JPH05314839A - 屋外用高強度碍子 - Google Patents

屋外用高強度碍子

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JPH05314839A
JPH05314839A JP12092692A JP12092692A JPH05314839A JP H05314839 A JPH05314839 A JP H05314839A JP 12092692 A JP12092692 A JP 12092692A JP 12092692 A JP12092692 A JP 12092692A JP H05314839 A JPH05314839 A JP H05314839A
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JP
Japan
Prior art keywords
strength
insulator
rubber
metal fittings
polymer material
Prior art date
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Pending
Application number
JP12092692A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Miyagawa
博司 宮川
Takeshi Endo
剛 遠藤
Yasuyuki Kurata
保幸 蔵田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高分子材料を利用した碍子の曲げ方向及び引
張り方向の応力に対する機械的強度を高めて、絶対強度
を向上させた屋外用高強度碍子を提供することを目的と
する。 【構成】 断面形状が凸部5a,5bを有して、中心部
に位置するFRP1の長手方向両端に凸部5a,5bが
接触した状態に配置された金具5,6と、上記FRP1
の周囲と凸部5a,5bとを覆って織り込まれたガラス
繊維層7と、このガラス繊維層7の外側を被覆して形成
されたゴム系高分子材料8で成る屋外用高強度碍子の構
成にしてある。上記ゴム系高分子材料8として、耐屋外
絶縁性及び柔軟性を持つEPDMゴムを用いている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高電圧機器で屋外に直接
暴露される絶縁高分子材料を用いた成形品中、特に機械
的信頼性が要求される高強度碍子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高電圧機器で屋外に直接暴露される成形
品、例えば碍子を構成する絶縁材組成物として、下記の
技術文献に記載された例が知られている。
【0003】(1)電気・電子先端技術展と技術セミナ
ー:「屋外用高分子碍子の現状」;電力中央研究所 横
須賀研究所 新素材研究室 渡辺、高橋他 (2)EIM−90−3「屋外碍子用ポリマーの長期特
性について」;日本ガイシ 国枝、篠窪、中井 上記の技術文献に記載されているように、高電圧機器で
屋外に直接暴露される碍子は、従来から電気,機械的に
劣化しない磁器製品が使用されている。
【0004】しかしながらこのような従来の碍子に利用
される磁器は、比重が大きいことから製品自体が重くな
って鉄塔の強度に制限が生じる上、コンパクト化及び美
化を妨げているという難点がある。特に近年の電力の大
容量化に伴って、既設鉄塔を利用した電力線の増設を行
うことが上記の理由によって妨げられてしまうという課
題がある。
【0005】更に磁器自体が硬く、脆い性質を有してい
るため、磁器材料の引張り、曲げの機械的強度が充分で
あるとは言えず、特に機械的強度が要求される場合に
は、応力を分散させるために碍子を二つ或はそれ以上用
いて対応せざるを得ないため、ますます鉄塔強度上の制
限と、碍子のコンパクト化及び美化が圧迫され、且つ碍
子の鉄塔占有面積が大きくなってしまうという問題点が
あった。
【0006】上記に鑑みて、磁器と比べて相対的に耐衝
撃性が高く、且つ軽量である高分子材料を利用した碍子
が以前から検討されている。その一例としては、図3に
示したように中心にガラス繊維強化プラスチック1(以
下FRP1と略称する)を配置して、このFRP1の両
端部に断面凹部形状を持つ金具2,3を圧入固定し、且
つFRP1の周囲を耐屋外絶縁性に優れ、柔軟性を持つ
ゴム系高分子材料4で被覆した碍子が工夫され、一部で
実用化されている。
【0007】図3の例では、金具2,3以外は磁器材料
よりも比重が小さいため、全体的な軽量化がはかれると
いう特徴を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記図3
に示した碍子の例では、碍子としての機械的強度がFR
P1自体の機械的特性によるものではなく、このFRP
1と金具2,3との固定強度に依存していることから、
曲げ方向及び引張り方向の機械力がかかった場合の碍子
としての絶対強度が必ずしも満足できないという課題が
あった。
【0009】即ち、図3の例におけるFRP1と金具
