JPH06245358A - ポリマー碍子の劣化防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高電界下でのポリマー碍子の劣化を防止する。 【構成】ポリマー長幹碍子部(5) の端部の端末金具(4)
にシールドリング(10)の取付け杆部(12)を固定したポリ
マー碍子装置において、取付け杆部(12)からのシールド
リングの設置位置hx(mm)、シールドリングの中心半径D
2、その太さｄを、端末金具の長さ h0(mm)、ポリマー
長幹碍子部の傘部(51)の半径D1に対して、hxを ０．５
h0≦hx≦３００mm＋h0 とし、D2を １．２＜D2／D1≦
５とし、ｄを ２．５≦D2／ｄ≦ とすることにより、
電界下でポリマー長幹碍子部に劣化が生ずるのを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電界下でのポリマー
絶縁体の劣化を防止したポリマー碍子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、送電線支持鉄塔の耐張支持部や懸
垂支持部の碍子や、送電線の相間短絡を防止する相間ス
ペーサ等の絶縁体部分に、磁器製の碍子が用いられてい
たが、この磁器製碍子は絶縁耐力、耐候性、機械的強度
は優れていても、重量が大であるという難点があるの
で、最近は、これらの磁器製碍子に代わって、軽量な高
分子材料のポリマーで長幹碍子状に構成したポリマー碍
子が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポリマー碍子は、施工
性が良く、また軽量なため取付け前後の弛度張力に与え
る影響が少ないという利点があるが、高電界下では、電
位傾度を示した図３のように、ポリマー碍子部Ｇと金具
Ｍの接合点Ｐにおいて電位傾度（Ｇmax ）が高くなり、
この電位傾度が高い状態下では、ポリマー碍子に有機材
料特有の劣化現象であるエロージョン、シンチレーショ
ン、トラッキング等が発生して急速に劣化が進行し、ポ
リマー碍子の絶縁強度を低下させるばかりでなく、ポリ
マー碍子を浸食して破断するという問題点がある。

【０００４】従来、磁器碍子連にシールドリングやアー
キングホーンを取付けて、電界緩和によるコロナ発生の
防止や閃絡時にアークが碍子に絡んで急激な温度変化に
より破損するのを防止しているが、ポリマー碍子にシー
ルドリングやアーキングホーンを取付けた場合は、シー
ルドリングやアーキングホーンとポリマー碍子部との幾
何学的位置関係がポリマー碍子材の劣化特性に大きく関
与する。ポリマー碍子の閃絡試験によれば、シールドリ
ングの中心半径D2とポリマー碍子の傘部の半径D1との比
D2／D1は D2／D1≦１．２ であるとシールドリングが
アークにより溶けて蒸発し、この溶けた金属粒がポリマ
ー碍子傘上に落下して絶縁特性を低下させたり、発火さ
せる等の現象が発生するので、シールドリングとポリマ
ー長幹碍子部との位置関係が特に重要である。しかしな
がらこの点についての明確な解決策は従来はなかった。

【０００５】本発明は、高電界下のコロナ現象による劣
化が生じないようにしたポリマー碍子装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明のポリマー碍子の劣化防止装置は、ポリマー長
幹碍子部５の端部の端末金具４（６）にシールドリング
１０（２０）の取付け杆部１２（２１）を固定したポリ
マー碍子装置において、取付け杆部の固定点からシール
ドリングまでの距離すなわちシールドリングの設置位置
をhx(mm)とし、端末金具の長さをh0(mm)とし、ポリマー
長幹碍子部の傘部の半径をD1とし、シールドリングの中
心半径をD2とし、シールドリングの太さ（リング体１１
の直径）をｄとしたとき、hx、D2、ｄを以下の(1) 、
(2) 、(3) のとおりの条件、すなわち、(1) シールドリ
ングの位置hxを端末金具の長さh0に対し、０．５h0≦hx
≦３００mm＋h0 の範囲とし(2) シールドリングの中心
半径D2をポリマー長幹碍子部の傘部の半径D1に対し１．
２＜D2／D1≦５ の範囲とし(3) シールドリングの太さ
ｄを２．５≦D2／ｄ≦１０ の範囲とすることを特徴と
するものである。

【０００７】

【作用】シールドリングはポリマー長幹碍子部と端末金
具との接合部における電位傾度（Ｇmax ）を緩和し、こ
れにより、高電界下でポリマー碍子を劣化させるエロー
ジョン、シンチレーション、トラッキング等の発生を防
ぎ、ポリマー長幹碍子部の劣化を防止する。

