JPH07320575A

JPH07320575A - 導電性碍子

Info

Publication number: JPH07320575A
Application number: JP7069513A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Suzuki; 良博鈴木; Hiroshi Nozaki; 宏野崎; Shigeo Mori; 重男森; Eiji Kutsuna; 英治沓名
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1995-12-08
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JP3437317B2

Abstract

(57)【要約】【目的】構造が簡単でかつ製造が簡便化された、実使
用レベルで高電気抵抗を有するセメント材の導通性を確
保することができる導電性碍子を提供する。【構成】導電性碍子は、碍子本体１と、高電気抵抗を
有するセメント材７を介して碍子本体１に取付けられた
金具２を備えている。外部に露出した碍子本体１の外表
面には、第１の導電層３が被覆されている。セメント材
７に埋もれる碍子本体１の表面の少なくとも一部には第
２の導電層３が設けられている。第２の導電層３上に
は、第２の導電層３の表面を被覆し、第２の導電層３よ
りも柔らかな導電性被膜５が形成されている。この導電
性被膜５は、第１の導電層と導通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電線支持や断路器
などに使用される導電性碍子に関するものである。詳し
くは、高電気抵抗を有するセメント材として例えばポル
トランドセメント材を介して接合された碍子本体と金具
との間の導通機能を備えた導電性碍子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】碍子表面の汚損等によりコロナ放電が
発生すると、周囲のラジオやテレビ等にノイズ障害が発
生する。これを防止するために、いわゆる導電性碍子が
知られている。この導電性碍子は、磁器よりなる碍子本
体の表面に、導電性を有する釉薬（以下、導電釉薬とい
う）が施されるとともに、金具と導電釉薬層との間に導
通確保手段が設けられる。そして、金具と導電釉薬層間
に一定量の電流が通電可能となる。この導通確保のた
め、これまでに種々の構成が提案されてきた。以下に、
棒状碍子の一つであるステーションポスト碍子の基部に
おいて実施されたものについて説明する。

【０００３】例えば、碍子本体と金具との間を金属溶射
法を用いて導通したものとして、図１１に示すようなも
のが知られている。詳しくは、磁器本体３０の外周面に
は導電釉薬層３１が形成され、その端部には導電釉薬層
３１とセメント材３２を介して金具３３が固定され、導
電釉薬層３１、セメント材３２の端面及び金具３３の各
表面には、導電性の金属３４が溶射されて導電釉薬層３
１と金具３３との間の導通を図っている。図中、３５と
３６はそれぞれ絶縁性サンド及び絶縁性被膜を示す。

【０００４】また、金属接続法を用いたものとして、図
１２に示すようなものが知られている。詳しくは、磁器
本体３０の端面とサンド部設けた導電釉薬層３１に導電
性ペイント３８を施し、この導電性ペイント３８と金具
３３との間を導電性の金属３９で接続して導通を図って
いる。この場合、導電性の金属３９としてコイルスプリ
ングが使用される。

【０００５】さらに、図示しないが、導電性セメント法
として、磁器本体と金具との間のセメント材に導電性物
質として、例えば炭素が混入して磁器本体と金具との間
の導通を図っているものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１１に
示す金属溶射法においては、導電性の金属３４として鉛
を用いたメタリコンが一般的に採用されている。このた
め、碍子製造時におけるメタリコンの取り扱いにより、
作業者が鉛に起因した病気に侵されるおそれがあった。
また、金属３４の表面が空気中に露出して錆びることを
防止するために、金属を溶射した後にさらに防錆被膜４
０が施されていた。このように、製造工程において導電
性金属３４の溶射する工程や防錆被膜４０の被覆工程が
増え、メタリコン等の導電性金属材や防錆被膜材の材料
費とも相まって製造コストが嵩んでいた。

【０００７】また、図１２に示す金属接続法において
は、セメント材３２が有する水分により金属３９が腐食
され易い。この錆に起因して、導通不良を起こすおそれ
が多分にあった。また、図１２に示すように、セメント
材３２からの水分を遮断するためにスポンジ４１を配置
したり、金属３９と導電釉薬層３１との間の導通のため
に導電性ペイント３８を磁器３０及び導電釉薬層３１の
表面に塗布し金属表面の一部を露出して導通を計ってい
た。このため、構成が複雑になり、製造時において組み
立てが難しくなっていた。

【０００８】さらに、導電性セメント法においては、セ
メント材に炭素が混入されているため、セメント材の総
合強度が低くなり、碍子の機械的強度が低下していた。
また、セメント材に炭素を混入する場合にはセメント材
に対する水比を多く設定する必要があるため、前述した
セメント強度の低下がさらに大きくなる。しかも、セメ
ント材は多量の水を含有しているために乾燥収縮率が大
きくなり、金具の取り付け強度が低下することが避けら
れなかった。加えて、セメント材に混入された炭素と、
このセメント材に埋もれた金具表面の亜鉛メッキ層との
間で電池作用が生じる。そのため、金具に錆が発生し、
その体積増加による応力によって磁器割れが発生してい
た。

【０００９】上述したように、各導通法は種々の重大な
問題を有している。そこで、これらの問題点を解決する
ために高電気抵抗を有するセメント材による導通法が考
えられる。すなわち、高電気抵抗を有するセメント材と
して、例えばポルトランドセメント材の乾燥−湿潤平衡
水分による電気導電性を利用して、導電性釉薬と金具と
の間を電気導通させるものである。