2,3の圧入固定方法として以下に記す手段が採用され
る。
【0010】(1)金具2,3の凹部2a,3aへのF
RP1の圧入手段 (2)上記凹部2a,3aへFRP1を挿入した後、外
側からピンを挿入又は圧入する手段 (3)上記凹部2a,3a内に接着剤を入れて、FRP
1を挿入してから該接着剤を硬化する手段 (4)金具2,3を夫々テーパ付の2個の金具に分割
し、外側に同様なテーパを付与したFRP1の外側から
上記の金具2,3を挾持して締付固定する手段 (5)FRP1の外側に螺子溝を刻設し、金具2,3の
凹部2a,3a内に刻設した同様な螺子溝に螺合して締
め付ける手段 (6)上記凹部2a,3aとFRP1の両者に液状接着
剤を塗布して、FRP1を挿入後、該液状接着剤を硬化
する手段。
【0011】しかし上記の何れの手段にあっても、金具
2,3の凹部2a,3a内にFRP1の両端部を挿入し
て固定する構造となっており、従って碍子に曲げ方向の
機械力がかかった場合の両金具2,3先端部への応力集
中と、碍子に引張り方向の機械力がかかった場合のFR
P1と金具2,3の界面での接着あるいは「ずり」応力
に対する機械的強度が要求されることになり、これらの
金具2,3とFRP1との接合方法からくる機械的強度
のばらつきに起因して、碍子としての絶対強度が不十分
になってしまうことになり易い。このことが上記高分子
材料を利用した碍子が広く実用化されることを阻む要因
ともなっている。
【0012】そこで本発明はこのような従来の高分子材
料を利用した碍子が有している課題を解消して、特に曲
げ方向及び引張り方向の応力に対する機械的強度を高め
て、絶対強度を向上させることができる屋外用高強度碍
子を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、断面形状が凸部を有し、中心部に位置す
る繊維強化プラスチックの長手方向両端に上記凸部が接
触した状態に配置された一対の金具と、上記繊維強化プ
ラスチックの周囲と凸部とを覆って織り込まれたガラス
繊維層と、このガラス繊維層の外側を被覆して形成され
たゴム系高分子材料で成る屋外用高強度碍子の構成にし
てある。
【0014】上記一対の金具の周面に螺子切り部を螺設
して、前記一対の金具の周面に、先端部がゴム系高分子
材料内に進入するシールド金具を螺合固定してあり、更
に前記ゴム系高分子材料として、耐屋外絶縁性及び柔軟
性を持つエチレンプロピレンジエンモノマーラバー(E
PDMゴム)を用いている。
【0015】
【作用】かかる屋外用高強度碍子によれば、碍子に曲げ
方向の機械力がかかった場合の両金具先端部への応力集
中に対する抗力が向上され、碍子に引張り方向の機械力
がかかった場合にもFRPと金具の凸部側面との界面で
の接着力と「ずり」に対する応力が生じて機械的強度を
高めることができる。即ち、碍子としての機械的強度が
FRPと金具との固定強度よりも、むしろFRP自体の
機械的特性に依存されるので、曲げ方向及び引張り方向
の機械力に対する強度のばらつきをなくして絶対強度が
高められ、信頼性の高い屋外用高強度碍子が得られる。
【0016】更に一対の金具の周面にシールド金具を螺
合固定したことにより、シールド金具の持つ補強効果が
有効に作用して、曲げ方向及び引張り方向の機械力がか
かった場合の強度のばらつきをなくして絶対強度が高め
られる。
【0017】
【実施例】以下、本発明にかかる屋外用高強度碍子の具
体的な実施例を説明する。本実施例における碍子は、高
電圧機器で屋外に直接暴露される成形品としての碍子を
提供するものである。
【0018】図1は本発明の第1実施例を示す断面図で
あり、前記従来の構成部分と同一の構成部分に同一の符
号を付して詳述する。図中の1は中心に配置されたガラ
ス繊維強化プラスチック(以下FRP1と略称)であ
り、このFRP1の両端部に、断面形状が凸部5a,6
aを持つ金具5,6を配置して、FRP1の両端部を該
凸部5a,6aの先端部分に接触させる。
【0019】7は上記FRP1の周囲と金具5,6の凸
部5a,6aとを覆って織り込まれたガラス繊維層であ
り、このガラス繊維層7には、半硬化(セミキュアリン
グ)状態のエポキシ樹脂が付着されている。このガラス
繊維層7を織り込んだ後、エポキシ樹脂中にボイドが残
らないように真空含浸して金型内でプレス硬化する。こ
のエポキシ樹脂は硬化剤又は触媒の存在で室温或は加熱
下で容易に硬化し、且つ硬化時の収縮が少なく、水とか
ガスを発生しないという特徴がある。
【0020】8はガラス繊維層7の外側を被覆するゴム
系高分子材料であり、このゴム系高分子材料8として耐
屋外絶縁性に優れ、柔軟性を持つ素材、例えばエチレン
プロピレンジエンモノマーラバー(Ethylen Propylene
Diene Monomer Rubber,以下EPDMゴムと略称する)
が採用される。このEPDMゴムは、被覆層内にボイド
が残留しないように真空吸引可能な金型を用いて射出成
形手段によって形成し、加硫により硬化させる。
【0021】尚、前記金具5,6の凸部5a,6aの先
端側面部分は、FRP1及びガラス繊維層7との接触性
を高めるために、予め旋盤等によって表面荒し加工処理
が施されている。
