高圧ケーブルにおけるストレスコーンについての備忘録

ストレスコーンの概略

図:高圧ケーブルの端末処理時の電気力線と等電位線
左:ストレスコーンがない場合 右:ストレスコーンがある場合

高圧ケーブルの端末処理において、ストレスコーンは非常に重要な役割を果たす。
高圧ケーブルの両端は電線や高圧機器に接続されるが
このときの端末処理で遮へい層をはぎ取る。
通常、遮へい層と導体との間の絶縁体には、均一な電界(電位差)が生じているが
遮へい層をはぎ取ると、ケーブル端末部の電界は、上左図のように遮へい層の切断部近くに集中し
ここにストレスがかかり、ケーブルの耐電圧性能は、大きく低下することになる。

この場合、上右図のように、遮へい層の切断点近くに絶縁テープで円錐体を作ることにより
電界の集中を緩和することができる。
これをストレスコーンといい、端末処理作業の重要な部分となる。
以前は、ストレスコーンを絶縁テープと鉛テープで作成していたので
作成者の技量により耐電圧性能が左右される場合があったが
近年はストレスコーンを工場で成形しておき所要の寸法で挿入すればよい、差込式工法が一般的となっている。


ストレスコーンの仕組み

ストレスコーンは、遮へい層の端部から導体に向かって
ラッパのような形に広がる構造をしている。

形状による緩和

遮へい層(接地側)の端を物理的に広げることで
電気力線の密度を下げ、電界をなだらかにする。

等電位線のコントロール

電位の等しい点を結んだ「等電位線」が急激に曲がらないよう
理想的なカーブを描かせることで局所的な負担をなくす。

    ストレスコーンの種類と特徴

    左図:テープ巻き形(CV) 右図:ゴムとう管形(CVT)

    現場での施工方法によって、大きく3つのタイプがある。

    種類特徴施工方法
    テープ巻き形絶縁テープと半導電性テープを
    巻きつける
    熟練の技術が必要だが
    形状の自由度が高い
    差し込み形(プレモールド)工場で成形されたゴム製の部品を
    差し込む
    施工が容易で品質が
    安定する(現在の主流)
    熱収縮・冷縮形チューブを被せて加熱、または芯材を抜いて密着させる狭い場所での施工に向いている

    ストレスコーン施工時の注意点

    電気主任技術者や施工担当者が最も気をつけるべきポイントは「異物の混入」と「密着性」となる。

    キズ・汚れの厳禁

    絶縁体の表面に小さなキズや、手垢、ホコリが付着していると
    そこが新たな電界集中点となり、数年後に事故(トラッキング現象)を起こす原因になる。

    半導電層の段差

    遮へい層や内部半導電層の切り口に段差があると、そこにストレスがかかる。
    そのため滑らかに仕上げることが重要となる。

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