JP2014033562A - ケーブル接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉電気機器に接続されるケーブルのサイズや接続条数の変更時等に、容器の密閉を保持したまま取外し交換が可能なケーブル接続装置を得る。
【解決手段】電気機器を収容する容器内外の貫通部２１を密封し絶縁支持した貫通導体の接続部１２ａをもつ被接続口が形成されたブッシング１１と、上記貫通部に着脱可能に設けられ一側に上記接続部に接続し得る機器側接続部１３１ａ、他側に該機器側接続部と同軸に形成された増設側接続部１３１ｂ、及び上記一側と他側の間に上記同軸の線と直交方向に形成されたケーブル接続部１３１ｃをもつ内部導体１３１、並びに、該内部導体を絶縁支持し、上記機器側接続部、増設側接続部、ケーブル接続部を各中心部に形成した機器側接続口１３２ａ、増設側接続口１３２ｂ、及びケーブル接続口１３２ｃをもつ絶縁支持部材１３２からなるケーブル終端接続部材１３を備えるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばガス絶縁遮断器などの絶縁媒体が密封された電気機器などに好ましく用いられるケーブル接続装置に関するものである。

従来、電気機器に適用される機器直結形のケーブル終端接続箱のうち、比較的高い電圧クラス（例えば７２ｋＶクラス以上）では、エポキシ樹脂などの絶縁性材料を用いて構成されたケーブル終端接続箱が採用されている。例えば、絶縁ブッシング内に内部導体と遮蔽金具をモールドした機器直結形ケーブルヘッドにおいて、前記遮蔽金具は直交する方向に開口する２つのプラグ挿入部を備え、前記絶縁ブッシングには、これらのプラグ挿入部の軸線上に開口するテーパ状開口が形成され、前記遮蔽金具には、下方に開口するプラグ挿入部の上面と、側方に開口するプラグ挿入部の下面との間に連結孔が形成され、電力ケーブルのケーブル導体の先端に固着されたプラグが、マルチコンタクト形の接触子を介して前記下方に開口するプラグ挿入部に挿入され、前記連結孔に挿通した引留めボルトが前記下方に開口するプラグ挿入部に挿入されたケーブル導体側にねじ止め固着されているものがある（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−２３６５０号公報（第１頁、図１）

上記のような従来のケーブル接続装置は、電気機器内部の絶縁構造部とケーブル接続部が一体となっており、電気機器内部の絶縁媒体や接続されるケーブル仕様の違いに応じて多くの種類を保有する必要があった。また、ケーブルサイズの変更、ケーブル接続条数の変更及びケーブル接続終端箱の事故や故障時には、取り付けられている容器内の絶縁媒体（絶縁性ガス、絶縁油など）を放出もしくは回収した後で取り外す必要がある、といった問題があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ケーブルのサイズや接続条数の変更、あるいはケーブル接続装置の事故や故障時に、容器内に影響を与えることなく取り外しや交換が可能なケーブル接続装置を得ることを目的としている。

この発明に係るケーブル接続装置は、電気機器が密封収容された容器内外の貫通部を密封するように設けられ中心部に配設された貫通導体を絶縁支持すると共に、該貫通導体の外側端部に設けられた電気的な接続部を中心とする被接続口が形成されたブッシングと、
上記貫通部の外側に着脱可能に設けられ、一側部に上記接続部に対して電気的に接続し得るように形成された機器側接続部、他側部に前記機器側接続部と同軸に形成された増設側接続部、及び上記一側部と上記他側部との間に上記同軸の軸線と直交する方向に形成されたケーブル接続部を有する内部導体、並びに、この内部導体を包囲する如く絶縁支持し、上記機器側接続部、上記増設側接続部、及び上記ケーブル接続部がそれぞれの中心部となるように形成された機器側接続口、増設側接続口、及びケーブル接続口を有する絶縁支持部材からなるケーブル終端接続部材と、
を備えるようにしたことを特徴としている。

この発明によれば、容器内部の密封状態を保持したまま、ケーブル終端接続部材を取り外し、または交換することが可能となる。また、ケーブルの接続条数を変更することも容易である。

