JP6324927B2 - 電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具 - Google Patents

Description

この発明は、６００Ｖ以下の電力を供給する低圧電力ケーブル、例えば、工場内における各種生産設備の自動制御や集中監視システム等の配線、またはオフィスにおけるコンピュータシステムの回線などに使用される計装用ケーブル等のケーブル導体と遮蔽層の間の耐電圧を試験する耐電圧試験を行う際、その電力ケーブルの端末に電圧を印加するための端末接続治具、その端末接続治具を用いた耐電圧試験用電線及びその電線を使用した耐電圧試験装置に関するものである。

例えば、計装用ケーブル等の電力ケーブルは、外部からのノイズや自身からの外部へのノイズを遮蔽（遮断）するため、例えば、図９に示すように、導体１ａを塩化ビニール等の絶縁体１ｂで絶縁被覆し、その複数本の絶縁心線１を介在２を介して撚るとともに押さえテープ３で断面円形に整形した後、その外周に銅テープや金属編組による遮蔽層（シールド層）４を設け、さらに押さえテープ５を施した後、樹脂被覆（シース）６を設けた構成が一般的である。

通常、電力ケーブルは、工場からの出荷時、取り扱う電圧に対して十分な絶縁耐力があるかどうかの耐電圧試験が行われる。
電力ケーブルの耐電圧試験には、数万ＫＶ以上の電圧が印加されるものもあり、その電力ケーブルＰは、導体１ａを露出させた後、その露出導体１ａを絶縁油を封入した碍管で被って行われている（特許文献１、第１図等参照）。

特許第２６３３６１３号公報

計装用ケーブル等の電力ケーブルＰは、完成品の荷姿がドラムに巻かれた状態であり（本願図４、図１１参照）、その荷姿の完成品検査時に耐電圧試験が行われる。その耐電圧試験は、低圧（６００Ｖ以下）であることから、例えば、図１０、図１１に示すように、ケーブルＰを巻いたドラムＤの所要数を並べて行われる。
その並べられた状態で、図１２に示すように、ドラムＤから引き出されたケーブル端末ｐにおいて、所要長さのシース６を剥ぎ取るとともに、押さえテープ５、３及び介在２を剥ぎ取り、遮蔽層４を露出させる。その後、絶縁心線１の絶縁体１ｂを剥ぎ取って導体１ａを露出させる（同図（ａ））。

このようにして、各ドラムＤのケーブルＰにおいて、ケーブル端末ｐの絶縁心線１の導体１ａ及び遮蔽層４を露出させた後、図１２（ｂ）に示すように、リード線ｗを各ケーブル端末ｐの導体１ａ又は遮蔽層４に巻き付け、そのリード線ｗでもって、図１１に示すように、その各ドラムＤから引き出されたケーブル端末ｐの導体１ａ同士を直列接続するとともに、同遮蔽層（銅テープ）４同士を直列接続する。

この接続状態において、図１０に示すように、両リード線ｗ、ｗを電圧計Ｖ又は電流計を介して電源装置Ｅに接続し、両リード線ｗ、ｗ間に所定の電圧を所定の時間印加する。このとき、絶縁心線１に絶縁破壊が生じていると、導体１ａと遮蔽層４間に電流が流れ、電圧が降下する。

上記電力ケーブルＰの耐電圧試験において、上記のように、シース６、押さえテープ５、３、介在２及び絶縁体（絶縁被覆）１ｂのそれぞれの剥ぎ取り作業は非常に煩雑である。特に、絶縁心線１の絶縁体１ｂの剥ぎ取りは、その絶縁心線１が細いため、煩雑である。また、リード線ｗを導体１ａ及び遮蔽層４に巻き付ける作業も繁雑である。このため、それらの作業の改善が望まれている。

この発明は、以上の実状を鑑み、遮蔽層４及び導体１ａとリード線ｗとの接続作業を簡単かつ円滑に行い得るようにすることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、遮蔽層を露出させた電力ケーブルの端末を差し込むと、その遮蔽層を挟持して上記リード線に接続するとともに、前記端末端面の露出した導体端面に導電性弾性体を介してリード線が接続されるようにしたのである。
このような端末接続治具であると、ケーブル端末の差し込みだけで、リード線への接続が行われるため、その接続作業が簡単かつ円滑である。

