JPH10275530A - Method for evaluating reliability of suspension insulator - Google Patents

Method for evaluating reliability of suspension insulator

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JPH10275530A
JPH10275530A JP7839697A JP7839697A JPH10275530A JP H10275530 A JPH10275530 A JP H10275530A JP 7839697 A JP7839697 A JP 7839697A JP 7839697 A JP7839697 A JP 7839697A JP H10275530 A JPH10275530 A JP H10275530A
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JP
Japan
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insulator
suspension insulator
load
cement
time
Prior art date
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JP7839697A
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Hiroshi Nozaki
宏 野崎
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate a rate of deterioration of real use condition on the basis of the relation between a high-level stress and lifetime by giving a stress at a high level to a suspension insulator, of which material age is accelerated. SOLUTION: A suspension insulator, which is filled with cement, is dipped in the hot water heated at a predetermined temperature so as to accelerate the material age of the cement, and a tensile load for generating a breakdown within a predetermined period is given to the suspension insulator, of which material age is accelerated. Time till a breakdown corresponding to the strength of the tensile load is generated is measured so as to accumulate the probability of breakdown, and a rate of deterioration of the suspension insulator due to the regular use of load is obtained on the basis of the relation between the accumulated rate of breakdown, strength of the tensile load and the time till a breakdown is generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送電線路に多数直
列に連結して使用される懸垂がいしに係わり、特に、長
期間の使用状態にある懸垂がいしの劣化率を算出してそ
の信頼性を評価する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a suspension insulator used in series with a large number of transmission lines, and more particularly, to a method of calculating a deterioration rate of a suspension insulator which has been used for a long period of time to improve its reliability. How to evaluate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、送電線路に多数直列に連結し
て使用される懸垂がいしは、図5に示すように、磁器よ
りなる本体1と、キャップ金具3と、ピン金具4と、本
体1とキャップ金具3および本体1とピン金具4をそれ
ぞれ接合するセメント2とより構成されるものである。
磁器よりなる本体1は、笠部1aと、同笠部1aの内側
面に円環状にかつ同心円状に形成された複数のひだ部1
bと、笠部1aの中央上部に一体成形された有蓋円筒状
の頭部1cとにより一体的に成型されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, many suspension insulators used in series with a transmission line, as shown in FIG. 5, include a main body 1 made of porcelain, a cap fitting 3, a pin fitting 4, and a And a cement 2 for joining the cap fitting 3 and the main body 1 to the pin fitting 4 respectively.
A main body 1 made of porcelain includes a cap portion 1a and a plurality of folds 1 formed annularly and concentrically on the inner surface of the cap portion 1a.
b and a closed cylindrical head 1c integrally formed at the upper center of the cap portion 1a.

【0003】頭部1cの外周にはセメント2によりキャ
ップ金具3が被冠固定され、同金具2には、係合凹部3
aが形成され、直上に連結される別の懸垂がいしのピン
金具4を係合し得るようにしている。ピン金具4の上部
は本体1の頭部1cの内部にセメント2により固定さ
れ、下端は直下に連結される別の懸垂がいしのキャップ
金具3の係合凹部3aに係合される。
[0003] A cap fitting 3 is fixed on the outer periphery of the head 1 c by a cement 2.
a is formed so as to be able to engage the pin fitting 4 of another suspension insulator connected directly above. The upper part of the pin fitting 4 is fixed inside the head 1c of the main body 1 by the cement 2, and the lower end is engaged with the engaging recess 3a of the cap fitting 3 of another hanging insulator connected directly below.

【0004】ここで、本体1の頭部1cの内外周面には
頭部1cとキャップ金具3および頭部1cとピン金具4
を機械的に強固に結合するためのサンド5が付着されて
いる。このように構成される懸垂がいしの引張強度は、
本質的には、本体1の磁器の固有強さにより決定される
が、その他に、磁器とピン金具4およびキャップ金具3
とをそれぞれ固着するセメント2の強さの影響が強く関
与する。
Here, the head 1c and the cap fitting 3 and the head 1c and the pin fitting 4 are provided on the inner and outer peripheral surfaces of the head 1c of the main body 1.
A sand 5 for mechanically and firmly bonding is attached. The tensile strength of the suspension insulator thus configured is
It is essentially determined by the inherent strength of the porcelain of the body 1, but in addition, the porcelain and pin fittings 4 and cap fittings 3
Is strongly influenced by the strength of the cement 2 for fixing each of them.

