JPH07109732B2 - 避雷碍子用の耐圧絶縁筒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は送電線あるいは配電線路に雷サージ電流が流れ
た場合にそれを速やかに大地に放電するとともに、その
後生じる商用周波の続流電流を抑制遮断することができ
る避雷碍子に使用される耐圧絶縁筒に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来の避雷碍子として本願出願人は第８図に示すよう
に、円筒状をなす耐圧絶縁筒21の両端開口部に対し、キ
ャップ金具3,4を嵌装固定し、該耐圧絶縁筒21内には限
流素子（図示略）を収容して、前記キャップ金具3,4に
電気的に接続するとともに、該耐圧絶縁筒21には源流素
子両端部に対応するように少なくとも一以上の円形状を
なす放圧孔21aを透設し、さらに、前記耐圧絶縁筒21の
外周にはゴムをモールドして絶縁外套体（図示略）を形
成している。

（発明が解決しようとする課題） 前述の避雷碍子は一般に鉄塔の支持アームに対し取付ア
ダプタを介して垂直方向又は水平方向に片持ち支持さ
れ、その先端部には送電線側の放電電極としてのアーク
ホーンと対向する接地側のアークホーンを支持してい
る。そして、線路電圧が大きくなると、避雷碍子自体の
重量も大くなるので、鉄塔が風圧や自身等により揺動し
たり、作業者が避雷碍子を押動すると、該避雷碍子は基
端部が取付アダプタに片持ち固定されている関係上、そ
の時に発生する外力により避雷碍子の基端取付部に大き
な曲げ応力が作用する。この曲げ応力の大半は当然耐圧
絶縁筒21が分担することになるため、該耐圧絶縁筒21の
基端部には大きな応力が集中する。

もし、耐圧絶縁筒21が放圧孔21aを有しない単なる円筒
形状の場合には、基端部への応力集中は生じ難い。とこ
ろが、前記耐圧絶縁筒21には円形状の放圧孔21aが形成
されているため、耐圧絶縁筒21の基端部には応力が集中
し易い。耐圧絶縁筒21に対し放圧孔21aを設けない場合
Ａと、円形状の放圧孔21aを形成した場合Ｂと、さら
に、放圧孔21aの形成を円形状以外の形状にした場合と
では、耐圧絶縁筒21の基端部に作用する応力集中係数
（形状係数）Σ、つまり、曲げモーメントをその断面係
数で割った見掛けの公称応力σｎに対して、円形状の放
圧孔21aにより発生する最大応力σmaxの比Σは、それぞ
れ異なる。前述した場合Ａの応力集中係数Σを第７図に
示すように１とすると、円形状の放圧孔21aを設けた場
合Ｂの同じ係数Σは約2.0と大きくなる。従って、円形
状の放圧孔21aを透設した耐圧絶縁筒21を使用する避雷
碍子は、鉄塔の揺動時における機械的な強度を向上する
ためには内径を挿入物の関係で一定と仮定すれば肉厚を
増さなければならないという問題があった。

本発明は耐圧絶縁筒に形成する放圧孔の形状が長孔状の
場合には、円形状の放圧孔を形成した場合と比較して、
実験の結果、応力集中係数が低下することに着目してな
されたものであって、その目的は、上記従来の技術に存
する問題点を解消して、機械的強度に優れ、小型軽量
で、かつ加工も比較的容易な避雷碍子用の耐圧絶縁筒を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、円筒状をなす耐圧絶
縁筒の固定側端部に対し、該耐圧絶縁筒の長手方向に延
びる長孔状の放圧孔を設け、その他の部分には、長孔状
の放圧孔と円形状の放圧孔を組合せて、あるいは円形状
の放圧孔のみを設けるという手段を採っている。

（作用） 本発明は上記手段をとったので、耐圧絶縁筒の基端部に
おける応力集中係数が低減され、機械的強度が向上する
とともに、長孔状の放圧孔が減少するので、加工も比較
的容易となる。従って、避雷碍子に使用した場合に、小
型軽量化が可能となるとともに鉄塔揺動時の機械的強度
が向上し、折損事故等が未然に防止される。