本発明の実施の形態１によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図である。 図１に示されたカップリングピースを示す断面図である。 本発明の実施の形態２によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図である。 図３に示されたカップリングピースを示す断面図である。 本発明の実施の形態３によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図である。 図５に示された固定用のねじ棒の変形例を示す図である。 図５に示されたＶＩＩ−ＶＩＩ線における矢視断面図である。 本発明の実施の形態４によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図、図２は図１に示されたカップリングピースを示す断面図である。図において、ケーブル接続装置１０は、電気機器（図示省略）を収容する容器の壁２０の貫通部２１を密封するように取り付けられ、中心部にすり鉢状に形成された傾斜面からなる凹面を含む被接続口１１ａが設けられ、その奥には外部との電気的な接続部１２ａを有する貫通導体１２が絶縁樹脂内に埋設されたブッシング１１と、貫通部２１の外部側に着脱可能に設けられたケーブル終端接続部材１３と、このケーブル終端接続部材１３の機器側接続部１３１ａと上記貫通導体１２の接続部１２ａを電気的に接続するカップリングピース１４と、ケーブル終端接続部材１３の増設側接続口１３２ｂを着脱可能に塞ぐ絶縁栓１５１及び固定蓋１５２からなる閉塞手段１５などを備えている。

ケーブル終端接続部材１３は、一側部（図の左側部）に上記機器側接続部１３１ａが上記接続部１２ａに対して、ここではカップリングピース１４を介して電気的に接続し得るように形成され、上記増設側接続部１３１ｂが他端部側に上記機器側接続部１３１ａと同軸で背中合わせとなるように形成され、それら一側部と他側部との間における上記同軸の軸線Ａと直交する軸線Ｂ方向にケーブル接続部１３１ｃを有するように形成されたブロック状の内部導体１３１と、この内部導体１３１の所定部を包囲するように埋込保持し、機器側接続部１３１ａ、増設側接続部１３１ｂ、及びケーブル接続部１３１ｃがそれぞれ中心に露出されるように形成された互いに直交する３方向の機器側接続口１３２ａ、増設側接続口１３２ｂ、及びケーブル接続口１３２ｃを有するエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂からなる絶縁支持部材１３２を用いて構成されている。

更に、上記ケーブル終端接続部材１３は、このケーブル終端接続部材１３を壁２０の貫通部２１に固定するための複数の貫通孔１３３ａを有するフランジ状の固定用金具１３３を具備している。絶縁支持部材１３２には、この固定用金具１３３を該絶縁支持部材１３２にねじ１３４によって固定するための、ねじ穴が設けられた複数の埋金１３５と、固定蓋１５２を固定するためのねじ穴が設けられた複数の埋金（図示省略）が設けられている。上記埋金１３５及び図示省略している埋金は絶縁支持部材１３２の注型時に一体的に埋設される。ケーブル終端接続部材１３は、カップリングピース１４を装着した後、固定用金具１３３を固定ねじ１６によって壁２０に設けられたねじ穴２２に締結することで詳細図示省略している電気機器に固定される。なお、上記固定ねじ１６は、軸線Ａのまわりに適宜の数、例えば４箇所設けられる。

また、上記機器側接続口１３２ａ、及び増設側接続口１３２ｂは、ブッシング１１の被接続口１１ａを構成しているすり鉢状の傾斜面を有する凹面と角度、寸法が実質的に同一の凹面を含むように形成されている。カップリングピース１４は、図２に示すように、中心部を貫通する円柱状の中心導体１４１と、この中心導体１４１の軸方向中央部外周面に同軸状に設けられ、一端部側にブッシング１１の被接続口１１ａと嵌合できる円錐体状の傾斜面が形成され、他端部側に絶縁支持部材１３２の機器側接続口１３２ａと嵌合できる円錐体状の傾斜面が対称的に形成された絶縁性ゴムからなる絶縁部材１４２とを有している。

また、ブッシング１１に保持された上記貫通導体１２の接続部１２ａ、ケーブル終端接続部材１３の機器側接続部１３１ａ、増設側接続部１３１ｂ、及びケーブル接続部１３１ｃは、何れも銅合金で構成され、ここでは所定の接触圧を得るためのばね弾性を利用した接触子からなり、コイル状もしくはマルチコンタクト形状に成形されたものである（詳細図示省略）。なお、図１の例では、内部導体１３１及び貫通導体１２に溝（図示せず）を設けて取り付けられた構造を示しているが、カップリングピース１４及びケーブル（図示せず）の導体側に接触子を取り付けるようにしても同様の機能を得ることができる。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。なお、ブッシング１１は、例えばガス絶縁遮断器または変圧器などの電気機器を収容した容器の壁２０の貫通部２１に密封状態で予め取り付けられ、貫通導体１２の容器内部側はその電気機器との接続が行われて、容器内部には例えばＳＦ_６ガスなどの絶縁性気体等の絶縁媒体が密封されているものとする。先ず、カップリングピース１４の一端部をブッシング１１の被接続口１１ａに嵌め込み、中心導体１４１の先端部を貫通導体１２の接続部１２ａに挿入することで電気的に接続させる。このとき、カップリングピース１４の他端部は被接続口１１ａの外側に突出している。