この発明に係る電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具の構成としては、一対の挟み部材の略中央位置を支点部とし、その支点部より前方側に挟持部、後方側に把持部を有し、前記挟持部が閉じる方向に付勢する弾性部材を取付けたハサミ状の治具本体からなり、前記一対の挟み部材の挟持部に上記遮蔽層４に接続される一方の電極を設け、前記支点部の前記挟持部側に上記導体１ａに接続される他方の電極を設け、前記一方の電極は板片から成ってその板片から外部にリード線が導出され、他方の電極は、前記両挟持部間に位置する筒体と、その筒体内に装填された導電性弾性体とから成って、その導電性弾性体からリード線が外部に導出されている構成を採用することができる。
上記電力ケーブルとしては、低圧の物に限らず、高圧の物も採用し得るが、その場合には、他の部材、例えば、リード線等もその高圧に耐え得る物を使用する。

この構成の電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具は、電力ケーブルのシースを剥がして遮蔽層を露出させた端末を、上記一対の挟み部材の両挟持部の間に差し入れ、その両挟持部で前記遮蔽層を露出させた端末を上記一方の電極を介し挟持してその一方の電極を遮蔽層に接続するとともに、上記他方の電極の筒体にその開口から前記電力ケーブルの端末を挿し込み、その挿し込みによって、電力ケーブルの導体を導電性弾性体を圧縮し接しさせてその他方の電極に接続して、遮蔽層及び導体にリード線を接続する。この状態の電力ケーブルに、上記と同様に、リード線を介して電圧を印加して試験を行う。

この構成において、上記一対の挟み部材の一方の挟持部に上記一方の電極を設け、他方の挟み部材の挟持部に弾性材を設ければ、その弾性材によって電極が遮蔽層に押し付けられるため、両者の接続が確実となる。このとき、弾性材によって両者間の摩擦抵抗が増して保持強度が向上するが、弾性体に表面（一方の電極に接する面）が粘着性のあるものを使用すると、電力ケーブル端末が動きにくく、その保持強度はさらに向上する。
上記導電性弾性体は、その作用を発揮し得る限りにおいて、その態様は任意であるが、例えば、スチールウールやコイルばね等を使用することができる。

上記端末接続治具の複数を並べ、その各端末接続治具の各リード線を直列に接続した電力ケーブルの耐電圧試験用電線とすることができる。その各リード線の直列接続は、両リード線の導体を絡めて結ぶ等して行っても良いが、アリゲータクリップ端子と、そのアリゲータクリップ端子で挟持される端子とにより行うようにすれば、その接続が容易である。
また、各端末接続治具をそれぞれのリード線で相互に接続するのではなく、隣接する端末接続治具の間は同一のリード線とすることもできる（アリゲータクリップ端子等を省略した１本のリード線状とすることができる）。

この耐電圧試験用電線の使用例としては、例えば、電力ケーブルが巻き付けられた複数のドラムを並べ、その各ドラムから前記電力ケーブルを引き出し、その引き出した電力ケーブルのシースを剥がして遮蔽層を露出させた端末を、その耐電圧試験用電線の各端末接続治具の両挟持部の間に差し入れ、その両挟持部で前記遮蔽層を露出させた端末を一方の電極を介し挟持してその一方の電極を遮蔽層に接続するとともに、他方の電極の筒体にその開口から電力ケーブルの端末を挿し込み、その挿し込みによって、電力ケーブルの導体を上記導電性弾性体を圧縮し接しさせて他方の電極に接続する態様を採用することができる。
この態様においては、その耐電圧試験用電線の端末を電圧計又は電流計を介して電源装置に接続し、その電源装置によって、前記耐電圧試験用電線を介して各ドラムの電力ケーブルの遮蔽層と導体の間に所定電圧を印加することができる。

