JP4073058B2 - 特別高圧用円筒形カットアウト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は特別高圧配電線路で変圧器の１次側保護用として使用する特別高圧用円筒形カットアウトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２万ボルト級、３万ボルト級の特別高圧配電線路で使用する従来形の特別高圧用円筒形カットアウトにおいては、図６に示すようにカットアウト１００の本体１０１を磁器製の碍子体で構成すると共に同じく磁器製の支持碍子１０２で本体１０１の中央部分１０１ａを支持し、同碍子１０２を介して取付金具１０３により腕金１０４に取り付ける構造である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる構造の場合、本体及び支持碍子が磁器製であるため重量が重くまた大型になり易い問題があった。
【０００４】
また上記にあって支持碍子は本体の中央を支持する構造のため、アース位置が本体の中央部分になる。そのため、本体１０１におけるアースと上部充電部（上部口出線１０５）間及びアースと下部充電部（下部口出線１０６）間には絶縁距離（沿面距離）を確保するための複数段の鍔部１０１ｂ，１０１ｃを本体の中央部のアース位置Ａ（支持碍子の連結部）を挟んでその上下にそれぞれ形成している。しかし、このように多数の鍔部１０１ｂ，１０１ｃを形成することは、本体１０１の形状が複雑化し、その成形の型費の高騰や作業工程が増えて製造コストアップ等が避けられないと言う問題があった。
【０００５】
さらにまた、上記においては、大電流遮断が発生すると本体１０１内に装着したヒューズ筒１０７の下端の放出口１０７ａからアーク並びにガスが一挙に放出され、その反動により本体１０１が上方に突き上げられることになるが、この場合において、支持碍子１０２が１本でかつ水平に架設されていることから、支持碍子１０２には上記の突き上げに伴う曲げ応力が集中して加わり、この支持碍子が破損しやすい問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、中央付近に位置して複数段の鍔部を形成したポリマー碍子からなるとともに、下端開口部を下側に向けて垂直方向に配置した円筒形のカットアウト本体（２）と、前記カットアウト本体（２）の下部に連結した下側の支持金具（３６）と、前記カットアウト本体（２）の上部に連結した上側の支持金具（３６ａ）と、水平の腕金等の取付金具（３７）と、該取付金具（３７）側から前記下側の支持金具（３６）へ斜め下方に傾斜して配置したポリマー碍子からなる下部側の支持碍子（４６）と、前記取付金具（３７）側から前記上側の支持金具（３６ａ）へ斜め上方に傾斜して配置したポリマー碍子からなる上部側の支持碍子（４１）と、前記下部側の支持碍子（４６）に内蔵した限流素子（５６）と、前記カットアウト本体（２）の外側部に設けた放電用中間電極（４７）と所定のギャップ（ｇ２）を設けて対向させた外部ホーン（４８）とからなり、前記外部ホーン（４８）と前記下側の支持金具（３６）と前記限流素子（５６）とを電気的に接続したことを特徴とする特別高圧用円筒形カットアウトを提案するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本願の実施の形態を図１乃至図５に示す実施例を用いて説明する。
図１は本願発明の第１実施例を示す。
【０００９】
図１において、１は特別高圧用円筒形カットアウトを示し、２は円筒形のカットアウト本体を示す。本体２は円筒形のＦＲＰからなる内筒３とその外周に被着したシリコンゴムからなる外被体４とからなり、外被体４は内筒３の外周面３ａに対し一体的に接着されている。つまり、モールドに先立ち接着力を増すために外周面をプライマリー処理した内筒３を金型にセットし、液状シリコンゴムを型内に注入して外被体４は形成される。