次に、そのカップリングピース１４の他端部が機器側接続口１３２ａ内に挿入されるようにケーブル終端接続部材１３をブッシング１１の方向に押さえつけ、固定金具１３３の貫通孔１３３ａに挿通された固定ねじ１６を貫通部２１の周囲に設けられたねじ穴２２に締結することによって壁２０に取り付ける。カップリングピース１４の絶縁部材１４２は、固定ねじ１６を締結することで被接続口１１ａの傾斜した凹面、及び機器側接続口１３２ｂの傾斜した凹面にそれぞれ押さえつけられ、その傾斜部に一定の圧力が加わることで界面絶縁を実現している。なお、増設側接続口１３２ｂは閉塞手段１５によって封じられている。そして、ケーブル接続口１３２ｃには図示していないケーブルの端部が接続される。なお、上記ケーブル接続装置１０は、相数や回路数などに応じた数が設置されることは言うまでもない。

一方、上記のように設置されたケーブル接続装置１０において、外部から接続されるケーブル仕様（主に断面積）が変更されたり、ケーブル終端接続部材１３などが故障した場合、ケーブル接続装置１０を交換する必要がある。その場合、カップリングピース１４とケーブル終端接続部材１３を外すだけで、ブッシング１１は取り外す必要がないので、電気機器の容器内は、ブッシング１１で密封状態が保持される。

上記のように、実施の形態１によれば、絶縁媒体が密封された容器内部の状態を変動させることなく、ケーブル終端接続部材１３を取り外し、あるいは交換することができる。このため、容器の内部に封入された絶縁性ガスや絶縁油などの媒体を回収し、あるいは放出したり、再充填する必要がない。このため、交換の時間や手間が削減される。また、容器の密封状態を保持したまま交換やケーブルの増設ができるので、安全性が向上し、環境への負荷も軽減できる。さらに、分解も容易であるという効果が得られる。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図、図４は図３に示されたカップリングピースを示す断面図である。なお、各図を通じて同一符号は同一または相当する部材または部分を示すものとする。図４に示すように、カップリングピース１４の中心導体１４１の一端部には雄ねじ１４１ａが加工されており、その反対の他端部の中心部には端面から加工された四角または六角の穴１４１ｂが設けられている。一方、図３に示すように、貫通導体１２の接続部１２ａは、上記雄ねじ１４１ａに螺合する雌ねじによって構成されている。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態２において、カップリングピース１４は、雄ねじ１４１ａ側を被接続部１１ａに螺入した後、穴１４１ｂに適合した工具（図示せず）によってねじ込むようにして、中心導体１４１の雄ねじ１４１ａを接続部１２ａに螺合させ、ブッシング１１に取り付ける。次いで、実施の形態１と同様にケーブル終端接続部材１３を貫通部２１に取り付けるが、その際に、カップリングピース１４の落脱を心配する必要がないため、作業が容易となり、より確実に取り付けを行うことができるという更なる効果が得られる。なお、増設側接続部１３１ｂについても上記接続部１２ａと同様に雄ねじ１４１ａに螺合する雌ねじによって構成するようにしても良い。

実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図、図６は図５に示された固定用のねじ棒の変形例を示す図、図７は図５に示されたＶＩＩ−ＶＩＩ線における矢視断面図である。なお、この実施の形態３では、カップリングピース１４（１４Ａ、１４Ｂ）とケーブル終端接続部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）を２個ずつ用いる。図５において、ブッシング１１の被接続口１１ａには、カップリングピース１４Ａ、ケーブル終端接続部材１３Ａ、カップリングピース１４Ｂ、及び第２のケーブル終端接続部材１３Ｂが同一軸上に順次連結され、ケーブル接続口１３２ｃを２箇所とし、被接続口１１ａに対して合計２本のケーブル（図示省略）を接続できる構造になっている。なお、カップリングピース１４Ｂは、ケーブル終端接続部材１３Ａの閉塞手段１５が取り除かれた増設側接続部１３１ｂに連結される。

