JPS62113310A - フランジブルハウジング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野コ 本発明は、向上した耐破裂性を有するフランジプル（ｆ
ｒａｎｇｉｂｌｅ）ハウジングおよびその製造方法に関
する。特に、本発明は、フランジプル材料から作られた
中空ハウジングの向上した耐破裂性に関するが、電気用
途、即ち、ハウジングが電気要素、特に高電圧電気要素
を含み、またはそれらの一部分を形成するように配置さ
れている場合における使用に限定するものではない。

［従来の技術］ 例えば、セラミックまたは他の耐火性材料から作られた
、特に磁製のフランジブルハウジングは、例えば、例え
ば避雷器、（例えば、電圧および電流変成器またはスイ
ッチギアの）ブッシング、ケーブルターミネーションお
よび絶縁器の要素に電力産業では幅広い用途があること
が判っている。

そのようなハウジングは、避雷器の抵抗ブロックまたは
ブッシングもしくはケーブルターミネーションの電気導
体のような要素を含み、またはそのような要素の一部分
を形成するという意味で中空であってよく、あるいは気
体または浦充填絶縁器内におけるように内部圧力にさら
されることがある。

この種類のハウジングは、大きい機械的または熱応力に
付されることが有り得、極端な場合、破裂し、その結果
、磁器の破片が飛散し、付近の物または人を傷つけるこ
とがある。中空ハウジングは、例えば、含んでいる要素
が電気的オーバーロードになり、その結果、破裂するこ
とがあり得る。例えば、イギリス国特許公告第２０５０
７１９Ａ号には、内部圧力が過剰になった場合に貫通す
るように片端に破裂板を付けた避雷器ハウジングが記載
されている。しかしながら、２つまたはそれ以上の避雷
器を接近させて（例えば、隣合わせに）取り付けるよう
な場合、避雷器の破裂が他の避雷器に悪影響を及ぼすよ
うなことになり、そのような構造が好ましくない場合が
ある。また、特に高電圧（即ち、約１ｋＶ以上）用のハ
ウジングに対しては、ハウジングは、通常のチューブ状
である代わりに、螺旋状またはシェド状外側表面を有し
、外側表面に沿ったパス長さを増加し、沿面電流の影響
を最小限にしている。そのような構造の外側表面のため
、通常、長手方向に沿ってハウジングの肉厚が変化する
ということになり、従って、ノ＼ウジングの長手方向に
沿ってｆｉ＋を的強度が変化するということになる。更
に、他の場合では、ハウジングの機械的に弱い部分が、
異なった部分で別の材料を使用することにより生じるこ
とらある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、向上した耐破裂性を有する、フランツ
プル材料の中空ハウジングを提供することである。これ
は、ハウジングの比較的弱い部分に選択的に抑制手段を
適用し、または抑制手段を適用してハウジングの１つま
たはそれ以上の部分を強化することにより達成され、そ
の結果、破裂の可能性を殆どなくすことができる。

［発明の構成］ 本発明の１つの要旨では、電気要素を含み、またはそれ
の一部分を構成するように配置された中空フランジブル
ハウジングを提供し、該ノ＼ウジングは、１箇所または
間隔を隔てて離れた複数の箇所において、表面、好まし
くは外側表面に適用した硬化または硬化性材料を有して
成る抑制手段を有し、それにより該箇所におけるハウジ
ングの破裂を抑制する。

本発明の好ましい態様では、フランジプル材料の中空ハ
ウジングは、少なくとも１箇所の他のより強い部分より
も壊れやすい少なくともｌ箇所のより弱い部分を有し、
少なくとも１箇所のより弱い部分はそこに適用された該
抑制手段を有する。

もう１つの態様では、ハウジングは、円形円筒状構造の
ような実質的に均一構造を有し、抑制手段は、１箇所の
みまたは間隔を隔てて離れた複数の箇所に適用され、破
裂時の押さえ（ｒｅｔｅｎｔ　１ｏｎ）の局所的な補強
を提供する。