【００１０】
４ａは本体２の中央に位置して形成した側方に大きく突出する円形の鍔部であり、上下部口出線５，７間において所定の絶縁距離が確保されるよう複数段（４段）形成されている。５は上方に導出されたストレスコーン形の上部口出線であり、本体側の接着凸部２ａ（内筒の凸部３ｂ）に対し口出線５側の接着凹部５ａが嵌合した状態で接着されている。６は本体２内に垂下状に設けられた上部電極であり、本体外へ導出する口出線側の芯線５ｂに接続している。７は下部側方へ導出されたストレスコーン形の下部口出線であり、本体２内の固定電極８と接続する芯線７ａの他端側が下部口出線７を貫通して本体外へ導出されている。なお、下部口出線７は止着具９を芯線７ａに加締め付けたネジ金具１０にネジ着して本体に締め付け固定され、さらにその接着凹部７ｂを本体側の接着凸部２ｃ（内筒３の凸部３ｃ）に嵌合した状態で本体２に接着されている。
【００１１】
１１は上部電極６内に垂下状に設けられた筒状の消弧棒であり、その下方に位置する消弧筒１２と共に細隙部を形成し、電路開閉時に後述のヒューズ筒１３の上部接触子１６が本体２側の上部電極６から離間した際に両電極１６，１３間から発生するアークを同細隙に導き消弧するようになっている。１４は合成樹脂、ゴム等からなる緩衝リングを示す。
【００１２】
また上記ヒューズ筒１３は放出形ヒューズ筒であり、同ヒューズ筒１３は図２にも示すようにＦＲＰの絶縁筒１５と、絶縁筒１５の上端に取脱自在にネジ着する筒状の上部接触子１６と、下端のアーク放出口１５aの付近の絶縁筒の外周１５ｂに嵌着固定した環状の下部接触子１７とからなり、さらに同ヒューズ筒１３には上部接触子１６と下部接触子１７間を接続するテンショーンヒューズ１８が装着されている。
【００１３】
１９は装着時、ヒューズ筒１３の上部接触子１６と接続する上部端子、２０は高抗張力のステンレス線からなるエレメント、２１は接続金具、２２はクラフトとファイバーからなる２重構造の消弧チューブ、２３は装着時ヒューズ筒の下部接触子１７と接続するリード線であり、絶縁筒の下端のアーク放出口１５ａより筒外へ一旦導出して折り返されその先端２３ａをビス２４により下部接触子１７に接続している。
【００１４】
つまり、上記カットアウト１は平常状態においては、上部口出線５の芯線５ｂ−上部電極６−ヒューズ筒１３の上部接触子１６−ヒューズ１８の上部端子１９−エレメント２０−リード線２３―ヒューズ筒１３の下部接触子１７−カットアウトの下部電極８−下部口出線７の芯線７ａの通電経路で電流が流れるようになっている。
【００１５】
２５は本体２の開口部２ｄ(内筒の下端３d)に接着固定した合成樹脂製の下部カバー、２６は下部カバー２５の挿入口２５aにバネ片２７により取脱自在に止着する下部蓋であり、同蓋２６は連結紐２８により下部カバー２５に縛着連結されている。
【００１６】
また、３０は本体２の下部側を支持するための下部支持碍子であり、カットアウトの本体２と同じくポリマー碍子からなるもので、同碍子３０は、上下両端に雌ネジ部３１ａ，３１ｂを形成したＦＲＰの支持筒３１と、その外周に一体的に接着形成したシリコーンゴムの外被体３４とからなり、外被体３４には側方に大きく突出する複数段の円形の鍔部３４ａが形成されて後述の連結金具３５と支持金具３６間の絶縁距離が確保されるようになっている。
【００１７】
かかる構成の支持碍子３０は水平状態の腕金３７に対し斜め下方に略４５度の傾斜した状態で配置し、該支持碍子３０の上端側に連結金具３５を取付ネジ３２で連結するとともにその連結金具３５を腕金３７側の取付金具３８の平板金具４５の受け部４５ａにネジ３９によって固定し、また、支持碍子３０の下端側に支持金具３６を取付ネジ３３で連結するとともに該支持金具３６を本体２の下部に連結して、支持碍子３０が傾斜状態に備えられている。
