JP3556749B2 - ポリマー碍管 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＲＰ筒と、このＦＲＰ筒の外周面に設けた、外被胴と外被胴から突出する笠部とからなる外被部と、ＦＲＰ筒の外周面であって外被部の端部に設けたフランジ金具とから構成されるポリマー碍管に関し、特に内部電極を用いないガスブッシング用として好適に使用されるポリマー碍管に関するものである。
【０００２】
従来から、ＦＲＰ筒と、このＦＲＰ筒の外周面に設けた、外被胴と外被胴から突出する笠部とからなる例えばシリコーンゴム製の外被部と、ＦＲＰ筒の外周面であって外被部の端部に設けたフランジ金具とから構成されるポリマー碍管は、種々の用途に使用されている。このうち、壁またはタンク等の隔壁を貫通する導体を通す通路を持ち、これらを隔壁から絶縁して支持する装置として、ポリマー碍管を使用したガスブッシングが知られている。
【０００３】
図３は従来のガスブッシングの一例の構成を示す図である。図３に示す例において、ガスブッシング５１は、ポリマー碍管５２中に中心導体５３を設けて構成している。そして、ポリマー碍管５２は、ＦＲＰ筒６１と、このＦＲＰ筒６１の外周面に設けた、外被胴６２と外被胴６２から突出する笠部６３とからなる外被部６４と、ＦＲＰ筒６１の外周面であって外被部６４の端部に設けたフランジ金具６５とから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図３に示す構成のＧＩＳ（gas insulated substation）またはＧＣＢ（gas circuit breaker ）用ガスブッシングでは、実使用にあたり中心導体５３に電圧がかかり、その電圧に起因して発生する外被部気中側沿面での電界の集中を緩和するため、通常、ポリマー碍管５２の内側下部に接地側シールド電極を設けることが多い。しかしながら、３３〜６６ＫＶクラスの低電圧用では、構造を簡略化し、コストを低減するため、上述した接地側シールド電極を省略することが多かった。
【０００５】
そして、接地側シールド電極を省略した場合は、外被部６４とフランジ金具６５との接続端であってＦＲＰ筒６１と接する部分、図３におけるＡ部の電位集中が大きくなる問題があった。また、このＡ部に対応する外被部６４の外表面上における沿面軸方向の電位集中に起因する電界が大きくなる問題もあった。このような電位集中を緩和させることが、ガスブッシングの耐電圧向上およびゴムからなる外被部６４のエロージョン発生の防止のために必要であった。従来の電圧クラスでは、これらの点は径方向の寸法を若干大きくするなどの対応で解決できた。しかしながら、より高い７７〜１１０ＫＶクラスへ適用しようとすると、寸法も相対的に大きくなるため無視出来なくなってきた。
【０００６】
本発明の目的は上述した課題を解消して、フランジ金具と外被部との接続部分における電位集中をなくし、耐電圧を向上させ、外被部のエロージョン発生を防止することができるポリマー碍管を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のポリマー碍管は、ＦＲＰ筒と、このＦＲＰ筒の外周面に設けた、外被胴と外被胴から突出する笠部とからなる外被部と、前記ＦＲＰ筒の外周面であって前記外被部の端部に設けたフランジ金具とから構成されるポリマー碍管において、（１）前記フランジ金具の前記外被部と接する端部の内径側に、フランジ金具の端部肉厚で許される曲率を有する曲率部を形成し、さらに、前記外被部の外被胴を前記フランジ金具の端部外周に成形するとともに、前記外被胴の厚さを前記笠部のうちフランジ金具に一番近い笠部までその径を保つ厚肉形状とすることを特徴とするもの、あるいは、（２）前記フランジ金具の前記外被部と接する端部の内径側に、フランジ金具の端部肉厚で許される曲率を有する曲率部を形成し、さらに、前記外被部の外被胴を前記フランジ金具の端部外周に成形するとともに、フランジ金具の端部外周に成形した外被胴から突出するコーン部を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、フランジ金具の外被と接する端部の内径側に設けた、フランジ金具の端部肉厚で許される曲率を有する曲率部が、フランジ金具の端部角部における電位集中を緩和させている。なお、本発明における「フランジ金具の端部肉厚で許される曲率」とは、フランジ金具の端部の厚さがｔとすると、曲率部の曲率半径Ｒ≦ｔとなる場合のことを意味する。
【０００９】
また、好ましい例として、（２）の構成において、コーン部の前記フランジ金具に面する部分の曲率を、前記フランジ金具の曲率部の曲率の延長上に略あるようにすることで、フランジ金具の端部を覆うよう設けた、外被部の厚肉部またはコーン部が、その部分の外表面における電位傾度を小さくして、沿面電界を低減させる作用を有している。さらに、好ましい例として、（１）および（２）の構成において、ＦＲＰ筒とフランジ金具との接着を曲率部の付け根までにとどめると、曲率部まで接着剤を充填した場合に発生する曲げ荷重による接着剤部でのクラック発生を抑制し、相対的に曲げ荷重強度を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の態様】
図１は本発明のポリマー碍管の一例の構成の主要部を示す図である。図１に示す例において、ガスブッシング１は、ポリマー碍管２中に中心導体３を設けて構成している。そして、ポリマー碍管２は、ＦＲＰ筒１１と、このＦＲＰ筒１１の外周面に設けた、外被胴１２と外被胴１２から突出する笠部１３とからなる外被部１４と、ＦＲＰ筒１１の外周面であって外被部１４の端部に設けたフランジ金具１５とから構成されている。
【００１１】
上述した構成は従来と同様の構成であり、本発明において重要なのは、フランジ金具１５の外被部１４と接する端部の内径側に、フランジ金具１５の端部肉厚で許される曲率、すなわちフランジ金具１５の端部肉厚をｔとした場合に曲率Ｒ≦ｔとなる曲率Ｒを有する曲率部１６を形成した点である。曲率部１６を設けることで、フランジ金具１５の角部に加え外被沿面での電位集中を防止することができる。曲率半径Ｒが小さすぎるとその効果を十分に得ることができないため、使用電圧に応じてＲを決定する必要がある。７７ＫＶクラスでは、最低でも２〜３ｍｍとすることが好ましい。
【００１２】
そして、図１に示す例では、ＦＲＰ筒１１とフランジ金具１５との接着を、曲率部１６の付け根１６ａまでにとどめている。これにより、接着剤を曲率部１６とＦＲＰ筒１１との間に設けた場合に比べて曲げ荷重による接着剤部でのクラック発生を抑制し、相対的に曲げ強度を向上させることができる。また、図１に示す例では、外被部１４の外被胴１２をフランジ金具１５の端部外周を被覆するように成形するとともに、外被胴１２の厚さを笠部１３のうちフランジ金具５に一番近い笠部１３ａまでその径を保つ厚肉形状の厚肉部１２ａとしている。そのため、図１に示した例で得られる効果に加えて、外被胴１２の厚肉部１２ａの外周面上における沿面電界を低減し、耐電圧を向上させることができる。
【００１３】
図２は本発明のポリマー碍管の他の例の構成の主要部を示す図であり、図１と同様の構成の部分は図２において図示していない。図２に示す例では、図１に例示した曲率部１６の構成およびＦＲＰ筒１１とフランジ金具１５との接着を曲率部１６の付け根１６ａまでにとどめた構成に加えて、外被部１４の外被胴１２をフランジ金具１５の端部外周に成形するとともに、フランジ金具１５の端部外周に成形した外被胴１２から突出するコーン部１７を設けている。この場合も、図１に示した例と同様に、コーン部１７を設けることでこの部分の電位傾度を小さくすることができ、沿面電界を低減し耐電圧を向上させることができる。なお、図２に示す例では、さらに、コーン部１７のフランジ金具１５に面する部分１７ａの曲率を、フランジ金具１５の曲率部１６の延長上に略あるようにしている。この構成をとると、上記コーン部１７の効果をさらに有効に達成することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フランジ金具の外被と接する端部の内径側に、フランジ金具の端部肉厚で許される曲率を有する曲率部を設けているため、フランジ金具の端部角部における電位集中を緩和させ、耐電圧の向上および外被部のエロージョンの防止を達成することができる。また、フランジ金具の端部を覆うよう、外被部の厚肉部またはコーン部を設けているため、その部分の外表面における電位傾度を小さくして、沿面電界を低減させることができる。さらに、好ましい例として、ＦＲＰ筒とフランジ金具との接着を曲率部の付け根までにとどめているため、曲率部まで接着剤を充填した場合に発生する曲げ荷重による接着剤部でのクラック発生を抑制することができる。
【００１５】
上述した構成を有する本発明のポリマー碍管は、ガスブッシングに用いるポリマー碍管で、かつ内部電極を用いない構成のポリマー碍管に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリマー碍管の一例の構成を示す図である。
【図２】本発明のポリマー碍管の他の例の構成を示す図である。
【図３】従来のポリマー碍管の一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ガスブッシング、２ ポリマー碍管、３ 中心導体、１１ ＦＲＰ筒、１２外被胴、１２ａ 厚肉部、１３ 笠部、１４ 外被部、１５ フランジ金具、１６ 曲率部、１６ａ 付け根、１７ コーン部