【００１０】ところが、ポルトランドセメント材は乾燥
度合いが高くなると収縮し、その結果碍子表面の導電釉
層との間にズレを生じ、それに伴って両者間に微細な空
隙を生じる。このため、セメント端部と、これに対向す
る導電釉層との間に大きな電位差を生じ、この間に極め
て大きなコロナ放電が発生する。このコロナ放電の発生
は、導電性碍子の本来の機能を損なうものである。

【００１１】このため、ポルトランドセメント材による
導通法においては、従来技術に取って代わることのでき
ることは現実にはなかった。この発明は、このような従
来技術に存在する問題に着目してなされたものである。
その目的とするところは、作業者の被毒の問題も無く、
構造が簡単で製造が簡便化された実使用レベルで高電気
抵抗を有するセメント材の導通性を確保することができ
る導電性碍子を提供することにある。

【００１２】また、他の目的とするところは、セメント
養生時における金具表面とセメントとの化学反応による
錆の発生を防止できる導電性碍子を提供することにあ
る。さらに、その他の目的とするところは、碍子本体の
熱膨張率とその周面に形成される導電釉層の熱膨張率と
の差による碍子の強度を保持できない場合でも、碍子の
強度を確保することが可能であるとともに、電気的導通
性を発揮できる導電性碍子を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、セメント材に埋もれ
る碍子本体の表面の少なくとも一部に第２の導電層を設
け、該第２の導電層の上に第２の導電層の表面を被膜す
る第２の導電層よりも柔らかな導電性被膜を形成し、該
第２の導電層が前記第１の導電層と導通しているもので
ある。

【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記第２の導電層上にサンド部が設
けられ、前記導電性被膜が第２の導電層およびサンド部
を被覆しているものである。

【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記サンド部がサンド粒子からな
り、該サンド粒子が導電性被膜で被覆されているもので
ある。請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のい
ずれかの請求項に記載の発明において、前記第２の導電
層が、少なくとも前記セメント材が外部に露出する表面
部分近傍に設けられているものである。

【００１６】請求項５の発明では、請求項１乃至４のい
ずれかの請求項に記載の発明において、前記第２の導電
層が、少なくとも前記セメント材に埋もれる碍子本体の
側面の実質的前面に設けられているものである。

【００１７】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
５のいずれかの請求項に記載の発明において、前記導電
性被膜が耐アルカリ性を有するものである。請求項７に
記載の発明では、請求項１乃至６のいずれかの請求項に
記載の発明において、前記セメント材により埋もれる金
具の表面に絶縁性被膜を形成したものである。

【００１８】請求項８の発明では、請求項１乃至７のい
ずれかの請求項に記載の発明において、前記碍子本体に
は頭部及び頭部に内側に凹部が設けられ、前記金具が頭
部の周りに取り付けられるキャップ金具及び凹部に取り
付けられるピン金具である。

【００１９】請求項９の発明では、請求項８に記載の発
明において、前記セメント材および第２の導電層とに埋
もれる前記碍子本体の前記頭部の表面で前記第２の導電
層が形成されていない表面に絶縁性の釉薬による絶縁釉
薬層を設けるものである。

【００２０】請求項１０に記載の発明では、請求項８ま
たは請求項９に記載の発明において、前記絶縁釉薬層の
表面に導電性被膜が形成され該絶縁釉薬層を被覆し、前
記第２の導電層と導通しているものである。

【００２１】請求項１１の発明では、請求項８乃至１０
のいずれかの請求項に記載の発明において、前記頭部が
筒状をなし、前記キャップ金具の下端部内周に碍子本体
の外周とほぼ平行に延びるストレート部を形成し、該ス
トレート部に対向する碍子本体の表面に導電性粒子層を
形成したものである。

【００２２】請求項１２に記載の発明では、請求項８乃
至１１のいずれかの請求項に記載の発明において、前記
導電層の表面抵抗率より、導電性被膜の表面抵抗率が小
さいものである。

【００２３】請求項１３の発明では、請求項８乃至１１
のいずれかの請求項に記載の発明において、前記導電層
の表面抵抗率を１５〜５０ＭΩ、導電性粒子層の表面抵
抗率を０．５〜３ＭΩ、前記導電性被膜の表面抵抗率を
１０ＫΩ以下に設定したものである。

【００２４】請求項１４の発明では、請求項１乃至７の
いずれかの請求項に記載の発明において、前記導電性碍
子が棒状導電性碍子である。請求項１５に記載の発明で
は、請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載の発明に
おいて、前記導電層の表面抵抗率を１０〜３０ＭΩ、前
記サンド部の表面抵抗率を０．５〜３ＭΩ、前記導電性
被膜の表面抵抗率を１０ＭΩ以下に設定したものであ
る。

【００２５】請求項１６の発明では、請求項１乃至１５
のいずれかの請求項に記載の発明において、前記金具が
端部閉止構造を有し、金具の閉止端部に対応する前記碍
子本体の表面に絶縁層を設けたものである。

【００２６】

【作用・効果】前記第２の導電層よりも柔らかな導電
性被膜を第２の導電層の上に形成することによって、高
電気抵抗を有するセメント材が収縮する応力や機械的応
力がセメント材に埋もれる導電層及びサンド部に集中す
るのを緩和することができる。さらに、ポルトランドセ
メントの乾燥収縮に伴う碍子表面の導電釉層との間のズ
レによる両者間の微細な空隙を防止し、両者間の電気的
導通を確保し、コロナ放電の発生を防止することができ
る。

【００２７】上記本発明の特徴に加え、以下の特徴も兼
ね備えることが、本発明の導電性碍子として好ましい態
様として挙げられる。特に矛盾しない限り、下記（１）
〜（１５）の特徴を任意に組み合わせて得られる導電性
碍子も本発明の好ましい態様として挙げられる。