【００１８】
上記支持金具３６の支持部３６ｃはバンド状になっており、その支持部３６ｃを本体２の下部外周に固設した環状の下部支持リング４０の連結凹部４０ａに嵌合連結している。
【００１９】
４１は上記、下部支持碍子３０と同じポリマー碍子からなる上部支持碍子であり、上記と同様に、ＦＲＰの支持筒と、その外周に一体的に接着形成したシリコーンゴムの外被体３４とからなり、外被体３４には側方に大きく突出した複数段の円形の鍔部３４ａが形成されて後述の連結金具３５ａと支持金具３６ａ間の絶縁距離が確保されるようになっている。
【００２０】
かかる構成の支持碍子４１は、腕金３７に対し斜め上方に略４５度の傾斜した状態で配置され、その下端（腕金）側に連結金具３５ａを取付ネジ３２ａで連結するとともにその連結金具３５ａを取付金具３８の平板金具４５の上部側の受け部４５ｂにネジ３９によって固定し、また支持碍子４１の上端（本体）側に取付ネジ３３ａによって支持金具３６ａを連結するとともに該支持金具３６ａを本体の上部外周に固設した環状の上部支持リング４２に連結して、支持碍子４１が傾斜状態に備えられている。
【００２１】
上記支持金具３６ａの支持部３６ｄはバンド状になっており、その支持部３６ｄを本体２の上部に固設した支持リング４２の連結凹部４２ａに嵌合連結している。
【００２２】
３８は取付金具であり、ボルト４３、ナット４４と取付穴を形成した平板金具４５′と、受け部４５ａ，４５ｂと取付穴とを形成した平板金具４５とから構成されている。
【００２３】
なお、本願にあっては上記したように本体２を、腕金３７（または本体２）に対し斜め上方或いは斜め下方に略４５度の傾斜状態に配置した上下支持碍子３０，４１で支持する構成になっているので、大電流遮断時に本体内のヒューズ筒１３の下端の開口部１５ａから放出されたアーク並びガスにより本体２が上方に向かって突き上げられた場合にその上方への突き上げ力を、２つの支持碍子、つまり、下部支持碍子３０側においては同碍子の中心軸方向の圧縮力と斜め右上方の曲げ力に分力し、また、上部支持碍子４１側においては同碍子の中心軸方向の引っ張り力と斜め左上方の曲げ力に分力される。したがって、かかる支持構造により、遮断時に上下部支持碍子３０，４１に対し加わる突き上げによる曲げ応力をできるだけ軽減することができる。
【００２４】
また、上下部の支持碍子３０，４１が上記の如く本体２の上下部に連結したので、その本体２内の略中央に位置するヒューズエレメント２０がアースポイントである（アース側の）支持碍子３０，４１の連結位置（３６，３６ａ部）から離間することになり、エレメント２０に対し電界の悪影響が極力少なくなり、該エレメント２０の劣化に伴う切断事故を減少させることができる。
【００２５】
次に図３に基づき、第２の実施例について説明する。
上記第１実施例との相違は、第１実施例の下部支持碍子３０を本実施例では避雷器兼用の支持碍子４６にしたこと、またこれに伴って本体側に放電用中間電極４７を設けると共にさらに同中間電極４７との間で本体内においてはヒューズ筒の下部接触子１７に対向して内部ギャップｇ１を形成し、また本体外においては支持金具３６に取付支持された外部ホーン４８に対向して外部ギャップｇ２をそれぞれ形成していることが相違する。
【００２６】
なお、上記避雷器兼用形の支持碍子４６も上記同様にポリマー碍子からなり、ＦＲＰの絶縁性筒体４９の外周面には複数段の鍔部５０ａを備えたシリコーンゴムの外被体５０が接着形成されている。５１は筒体４９に内蔵した避雷器ユニットであり、内部に限流素子５６を有する。該ユニット４９の充電部側端子５２は支持金具３６側の取付ネジ５３に電気的に接続され、また接地側端子５４は支持金具３５側の取付ネジ５５に電気的に接続されている。
