JPS63211525A - 高電圧用磁器碍子 - Google Patents

高電圧用磁器碍子

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JPS63211525A
JPS63211525A JP62040457A JP4045787A JPS63211525A JP S63211525 A JPS63211525 A JP S63211525A JP 62040457 A JP62040457 A JP 62040457A JP 4045787 A JP4045787 A JP 4045787A JP S63211525 A JPS63211525 A JP S63211525A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は急峻波特性に優れた高電圧用磁器碍子に関する
ものである。
（従来の技術） 最近の送電線の大容量、高電圧化に伴って、懸垂碍子等
の機械的強度および電気性能の一層の向上あるいは懸垂
碍子等に対する信頼性の向上が期待されている。この送
電線の高電圧化のためには、碍子頭部形状の大型化、笠
部漏洩距離の長大化が必要となるが、以下のような問題
点があった。
まず、碍子頭部形状の大型化は、使用する金具の大型重
量増加と相俟って碍子重量の増加につながり鉄塔の巨大
化および送電線敷設コストの増加につながる欠点があっ
た。このとき、磁器中にアルミナ結晶を多量に添加する
ことにより磁器を高強度化し、頭部形状を小型に維持し
たまま要求される機械的強度を達成することは可能であ
るが、アルミナ結晶を増加することにより磁器そのもの
の絶縁破壊強度が低下するため、それに伴い碍子の急峻
波特性等の電気性能が低下する欠点があった。
また、漏洩距離の長大化は、それに伴って汚損性能環一
部の電気性能は改善されるものの、雷撃時に筒部表面で
の閃落電圧が高くなるため頭部の磁器部で貫通を生じ易
く、結果として同一頭部形状では急峻波特性が低下する
欠点があった。
そのため、従来と同じ形状で碍子自体の強度は維持しつ
つ高電圧下においても象、峻波特性が良好な碍子の開発
が望まれていた。
（発明が解決しようとする問題点） 通常、碍子の絶縁部分は磁器、釉薬及びサンド部分から
構成されており、従来から各部についての改良は種々行
なわれているが、すべて機械的強度に関する改良であり
栄、峻波特性向上に関する情報は皆無で、これら従来技
術だけでは上述した本発明の急峻波特性に優れた碍子を
開発する目的を達成することができなかった。
また、磁器の絶縁破壊強度すなわち急峻波特性を改良す
るためには、磁器の微構造組織の均質・微細化や磁器誘
電体損を小さくする手段が考えられるが、前者の場合は
成形性の悪化やコストの大幅増等の欠点がまた後者の場
合はアルミナ結晶使用による限界があるとともに、これ
らの手段は製造コストあるいは機械的強度を維持する目
的と本質的に相反するため、これら急峻波特性と機械的
強度の要求をすべて達成する碍子を磁器の改良のみでは
得ることができなかった。
さらに、磁器碍子に使用する釉薬としては、例えば特公
昭４９−２１８６５号公報や特公昭５１−４２７５号公
報に示された釉薬の熱膨脹係数を規定した碍子も開示さ
れているが、いずれも碍子の機械的強度を改良するため
のものでしかなかった。
さらにまた、サンドについては例えばＥＰＲ１論文の“
Ｉｎｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　
ｏｆ　Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒｓ　”
においてサンドの熱膨脹係数を規定して碍子の機械的強
度を改良する旨の記載はあるが、この場合も上述した例
と同様碍子の機械的強度を改良するためだけのものでし
かなかった。
本発明は上述した欠点を解消して、一般的な碍子の機械
的強度、電気的性能を損なうこと無く、雷撃時の碍子内
部絶縁性の指標である急峻波特性を向上させることによ
って信頼性が優れるとともに同一保証強度であっても小
型化することが可能な高電圧用磁器碍子を提供しようと
するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明の高電圧用磁器碍子は、重量パーセントで、Ｓｉ
Ｏ２６４．０〜６８．０％、　　Ａｆｚ（ｈ　　１’７
．５〜１９．０％、　ＭｇＯ５．　Ｏ〜６．５％、　Ｃ
ａＯ３，０％以下。
ＬＯとＮａｎｏの合計２．０．〜２．８％および磁器焼