上述の２つの態様のそれぞれでは、ハウジングの一部分
は、抑制手段により覆われていない、例えば包まれてい
ないのが理解されよう。これは、隣接の抑制手段が、一
体に保持したままで、フランジプルハウジンクが破壊し
、過剰圧力をうまく解放する。

一般に、ハウジングは長いのが通常であろう。

本発明のもう１つの要旨では、電気要素を含み、または
それの一部分を構成するように配置された中空フランジ
ブルハウジングを補強する方法を提供し、硬化または硬
化性材料を有して成る抑制手段を、ハウジングの表面、
好ましくは外側表面の１箇所のみ、または間隔を隔てて
離れている複数箇所に適用し、それにより適用部分にお
けるハウジングの破裂を抑制する。

本発明のもう１つの好ましい態様では、少なくも１箇所
のより強い部分より壊れやすい少なくとも１箇所のより
弱い部分を有する中空ハウジングの補強方法は、より弱
い箇所に抑制手段を適用することを含んで成る。

方法は、更に、抑制手段の材料を硬化させる工程を含ん
で成ってよい。この工程は、硬化性材料をハウジングに
適用する前または後に実施してよい。例えば、材料をハ
ウジングに適用する前に、ある一定量だけ硬化させても
よい。要すれば、材料をハウジングに適用した後に、追
加の硬化をさせてもよい。

抑制材料は、電気絶縁性である必要があり、特に屋外用
途または汚染された環境での用途に対しては、抑制材料
は電気的に非トラッキング性であり、更に、好ましくな
い環境に対する耐性、例えば、ひどく汚染された産業環
境に見られるような塩、水および酸に対する耐性を有す
るのが有利である。

ハウジングに２箇所以上の比較的弱い部分がある場合、
抑制手段をそれぞれに適用しても、または所望のように
それらのうちの１箇所だけらしくは数箇所に適用しても
よい。

抑制手段は、フランジブルハウジングの破壊を防止しよ
うとするものではなく、内部または外部衝撃によりハウ
ジングが破裂するようなことがある場合、ハウジングが
飛散して、破片の衝撃により人または物が損傷を受けた
り、破損するような傾向を、硬化させた材料の抑制手段
の作用により減少させようとするものである。

抑制材料は、湿気にさらすことにより、または、ｌ成分
もしくは多成分、例えばエポキシ樹脂のような２成分硬
化系もしくはンリコーン材料を含んで成ることにより硬
化させてよい。しかしながら、材料は、紫外線照射下に
付すことにより硬化し得るのが好ましい。材料は、全体
にわたり硬化させても、または外側部分だけ硬化させて
、内側部分は、ある程度なじんだままであるようにして
もよい。どのような場合でも、抑制材料は、ある程度の
弾性を有するのが望ましく、それにより、エネルギーを
吸収する能力か与えられる。このように、ハウジングが
、過剰の内部圧力により破壊する場合、抑制材料は、膨
張し、過剰圧力を大気に解放することができるが、ハウ
ジングの破壊した破片は、一体に保持されたままである
。硬化の程度は、例えば、材料の厚さ、組成および特定
の場合には存有する光開始剤の量および紫外線照射の量
に依存する。

材料を硬化させる確実な工程は、ハウジングに適用した
しばらくの後または直後に行うことができ、紫外線硬化
性材料の場合、例えば、紫外線ランプによる照射下に付
すことにより行うことができる。別法では、適当な硬化
性材料の場合、例えば太陽光線のような特定の環境下に
適当時間さらすことにより、自然に行うことらできる。

過剰の熱は、ハウジングに過剰の熱応力を与えることに
なるので、材料は相当量の熱を加えなくとも硬化させる
ことができるのが望ましい。

硬化性材料は、テープまたはシート形状で、ハウジング
に供給し、適用するのが有利ある。これは、約３ｍｍの
厚さであってよく、ハウジングの回りに２回またはそれ
以上巻き付けてよい。使用する層の厚さおよび数は、用
途に依存するであろうが、一般に、より硬化性の材料を
、より破壊しやすいハウジングに適用する。