【００２８】（１）前記第２の導電層上にサンド部が設
けられ、該第２の導電層および該サンド部とが前記導電
性被膜によって被覆されている。このようにすることに
よって、碍子本体と金具との間に働く引っ張り応力がサ
ンド部によって確実に受け止められ、その結果導電性碍
子の機械的強度が向上する。

【００２９】（２）前記サンド部がサンド粒子からな
り、該サンド粒子が導電性被膜で被膜されている。この
ようにすることによって、セメント材によって埋もれる
碍子本体の表面の導通性が連続的に確保されるので、導
電性碍子全体としての導通性がより向上する。

【００３０】（３）前記第２の導電層が、少なくとも前
記セメント材が外部に露出している表面部分近傍に設け
られている。セメント材が外部に露出している箇所には
水滴、汚れ等が付着しやすく、かかる水滴、汚れ等を介
して碍子本体上の導電層と金具との間で電流が流れやす
い。その結果、この箇所での導電層が損傷を受けやすい
が、第２の導電層を、少なくとも前記セメント材が外部
に露出している表面部分近傍に設けることによって、導
電層が第２の導電被膜によって保護されることになり導
電層の損傷が防止される。

【００３１】（４）前記第２の導電層が、少なくとも前
記セメント材に埋もれる碍子本体の側面の実質的全面に
設けられている。このようにすることによって、碍子本
体と金具との導通とが少なくとも前記セメント材に埋も
れる碍子本体の側面の実質的全面を介して行われるの
で、導電性碍子全体としての導通性がより向上する。

【００３２】（５）前記導電性被膜が耐アルカリ性を有
する。セメント材は、アルカリイオンを含むので、導電
性被膜に耐アルカリ性を持たせることによって導電性被
膜、ひいては導電層、導電性碍子の耐久性を向上させる
ことができる。

【００３３】（６）前記セメント材により埋もれる金具
の表面に絶縁性被膜が形成されている。このようにする
ことによって、セメント養生時における金具表面とセメ
ントとの化学反応による錆の発生を防止し、金具の劣化
を防止することができ。なお、後述するように絶縁性被
膜の厚さは２０μｍ以下が好ましい。このようにするこ
とにより、絶縁性被膜の静電結合による導通を向上でき
る。

【００３４】（７）前記碍子本体には頭部及び凹部が設
けられ、前記金具が該頭部の周りに取り付けられるキャ
ップ金具及び該凹部に取り付けられるピン金具であるこ
とを特徴とする。本発明は、かかる構造を有する懸垂碍
子等の導電性碍子に有利に適合する。

【００３５】（８）前記セメント材及び前記第２の導電
層とに埋もれる前記碍子本体の前記頭部の表面で前記第
２の導電層が形成されていない表面に絶縁釉薬層を設け
ることを特徴をする。絶縁性釉薬層は碍子本体よりも熱
膨張率が小さいので、絶縁性釉薬層によって碍子本体表
面に圧縮応力を与えることができ、碍子を所定の強度に
維持することが可能となる。なお、後述するように絶縁
層の熱膨張率は、碍子本体の熱膨張率よりも０．１〜
０．１５％小さいことが好ましい。

【００３６】（９）前記絶縁性釉薬層の表面に導電性被
膜が形成され、該導電性被膜は絶縁性釉薬層を被覆し第
２の導電層と導通している。このようにすることによっ
て、絶縁性釉薬層による碍子の強度保持とともに、該導
電性被膜によって導通性をより向上できる。

【００３７】（１０）前記頭部が筒状をなし、前記キャ
ップ金具の下端部内周に碍子本体の外周とほぼ平行に延
びるストレ−ト部を形成し、該ストレ−ト部に対向する
碍子本体の表面に導電性粒子層を形成している。このよ
うに構成することによって、電流集中の生じやすい金具
のセメント面近傍部分における電流密度を低減でき、コ
ロナ放電の発生を効果的に防止できる。さらに、キャッ
プ金具のストレート部は碍子本体の円筒面と平行に延び
ているので、碍子の荷重が導電釉薬粒層には加わらない
ので、碍子の機械的強度の低下を避けることができ、碍
子の強度を保持できる。なお、後述するように、碍子本
体の内周面のセメント材との境界面部にも導電性粒子層
を形成することが好ましい。このようにすれば、電流集
中の生じやすい部分の電界が緩和され、コロナ放電の発
生を防止できる。

【００３８】（１１）前記導電層の表面抵抗率より、導
電性被膜の表面抵抗率を小さく設定する。このように構
成することによって、導電性被膜に入った電流は導電層
内に広がるより早く導電性被膜内部に拡散し広がり、電
流集中をより低減し、かつ金具と導電性被膜との間の電
界をより緩和させることができる。その結果、碍子本体
の上に導電層と金具との間の導通性をより向上させるこ
とができる。

【００３９】（１２）前記導電層の表面抵抗率を１５〜
５０ＭΩとし、導電性粒子層の表面抵抗率を０．５〜３
Ωとし、かつ前記導電性被膜の表面抵抗率を１０ｋΩ以
下とする。このように構成することによって、（１０）
で述べた作用により、セメント面近傍部分への電流集中
及び電流密度の低減及びコロナ放電の防止をより効果的
に達成できる。

【００４０】（１３）前記導電性碍子が棒状導電性碍子
であることを特徴をする。本発明は、かかる構造を有す
る棒状碍子等の導電性碍子に碍子に適合する、ここに、
棒状碍子とは、ステーションポスト、ラインポスト、長
幹碍子等を指す。