【0005】このような懸垂がいしにおいて、設計や品
質管理が不適切、不充分な低品位がいしは、磁器部の経
年強度低下により、頭部1cに亀裂が生じることがあ
る。このような亀裂を生じた劣化がいしをがいし連に介
在してそのまま使用していると、天然雷の放電等によ
り、劣化がいしが介在するがいし連でフラッシオーバが
生じ、続流が劣化がいしの頭部1cを経由した場合に
は、アークエネルギーにより頭部1cで内爆が生じ、が
いしは機械的支持機能を失い、送電システムに重大な打
撃を与えることとなる。
[0005] In such a suspension insulator, if the design and quality control are inadequate and the quality of the insulator is insufficient, cracks may occur in the head 1c due to deterioration of the porcelain portion with age. If the insulator with such cracks is used as it is with the insulator interposed between the insulators, flashover occurs in the insulator with intervening insulators due to the discharge of natural lightning, etc. When passing through the part 1c, the arc energy causes an internal explosion at the head 1c, and the insulator loses its mechanical support function, and the power transmission system is seriously hit.

【0006】ここで、がいしの経年強度を評価する試験
法としては、機械的繰り返し荷重に温度サイクルを重畳
させたThermal Mechanical Per
formance Test(以下、エージング試験と
いう)がIECやカナダ規格(CSA)で規格化されて
いる。この試験法は、長期使用状態における機械的、熱
的ストレスを人工的に発生させ、強制的にがいしを劣化
させるものである。即ち、所定の荷重、温度条件の下で
エージング試験を行った後、課電破壊荷重試験を実施
し、その試験結果を下記の算出式(1)の品質計数Qs
で判定するものである。
Here, as a test method for evaluating the aging strength of the insulator, a Thermal Mechanical Perm in which a temperature cycle is superimposed on a mechanically repeated load is used.
The performance test (hereinafter referred to as aging test) is standardized by IEC and Canadian Standard (CSA). This test method artificially generates mechanical and thermal stresses in a long-term use state and forcibly deteriorates the insulator. That is, after performing an aging test under predetermined load and temperature conditions, an electrical breakdown load test is performed, and the test result is used as a quality factor Qs of the following formula (1).
Is determined.

【0007】[0007]

【数2】 (Equation 2)

【0008】この品質計数Qsを、IECでは供試個数
に応じて1.4〜1.7の範囲に規定し、CSAでは3
以上として判定基準を厳格化している。このエージング
試験結果と実線路における懸垂がいしの劣化率が良く対
応した関係があることが知られている。
The quality factor Qs is defined in the range of 1.4 to 1.7 according to the number of test samples in the IEC, and 3 in the CSA.
As described above, the criterion is strict. It is known that there is a good correspondence between the aging test result and the deterioration rate of the suspension insulator on the actual line.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した試験法におい
ては、低品質がいしを見極める上では有効であるが、4
0〜50年のライフサイクルが要求される高品質がいし
の信頼性を検証するには不充分である。
In the above-described test method, low quality is effective in determining insulators.
It is not enough to verify the reliability of a high quality insulator requiring a life cycle of 0 to 50 years.

【0010】そこで、本発明は、ある高いストレスレベ
ルにおいて懸垂がいしの寿命分布を求め、加わるストレ
スレベルと寿命との相対関係を把握すれば、通常加わる
低ストレスレベルでの懸垂がいしの寿命を推定すること
が理論的に可能であるという知見に基づいてなされたも
のであって、実使用状態での懸垂がいしの劣化率を推定
して、このがいしの信頼性を評価する方法を得ることに
ある。
Therefore, the present invention estimates the life of a suspended insulator at a normally applied low stress level by obtaining the life distribution of the suspended insulator at a certain high stress level and grasping the relative relationship between the applied stress level and the life. The present invention has been made based on the finding that it is theoretically possible to provide a method of estimating the deterioration rate of a hanging insulator in an actual use state and evaluating the reliability of the insulator.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は、短時間で長期間使用した状態とした懸垂がいし
の劣化率を求めてその信頼性を評価する懸垂がいしの信
頼性評価方法であって、上記課題を解決するために、請
求項1に記載の発明においては、セメントを充填した懸
垂がいしを所定の温度に加熱された湯中に浸漬して同セ
メントの材令を加速し、このセメントの材令が加速され
た懸垂がいしに所定の期間内で破壊が生じるような引張
荷重を付与し、付与した引張荷重の大きさに応じた破壊
が生じるまでの時間を計測して破壊確率を累積し、累積
された破壊確率と、引張荷重の大きさと、破壊が生じる
までの時間との関係から常時使用荷重における懸垂がい
しの劣化率を求めるようにしているこのように懸垂がい
しのセメントの材令を加速した状態で高ストレスレベル
の引張荷重を付与することにより、懸垂がいしの寿命が
短縮され、このときの引張荷重と破壊確率と破壊時間と
の関係を求め、これを常時使用荷重に外挿することによ
り、実用状態での懸垂がいしの劣化率を短期間で求める
ことができるようになる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for evaluating the reliability of a suspended insulator which determines the deterioration rate of a suspended insulator which has been used for a short time and for a long period of time and evaluates its reliability. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, a suspension insulator filled with cement is immersed in hot water heated to a predetermined temperature to accelerate the material age of the cement, A tensile load is applied to the suspended insulator whose cement age has been accelerated so as to cause breakage within a predetermined period, and the time to breakage in accordance with the magnitude of the applied tensile load is measured to measure the probability of breakage. Thus, the cumulative probability of fracture, the magnitude of the tensile load, and the time until the fracture occurs are determined from the relationship between the suspension insulator and the suspension insulator at normal operating load. Lumber By applying a high stress level tensile load in a state where acceleration is accelerated, the life of the suspension insulator is shortened, and the relationship between the tensile load, the probability of failure and the failure time at this time is determined, and this is extrapolated to the constant operating load. By doing so, the deterioration rate of the suspension insulator in a practical state can be obtained in a short period of time.

