JPS601723B2 - ブツシング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は５００ｋＶ級以上の超高電圧の変圧器や開閉
機器をタンク内に収容し、絶縁性ガスまたは絶縁油など
の絶縁流体を充填したタンク形電気機器の口出し部に使
用するプツシングに関するものである。

電気機器の電圧が高くなり、使用される環境が塩じん害
の多い場合には、その電気機器の架空線接続部分に汚損
環境に耐えるよう表面漏れ距離を長くした長大ながし、
管のブッシングが使用される。

このような電気機器を日本など、地震発生頻度の高い地
域にて使用する場合は常に地震の危険にさらされており
、耐震強度に重点を置いた設計がなされる。一般に電気
機器に装着されたブツシングが地震に遭遇した場合には
、地震に対し設置場所での増中、機器の基礎やタンク部
分、ブッシング取付座の部分などで増中される。また、
重量分布と剛性との関係で固有振動数がさまるが、地震
の周波数と機器の固有振動数が近いか、一致した場合に
は共振現象に発展し、ブッシング部分には基礎、タンク
、ブッシング取付座の各部で増中これ非常に大きな振動
が加わり、プッシングの破壊強度を超えてがし、管が破
壊することがある。一般に地震の周波数はその大部分が
１〜１０Ｈｚの範囲にあり、ブツシングが電気機器に装
着された状態での固有振動数が地震波の周波数と一致す
る１０Ｈｚ以下となる可能性のあるブツシングは−般的
には２２０ｋＶ級以上である。ブッシングのがい管の寸
法が５の程度までは、過去に経験した最大級の地震でも
がし、管の破壊強度をこえることもなく、十分な耐震強
度を有している。しかし、５００ｋＶ級以上で耐汚損形
の最大ながし、管を使用する場合は、固有振動数が数Ｈ
ｚ以下となり地震波の周波数と一致する確率が高くなり
、大地震発生時にはがし、管が破壊する可能性があるの
で、耐震強度の向上には苦慮する。１０００ｋＶ級が実
用化された場合にはブッシングの耐震強度向上策として
、ブッシング先端から３〜４方向からステーがいいこて
補強するなどの方法も考えられる。

この場合、ステ−の振動は弦振動となってブッシング部
分の振動と異った振動が車畳した現象となるので、耐震
強度の解析がむずかしく信頼性において疑問が残る。ま
た、ブッシング装置としてステーがいし部分が並列につ
ながった状態での汚損耐電圧を考える必要があり、汚損
物の付着はブツシング部分とステーがし、し部分で異り
、一般には胴径の小さいステ−がし、しの方が汚損しや
すいので、いずれにしても並列状態での耐電圧値を確保
する必要があり、この点からも信頼性は低下する。５０
０ｋＶ級以上の耐汚損形ブッシングを従来の概念で設計
した場合には、第１図に示すごとく、中心導体１の周囲
に絶黍教紙を円筒形に巻きつけ内部電界および外部電界
が均一になるように電界調整電極を同ｂ円筒状に挿入し
たコンデンサ部２を設け、最下端に下部がし、管３を支
持し端子金具を兼ねたサポート金具４を中心導体１に螺
合固定し、その上に下部がし、管３をガスケットを介し
て上部および下部にセメントにて固着させたがい管固定
金具５，６が付属している上部がし、管７をのせてガス
ケットを挿入してボルト・ナットで固定し、上部には頭
部金具８をのせ同機に固定し、内部にがし、管３，７お
よび取付フランジ９に圧縮力を与えるためのコイル‘ま
ね１０、コイルばね１０を圧縮するためのばね押え板１
１、ばねの圧縮力を固定するためのりングナツト１２を
収容している。

