JPH02158018A - 光ファイバ複合碍子 - Google Patents
光ファイバ複合碍子Info
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- JPH02158018A JPH02158018A JP63311832A JP31183288A JPH02158018A JP H02158018 A JPH02158018 A JP H02158018A JP 63311832 A JP63311832 A JP 63311832A JP 31183288 A JP31183288 A JP 31183288A JP H02158018 A JPH02158018 A JP H02158018A
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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。
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、従来の中実碍子と同等の機械的強度を有し、
信頼性を向上した光ファイバ複合碍子に関するものであ
る。
信頼性を向上した光ファイバ複合碍子に関するものであ
る。
（従来の技術）
送配電線あるいは電力変電所では落雷事故等により送配
電線路あるいは変電所内で発生した故障点を速やかに検
知して、復旧するシステムの開発が望まれている。この
ため、従来、ポッケルス素子、ファラデー素子を用いた
光ファイバを利用した異常電圧、異常電流検出システム
が使用されている。
電線路あるいは変電所内で発生した故障点を速やかに検
知して、復旧するシステムの開発が望まれている。この
ため、従来、ポッケルス素子、ファラデー素子を用いた
光ファイバを利用した異常電圧、異常電流検出システム
が使用されている。
これらの光ファイバ複合碍子は種々構造が開示されてお
り、例えば特開昭６０−１５８４０２号公報に於いては
、碍子の軸部の中心に貫通孔を有し、この貫通孔に光フ
ァイバを挿通し、貫通孔の全体または一部にシリコーン
ゴム等の有機絶縁物を充填することにより光ファイバを
封着し、碍子の表面漏洩絶縁距離を減少させることを防
止する技術及び碍子の磁器全体を加熱し、貫通孔中に溶
融したガラスを貫通孔の全体に流し込み封着する技術が
知られている。
り、例えば特開昭６０−１５８４０２号公報に於いては
、碍子の軸部の中心に貫通孔を有し、この貫通孔に光フ
ァイバを挿通し、貫通孔の全体または一部にシリコーン
ゴム等の有機絶縁物を充填することにより光ファイバを
封着し、碍子の表面漏洩絶縁距離を減少させることを防
止する技術及び碍子の磁器全体を加熱し、貫通孔中に溶
融したガラスを貫通孔の全体に流し込み封着する技術が
知られている。
更には貫通孔の軸方向の中央部分にのみシリコーンゴム
等の有機絶縁物を充填し、端部をガラス封着する技術が
知られている。
等の有機絶縁物を充填し、端部をガラス封着する技術が
知られている。
これらのシステムに使用する光ファイバ複合碍子は、光
ファイバを内蔵して光信号を確実に伝送するばかりでな
く、従来の碍子機能も重要である。
ファイバを内蔵して光信号を確実に伝送するばかりでな
く、従来の碍子機能も重要である。
例えば、電力変電所では開閉器等の断路器を光ファイバ
複合碍子に置き換えて故障点検出システムとする場合が
ある。この場合の光ファイバ複合碍子は通常の断路器に
使用されている中実支持碍子と置き換える必要があるた
め、中実支持碍子と同等の機械的強度が必要とされる。
複合碍子に置き換えて故障点検出システムとする場合が
ある。この場合の光ファイバ複合碍子は通常の断路器に
使用されている中実支持碍子と置き換える必要があるた
め、中実支持碍子と同等の機械的強度が必要とされる。
（発明が解決しようとする課題〉
従来、碍子の機械的強度は胴部直径が同一であっても、
中実タイプと碍子の軸芯方向に貫通孔を有する碍管タイ
プとでは保証強度が異なり、碍管タイプは機械的強度が
低下することが知られている。また、光ファイバ複合碍
子では熱膨張係数の異なる材料を内部に充填固化して一
体化するため残留応力が発生し、より機械的強度を低下
させる要因となる。
中実タイプと碍子の軸芯方向に貫通孔を有する碍管タイ
プとでは保証強度が異なり、碍管タイプは機械的強度が
低下することが知られている。また、光ファイバ複合碍
子では熱膨張係数の異なる材料を内部に充填固化して一
体化するため残留応力が発生し、より機械的強度を低下
させる要因となる。
そのため、光ファイバ複合碍子で機械的強度を従来と同
