JPS6345805A - 避雷碍子における耐圧絶縁筒の補強構造 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は避雷素子を内蔵し、特に架空送電線用の碍子
装置に使用される避雷碍子に関するものであり、さらに
詳しくは放圧孔を備えた耐圧絶縁筒の補強構造に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、避雷素子を内蔵したＭ雷碍子として、ＦＲＰ等の
機械的強度に優れた耐圧絶縁筒の上下両端にそれぞれ筒
状の接地側電極及び課電側電極を嵌合固定するとともに
、両電極間には電圧−電流特性が非直線性の避雷素子を
収容固定し、避雷素子と耐圧絶縁筒との間及び耐圧絶縁
筒の外周にゴムモールドを設け、さらに、前記耐圧絶縁
筒の外周には、予期しない大規模雷撃によって避雷素子
が異常放電して生ずる高温・高圧のアークを碍子外部に
放出するための放圧孔を形成したものが提案されている
。

（発明が解決しようとする問題点） 短絡電流が非常に大きい有効接地系統、あるいは非有効
接地系統での特殊ケースでは致方アンペアの短絡電流を
考える必要がある。例えば、線路電圧が３３〜７７ＫＶ
の送電線路では、故障時の短絡電流１０〜２５ＫＡ、０
．１〜０．１５秒であるのに対し、線路電圧が１５４〜
５００ＫＶの送電線路では、同じ短絡電流が３０〜５０
ＫＡ、０．１〜０．２秒となり、格段に設計上厳しい条
件となる。従って、このような線路に避雷碍子を適用し
ようとすると耐圧絶縁筒のみでは放圧時において強度が
不足するという問題がある。すなわち、大規模雷撃時の
アークの放出による放圧孔縁部への応力集中により耐圧
絶縁筒には割れが生じて、この割れが長手方向に進行し
て耐圧絶縁筒が破壊する。また、所要の強度を得るには
肉厚を大幅に増加させる必要が生じるため、碍子が大型
化する等の問題がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記問題点を解決するため、放圧孔を形成し
た耐圧絶縁筒の上下両端にそれぞれ筒状の接地側電極及
び課電側電極を嵌合固定するとともに、両電極間には電
圧−電流特性が非直線性の避雷素子を収容固定し、避雷
素子と耐圧絶縁筒との間及び耐圧絶縁筒の外周にゴムモ
ールドを設けた避雷碍子において、前記耐圧絶縁筒の外
周に放圧孔を除いてあるいは放圧孔も含めて、補強繊維
糸又は補強繊維布で巻回してその端部を仮止めし、こう
して形成した補強繊維層の外周を前記ゴムモールドによ
り一体にモールドするという構成を採用している。

（作用） この発明は前記手段を採用したため、予期しない大規模
雷撃によって避雷素子が異常放電して生ずる高温・高圧
のアークの放圧時に放圧孔縁部に応力集中が生じて耐圧
絶縁筒に割れが生じても、同耐圧絶縁筒の外周に設けた
補強繊維層によって補強され、耐圧絶縁筒内の圧力が負
担される。このため、耐圧絶縁筒の長手方向への割れの
進行が防止される。また、所要の耐圧強度を得る場合、
耐圧絶縁筒の外周に補強繊維層を設けたので、同絶縁筒
の肉厚を薄くして避雷碍子を大幅に軽量化できるため、
避雷碍子装置のブラケット、吊下金具への振動時の応力
集中が防止される。

さらに、本発明は補強繊維層の端部を耐圧絶縁筒に仮止
めして、ゴムモールドにより一体に包蔵したので、樹脂
含浸や、切断加工等の行程が省略され、製作が容易にな
る。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。第２図に示すように、塔体ｌに取着された接地
側の吊下金具２の左右両端には吊下碍子３，３が回動可
能に垂下され、両吊下碍子３．３の下端には中央に放電
電極５を有する電線側の吊下金具４が取着され、この吊
下金具４にはクランプ６を介して電線７が吊下支持され
ている。

又、前記吊下金具２の中央に取着されたブラケット８に
は避雷碍子１０が取付けられている。

次に、避雷碍子１０について説明すると、第１゜３図に
示すように機械的強度に優れ、耐熱性、耐圧性のある強
化プラスチック（ＦＲＰ）等の材料よりなる耐圧絶縁筒
１１の上端には、内面に段差部１２ａを有し、かつ、上
部外周に取付フランジ１２ｂを有する筒状の接地側電極
１２が嵌合接着され、下端には底部中央寄りに円筒状の
係合筒１３ａを突設した有底筒状の課電側電極１３が嵌
合接着されている。同課電側電極１３下面に設けた取付
片１３ｂには放電電極１４が取付けられ、第２図に示す
ように前記吊下金具４に設けた放電電極５との間に気中
放電間隙Ｇを形成している。