【００４１】（１４）棒状碍子において、前記導電層の
表面抵抗率を１０〜３０ＭΩとし、前記サンド部の表面
抵抗率を０．５〜３ＭΩとし、かつ前記導電性被膜の表
面抵抗率を１０ΩＭ以下とする。このように構成するこ
とによって、棒状碍子において、上記（１１）で述べた
作用・効果が効果的に達成される。

【００４２】（１５）前記金具が端部閉止構造を有し、
該金具の閉止端部に対応する前記碍子本体の端部表面に
絶縁層を設ける。該金具の閉止端部に対応する前記碍子
本体の表面に導電性被膜が施されていた場合には、組み
立て時に金具と碍子本体の導電性表面とがすれ合って金
具表面の絶縁性被膜が破れる可能性があり、このような
場合には導電性被膜中の導電性物質と金具表面との間で
電池作用が生じ、このため金具に錆が発生する。金具の
閉止端部に対応する前記碍子の端部表面に絶縁層を設け
ることによってこのような事態を回避することができ
る。なお、絶縁層の代わりに絶縁部材を金具の閉止端部
とそれに対応する前記碍子本体の端部表面との間に配置
してもよい。

【００４３】

【実施例】以下、この発明の導電性碍子を全面導電性
ステーションポスト碍子に具体化した第１実施例つい
て、同碍子の基部を例にとって図１〜図６に従って説明
する。なお、この碍子を、以下導電性碍子と称する。

【００４４】磁器よりなる円筒状の碍子本体１の外周面
には、図示しない複数の円環状の笠部が一体形成されて
いる。この碍子本体１の両端に金具２が取着されて全体
として導電性碍子が構成されている。

【００４５】前記碍子本体１の両端面を除く周面には、
その全面に渡って導電釉薬層３が施されている。また、
同碍子本体１の端部外周面には、無数の導電釉薬粒４ａ
によりサンド部４が形成されている。この導電釉薬粒４
ａは、サンド粒子の外周面に導電釉を施したものであ
る。このようにして、同サンド部４及び導電釉薬層３に
より覆われる碍子本体１の表面導通が確保されている。
この碍子本体１の表面抵抗率は、３０ＭΩ以下、サンド
粒子の表面抵抗率は３ＭΩに設定されている。

【００４６】そして、同サンド部４及び導電釉薬層３に
より覆われる碍子本体１の端部の表面及び碍子本体１の
端面には、導電性被膜としてのやわらかな導電性ビチュ
ミナスペイントによる導電性被膜５が塗布形成されてい
る。導電性ビチュミナスペイントは、ピッチ、アスファ
ルトなどのビチューメンをビヒクルとした塗料で、導電
性をもたせるためにカーボンが含有されている。

【００４７】このようなやわらかな導電性被膜の塗布
は、後述する高電気抵抗を有するセメント材としてのポ
ルトランドセメント７の収縮による応力及び機械的応力
がサンド部へ集中することを緩和する目的と、導電釉薬
層３からの電流の流出入を円滑にして電界集中を防ぎ、
導電釉薬層３の劣化を防止する目的で施されている。本
実施例において、導電性被膜５の表面抵抗率は４ＫΩ以
下であり、且つ膜厚は２５μｍ以下である。

【００４８】なお、前記導電釉薬層３は、外部に露出し
た碍子本体１の外表面を被覆する第１の導電層と、セメ
ント材７に埋もれる碍子本体１の表面の少なくとも一部
に設けられる第２の導電層に区分される。

【００４９】また、金具２の内側には、絶縁性被膜とし
ての絶縁性ビチュミナスペイントによる絶縁性ペイント
層６がスプレー塗布により形成されている。この金具２
内の層６により、セメント養生時に金具２の表面の亜鉛
とセメント７との間を物理的に遮蔽し、セメント７の化
学反応が防止される。このようなビチュミナスペイント
としては、当該技術分で知られたものを用いることがで
きる。

【００５０】なお、この絶縁性ペイント層６はある程度
の導通性が必要である。この層６はその被膜にピンホー
ルがない場合においては、静電結合導通により少量の電
流が流れるが、大きな電流を流すことができない。ま
た、膜厚が５０μｍ以上になると静電結合導通が阻止さ
れ、導通が取れないことも考えられる。従って、導通性
能を高めるためには、層６は５０μｍ未満で、できる限
り薄く、しかもピンホールを有する方が望ましい。本実
施例においては、前述したように層６は、絶縁性ビチュ
ミナスペイントのスプレー塗布により形成されているた
め、図示しない無数のピンホールが形成されている。

【００５１】上述の実施例では層６の膜厚は５μｍ程度
であった。そして、金具２はポルトランドセメント７に
より碍子本体１の両端部に被嵌固定されている。なお、
導電性ペイント層５はセメント７の端面から外部へはみ
出している。このはみ出す長さの範囲は、０．５〜１０
mm程度が望ましく、２〜８mm程度がさらに望ましい。ま
た、金具内側底面において導電被膜と金具とが直接接触
することがありうるので、この場合は硬質コルク、樹脂
等の絶縁スペーサを両者間に介在させるのが望ましい。

【００５２】上記構成の導電性碍子の導電構造を詳細に
説明する。図３に示すように、自由電子導通の金具２か
らの電流は、イオン電流による導通及び静電結合による
導通を行う絶縁性ペイント層６（ごく一部は絶縁膜破壊
導通）、イオン電流による導通を行うポルトランドセメ
ント７及び自由電子による導通を行う導電性ペイント層
５を介して自由電子導通のサンド部４、導電釉薬層３に
導かれる。また、導電釉薬層３からの電流はこの逆順に
行われる。なお、サンド部４の導電釉薬層３とポルトラ
ンドセメント７との間には、導電性被膜５が配置されて
いる。このため、導電釉薬層３、サンド部４からポルト
ランドセメント７に流れる電流の大部分は導電被膜を介
しているから自由電子導通となり、導電性能が向上す
る。そして、電流は導電釉薬層３を介して他方の金具２
との間を流れる。

