JPH0528895Y2 - - Google Patents
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- JPH0528895Y2 JPH0528895Y2 JP1987024182U JP2418287U JPH0528895Y2 JP H0528895 Y2 JPH0528895 Y2 JP H0528895Y2 JP 1987024182 U JP1987024182 U JP 1987024182U JP 2418287 U JP2418287 U JP 2418287U JP H0528895 Y2 JPH0528895 Y2 JP H0528895Y2
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- bellows
- metal bellows
- reaction force
- deflection
- contraction
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Landscapes
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、相分離母線に関し、さらに詳しく
いうと、電流を通じる導体と、導体を閉鎖する外
被と、外被の熱伸縮を吸収する金属ベローズとか
らなる相分離母線に関するものである。
いうと、電流を通じる導体と、導体を閉鎖する外
被と、外被の熱伸縮を吸収する金属ベローズとか
らなる相分離母線に関するものである。
相分離母線は、電流を通じる導体とそれを閉鎖
する円筒状の外被などからなり、運転・休転・外
気温変化、あるいは日射などに起因する外被の熱
伸縮を吸収するため、一般に、通電性能を有する
金属製のベローズを外被の軸方向に所定間隔をお
いて配置した構造になつている。
する円筒状の外被などからなり、運転・休転・外
気温変化、あるいは日射などに起因する外被の熱
伸縮を吸収するため、一般に、通電性能を有する
金属製のベローズを外被の軸方向に所定間隔をお
いて配置した構造になつている。
第５図は例えば実開昭51−162284号公報に示さ
れた従来の一般的な相分離母線であり、図におい
て、導体を閉鎖した外被１と、所定間隔をおいて
外被１に溶接された金属ベローズ２からなつてい
る。金属ベローズ２は、一般には導電断面積を増
し、通電性能を確保するため、多層化したアルミ
ベローズが使用される。また、寸法l0は外被１の
単位長さである。
れた従来の一般的な相分離母線であり、図におい
て、導体を閉鎖した外被１と、所定間隔をおいて
外被１に溶接された金属ベローズ２からなつてい
る。金属ベローズ２は、一般には導電断面積を増
し、通電性能を確保するため、多層化したアルミ
ベローズが使用される。また、寸法l0は外被１の
単位長さである。
一般に、以上の構成になる相分離母線において
は、運転時、導体電流によつて発生する磁束を相
殺するため、ほぼ導体電流と同大、逆向きの電流
が外被１に流れるよう工夫してあり、この外被電
流によつて外被１が発熱し温度上昇する。また、
昼夜、あるいは年間の気温変化、さらには日射の
影響等によつて外被１の温度が変化する。これら
外被１の温度変化に応じて外被１の熱伸縮が発生
するが、この熱伸縮量Δlは図において次式で表
わされる。
は、運転時、導体電流によつて発生する磁束を相
殺するため、ほぼ導体電流と同大、逆向きの電流
が外被１に流れるよう工夫してあり、この外被電
流によつて外被１が発熱し温度上昇する。また、
昼夜、あるいは年間の気温変化、さらには日射の
影響等によつて外被１の温度が変化する。これら
外被１の温度変化に応じて外被１の熱伸縮が発生
するが、この熱伸縮量Δlは図において次式で表
わされる。
Δl＝l0×α×Δt ……(1)
ただしα…外被材料の線膨張係数
Δt…基準温度からの温度変化
一般に相分離母線の配置構成を考慮する際、温
度変化Δtに関しては種々の条件が重畳した最大
値を規定する。一方、熱伸縮Δlを吸収する金属
ベローズ２にとつては、Δlはベローズ２のたわ
み量にほかならず、たわみ量に応じて金属ベロー
ズ２は反力を発生させるが、通電性能を確保する