Claims (4)

1. ＦＲＰ筒と、このＦＲＰ筒の外周面に設けた、外被胴と外被胴から突出する笠部とからなる外被部と、前記ＦＲＰ筒の外周面であって前記外被部の端部に設けたフランジ金具とから構成されるポリマー碍管において、前記フランジ金具の前記外被部と接する端部の内径側に、フランジ金具の端部肉厚で許される曲率を有する曲率部を形成し、さらに、前記外被部の外被胴を前記フランジ金具の端部外周に成形するとともに、前記外被胴の厚さを前記笠部のうちフランジ金具に一番近い笠部までその径を保つ厚肉形状とすることを特徴とするポリマー碍管。
2. ＦＲＰ筒と、このＦＲＰ筒の外周面に設けた、外被胴と外被胴から突出する笠部とからなる外被部と、前記ＦＲＰ筒の外周面であって前記外被部の端部に設けたフランジ金具とから構成されるポリマー碍管において、前記フランジ金具の前記外被部と接する端部の内径側に、フランジ金具の端部肉厚で許される曲率を有する曲率部を形成し、さらに、前記外被部の外被胴を前記フランジ金具の端部外周に成形するとともに、フランジ金具の端部外周に成形した外被胴から突出するコーン部を設けたことを特徴とするポリマー碍管。
3. 前記コーン部の前記フランジ金具に面する部分の曲率を、前記フランジ金具の曲率部の曲率の延長上に略あるようにした請求項２記載のポリマー碍管。
4. 前記ＦＲＰ筒とフランジ金具との接着を、前記曲率部の付け根までにとどめる請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリマー碍管。

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