【０００８】シールドリングは、その取付け位置hx、端
末金具の長さh0、シールドリングの中心半径D2、ポリマ
ー長幹碍子部５の傘部５１の半径D1、シールドリングの
太さｄ、の関係を、前記の(1) 、(2) 、(3) の条件のと
おりに設定することにより、 (1) シールドリングの位置hxは、前記の(1) の範囲に設
定するのがポリマー長幹碍子部と端末金具との接合部に
おける電位傾度（Ｇmax ）を緩和するのに最も効果的な
位置となる。 (2) シールドリングの中心半径D2は、前記の(2) の範囲
に設定するのが電位傾度緩和の最も効果的な半径とな
る。 (3) シールドリングの太さｄは、大なるほど電位傾度緩
和は効果的であるが、大きすぎるとシールドリングの重
量が大となって送電線に弛度張力の増大による支持物強
度に影響し、風圧荷重の増大や施工性の悪化を招くの
で、実用上は前記の(3) の範囲に設定するのが最適とな
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。
図１は本発明を相間スペーサに適用した１実施例を示
し、図２はその要部を拡大し１部断面で示したものであ
る。図１において、１は送電線のＡ相の電線とＢ相の電
線の相間に取付ける本発明のポリマー碍子装置としての
相間スペーサであり、２は電線クランプ、３はこの電線
クランプ２の端部に取付けたフランジ金具、４はこのフ
ランジ金具３に１端を結合した端末金具、５はこの端末
金具４に１端を接合したポリマー製の長幹碍子部、６は
このポリマー長幹碍子部５の他端に１端を接合した端末
金具、７は相間スペーサ１の中間部のパイプ状連結金
具、８はこのパイプ状連結金具７の端部と前記端末金具
６の端部とを結合するフランジ金具である。

【００１０】図１において、電線クランプ２のうち、図
における上部の２(a) は電線Ａをアーマーロッドａを介
して把持する相間スペーサ１の上部の電線クランプ、２
(b)は電線Ｂをアーマーロッドｂを介して把持する下部
の電線クランプであり、フランジ金具３のうち、３(a)
は上部のフランジ金具、３(b) は下部のフランジ金具で
あり、長幹碍子部５のうち、５(a) は相間スペーサ１の
上半部における長幹碍子部、５(b) は下半部の長幹碍子
部である。また端末金具４、６のうち４(a) 、６(a) は
上半部の各端末金具、４(b) 、６(b) は下半部の各端末
金具であり、フランジ金具８の８(a) はパイプ状連結金
具６の上端のフランジ金具、８(b) は下端のフランジ金
具である。

【００１１】電線把持クランプ２は、図２に示したよう
に、内側に電線把持凹部を有するクランプ金具２１、２
２をスプリングボルト２３で締め付け、一方のクランプ
金具２１の端部に縦方向のアイボルト２４を横方向の軸
ボルト２５を横軸として回動自在に取付けたものであ
り、アイボルト２４の遊端はフランジ金具３のフランジ
キャップ３１にアイボルト２４を縦軸として回動自在に
取付ける。このフランジ金具３は、そのフランジ部３２
を前記の長幹碍子部５の端部の端末金具４のフランジ部
４３にボルト３３で結合する。

【００１２】前記のポリマー製の長幹碍子部５は、図２
に示したように、シリコンゴム、ＥＰＤＭ、その他のポ
リマーで成形したポリマー外被材からなる傘部５１と、
ＦＲＰ等の高強度絶縁材製のテンションメンバーとなる
ロッド芯材５２とを一体にモールドして長幹碍子状に構
成する。この長幹碍子部５の端部は、傘部５１の端面５
３を端末金具４のフランジ部端面４１に一体に接合し、
傘部５１の端面５３外に出たロッド芯材５２の端末部分
を端末金具４の中心孔４２に挿通して端末金具４のフラ
ンジ部４３における端末金具４の端部に固着する。長幹
碍子部５の他端も同様に端末金具６の端部に固着する。

【００１３】図１に示したパイプ状連結金具７は、その
端部のフランジ金具８のフランジ部８１を前記端末金具
６の端部のフランジ部６１にボルト６２で結合して、前
記上半部の電線Ａ側の長幹碍子部５(a) と下半部の電線
Ｂ側の長幹碍子部５(b) の間を連結する。

【００１４】１０はシールドリングであり、その取付け
杆部１１を電線把持クランプ２側の端末金具４に固定し
て長幹碍子部５の一方の端部の電線把持クランプ側端部
に設置する。２０はパイプ状連結金具７側の端末金具６
に取付け杆部２１で支持して長幹碍子部５の他方の端部
のパイプ状連結金具側端部に設置したシールドリングで
ある。図１において、１０(a) 、２０(a) は相間スペー
サ１の上半部における各シールドリングであり、１０
(b) 、２０(b) は下半部における各シールドリングであ
る。