ため多層化した一般の金属ベローズでは、数ミリ
のたわみで１トン程度の反力を発生させるものが
多い。したがつて、相分離母線を支持する鉄構架
台や外被１自身にとつて、反力による異常な変形
や応力が生じないよう所定の値以下にこの反力を
制限する必要があり、これを、いま、許容反力と
呼ぶことにする。
度変化Δtに関しては種々の条件が重畳した最大
値を規定する。一方、熱伸縮Δlを吸収する金属
ベローズ２にとつては、Δlはベローズ２のたわ
み量にほかならず、たわみ量に応じて金属ベロー
ズ２は反力を発生させるが、通電性能を確保する
ため多層化した一般の金属ベローズでは、数ミリ
のたわみで１トン程度の反力を発生させるものが
多い。したがつて、相分離母線を支持する鉄構架
台や外被１自身にとつて、反力による異常な変形
や応力が生じないよう所定の値以下にこの反力を
制限する必要があり、これを、いま、許容反力と
呼ぶことにする。
次に、第６図を用いて従来の配置構成における
これらの考え方を詳しく説明する。図において、
金属ベローズ２の許容反力をFaとし、横軸には
ベローズ２のたわみ量、つまり外被１の熱伸縮量
Δlを示す。上記従来の構成では、弾性変形ベロ
ーズ、つまり適用するたわみ量の範囲ではベロー
ズ自身の弾性限度を越えないベローズ２を使用し
ていたので、いま、ばね定数（弾性定数）がｋで
あるベローズ２を使用した場合を想定し、図中、
実線でその挙動を表わす。この場合、許容反力
Faの制約により外被１の許容伸縮量はΔl1とな
る。ここで(1)式において、αおよびΔtは所定の
値であるから、Δl≦Δl1を満足するように外被１
の単位長さl0を押える必要があり、これによつ
て、金属ベローズ２の配置ピツチ並びにベローズ
設置個数が決定される。
これらの考え方を詳しく説明する。図において、
金属ベローズ２の許容反力をFaとし、横軸には
ベローズ２のたわみ量、つまり外被１の熱伸縮量
Δlを示す。上記従来の構成では、弾性変形ベロ
ーズ、つまり適用するたわみ量の範囲ではベロー
ズ自身の弾性限度を越えないベローズ２を使用し
ていたので、いま、ばね定数（弾性定数）がｋで
あるベローズ２を使用した場合を想定し、図中、
実線でその挙動を表わす。この場合、許容反力
Faの制約により外被１の許容伸縮量はΔl1とな
る。ここで(1)式において、αおよびΔtは所定の
値であるから、Δl≦Δl1を満足するように外被１
の単位長さl0を押える必要があり、これによつ
て、金属ベローズ２の配置ピツチ並びにベローズ
設置個数が決定される。
一方、同図において、配置構成上どうしても外
被１の所定単位長さl0を確保し、そのためベロー
ズ２にたわみ量Δl2（＞Δl1）を負担させる必要が
ある場合には、Faとの関係から、ベローズ２が
図中破線のような挙動を示すよう、金属ベローズ
２自身のばね定数を下げる特段の工夫（たとえば
ベローズ断面上の山数を増すとか、山の高さを高
くするとかの工夫）が必要となる。
被１の所定単位長さl0を確保し、そのためベロー
ズ２にたわみ量Δl2（＞Δl1）を負担させる必要が
ある場合には、Faとの関係から、ベローズ２が
図中破線のような挙動を示すよう、金属ベローズ
２自身のばね定数を下げる特段の工夫（たとえば
ベローズ断面上の山数を増すとか、山の高さを高
くするとかの工夫）が必要となる。
以上のように従来の相分離母線では、外被１の
熱伸縮吸収の機能を金属ベローズ２の弾性変形の
みによる可とう性に依存していたので、配置構成
上、金属ベローズ２の配置ピツチを大きく取れ
ず、外被１の長尺化を通じた配置構造の簡素化に
限界があると共に金属ベローズ２の個数を簡単に
減らせないなど経済性の面でも問題点があつた。
また、逆に金属ベローズ２の配置ピツチを拡大し
ようとした場合、金属ベローズ２の山数を増すな
どして、たわみやすくする必要があり、金属ベロ
ーズ２のコストアツプにつながるなどの問題点が
あつた。
熱伸縮吸収の機能を金属ベローズ２の弾性変形の
みによる可とう性に依存していたので、配置構成
上、金属ベローズ２の配置ピツチを大きく取れ
ず、外被１の長尺化を通じた配置構造の簡素化に
限界があると共に金属ベローズ２の個数を簡単に
減らせないなど経済性の面でも問題点があつた。