【0022】かかる第1実施例によれば、碍子に曲げ方
向の機械力がかかった場合の両金具5,6先端部の応力
集中に対する抗力が向上され、且つ碍子に引張り方向の
機械力がかかった場合にあっても、FRP1とガラス繊
維層7及び金具5,6の凸部5a,6a側面の界面での
接着力及び「ずり」に対する応力が生じて、機械的強度
を高めることができる。換言すれば、碍子としての機械
的強度がFRP1と金具5,6との固定強度に依存され
ず、むしろFRP1とガラス繊維層7との機械的特性に
依存することになるため、外部から曲げ方向及び引張り
方向の機械力がかかった場合の強度のばらつきをなくし
て碍子としての絶対強度を高めることができる。
【0023】表1によって本実施例にかかる碍子と比較
例の碍子との平均曲げ強度とばらつき幅を測定した結果
を示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1によれば、比較例−1で示した通常の
磁器碍子の平均曲げ強度が280kgfであり、比較例
−2で示した従来の高分子碍子(図3に示した例)の平
均曲げ強度が300kgfであるのに対して、本実施例
による高強度高分子碍子の平均曲げ強度は400kg
f,ばらつき幅も30kgfであり、充分な実用性を有
していることが確認された。
【0026】特に通常の屋外用絶縁材料として求められ
る要件は、太陽光による照射と、温度変化及び風雨等の
自然環境の元で電圧が常時かかっている状態、所謂屋外
暴露課電状態で材料の変質がなく、且つ壊れたりしない
という本質的な要求の外に、鉄塔の強度を維持する観点
から材料自体が軽量化されていることが大きな要件とな
っている。
【0027】これに対して本実施例にかかる高強度碍子
は、従来の磁器碍子の比重が2.7であるのに対して比
重が1.3と小さく、製品が軽量化されるとともに運搬
とか組立が容易であり、鉄塔にかかる負荷が軽減され
る。更に磁器碍子の誘電率が6であるのに対して、本実
施例の高強度碍子の誘電率は3であり、沿面閃絡特性が
向上するとともに高電圧化及びコンパクト化を可能とす
る。
【0028】又、外側のゴム系高分子材料8が柔軟性を
有しているため、前記運搬とか組立の簡易化の外、外側
閃絡時の欠けとか割れ、飛散、落下等の事故が発生しな
いという特徴を有している。従って本実施例の高強度碍
子は、強度と軽量化の両面での要求をほぼ満足すること
ができる。
【0029】図2は本発明の第2実施例を示す断面図で
あり、基本的な構成は前記第1実施例と同一であり、且
つ同一の符号を付して表示してある。この実施例では、
金具5,6の周面に螺子切り部5b,6bを螺設してお
き、前記例と同様にFRP1の両端部を凸部5a,6a
の先端部分に接触させ、FRP1の周囲と凸部5a,6
aを覆ってガラス繊維層7を織り込んだ後、前記螺子切
り部5b,6bを利用して金具5,6の周面にシールド
金具9,10を螺合固定する。このシールド金具9,1
0の内側にも同様な螺子切り部が形成されており、且つ
該シールド金具9,10の対向する端縁に曲面9a,1
0aが形成されている。
【0030】ガラス繊維層7の表面には、半硬化(セミ
キュアリング)状態のエポキシ樹脂が付着され、該ガラ
ス繊維層7を織り込んだ後に真空含浸して金型内でプレ
ス硬化する。そして真空吸引可能な金型を用いた射出成
形手段により、ガラス繊維層7の外側をゴム系高分子材
料8で被覆し、加硫硬化して碍子が作成される。
【0031】この第2実施例によれば、前記第1実施例
の構成に加えてシールド金具9,10を付加したことが
特徴となっており、前記第1実施例の作用効果に加えて
シールド金具9,10の持つ補強効果が有効に作用し
て、曲げ方向及び引張り方向の機械力がかかった場合の
強度のばらつきをなくし、絶対強度が高められる。特に
該シールド金具9,10の対向する端縁に曲面9a,1
0aを形成したことにより、この曲面9a,10aによ
っても外部から加えられる応力を分散することが可能で
あり、応力集中に伴う碍子の変形又は破壊が防止され
る。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる屋外用高強度碍子によれば、碍子に曲げ方向の機械
力がかかった場合の両金具先端部への応力集中に対する
抗力が向上するとともに引張り方向の機械力がかかった
場合にもFRPと金具の凸部側面との界面での接着力と
「ずり」応力によって碍子としての機械的強度が高めら
れ、これらの機械的強度のばらつきに起因する絶対強度
の不足を解消することができる。
【0033】従って信頼性の高い屋外用高強度碍子が得
られる上、高分子材料の持つ軽量性が有効に利用される
ので鉄塔の強度を維持する観点からも有効であり、強度
と軽量化の両面での要求をほぼ満足して高分子材料を利
用した碍子の実用化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す断面図。
【図2】本発明の第2実施例を示す断面図。
【図3】従来の高分子材料を用いた碍子の一例を示す断
面図。 1…繊維強化プラスチック(FRP) 5,6…金具 5a,6a…凸部 5b,6b…螺子切り部 7…ガラス繊維層 8…ゴム系高分子材料 9,10…シールド金具