（実施例） 以下、本発明の耐圧絶縁筒を使用した避雷碍子の一実施
例を第１図〜第７図に基づいて説明する。

第１図及び第２図に示すように、耐候性に優れた例えば
耐強化樹脂（例えばFRP）よりなる円筒状をなす耐圧絶
縁筒１の上端外周部には接着剤２により接地側の電極金
具３が嵌合固定され、該電極金具３の外周面には図示し
ない鉄塔の支持アームに取着した取付アダプタに取付け
られるフランジ部3aが一体に形成されている。又、前記
耐圧絶縁筒１の下端外周面には接着剤２により有底円筒
状の課電側の電極金具４が気密的に嵌合固定され、該電
極金具４の下面には図示しないが、送電線側に取着した
課電側のアークホーンと所定の気中放電間隙をもって対
向るす接地側のアークホーンを取付けるためのブラケッ
ト4aが一体に形成されている。

前記課電側の電極金具４の内底面には嵌合筒部4bが形成
され、これには課電側の導電金具５の下端部が嵌合固定
されている。該導電金具５の上面には、電圧−電流特性
が非直線性を有する酸化亜鉛を主材とする限流素子６が
直列に積層載置され、この限流素子６の上端面には有底
円筒状をなすバネ受けを兼用する接地側の導電金具７が
支持されている。

一方、前記接地側の電極金具３の内周面に形成したネジ
部3bには締付リング８が螺合され、該リング８内に嵌合
した中間導体９と前記導電金具７との間には、通電用の
シャント10を有するコイル状のバネ11が介在されてい
る。このバネ11により前記限流素子６が課電側の導電金
具５と接地側の導電金具７との間に押圧固定される。

又、第１図に示すように前記耐圧絶縁筒１の上端部、つ
まり接地側の電極金具３に近接する位置には、該耐圧絶
縁筒の長手方向に延びる長孔状の放圧孔1aが複数個所に
透設されている。この実施例では第1,3図に示すよう
に、放圧孔1aを最上段に４箇所、その直下に４箇所、計
８箇所設けているが、最上段の４箇所のみでもよく、
又、最上段に少なくとも１箇所設けてもよい。この配列
は発生応力の長さ方向の変化具合により決定される。

前記耐圧絶縁筒１の長孔状放圧孔1a以外の部分には円形
上の放圧孔1bが複数箇所に千鳥状に透設されている。第
１図に示すように、前記放圧孔1aの幅ｗは、放圧孔1bの
径ｄと同一に形成され、その長さｌは前記径ｄの２倍に
設定されている。

前記放圧孔1a,1bには第2,3図に示すようにゴム等よりな
る放圧栓12が嵌合され、接着剤２により気密的に接着さ
れている。

さらに、前記耐圧絶縁筒１の外周面には熱収縮チューブ
よりなる多数の絶縁ヒダ13aを有する絶縁外套体13が加
熱収縮して気密的に締付嵌合されている。この絶縁外套
体13は前記電極金具3,4の外周面まで延在され、電極金
具3,4との気密性を向上するようになっている。

前記外套体13の円筒部分の肉厚は通常、５〜15mmに設定
される。又、熱収縮チューブの加熱温度は通常90〜120
℃程度に設定される。

熱収縮チューブの内面には接着剤14が塗布され、弾性厚
着力と協同して熱収縮チューブと耐圧絶縁筒の両者を気
密的に接着している。一方、前記接地側の電極金具３の
開口部には絶縁密閉体15が嵌合され、接着剤２により接
着されている。

前記電極金具４にはガス封入孔4cが形成され、この封入
孔4cから前記耐圧絶縁筒１と限流素子６との間に形成さ
れた密閉空間Ｒに対し、窒素ガスあるいは六フッ化硫黄
（SF6）等の絶縁性に優れたガスが封入され、封入後は
密栓16により封止される。

第2,3図に示すように、耐圧絶縁筒１の内周面には、前
記放圧孔1a,1bを通るように、かつ耐圧絶縁筒１の長手
方向にガスの通過を促進するための溝1cが形成されてい
る。なお、このガスの封入圧力は常圧のため、絶縁外套
体13,絶縁密閉体15への影響は殆どない。

