JPH0678437A - 相分離母線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導体を支持碍子を介して支持する支持脚を有
した相分離母線において、平面切削加工を不要とし、製
作工程を縮減し、鋳巣の生じない支持脚を有する相分離
母線の製造方法を得る。 【構成】 アルミニウム材の押出し成形によって断面が
蛙股形状の長尺の支持脚材を得、上記支持脚材を軸方向
の所定幅に切断し、かつボルト用の穴明け加工をして支
持脚１３を得、上記支持脚１３を外被１の一部に穴明け
した部位に溶接し、導体２を支持した支持碍子４の一端
を、上記支持脚１３のボルト穴にボルトを挿入し締付け
固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発電所等において主
として発電機と変圧器とを接続する導電装置として用い
られる相分離母線の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９および図１０は、例えば実公昭５８
−７７８６号公報に示された従来の相分離母線の一例を
示す縦断面図および一部破断側面図である。図におい
て、１はアルミニウムからなる外被、２はこの外被１の
内部に同軸状に設置され、例えば銅またはアルミニウム
からなる円筒形の導体、３は外被１に溶接されたアルミ
鋳物からなる支持脚、４は外被１の軸方向に所定の間隔
をもって支持脚３にボルト５で取付けられた絶縁物から
なる支持碍子、６は導体２に溶接された取付座であり、
支持碍子４の上端面が取付座６の底面を支える状態で、
支持碍子４が導体２を絶縁支持している。７はＨ形鋼な
どの支持架台であり、ボルト８とナット９によって支持
脚３を支持架台７に固定する。このようにして、外被１
から取付座６までの各部品によって構成される相分離母
線１０が支持架台７に配設される。

【０００３】また、図１１は上記支持脚３の正面図であ
り、図１２はこの平面図である。図において、３ａは上
記支持碍子４の底面を支える座面、３ｂは上記ボルト５
を貫通させるボルト穴、３ｃは上記ボルト５を支持碍子
４に螺着する際、ボルト５を締付ける締付面、３ｄは上
記支持架台７に上記相分離母線１０を取付けるための取
付面、３ｅは上記ボルト８を貫通させるとともに、上記
相分離母線１０の据付誤差を吸収するため大径に形成さ
れたバカ穴、３ｆは上記ナット９を締付ける締付面であ
る。取付面３ｄから座面３ａまでの高さｈは発変電所な
どにおける相分離母線の据付時に、導体２の軸方向にお
ける真直性に影響を及ぼすので、一般的に約±１ｍｍ以
内の精度で製作されており、この精度を達成するため
に、座面３ａは鋳造後切削機械加工をしている。また締
付面３ｃ及び３ｆはボルト等の螺着時の締付力のバラツ
キを抑制するために同様に鋳造後切削機械加工をして凹
凸が少ない均一な表面としている。鋳造時には、図１１
に示した▽や〜×の機械加工の削り代を考慮した厚みや
形状としているため、最終的にはエッジ部３ａ１とか３
ｆ１、及び盛り上げ部３ｃ１が残る形状となる。図１３
は、上記相分離母線１０の斜視図であり、１１は上記各
外被１の両端を短絡するために設けられた接続板であ
る。

【０００４】すなわち、従来の相分離母線は上記のよう
に構成され、一般に発電所において、発電機出力として
数万アンペアに及ぶ電流が導体２に流れ、この導体に流
れる電流によって磁束が発生され、この磁束により導体
２を支持する金属性の構造物などに誘導電流が流れて、
構造物の温度上昇を招くことになる。このため発電機と
変圧器間を接続するのに導体２をアルミニウム製の外被
１で覆い、さらに三相の各外被１の両端を接続板１１で
短絡している。このような相分離母線については、外被
１には導体２の電流の大きさと同等で送向きの誘導電流
が流れる。したがって導体２の電流と外被１の電流によ
る磁束が互いに打消し合う結果、他の構造物に及ぼす影
響はなくなる。外被１にアルミニウム材を用いているの
は通電発熱抑制のためである。