【0012】請求項2に記載の発明においては、引張荷
重の大きさをS1,S2・・・Snとし、この引張荷重の
大きさS1,S2・・・Sn毎に、累積された破壊確率P
1,P2・・・Pnおよび破壊が生じるまでの時間T1
2・・・Tnとを計測して求め、これらの計測して求
めた多数の各実測値を下記の数1の算出式に代入して同
算出式のm/(n+1),m・n/(n+1)およびC
の値を最小二乗法により求め、この最小二乗法により求
めたm/(n+1),m・n/(n+1)およびCの値
と所望とする時間(T)と常時使用荷重(S)とを前記
算出式に代入して、所望とする時間における破壊確率
(P)を算出して常時使用荷重における懸垂がいしの劣
化率を求めるようにしている。
In the present invention, the magnitudes of the tensile loads are defined as S 1 , S 2 ... Sn, and the magnitudes of the tensile loads are accumulated for each of the magnitudes S 1 , S 2. Probability of destruction P
1 , P 2 ... Pn and the time T 1 ,
T 2 ... Tn are measured, and a large number of actual measured values obtained by the measurement are substituted into the following equation (1) to calculate m / (n + 1), m · n. / (N + 1) and C
Is obtained by the least squares method, and the values of m / (n + 1), mn / (n + 1) and C obtained by the least squares method, the desired time (T), and the constantly used load (S) are calculated. By substituting into the above formula, the probability of destruction (P) at a desired time is calculated, and the deterioration rate of the suspension insulator under the constant use load is obtained.

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】ただし、mはワイブル定数を表し、nは寿
命に関する定数を表し、Cは定数を表す。
Here, m represents a Weibull constant, n represents a constant relating to life, and C represents a constant.

【0015】このように、引張荷重の大きさS1,S2
・・Snを高いストレスレベルに設定した上で、引張荷
重がS1のときの累積された破壊確率P11,P12・・・
1nおよび破壊が生じるまでの時間T11,T12・・・
1nを計測し、引張荷重がS2のときの累積された破壊
確率P21,P22・・・P2nおよび破壊が生じるまでの
時間T21,T22・・・T2nを計測し、同様な計測を繰
り返して、その最後に引張荷重がSnのときの累積され
た破壊確率Pn1,Pn2・・・Pnnおよび破壊が生じ
るまでの時間Tn1,Tn2・・・Tnnを計測して求め
る。
As described above, the magnitudes of the tensile loads S 1 , S 2.
After having set the · · Sn to a high stress level, failure probability P 11 that is accumulated when the tensile load is S 1, P 12 · · ·
P 1 n and the times T 11 , T 12 ...
Measured T 1 n, tensile load the accumulated fracture probability P 21, P 22 ··· P 2 n and to failure occurs time T 21, T 22 ··· T 2 n when the S 2 , Pn 1 , Pn 2, ..., And Pn 1 , Pn 2, ..., Pnn, and times Tn 1 , Tn 2 ,. Measure and find.

【0016】これらの複数組の各計測値を数3の算出式
に代入して、最小二乗法により数3の算出式のm/(n
+1),m・n/(n+1)およびCを求めることがで
きる。このようして求めたm/(n+1),m・n/
(n+1)およびCを数3の算出式に代入し、常時使用
荷重Sと、所望とする使用年数Tとを、数3の算出式に
代入すれば破壊確率Pを算出できるようになる。これに
より、常時使用荷重における懸垂がいしの劣化率を短期
間で求めることができるようになる。
Each of the measured values of the plurality of sets is substituted into the equation (3), and m / (n) of the equation (3) is calculated by the least square method.
+1), mn / (n + 1) and C. M / (n + 1), mn /
By substituting (n + 1) and C into the calculation formula of Expression 3, and by substituting the constant use load S and the desired service life T into the calculation expression of Expression 3, the failure probability P can be calculated. This makes it possible to obtain the deterioration rate of the suspension insulator under a constantly used load in a short period of time.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を説
明する。懸垂がいしは、図5に示すように、磁器よりな
る本体1と、キャップ金具3と、ピン金具4と、本体1
とキャップ金具3および本体1とピン金具4をそれぞれ
接合するセメント2とにより構成されている。このセメ
ント2としては、ポルトラントセメントが広く用いられ
ており、セメントに流動性を付与するために骨材が配合
される。この骨材の配合量あるいは練り混ぜ用水量によ
って、硬化後のセメントの強さが異なるが、一般的に
は、養生後のセメント2の材令経過により水和反応が進
展して、セメントの強さを増加させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 5, the suspension insulator is composed of a main body 1 made of porcelain, a cap fitting 3, a pin fitting 4, and a main body 1.
, A cap fitting 3 and a cement 2 for joining the main body 1 and the pin fitting 4 respectively. As the cement 2, portland cement is widely used, and an aggregate is added to impart fluidity to the cement. The strength of the cement after curing differs depending on the amount of the aggregate or the amount of water for mixing, but generally, the hydration reaction progresses with the age of the cement 2 after curing, and the strength of the cement increases. Increase.