この発明は、以上のように構成したので、遮蔽層及び導体とリード線の接続作業を簡単かつ円滑に行い得るようになって、耐電圧試験の作業性が向上する。

この発明に係る電力ケーブルの耐電圧試験用接続治具の一実施形態の斜視図 同実施形態の要部拡大斜視図 同実施形態の要部を示し、（ａ）は切断平面図、（ｂ）は切断正面図 同実施形態の電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具による耐電圧試験の一例の概略図 同耐電圧試験における端末接続治具の接続状態説明用一部切欠き正面図 同実施形態における電力ケーブル端末のシース等の剥ぎ取り説明図 この発明に係る端末接続治具の他の実施形態の要部断面図 この発明に係る端末接続治具のさらに他の実施形態の要部断面図 電力ケーブルの一例の断面図 電力ケーブルの耐電圧試験の一例の概略図 同耐電圧試験の従来例の一部拡大斜視図 同従来例における電力ケーブル端末と電源装置へのリード線との接続作業説明図

この発明に係る耐電圧試験用端末接続治具の一実施形態を図１〜図３に示し、この端末接続治具Ａは、図４に示すように、耐電圧試験する並列させたドラムＤの数だけ接続されて電圧印加用電線Ｗを構成する。その端末接続治具Ａは、ハサミ状の合成樹脂製治具本体１０からなって、その本体１０から２本の絶縁電線（リード線）ｗ１、ｗ２を並列したコードが２本導出され、それぞれの端末に、アリゲータクリップ（ワニクリップ）７又は穴あき端子８を設けている。そのアリゲータクリップ７及び穴あき端子８は、それぞれ、例えば、赤、緑の着色が施されて区別可能となっており、同一色のアリゲータクリップ７と穴あき端子８を接続する。

端末接続治具Ａの本体１０は、図１〜図３に示すように、一対の挟み部材１１、１１の略中央位置を支点部１２とし、支点部１２より前方側に挟持部１３、１３、後方側に把持部１４、１４を有し、この一対の挟み部材１１の挟持部１３を支点部１２を介して開閉自在とし、挟持部１３、１３が閉じる方向に付勢する一つ割りのリング状バネ１５を並列に２本取付けた構成である。
一方の挟み部材１１の挟持部１３に銅片からなる一方の電極１６をその挟持部１３の先端縁を包むように設け、この電極１６に上記両リード線ｗ１、ｗ２の同一着色（例えば、緑）のリード線（絶縁電線）ｗ１が半田によって接続されている。半田接続に代えて、圧着等の適宜な接続手段を採用できる。電極（銅片）１６は挟持部１３の内側（挟持面）に至っている。
この実施形態においては、樹脂バンド１７を電極１６の回りに嵌めて挟持部１３から電極（銅片）１６が外れないようにしている。

他方の挟持部１３には樹脂テープ１８を巻き付けて弾性層を形成しているとともに、その挟持面側が少なくとも粘性面とされている。このため、両挟持部１３、１３で物を挟むと、その弾性層１８及びその粘着面でもってその物を滑ることなく確実に挟持する。すなわち、電力ケーブルＰの遮蔽層４が圧接状態で確実に挟持される。

他方の電極２０は、上記両挟持部１３、１３間に設けられており、軟質塩化ビニール樹脂からなって弾性を有する有蓋のキャップ状の絶縁性筒体２１と、その筒体２１内に装填されたスチールウールからなる導電性弾性体２２とからなる。その筒体２１内に、図３に示すように、上記両リード線ｗ１、ｗ２の同一着色（例えば、赤）のリード線（絶縁電線）ｗ２が挿入され括り結ばれて、導電性弾性体２２内に埋没している。因みに、キャップ状絶縁性筒体２１は、従来、ケーブル端末ｐに嵌められてその端末を保護するキャップとして使用されているものである。

この端末接続治具Ａの筒体２１に、図５に示すように、切り落とされたケーブル端末ｐを挿し込むと、その端末は導電性弾性体２２を押しながら奥に入り込む。このとき、ケーブル端末ｐは切り落とされているため、その端面に導体１ａの端面が露出しており、その導体１ａの端面が導電性弾性体２２に確実に接する。
このように、ケーブル端末ｐが電極２０（筒体２１）に挿し込まれると、被試験物であるケーブルＰの導体１ａと電圧印加用電線Ｗのリード線ｗ２は導通状態となる。

