(57)【要約】【課題】上下方向に沿って布設された３相電力ケーブルにねじり荷重および撚り荷重が作用する場合に、上記ねじり荷重および撚り荷重による電力ケーブルの破損を防止することができる電力ケーブル接続構造を提供する。【解決手段】第１の上側単相ケーブル１を第１の下側単相ケーブルに回転可能に接続するとともに、第２および第３の上側単相ケーブル２、３を第２および第３の下側単相ケーブルにそれぞれ第１の上側単相ケーブルを中心として旋回可能に接続する構造とする。【選択図】図１
2009240021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に沿って布設された上側の３相電力ケーブルと下側の３相電力ケーブルとを接続する電力ケーブル接続構造であって、
前記上側の３相電力ケーブルは第１〜第３の単相ケーブルからなり、前記下側の３相電力ケーブルは第１〜第３の単相ケーブルからなり、
前記電力ケーブル接続構造は、第１の上側単相ケーブルを第１の下側単相ケーブルに回転可能に接続するとともに、第２および第３の上側単相ケーブルを第２および第３の下側単相ケーブルにそれぞれ第１の上側単相ケーブルを中心として旋回可能に接続するものであることを特徴とする電力ケーブル接続構造。
【請求項２】
前記電力ケーブル接続構造は、
第１〜第３の上側単相ケーブルの導体にそれぞれ接続された第１〜第３の上側金属部材と、
第１〜第３の下側単相ケーブルの導体にそれぞれ接続された第１〜第３の下側金属部材と、
第１〜第３の上側単相ケーブルの絶縁体にそれぞれ接続され、前記第１〜第３の上側金属部材をそれぞれ内蔵する第１〜第３の上側絶縁部材と、
第１〜第３の下側単相ケーブルの絶縁体にそれぞれ接続され、前記第１〜第３の下側金属部材をそれぞれ内蔵する第１〜第３の下側絶縁部材と、
前記第１〜第３の上側絶縁部材を収容する上側接続容器と、
前記第１〜第３の下側絶縁部材を収容する下側接続容器とを具備し、
前記第１の上側金属部材は、前記第１の下側金属部材に回転可能に接続され、
前記第２および第３の上側金属部材は、前記第２および第３の下側金属部材に前記第１の上側金属部材を中心として旋回可能に接続され、
前記第１の上側絶縁部材は、前記第１の下側絶縁部材に回転可能に接続され、
前記第２および第３の上側絶縁部材は、前記第２および第３の下側絶縁部材に前記第１の上側絶縁部材を中心として旋回可能に接続され、
前記上側接続容器は前記下側接続容器に回転可能に接続されているとともに、
前記第１〜第３の上側絶縁部材と前記第１〜第３の下側絶縁部材との間にはそれぞれ間隙が形成され、前記各間隙に絶縁油が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の電力ケーブル接続構造。
【請求項３】
前記第１〜第３の上側絶縁部材は、それぞれ下部に凸部が形成された第１〜第３の上側ブッシングであり、
前記第１〜第３の下側絶縁部材は、上部に平面視円形状の第１凹部と、前記第１凹部を中心とする平面視円環状の第２凹部および第３凹部とが形成された下側ブッシングとして一体に形成されており、
前記第１の上側ブッシングの凸部が前記下側ブッシングの第１凹部に回転可能に挿入され、前記第２および第３の上側ブッシングの凸部が前記下側ブッシングの第２凹部および第３凹部にそれぞれ旋回可能に挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力ケーブル接続構造。
【請求項４】
前記上側接続容器と前記下側接続容器との間に、前記第１〜第３の上側絶縁部材と第１〜第３の下側絶縁部材との間の間隙と連通する空間部が形成され、前記空間部に絶縁油が充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力ケーブル接続構造。
【請求項５】
前記電力ケーブル接続構造は、上側の３相電力ケーブルの捕縛部と下側の３相電力ケーブルの捕縛部との間に存在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力ケーブル接続構造。
【請求項６】