【0018】ボルトランドセメントの物理的諸性質の試
験法は、JIS R5201に定められている。このJ
IS R5201においては、セメントを型枠に流し込
んで直方体状に成型した供試体に載荷速度80kgf/
sの荷重を加えて圧縮強度を求めるように定められてい
る。
A method for testing the physical properties of boltland cement is specified in JIS R5201. This J
In IS R5201, a loading rate of 80 kgf / cm is applied to a specimen cast into a rectangular parallelepiped by casting cement into a mold.
s is applied to determine the compressive strength.

【0019】そこで、本発明者等は、懸垂がいしに充填
されたセメント2の圧縮強度を求めるために、送電線路
で長期間使用し、撤去された懸垂がいしのピン金具4を
取り除いたピン孔より、1辺が7mmで厚みが4mmの
直方体状にセメント2を切り出して試料片とし、この試
料片の圧縮強度の経年特性を求めた。この圧縮強度の試
験結果を示すと、図1に示すような結果となった。図1
の試験結果より明らかなように、使用期間が長くなるに
伴い圧縮強度が増大するが、10数年を経過すると飽和
の傾向を示し、セメントの水和反応はほぼ10数年で収
束することが明らかとなった。
In order to determine the compressive strength of the cement 2 filled in the suspension insulator, the inventors of the present invention used the transmission line for a long time to remove the pin bracket 4 from the removed suspension insulator. Cement 2 was cut into a rectangular parallelepiped shape having a side of 7 mm and a thickness of 4 mm to obtain a sample piece, and the aged characteristics of the compressive strength of the sample piece were determined. FIG. 1 shows the results of the test of the compressive strength. FIG.
As is clear from the test results, the compressive strength increases as the use period is prolonged, but after 10 years, it tends to be saturated, and the hydration reaction of cement converges in about 10 years. It became clear.

【0020】A.材令加速試験 セメントの水和反応は他の化学反応と同様に、温度を高
めるとそれに伴って反応が促進される。また、水を供給
しながら水和反応を行わせるようにすれば、反応が促進
される。このことから、養生後の懸垂がいしを湯中に長
時間浸漬することにより、懸垂がいしに充填されたセメ
ントの材令を加速することが可能となる。そこで、養生
後の懸垂がいしを80℃の湯中に10日間および3ヶ月
間浸漬して材令を加速させた懸垂がいしのピン孔より、
1辺が7mmで厚みが4mmの直方体状にセメントを切
り出して材令が加速された試料片A,Bとし、この材令
が加速された試料片A,Bの圧縮強度を求めた。
A. Age accelerated test As with other chemical reactions, cement hydration accelerates the reaction with increasing temperature. If the hydration reaction is performed while supplying water, the reaction is promoted. From this, it is possible to accelerate the age of the cement filled in the suspension insulator by immersing the suspended insulator in the hot water for a long time. Therefore, the pendant insulator after curing is immersed in hot water of 80 ° C. for 10 days and 3 months, and the pin hole of the pendant insulator accelerates the material age.
Cement was cut out into a rectangular parallelepiped shape having a side of 7 mm and a thickness of 4 mm, and specimens A and B with accelerated material age were obtained. The compressive strength of the specimens A and B accelerated with this age was determined.

【0021】この圧縮強度の試験結果を図1のデータに
当てはめると、図2に示すような結果となった。図2の
試験結果より明らかなように、養生後の懸垂がいしを8
0℃の湯中に10日間浸漬して材令を加速させた懸垂が
いし(試料片A)の圧縮強度は使用期間が5年の懸垂が
いしの圧縮強度とほぼ等しくなり、養生後の懸垂がいし
を80℃の湯中に3ヶ月間浸漬して材令を加速させた懸
垂がいし(試料片B)の圧縮強度は使用期間が10数年
の懸垂がいしの圧縮強度とほぼ等しくなった。このこと
から、養生後の懸垂がいしを80℃の湯中に3ヶ月間浸
漬して材令を加速させれば、使用期間が10数年の懸垂
がいしが得られることが分かる。
When the test results of the compressive strength were applied to the data of FIG. 1, the results shown in FIG. 2 were obtained. As is evident from the test results in FIG.
The compressive strength of the suspension insulator (sample A), which was immersed in hot water at 0 ° C. for 10 days and accelerated the material age, was almost equal to the compressive strength of the suspension insulator whose use period was 5 years. The compressive strength of the suspension insulator (sample B), which was immersed in hot water at 80 ° C. for 3 months to accelerate the material age, was almost equal to the compressive strength of the suspension insulator having a service period of 10 years or more. From this, it can be seen that if the suspended insulator after curing is immersed in hot water at 80 ° C. for 3 months to accelerate the material age, a suspended insulator having a service period of about 10 years can be obtained.