なお、図の右側の第２のケーブル終端接続部材１３Ｂは、固定部材としての長尺のねじ棒１７を用いて、図５、図７に示すように（第１の）ケーブル終端接続部材１３Ａと共に貫通部２１に固定されている。即ち、ねじ棒１７の一端部（図の左）側は、（第１の）ケーブル終端接続部材１３Ａの固定金具１３３Ａの貫通孔１３３ａを挿通後、壁２０のねじ穴２２に螺着され、（第１の）ケーブル終端接続部材１３Ａの固定金具１３３Ａをナットで固定している。該ねじ棒１７の他端部側は、第２のケーブル終端接続部材１３Ｂの固定金具１３３Ｂの貫通孔１３３ａに挿通され、該固定金具１３３Ｂの左右部にそれぞれ設けられたナット１８１、１８２とワッシャ（図示省略）によって、該固定金具１３３Ｂを挟み込むように固定している。なお、ねじ棒１７は固定ねじ１６と同様、軸線Ａのまわりに複数個所設けられるが、ケーブル接続口１３２ｃに接続される図示していないケーブルと干渉しない位置に設置される。なお、図７において、ケーブル接続口１３２ｃ部分の図示を省略している。

図５に示す取付寸法Ｃをナット１８１、１８２の位置の調整によって規定することで、カップリングピース１４Ａ、１４Ｂにかかる力を制御して、適切な加圧状態にすることができる。ねじ棒１７の取り付けをケーブル終端接続部材１３の取付穴である貫通孔１３３ａと共用することで、ケーブル終端接続部全体の大きさを大きくすることなく２つのケーブル終端接続部材の連結を実現できる。また、ねじ棒１７に代えて、図６に示す変形例のように取付寸法Ｃに適合するように支持部１７１の長さＤが固定用金具１３３Ａ、１３３Ｂの貫通孔１３３ａよりも大径に形成され、その両端の段部Ｅによって規定されたねじ棒１７Ａを用いるようにしても良い。なお、ねじ棒１７Ａは、壁２０への取り付け及びケーブル終端接続部材固定のためのねじ部１７２、１７３と、取付用のスパナ掛け部１７４が設けられている。この場合、第２のケーブル終端接続部材１３Ｂは、固定用金具１３３Ｂの位置が段部Ｅによって規制されるので、ナット１８１が不要となり、当然ナット１８１の位置によって取付寸法Ｃを制御する必要がなく、ナット１８２を締め付けるだけで、ねじ棒１７Ａの支持部１７１の長さＤによって、取付寸法Ｃを一定に定めることができる。

上記のように構成された実施の形態３においては、同一仕様の１種類のカップリングピース１４（１４Ａ、１４Ｂ）でケーブル終端接続部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）を複数接続することができるので、ケーブルの接続条数を容易に増やすことができる。また、ねじ棒１７の代わりに、段部Ｅによって取付寸法Ｃが設定されたねじ棒１７Ａを採用した変形例では、取付寸法の調整も不要で作業が容易になり、より安定した取り付けが実現できる。その他、実施の形態１と同様の効果も得られる。

実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４によるケーブル接続装置の使用状態を示す要部断面図である。図８において、接続に用いられるカップリングピース１４（１４Ａ、１４Ｂ）は図４に示す実施の形態２と同様に、中心導体１４１の一端部に雄ねじ１４１ａが設けられ、他端部に四角または六角の穴１４１ｂが設けられている。そして、ブッシング１１の貫通導体１２の接続部１２ａ、及びケーブル終端接続部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）の増設側接続部１３１ｂが、それぞれ雄ねじ１４１ａに螺合する雌ねじによって構成されている。その他の構成は実施の形態３と同様である。

上記のように構成された実施の形態４においては、カップリングピース１４（１４Ａ、１４Ｂ）は、穴１４１ｂに適応したレンチなどの工具（図示せず）によってブッシング１１の接続部１２ａ及びケーブル終端接続部材１３の増設側接続部１３１ｂへねじ込まれて取り付けられる。ケーブル終端接続部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）を取り付ける際、カップリングピース１４の落脱を心配する必要がないため、より安定した取付を行うことができる。なお、ねじ棒１７は、図６に示すねじ棒１７Ａに置き換えても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、図３に示す実施の形態２において、ブッシング１１側の接続部１２ａを雌ねじにする代わりに、図１と同様の接触子とする一方、機器側接続部１３１ａを雌ねじによって構成し、カップリングピース１４を逆向きにして雄ねじ１４１ａを最初にケーブル終端接続部材１３の機器側接続部１３１ａに取り付けた後、ブッシング１１の接続部１２ａに取り付けるようにすること、雄ねじと雌ねじの関係を逆に構成すること、ブッシング１１の形状を例えば貫通部２１の内外に跨るように変更すること等々、種々の変形や変更が可能である。