【００２７】
したがって上記カットアウトは平常時の通電状態にあっては、本体２内の内部ギャップｇ１並びに本体２外の外部ギャップｇ２により電気的に絶縁が確保された状態にあるため避雷器兼用形の支持碍子４６は上記支持碍子３０と同様な絶縁支持機能しか発揮していない。
【００２８】
かかる状態にあって今、雷サージ等の異常電圧が配電線を経て侵入し、それが過大である場合は内部ギャップｇ１並びに外部ギャップｇ２で放電（閃絡）が発生し、同サージは上部口出線の芯線５ｂ−上部電極６−上部接触子１６−上部端子１９−ヒューズ１８のエレメント２０−リード線２３―下部接触子１７−内部ギャップｇ１−外部ギャップｇ２−外部アークホーン４８−連結金具３６−取付ネジ５３−充電部側端子５２−限流素子５６−接地側端子５４−取付ネジ５５−支持金具３５−取付金具３８−腕金３７−大地の放電経路で流れる。
【００２９】
したがって、このような特別高圧用円筒形カットアウト１を使用する変圧器は避雷器ユニット５１の避雷機能により雷サージの絶縁破壊から保護されることになる。
【００３０】
また、この放電時に上記限流素子５６が何らかの原因により正常に機能しなかったり、雷サージが避雷機能（性能）を超えるような極めて過大な場合であって限流素子において外部閃絡が発生し、続流アークが流れるような事態になっても、上記放電経路にあるように、限流素子５６に直列に接続するヒューズ１８によりこのアークが直ちに遮断されるため、続流アークに起因する限流素子破壊、絶縁筒破壊等の破壊事故、カットアウト本体の爆裂事故等の事故防止が図れる。
【００３１】
なお、第２実施例は上記以外の本体２側並びに上部支持碍子４１側が第１実施例と同一構成であり、同一番号を付して説明を省略する。
【００３２】
次に図４及び図５に基づき、第３実施例について説明する。
第１実施例とは、上部口出線６０が上部垂直方向ではなく上部側方に導出していることが相違する。また、その止着した本体２側においては上端に開口部２ｅが形成され、該開口部２ｅは合成樹脂、ゴム等からなる絶縁蓋６１が被着されて閉鎖されているほか、本体内の上部には上部電極６が本体に止着され、また上部電極内に消弧棒６２を設けていないことが相違する。
【００３３】
つまり、挿入ガイド兼用の消弧棒６２がヒューズ筒１３の上部接触子１６に対しその前方に突出した状態でネジ着固設されており、電路開閉時にこのヒューズ筒１３を図示外の絶縁操作具を用いて本体から抜き取るとこの消弧棒６２と本体側の消弧筒１２との間で細隙が形成され、この細隙に上部電極６と上部接触子１６の間で発生するアークが導かれて消弧するようになっている点で相違する。
【００３４】
なお、上記以外の他の構成は第１実施例と同一構成であり、同一番号を付して説明を省略する。
なお、上記各実施例においては、上下の支持碍子３０，４１，４６を略４５度に傾斜させたが、上記のように該支持碍子に加わる突き上げ力による曲げ応力を良好に軽減できれば良く、全体構造の相違によっては略４５度以外の傾斜角度にしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
従来においてはカットアウト本体の中央を腕金より水平に突出する支持碍子（取付金具）で支持する構造のため、アース位置が本体の中央に位置することになって上部側の充電部（上部口出線）とアース（支持碍子・取付金具）間及び下部側の充電部（下部口出線）とアース（支持碍子・取付金具）間の絶縁距離を確保しなければならずそのため本体中央を支持する支持碍子（取付金具）を挟んでその上下に多数段の鍔部をそれぞれ形成して複雑形状にしていたが、本願発明にあっては本体の上部と下部の２個所で支持して本体の中央にアースが位置しない構成にしたので、該中央には上、下口出線間の絶縁距離を確保するだけの鍔部を形成するだけで済むため鍔部の段数を少なくすることができる。そのため、本体形状のシンプル化が図れると同時に成形用の金型（成形型）が簡略化でき製造費のコストダウンが図れる。