【0022】したがって、セメントの水和反応はほぼ1
0数年で収束することより、養生後の懸垂がいしを80
℃の湯中に3ヶ月間浸漬して材令を加速させた懸垂がい
しの圧縮強度は、40,50年使用した懸垂がいしの圧
縮強度とほぼ等しくなることとなる。
Therefore, the hydration reaction of cement is almost 1
After converging in a few years, 80%
The compressive strength of a suspension insulator immersed in hot water for 3 months for three months to accelerate the material age is almost equal to the compressive strength of a suspension insulator used for 40 or 50 years.

【0023】B.S,P,T関係 懸垂がいしは主としてセメントの硬化、収縮の進展によ
り、長期間使用された懸垂がいしの磁器は劣化し易くな
って磁器の引張破壊荷重が低下する。これを見極めるた
めに、まず、S,P,T関係を求める必要があるが、懸
垂がいしは一般に金具部で破壊が生じるため、S,P,
T関係を求めるに際しては、高張力鋼を使用した強力金
具を用いて金具部で破壊が生じないようにする必要があ
る。
B. S, P, T relation In the case of a pendant insulator, the porcelain of the pendant insulator that has been used for a long time tends to deteriorate due to the progress of hardening and shrinkage of the cement, and the tensile breaking load of the porcelain decreases. In order to determine this, it is necessary to first determine the S, P, and T relationships. However, since the suspension insulator generally breaks at the metal fittings, the S, P, and
When obtaining the T relationship, it is necessary to use a strong metal fitting made of high-tensile steel so as to prevent the metal part from being broken.

【0024】このような準備の後、懸垂がいしに加える
引張荷重の大きさ(Stress)Sと、破壊確率(P
robability)Pと、破壊時間(Time)T
との相対関係、即ち、S,P,T関係を次のようにして
求めた。
After such preparation, the magnitude S of the tensile load applied to the suspension insulator (Stress) and the probability of fracture (P
(robability) P and fracture time (Time) T
, That is, the S, P, and T relationships were determined as follows.

【0025】供試がいしに加える引張荷重は、荷重印加
後数秒〜1年の間に破壊が起きるように、一定の速度で
荷重を上昇させる方法により、予め求めた磁器の引張破
壊荷重平均値の95%(S1)〜75%(Sn)で、3
〜4の荷重レベルを設定し、複数個の供試がいしを連結
して屋外に曝露する。そして、それぞれの設定荷重
1,S2・・・Snのそれぞれの設定荷重毎に、破壊が
生じるまでの時間T1,T2・・・Tnを計測し、破壊確
率P1,P2・・・Pnを累積するが、昼夜の温度変化に
よる張力の変動も計測し、設定荷重の±1%の精度が確
保できるように油圧回路を制御した。
The tensile load applied to the test insulator is obtained by calculating the average tensile breaking load of the porcelain by a method in which the load is increased at a constant rate so that the breaking occurs within a few seconds to one year after the application of the load. 95% (S 1 ) to 75% (Sn)
A load level of ~ 4 is set, and a plurality of test insulators are connected and exposed outdoors. Then, for each of the set load of each of the set load S 1, S 2 ··· Sn, measures the time T 1, T 2 ··· Tn until the breakdown occurs, destruction probability P 1, P 2 · ································· Although Pn is accumulated, fluctuations in tension due to temperature changes during the day and night were also measured, and the hydraulic circuit was controlled so that accuracy of ± 1% of the set load could be secured.

【0026】このようにして、懸垂がいしに加える引張
荷重の大きさS1,S2・・・Sn毎の破壊確率P1,P2
・・・Pnと破壊時間T1,T2・・・Tnのそれぞれの
実測値をワイブル確率紙(図3および図4参照)にプロ
ットする。これらの実測値からS,P,Tの相対関係を
求め、懸垂がいしの劣化率を算出するためのパラメータ
を求める。磁器破壊のS,P,T関係は、磁器の遅れ破壊
現象より求めた下記の数式(2)によって表すことがで
きる。
In this manner, the magnitudes of the tensile loads S 1 , S 2 ... Sn applied to the hanging insulators, the probability of destruction P 1 , P 2 for each Sn
.. Pn and the measured values of the destruction times T 1 , T 2, ... Tn are plotted on Weibull probability paper (see FIGS. 3 and 4). From these measured values, the relative relationship among S, P, and T is obtained, and parameters for calculating the deterioration rate of the suspension insulator are obtained. The S, P, T relationship of the porcelain destruction can be expressed by the following equation (2) obtained from the porcelain delayed destruction phenomenon.