抑制作用は、例えば、ポリエステルまたはカラス繊維の
ような繊維状材料を硬化性材料内に埋め込むことにより
、例えば製造中に、硬化性材料本体に繊維状材料を含ま
せることにより、または硬化性材料をハウジングに適用
する時に、例えば別の層として繊維状十オ科を適用する
ことにより促進４−ることかできろ。繊維状材料は、ポ
リエステルブレードのようなブレードの形感であるのが
有利であるが、織物または編物であってらよい。繊維状
材料は、電気絶縁性であり、また非トラッキング性であ
る必要があり、更に、良好な機械的強度を有し、特に、
高強度および低伸びを有する必要がある。

好ましくは、硬化性材料は、ポリマー材料、アクリレー
トもしくはメタクリレートモノマー、オリゴマーもしく
はプレポリマーまたはそれらの混合物、および紫外線照
射に応答する光開始剤の配合物を含んで成る。ポリマー
材料は、ポリアクリレートホモまたはコポリマー、ポリ
メタク１）レートホモまたはコポリマー、例えば、プレ
クツガム（Ｐ　ｌｅｘｉｇｕｍ）Ｐ　−２４（シート（
Ｒ，ｏｅｈｍ）製）またはエルバサイト（Ｅ　１ｖａｃ
ｉｔｅ）　２０４４　（デュポン（１）ｕ　　Ｐｏｎｔ
）製）：（好ましくは、組成物の全重量の約４５重量％
以上のヒニルアセテートを含む）エチレン−ビニルアセ
テートコポリマー、例えば、エスフレーン（Ｅｓｃｏｒ
ｅｎｅ）ＭＰ　Ｏ２０２０；塩素化ポリエチレン、例え
ば、バイエル（Ｂ　ａｙｅｒ）　ＣＭ３６１４　　、ク
ロロスルホン化ポリエチレン、例えば、ハイパロン（Ｈ
ｙｐａｌｏｎ）　２０　（デュポン製）。

およびエチレン−メチルアクリレート−有機酸ターポリ
マー、例えば、ベイマツク（Ｖａｍａｃ）Ｎ　ｌ　２３
（デュポン製）から、選択するのが有利である。

アクリレートまたはメタクリレートモノマー、オリゴマ
ーまたはプレポリマーは、好ましくは２官能性であり、
炭素または炭素および酸素原子の鎖長は、少なくとも６
であり、そのようなものの例としては、ケムリンク（Ｃ
ｈｅｍｌｉｎｋ）　２０００　（アルコ・ケミカル（Ａ
　ＲＣＯｃｈｅｍｉｃａｌ）製）がある。

２官能性アクリレートと１官能性アクリレートとの組み
合わせは、硬化させた材料が促進された可撓性を有する
必要がある場合に使用できる。材料は、選択したポリマ
ー材料の固有の不可撓性を打ち消すように選択し、材料
が硬化し得る状態において、必要な程度の可撓性および
非脆性が達成される。

ポリマー材料は、アクリレートまたはメタクリレート材
料中で溶解する必要があり、このために、ポリマーは、
好ましくは粉末形態である。従来からペレット形態での
み市販されているポリマー材料は、例えば、極低温粉砕
機を使用して適当な粒子寸法、例えば１００〜８００ミ
クロンの粉末に粉砕してよい。

また、好ましい硬化性材料は、紫外線照射に応答する光
開始剤、好ましくはヒドロキシ−アルキルベンツフェノ
ン材料、例えば、グロキュアー（Ｄ　ａｒｏｃｕｒ）　
９５３　（ニー・メルク（Ｅ、　Ｍｅｒｃｋ）製）を含
んで成る。他の適当な光開始剤は、ベンゾインエーテル
、アルキルフェノン、ベンゾフェノン、キサトン、チオ
キサントンおよびそれらの誘導体である。

硬化性材料は、また、材料の加工性を促進し、所望の特
徴を与えるために可塑剤を含んで成ってよい。好ましく
は、可塑剤は、ポリマー材料のマトリックスにできる反
応性材料である。適当な材料は、フォト？　−（Ｐ　ｈ
ｏｔｏｍｅｒ）　３００５　（ダイアモンド・ジャムロ
ック（Ｄ　ｉａｍｏｎｄ　　Ｓ　ｈａｍｒｏｃｋ）製）
のようなアクリレート化エポキシ化大豆油である。