【００５３】次に、本実施例の導電性碍子を用いてセメ
ント材の導通部抵抗とコロナ放電特性の関係を調査し
た。図２に示す電圧降下回路でセメントの分担電圧を測
定し、これを抵抗値に換算した。なお、測定回路におい
て２５はトランスであり、２６は電流計、２７は電圧計
をそれぞれ示す。

【００５４】図４はコロナ放電によるノイズレベルを−
4.5db 以下に抑えるためのセメント導通部通電電流とセ
メント導通部抵抗の関係を示すグラフである。図中斜線
部分がノイズレベル−4.5db 以下の領域である。

【００５５】この結果、図４のグラフに示すように、実
使用環境下において、本実施例の導電性碍子のセメント
導通部の最大許容抵抗値を０．３ＭΩに設定することが
できる。つまり、前記導通部抵抗Ｘは、セメント体積抵
抗率をＹ、電極係数をＺとするとＸ＝Ｙ／Ｚと表される
ので、導通部抵抗Ｘ＝Ｙ／Ｚ≦０．３ＭΩを満たすこと
のできる気象条件の範囲を本導電性碍子の適用可能範囲
とすることができる。この範囲内において、本碍子を運
用すれば、コロナ放電の発生をバックグラウンドレベル
の−４．５ｄｂ程度に抑えることができ、コロナ放電に
よる問題を解消することができる。

【００５６】次に、前記適用可能範囲は実使用環境下に
おいてどの程度の範囲にあたるのかを調査した。本実施
例における電極係数Ｚは、導電性碍子の諸元を基にして
以下のように設定されている。

【００５７】図２に示すように、碍子本体１の胴径を
ａ、碍子本体１のサンド部４を含む胴径をｂ、金具内径
をｄ、金具の深さをｆ、上部最大セメント厚をｇとす
る。前記より碍子本体１の等価径はｃ＝（ａ＋ｂ）／
２、金具の等価内径はｅ＝ｄ＋３、側面セメント部電極
対向深さｈ＝ｆ−ｇ、とそれぞれ表される。

【００５８】そして、側面電極対向面積ｉはｉ＝π
（（ｃ＋ｅ）／２）ｈと表される。以上より、側面の電
極の対向面積はＳ１＝ｉ，その電極間距離はＬ１＝（ｅ
−ｃ）／２となり、側面の電極係数はｊ＝Ｓ１／Ｌ１＝
ｉ／（（ｅ−ｃ）／２）となる。また、端面の電極の対
向面積はＳ２＝πｃ²／４，その電極間距離はＬ２＝ｇ
となり、端面の電極係数はｋ＝Ｓ２／Ｌ２＝（πｃ²／
４）／ｇとなる。よって、本導電性碍子の電極係数はＺ
＝ｊ＋ｋと表される。

【００５９】本実施例のポルトランドセメント７の乾燥
−湿潤平衡時の体積抵抗率と、乾燥条件との関係を図５
のグラフに示す。これは、絶対湿度７．５ｇ／ｍ³、降
雨模擬なしの条件において行われたものである。そし
て、例えば、本導電性碍子等の実使用における厳しい地
域として、サウジアラビアの砂漠地帯が挙げられる。こ
の地の気象条件は、過去のデータから年平均気温２５
℃、絶対湿度１０ｇ／ｍ³、降雨なしの気候であるた
め、２０℃の年平均温度上昇を加算して、年平均の乾燥
条件を気温４５℃、絶対湿度１０ｇ／ｍ³と考えれば十
分である。この条件を図５のグラフにあてはめてみる
と、この乾燥条件下においてセメントの体積抵抗率は１
２ＭΩ・ｃｍ以下であることがわかる。このグラフによ
れば、絶対湿度７．５ｇ／ｍ³において１２ＭΩ・ｃｍ
であるから、それより湿潤状態である１０ｇ／ｍ³にお
いては当然１２ＭΩ・ｃｍ以下となることがわかる。

【００６０】そして、上記構成の導電性碍子を例えば、
図６に示す表の諸元を有し、６９ｋＶ級の送電線路に使
用される導電性碍子とする。この６９ｋＶ級用導電性碍
子は電極係数が低い。このデータを、前述した電極係数
Ｚを求めるための式にあてはめれば、同じく表に示すよ
うにセメント導通部の電極係数Ｚは４０７ｃｍである。
従って、導通部抵抗は前記サウジアラビアの気象条件下
においても、Ｙ／Ｚ＝１２（ＭΩ・ｃｍ）／４０７（ｃ
ｍ）＝０．０６（ＭΩ）＝Ｘ＜０．３（ＭΩ）となる。
そして、前記した試験から本実施例の導電性碍子はＸ＝
Ｙ／Ｚ≦０．３であれば、コロナ放電の発生が抑えられ
ることがわかる。

【００６１】つまり、碍子にとっては厳しい実使用地域
であるサウジアラビアの砂漠地帯が、電極係数の低い６
９ｋｖ級用導電性ステーションポスト碍子の適用可能範
囲内に収まっていることがわかる。言い換えると、本実
施例の導電性碍子においては、導電化されたサンド部４
及び導電釉薬層３に覆われる碍子本体１の表面に、導電
性ビチュミナスペイント層５を導電被覆した。このた
め、セメント導通部の導電性能を向上でき、ポルトラン
ドセメント材による導通法を実使用可能なものとするこ
とができた。