ナセル内の電力機器に接続された上側の３相電力ケーブルと、タワー内に布設された下側の３相電力ケーブルとが請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力ケーブル接続構造により接続されていることを特徴とする風力発電装置。
【請求項７】
前記上側の３相電力ケーブルおよび前記下側の３相電力ケーブルは、それぞれ高圧電力ケーブルまたは特高圧電力ケーブルであることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向に沿って布設された３相電力ケーブルにねじり荷重および撚り（より）荷重が作用する場合に、上記ねじり荷重および撚り荷重による電力ケーブルの破損を防止するために使用される空転機構付きの電力ケーブル接続構造およびそれを用いた風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置では、ブレードを取り付けたナセルが風向きに応じて回転する。ナセルの中には発電機が収容されており、この発電機により得られた電気は、タワー内に上下方向に沿って布設された電力ケーブルを通して外部に供給される。
【０００３】
上記風力発電装置では、ナセル内（または外）およびタワー内で電力ケーブルの捕縛部が形成されており、これら上下２箇所のケーブル捕縛部間において、上記電力ケーブルにはナセルの回転によるねじり荷重および撚り荷重が作用する（例えば、特許文献１参照）。すなわち、上記電力ケーブルとしては、３相電力ケーブルが使用されるが、各単相ケーブルにはねじり荷重が作用し、単相ケーブル同士の間には撚り荷重が作用する。
【０００４】
上記のように電力ケーブルにねじり荷重および撚り荷重が作用する場合に、このねじり荷重および撚り荷重による電力ケーブルの破損を防止するための手段としては、例えば下記１〜３のものが考えられる。
１．電力ケーブルの可撓性を向上させる手段
この手段は、電力ケーブルとして可撓性に優れたキャブタイヤ電力ケーブルを使用する方法である。
２．アキュームレータぜんまい式電力ケーブルの採用
この手段は、電力ケーブルの軸方向と直角方向に平面状に電力ケーブルをぜんまいのごとく何重にも巻いたアキュームレータぜんまい部を形成する方法である。この方法では、電力ケーブルにねじり荷重および撚り荷重が発生した場合、アキュームレータぜんまい部の電力ケーブルの曲げ半径が微小に変化することによって、ねじり荷重および撚り荷重を吸収することができる。
３．空転機構の採用
空転機構は、クレーンの吊り上げロープや電力ケーブルの管路布設の場合のロープに使用されている。しかし、電力ケーブルの電力通電機能と電気絶縁機能を損なうことなく、電力ケーブル自体に空転機構を付加した接続部の事例は見当たらない。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７４３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述した１〜３の手段は、下記の欠点を有するものであった。
１．電力ケーブルの可撓性を向上させる手段
低温下（例えば−５０℃）では、電力ケーブルの有機質の構成材料は非常に硬くなり、ねじり荷重、撚り荷重による変形が起こらなくなる。また、このような低温下では、絶縁体やシースのクラック、遮蔽編組の切断などが生じ、電力ケーブルの機能が喪失する可能性がある。さらに、低温でもある程度の柔軟性が得られる材料を用い、電力ケーブルを低温下でねじることができたとしても、残留歪の内在が過大となり、経過時間によってはクリープ破断が生じる可能性が高く、信頼性のある手段とはなり得ない。
２．アキュームレータぜんまい式電力ケーブルの採用
低温下（例えば−５０℃）においても、キャブタイヤ電力ケーブルであれば、アキュームレータぜんまい部の電力ケーブルの曲げ半径が微小に変化することは可能である。しかし、電力ケーブルが高圧電力ケーブル、特高圧電力ケーブルになると、電力ケーブル外径は５０ミリを超え、３相交流の３心電力ケーブルではアキュームレータぜんまい部の直径は１．５メートルを超えるため、設置スペースや自重の増加で実用的なものにはならない。
３．空転機構の採用