また、逆に金属ベローズ２の配置ピツチを拡大し
ようとした場合、金属ベローズ２の山数を増すな
どして、たわみやすくする必要があり、金属ベロ
ーズ２のコストアツプにつながるなどの問題点が
あつた。
この考案は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、安価な金属ベローズを用い
ながら、その配置ピツチを拡大し、外被を長尺化
できるとともに、ベローズ個数を減少でき、全体
としても経済性にすぐれた相分離母線を得ること
を目的とする。
めになされたもので、安価な金属ベローズを用い
ながら、その配置ピツチを拡大し、外被を長尺化
できるとともに、ベローズ個数を減少でき、全体
としても経済性にすぐれた相分離母線を得ること
を目的とする。
この考案に係る相分離母線は、外被の熱伸縮を
吸収するため、外被の熱伸縮に伴い塑性変形挙動
を示す金属ベローズが設けられている。
吸収するため、外被の熱伸縮に伴い塑性変形挙動
を示す金属ベローズが設けられている。
この考案においては、塑性変形挙動を示す金属
ベローズを設けたことにより、ベローズがたわむ
際、弾性変形ベローズと比べて同一のたわみ量に
おいて非常に小さな反力となるため、許容反力
Faを下回ることを前提にしながら、外被の単位
長さを大きくとることができるとともに、ベロー
ズの個数を減らすことができる。
ベローズを設けたことにより、ベローズがたわむ
際、弾性変形ベローズと比べて同一のたわみ量に
おいて非常に小さな反力となるため、許容反力
Faを下回ることを前提にしながら、外被の単位
長さを大きくとることができるとともに、ベロー
ズの個数を減らすことができる。
以下、この考案の一実施例を第１図、第２図を
用いて説明する。第１図において、所定間隔をお
いて円筒状の外被１に溶接された導電性の金属ベ
ローズ２ａは、外被１の熱伸縮に伴い塑性領域の
変形挙動を示すものである。寸法l10は外被１の
単位長さであり、従来例と比べ、かなり長くなつ
ている。相分離母線の運転・休転、外気温変化あ
るいは日射などに起因する外被１の熱伸縮Δlは
次式で表わされ、このΔlが金属ベローズ２ａに
よつて吸収される。
用いて説明する。第１図において、所定間隔をお
いて円筒状の外被１に溶接された導電性の金属ベ
ローズ２ａは、外被１の熱伸縮に伴い塑性領域の
変形挙動を示すものである。寸法l10は外被１の
単位長さであり、従来例と比べ、かなり長くなつ
ている。相分離母線の運転・休転、外気温変化あ
るいは日射などに起因する外被１の熱伸縮Δlは
次式で表わされ、このΔlが金属ベローズ２ａに
よつて吸収される。
Δl＝l10×α×Δt ……(2)
ただし、α，Δtは(1)式におけるそれらと同じ。
第２図において、この考案に係る金属ベローズ
２ａの挙動を実線で示すが、横軸上Δleにて示す
のがこの金属ベローズ２ａのいわば弾性限界であ
り、たわみがΔleを超えたあとは、金属ベローズ
２ａの反力とたわみの関係が非直線性を示す。図
中、二点鎖線で従来の弾性変形ベローズの挙動軌
跡と比べて、たわみがΔleを超えた後は金属ベロ
ーズ２ａの反力は小さく、たわみが大きくなるほ
どその差は一層顕著となる。従来例と比べ拡張し
た単位長さl10を外被１が有していても、(2)式に
示すΔlに対して金属ベローズ２ａの反力は図の
ように許容反力Faを下回つている。
２ａの挙動を実線で示すが、横軸上Δleにて示す
のがこの金属ベローズ２ａのいわば弾性限界であ
り、たわみがΔleを超えたあとは、金属ベローズ
２ａの反力とたわみの関係が非直線性を示す。図
中、二点鎖線で従来の弾性変形ベローズの挙動軌
跡と比べて、たわみがΔleを超えた後は金属ベロ
ーズ２ａの反力は小さく、たわみが大きくなるほ
どその差は一層顕著となる。従来例と比べ拡張し
た単位長さl10を外被１が有していても、(2)式に
示すΔlに対して金属ベローズ２ａの反力は図の
ように許容反力Faを下回つている。
第２図からも明らかなように、金属ベローズ２
ａの塑性変形ができるだけ小さなたわみ量から始
まる方が、金属ベローズ２ａの反力が総体的に小
さくなり、好ましい傾向を示すわけで、このよう
な点からも、ベローズの適用に当つては、ベロー