【０００５】また、支持脚３は、図９、図１０に示すよ
うに、導体２を支える支持碍子４を固定保持する台座部
分としての機能と、相分離母線１０を支持架台７に固定
保持させる保持部分としての機能とを合わせ持つ部品と
して構成されており、このため図１１に示すような、蛙
が股を広げたような蛙股形状（出典、文部省学術用語集
建築学編）の断面形状にしている。なお、相分離母線で
は、特開昭６２−２５０３２９号公報に記載のように、
三相短絡事故発生時、強大な短時間電流によって、導体
２には相間方向に大きな電磁力が働くので、上記２つの
機能をもつ支持脚３は、導体２に働く電磁力を外被１を
介さず、支持碍子４及び支持脚３を通じて支持架台７に
直接負担させ、全体として電磁力に対して剛性の高い構
成を実現している。このように、支持脚３は前述のよう
に複雑な形状に加工する必要があること、及びアルミニ
ウム材からなる外被１に溶接できる材料である必要性な
どから、従来ほとんどアルミニウム鋳物が適用されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の相分離母線は以
上のように構成されているので、支持脚３の製作にあた
り、鋳造後、ボルト穴３ｂやバカ穴３ｅの穴明け加工以
外に、機械加工面３ａ、３ｃ、３ｄ、３ｆの平面切削加
工を必要とするため、製作工程が増え、更に鋳巣の発生
による不良が確立的に伴ない、歩留まりが悪くなるなど
の問題点があった。また、副次的に発生する問題点とし
ては、適用する支持碍子の種類に応じて、支持脚の大き
さが異なるため、鋳造用木型の種類が増え、この保管管
理を必要としていた。

【０００７】この発明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、製作工程を縮減すると共に、鋳
巣が発生しない支持脚を有する相分離母線の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る相分離母
線の製造方法は、アルミニウム材の押出し成形によって
断面が蛙股形状の長尺の支持脚材を得る工程、上記支持
脚材を軸方向の所定幅に切断し、かつボルト用の穴明け
加工をして支持脚を得る工程、上記支持脚を上記外被の
一部に穴明けした部位に溶接する工程、上記導体を支持
した支持碍子の一端を、上記支持脚のボルト穴にボルト
を挿入し、締付固定する工程を備えている。

【０００９】

【作用】この発明の製造方法では、アルミニウム材の押
出し成形による長尺の支持脚材を切断して、表面が良好
な寸法精度と、鋳巣がない支持脚を得、これを外被の穴
明け部位に溶接して外被の一部を形成することにより相
分離母線を製作する。

【００１０】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は相分離母線の一部破断側面図、
図２は支持脚材の平面図、図３はこの支持脚材の正面
図、図４は支持脚の平面図、図５は支持脚を外被に溶接
固定した状態を示す断面図である。この発明の一実施例
による相分離母線は、まずアルミニウム合金のビレット
を押出し成形により、図２、図３に示すように、長手方
向Ｌにわたって、断面が蛙股形状をもつ支持脚材１２を
製造する。この支持脚材１２は座面１２ａ、締付面１２
ｃ、取付面１２ｄ、締付面１２ｆをそれぞれ有し、表面
が良好な寸法精度と均一な表面状態となっているととも
に鋳巣がない。この支持脚材１２は図４に示すように支
持碍子４の大きさに適する所定幅Ｗに、金切りのこ盤な
どで切断した後、ドリル加工によりボルト穴１３ｂとバ
カ穴１３ｅの穴明けをして支持脚１３を得る。次に、図
５に示すように円筒状の外被１の軸方向に所定の間隔で
穴明けした部位１ａに上記で得た支持脚１３を嵌合し、
穴明け部位１ａの全周にわたって溶接する。１４は溶接
部を示す。一方、図１に示すように、円筒状の導体２の
軸方向に、所定の間隔で取付座６を溶接し、導体２に溶
接された取付座６に支持碍子４の一端をボルトなどで取
付けておく。次に支持脚１３を溶接した外被１の内部
に、上記の導体２に溶接された取付座６に支持碍子４を
取付けたものを挿入して、所定の位置に配置した後、図
５に示すように支持碍子４と支持脚１３をボルト５によ
って取付けることにより、相分離母線１０を製作する。
そして、この相分離母線１０を支持架台７に、ボルト
８、ナット９にて固定する。

【００１１】ここで、外被１は電磁誘導電流を通電しや
すくするために、導電率約６０％と良好で、且つ上記電
流による発熱の抑性をするために、熱伝導率が約０．５
３と高いＪＩＳ記号Ａ１０５０やＡ１２００などの純ア
ルミニウム材が用いられる。一方、支持脚１３は、外被
１の穴明けされた部位に溶接されて外被の１部を形成す
るので、外被１とほぼ同じ導電率と熱伝導率が要求さ
れ、更に相分離母線を固定保持するために、機械的強度
の高い、しかも押出し成形性のすぐれたアルミニウム合
金材を使用することが必要である。このため支持脚材と
しては、例えば、導電率３５％、熱伝導率０．３３の特
性をもつＪＩＳ記号Ａ５０５２を使用するよりも、外被
１の導電率、熱伝導率に近い、導電率５５％、熱伝導率
０．５０の特性をもつＪＩＳ記号Ａ６０６３を使用する
方が望ましい。