電力ケーブルが高圧電力ケーブルや特高圧電力ケーブルになると、空転機構部分の電気絶縁機能を維持するための構造上の課題が多くなる。例えば、電力ケーブルの通常の接続部の沿層電気絶縁は絶縁体同士に圧力をかけ、常時強く密着させるが、密着面の摩擦抵抗は極端に強く、電気絶縁特性を維持したまま空転させることは不可能である。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、上下方向に沿って布設された３相電力ケーブルにねじり荷重および撚り荷重が作用する場合に、上記ねじり荷重および撚り荷重による電力ケーブルの破損を防止することができる空転機構付きの電力ケーブル接続構造およびそれを用いた風力発電装置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】
【０００８】
本発明者は、前記目的を達成するため、タワー型の風力発電装置において、特高圧（２２〜３５ｋＶ）の単心電力ケーブルが３相の俵積みで上下方向に沿って布設された場合で、ナセルに接続された上側のケーブル捕縛部が旋回運動をする場合について考察した。電力ケーブルの重量を保持するために、旋回運動をする上側のケーブル捕縛部から下側数メートル程度で、タワー内において電力ケーブルを捕縛する必要がある。上側のケーブル捕縛部は、ナセル内の電力機器との接続部が近くにあるため、自らねじられる荷重が電力機器との接続部に影響を与えないように強く捕縛される。また、タワー内の下側のケーブル捕縛部も、電力ケーブルの自重を保持するため強く捕縛される。
【０００９】
上記のように電力ケーブルが強く捕縛された結果、上側の捕縛部が旋回すると、それぞれの単心電力ケーブルは自らねじられる荷重を受け、ねじり変形する。旋回角度、ねじり変形の頻度によっては、繰り返し荷重で電力ケーブルに絶縁体やシースの亀裂、遮蔽編組の切断などの重大な損傷が生じる。また、ねじり変形に伴い３相の単心電力ケーブル同士が撚られる動きが生じ、これによっても絶縁体、シースに曲げ荷重が生じる。この場合、旋回角度に制限があっても、曲げ変形程度は大きく、大きな問題になると推定される。
【００１０】
電力ケーブルがねじられる荷重、撚られる荷重を受ける環境が低温（例えば−５０℃）であると、電力ケーブルの構成材料は非常に硬くなり、上側の捕縛部の旋回を妨げるか、ねじり荷重、撚り荷重による変形が起こらなくなり、電力ケーブルが容易に損傷することになる。また、前記のように、低温でもある程度の柔軟性が得られる材料を用い、電力ケーブルを低温下でねじることができたとしても、残留歪の内在が過大となり、経過時間によってはクリープ破断が生じる可能性が高く、信頼性のある手段とはなり得ない。
【００１１】
以上に対し、本発明者は、旋回する上側のケーブル捕縛部と固定された下側のケーブル捕縛部との間の３相電力ケーブルを切断し、切断した両電力ケーブル間に３相の単相ケーブルを一括して空転させることができる接続部を設け、各単相ケーブルがねじられる荷重および単相ケーブル同士が撚られる荷重を吸収することにより、低温下でも上側の捕縛部の旋回を妨げることなく、ねじり荷重および撚り荷重が作用する３相電力ケーブルの損傷を防止できることを見出した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、下記（１）〜（５）の電力ケーブル接続構造および下記（６）、（７）の風力発電装置を提供する。
（１）上下方向に沿って布設された上側の３相電力ケーブルと下側の３相電力ケーブルとを接続する電力ケーブル接続構造であって、
前記上側の３相電力ケーブルは第１〜第３の単相ケーブルからなり、前記下側の３相電力ケーブルは第１〜第３の単相ケーブルからなり、
前記電力ケーブル接続構造は、第１の上側単相ケーブルを第１の下側単相ケーブルに回転可能に接続するとともに、第２および第３の上側単相ケーブルを第２および第３の下側単相ケーブルにそれぞれ第１の上側単相ケーブルを中心として旋回可能に接続するものであることを特徴とする電力ケーブル接続構造。
（２）前記電力ケーブル接続構造は、
第１〜第３の上側単相ケーブルの導体にそれぞれ接続された第１〜第３の上側金属部材と、
第１〜第３の下側単相ケーブルの導体にそれぞれ接続された第１〜第３の下側金属部材と、