ズ自身の山数がむしろ少ない方がよく、また断面
上の山の高さが低い方がよい場合が多い。第１図
の実施例では、第５図のものと比べ、ベローズ１
ケ所当りの山数を少なくし、かつ、断面上、小形
の山形としてあるのはそのためである。
ａの塑性変形ができるだけ小さなたわみ量から始
まる方が、金属ベローズ２ａの反力が総体的に小
さくなり、好ましい傾向を示すわけで、このよう
な点からも、ベローズの適用に当つては、ベロー
ズ自身の山数がむしろ少ない方がよく、また断面
上の山の高さが低い方がよい場合が多い。第１図
の実施例では、第５図のものと比べ、ベローズ１
ケ所当りの山数を少なくし、かつ、断面上、小形
の山形としてあるのはそのためである。
なお、金属ベローズ２ａの塑性変形の繰返しに
伴う反力の変化については、アルミなどの延性材
料でなる金属ベローズでは、実験などから、第３
図に示すように繰返しによつてほぼ同一のヒステ
リシスループを描くようになることが知られてお
り、問題はない。
伴う反力の変化については、アルミなどの延性材
料でなる金属ベローズでは、実験などから、第３
図に示すように繰返しによつてほぼ同一のヒステ
リシスループを描くようになることが知られてお
り、問題はない。
また、アルミなどの延性材料を用いて成形され
た金属ベローズは、き裂発生などのいわゆる材料
破断に至るまで、延性材料自身の特質から、かな
りの塑性大変形を示すことが知られており、ベロ
ーズ設計上、材料破断が発生する塑性変形限界
（たわみ量）についても安全率を見込みつつ相当
大きなたわみ量まで設定可能である。
た金属ベローズは、き裂発生などのいわゆる材料
破断に至るまで、延性材料自身の特質から、かな
りの塑性大変形を示すことが知られており、ベロ
ーズ設計上、材料破断が発生する塑性変形限界
（たわみ量）についても安全率を見込みつつ相当
大きなたわみ量まで設定可能である。
さらにまた、相分離母線の運転・休転サイクル
や気温の日変化、年変化などに伴つて外被１の伸
縮が繰返され、ベローズにとつては圧縮と引張り
の繰返しにより、本考案に係る構成においては塑
性変形領域における疲労寿命が課題となる。これ
に関しては相分離母線が適用される通常の発電プ
ラントや変電プラントの耐用年数から算定して、
一般にせいぜい104回程度の寿命を保証すればよ
く、したがつて、塑性領域における疲労現象の場
合、一般に適用される低サイクル疲労（オーダー
的に103回から104回程度までに破壊に至る疲労現
象）の問題として扱えるので、寿命算定や安全性
評価などについては、以下のいわゆるManson−
Coffin式を適用することで対応可能である。
や気温の日変化、年変化などに伴つて外被１の伸
縮が繰返され、ベローズにとつては圧縮と引張り
の繰返しにより、本考案に係る構成においては塑
性変形領域における疲労寿命が課題となる。これ
に関しては相分離母線が適用される通常の発電プ
ラントや変電プラントの耐用年数から算定して、
一般にせいぜい104回程度の寿命を保証すればよ
く、したがつて、塑性領域における疲労現象の場
合、一般に適用される低サイクル疲労（オーダー
的に103回から104回程度までに破壊に至る疲労現
象）の問題として扱えるので、寿命算定や安全性
評価などについては、以下のいわゆるManson−
Coffin式を適用することで対応可能である。
Nf＝（C0／Δεp）2 ……(3)
ただし、
Nf：疲労寿命（材料の疲労破断までの繰返し数）
C0：定数
Δεp：塑性ひずみ幅。
なお、上記実施例では、外被の軸方向の熱伸縮
を吸収するため、軸方向のみの伸縮機能を有する
金属ベローズを例示したが、外被の軸差方向の変
位や繰返し変形をも吸収する第４図のような複合
型ベローズ２ｂについてもこの考案は適用でき
る。
を吸収するため、軸方向のみの伸縮機能を有する
金属ベローズを例示したが、外被の軸差方向の変
位や繰返し変形をも吸収する第４図のような複合
型ベローズ２ｂについてもこの考案は適用でき
る。
さらに、上記実施例では相分離母線の場合につ
いて説明したが、同様の構造のガス絶縁母線など
に適用しても同様の効果を奏する。さらにまた、
金属ベローズとしてアルミベローズに限定される
ものではなく、例えばステンレスベローズであつ