【００６２】なお、他方の金具と碍子本体１との結合構
成も本実施例と同様であるため、同じ使用環境下におい
てコロナ放電が発生する問題は生じない。次に、この発
明の導電性碍子を全面導電性懸垂型碍子（以下、導電性
碍子という）に具体化した第２実施例について、図７及
び図８に従って詳細に説明する。

【００６３】図８に示すように、絶縁釉薬層１５ａは、
絶縁性の釉薬により碍子本体１０の表面のセメント材１
８に埋もれる部分に形成されている。サンド部１２は、
碍子本体１０の円筒状頭部１０ｃにおける絶縁釉薬層１
５ａ上に設けられている。導電性ペイント層１３は、こ
のサンド部１２あるいは絶縁釉薬層１５ａ上に形成され
て、導電性粒子層２１及び導電釉薬層１１に導通してい
る。

【００６４】キャップ金具１４の下端部の内周面に、碍
子本体１０の頭部１０ｃに対してほぼ平行に延びるよう
に、ストレート部２０が形成され、頭部１０ｃの表面に
対して最も荷重の加わる位置から金具端面近く迄延びて
いる。導電釉薬層１１は、碍子本体１０の表面におい
て、笠部１０ａからキャップ金具１４のストレート部２
０に対向する部分にまでわたって被覆形成されている。
碍子本体上の導電釉薬層１１は、２０ＭΩの表面抵抗率
を有している。

【００６５】導電性粒子層（導電釉薬層）２１が、碍子
本体１０の頭部外周面の下端部にキャップ金具１４のス
トレート部２０に対応するように被覆形成されている。
この層２１の表面抵抗率は、０．５〜３ＭΩであり、導
電性は良好である。従って、この導電性粒子層２１は、
電流が集中しやすい部分における電界を緩和し、この部
分でコロナ放電の発生を抑制する。絶縁被膜層１５は、
キャップ金具１４の内周面に形成されている。

【００６６】一方、碍子本体１０の頭部１０ｃ内周面に
も、絶縁釉薬層１５ａ、サンド部１２、導電性ペイント
層１３が設けられるとともに、頭部１０ｃ内周面の下部
に導電性粒子層２１が設けられている。

【００６７】上記構成の導電性碍子の導電構造を詳細に
説明する。図７に示すように、例えば上方の碍子のピン
金具からの電流は、自由電子導通のキャップ金具１４、
イオン電流導通及び静電結合導通の絶縁性ペイント層１
５（ごく一部は絶縁膜破壊導通）、イオン電流導通のセ
メント材１６及び自由電子導通の導電性ペイント層１３
を介して自由電子導通の導電性粒子層２１に導かれる。
絶縁性ペイント層１５は絶縁性であるが、無数のピンホ
ールを介してのイオン導通及び静電結合導通によって電
流を流すことができる。本実施例においては、１ｍＡの
通電であってもコロナの発生は全く認められない。な
お、通常の使用状態でセメント材を流れる電流は、０．
６ｍＡ程度である。

【００６８】そして、導電性粒子層２１から、さらに導
電釉薬層１１、導電性粒子層２１、導電性ペイント層１
３、セメント材１８及び絶縁性ペイント層１５を介して
自由電子導通のピン金具１７に至り、例えば下方の碍子
のキャップ金具１４へ流される。また、下方の碍子のキ
ャップ金具１４から流れ込む電流は上記の逆経路で上方
の碍子のピン金具１７へ流される。

【００６９】なお、導電性粒子層２１とセメント材１６
との間に導電性ペイント層１３を配置することにより、
導電性粒子層２１からは自由電子導通となり、導電性粒
子層２１の導通部の導電性能が向上される。

【００７０】また、上記サンド部１２は、図１と２に示
したように導電性サンド部とすることもできる。そし
て、本実施例の導電性碍子においても、セメント導通部
抵抗に関しては上記第１実施例と同様に扱うことができ
る。従って、その適用可能範囲は、Ｘ＝Ｙ／Ｚ≦０．３
ＭΩを満たす範囲である。本実施例においての電極係数
は、セメント材１６に埋まる頭部１０ｃの表面積をＳ
１、キャップ金具１４の内周面と頭部１０ｃ間の等価距
離をＬ１とすると、キャップ金具１４側の電極係数は、
Ｚ１＝Ｓ１／Ｌ１となる。また、ピン金具１７のセメン
ト材１８に埋まる表面積をＳ２、ピン金具１７とピン収
容凹部１０ｄとの等価距離をＬ２とすると、ピン金具１
７側の電極係数は、Ｚ２＝Ｓ２／Ｌ２となる。

【００７１】そして、本実施例の導電性碍子の電極係数
ＺはＺ１とＺ２の小さい方の係数で決まり、通常はピン
金具１７の電極係数Ｚ２の方が小さい。すなわち、本実
施例の導電性碍子は、Ｘ＝Ｙ／Ｚ≦０．３ＭΩを満たす
ことのできる電極係数Ｚをなす諸元を有する懸垂型碍子
において実施することにより、実使用に耐え得ることが
可能となる。

【００７２】さて、この実施例では、キャップ金具１４
の下端部内周にストレート部２０を設け、それに対向す
る碍子本体１０の外周面や内周面に導電性の良い導電性
粒子層２１を設けた。このため、電流集中の生じやすい
金具１４，１７近傍部分における電流密度を低減でき、
コロナ放電の発生を効果的に防止することができる。し
かも、キャップ金具１４のストレート部２０により、碍
子の最大荷重が導電性粒子層２１には加わらないため、
碍子の機械的強度の低下を避けることができ、碍子の強
度を保持することができる。