第１〜第３の上側単相ケーブルの絶縁体にそれぞれ接続され、前記第１〜第３の上側金属部材をそれぞれ内蔵する第１〜第３の上側絶縁部材と、
第１〜第３の下側単相ケーブルの絶縁体にそれぞれ接続され、前記第１〜第３の下側金属部材をそれぞれ内蔵する第１〜第３の下側絶縁部材と、
前記第１〜第３の上側絶縁部材を収容する上側接続容器と、
前記第１〜第３の下側絶縁部材を収容する下側接続容器とを具備し、
前記第１の上側金属部材は、前記第１の下側金属部材に回転可能に接続され、
前記第２および第３の上側金属部材は、前記第２および第３の下側金属部材に前記第１の上側金属部材を中心として旋回可能に接続され、
前記第１の上側絶縁部材は、前記第１の下側絶縁部材に回転可能に接続され、
前記第２および第３の上側絶縁部材は、前記第２および第３の下側絶縁部材に前記第１の上側絶縁部材を中心として旋回可能に接続され、
前記上側接続容器は前記下側接続容器に回転可能に接続されているとともに、
前記第１〜第３の上側絶縁部材と前記第１〜第３の下側絶縁部材との間にはそれぞれ間隙が形成され、前記各間隙に絶縁油が充填されていることを特徴とする（１）の電力ケーブル接続構造。
（３）前記第１〜第３の上側絶縁部材は、それぞれ下部に凸部が形成された第１〜第３の上側ブッシングであり、
前記第１〜第３の下側絶縁部材は、上部に平面視円形状の第１凹部と、前記第１凹部を中心とする平面視円環状の第２凹部および第３凹部とが形成された下側ブッシングとして一体に形成されており、
前記第１の上側ブッシングの凸部が前記下側ブッシングの第１凹部に回転可能に挿入され、前記第２および第３の上側ブッシングの凸部が前記下側ブッシングの第２凹部および第３凹部にそれぞれ旋回可能に挿入されていることを特徴とする（１）または（２）の電力ケーブル接続構造。
（４）前記上側接続容器と前記下側接続容器との間に、前記第１〜第３の上側絶縁部材と第１〜第３の下側絶縁部材との間の間隙と連通する空間部が形成され、前記空間部に絶縁油が充填されていることを特徴とする（１）〜（３）の電力ケーブル接続構造。
（５）前記電力ケーブル接続構造は、上側の３相電力ケーブルの捕縛部と下側の３相電力ケーブルの捕縛部との間に存在していることを特徴とする（１）〜（４）の電力ケーブル接続構造。
（６）ナセル内の電力機器に接続された上側の３相電力ケーブルと、タワー内に布設された下側の３相電力ケーブルとが（１）〜（５）の電力ケーブル接続構造により接続されていることを特徴とする風力発電装置。
（７）前記上側の３相電力ケーブルおよび前記下側の３相電力ケーブルは、それぞれ高圧電力ケーブルまたは特高圧電力ケーブルであることを特徴とする（６）の風力発電装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電力ケーブル接続構造によれば、上下方向に沿って布設された電力ケーブルにねじり荷重および撚り荷重が作用する場合に、上記ねじり荷重および撚り荷重による電力ケーブルの破損を防止することができる。
【００１４】
すなわち、本発明では、電力ケーブルの布設形態により電力ケーブルがねじられる荷重および撚られる荷重を受ける場合、電力ケーブルの一部に空転接続部を設け、ねじられる荷重および撚られる荷重が発生しても上側の電力ケーブルが空転することによって、電力ケーブルにねじりおよび撚りによる歪が発生することを抑制する。電力ケーブルは常態でも繰り返しねじられたり撚られたりすれば電気絶縁性能および機械的性能に障害を与え、通常より耐用年数は短くなるが、本発明によればこれを防止することができる。
【００１５】
また、低温下（例えば−５０℃）では電力ケーブルの構成材料は非常に硬くなり、ねじり荷重、撚り荷重による変形が起こらなくなるが、本発明における空転接続部は低温でも空転の摩擦が増加しないようにすることは容易であり、布設形態から生じるねじれ、撚れの発生を許容することができ、低温下でも上側の電力ケーブルの回転を妨げることなく、ねじり荷重および撚り荷重が作用する電力ケーブルの損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。図１は本発明に係る電力ケーブル接続構造の一実施形態を示す断面図、図２は図１の電力ケーブル接続構造の正面図、図３は図１の電力ケーブル接続構造の平面図である。