てもよいのは勿論である。
いて説明したが、同様の構造のガス絶縁母線など
に適用しても同様の効果を奏する。さらにまた、
金属ベローズとしてアルミベローズに限定される
ものではなく、例えばステンレスベローズであつ
てもよいのは勿論である。
以上のように、この考案によれば、外被の熱伸
縮を吸収するため、外被の熱伸縮に伴い塑性変形
挙動を示す金属ベローズを設けたので、安価な金
属ベローズを用いながら、その配置ピツチを拡大
して外被を長尺化できるとともに、金属ベローズ
の個数を減少することができ、全体として簡素化
が達成され、経済性を向上しうるなどの効果があ
る。
縮を吸収するため、外被の熱伸縮に伴い塑性変形
挙動を示す金属ベローズを設けたので、安価な金
属ベローズを用いながら、その配置ピツチを拡大
して外被を長尺化できるとともに、金属ベローズ
の個数を減少することができ、全体として簡素化
が達成され、経済性を向上しうるなどの効果があ
る。
第１図はこの考案の一実施例の側面図、第２図
は第１図のものにおける金属ベローズのたわみ量
−反力特性線図、第３図は前記金属ベローズのヒ
ステリシス特性線図、第４図は他の実施例の側面
図、第５図は従来の相分離母線の側面図、第６図
は第５図のものにおける金属ベローズのたわみ量
−反力特性線図である。 １……外被、２ａ，２ｂ……金属ベローズ。な
お、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
は第１図のものにおける金属ベローズのたわみ量
−反力特性線図、第３図は前記金属ベローズのヒ
ステリシス特性線図、第４図は他の実施例の側面
図、第５図は従来の相分離母線の側面図、第６図
は第５図のものにおける金属ベローズのたわみ量
−反力特性線図である。 １……外被、２ａ，２ｂ……金属ベローズ。な
お、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- 導体を閉鎖する外被の軸方向接続部に接合配置
され前記外被の熱伸縮に伴い塑性領域の変形挙動
を示す金属ベローズを備えてなる相分離母線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987024182U JPH0528895Y2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987024182U JPH0528895Y2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63137519U JPS63137519U (ja) | 1988-09-09 |
| JPH0528895Y2 true JPH0528895Y2 (ja) | 1993-07-26 |
Family
ID=30823183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987024182U Expired - Lifetime JPH0528895Y2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0528895Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2817323B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1998-10-30 | 三菱電機株式会社 | 母線装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036983Y2 (ja) * | 1979-08-27 | 1985-11-02 | 株式会社東芝 | 母線接続装置 |
-
1987
- 1987-02-23 JP JP1987024182U patent/JPH0528895Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63137519U (ja) | 1988-09-09 |
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