成に適した温度範囲で焼成した後にＭｎＯあるいはＭｎ
Ｏ□となる化合物をＭｎＯに換算して３．０〜９．０％
からなる釉薬を、金具およびセメントで被嵌される磁器
碍子の少なくとも頭部部分に施したことを特徴とするも
のである。
（作　用） 上述した構成において、５ｉｏ２．　Ａ　ｆ！　２０３
＋　ＭｇＯ＋Ｃａｂ、に２０＋ＮａｚＯの基本的な化学
成分に、磁器焼成に適した温度範囲で焼成した場合の酸
化物状態がＭｎＯあるいはＭｎＯ２となる化合物をＭｎ
Ｏに換算して３．０〜９．０重量％含有することにより
、少なくとも碍子の磁器頭部表面に施釉されている釉薬
の微構造状態を改良することができる。
それにより、碍子に必要な緒特性を損なわず、むしろ従
来以上に多量のアルミナ結晶を添加して磁器の絶縁破壊
強度が低下しても、碍子としての急峻波特性が低下しな
いため、その結果本発明によれば頭部形状の小型化が可
能な高電圧磁器碍子を得ることができる。
なお、本発明において、ＳｉＯ□、　Ａ　ｌ　ｚ０３．
　ＭｇＯ。
（：ａＱ、　ｌ（，０＋Ｎａ、Ｏの各成分の数値限定は
従来から公知の高強度磁器碍子用釉薬の基本であり従来
公知の数値範囲を記載したものであるが、本発明の最も
特徴とする磁器焼成に適した温度範囲で焼成した後にＭ
ｎＯあるいはＭｎＯ，となる化合物をＭｎＯに換算して
３．０〜９．０重量％含有すると規定したのは、３．０
重量％未満では急峻波特性の顕著な向上が得られないと
ともに９．０重量％を超えると機械的強度の低下が認め
られるためであり、さらに、酸化マンガンの添加は釉薬
中の気泡を減少させる作用を果している。
また、釉薬中直径５μｍ以上の気泡数が１００個／　ｍ
ｍ　”以下であると好ましいのは、微構造組織が急峻波
特性を悪化させる気孔の減少した状態となるためである
。
さらに、釉薬の熱膨脹係数を磁器よりも低く保つことが
好ましいのは、従来から公知なようにコンプレッション
グレーズによる圧縮力を得ることができ碍子の機械的強
度を高めることができるためで、この熱膨脹係数差は１
．　Ｏｘ　１０−６／’ｃ以上であるとその効果が顕著
となるためさらに好ましい。
以下急峻波特性と急峻波特性の評価尺度である峻度につ
いて説明する。
急峻波特性とは送電線の碍子が雷撃を受けた際の碍子頭
部の絶縁性能を表す指標であり、通常碍子が雷撃を受け
た場合生じ得る現象としては、碍子の副部表面を通って
閃落する外部閃落と碍子の頭部を貫通して閃落する頭部
貫通がある。急峻波を碍子に印加した場合は外部閃落す
ることが望ましく、頭部貫通では碍子が破壊されること
があるため送電線の離断等の深刻な被害が発生する可能
性もあり起こってはならない現象である。
次に、急峻波特性の評価尺度である峻度は、天然の雷を
実験室規模で発生させた場合の実験室規模の雷の大きさ
を表わす量であり、具体的には碍子に印加する電圧Ｖ　
（ｋｖ）と電圧が印加されてから最大電圧になるまでの
時間ｔ（μＳ）で決まる量である。すなわち、 峻度−Ｖ／１（ｋｖ／μＳ） という関係があり、峻度が高いつまり最大電圧が高いほ
ど、あるいは立上がり時間が短いほど厳しい条件の試験
となる。
第１図に峻度と頭部貫通破壊峻度および外部閃落特性と
の関係を印加時間と印加電圧をパラメータとして示す。
この関係は碍子の形状により変化するため代表的な形状
の概念図である第１図において、峻度の大きさはＡ＜Ｂ
＜Ｃであり、峻度が大きいほど外部閃落電圧よりも頭部
貫通電圧が低くなるために頭部貫通破壊を生じやすくな
る。従って、頭部貫通破壊峻度が大きい碍子の方が急峻
波特性が良好となることがわかる。
（実施例） 以下、実際の例について説明する。
まず、同一組成の素地で、第２図に示す形状で表面漏洩
距離Ｌ：５４０皿、副部直径り：３２０胴φ、頭側部肉
厚Ｔ：２１ｍｍの雨露碍子Ａと、Ｌ：３１０ｍｍ、Ｄ：
２５８ｍｍφ、Ｔ：１２ｍｍの頭部小型碍子Ｂとを準備
した。次に、第１表に示す本発明の成分範囲内および範
囲外の釉薬を、準備した各碍子の頭部の外側および内側
に施釉して釉薬層１．２を設けたのち焼成した。金属製
の頭部キャップ３およびピン４をセメント５を介して装
着し、製品特性を評価するための碍子を得た。
得られた形状の異なる碍子に対して、急峻波特性の評価
を行なった。その評価方法は、得られた碍子１０個を１
０ツトとして、各碍子の頭部キャップ３とピン４を電極
として峻度一定の条件でピン側に正電圧を１０回印加し
た。その峻度で頭部貫通が生じない碍子については更に
極性を変え各碍子１個につきピン側に負電圧を１０回印
加した。
更に別ロフトで峻度を変えて同様の試験を行なった。そ