この端末接続治具Ａを有する電圧印加用電線Ｗによる耐電圧試験、例えば、計装用ケーブルＰの耐電圧試験にあっては、図４に示すように、ケーブルＰを巻き付けたドラムＤが並べられた態様において、その各ドラムＤからケーブルＰを引き出す。その引き出されたケーブル端末ｐの端面は、フラットに切り落として絶縁心線１の中心に導体１ａの端面が露出している状態となっている。

この状態のケーブル端末ｐにおいて、図６（ａ）に示すように、シース６、押さえテープ５及び遮蔽層（銅テープ）４を所要長さ剥ぎ取り、銅テープ４をその剥ぎ取り端部に巻き付ける（同図（ｂ））。前記所要長さは、後述のこのケーブル端末ｐを端末接続治具Ａの挟持部１３、１３の間に挿し込んだ際、その挟持部１３の電極１６に前記銅テープ４の巻き付け部が位置すると共に、ケーブル端末ｐの端面が電極２０の導電性弾性体２２を十分に押さえるように適宜に設定する（図５参照）。
このとき、シース６にその長さ方向の切り目を入れ、その切れ目から銅テープ４のみを引き出し、その銅テープ４を引き出し端のシース６上に巻回することもできる。この場合、電極２０に挿し込まれるケーブル端末ｐが円柱状を維持してその挿し込みが円滑となる。

このようにして、各ドラムＤのケーブル端末ｐの導体１ａ及び遮蔽層４を露出させた後、そのケーブル端末ｐに端末接続治具Ａを設ける。すなわち、把持部１４、１４を把持してバネ１５に抗し挟持部１３、１３を開放し、その開放した両挟持部１３、１３の間に前記ケーブル端末ｐを差し込み、その先端を電極２０の導電性弾性体２２に押し込んで把持部１４の把持力を緩めてバネ１５でもって挟持部１３で遮蔽層４を介在してケーブル端末ｐを支持する。
この状態が図５であって、一方の電極１６に遮蔽層４が接続しているとともに、他方の電極２０（導電性弾性体２２）に導体１ａが接続している。
その後、又はその前に、隣り合う各端末接続治具Ａのリード線ｗ１、ｗ２をアリゲータクリップ７で同一色の穴あき端子８を挟持して接続し、電圧印加用電線Ｗを構成する。

このように、電圧印加用電線Ｗでもって各ドラムＤの電力ケーブルＰの遮蔽層４又は導体１ａを直列接続した後、その耐電圧試験用電線Ｗを電圧計Ｖを介して電源装置Ｅに接続する。その接続は、アリゲータクリップ７でもって、電源装置Ｅにその端子ｅを介して接続し、その両絶縁電線ｗ１、ｗ２の間に所定の電圧を所定の時間印加し（図４、図１０参照）、絶縁心線１と遮蔽層４との間に十分な絶縁耐力があるかどうかを試験する。このとき、電源装置Ｅから最も離れたドラムＤのケーブル端末ｐに設ける端末接続装置Ａは、両電極１６、２０から導出されたリード線ｗ１、ｗ２の一方（図４において左端側）を省略したものとし得る。

電圧が低下すれば、何れかのドラムＤの電力ケーブルＰにおいて、絶縁心線１と遮蔽層４との間に十分な絶縁耐力が無いこと、例えば、ピンホール等が存在して絶縁破壊が生じていることとなる。
その場合、例えば、並んだ各ドラムＤの端（図４において左端側）から順々に端末接続装置Ａを電力ケーブルＰから外したり、その端末接続装置Ａから隣の端末接続装置Ａに伸びるリード線ｗ１、ｗ２のアリゲータクリップ７と穴あき端子８との接続を外したりすることによって、電圧印加用電線Ｗからその端のドラムＤの電力ケーブルＰを外し、再度、上記電圧を印加し、以後、電圧が低下しないドラムＤまでその試験作業を行う。この作業により、その電圧が低下しなくなった直前のドラムＤのケーブルＰにおいて絶縁破壊が生じていることが分かる。
また、この端末接続装置Ａを外すドラムＤのケーブルＰは任意であり、外したケーブルＰを除いて上記電圧印加用電線Ｗを構成して耐電圧試験をした際、電圧の低下が無ければ、その外したドラムＤのケーブルＰが絶縁破壊をしていることとなる。
なお、絶縁破壊が生じているドラムＤの電力ケーブルＰはその全体が不良品となる。