【００１７】
本例の電力ケーブル接続構造は、特許文献１に示されたようなタワー型の風力発電装置において、ナセルの電力機器に接続された３相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の高圧電力ケーブルまたは特高圧電力ケーブルを切断した後、ナセルの電力機器に接続された上側の電力ケーブルと、タワー内に布設された下側の電力ケーブルとを接続する際に使用される（図２参照）。上側の電力ケーブルはナセル内（または外）で捕縛され、下側の電力ケーブルはタワー内で捕縛されており、本例の電力ケーブル接続構造は、上側の電力ケーブルの捕縛部と下側の電力ケーブルの捕縛部との間に存在している。なお、電力ケーブルは切断することなく、上下の電力ケーブルを別々に布設してもよい。
【００１８】
本例の電力ケーブル接続構造は、上下方向に沿って布設された上側の３相電力ケーブルと下側の３相電力ケーブルとを接続するものである。上側の３相電力ケーブルは、第１の単相ケーブル１、第２の単相ケーブル２、第３の単相ケーブル３からなり、下側の３相電力ケーブルは、第１の単相ケーブル（図示せず）、第２の単相ケーブル３６、第３の単相ケーブル（図示せず）からなる。また、本例の電力ケーブル接続構造は、第１の上側単相ケーブル１を第１の下側単相ケーブルに回転可能（自転可能）に接続するとともに、第２の上側単相ケーブル２、第３の上側単相ケーブル３を第２の下側単相ケーブル３６、第３の下側単相ケーブルにそれぞれ第１の上側単相ケーブル１を中心として旋回可能（公転可能）に接続するものである。
【００１９】
本例の電力ケーブル接続構造は、第１の上側単相ケーブル１の導体３８に圧縮端子３９を用いて接続された略円柱状の棒状導体からなる第１の上側金属部材４０と、第２の上側単相ケーブル２の導体４１に圧縮端子４２を用いて接続された略円柱状の棒状導体からなる第２の上側金属部材４３と、第３の上側単相ケーブル３の導体４４に圧縮端子７を用いて接続された略円柱状の棒状導体からなる第３の上側金属部材１０とを有する。
【００２０】
本例の電力ケーブル接続構造は、第１の下側単相ケーブルの導体４５に圧縮端子４６を用いて接続された略円柱状の棒状導体からなる第１の下側金属部材２２と、第２の下側単相ケーブル３６の導体４７に圧縮端子３３を用いて接続された略円柱状の棒状導体からなる第２の下側金属部材４８と、第３の下側単相ケーブルの導体に圧縮端子を用いて接続された略円柱状の棒状導体からなる第３の下側金属部材２１とを有する。
【００２１】
本例の電力ケーブル接続構造は、第１の上側単相ケーブル１の絶縁体４９に接続され、第１の上側金属部材４０を内蔵する第１の上側ブッシング（第１の上側絶縁部材）５０と、第２の上側単相ケーブル２の絶縁体５１に接続され、第２の上側金属部材４３を内蔵する第２の上側ブッシング（第２の上側絶縁部材）５２と、第３の上側単相ケーブル３の絶縁体５に接続され、第３の上側金属部材１０を内蔵する第３の上側ブッシング（第３の上側絶縁部材）９とを有する。
【００２２】
本例の電力ケーブル接続構造は、第１の下側単相ケーブルの絶縁体に接続され、第１の下側金属部材２２を内蔵する第１の下側絶縁部材５３と、第２の下側単相ケーブル３６の絶縁体３１に接続され、第２の下側金属部材４８を内蔵する第２の下側絶縁部材５４と、第３の下側単相ケーブルの絶縁体に接続され、第３の下側金属部材２１を内蔵する第３の下側絶縁部材５５とを有する。第１〜第３の下側絶縁部材５３、５４、５５は、下側ブッシング１７として一体に形成されている。
【００２３】
下側ブッシング１７には、図４に示すように、上部に平面視円形状の第１凹部６６と、第１凹部６６を中心とする平面視円環状の同心円状の第２凹部６７および第３凹部６８とが形成されている。そして、第１の上側ブッシング５０の下部の凸部が第１凹部６６に回転可能に挿入され、第２および第３の上側ブッシング５２、９の下部の凸部が第２凹部６７および第３凹部６８にそれぞれ第１の上側ブッシング５０を中心として旋回可能に挿入されている。
【００２４】