【００１５】前記の電線把持クランプ２側のシールドリ
ング１０は、図２に示したように、アルミ、鉄等の金属
製中空パイプよりなるリング体１１を円環状に成形した
ものであり、このシールドリング１０の円環が前記の長
幹碍子部５と端末金具４の接合部近傍の周囲を囲むよう
に、シールドリング１０の取付け杆部１２を前記の電線
クランプ２とポリマー製長幹碍子部５の端部を連結する
端末金具４のフランジ部４３にボルト３３で取付ける。
図１のパイプ状連結金具７側のシールドリング２０もシ
ールドリング１０と同様に円環が前記の長幹碍子部５の
他端と端末金具６の端部との接合部近傍の周囲を囲むよ
うに、取付け杆２１で端末金具６のフランジ部６２に取
付ける。図１に示した各シールドリング１０(a) 、１０
(b) および２０(a) 、２０(b) はすべて前記と同様に構
成する。

【００１６】図２においてｄはシールドリング１０のリ
ング体１１の太さ（直径）であり、hxはシールドリング
の位置、すなわち端末金具４の端部のフランジ部４３の
端面の取付け杆部１２の固定点からシールドリング１０
の円環の中心（リング体１１の中心を通る水平面上の円
環の中心）までの垂直距離であり、h0は端末金具４の長
さすなわち端末金具４の端部のフランジ部４３の端面か
らシールドリング１０の円環の上面（リング体１１の上
面）までの垂直距離であり、D1はポリマー長幹碍子部５
の傘部５１の半径、D2はシールドリング１０の円環の中
心半径（シールドリング１０の円環の中心と直径ｄのリ
ング体１１の中心との間の径）である。

【００１７】前記のように構成した本発明によるポリマ
ー碍子を用いた相間スペーサ１は、図１の送電線Ａ、Ｂ
の間に装着すると、ポリマー長幹碍子部５の一方の端部
と端末金具４との接合部９における電位傾度、およびポ
リマー長幹碍子部５の他方の端部と端末金具６との接合
部における電位傾度は、従来のシールドリングが無いポ
リマー碍子の場合は図３に示したようにポリマー碍子と
金具との接合部において高くなってエロージョン、シン
チレーション、トラッキング等が発生するが、本発明で
は、シールドリング１０、２０を設置したために、図４
〜図１２に示したように、ポリマー長幹碍子部５の端部
と端末金具４との接合部９における電位傾度（Ｇmax ）
が緩和された状態になる。

【００１８】図４、図５、図６は、シールドリング１０
のリング体１１の太さｄを一定にして、シールドリング
１０の配置位置を種々変えた場合の電位傾度の状態を、
ポリマー長幹碍子部５と端末金具４を横方向にした状態
で図示したものであり、図４はシールドリング１０をポ
リマー長幹碍子部５の傘部５１の各傘５１−１、５１−
２、５１−３、５１−４・・・のうち、端末金具４側の
第１番目の傘５１−１寄りに配置した場合を示し、図５
はシールドリング１０を端末金具４寄りに配置した場合
を示し、図６はシールドリング１０を前記図５の場合よ
りもポリマー長幹碍子部５の端部と端末金具４との接合
部９寄りに配置した場合を示す。この図４に示されたよ
うに、シールドリング１０の位置は第１番目の傘５１−
１寄りに配置した場合が電位傾度緩和の面からは最も効
果的である。

【００１９】図７〜図９は、シールドリング１０の位置
を前記の図４に示した場合と同様に第１番目の傘５１−
１寄りに定置し、シールドリングのリング体１１の太さ
ｄを３０mm、端末金具端部からシールドリングの中心ま
での距離すなわちシールドリングの位置hxを１９０mmと
して一定とし、シールドリングの中心半径D2を１５０m
m、３００mm、６００mmとした場合の電位傾度の状態を
示す。図９ではスケールオーバーのためシールドリング
１０の位置が図示されていないが、この図９のようにシ
ールドリングの中心半径D2が６００mmでは殆ど電位傾度
緩和効果なく、図７に示したように、D2を１５０mmとし
た場合のほうが他の場合よりも電位傾度緩和の効果が大
となる。

【００２０】図１０〜図１２は、シールドリング１０
を、第１番目の傘５１−１寄りに配置し、シールドリン
グの位置hxを２２５mm、シールドリングの中心半径D2を
３００mmして一定とし、シールドリングのリング体の太
さｄを、６０mm、３０mm、１５mmとした場合の電位傾度
の状態を示す。シールドリングの太さｄは大なるほど電
位傾度緩和は効果的であるが、このシールドリングの太
さｄが大きすぎるとシールドリングの重量が大となり、
相間スペーサ１を送電線に取付けた場合の総重量が増加
して弛度張力の増大による支持物強度に影響を及ぼすほ
か、風圧荷重の増大や施工性の悪化を招くので好ましく
ない。実用上は、使用電圧にもよるが、シールドリング
の太さｄは１５mm〜６０mmが適当である。なお、前記の
各図は電線把持クランプ２側のシールドリング１０につ
いて示したが、パイプ状連結金具７側のシールドリング
２０についても同様である。