上記端末接続治具Ａは、図７に示すように、止めピン２５を筒体２１の蓋部から挿し込んでその導電性ピン部分２５ａをスチールウールからなる導電性弾性体２２に接触させるとともに、露出するそのピン部分２５ａにリード線ｗを括り付けて電気的に接続したものとすることができる。この構成は、従来の絶縁電線端末保護用キャップと、市販の金属たわし（束子）としてのスチールウール２２及び止めピン２５によるため、容易に入手可能であり、簡単に作り得るものである。
また、端末接続治具Ａの導電性弾性体２２は、図８に示すように、導電性金属からなるコイルばね２２ａを採用することができる。

上記各端末接続治具Ａの筒体２１は、有蓋キャップ状としたが、電力ケーブル端末ｐの嵌め込み時、導電性弾性体２２が圧縮されて飛び出さない限りにおいて、蓋のないものとし得る。例えば、図３において、リード線ｗ１、ｗ２の導体の括り結び部分ｗ’でその飛び出しを防げる場合等である。
また、筒体２１の材質も塩化ビニール以外の種々の絶縁性樹脂を採用し得ることは勿論である。
さらに、上記実施形態において、各端末接続治具Ａをそれぞれのリード線ｗ１、ｗ２で相互に接続するのではなく、隣接する端末接続治具Ａの間は同一のリード線ｗ１、ｗ２とすることもできる。すなわち、図４において、アリゲータクリップ端子７、穴あき端子８を省略し、その省略部分もリード線ｗ1、ｗ２が連続するものとすることができる。このようにすれば、隣接する端末接続治具Ａの間は切れ目のない２本のリード線ｗ１、ｗ２で接続されたものとなる。
また、電圧計Ｖに代えて電流計を採用できる。この場合は、絶縁心線１に絶縁破壊が生じていると、導体１ａと遮蔽層４間に電流が流れ、その電流検知によって前記絶縁破壊を検知する。

なお、この発明は、計装ケーブルＰのみならず、他の低圧又は高圧の電力ケーブルの耐電圧試験に採用し得ることは言うまでもない。
また、２相（絶縁心線１が２本）に限らず、１相、３相等の電力ケーブルにおいても、この発明は採用できる。このとき、この発明の耐電圧試験は、何れかの絶縁心線１の導体１ａと遮蔽層４との絶縁破壊の有無の検査であるため、複数相の電力ケーブルであっても支障がない。すなわち、この耐電圧試験を行うことができる。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ａ 端末接続治具
Ｄ ドラム
Ｅ 電源装置
Ｐ 被試験体である電力ケーブル
Ｖ 電圧計（電流計）
ｐ 電力ケーブルの端末
Ｗ 電圧印加用電線
ｗ、ｗ１、ｗ２ その電圧印加用電線用リード線（絶縁電線）
１ 電力ケーブルの絶縁心線
１ａ 同絶縁心線の導体
１ｂ 同絶縁被覆（絶縁体）
２ 電力ケーブルの介在
３、５ 同押さえテープ
４ 同遮蔽層（銅テープ）
６ 同シース
７ アリゲータクリップ（端末接続子）
８ 穴あき端子
１０ 端末接続治具本体
１１ 同本体の挟み部材
１２ 同支点部
１３ 同挟持部
１４ 同把持部
１５ 弾性体（バネ）
１６ 一方の電極（銅片）
２０ 他方の電極
２１ 同電極の筒体
２２ 同導電性弾性体（スチールウール）
２２ａ 同導電性弾性体（コイルばね）

Claims (7)