次に、前記のように構成した避雷碍子について、その作
用を説明する。

今、避雷碍子を鉄塔に装着した状態において、送電線に
雷サージ電流が流れると、その電流は送電線側のアーク
ホーン（図示略）から避雷碍子下端のアークホーン（図
示略）にフラッシオーバされ、課電側の電極金具４、導
電金具５、限流素子６、導電金具７、シャント10、中間
導体９及び締付リング８を経て、接地側の電極金具３に
流れ、さらに、図示しない取付アダプタを介して鉄塔へ
流れ、大地に放電される。

又、その後生じる続流は前記両アークホーンと限流素子
６とにより抑制遮断される。

さて、本発明実施例では耐圧絶縁筒１の固定側端部とな
る接地側の電極金具３に近接して、長孔状の放圧孔1aを
透設し、かつそれ以外の領域には円形状の放圧孔1bを透
設したので、耐圧絶縁筒１の基端部の応力集中係数Σを
円形状の放圧孔を設けた場合と比較して小さくでき、こ
の結果、鉄塔の揺動時に曲げ荷重を受けた場合に、耐圧
絶縁筒１の基端部に応力が集中するのを抑制して、その
破損を防止することができる。又、耐圧絶縁筒１には機
械加工の難しい長孔状の放圧孔1aは一部のみに形成し、
他は加工の容易な円形状の放圧孔1bであるため、全体と
して耐圧絶縁筒の加工もそれほど手間がかからない。
又、発生応力の低減を計ることができるため耐圧絶縁筒
の薄肉化が可能となり避雷碍子の小型化を達することが
できる。

第７図において、本発明の耐圧絶縁筒１の応力集中係数
Σを現すと、約1.5となり、円形状の放圧21aを形成した
従来例と比較して、応力集中係数Σが約0.5だけ低減し
ていることがわかる。又、第６図は放圧孔1aの長さｌ
を、放圧孔1bの径ｄから順次大きくしていった場合の応
力集中係数Σを示している。これによれば、放圧孔1aの
長さを長くするに従い、応力集中係数Σが漸減するが、
放圧孔1bの径ｄの２倍程度が望ましく、それ以上長くし
てもそれほど効果はない。

なお、本発明実施例では前記耐圧絶縁筒１と限流素子６
との密閉空間Ｒ内に絶縁性ガスを密封したが、万一、想
定を越える大規模の雷サージ電流が限流素子６に印加さ
れて、該限流素子６が導通状態となり、高温・高圧のア
ークが発生したような場合でも、そのアークは、空間Ｒ
内の絶縁性ガスを押し退けて放圧孔1aへと速やかに伝播
され、この結果、高圧のアークが迅速に放圧孔1a内の放
圧栓12及び絶縁外套体13の一部を溶融して外部へ放出さ
れるので、避雷碍子の全体が破壊することはない。

（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機械的強
度の向上、小型軽量化とともに加工も容易化して製品の
コストダウンを計ることができ、避雷碍子に使用した場
合に、その機械的強度を向上して避雷碍子の破損を未然
に防止するとともに小型軽量化を計り既設設備への適用
性を増大させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の避雷碍子用の耐圧絶縁筒の一実施例を
示す斜視図、第２図は本発明の耐圧絶縁筒を組み込んだ
避雷碍子の一実施例を示す半縦断面図、第３図は第２図
のＡ−Ａ線断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、
第５図は第２図のＣ−Ｃ線断面図、第６図は放圧孔の長
さと応力集中係数との関係を示すグラフ、第７図は放圧
孔の有無及び形状と応力集中係数との関係を示すグラ
フ、第８図は従来例を示す斜視図である。 １……耐圧絶縁筒、1a……長孔状の放圧孔、1b……円形
状の放圧孔、３……接地側の電極金具、４……課電側の
電極金具、ｄ……放圧孔1bの径、ｌ……放圧孔1aの長
さ、ｗ……放圧孔1aの幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状をなす耐圧絶縁筒の固定側端部に対
   し、該耐圧絶縁筒の長手方向に延びる長孔状の放圧孔を
   設け、その他の部分には、長孔状の放圧孔と円形状の放
   圧孔を組合せて、あるいは円形状の放圧孔のみを設けた
   ことを特徴とする避雷碍子用の耐圧絶縁筒。