【００３６】
また、上、下支持碍子を腕金（本体）に対して斜め下方並びに上方に傾斜させた状態で配置したので、例えば大電流遮断が行われて本体側のヒューズ筒が放出遮断を行い本体の下端開口部からその際のアーク並びにガスが、一挙に放出されて本体を上方に突き上げようとした場合にもその突き上げ力を支持碍子に対する圧縮力と曲げ力に分力させて支持碍子に対し過度の曲げ応力が加わらない。そのため、従来のような本体を中央部において１つの磁器製の支持碍子で支持する場合のように、大電流遮断時に過大な曲げ応力がボ加わって支持碍子を破損させたりしない。
【００３７】
また、カットアウトの本体並びに支持碍子をＦＲＰやシリコーン樹脂を主体とするポリマー碍子で構成しているため軽量化が図れると同時に機械的強度や絶縁強度を高める事ができる。
【００３８】
また、比較的小電流で細径のヒューズエレメントのヒューズがヒューズ筒に装着されていても、支持碍子の本体に対する支持連結位置が本体の上部と下部に位置し、エレメントの位置から離間した状態にあるため、該エレメントに対する電界による悪影響が少なくなり、エレメントの劣化破断が防止できる。
【００３９】
更に上記の下部側の支持碍子内を利用して避雷器ユニットを内蔵し、該支持碍子に避雷機能をもたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施例を示すもので、特別高圧用円筒形カットアウトの要部断面図。
【図２】第１実施例における特別高圧用円筒形カットアウトに使用するヒューズ筒の断面図。
【図３】同じく本願発明の第２実施例を示すもので、特別高圧用円筒形カットアウトの要部断面図。
【図４】同じく本願発明の第３実施例を示すもので、特別高圧用円筒形カットアウトの要部断面図。
【図５】第３実施例の特別高圧用円筒形カットアウトに使用するヒューズ筒の断面図。
【図６】特別高圧用円筒形カットアウトの従来例を示す断面図。
【符号の説明】
２ カットアウトの本体
２ｄ 開口部
３ 内筒
４ 外被
４ａ 鍔部
１３ ヒューズ筒
１５ａ アーク放出口
１８ ヒューズ
２０ ヒューズエレメント
３０，４６ 下部支持碍子
３７ 腕金
３８ 取付金具
４１ 上部支持碍子
４６ 避雷器兼用支持碍子

Claims (1)

1. 中央付近に位置して複数段の鍔部を形成したポリマー碍子からなるとともに、下端開口部を下側に向けて垂直方向に配置した円筒形のカットアウト本体（２）と、前記カットアウト本体（２）の下部に連結した下側の支持金具（３６）と、前記カットアウト本体（２）の上部に連結した上側の支持金具（３６ａ）と、水平の腕金等の取付金具（３７）と、該取付金具（３７）側から前記下側の支持金具（３６）へ斜め下方に傾斜して配置したポリマー碍子からなる下部側の支持碍子（４６）と、前記取付金具（３７）側から前記上側の支持金具（３６ａ）へ斜め上方に傾斜して配置したポリマー碍子からなる上部側の支持碍子（４１）と、前記下部側の支持碍子（４６）に内蔵した限流素子（５６）と、前記カットアウト本体（２）の外側部に設けた放電用中間電極（４７）と、前記下側の支持金具（３６）に固設され、前記放電用中間電極（４７）と所定のギャップ（ｇ２）を設けて対向させた外部ホーン（４８）とからなり、前記外部ホーン（４８）と前記下側の支持金具（３６）と前記限流素子（５６）とを電気的に接続したことを特徴とする特別高圧用円筒形カットアウト。

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