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】ここで、上記数式(2)の左辺はワイブル
確率紙の縦軸を表し、右辺のlnTは横軸を表している
ことより、プロットされたデータの傾きがm/(n+
1)となることを表す。そして、mは分布のばらつきを
表すパラメータであり、値が大きい方が特性のばらつき
は小さくなる。また、nは引張荷重に対する寿命の依存
性を表すパラメータであり、値が大きい方が寿命が長く
なることを示す。
Here, the left side of the above equation (2) represents the vertical axis of the Weibull probability paper, and lnT on the right side represents the horizontal axis. Therefore, the slope of the plotted data is m / (n +
1). M is a parameter representing the distribution variation, and the larger the value, the smaller the characteristic variation. Further, n is a parameter indicating the dependence of the life on the tensile load, and a larger value indicates a longer life.

【0029】したがって、実測データから求めたS,P,
T関係より、数式(2)のm/(n+1),m・n/
(n+1)およびCの解を最小二乗法により求めれば、
m,nの値を導くことが可能である。そして、m,nの
値が与えられれば、常時使用荷重における劣化率が推定
できる。このことを以下に説明する。
Therefore, S, P, obtained from the actually measured data,
From the T relation, m / (n + 1), mn /
If the solution of (n + 1) and C is obtained by the least square method,
It is possible to derive the values of m and n. Then, given the values of m and n, it is possible to estimate the deterioration rate under the constant use load. This will be described below.

【0030】C.材令を加速した懸垂がいしのS,P,
T特性 そこで、養生後の懸垂がいしを80℃の湯中に3ヶ月間
浸漬して材令を加速させた250mmの懸垂がいし(供
試がいしA)と280mmの懸垂がいし(供試がいし
B)についてS,P,T関係を求めた。各供試がいしA,
Bに加える引張荷重Sを磁器の引張破壊荷重平均値(供
試がいしAは21500kgf、供試がいしBは400
00kgf)の0.95(S1),0.85(S2),
0.75(S3)とした。このように引張荷重レベルを
設定し、複数個の供試がいしA,Bをそれぞれ連結して
屋外に曝露する。
C. S, P, of the suspended insulator which accelerated the material age
T characteristics Therefore, the suspended insulators after curing were immersed in hot water at 80 ° C for 3 months to accelerate the material age. The S, P, T relationship was determined. Each test insulator A,
The tensile load S applied to B is the average value of the tensile fracture load of the porcelain (test insulator A is 21500 kgf, test insulator B is 400
00 kgf) of 0.95 (S 1 ), 0.85 (S 2 ),
0.75 (S 3 ). The tensile load level is set as described above, and a plurality of test insulators A and B are connected to each other and exposed outdoors.

【0031】このようにして、高ストレスレベルの引張
荷重を複数個の供試がいしA,Bに加えることにより、
時間とともに破壊される供試がいしの個数が増加する。
そして、設定引張荷重S1において、破壊が生じるまで
の時間T11,T12・・・T1nを計測するとともに、破
壊確率P11,P12・・・P1nを累積してワイブル確率
紙にプロットする。同様に、設定引張荷重S2におい
て、破壊が生じるまでの時間T21,T22・・・T2nを
計測するとともに、破壊確率P21,P22・・・P2nを
累積してワイブル確率紙にプロットする。さらに、設定
引張荷重S3において、破壊が生じるまでの時間T31
32・・・T3nを計測するとともに、破壊確率P31
32・・・P3nを累積してワイブル確率紙にプロット
する。この結果、図3、図4に示すようなデータが得ら
れる。なお、図3は供試がいしAの試験結果を示し、図
4は供試がいしBの試験結果を示す。
In this way, by applying a high stress level tensile load to a plurality of test insulators A and B,
The number of test insulators destroyed with time increases.
Then, set at a tensile load S 1, together with measuring the time T 11, T 12 ··· T 1 n until breakdown occurs, Weibull cumulative destruction probability P 11, P 12 ··· P 1 n Plot on paper. Similarly, in the setting tensile load S 2, with measuring the time T 21, T 22 ··· T 2 n until breakdown occurs, and the cumulative fracture probability P 21, P 22 ··· P 2 n Weibull Plot on probability paper. Further, at the set tensile load S 3 , the time T 31 until fracture occurs,
With measuring the T 32 ··· T 3 n, destruction probability P 31,
P 32 ... P 3 n are accumulated and plotted on Weibull probability paper. As a result, data as shown in FIGS. 3 and 4 is obtained. FIG. 3 shows the test results of the test insulator A, and FIG. 4 shows the test results of the test insulator B.