一直径の中実支持碍子並に維持することが重要であるが
、その場合特に重要である中央部分を貫通する内孔の直
径ｄと碍子胴部の径りとの関係については、従来何ら考
慮がはられれていなかった。
一直径の中実支持碍子並に維持することが重要であるが
、その場合特に重要である中央部分を貫通する内孔の直
径ｄと碍子胴部の径りとの関係については、従来何ら考
慮がはられれていなかった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、内孔の直径ｄ
と碍子胴部の直径りとの関係を調査することにより、同
一形状でも従来の中実碍子と同等の機械的強度を有する
光ファイバ複合碍子を提供しようとするものである。
と碍子胴部の直径りとの関係を調査することにより、同
一形状でも従来の中実碍子と同等の機械的強度を有する
光ファイバ複合碍子を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明の光ファイバ複合碍子は、碍子の中央部分を貫通
する内孔中に光ファイバを挿通ずるとともに、内孔中央
部を有機材料により封着した光ファイバ複合碍子におい
て、前記内孔の直径をｄ、碍子胴部の直径をＤとしたと
きに、ｄ／Ｄが０．２５以下であることを特徴とするも
のである。
する内孔中に光ファイバを挿通ずるとともに、内孔中央
部を有機材料により封着した光ファイバ複合碍子におい
て、前記内孔の直径をｄ、碍子胴部の直径をＤとしたと
きに、ｄ／Ｄが０．２５以下であることを特徴とするも
のである。
（作 用）
本発明は光ファイバと碍子貫通孔の全体あるいは一部を
気密封着する封着材料としてシリコーンゴム等の有機材
料を用いた光ファイバ複合碍子において、従来の中実支
持碍子と同等の機械的強度を同一形状で維持できる内孔
の直径ｄと胴部の直径りの関係を見出したことによる。
気密封着する封着材料としてシリコーンゴム等の有機材
料を用いた光ファイバ複合碍子において、従来の中実支
持碍子と同等の機械的強度を同一形状で維持できる内孔
の直径ｄと胴部の直径りの関係を見出したことによる。
これにより、光ファイバ複合碍子の貫通する内孔の封着
材料としてシリコーンゴムを用いた光ファイバ複合碍子
で、電力変電所の断路器用中実支持碍子と交換すること
が可能となり、既存の電力変電所に容易に故障点検出シ
ステムを構成することができる。
材料としてシリコーンゴムを用いた光ファイバ複合碍子
で、電力変電所の断路器用中実支持碍子と交換すること
が可能となり、既存の電力変電所に容易に故障点検出シ
ステムを構成することができる。
ここで、中央部分を貫通する内孔の直径ｄと碍子胴部の
直径りとの関係において、ｄ／Ｄを０．２５以下と限定
したのは、後述する実施例からも明らかなようにｄ／Ｄ
が０．２５を越えると、機械的強度が同一形状の中実品
と比べて低くなるとともに、耐熱限界も低くなるためで
ある。
直径りとの関係において、ｄ／Ｄを０．２５以下と限定
したのは、後述する実施例からも明らかなようにｄ／Ｄ
が０．２５を越えると、機械的強度が同一形状の中実品
と比べて低くなるとともに、耐熱限界も低くなるためで
ある。
なお、内孔の直径ｄは内部に光ファイバを挿通し、且つ
、十分な封着後の気密性を保つためには、３ｍｍ以上で
あると好ましい。
、十分な封着後の気密性を保つためには、３ｍｍ以上で
あると好ましい。
（実施例）
以下、実際の例について説明する。
磁器碍子の軸芯を貫通する内孔１を備えた第１図に形状
を示す穴開き碍子３を各種用意した。磁器材質は、変電
所の開閉器の支持台に使用される中実支持碍子と同一と
した。碍子軸芯中央部の貫通する内孔１の直径ｄを２〜
６０ｍｍ、碍子の胴部２の直径りを８０〜１４５ｍｍの
範囲で変化させて、貫通する内孔径と碍子胴部直径との
比（ｄ／Ｄ）ｘｌｏｏが２．８〜５０．０％の穴開き碍
子３を用意した。
を示す穴開き碍子３を各種用意した。磁器材質は、変電
所の開閉器の支持台に使用される中実支持碍子と同一と
した。碍子軸芯中央部の貫通する内孔１の直径ｄを２〜
６０ｍｍ、碍子の胴部２の直径りを８０〜１４５ｍｍの
範囲で変化させて、貫通する内孔径と碍子胴部直径との
比（ｄ／Ｄ）ｘｌｏｏが２．８〜５０．０％の穴開き碍
子３を用意した。
尚、穴開き碍子３の解放端部には貫通する内孔の直径に
比較してｌＱｍｍ大きな直径で、且つ、軸芯と３０°の
角度を為すテーパ部４を設けた。同テーパ部４を設けた
理由は、シリコーンゴム硬化後に環境温度の変化によっ
て発生する内圧を緩和するためである。また、碍子軸芯
中央部の内孔１の表面は、碍子表面と同一釉薬で施釉し
た。
比較してｌＱｍｍ大きな直径で、且つ、軸芯と３０°の