さらに、端子金１３と中心導体１を接続する可とうリー
ド１４を配した構造で、内部には絶縁油１５が充填され
、頭部金具８内には絶縁油１５の体積変化があっても圧
力の異常変化をきたさないよう適当な容積のガス空間を
設け、適当な圧力の窒素などの不活性ガスを封入した構
造となっている。ブッシングを電気機器に装着した状態
で地震に遭遇した場合に、地面からブッシングのがし、
しに至るまでの間で増中されるが、各部の剛性を高くし
ておけば増中の程度は小さくなり、機器として見た耐震
強度が向上することとなる。したがって、一般的にはブ
ッシングの取付フランジ９の剛性も可能な限り高く設計
されている。このような構造のブッシングを電気機器に
装着した状態で地震に遭遇した場合の振動応答は機器全
体として耐震強度に留意して設計された場合でも、地震
加速度に対してブッシング取付フランジ部で２倍以上に
増中されることがある。

さらに、ブッシング先端では１項攻倍となることがあり
、増中された振動に耐えることが必要である。ブッシン
グの各部の機械的応力は部分毎に相違するが第１図にお
ける上部がし、管７の下部固定金具５の上面部分すなわ
ち矢印Ａ部の部分の曲げ応力が最大となる。がし、管の
曲げ破壊応力は２００〜２５０ｋ９′地程度であり、こ
の応力を超える場合は破壊することがある。がい管の寸
法があまり大きくならないブッシングでは固有振動数が
高く、共振現象に発展することも少〈、またブッシング
の重量に対するがし、管の胴径が相対的に大きく耐震強
度は十分にある。しかし、５００ｋＶ級以上の耐汚損用
では表面漏れ距離を長く必要とし長大ながし、管が使用
され、重量が重くなるにもかかわらず耳同径はそれ程大
きくならないため固有振動数が低く、地震周波数に一致
しやすく、共振現象により大きな振動となるので、この
ときのがし、管の内部応力は簡単に破壊応力を超える事
が予想される。このため従来概念による５００ｋＶ以上
の耐汚損用ブッシングでは、先端から３方向以上のステ
ーがし、しをはりめぐらてせて補強するなどの対策が必
要である。ステーがいいま前述のごとく信頼性において
難点があり実用的でない。この発明は上記欠点を解消す
るためになされたもので、がし、管と取付フランジとの
接合面を、大きな曲げ荷重が加わったとき□開き現象が
発生する構造とし口開き現象と同時に振動エネルギーを
吸収するダンパー機構を装着しておくことによって、大
きな地震に遭遇し、ブッシングが大きく振動したとき、
口開き現象と同時に振動エネルギーを吸収して破壊する
ことを防止するプッシングを提供する。

以下、図につい説明する。

第２図において、１，２，３，５，７は従来と同様であ
り、１６は下部がし、管３と固着された取付フランジ、
１７は取付フランジ１６上面にボルト・ナット１８で固
定された連結板、１９は固定金具５にボルトで固定され
たアダプタ、２０はがい管７と固定金具５とァダプタ１
７とが一体化された状態で振動した時にアダプタ１９と
、連結板１７との間に発生する寸法的変化を伝える連結
棒で、アダプタ１７に所定の間で配置されている。２１
は連結棒２０が上下に移動したときにダッュ・ポット効
果を与えるダンパーで、連結棒２０を圏続した円筒状の
ポット２１ａとこのポット２１ａと所定の間隙を有する
ピストン２１ｂとで構成されている。

２２は連結板１７とアダプ１９との間に連結榛２０を介
して締付力を与えるコイルばね、２３はピストン２１ｂ
と連結棒２０とを固定しコイルばね２２を縮めて固定す
るナットを示す。

なお、連結板１７とァダプタ１９との周囲に所定の間隔
で複数個配置されたコイルばね２２によって連結板１７
とアダプタ１９との縦付に必要な荷重が得られる。２４
は連結板１７とアダプタ１９との間に介在し振動時の口
あき現象に対し衝突現象を緩和する緩衝体である。

２５は振動時の連結板１７とアダプター９との間に開口
が生じたときでも、ブツシング内部に充填している絶縁
流体１５が漏れるのを防止するべローズからなる密封体
を示す。このような構造のブッシングで、矢印Ａ部に曲
げ荷重が加わったとき、矢印Ａ部の内部応力が破壊応力
に対し十分余裕のある値にばね２２の縦付力を設定する
。