1. 導体（１ａ）、絶縁体（１ｂ）、遮蔽層（４）及びシース（６）を有する電力ケーブル（Ｐ）の前記導体（１ａ）と遮蔽層（４）の間の耐電圧を試験する耐電圧試験用端末接続治具（Ａ）であって、
   一対の挟み部材（１１、１１）の略中央位置を支点部（１２）とし、その支点部（１２）より前方側に挟持部（１３、１３）、後方側に把持部（１４、１４）を有し、前記両挟持部（１３）が閉じる方向に付勢する弾性部材（１５）を取付けたハサミ状の治具本体（１０）から成り、
   上記一対の挟み部材（１１）の挟持部（１３）に上記遮蔽層（４）に接続される一方の電極（１６）を設け、上記支点部（１２）の前記挟持部（１３）側に上記導体（１ａ）に接続される他方の電極（２０）を設け、前記一方の電極（１６）は板片から成ってその板片から外部にリード線（ｗ１）が導出され、他方の電極（２０）は、前記両挟持部（１３）間に位置する筒体（２１）と、その筒体（２１）内に装填された導電性弾性体（２２）とから成って、その導電性弾性体（２２）からリード線（ｗ２）が外部に導出されており、
   上記電力ケーブル（Ｐ）のシース（６）を剥がして遮蔽層（４）を露出させた端末（ｐ）を、上記一対の挟み部材（１１）の両挟持部（１３）の間に差し入れ、その両挟持部（１３）で前記遮蔽層（４）を露出させた端末（ｐ）を上記一方の電極（１６）を介し挟持してその一方の電極（１６）を前記遮蔽層（４）に接続するとともに、上記他方の電極（２０）の筒体（２１）にその開口から前記電力ケーブルの端末（ｐ）を挿し込み、その挿し込みによって、前記電力ケーブルの導体（１ａ）を上記導電性弾性体（２２）を圧縮し接しさせて上記他方の電極（２０）に接続するようにしたことを特徴とする電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具。
2. 上記一対の挟み部材（１１、１１）の一方の挟持部（１３）に上記一方の電極（１６）を設け、他方の挟み部材（１３）の挟持部（１３）に弾性材（１８）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具。
3. 上記導電性弾性体（２２）をスチールウールによって構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具。
4. 上記導電性弾性体（２２）をコイルばね（２２ａ）によって構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力ケーブルの耐電圧試験用端末接続治具。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載の複数の端末接続治具（Ａ）を並べ、その各端末接続治具（Ａ）の各リード線（ｗ１、ｗ２）を直列に接続したことを特徴とする電力ケーブルの耐電圧試験用電線。
6. 上記各端末接続治具（Ａ）の各リード線（ｗ１、ｗ２）の接続を、アリゲータクリップ端子７と、そのアリゲータクリップ端子７で挟持される端子８により行った請求項５に記載の電力ケーブルの耐電圧試験用電線。
7. 電力ケーブル（Ｐ）が巻き付けられた複数のドラム（Ｄ）を並べ、その各ドラム（Ｄ）から前記電力ケーブル（Ｐ）を引き出し、その引き出した電力ケーブル（Ｐ）のシース（６）を剥がして遮蔽層（４）を露出させた端末（ｐ）を、請求項５又は６に記載の耐電圧試験用電線（Ｗ）の各端末接続治具（Ａ）の両挟持部（１３）の間に差し入れ、その両挟持部（１３）で前記遮蔽層（４）を露出させた端末（ｐ）を上記一方の電極（１６）を介し挟持してその一方の電極（１６）を前記遮蔽層（４）に接続するとともに、上記他方の電極（２０）の筒体（２１）にその開口から前記電力ケーブルの端末（ｐ）を挿し込み、その挿し込みによって、前記電力ケーブルの導体（１ａ）を上記導電性弾性体（２２）を圧縮し接しさせて上記他方の電極（２０）に接続し、前記耐電圧試験用電線（Ｗ）を介して各ドラム（Ｄ）の前記電力ケーブル（Ｐ）に所定の電圧を印加し、ドラム（Ｄ）の電力ケーブル（Ｐ）の遮蔽層（４）と導体（１ａ）の間に絶縁破壊が生じている時、電圧計（Ｖ）や電流計によってその絶縁破壊を検知することを特徴とする電力ケーブルの耐電圧試験装置。

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