【００７３】ところで、懸垂碍子においては、碍子本体
１０がアルミナ質の磁器により構成されているため、碍
子本体の６５０℃における熱膨張率とその周面に形成さ
れる導電釉層の熱膨張率との差が０．１〜０．１５％の
範囲より小さい。このため、熱膨張率の差を利用して碍
子本体表面に対し導電釉層による圧縮応力を与えること
ができない。しかし、この実施例では、碍子本体１０の
頭部１０ｃの周面に、絶縁性釉薬層１５ａと碍子本体の
熱膨張率との差が０．１〜０．１５％の範囲に設定さ
れ、絶縁性釉薬層１５ａによる所定の圧縮応力が得ら
れ、碍子強度を所要の強度に維持することができる。

【００７４】なお、導通機構において、導電性ペイント
層１３と導電性粒子層２１とが設けられているため、導
電性ペイント層１３が経時的に劣化しても導電性粒子層
２１の部分において充分に導通を図ることができる。ま
た、懸垂碍子においては、笠部１０ａが折損しても、頭
部１０ｃの部分がキャップ金具１４，ピン金具１７と一
体となって残ることから、碍子の信頼性を確保すること
ができる。

【００７５】次に、この発明を棒状碍子よりなるステー
ションポスト碍子に具体化した第３実施例について、図
９に従って詳細に説明する。図９に示すように、導電釉
薬層３は碍子本体１の周面に形成され、２０ＭΩの表面
抵抗率を有している。絶縁性のサンド部４は、その導電
釉薬層３上に設けられている。被覆層８は、サンド部４
ｂのサンド粒子４ｂ表面に形成され、０．５〜３ＭΩの
表面抵抗率を有している。導電性ペイント層５は、導電
性ビチュミナスペイントにより、被覆層８を有するサン
ド部４の表面に形成され、１０ＫΩ以下の表面抵抗率を
有している。一方、絶縁性ペイント層６は、金具２の内
周面に設けられている。

【００７６】さて、この実施例では碍子本体１の周面全
体に導電釉薬層３が設けられ、この導電釉薬層３の６５
０℃における熱膨張率が碍子本体１を形成するクリスト
バライト系の素地の熱膨張率よりも０．１〜０．１５％
だけ小さい。従って、この熱膨張率の差に基づいて碍子
本体１に対し導電釉薬層３による圧縮応力が与えられ、
碍子本体１の強度を保持することができる。しかも、こ
の導電釉薬層３、サンド粒子４ｂ表面の被覆層８および
導電性ペイント層５の３つの導電層により、電流の導通
路が確保される。その結果、電流集中によるコロナ放電
の発生を防止することができる。

【００７７】次に、この発明を棒状碍子によるステーシ
ョンポスト碍子に具体化した第４実施例を図１０に従っ
て説明する。なお、この実施例では、前記第１実施例と
異なる部分についてのみ説明する。

【００７８】図１０に示すように、絶縁性釉薬層６ａ
は、絶縁性ビチュミナスペイントにより碍子本体１の底
部（または頂部）に形成され、その端部は碍子本体１の
周面に設けられた導電性ペイント層５の端部を覆ってい
る。従って、導電性ペイント層５は碍子本体１の底部に
は設けられていない。

【００７９】さて、この実施例では、碍子本体１の底部
表面に絶縁性釉薬層６ａを設けた。このため、碍子本体
１の底部において、導電性ペイント層５に含有されてい
るカーボンと金具２が接触することにより電食が発生し
て金具２が腐食されるのを防止することができる。な
お、金具２の内面には絶縁性ペイント層６が設けられて
いるが、この層６には多数のピンホールが存在する。従
って、金具２と碍子本体１表面の導電性ペイント層５と
の間の電気的導通は可能である。

【００８０】なお、この発明は例えば以下のように変更
して具体化することができる。（ａ）この発明を、鉄塔上に設けられて、送電線を支持
するラインポスト碍子等に実施すること。（ｂ）第２実施例において、導電性粒子層２１に代え
て、導電釉薬層１１をその部分まで延長して形成するこ
と。

【００８１】また、前記実施例より把握される技術的思
想について、以下に記載する。（１）前記導電性被膜はセメントの端面からはみ出して
いる請求項１又は請求項２に記載の導電性碍子。このよ
うに構成すれば、導電性被膜によるセメント導通部にお
ける導通を確実に行うことができる。（２）絶縁層と碍子本体との熱膨張率の差が０．１〜
０．１５％の範囲に設定されている請求項８に記載の導
電性碍子。この構成により、碍子本体の強度を保持する
ことができる。（３）碍子本体の内周面とセメント材との境界部に導電
性粒子層を形成した請求項８に記載の導電性碍子。この
ように構成すれば、電流集中の生じやすい部分の導通を
確保してコロナ放電の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のステーションポスト碍子の基部
を示す断面図。