第３図に示すように前記耐圧絶縁筒１１内には素子組体
１５が収容されている。この素子組体１５は酸化亜鉛（
ＺｎＯ）を主材とする電圧−電流特性が非直線性の避雷
素子１６を複数直列に積層するとともに、上下両端の避
雷素子１６にそれぞれ上部及び下部の素子押え金具１７
．１８を接合し、避雷素子１６及び画素子押え金具１７
．１８の外周にＥＰＤＭゴムよりなる被ｒｉ１９を設け
て構成されている。そして、同素子組体１５の下端は、
下部の素子押え金具１８に形成した突部１８ａを前記課
電側電極１３の係合筒１３ａに係合して位置規制されて
いる。

前記接地側電極１２の内周面に形成した雌ねじ１２Ｃに
は、第３図に示すように外周面に雄ねじ２０ａを有する
締付金具２０が螺合されている。

同締付金具２０中央の挿通孔２０ｂには筒状の絶縁スペ
ーサ２１を介して端子金具２２が貫通固定され、素子組
体１５上部の素子押え金具１７との間には、素子組体１
５を同端子金具２２と課電側電極１３との間に圧着固定
するとともに、避雷素子１６に接触圧を付与するばね２
３が介在されている。なお、ばね２３にはシャント２４
が複数（この実施例では３）介在され、電気的接続を良
くしている。

前記耐圧絶縁筒１１の上部、中間部２ケ所及び下部には
、異常時のアークを放出するための放圧孔１１ａが直径
方向に９０°ごと（第４図参照）に形成されている。同
放圧孔１１ａの長さしは幅Ｓの５倍以内が好ましく、又
、各放圧孔１１ａの縦方向の間隔は耐圧絶縁筒１１内径
の６倍以内とするのが好ましい。さらに、放圧孔１１ａ
を接地側電極１２及び課電側電極１３の近傍とその中間
部に設けることにより、アークを効率良く放出できる。

又、第１図に示すように、同耐圧絶縁筒１１の外周面に
は各放圧孔１１ａにかからないように、ガラス繊維糸、
炭素繊維あるいはアラミド（商品名、ケブラー）等の一
本の繊維糸２５ａ（５〜６本の撚糸で、繊維径が０．１
ｍｍ程度のものが望ましい）をコイル状に連続して巻回
し、補強繊維Ｊｉｉ２５を形成している。この繊維糸２
５ａの両端部は例えば瞬間接着剤により戻らないように
耐圧絶縁筒１１の表面に仮止めされている。この補強繊
維層２５の厚さは３〜５鶴が望ましい。又、この補強繊
維糸２５ａは脱脂後、プライマー処理され、さらに、加
硫接着剤（図示路）をスプレー等により塗布してゴムモ
ールド２６と一体化するようになっている。

前記耐圧絶縁筒１１と素子組体１５との間、接地側電極
１２と端子金具２２との間及び耐圧絶縁筒１１の外側に
はＥＰＤＭゴムよりなるゴムモールド２６が形成され、
接地側電極１２の下部外周面及び課電側電極１３の上部
外周面にまで延在され、外周にはひだ２６ａが一体に形
成されている。

このゴムモールド２６により本発明では前記補強繊維層
２５全体を一体に包蔵固定するようにしている。

又、ゴムモールド２６には第４図に示すように前記耐圧
絶縁筒１１の放圧孔１１ａと対応する位置に放圧口２６
ｂが設けられている。

第２図に示すように前記ブラケット８の一例には図示し
ないアーキングリング腕部を介して、前記上部の放圧口
２６ｂと対応するようにアーキングリング２８が設けら
れている。一方、前記課電側電極１３の取付片１３ｂに
も図示しないアーキングリング腕部を介して、前記下部
の放圧口２６ｂとほぼ対応するようにアーキングリング
２８が設けられている。

次に、前記のように構成した碍子装置についてその作用
を説明する。

今、雷撃により電線７に雷サージが侵入すると、電流は
電線７からクランプ６−吊下金具４−放電電極５から気
中放電間隙Ｇを介して避雷碍子１０の放電電極１４にア
ーク放電され、課電側電極１３から下部の素子押え金具
１８を経て避雷素子１６に流れ、さらに上部の素子押え
金具１７−シャント２４一端子金具２２−吊下金具２を
経て塔体１から大地へと流れる。これに伴う続流は避雷
素子１６により遮断される。

又、予期しない大規模雷撃によって避雷素子１６が異常
放電して導通状態となり高温・高圧のアークが発生する
と、耐圧絶縁筒１１の放圧孔１１ａ付近の被覆１９の一
部及びゴムモールド２６の一部が軟化又は熔融破壊され
、高圧のガスによって飛散され、外部に通ずるアーク放
出路が強制的に形成される。避雷碍子１０外部に放出さ
れたアークは両アーキングリング２８間へ移行され、上
下互に繋がる。このアークにより放圧孔１１ａ縁部に応
力集中が生じて耐圧絶縁％？ｉ１１に割れが生じても、
同絶縁筒１１の外周に巻回した補強繊維層２５によって
補強されていることから、耐圧絶縁筒１１の内圧力が負
担される。このため、耐圧絶縁筒１１の長手方向への割
れの進行、破壊が防止される。