角度を為すテーパ部４を設けた。同テーパ部４を設けた
理由は、シリコーンゴム硬化後に環境温度の変化によっ
て発生する内圧を緩和するためである。また、碍子軸芯
中央部の内孔１の表面は、碍子表面と同一釉薬で施釉し
た。
これらの碍子に光ファイバをシリコーンゴムで封着した
光ファイバ複合碍子を作製し、性能試験を実施した。試
験体に使用する光ファイバとしては、光ファイバ自身の
気密性及び封着処理時の取扱い性を考慮して、−次被覆
及び緩衝層のみの付いた光ファイバを用いた。また、光
ファイバの最外層である緩衝層の表面には、シリコーン
ゴムとの気密接着性を確保すべく、シランカップリング
材等のプライマー処理を実施した。また、使用したシリ
コーンゴムとしては、高温硬化性の付加反芯型シリコー
ンゴムであり、引張強度、破断時の伸び量が大きな材料
を選択した。試験体に使用した光ファイバを被覆する緩
衝層及びシリコーンゴムの材料特性値を第１表に示す。
光ファイバ複合碍子を作製し、性能試験を実施した。試
験体に使用する光ファイバとしては、光ファイバ自身の
気密性及び封着処理時の取扱い性を考慮して、−次被覆
及び緩衝層のみの付いた光ファイバを用いた。また、光
ファイバの最外層である緩衝層の表面には、シリコーン
ゴムとの気密接着性を確保すべく、シランカップリング
材等のプライマー処理を実施した。また、使用したシリ
コーンゴムとしては、高温硬化性の付加反芯型シリコー
ンゴムであり、引張強度、破断時の伸び量が大きな材料
を選択した。試験体に使用した光ファイバを被覆する緩
衝層及びシリコーンゴムの材料特性値を第１表に示す。
第１表
試験体は、磁器碍子の貫通孔内に２本の光ファイバを挿
通して、それぞれの光ファイバを１ ｋｇの張力で引張
った状態で周囲をシリコーンゴムで充填して作製した。
通して、それぞれの光ファイバを１ ｋｇの張力で引張
った状態で周囲をシリコーンゴムで充填して作製した。
シリコーンゴムは、Ｉ Ｔｏｒｒ以下の真空圧で３０分
、脱泡撹拌した後に、５ｋｇ／ｃｍ”で圧入した。シリ
コーンゴムの圧入の際に、シリコーンゴムを圧入する端
部と反対の端部より真空脱気すると、シリコーンゴムと
磁器の接着面、シリコーンゴムと光ファイバの接着面に
気泡が巻き込まれずに好ましい。シリコーンゴムを充填
後、８０℃の恒温槽に６時間保管して、シリコーンゴム
を硬化して、光ファイバ複合碍子とした。
、脱泡撹拌した後に、５ｋｇ／ｃｍ”で圧入した。シリ
コーンゴムの圧入の際に、シリコーンゴムを圧入する端
部と反対の端部より真空脱気すると、シリコーンゴムと
磁器の接着面、シリコーンゴムと光ファイバの接着面に
気泡が巻き込まれずに好ましい。シリコーンゴムを充填
後、８０℃の恒温槽に６時間保管して、シリコーンゴム
を硬化して、光ファイバ複合碍子とした。
上記工程で作製した光ファイバ複合碍子に対して、製品
としての曲げ強度試験、耐熱限界試験、封着後の気密性
試験を実施した。
としての曲げ強度試験、耐熱限界試験、封着後の気密性
試験を実施した。
試験方法を以下に示す。
曲げ強度試験については１０本の試験体を用意して、片
端のフランジ金具を固定して、固定されない片端を作用
点として碍子軸芯方向に垂直な荷重を負荷した。試験結
果は、１０本の試験体の平均強度を、貫通孔を持たない
同一胴部径の碍子の平均曲げ強度をｌＯＯとした相対値
で示した。
端のフランジ金具を固定して、固定されない片端を作用
点として碍子軸芯方向に垂直な荷重を負荷した。試験結
果は、１０本の試験体の平均強度を、貫通孔を持たない
同一胴部径の碍子の平均曲げ強度をｌＯＯとした相対値
で示した。
また、耐熱限界試験については１０本の試験体を用意し
て、３０℃／Ｈｒ で所定温度まで昇温し、所定温度
で３時間保持した後に放冷して、外観々察を実施した。
て、３０℃／Ｈｒ で所定温度まで昇温し、所定温度
で３時間保持した後に放冷して、外観々察を実施した。
試験結果は、総ての試験体で問題が無い場合を◎、１／
ｌＯの試験体に碍子の破壊もしくはシリコーンゴムの飛
び出し等の異常が発生した場合を△、２７１０以上の試
験体に異常が発生した場合をＸで示した。試験は最初９
０℃で実施し、試験機健全な試験体に関しては、引き続
き１００℃、１１０℃、１２０℃で実施した。
ｌＯの試験体に碍子の破壊もしくはシリコーンゴムの飛
び出し等の異常が発生した場合を△、２７１０以上の試
験体に異常が発生した場合をＸで示した。試験は最初９
０℃で実施し、試験機健全な試験体に関しては、引き続
き１００℃、１１０℃、１２０℃で実施した。
封着後の気密性に関しては１０本の試験体を用意して、
各碍子の外部閃落電圧に等しいＡＣ耐電圧を負荷した。
各碍子の外部閃落電圧に等しいＡＣ耐電圧を負荷した。
