（図２では右側端部）よりも外側に延出するように形成される。
【００２２】
外部遮へい層２５は、円筒形状を有し、例えば半導電性シリコーンゴムで構成される。図１では、説明の便宜上、外部遮へい層２５の図示を省略した。外部遮へい層２５は、ゴム絶縁部２２の外周面に配置され、少なくともストレスコーン部２３、２４の接続部中央部側の端部２３ａ、２４ａ（ストレスコーン部２３、２４の内径が拡径している側の端部）間の長さよりも長く形成される。これにより、外部遮へい層２５の端部が電気的な突起にならないようにしている。
【００２３】
ここでは、外部遮へい層２５の一端部２５ａ（図２では左側端部）は、ストレスコーン部２３の接続部中央部側の端部２３ａよりも若干ケーブルシース１１５側に延長されている。一方、外部遮へい層２５の他端部２５ｂ（図２では右側端部）は、ゴム絶縁部２２の他端部２２ｂ（図２では右側端部）まで延長され、図示しない半導電テープ等によってストレスコーン部２４と電気的に接続されている。すなわち、外部遮へい層２５は、片端縁切り構造を形成している。外部遮へい層２５の他端部２５ｂは、ストレスコーン部２４に当接する位置まで延長されることによって片端縁切り構造を形成してもよい。
【００２４】
なお、外部遮へい層２５の構成はこれに限定されず、補強絶縁部２０の縁切り構造の必要性に応じて、両端縁切り構造、片端縁切り構造、または縁切り無し構造にしてもよい。また、外部遮へい層２５は、半導電性ゴムに限らず、例えば導電性の塗料で形成してもよい。
【００２５】
内部電極２１、ゴム絶縁部２２、及びストレスコーン部２３、２４のそれぞれの内周面は面一に形成される。内部電極２１、ストレスコーン部２３、２４、及び外部遮へい層２５（モールド成型の場合）は、モールド成型上、同じ材料（半導電性シリコーンゴム）で形成するのが好ましい。また、ゴム絶縁部２２も、これらと同じ種類の導電性を有さない絶縁材料（例えば、絶縁性シリコーンゴム）で形成するのが好ましい。
【００２６】
なお、実施の形態では、補強絶縁部２０を形成するゴムブロック絶縁体は、シリコーンゴムで形成した場合について説明したが、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）で形成してもよい。
【００２７】
補強絶縁部２０は、例えば工場でスパイラルコア等の拡径部材により拡径された状態で保持される。そして、補強絶縁部２０は、施工現場で導体接続部１０を囲繞するように配置された後、拡径部材を引き抜くことにより、ゴムの自己収縮力により導体接続部１０に密着して装着される。これにより、中間接続部１における絶縁性能が確保される。なお、補強絶縁部２０は、スパイラルコア等のいわゆる工場拡径タイプに限定されず、拡径治具や拡径装置を用いて施工現場で拡径する、いわゆる現地拡径タイプでもよい。なお、絶縁筒３３と各ケーブルシース１１５、１２５との間には防食層３６、３７が形成される。
【００２８】
＜防食構造＞
次に、本実施の形態による防食構造について説明する。外側保護管４０の両端側には、防食構造が設けられている。
【００２９】
具体的に説明する。外側保護管４０の端部の表面には接着剤２０２、２１２が塗布されている。また、ケーブルシース１１５、１２５の表面にも接着剤２０３、２１３が塗布されている。接着剤２０３、２１３は、少なくとも外側保護管４０の端部よりも導体接続部１０と反対側に突出して延在している。なお、接着剤２０３、２１３は、外側保護管４０から導体接続部１０の方向に入り込んだ位置まで延在してもよい。
【００３０】
接着剤２０２、２０３の上には自己融着性ゴム２０４が設けられているとともに、接着剤２１２、２１３の上には自己融着性ゴム２１４が設けられている。自己融着性ゴム２０４、２１４は、ケーブルシース１１５、１２５の外周面と外側保護管４０の内周面との間の隙間も埋めるように設けられている。本実施の形態の場合、自己融着性ゴム２０４、２１４はブチルゴムからなる。自己融着性ゴム２０４、２１４は、ブチルゴムからなるテープを接着剤２０２、２０３、２１２、２１３の上から巻くことで形成される。
【００３１】
さらに、自己融着性ゴム２０４、２１４の表面側には、ガラステープ２０５、２１５、エポキシ系の接着剤２０６、２１６、防水テープ２０７、２１７が順次巻回されており、これにより、電力ケーブル１１、１２と外側保護管４０との接合を強化できるとともに、外側保護管４０の端部から導体接続部１０への浸水をより確実に防止できる。
【００３２】
ここで、本実施の形態の場合、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３は、接着成分としてスチレンブタジエンゴムが用いられている。具体的には、接着成分としてスチレンブタジエンゴムを単独で用いてもよいし、スチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物を用いてもよい。
【００３３】
実際上、上記接着成分はシクロヘキサン、ソルベントナフサ、ノルマルヘキサンなどからなる有機溶剤に溶融されている。
【００３４】
本実施の形態の接着剤２０２、２０３、２１２、２１３は、有機溶剤１００質量部に対し、スチレンブタジエンゴム単独又は、スチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物からなる接着成分を３０〜５０質量部含有している。
【００３５】
これにより、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３は、ＨＤＰＥからなる外側保護管４０及びＨＤＰＥからなるケーブルシース１１５、１２５に強く接着するとともに、自己融着性ゴム２０４、２１４にも強く接着するようになる。この結果、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３がＨＤＰＥからなる外側保護管４０又はケーブルシース１１５、１２５から剥がれることより生じる隙間からの浸水、及び、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３が自己融着性ゴム２０４、２１４から剥がれることにより生じる隙間からの浸水のいずれも防止することができる。