また、上記実施の形態１〜４では、ブッシング１１とケーブル終端接続部材１３との間に、カップリングピース１４を介在させる場合について説明したが、それに限定されるものではなく、ケーブル終端接続部材１３とカップリングピース１４とが最初から一体に構成されたものを用いるようにしても差し支えない。その場合、部品点数が削減され、取付け作業も容易になるという付随効果が得られる。

１０ ケーブル接続装置、 １１ ブッシング、 １１ａ 被接続口、 １２ 貫通導体、 １２ａ 接続部、 １３ ケーブル終端接続部材、 １３１ 内部導体、 １３１ａ 機器側接続部、 １３１ｂ 増設側接続部、 １３１ｃ ケーブル接続部、 １３２ 絶縁支持部材、 １３２ａ 機器側接続口、 １３２ｂ 増設側接続口、 １３２ｃ ケーブル接続口、 １３３ 固定用金具、 １３３ａ 貫通孔、 １３４ ねじ、 １３５ 埋金、 １４ カップリングピース、 １４１、１４１Ａ 中心導体、 １４２ 絶縁部材、 １４１ａ 雄ねじ、 １４１ｂ 穴、 １５ 閉塞手段、 １５１ 絶縁栓、 １５２ 固定蓋、 １６ 固定ねじ、 １７、１７Ａ ねじ棒（固定部材）、 １７１ 支持部、 １７２、１７３ ねじ部、 １７４ スパナ掛け部、 １８１、１８２ ナット、 ２０ 壁、 ２１ 貫通部、 ２２ ねじ穴、 Ｅ 段部。

Claims (8)

1. 電気機器が密封収容された容器内外の貫通部を密封するように設けられ中心部に配設された貫通導体を絶縁支持すると共に、該貫通導体の外側端部に設けられた電気的な接続部を中心とする被接続口が形成されたブッシングと、
   上記貫通部の外側に着脱可能に設けられ、一側部に上記接続部に対して電気的に接続し得るように形成された機器側接続部、他側部に前記機器側接続部と同軸に形成された増設側接続部、及び上記一側部と上記他側部との間に上記同軸の軸線と直交する方向に形成されたケーブル接続部を有する内部導体、並びに、この内部導体を包囲する如く絶縁支持し、上記機器側接続部、上記増設側接続部、及び上記ケーブル接続部がそれぞれの中心部となるように形成された機器側接続口、増設側接続口、及びケーブル接続口を有する絶縁支持部材からなるケーブル終端接続部材と、
   を備えたことを特徴とするケーブル接続装置。
2. 上記ブッシングの上記被接続口と上記増設側接続口は、互いに同一の形状に形成され、かつ、上記貫通導体の上記接続部と上記増設側接続部は、互いに同一の形状に構成されていることを特徴とする請求項１記載のケーブル接続装置。
3. 上記機器側接続口は、上記ブッシングの上記被接続口と同一の形状に形成され、上記機器側接続部と上記貫通導体の上記接続部とは、これら両者を電気的に接続する中心導体とこの中心導体の中央部外周部に設けられた上記被接続口と上記機器側接続口にそれぞれ嵌合する絶縁部材を有するカップリングピースを介在させることによって接続されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のケーブル接続装置。
4. 上記ブッシングの上記被接続口、上記機器側接続口、及び上記増設側接続口は、互いに同一形状のすり鉢状の傾斜面からなる凹面を有するように形成されていることを特徴とする請求項３記載のケーブル接続装置。
5. 上記貫通導体の上記接続部と上記増設側接続部は、何れも上記カップリングピースの上記中心導体の一端部とばね弾性を用いた接触子による接続構造によって電気的に接続されることを特徴とする請求項３または請求項４記載のケーブル接続装置。
6. 上記貫通導体の上記接続部と上記増設側接続部は、何れも上記カップリングピースの上記中心導体の一端部と互いに螺合する雄ねじと雌ねじを用いた接続構造によって電気的に接続されることを特徴とする請求項３または請求項４記載のケーブル接続装置。
7. 上記絶縁支持部材は、上記ケーブル終端接続部材を上記貫通部に固定するための貫通孔を有する固定金具が固着されてなり、上記増設側接続口に、同様に構成された第２のケーブル終端接続部材を連結する際に、同軸上に並ぶ双方の上記固定金具の貫通孔に棒状の固定部材を貫通させて上記貫通部に固定するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のケーブル接続装置。
8. 上記固定部材は、上記貫通孔の内径よりも大径に形成された段部によって隣り合うケーブル終端接続部材相互の間隔を規定するようにしたねじ棒からなることを特徴とする請求項７記載のケーブル接続装置。

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