試験結果は、１７１０以上の試験体に内部電気貫通若し
くは解体後に内部にトラッキング痕が認められた場合は
Ｘで示した。
くは解体後に内部にトラッキング痕が認められた場合は
Ｘで示した。
試験結果を第２表に示す。
第２表の結果から、曲げ強度に関しては、内孔直径（ｄ
）、碍子胴部直径（Ｄ）の比（ｄ／Ｄ）ｘｌｏｏが２５
％以下であれば、通常の中実支持碍子と同等の強度であ
り、強度的に通常の支持碍子との互換性が有ることが判
った。
）、碍子胴部直径（Ｄ）の比（ｄ／Ｄ）ｘｌｏｏが２５
％以下であれば、通常の中実支持碍子と同等の強度であ
り、強度的に通常の支持碍子との互換性が有ることが判
った。
更に、耐熱限界試験に関しては、（ｄ／Ｄ） ｘｌｏ
ｏが２５％以下であれば、１２０℃迄の範囲で差はない
。一方、（ｄ／Ｄ） ｘｌｏｏが２５％を越える場合
には、碍子の破壊、あるいはシリコーンゴムの亀裂が発
生する。
ｏが２５％以下であれば、１２０℃迄の範囲で差はない
。一方、（ｄ／Ｄ） ｘｌｏｏが２５％を越える場合
には、碍子の破壊、あるいはシリコーンゴムの亀裂が発
生する。
また、同一形状の光ファイバ複合碍子において、貫通す
る内孔の直径ｄが３ｍｍ未満のものを作製したところ、
内孔の直径ｄが３ｍｍ未満の場合は、ＡＣ耐電圧試験で
碍子が内部電気貫通を起こした。
る内孔の直径ｄが３ｍｍ未満のものを作製したところ、
内孔の直径ｄが３ｍｍ未満の場合は、ＡＣ耐電圧試験で
碍子が内部電気貫通を起こした。
外部で閃落した光ファイバ複合碍子を解体調査した結果
、２水種通した光ファイバが互いに接触したり、あるい
は貫通孔壁と接触しているために、シリコーンゴムで封
着されない部分があり、気密性能が低下していることが
わかった。
、２水種通した光ファイバが互いに接触したり、あるい
は貫通孔壁と接触しているために、シリコーンゴムで封
着されない部分があり、気密性能が低下していることが
わかった。
これらの結果は、いずれもシリコーンゴムの熱膨張係数
が磁器の熱膨張係数に比較して約３０倍と大きいことに
よるものと考えられる。即ち、シリコーンゴムの容積が
一定値以上となると高温ではシリコーンゴムの熱膨張に
よって内圧が発生して碍子を破壊する、若しくは、シリ
コーンゴム自身が破断する。
が磁器の熱膨張係数に比較して約３０倍と大きいことに
よるものと考えられる。即ち、シリコーンゴムの容積が
一定値以上となると高温ではシリコーンゴムの熱膨張に
よって内圧が発生して碍子を破壊する、若しくは、シリ
コーンゴム自身が破断する。
従って、一定の（ｄ／Ｄ）以下で好ましくはｄが３ｍｍ
より大きな貫通孔の場合には、碍子本来の機械強度の低
下が無く、且つ、光ファイバの気密封着性に問題が無い
ことが判った。
より大きな貫通孔の場合には、碍子本来の機械強度の低
下が無く、且つ、光ファイバの気密封着性に問題が無い
ことが判った。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明の光ファイバ複
合碍子によれば、光ファイバを挿通する内孔の直径ｄと
碍子の胴部直径りとの関係を限定することにより、従来
の中実支持碍子と同等の機械的強度を同一形状で維持で
き、従来の電力変電所等の開閉器に使用されている中実
支持碍子と交換しても信頼性を保てるため、変電所等に
おける故障点検出システムを容易に構成することができ
る。
合碍子によれば、光ファイバを挿通する内孔の直径ｄと
碍子の胴部直径りとの関係を限定することにより、従来
の中実支持碍子と同等の機械的強度を同一形状で維持で
き、従来の電力変電所等の開閉器に使用されている中実
支持碍子と交換しても信頼性を保てるため、変電所等に
おける故障点検出システムを容易に構成することができ
る。
第１図は本発明の光ファイバ複合碍子で使用した碍子の
形状を示す図である。
形状を示す図である。
Claims (1)
- １、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通するとともに、内孔中央部を有機材料により封着した
光ファイバ複合碍子において、前記内孔の直径をｄ、碍
子胴部の直径をＤとしたときに、ｄ／Ｄが０．２５以下
であることを特徴とする光ファイバ複合碍子。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311832A JPH0743972B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 光ファイバ複合碍子 |