【００１２】すなわち、支持脚材１２として外被１とほ
ぼ同じ導電率、及び熱伝導率で、且つ互いに溶接しやす
い同じアルミニウム材を用いれば、外被１に誘導される
誘導電流を支持脚１３と共に、導体２に流れる電流と逆
方向に均一に流すことができ、局部発熱を防げ、更に支
持脚１３と外被１との溶接が強固に行なえる。また、支
持脚材１２として外被１の材料例えばＪＩＳ記号Ａ１０
５０やＡ１２００などの純アルミニウム材と同じ材料を
用いない理由は、支持脚には、導体２を支える支持碍子
４を固定保持し、且つ相分離母線１０を支持架台７に固
定保持するとともに、短絡事故発生時相間方向に大きな
電磁力が導体２に働くのでこれを保持するため機械的強
度の大きいアルミニウム合金材を使用する必要があるた
めである。

【００１３】なお、支持脚１３の厚みは約３０ｍｍ程度
あるため、外被１との溶接前に、支持脚１３の予熱を必
要とするが、機械的強度の大きいアルミニウム合金材を
用いることにより、支持脚１３の厚みが外被１と同程度
に薄くできる場合は、上記の予熱を不要とすることがで
きる。

【００１４】上記のように構成された相分離母線におい
ては、支持脚材１２の座面１２ａ、締付面１２ｃ、取付
面１２ｄ、締付面１２ｆは、支持脚１３が外被１に溶接
された後には、各々そのまま支持碍子４の底面を支える
座面、ボルト５の頭を支持碍子４に螺着する際の締付
面、支持架台７に相分離母線を取付ける取付面、ナット
９を締付ける締付面になる。つまり、上記の各々の面
は、アルミニウムの押出し成形の特長として、フライス
盤などの通常の平面切削加工と同等以上の面粗度とな
り、均一な表面状態であることから追加機械加工を必要
としないので、支持脚１３の製作が短期間にできる。ま
た、座面１２ａと取付面１２ｄとの間の寸法も±１ｍｍ
以内の精度の支持脚１３が得られるので追加機械加工を
必要としない。

【００１５】さらに、鋳物に付随する鋳巣の問題もな
く、不良率が基本的にゼロになるばかりか、押出し金型
への１回のビレットの装着、押出しで全長Ｌが５ｍ程度
の支持脚材１２を成形できるので、幅Ｗが１２ｃｍ程度
なら４０個程度の支持脚１３として使用でき、ほとんど
の場合、発電所１プラント分の相分離母線の製造に供す
ることが可能となり、強度特性などのバラツキもなくな
る。なお、上記全長Ｌは、発電所１プラント分に見合う
支持脚数に対応した長さの支持脚材を製作することが出
来る。

【００１６】実施例２．上記実施例では支持脚の幅が従
来例と同じものについて示したが、図６に示すように図
１のものより大きな幅Ｗ’にて支持脚材１２を切断した
支持脚１５としてもよく、この場合には、大口径の導体
に対応して適用される大形の支持碍子１６を保持するこ
とができる。つまり、支持碍子の大きさに応じて支持脚
材の切断により、支持脚の幅を自由に変えることができ
るので、支持脚材成形用押出し金型の種類を断面対応で
１〜３種類に削減することができる。また、支持碍子等
の関係上、出来上りの支持脚材を使用できない場合に
は、図７に示すように、出来上りの寸法Ａｌを切削機械
加工によって所望のＡ２にして支持脚１７を得てもよ
い、（黒く塗りつぶした部分が機械加工により切削され
た部分を示す。）

【００１７】実施例３．この発明の他の実施例を図８を
用いて説明する。図８は発変電所等において相分離母線
同士が立体的に交差する配置の例を示すが、発電所内の
狭い空間の中で立体交差を実現するため、上段の相分離
母線１８専用の支持架台を設置することができず、下段
の相分離母線１９の外被１に上段の重量を負担させて支
持するよう、外被１の上部所定位置に取付座２０が溶接
されている。従い、外被１の支持脚２１においては、支
持脚２１を外被１に固定している全周の溶接線２１ａ
に、外被１のみならず上段の相分離母線１８の重量によ
るせん断応力が発生する。従来の相分離母線においては
このような場合、支持脚２１の近傍に補強板を溶接した
り、特殊な溶接支持脚を外被１に取付けたりして、過大
なせん断応力の発生を抑制していたが、図８の実施例に
おいては、支持碍子４の大きさに応じて支持脚の幅を設
定せず、溶接線２１ａにおけるせん断応力が所定の許容
値以下となるよう、溶接線２１ａの全周長を求め、これ
に対応した幅Ｗ”にて支持脚２１を支持脚材１２から切
り出して形成している。従い、このように支持脚やその
近傍に過大な応力が発生する危険性のある場合にも、支
持脚の幅を自由に選定することにより、かかる危険性を
回避することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば相分離
母線において、押し出し成形による支持脚材を、所定幅
に切断して支持脚を得、これを外被の所定位置に溶接す
る製造方法としたので、支持脚の平面切削加工を不要と
し、製作工程を縮減でき、鋳巣がなくなるので不良率を
ゼロにできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す相分離母線の一部被
断側面図である。