また、硬化性材料は、例えば酸化防止剤、安定剤および
充填剤のような他の添加剤を少量、通常、組成物の全重
量の１０重景％以下で含有してよい。

硬化性材料の全重量基準で、ポリマー材料は、３０〜７
０重量％、アクリレートまたはメタクリレートは、ＩＯ
〜４０重潰％、光開始剤は、１〜５重量％、および可塑
剤は、０〜２０重量％であるのか好ましい。

各成分を減圧下で一緒に混合することにより、高電圧電
気要素を封入する材料には好ましくない気泡の混入を避
けるのが有利である。得られた液体材料は、次に、剥離
紙により保護された平らなトレイに必要なシートの厚さ
に応じた深さまで型に注入する。要すれば、繊維状材料
をこの工程で加えてよい。次に、紫外線照射から保護し
てそのま土装置して大きい粘度変化を生じさせ、８０°
Ｃて約１．５ＸＩｏ３Ｐａ・秒置上の粘度（室温では、
粘度が非常に高くてうまく測定できない。）を有するゲ
ル状コンンステンノーにする。ゲル化時間：ｉ、例えば
、ポリマー材料とアクリレートまたはメタクリレートモ
ノマー、オリゴマーまたはプレポリマーとの相溶性、お
よびポリマー材料の粒子寸法（即ち、表面積）に依存し
、数分〜数時間の範囲で変化させることができる。得ら
れた材料は、非硬化状態では形態安定性を有する、即ち
、実質的に無限時間にわたりその構造を保持するような
可撓性シートである。材料は、ゲル化に要する時間が十
分であり、初期には流動性である液体が滑らかな上側表
面を形成するように選択し、シートの下側表面は、トレ
イ型の底と合致することにより滑らかになる。短時間、
例えば２．３分でゲル化するポリマー材料については、
別の製造方法、例えば２軸スクリユ一押出機を採用する
方法か好ましい。そのような方法は、より簡単であり、
成分がより良く混合され、また、ゲル化時間がより短く
なる。

非硬化ゲル状（材料は、基材との適当な合致性を確保す
るために、延伸することができ、好ましくは弾性である
のが有利である。硬化時に、材料は付７１シ、好ましく
は括材財料、持には２Ｋを封正する必要かある。

硬化時に、材料は、数分間以内に熱硬化性になるが、い
くらか可撓性を有するのが有利である。

１つの好ましい構造では、例えば磁製のような耐火性材
料のハウジングは、シェド付き外側表面、即ち、環境的
に汚染された条件下で使用する場合、水または他の汚染
物質をはね返し、またはハウジングから導き去るために
、ハウジングの中央から横方向に、例えば半径方向に伸
びる１つまたはそれ以上の突起を長手方向に有して成る
表面を何する。別法では、外側表面は、例えば正弦波状
に巻いた構造であり、一方、内側表面は、円筒状または
滑らかであってよい。代表的には、ハウジングは一般に
円筒状構造であり、シェドまたは螺旋かその回りで円形
に伸びている。そのような構造では、シェドの間または
螺旋状のトラフ内の比較的薄い壁部分は、ハウジングの
比較的弱い部分を構成するのが理解されよう。

もう１つの好ましい構造では、耐火性ハウジングは、実
質的に均質強度の中空チューブ状構造である。

硬化させた場合、抑制材料は、好ましくは電気絶縁性で
あり、実質的に非トラッキング性であるのが有利である
。非トラッキング性とは、材料がＡＳＴＭＤ２３０３傾
斜平板試験に合格し、表面に沿った炭質パスの形成に対
して良好な耐性を有することを意味する。

また、本発明は、上述のようなハウジングを有して成る
避雷器、ブッシング、絶縁器またはケーブルターミネー
ションのような電気要素を提供する。

本発明のハウジングを、避雷器の２つの態様の一部分を
示す添付の第１図および第２図を参照して説明する。

第１図では、避雷器は、半径方向に伸びる一体円形シニ
ド４を有する一般に円筒状の中空磁製ハウジング２を有
して成る。ハウジング２は、電圧分割器として作用して
、避雷器の両端（図示せず。