| CA002000711A CA2000711C (en) | 1988-10-14 | 1989-10-13 | Optical fiber composite insulator and method of producing the same |
| EP89310525A EP0364288B1 (en) | 1988-10-14 | 1989-10-13 | Optical fiber composite insulator and method of producing the same |
| DE68923145T DE68923145T2 (de) | 1988-10-14 | 1989-10-13 | Verbundisolator mit optischer Faser und Verfahren zu dessen Herstellung. |
| KR1019890014777A KR970004559B1 (ko) | 1988-10-14 | 1989-10-14 | 광화이버 복합애자 및 그 제조 방법 |
| CN 89107926 CN1021494C (zh) | 1988-10-14 | 1989-10-14 | 光纤组合绝缘子及其制造方法 |
| US07/421,410 US5029969A (en) | 1988-10-14 | 1989-10-16 | Optical fiber composite insulator and method of producing the same |
| US07/683,076 US5090793A (en) | 1988-10-14 | 1991-04-10 | Optical fiber composite insulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311832A JPH0743972B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 光ファイバ複合碍子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158018A true JPH02158018A (ja) | 1990-06-18 |
| JPH0743972B2 JPH0743972B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=18021940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311832A Expired - Lifetime JPH0743972B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-12-12 | 光ファイバ複合碍子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743972B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103632777A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-12 | 国家电网公司 | 光纤复合绝缘子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158402A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-19 | Fujikura Ltd | 光フアイバ複合碍子 |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP63311832A patent/JPH0743972B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158402A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-19 | Fujikura Ltd | 光フアイバ複合碍子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103632777A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-12 | 国家电网公司 | 光纤复合绝缘子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0743972B2 (ja) | 1995-05-15 |
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