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断面形状が凸部を有し、中心部に位置す
    る繊維強化プラスチックの長手方向両端に上記凸部が接
    触した状態に配置された一対の金具と、上記繊維強化プ
    ラスチックの周囲と凸部とを覆って織り込まれたガラス
    繊維層と、このガラス繊維層の外側を被覆して形成され
    たゴム系高分子材料で構成されたことを特徴とする屋外
    用高強度碍子。
  2. 【請求項2】 上記一対の金具の周面に螺子切り部を螺
    設して、前記一対の金具の周面に、先端部がゴム系高分
    子材料内に進入するシールド金具を螺合固定したことを
    特徴とする請求項1記載の屋外用高強度碍子。
  3. 【請求項3】 前記ゴム系高分子材料として、耐屋外絶
    縁性及び柔軟性を持つエチレンプロピレンジエンモノマ
    ーラバー(EPDMゴム)を選択したことを特徴とする
    請求項1記載の屋外用高強度碍子。
JP12092692A 1992-05-14 1992-05-14 屋外用高強度碍子 Pending JPH05314839A (ja)

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JP12092692A JPH05314839A (ja) 1992-05-14 1992-05-14 屋外用高強度碍子

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JP12092692A JPH05314839A (ja) 1992-05-14 1992-05-14 屋外用高強度碍子

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JP (1) JPH05314839A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002117737A (ja) * 2000-10-06 2002-04-19 Furukawa Electric Co Ltd:The 複合がいし
KR100382081B1 (ko) * 2000-10-06 2003-05-01 송홍준 라인포스트 애자의 성형방법 및 그 방법으로 성형된 라인포스트 애자
WO2005114678A1 (en) * 2004-04-26 2005-12-01 Jkmt Korea Co., Ltd. Insulator and manufacturing method of polycarbonate

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