【００２１】前記のように検討した結果、電位傾度を効
果的に、かつ実用的に緩和するためには、前記のhx、D
2、ｄを以下のとおりに設定するのが最も適切である。 (1) シールドリングの位置hx(mm)は、端末金具の長さh0
(mm)に対し、 ０．５h0≦hx≦３００mm＋h0 の範囲とする。ただし電線サイズによりh0が変わる場合
はその増減長を右辺に加えるものとする。このようにシ
ールドリングの位置hxを設定することにより、ポリマー
長幹碍子部と端末金具との接合部における電位傾度（Ｇ
max ）を緩和するのに最も効果的となる。 (2) シールドリングの中心半径D2は、ポリマー長幹碍子
部５の傘部５１の半径D1よりも小さくはできないので、
D2とD1の最適比は、 １．２＜D2／D1≦５ の範囲とする。このようにシールドリングの中心半径D2
を設定することにより、電位傾度緩和の効果が大とな
る。 (3) シールドリングの太さｄは、中空管を用いてリング
に成形するときにD2／ｄが問題になるので、この点を考
慮し、成形性、電界緩和の両面から、効果的な範囲とし
て、 ２．５≦D2／ｄ≦１０ の範囲とする。シールドリングの太さｄは大なるほど電
位傾度緩和は効果的であるが、大きすぎると重量が大と
なって送電線の弛度張力が増大し、かつ風圧荷重の増大
や施工性の悪化を招くが、シールドリングの太さｄを前
記のように設定すれば実用上最適である。

【００２２】前記の実施例では、シールドリング１０、
１１について説明したが、シールドリングのかわりに、
びわ型、しゃくし型等のアーキングホーンを用いること
もできる。また、前記の実施例は、ポリマー長幹碍子部
とシールドリングを、相間スペーサに用いた実施例であ
るが、送電線支持鉄塔の耐張支持部や懸垂支持部の碍子
装置にも適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】前記のように本発明のポリマー碍子の劣
化防止装置は、ポリマー長幹碍子部の端部の端末金具に
シールドリングの取付け杆部を固定したポリマー碍子装
置において、取付け杆部の固定点からシールドリングま
での距離すなわちシールドリングの設置位置hxと、シー
ルドリングの中心半径D2と、シールドリングの太さｄと
を、電位傾度を緩和するのに最適な条件に設定したの
で、高電界下においてポリマー長幹碍子部にエロージョ
ン、シンチレーション、トラッキング等が発生するのを
防ぎ、高電界下のポリマー長幹碍子部の劣化を防止する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す図

【図２】本発明の１実施例のポリマー長幹碍子部とシー
ルドリングの要部を示す図

【図３】シールドリングが無い場合の電位傾度を示す図

【図４】シールドリングの設置位置を最適位置に設置し
た場合の電位傾度を示す図

【図５】シールドリングの設置位置を変えた場合の電位
傾度を示す図

【図６】シールドリングの設置位置をさらに変えた場合
の電位傾度を示す図

【図７】シールドリングの半径を変えた場合の電位傾度
を示す図

【図８】シールドリングの半径をさらに変えた場合の電
位傾度を示す図

【図９】シールドリングの半径をさらに大にした場合の
電位傾度を示す図

【図１０】シールドリングの太さを変えた場合の電位傾
度を示す図

【図１１】シールドリングの太さをさらに変えた場合の
電位傾度を示す図

【図１２】シールドリングの太さをさらに小に変えた場
合の電位傾度を示す図

【符号の説明】

１；ポリマー碍子装置 ４：端末金具 ５；ポリマー長幹碍子部 ６；端末金具 １０、２０：シールドリング １２、２１：取付け杆部 hx：シールドリング設置位置 h0：端末金具の長さ D1：ポリマー長幹碍子部の傘部の半径 D2：シールドリングの中心半径 ｄ：シールドリングの太さ

フロントページの続き (72)発明者 平塚 聡 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリマー長幹碍子部の端部の端末金具にシ
   ールドリングの取付け杆部を固定したポリマー碍子装置
   において、前記取付け杆部の固定点からのシールドリン
   グの位置をhx(mm)、シールドリングの中心半径をD2、シ
   ールドリングの太さをｄ、端末金具の長さをh0(mm)、ポ
   リマー長幹碍子部の傘部の半径をD1としたとき、 シールドリングの位置hxを ０．５h0≦hx≦３００
   mm＋h0 の範囲としシールドリングの中心半径D2を
   １．２＜D2／D1≦５ の範囲としシールドリン
   グの太さｄを ２．５≦D2／ｄ≦１０ の範
   囲としたことを特徴とするポリマー碍子の劣化防止装
   置。