第１の上側金属部材４０の下端には円柱状のプラグ２６（凸部）が固定されているとともに、第１の下側金属部材２２の上端には円筒状のレセプタクル（凹部）５６が固定され、レセプタクル５６にプラグ２６が回転可能に挿入されている。
【００２５】
第２の下側金属部材４８の上端には下側円環状導体接続子２０が固定され、さらに下側円環状導体接続子２０の上面には円錐台状ころ導体接続子１９および上側円環状導体接続子１８が順次載置されている。そして、第２の上側金属部材４３の下端には円柱状のプラグ２７が固定されているとともに、上側円環状導体接続子１８の上面の１箇所には円筒状のレセプタクル２８が固定され、レセプタクル２８にプラグ２７が挿入されている。
【００２６】
第３の下側金属部材２１の上端には下側円環状導体接続子５７が固定され、さらに下側円環状導体接続子５７の上面には円錐台状ころ導体接続子５８および上側円環状導体接続子５９が順次載置されている。そして、第３の上側金属部材１０の下端には円柱状のプラグ６０が固定されているとともに、上側円環状導体接続子５９の上面の１箇所には円筒状のレセプタクル６１が固定され、レセプタクル６１にプラグ６０が挿入されている。
【００２７】
なお、上述したレセプタクルは、回転時の摩擦を最小に抑えるため、円筒の壁部にすり割りを入れて内径方向に収縮応力を発生させるチューリップ型レセプタクルが好ましい。また、レセプタクルとプラグは上下を逆にしてもよい。
【００２８】
本例の電力ケーブル接続構造は、第１〜第３の上側ブッシング５０、５２、９の下部を収容する略有頭円筒状の上側接続容器１２と、下側ブッシング１７の上部を収容する略有底円筒状の下側接続容器１６とを具備する。なお、上側ブッシング５０、５２、９、下側ブッシング１７は、上側金属部材４０、４３、１０、下側金属部材２２、４８、２１の全部を内蔵するものであってもよく、一部を内蔵するものであってもよい。また、上側接続容器１２、下側接続容器１６は、上側ブッシング５０、５２、９、下側ブッシング１７の全部を収容するものであってもよく、一部を収容するものであってもよい。
【００２９】
本例の電力ケーブル接続構造では、上側ブッシング５０、５２、９と下側ブッシング１７との間にそれぞれ間隙が形成されている。また、上側接続容器１２と下側接続容器１６との間には、上側ブッシング５０、５２、９と下側ブッシング１７との間の間隙と連通する空間部が形成されている。そして、上記空隙および空間部に絶縁油１３が充填されている。上記間隙の幅は、１〜２００ｍｍとすることが適当である。
【００３０】
なお、図中４は連結パイプ、６は導電ゴムおよび絶縁ゴムからなるＩ型電力ケーブルコネクタ、８は圧縮端子固定リング、１１は上側ブッシング支持板、１４はボールベアリング押し金具、１５はボールベアリング押上板、２３はＩ型ケーブルコネクタ固定具、２４はボールベアリング、２５は回転運動用Ｏリング、２９は円筒固定用Ｏリング、３０はベース盤、３２は導電ゴムおよび絶縁ゴムからなるＴ型電力ケーブルコネクタ、３４はＴ型ケーブルコネクタ用絶縁栓、３５はケーブル絶縁栓用キャップを示す。
【００３１】
本例の電力ケーブル接続構造は、風力発電装置のナセルの回転により上側の３相電力ケーブルにねじり荷重、撚り荷重が加わったときに、第１の上側単相ケーブルが回転（自転）し、第２、第３の上側単相ケーブルが旋回（公転）することにより、第１〜第３の上側単相ケーブルが一括して回転し、これによって上記ねじり荷重、撚り荷重を吸収し、ねじり荷重、撚り荷重による電力ケーブルの破損を防止するものである。なお、下側金属部材、下側絶縁部材および下側接続容器は回転せず、固定状態にある。
【００３２】
本例における電力ケーブル接続部の機能は、切断された電力ケーブルの各構成材料の特性を復元しつつ、電力ケーブルを接続することである。したがって、空転機構を追加しても、電力ケーブルの各構成材料の機能や特性の復元を行わなければならない。本例の電力ケーブル接続構造では、導体、絶縁体、遮蔽・シース、電力ケーブルの接続を下記のように行うことにより、上記目的を達成している。
【００３３】
（導体の接続）