【0032】この図3,図4より明らかなように、S,
P,Tの関係を表す直線の傾きと、それぞれの設定引張
荷重における実測データとが良く対応した関係を示すこ
とより、実測データのS,P,Tの関係を実使用荷重域
へ外挿しても、劣化率を算出することに問題は生じない
こととなる。
As apparent from FIGS. 3 and 4, S,
Since the relationship between the slope of the straight line representing the relationship between P and T and the measured data at each set tensile load show a good correspondence, the relationship between S, P and T of the measured data is extrapolated to the actual use load range. However, there is no problem in calculating the deterioration rate.

【0033】そこで、供試がいしA,Bのそれぞれにつ
いて、実測データ(即ち、S1におけるT11,T12・・
・T1nおよびP11,P12・・・P1n、S2におけるT
21,T22・・・T2nおよびP21,P22・・・P2n、S
3におけるT31,T32・・・T3nおよびP31,P32・・
・P3n)を数式(2)に代入し、数式(2)のm/
(n+1),m・n/(n+1)およびCの解を最小二
乗法を用いて算出し、定数m,nの値を求めると、下記
の表1に示すように、mは8〜9、nは45〜53の範
囲となった。
[0033] Therefore, the test insulators A, for each of the B, measured data (i.e., T 11 at S 1, T 12 · ·
T 1 n and P 11 , P 12 ... P 1 n, T in S 2
21, T 22 ··· T 2 n and P 21, P 22 ··· P 2 n, S
T 31 at 3, T 32 ··· T 3 n and P 31, P 32 ··
* P 3 n) is substituted into Expression (2), and m /
When the solutions of (n + 1), mn / (n + 1) and C are calculated using the least squares method and the values of the constants m and n are obtained, as shown in Table 1 below, m is 8 to 9, n was in the range of 45 to 53.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】この表1より明らかなように、m/(n+
1)は0.15〜0.2となり、m・n/(n+1)は
8〜9となる。これらのm/(n+1)およびm・n/
(n+1)は数式(2)に示すように、引張荷重Sおよ
び破壊時間Tの係数となることから、懸垂がいしの劣化
率は使用年数よりも使用荷重に対する依存性が高くなる
ことを表す。
As apparent from Table 1, m / (n +
1) is 0.15 to 0.2, and mn / (n + 1) is 8 to 9. These m / (n + 1) and mn /
Since (n + 1) is a coefficient of the tensile load S and the breaking time T as shown in Expression (2), it indicates that the deterioration rate of the suspension insulator is more dependent on the use load than on the years of use.

【0036】ここで、試料がいしA,Bに、例えば、保
証値の1/2,1/4,1/5等の実使用荷重を加えた
場合の劣化率求めることとする。試料がいしA,Bの上
記表1にて求めたm/(n+1)、m・n/(n+
1)、m、nおよびCを用い、これらの値を上記数式
(2)に代入して、50年間(T=2.6×107)使用
した場合の累積破壊確率(P)を求め、試料がいしA,
Bの10万個当たりの劣化個数を算出すると、以下の表
2に示すような結果となった。
Here, it is assumed that the deterioration rate when the actual working load such as 1/2, 1/4, 1/5 of the guaranteed value is applied to the sample insulators A and B, for example. For the sample insulators A and B, m / (n + 1) and mn / (n +
1) By using m, n, and C, these values are substituted into the above equation (2) to determine the cumulative failure probability (P) when 50 years (T = 2.6 × 10 7 ) are used, Sample A
Calculation of the number of deteriorations per 100,000 B results in the results shown in Table 2 below.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】なお、上記表2における保証値(課電破壊
荷重保証値)は、試料がいしAにおいては12,000
kgfであり、試料がいしBにおいては21,000k
gfであるものを使用した。
Note that the guaranteed value (guaranteed value of electrical breakdown load) in Table 2 above is 12,000 for the sample A.
kgf and 21,000k for sample B
gf was used.

【0039】一般的に、送電線路の設計上において、常
時使用される荷重は課電破壊荷重保証値の1/4〜1/
5であるが、上記表2から明らかなように、課電破壊荷
重保証値の1/5においては、1000万個で0.4〜
3個、課電破壊荷重保証値の1/4においては、100
0万個で4〜20個の劣化が出現するという計算結果に
なる。
Generally, in the design of a transmission line, the load that is always used is 1/4 to 1/1 / the guaranteed value of the applied breaking load.
As is clear from Table 2 above, in 1/5 of the guaranteed value of the electric breakdown load, 0.4 to 10 million pieces was obtained.
3 pieces, 1/4 of the guaranteed value of the electric breakdown load, 100
A calculation result is that 4 to 20 degradations appear for 100,000.

【0040】この計算結果は懸垂がいしの実線路での劣
化個数と良く対応した関係がある。したがって、セメン
トの材令を考慮することにより、長期使用状態にある懸
垂がいしの劣化率をS,P,T関係より導くことが可能
となる。
This calculation result has a good correspondence with the number of deterioration of the suspension insulator on the actual line. Therefore, by considering the age of the cement, it is possible to derive the deterioration rate of the suspension insulator in a long-term use state from the S, P, and T relationships.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 長期間使用された懸垂がいしの時間と圧縮強
度の関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the time of a hanging insulator used for a long time and the compressive strength.