の結果を第１表に、試験峻度で頭部貫通破壊が生じなか
ったものを０，１０個のうち１個だけ頭部貫通破壊した
ものをΔ、１０個のうち２個以上頭部貫通破壊したもの
を×として表示した。
また、釉薬層１．２中の気泡の観察は、実際に象、峻波
特性を試験した碍子の頭部釉薬部分を切り出し、釉薬層
面１．２に垂直方向に鏡面研磨した試料に対して、画像
解析装置により行なった。気泡の計数は充分な統計分布
が測定できるよう、どの試験も約１０００個の気泡数と
なるまで実施した。その結果は同様に第１表中に示した
。さらに、各釉薬の熱膨脹係数を測定し併せて第１表に
示した。
さらに、得られた碍子の強度として、同一形状で従来の
頭部軸を施釉した碍子強度を１００としたとき、本実施
例の碍子強度が９５以上のものを○、８０〜９５未満の
ものをΔ、８０未満のものを×として第１表に表示する
とともに、最終的な総合結果として急峻波特性および碍
子強度の点から、もっとも好ましいものを◎、好ましい
ものをＯ１従来とあまり変わらないものを△、製品とし
て使用できないものを×として第１表に表示した。
第１表の結果から、頭部に施した釉薬の化学成分中、焼
成後の換算ＭｎＯ量が本発明の範囲内である試験番号１
〜１２は総合評価がすべて○または◎であり、本発明の
目的である急峻波特性と強度の両者を達成できることが
わかった。
これら本発明の範囲内の碍子に使用した釉薬中の気泡数
は１００個／Ｉｎｌ１１２以下であり、また釉薬の熱膨
脹係数が磁器の熱膨脹係数よりも小さい熱膨脹係数すな
わち少なくとも１．ＯＸ　１０−’／’Ｃ以上小以上熱
膨脹係数を有しており、気泡数および熱膨脹係数の点で
これらの範囲が好ましい範囲であることがわかった。
また、試験番号３０，２．４の気泡径と累積気泡数の関
係を示した第３図から、１平方ミリメートル当たりの５
μｍ以上の気泡数が少ないほど急峻波特性等に悪影響を
与える累積気泡数が少なくなることがわかる。さらに、
頭部小型碍子Ｂにおいても本発明の釉薬を塗布したもの
は従来と同等以上の性能を示すこともわかった。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形、変更が可能である。例えば、上述した実
施例においては、特定組成の釉薬を頭部にしか塗布しな
かったがこれに限定されるものではな（、少なくとも頭
部にこの釉薬を塗布すれば本発明の効果を達成できる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の貰電圧用磁器碍子によれば、所定の化学成分からなる
釉薬を少なくとも磁器頭部に施すことにより、碍子とし
て良好な急、峻波特性および高い強度の相反する特性を
同時に達成することができ、高電圧用磁器碍子として頭
部形状の小型化ひいては碍子の小型軽量化も可能となる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は峻度と頭部貫通閃落特性および外部閃落特性と
の関係を示すグラフ、 第２図は試験に使用した碍子の形状を示す部分断面図、 第３図は本発明例と比較例の気泡数と累積気泡数との関
係を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、重量パーセントで、ＳｉＯ＿２６４．０〜６８．０
    ％、Ａｌ＿２Ｏ＿３１７．５〜１９．０％、ＭｇＯ５．
    ０〜６．５％、ＣａＯ３、０％以下、Ｋ＿２ＯとＮａ＿
    ２Ｏの合計２．０〜２．８％および磁器焼成に適した温
    度範囲で焼成した後にＭｎＯあるいはＭｎＯ＿２となる
    化合物をＭｎＯに換算して３．０〜９．０％からなる釉
    薬を、金具およびセメントで被嵌される磁器碍子の少な
    くとも頭部部分に施したことを特徴とする高電圧用磁器
    碍子。 ２、前記釉薬層断面部分に観察される直径５μｍ以上の
    気泡数が１平方ミリメートル当たり １００個以下である特許請求の範囲第１項記載の高電圧
    用磁器碍子。 ３、前記釉薬の熱膨脹係数が磁器の熱膨脹係数より低い
    特許請求の範囲第１項記載の高電圧用磁器碍子。 ４、前記釉薬と磁器との熱膨脹係数差が１．０×１０＾
    −＾６／℃以上である特許請求の範囲第１項記載の高電
    圧用磁器碍子。
JP62040457A 1987-02-25 1987-02-25 高電圧用磁器碍子 Granted JPS63211525A (ja)

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