第１の上側金属部材と第１の下側金属部材との接続では、円柱形のプラグと円筒形のレセプタクルを用いることによって、空転および電力通電を行っている。本例では、空転時の摩擦を最小に抑えるため、レセプタクルとしては前述したチューリップ型のものが好ましい。第２、第３の上側金属部材と第２、第３の下側金属部材との接続では、下側円環状導体接続子が固定され、円錐台状ころ導体接続子５８および上側円環状導体接続子を用いることにより、旋回および電力通電を行っている。この場合、円錐台状ころを両円環状導体接続子の摺動面に複数個配置することにより、旋回の摩擦抵抗を少なくして、良好な通電性能を得ることができる。
【００３４】
（絶縁体の接続）
通常の電力ケーブル接続部の沿層方向の電気絶縁特性の復元は、電力ケーブル絶縁体または電力ケーブル絶縁体に付加した絶縁材料同士に圧力をかけ、強く密着させることで行っている。したがって、空転機構を付与するには従来にない絶縁構造を考案する必要がある。本例では、凸部を有するブッシングを空転側に用い、固定側は空転側ブッシングの凸部形状を収納できる凹部形状としている。凹凸嵌合の間隙の幅は、空転中にブッシング同士が接触しないように１ｍｍ以上とすることが好ましく、コンパクト性を追求するためは２００ｍｍ以下とすることが好ましい。間隙には絶縁およびスムースな回転のために絶縁油を満たしておく。低温下で使用する場合は、絶縁油としてシリコーン油などの低温下でも粘度が高くならないものを選択すればよい。
【００３５】
（遮蔽・シースの接続）
固定側接続容器（下側接続容器）、空転側接続容器（上側接続容器）ともブッシングに固定した金属製の筒で形成し、接続容器同士はボールベアリングおよび気密封止のためのＯリングを介して結合し、空転しても接続容器同士が容易には外れないようにした。ボールベアリングは、金属製で常時金属製の接続容器と接触しているので、遮蔽の導通接続は、接続容器を組み立てることにより同時に行うことができる。シース機能に関しては、金属製の接続容器をＯリングを介して結合するので、湿気の浸入もなく、機械的な保護も充分にある。
【００３６】
（電力ケーブルの接続）
ブッシングの電力ケーブルコネクタへの嵌合部は、国際的に寸法が規格化されているものであり、電力ケーブルコネクタはブッシング寸法に見合ったものを選択すればよい。固定側電力ケーブルコネクタは、汎用で取付けが確実かつ容易で、分岐接続への拡大性もあるＴ型コネクタが好ましい。空転側電力ケーブルコネクタは、上側捕縛部が旋回したときに電力ケーブルが旋回する空間の範囲を狭くするために、Ｉ型コネクタの使用が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る電力ケーブル接続構造の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の電力ケーブル接続構造の正面図である。
【図３】図１の電力ケーブル接続構造の平面図である。
【図４】図１の電力ケーブル接続構造の下側ブッシングを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  第１の上側単相ケーブル
２  第２の上側単相ケーブル
３  第３の上側単相ケーブル
１０  第３の上側金属部材
１２  上側接続容器
１３  絶縁油
１６  下側接続容器
１７  下側ブッシング
２１  第３の下側金属部材
２２  第１の下側金属部材
３１  絶縁体
３６  第２の下側単相ケーブル
３８  導体
４０  第１の上側金属部材
４１  導体
４３  上側金属部材
４４  導体
４５  導体
４７  導体
４８  第２の下側金属部材
４９  絶縁体
５０  第１の上側ブッシング（第１の上側絶縁部材）
５１  絶縁体
５２  第２の上側ブッシング（第２の上側絶縁部材）
５３  第１の下側絶縁部材
５４  第２の下側絶縁部材
５５  第３の下側絶縁部材
６６  第１凹部
６７  第２凹部
６８  第３凹部
【図１】
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【図２】
2009240021.tif 000004
【図３】
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【図４】
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