JP2008210651A - がいし表面コーティング材 - Google Patents

Abstract

【課題】セメントやアルカリ性の汚損物による劣化が少なく、懸垂がいしのセメント部分に使用しても長期間にわたり汚損防止効果を維持することができるがいし表面コーティング材を提供する。
【解決手段】本発明のがいし表面コーティング材は、シリコーンオイルコンパウンド中に、吸油性のある粉末を添加したものである。この吸油性のある粉末として、酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した導電性粉末を用い、コーティング材に半導電性の電気特性を持たせることが好ましい。シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対し、酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した粉末を１０〜６０質量部、さらにシリカ粉末を１〜１０質量部の比率で混合することが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、がいしの耐汚損特性を高めるためにがいし表面に塗布されるがいし表面コーティング材の改良に関するものである。

電線を絶縁支持しているがいしの表面が塩類や煤塵などによって汚損されると耐電圧特性が低下し、コロナ放電を生じたり、最終的にはフラッシオーバ事故に至ったりすることがある。このため従来から様々ながいし表面の汚損防止対策が実施されているが、そのひとつとして、がいし表面に撥水性のあるコーティング材を塗布することにより湿潤を防止し、絶縁性を保つ方法（非特許文献１）が知られている。

このようながいし表面用のコーティング材としては、シリコーンオイルに対して粒径０．１μｍ以下の微量のシリカ微粉末を混合したシリコーンオイルコンパウンドが古くから用いられている。このシリコーンオイルコンパウンドは、がいし表面に付着した汚損物をシリコーンオイルで包み、撥水性を保つことにより高い表面抵抗を維持する機能を発揮するものである。

ところがこのようなシリコーンオイルコンパウンドは、セメント上に塗布した場合やセメント、トノコ、カオリン、あるいはアルカリ性の汚損物がコンパウンド上に付着した状態では徐々に分解・揮発し、ひび割れが発生することがある。このため上記の非特許文献１にも記載されているように、特に煤塵汚損物の多い場所に設置されるがいしについては、短期間で古いシリコーンオイルコンパウンドを剥離して再塗布を行わねばならず、メンテナンスに多くの手数を要するという問題があった。
社団法人電気学会発行「がいし」２２５頁、１９８３年、オーム社

従って本発明の目的は、セメントやアルカリ性の汚損物による劣化が少なく、懸垂がいしのセメント部分に使用しても長期間にわたり汚損防止効果を維持することができるがいし表面コーティング材を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明のがいし表面コーティング材は、シリコーンオイルコンパウンド中に、吸油性のある粉末を添加したことを特徴とするものである。なお、吸油性のある粉末として導電性粉末を用い、半導電性の電気特性を持たせることが好ましい。このような吸油性のある導電性粉末として、酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した粉末を用いることができ、この酸化チタンが針状酸化チタンであることが更に好ましい。

また酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した粉末を、シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対して１０〜６０質量部の比率で混合することが好ましく、さらに粒径１〜１０μｍシリカ粉末を、シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対して１〜１０質量部の比率で混合することが好ましい。

本発明のがいし表面コーティング材は、シリコーンオイルコンパウンド中に吸油性のある粉末を添加したことにより、がいし表面に塗布した後のひび割れを抑制することができる。その理由は必ずしも明らかではないが、吸油性のある粉末がシリコーンオイルとよくなじみ、かつ吸油性のある粉末が骨材として作用してコーティングされた塗膜強度を高めるためではないかと考えられる。この結果、本発明のがいし表面コーティング材はセメントやアルカリ性の汚損物が付着しても劣化が少なく、また懸垂がいしのセメント部分に使用しても長期間にわたり汚損防止効果を維持することができる。

なおこの吸油性のある粉末として導電性粉末を用い、半導電性の電気特性を持たせればがいし表面の電界緩和効果があり、汚損地域に設置される導電釉がいしに使用することができる。このような吸油性のある導電性粉末としては例えば酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した粉末を用いることができるが、この酸化チタンが針状酸化チタンである場合には骨材としての効果が高まり、より優れたひび割れ防止効果を得ることができる。