【００３６】
下表に実験結果を示す。実験は、本実施の形態のように接着成分として、スチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物、又は、スチレンブタジエンゴム単独で用いた場合（実施例１、実施例２）と、接着成分として従来のようにニトリルゴム、アクリル変性シリコーン樹脂、シリル化ウレタン樹脂を用いた場合（比較例１、比較例２、比較例３）とで行った。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
実験は、被着材１としてＨＤＰＥを用いるとともに被着材２としてブチルゴム製自己融着テープを用い、この被着材１と被着材２を各接着成分を含む接着剤によって接着して行った。具体的には、室温下で接着剤を被着材１及び被着材２に塗布し、室温下で貼り合わせた後、０．３６ｋｇｆ／ｃｍ２（接着面積に対して約１ｋｇｆ）の荷重をかけて２４時間静置した。なお、接着剤の厚さは、ＪＩＳ  Ｋ６８５０に従って０．２ｍｍとした。
【００３９】
実験結果からも分かるように、実施例１及び実施例２のように、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３の接着成分としてスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物、又は、スチレンブタジエンゴムを単独で用い、有機溶剤１００質量部に対し、接着成分を３０〜５０質量部含有させると、水の浸入が無く、良好な遮水性が得られることが分かった。一方で、比較例１、２、３では、水の浸入があり、遮水性が悪いことが分かった。また、参照例１及び参照例２のように、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３の接着成分としてスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物、又は、スチレンブタジエンゴムを単独で用いた場合でも、有機溶剤１００質量部に対し、接着成分を３０質量部未満、或いは、５０質量部を超えて含有させると、水の浸入は無いが接着剤破壊箇所が確認された。
【００４０】
ここで、実施例１及び実施例２のように、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３の接着成分としてスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物を用いた場合、及び、スチレンブタジエンゴムを単独で用いた場合のいずれの場合でも水の浸入は無かったが、特に、接着剤として、スチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物を用いた場合に最も高い遮水性が得られた。この点について説明する。実施例１(スチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムの混合物)と実施例２(スチレンブタジエンゴム単独)は、ポリエチレンとの接着力については差がなかった。実施例１と２には、実施例１(混合物)は反応速度が遅く、実施例２(単独)は反応速度が速いという違いがあった。製造現場では作業する中で接着剤を塗ってすぐに自己融着ゴムを巻けるとは限らず、実際には塗布後数十分がたってから自己融着ゴムを巻くことになるため、結果として反応速度が早い実施例２(単独)を使用すると、ポリエチレンとの接着強度には差がなくても、接着剤と自己融着ゴムの接着強度が低下することが懸念される。よって、反応速度の遅い実施例１(混合物)を採用することが最も好ましい。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＨＤＰＥ製の外側保護管４０の端部における外側保護管４０の表面及びＨＤＰＥ製のケーブルシース１１５、１２５の表面に塗布された接着剤２０２、２０３、２１２、２１３と、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３を覆うように設けられた自己融着性ゴム２０４、２１４と、を有する中間接続部１において、接着剤２０２、２０３、２１２、２１３を、スチレンブタジエンゴム、又はスチレンブタジエンゴムとスチレンイソプレンゴムとの混合物を含むようにしたことにより、ポリエチレンからなる外側保護管４０及びケーブルシース１１５、１２５と接着剤２０２、２０３、２１２、２１３との界面、及び、自己融着性ゴム２０４、２１４と接着剤２０２、２０３、２１２、２１３との界面の両方において接着性を高めることができ、この結果、高い防水性能を有する電力ケーブルの接続部を実現できる。
【００４２】
なお、上述の実施の形態では、本発明による防食構造を、一体製造された主絶縁部を有するＲＢＪ（Rubber Block Joint）タイプの電力ケーブルの中間接続部１に適用した場合について述べたが、本実施の形態の防食構造はこれに限らず、他のタイプの電力ケーブルの中間接続部に適用してもよい。
【００４３】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ポリエチレンからなるケーブルシースを有する電力ケーブルの中間接続部に適用し得る。
【符号の説明】
【００４５】
１  中間接続部
１０  導体接続部
１１、１２  電力ケーブル
２０  補強絶縁部
２２  ゴム絶縁部
４０  外側保護管
１１５、１２５  ケーブルシース
２０２、２０３、２１２、２１３  接着剤
２０４、２１４  自己融着性ゴム
２０５、２１５  ガラステープ
２０６、２１６  エポキシ系の接着剤
２０７、２１７  防水テープ
【図１】
2017158236.tif 000004
【図２】
2017158236.tif 000005