【図2】 セメントの材令が加速された懸垂がいしの圧
縮強度を図1に当てはめた試験結果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing test results obtained by applying the compressive strength of a suspended insulator with accelerated cement age to FIG.

【図3】 セメントの材令が加速された試料がいしAの
引張荷重、破壊までの時間および累積破壊確率をワイブ
ル確率紙にプロットして、引張荷重に対する破壊までの
時間と累積破壊確率の関係を示す図である。
FIG. 3 is a plot of the tensile load, the time to failure, and the cumulative failure probability of the sample A with accelerated cement age on Weibull probability paper, and shows the relationship between the time to failure and the cumulative failure probability with respect to the tensile load. FIG.

【図4】 セメントの材令が加速された試料がいしBの
引張荷重、破壊までの時間および累積破壊確率をワイブ
ル確率紙にプロットして、引張荷重に対する破壊までの
時間と累積破壊確率の関係を示す図である。
FIG. 4 is a plot of the tensile load, the time to failure, and the cumulative failure probability of the sample B with accelerated cement age on Weibull probability paper, and shows the relationship between the time to failure and the cumulative failure probability with respect to the tensile load. FIG.

【図5】 懸垂がいしの概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a suspension insulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…本体、2…セメント、3…キャップ金具、4…ピン
金具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Body, 2 ... Cement, 3 ... Cap fitting, 4 ... Pin fitting

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 短時間で長期間使用した状態とした懸垂
がいしの劣化率を求めてその信頼性を評価する懸垂がい
しの信頼性評価方法であって、 セメントを充填した前記懸垂がいしを所定の温度に加熱
された湯中に浸漬して同セメントの材令を加速し、 前記セメントの材令が加速された懸垂がいしに所定の期
間内で破壊が生じるような引張荷重を付与し、 前記付与した引張荷重の大きさに応じた破壊が生じるま
での時間を計測して破壊確率を累積し、 前記累積された破壊確率と、前記引張荷重の大きさと、
前記破壊が生じるまでの時間との関係から常時使用荷重
における懸垂がいしの劣化率を求めるようにしたことを
特徴とする懸垂がいしの信頼性評価方法。
1. A method for evaluating the reliability of a suspension insulator which determines a deterioration rate of a suspension insulator which has been used for a short time and for a long time, and evaluates the reliability of the suspension insulator. Immersing in hot water heated to a temperature to accelerate the age of the cement, applying a tensile load such that breakage occurs within a predetermined period to the suspended insulator in which the age of the cement is accelerated, Measuring the time until breakage occurs in accordance with the magnitude of the tensile load, accumulating the fracture probability, the accumulated fracture probability and the magnitude of the tensile load,
A method for evaluating the reliability of a suspension insulator, wherein a deterioration rate of a suspension insulator under a constant operating load is determined from a relationship with a time until the breakage occurs.
【請求項2】 前記引張荷重の大きさをS1,S2・・・
Snとし、この引張荷重の大きさS1,S2・・・Sn毎
に、前記累積された破壊確率P1,P2・・・Pnおよび
前記破壊が生じるまでの時間T1,T2・・・Tnとを計
測して求め、 これらの計測して求めた多数の各実測値を下記の数1の
算出式に代入して同算出式のm/(n+1),m・n/
(n+1)およびCの値を最小二乗法により求め、 前記最小二乗法により求めたm/(n+1),m・n/
(n+1)およびCの値と所望とする時間(T)と常時
使用荷重(S)とを前記算出式に代入して、所望とする
時間における破壊確率(P)を算出して常時使用荷重に
おける懸垂がいしの劣化率を求めるようにしたことを特
徴とする請求項1に記載の懸垂がいしの信頼性評価方
法。 【数1】 ただし、mはワイブル定数を表し、nは寿命に関する定
数を表し、Cは定数を表す。
2. The method according to claim 1, wherein the magnitude of the tensile load is S 1 , S 2.
Sn, and for each of the magnitudes of the tensile loads S 1 , S 2, ... Sn, the accumulated failure probability P 1 , P 2, ... Pn and the time T 1 , T 2. ··· Tn is measured, and a number of actual measured values obtained by measuring these are substituted into a calculation formula of the following Expression 1 to obtain m / (n + 1), m · n /
The values of (n + 1) and C are obtained by the least squares method, and m / (n + 1), mn /
The values of (n + 1) and C, the desired time (T), and the constant use load (S) are substituted into the above-described calculation formula, and the probability of destruction (P) at the desired time is calculated, and The method for evaluating the reliability of a hanging insulator according to claim 1, wherein a deterioration rate of the hanging insulator is obtained. (Equation 1) Here, m represents a Weibull constant, n represents a constant relating to life, and C represents a constant.
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