本発明のがいし表面コーティング材は、従来から用いられているシリコーンオイルコンパウンドをベースとするものである。シリコーンオイルコンパウンドは、シリコーンオイルに粒径０．１μｍ以下のごく微量のシリカ微粉末を混合したグリース状のもので、例えば信越化学工業株式会社からＫＳ６３Ｇの商品名で市販されているものを用いることができる。このシリコーンオイルコンパウンドは撥水性に優れ、熱や酸化に対しても安定な物質である。

しかし、シリコーンオイルコンパウンドを単独で使用した場合には、セメントやアルカリとの接触により塗膜が徐々に劣化し、ひび割れに至ることは前述の通りである。そこで本発明では、シリコーンオイルコンパウンド中に吸油性のある粉末を添加する。この粉末は骨材として機能してがいし表面にコーティングされた塗膜の強度や耐久性を高め、ひび割れ防止効果を発揮するものと考えられる。ここで吸油性のある粉末を用いたのは、シリコーンオイルとのなじみが良いためである。

この吸油性のある粉末としては、粒状あるいは、より好ましくは針状であって、粒径０．１μｍ以上の酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した導電性酸化チタンを用いることができる。この導電性酸化チタンとしては、例えば石原産業株式会社からＦＴ３０００の商品名で市販されているものを用いることができる。これはルチル型の針状酸化チタン結晶の表面にＳｎＯ_２を被覆したもので、そのサイズは例えば短軸０.２７μm、長軸５.１５μｍ、ＳｎＯ_２の膜厚２５Åである。また１００ｇ当たり５０〜７０ｇの吸油能力を持つ吸油性物質である。ＳｎＯ_２中にはＳｂがドープされている。このような針状酸化チタンを用いれば、球状酸化チタンよりも骨材としての補強効果が高まるので好ましい。

またこの導電性酸化チタンは吸油性と導電性を兼ね備えた物質であるため、単に骨材としてシリコーンオイルコンパウンドの塗膜強度を高めるだけでなく、シリコーンオイルコンパウンドに半導電性を付与することができる。好ましい混合比は、シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対して１０〜６０質量部である。これよりも少量であるとひび割れ防止効果が不十分であり、これよりも多量では導電性が高まり過ぎてがいし本来の絶縁性を損なうこととなる。

このような半導電性のがいし表面コーティング材は、導電釉がいしの表面に塗布することができる。導電釉がいしは半導電性の釉薬を磁器表面に施釉したもので、がいし表面の電界緩和特性を備えコロナ放電防止効果があるため、汚損の激しい地区に設置されるがいしとして適したものである。従ってがいし表面コーティング材にも同程度の半導電性を与えておくことが好ましく、その清浄表面における表面抵抗は１０〜５０ＭΩである。

なお、シリコーンオイルコンパウンド自体に含まれる粒径０．１μｍ以下のシリカ粉末のほかに、シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対して１〜１０質量部のシリカ粉末を添加することにより、塗布面の耐トラッキング特性を向上させることができる。このシリカ粉末としては平均粒径が１〜１０μmのものを用いることができる。

本発明のがいし表面コーティング材は、がいし表面、特にトラッキングが生じ易い懸垂がいしのセメント表面に塗布してがいしの耐汚損特性を高めるものであり、セメントやアルカリ性汚損物と接触した状態においても、シリコーンオイルコンパウンド単体の従来品に比較してひび割れを生じにくい。このため従来品よりも長期間にわたり汚損防止効果を維持することができる。

信越化学工業製のシリコーングリース（ＫＳ−６３）１００質量部に、石原産業製の導電性酸化チタン（ＦＴ-３０００）４５質量部と、平均粒径３μmのシリカ粉末５質量部とを添加したものと、導電性酸化チタン（ＦＴ-３０００）４５質量部のみを添加したもの、以上２種類の表面コーティング材を本発明品として用意した。シリコーングリースは従来と同様のものである。導電性酸化チタンは短軸０.２７μm、長軸５.１５μｍの酸化チタン表面に、ＳｎＯ_２を被覆したものでその膜厚は２５Åである。またその吸油能力は１００ｇ当たり６０ｇである。これらを井上製作所製の３枚の撹拌ブレードを備えた遊星回転式の混練機を用い、１５ｒｐｍの攪拌速度で約９０分間にわたり均一に混練した。