）間の電気的−サージを抑制する非線形抵抗材料の複数
のブロック６を有する。

紫外線照射により硬化する材料のテープ８を、各シェド
の間、即ち、ハウジング壁が相対的に薄い部分でハウジ
ング２の回りにしっかり巻き付ける。しかしながら、あ
る場合では、より弱い部分のそれぞれにテープ８を使用
するのが望ましくなく、または必ずしも必要ではないこ
とがある。

テープ８は、プレクシガムＰ、２４．（粉末ポリブチル
メタクリレート−メチルメタクリレートコポリマー）６
４重量部、ケムリンク２０００（２官能性長鎖アクリレ
ートオリゴマー）２４重量部、フォトマー３００５（ア
クリレート化エポキシ化大豆油可塑剤）１１重量部、お
よびダロキュア９５３（光開始剤）１重量部を有し、誠
圧下で混合し、オリゴマーにコポリマーを溶解させた。

次いて、混合した組成物を、深さ３ｍｍまで金属トレイ
に注入し、ポリエステル繊維のブレード８を埋め込み、
剥離紙で覆い太陽光線から保護し、１２時間放置した。

この間、ｉ材料は液体かられずかに粘着表面を何し、場
合により透明である弾性的に延伸可能なゲルのｊ［３聾
安定シートに変化した。

テープ８のストリップをハウジング２の弱い部分の回り
に約３ｍｌ１１の厚さで別々に巻き付けた後、３２０〜
４００ｎｍの範囲でピーク強度を有する紫外線ランプで
、実質的に均一にテープ８に４分間照射し、材料を硬化
させる。これにより、テープは、まだイつずかに可撓性
であるが、強靭な熱可塑性硬化物となる。硬化時に、材
料がわずかに収縮し、ハウジング２への固着性が促進さ
れる。

従って、内部圧力の増加につながる避雷器の電気的オー
バーロードが生じる場合、ンエド４間のより弱い部分で
、ハウジング２が破裂する傾向は、ｖ＆維補強硬化テー
プ８により抑制され、ハウジング２が破裂した場合でも
、ハウジングの破片が空中に飛散するのを防止すること
になる。

第２図では、避雷器は、滑らかな内側および外側表面を
有する一般的に円筒状の中空磁製ハウジング２０を有し
て成り、サージ防止要素（図示せず。）および適当な金
属エンド部品（図示せず。）を含む。