この状態で、ブッシングが大きく振動した場合に、ばね
２２の設定圧力をこえる曲げ荷重の振中となった瞬間に
連結板１７とアダプタ１９との間で閉口し、蓮連結棒２
川こよってピストン２１ｂの位置が変化しようとする。
この結果、ダンパー２１とその内部に充填された絶縁流
体１５とにより振動エネルギーを吸収緩和するダンピン
グ効果が発生する。なお、上記実施例においてはコイル
ばねとダッシュポットによるダンピング効果を組合せた
構造について説明したが、リングばねまたは皿ばねを使
用すると、ばね自体の内部フリクションによるダンピン
グ効果も期待でき、さらに振動の減衰効果が得られる。

さらに、上記実施例では振動時の関口現象に対し密封体
２５で密封構造を維持する構造について説明したが、第
３図に示すように○リング２６にしても関口時の密封構
造は維持できる。

また、第４図に示すようにダッシュポット構造を円周上
に複数個配置する構造に変えてばねは円周上に等間隔に
配置し、ブッシングの中心に対し同Ｄ円状にばね配置の
内側に合せたりング２７を設け、取付フランジ１６の耳
同部１６ａとの間で２重円筒を構成し、ドーナツ状のピ
ストン２８を２重円筒部分でダッシュポット効果が得ら
れる適当なギャップを設けてばねを適当な圧力に押えて
固定した構造とすれば、振動エネルギーをさらに大きく
減衰させることができる。

このような構造のブッシングを変圧器などのタンクを有
する電気機器に取付けた場合、地震発生時に基礎、本体
及びプッシング取付フランジ部などで増中されブツシン
グに大きな振動が加わるが、連結板１７とアダプタ１９
との間に間口が始まる瞬間から振動系が変るので、ブッ
シングとしての固有振動数が低くなる。

さらに、振中が大きくなろうとするダンパー機構により
エネルギーが吸収され減衰が大きくなって加速度応答倍
率が低下し、大きな地震に対してもがし、管に発生する
応力は破壊応力以下におさえることができる。この発明
によると、アダプタと取付フランジとの間を複数個のば
ねで締め付けて、ばねの周囲をダッシュポット構造にす
ることによって、大地震に遭遇し大きく振動ししたとき
、口開き現象と同時に振動エネルギーを吸収できるので
、がし、管の内部応力を破壊応力以下に抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブッシングの断面図、第２図はこの発明
の一実施例を示す要部の断面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ他の実施例の要部の断面図である。 図において、１は中心導体、７は上部がし、管、１６は
取付フランジ、１９はアダプタ、２１はダンパー、２２
はばね、２４は緩衝材である。なお、各図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が円筒状の取付フランジと対向したがい管及び
   上記フランジを貫通した中心導体を有し、上記取付フラ
   ンジ及び上記がい管内に絶縁流体が封入され、上記中心
   導体が貫通し上記がい管の一端に固着されたアダプタと
   上記取付フランジとの間を弾性を有する密封体で密封し
   たものにおいて、上記アダプタと上記取付フランジの間
   に所定の圧力で圧縮された緩衝材を介在させ、所定の間
   隔で配置された複数個のばねによつて上記アダプタと上
   記取付フランジとの間に締付圧力を与え、上記ばねの周
   囲を円筒形のポツトで囲み上記コイルばねの端面に上記
   ポツトとの隙間を適当に設けたピストンを固定してダツ
   シユポツト構造としたダンパーを設けたことを特徴とす
   るブツシング。 ２ ばねはコイルばねであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のブツシング。 ３ ばねは皿ばねの組合せにより構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブツシング。 ４ 複数個のばねを取付フランジ胴内径部に等間隔に配
   置し、ばね配置の内側にアダプタ内径部に取付けられた
   筒体を設けて取付フランジ胴部との間で２重円筒状とし
   、その開口部に適当な間隙を設けたリング状の板材で上
   記ばねを圧縮し固定したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第３項の何れかに記載のブシング。