【図２】この発明で使用される支持脚材の平面図であ
る。

【図３】図２に示した支持脚材の正面図である。

【図４】この発明の実施例１で使用される支持脚の平面
図である。

【図５】この発明の実施例１を示す外被と支持脚との溶
接時の断面図である。

【図６】この発明の実施例２を一部破断側面で示した相
分離母線の側面図である。

【図７】この発明の実施例２で使用される支持脚の正面
図である。

【図８】この発明の実施例３を示す相分離母線の立体交
差を示す図である。

【図９】従来の相分離母線を示す縦断面図である。

【図１０】図９に示した相分離母線を一部破断側面で示
した側面図である。

【図１１】従来の支持脚を示す正面図である。

【図１２】図１１の支持脚を示す正面図である。

【図１３】相分離母線を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 外被 ２ 導体 ４ 支持碍子 ５ ボルト １２ 支持脚材 １３ 支持脚 １４ 溶接部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】すなわち、従来の相分離母線は上記のよう
に構成され、一般に発電所において、発電機出力として
数万アンペアに及ぶ電流が導体２に流れ、この導体に流
れる電流によって磁束が発生され、この磁束により導体
２を支持する金属性の構造物などに誘導電流が流れて、
構造物の温度上昇を招くことになる。このため発電機と
変圧器間を接続するのに導体２をアルミニウム製の外被
１で覆い、さらに三相の各外被１の両端を接続板１１で
短絡している。このような相分離母線については、外被
１には導体２の電流の大きさと同等で逆向きの誘導電流
が流れる。したがって導体２の電流と外被１の電流によ
る磁束が互いに打消し合う結果、他の構造物に及ぼす影
響はなくなる。外被１にアルミニウム材を用いているの
は通電発熱抑制のためである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の相分離母線は以
上のように構成されているので、支持脚３の制作にあた
り、鋳造後、ボルト穴３ｂやバカ穴３ｅの穴明け加工以
外に、機械加工面３ａ、３ｃ、３ｄ、３ｆの平面切削加
工を必要とするため、制作工程が増え、更に鋳巣の発生
による不良が確率的に伴ない、歩留まりが悪くなるなど
の問題点があった。また、副次的に発生する問題点とし
ては、適用する支持碍子の種類に応じて、支持脚の大き
さが異なるため、鋳造用木型の種類が増え、この保管管
理を必要としていた。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】ここで、外被１は電磁誘導電流を通電しや
すくするために、導電率約６０％と良好で、且つ上記電
流による発熱の抑制をするために、熱伝導率が約０．５
３と高いＪＩＳ記号Ａ１０５０やＡ１２００などの純ア
ルミニウム材が用いられる。一方、支持脚１３は、外被
１の穴明けされた部位に溶接されて外被の一部を形成す
るので、外被１とほぼ同じ導電率と熱伝導率が要求さ
れ、更に相分離母線を固定保持するために、機械的強度
の高い、しかも押出し成形性のすぐれたアルミニウム合
金材を使用することが必要である。このため支持脚材と
しては、例えば、導電率３５％、熱伝導率０．３３の特
性をもつＪＩＳ記号Ａ５０５２を使用するよりも、外被
１の導電率、熱伝導率に近い、導電率５５％、熱伝導率
０．５０の特性をもつＪＩＳ記号Ａ６０６３を使用する
方が望ましい。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】この発明の実施例１を示す相分離母線の一部破
断側面図である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】図１１の支持脚を示す平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外被の内部に同軸状に配置された導体
   を、支持碍子を介して支持脚に固定してなる相分離母線
   において、アルミニウム材の押出し成形によって断面が
   蛙股形状の長尺の支持脚材を得る工程、上記支持脚材を
   軸方向の所定幅に切断し、かつボルト用の穴明け加工し
   て支持脚を得る工程、上記支持脚を上記外被の一部に穴
   明けした部位に溶接する工程、上記導体を支持した支持
   碍子の一端を、上記支持脚のボルト穴にボルトを挿入
   し、締付固定する工程を備えたことを特徴とする相分離
   母線の製造方法。