上述の材料のテープ８の３つの部分は、長手力向に間隔
を隔てて離れた部分でハウジング２０の周囲に巻かれて
部分的な補強を提供し、たとえ、使用中に過剰圧力によ
り壊れても、ハウジング２０がばらばらにならないよう
に保持する。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は、本発明の避雷器の態様を示す部
分図である。 ２・・・ハウジング、４・・・シェド、６・・・ブロッ
ク、８・・・テープ、１０・・・ブレード、２０・・・
ハウジング。 特許出願人　レイケム・ゲゼルシャフト・ミツト・ペン
ユレンクテル・ ハフラング 代　理　人　弁理士　前出　葆　ほか２名Ｆｉｇ、２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気要素を含むように、または電気要素の一部分を
   構成するように配置された中空フランジブルハウジング
   であって、該ハウジングは、唯一の箇所、または間隔を
   隔てて離れた複数の箇所で、ハウジングの表面に適用さ
   れた硬化または硬化性材料を有して成る抑制手段を有し
   、それにより、その適用箇所におけるハウジングの破裂
   を抑制するようになっているハウジング。 ２、該材料が、紫外線もしくは湿気にさらすことにより
   、または２成分硬化系を有してなることにより硬化し得
   る材料を含んで成る特許請求の範囲第１項記載のハウジ
   ング。 ３、該材料が、ハウジングの回りに巻いたテープまたは
   シートである特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   ハウジング。 ４、抑制手段が、埋め込まれた繊維状材料を有する特許
   請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のハウジング。 ５、繊維状材料が、ブレード、織物または編物の形態で
   ある特許請求の範囲第４項記載のハウジング。 ６、材料が、ポリマー材料、アクリレートまたはメタク
   リレートモノマー、オリゴマー、プレポリマーまたはそ
   れらの混合物、および紫外線照射に応答する光開始剤の
   配合物を含んで成る特許請求の範囲第１〜５項のいずれ
   かに記載のハウジング。 ７、ポリマーが、ポリアクリレートホモまたはコポリマ
   ー、ポリメタクリレートホモまたはコポリマー、エチレ
   ン−ビニルアセテートコポリマー、塩素化ポリエチレン
   、クロロスルホン化ポリエチレンおよびエチレン−メチ
   ルアクリレート−有機酸ターポリマーから選択される特
   許請求の範囲第６項記載のハウジング。 ８、材料が、可塑剤を含んで成る特許請求の範囲第１〜
   ７項のいずれかに記載のハウジング。 ９、硬化性材料の全重量基準で、ポリマー材料が約３０
   〜７０重量％、アクリレートまたはメタクリレートが約
   １０〜４０重量％、光開始剤が約１〜５重量％であり、
   および可塑剤が０〜約２０重量％である特許請求の範囲
   第６項記載のハウジング。 １０、耐火性材料を含んで成る特許請求の範囲第１〜９
   項のいずれかに記載のハウジング。 １１、耐火性材料が磁製材料を含んで成る特許請求の範
   囲第１０項記載のハウジング。 １２、硬化させた材料が、電気絶縁性であり、実質的に
   耐トラッキング性である特許請求の範囲第１〜１１項の
   いずれかに記載のハウジング。 １３、少なくとも１箇所の他のより強い部分よりも壊れ
   やすい少なくとも１箇所のより弱い部分を有し、該少な
   くとも１箇所のより弱い部分が、その部分に適用された
   該抑制手段を有する特許請求の範囲第１〜１２項のいず
   れかに記載のハウジング。 １４、より弱い部分の肉厚が、より強い部分よりも薄い
   特許請求の範囲第１３項記載のハウジング。 １５、外側表面が、シェド付きたは螺旋構造である特許
   請求の範囲第１〜１４項のいずれかに記載のハウジング
   。 １６、該表面が、ハウジングの外側表面を構成する特許
   請求の範囲第１〜１５項のいずれかに記載のハウジング
   。 １７、ハウジングが、実質的に均一の肉厚を有するチュ
   ーブ状部材を有して成る特許請求の範囲第１〜１２項の
   いずれかに記載のハウジング。 １８、特許請求の範囲第１〜１７項のいずれかに記載の
   ハウジングを有して成る電気要素。 １９、避雷器、ブッシング、絶縁器またはケーブルター
   ミネーションを有して成る特許請求の範囲第１８項記載
   の要素。 ２０、電気要素を含み、または電気要素の一部分を構成
   するように配置された中空フランジブルハウジングを補
   強する方法であって、硬化または硬化性材料を有して成
   る抑制手段を、唯一の箇所または間隔を隔てて離れた複
   数の箇所でハウジングの表面に適用し、それにより、適
   用箇所におけるハウジングの破裂を抑制するようにする
   方法。 ２１、ハウジングが、少なくとも１箇所の他のより強い
   部分よりも壊れやすい少なくとも１箇所のより弱い部分
   を有し、方法が、該少なくとも１箇所のより弱い部分に
   抑制手段を適用することを含んで成る特許請求の範囲第
   ２０項記載の方法。 ２２、抑制手段に紫外線照射を行い、硬化させる工程を
   含んで成る特許請求の範囲第２０項または第２１項記載
   の方法。 ２３、硬化性抑制手段をハウジングに適用した後に、該
   抑制手段を硬化させる工程を含んで成る特許請求の範囲
   第２０〜２２項のいずれかに記載の方法。 ２４、特許請求の範囲第１〜１７項のいずれかに記載の
   ハウジングを形成する特許請求の範囲第２０〜２３項の
   いずれかに記載の方法。