又、本発明では耐圧絶縁筒１１の外周に補強繊維層２５
を設けているので、所要の耐圧強度を得る場合、耐圧絶
縁筒１１の肉厚を薄くして避雷碍子１０を小型軽量化で
きる。

さらに、本発明では補強繊維層２５を形成する繊維糸２
５ａの端部を耐圧絶縁筒１１に仮止めして、ゴムモール
ド２６のモールド時に該モールド２６により前記補強繊
維層２５を一体に包蔵したので、樹脂含浸や、切断加工
等の固定・成形工程が省略され、ゴムモールド２６の成
形工程を利用して耐圧前記筒１１に補強繊維層２５が固
定され、製作が容易になる。

ところで、本願出願人は実願昭６０−２８１４００号に
おいて既に耐圧絶縁筒の外周部に補強リングを設ける構
造のものを提案しており、その中で補強繊維糸を耐圧絶
縁筒の外周部に巻回した後、樹脂により一体的に包蔵す
る技術を開示したが、この先願はゴムモールド２６と別
に樹脂により繊維層を包蔵しているので、製造工程が増
えるという難点がある。

なお、この発明は次のように実施してもよい。

（１）前記補強繊維糸２５ａに代えて、補強繊維布（図
示路）を使用すること。この補強繊維布の厚さを例えば
０．２ｗ程度とし、巻回数を２５回程度とすると、補強
繊維層２５の厚さは５ｆｌ程度となる。

（２）耐圧絶縁筒１１の強度要請が極めて大きいときは
、放圧孔１１ａと対応する部分にも補強繊維糸２５ａを
疎らに巻回して、補強繊維層２５を形成してもよい。こ
の場合、補強繊維層２５が通気性を有しているので、放
圧初期に放圧孔ｔｔａから容易に放圧され、放圧孔１１
ａに対応する繊維層２５はやがて圧力と熱により切断さ
れる。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は耐圧絶縁筒の外周に補
強繊維層を設けたので、予期しない大規模雷撃によって
避雷素子が異常放電し続流によって生ずる高温・高圧の
アークの放圧時に放圧孔縁部に応力集中が生じて耐圧絶
縁筒に割れが生じても、補強繊維層によってこの放出圧
力を負担して耐圧絶縁筒の長手方向への割れの進行を防
止でき、耐圧絶縁筒の強度を向上できるとともに、耐圧
絶縁筒の肉厚を薄くして避雷碍子の小型軽量化を図れる
優れた効果がある。

又、本発明は耐圧絶縁筒に対し補強繊維層を仮止めして
ゴムモールドにより包蔵固定したので、その固定を簡単
に行うことができ、ひいては避雷碍子の製作を容易に行
い、製品のコストダウンを図ることができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示す斜視図、
第２図は避雷碍子を装着した碍子装置を示す正面図、第
３図は避雷碍子の縦断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線
端面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ線端面図、第６図は第
３図のＣ−Ｃ線端面図、第７図は第３図のＤ−Ｄ線端面
図である。 １１・・・耐圧絶縁筒、１１ａ・・・放圧孔、１２・・
・接地側電極、１３・・・課電側電極、１６・・・避雷
素子、２５・・・補強繊維層、２５ａ・・・補強繊維糸
、２６・・・ゴムモールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　放圧孔（１１ａ）を形成した耐圧絶縁筒（１１）の
   上下両端にそれぞれ筒状の接地側電極（１２）及び課電
   側電極（１３）を嵌合固定するとともに、両電極（１２
   ，１３）間には電圧−電流特性が非直線性の避雷素子（
   １６）を収容固定し、避雷素子（１６）と耐圧絶縁筒（
   １１）との間及び耐圧絶縁筒（１１）の外周にゴムモー
   ルド（２６）を設けた避雷碍子において、前記耐圧絶縁
   筒（１１）の外周に放圧孔（１１ａ）を除いてあるいは
   放圧孔（１１ａ）も含めて、補強繊維糸（２５ａ）又は
   補強繊維布で巻回してその端部を仮止めし、こうして形
   成した補強繊維層（２５）の外周を前記ゴムモールド（
   ２６）により一体にモールドしたことを特徴とする避雷
   碍子における耐圧絶縁筒の補強構造。 ２　耐圧絶縁筒（１１）の外周には一本の補強撚糸がコ
   イル状に連続して巻回されている特許請求の範囲第１項
   に記載の避雷碍子における耐圧絶縁筒の補強構造。