得られた前記２種類のがいし表面コーティング材を、清浄ながいし表面に厚さ０.５ｍｍ、幅１０ｍｍに塗布し、電極間隔１０ｍｍ、測定電圧ＤＣ５ｋＶの条件で表面抵抗を測定したところ２０ＭΩであり、半導電性を有することが確認された。

この２種類のがいし表面コーティング材を４種類の試験表面上に塗布し、周囲温度１５０℃の負荷を加えて１３００時間にわたり重量変化を測定した。試験表面は、アルミナ懸垂がいしのピン固定用のセメントを模擬したアルミナセメントのほか、ポルトランドセメント、導電釉、磁器の４種類である。導電性酸化チタンおよびシリカを添加した表面コーティング材を用いた結果を図１に示し、従来品であるシリコーングリース（ＫＳ−６３）単体の場合を従来例として図２に示した。なお、導電性酸化チタンのみ添加の表面コーティング材は、導電性酸化チタンおよびシリカを添加した表面コーティング材と同等であった。

これらの図に示されるように、導電釉及び磁器の表面上では、本発明品も従来品もほとんど変化はなかった。しかしアルミナセメント及びポルトランドセメントの表面上では、従来品は試験終了時の重量は試験開始時の重量の４０〜５０％にまで大幅に低下したのに対して、本発明品では試験開始時の重量の６０〜７０％のレベルに留まり、重量減少率が顕著に改善された。この実験から、本発明品は従来品の２倍以上の寿命を持つものと想定される。なお、ＪＥＣ０２０１、ＩＥＣ６０５０７のがいしの人口汚損試験で規定されている不溶性汚損物であるトノコ、カオリンを混合した場合もアルミナセメント及びポルトランドセメントの表面上と同様に、重量減少が確認されている。

また図３は、上記の試験開始後５２８時間の時点におけるアルミナセメント上の塗膜の状態をスケッチした図である。従来のコーティング材はひび割れが大きく進行しているが、本発明のコーティング材はひび割れが少なく、吸油性のある粉末を添加したことによる補強効果を外観からも確認することができる。

さらに、本発明品と従来品とを懸垂がいしのセメント部の表面に塗布し、耐トラッキング試験を行った結果を、図４と図５に示す。耐トラッキング試験は塩水注水の条件（塩水濃度：海水相当、注水量：０．３ｍｍ／分）で行った。
本発明品のうち、平均粒径３μｍのシリカを添加しない場合、塗布した懸垂がいしは、図５に示すように内側の笠先端部分に少しトラッキングの形跡が認められたが、平均粒径３μｍのシリカを添加した本発明品を塗布した懸垂がいしは、図４に示すようにほとんどトラッキングの形跡が認められなかった。

以上に説明したように、本発明のがいし表面コーティング材は、セメントやアルカリ性の汚損物による劣化が少なく、懸垂がいしのセメント部分に使用しても長期間にわたり汚損防止効果を維持することができるものである。このため、特に汚損の激しい場所で使用される導電釉がいしの表面に塗布し、その耐汚損特性を長期間にわたり維持するうえで有効なものである。

実施例のがいし表面コーティング材の重量変化を示すグラフである。 従来のがいし表面コーティング材の重量変化を示すグラフである。 従来と本発明のがいし表面コーティング材のひび割れ状態を示す図である。 本発明のがいし表面コーティング材の耐トラッキング試験結果を示す外観図である。 本発明のがいし表面コーティング材の耐トラッキング試験結果を示す外観図である。

Claims (6)

1. シリコーンオイルコンパウンド中に、吸油性のある粉末を添加したことを特徴とするがいし表面コーティング材。
2. 吸油性のある粉末として導電性粉末を用い、半導電性の電気特性を持たせたことを特徴とする請求項１記載のがいし表面コーティング材。
3. 吸油性のある導電性粉末として、酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した粉末を用いたことを特徴とする請求項２記載のがいし表面コーティング材。
4. 酸化チタンが針状酸化チタンであることを特徴とする請求項３記載のがいし表面コーティング材。
5. 酸化チタン表面にＳｎＯ_２を被覆した粉末を、シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対して１０〜６０質量部の比率で混合したことを特徴とする請求項３記載のがいし表面コーティング材。
6. 粒径１〜１０μｍのシリカ粉末を、シリコーンオイルコンパウンド１００質量部に対して１〜１０質量部の比率で混合したことを特徴とする請求項５記載のがいし表面コーティング材。

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