【図２】電極係数を設定するための各諸元を示す説明
図。

【図３】本実施例の導通構造を示すブロック図。

【図４】セメント導通部抵抗とコロナ特性の関係を示
すグラフ。

【図５】セメントの体積固有抵抗値と温度との関係を
示すグラフ。

【図６】６９ｋｖ級ステーションポスト碍子の諸元を
表にした説明図。

【図７】本実施例の導通構造を示すブロック図。

【図８】第２実施例の懸垂型碍子を示す部分拡大断面
図。

【図９】第３実施例の懸垂碍子を示す部分拡大断面
図。

【図１０】第４実施例の棒状碍子を示す部分拡大断面
図。

【図１１】従来の金属溶射法による導電性碍子を示す
断面部分図。

【図１２】従来の金属接続法による導電性碍子を示す
断面部分図。

【符号の説明】

１，１０…碍子本体、２…金具、３…第１の導電層およ
び第２の導電層としての導電釉薬層、４…サンド部、５
…導電性被膜、６…絶縁性被膜としての絶縁性ペイント
層、７…高電気抵抗を有するセメント材、１３…導電層
としての導電性ペイント層、１４…キャップ金具、１５
ａ…絶縁層としての絶縁釉薬層、１７…ピン金具、２０
…ストレート部、２１…導電性粒子層。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項１４の発明では、請求項１乃至７の
いずれかの請求項に記載の発明において、前記導電性碍
子が棒状導電性碍子である。請求項１５に記載の発明で
は、請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載の発明に
おいて、前記導電層の表面抵抗率を１０〜３０ＭΩ、前
記サンド部の表面抵抗率を０．５〜３ＭΩ、前記導電性
被膜の表面抵抗率を１０ＫΩ以下に設定したものであ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】（１２）前記導電層の表面抵抗率を１５〜
５０ＭΩとし、導電性粒子層の表面抵抗率を０．５〜３
ＭΩとし、かつ前記導電性被膜の表面抵抗率を１０ｋΩ
以下とする。このように構成することによって、（１
０）で述べた作用により、セメント面近傍部分への電流
集中及び電流密度の低減及びコロナ放電の防止をより効
果的に達成できる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】（１４）棒状碍子において、前記導電層の
表面抵抗率を１０〜３０ＭΩとし、前記サンド部の表面
抵抗率を０．５〜３ＭΩとし、かつ前記導電性被膜の表
面抵抗率を１０ＫΩ以下とする。このように構成するこ
とによって、棒状碍子において、上記（１１）で述べた
作用・効果が効果的に達成される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】また、金具２の内側には、絶縁性被膜とし
ての絶縁性ビチュミナスペイントによる絶縁性ペイント
層６がスプレー塗布により形成されている。この金具２
内の層６により、セメント養生時に金具２の表面の亜鉛
とセメント７との間を物理的に遮蔽し、セメント７との
化学反応が防止される。このようなビチュミナスペイン
トとしては、当該技術分で知られたものを用いることが
できる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】第３実施例のステーションポスト碍子を示す
部分拡大断面図。

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

フロントページの続き (72)発明者沓名英治名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】碍子本体と、高電気抵抗を有するセメン
ト材を介して碍子本体に取り付けられた金具を有する導
電性碍子であって、外部に露出した碍子本体の外表面を
第１の導電層で被覆した導電性碍子において、前記セメント材に埋もれる碍子本体の表面の少なくとも
一部に第２の導電層を設け、該第２の導電層の上に第２
の導電層の表面を被膜する第２の導電層よりも柔らかな
導電性被膜を形成し、該第２の導電層が前記第１の導電
層と導通している導電性碍子。
【請求項２】前記第２の導電層上にサンド部が設けら
れ、前記導電性被膜が第２の導電層およびサンド部を被
覆している請求項１に記載の導電性碍子。
【請求項３】前記サンド部がサンド粒子からなり、該
サンド粒子が導電性被膜で被覆されている請求項２に記
載の導電性碍子。
【請求項４】前記第２の導電層が、少なくとも前記セ
メント材が外部に露出する表面部分近傍に設けられてい
る請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載の導電性碍
子。
【請求項５】前記第２の導電層が、少なくとも前記セ
メント材に埋もれる碍子本体の側面の実質的前面に設け
られている請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載の
導電性碍子。
【請求項６】前記導電性被膜が耐アルカリ性を有する
請求項１乃至５のいずれかの請求項に記載の導電性碍
子。
【請求項７】前記セメント材により埋もれる金具の表
面に絶縁性被膜を形成した請求項１乃至６のいずれかの
請求項に記載の導電性碍子。
【請求項８】前記碍子本体には頭部及び頭部の内側に
凹部が設けられ、前記金具が頭部の周りに取り付けられ
るキャップ金具及び凹部に取り付けられるピン金具であ
る請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載の導電性碍
子。
【請求項９】前記セメント材および第２の導電層とに
埋もれる前記碍子本体の前記頭部の表面で前記第２の導
電層が形成されていない表面に絶縁性の釉薬による絶縁
釉薬層を設ける請求項８に記載の導電性碍子。
【請求項１０】前記絶縁釉薬層の表面に導電性被膜が
形成され該絶縁釉薬層を被覆し、前記第２の導電層と導
通している請求項８または請求項９に記載の導電性碍
子。
【請求項１１】前記頭部が筒状をなし、前記キャップ
金具の下端部内周に碍子本体の外周とほぼ平行に延びる
ストレート部を形成し、該ストレート部に対向する碍子
本体の表面に導電性粒子層を形成した請求項８乃至１０
のいずれかの請求項に記載の導電性碍子。
【請求項１２】前記導電層の表面抵抗率より、導電性
被膜の表面抵抗率が小さい請求項８乃至１１のいずれか
の請求項に記載の導電性碍子。
【請求項１３】前記導電層の表面抵抗率を１５〜５０
ＭΩ、導電性粒子層の表面抵抗率を０．５〜３ＭΩ、前
記導電性被膜の表面抵抗率を１０ＫΩ以下に設定した請
求項８乃至１１のいずれかの請求項に記載の導電性碍
子。
【請求項１４】前記導電性碍子が棒状導電性碍子であ
る請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載した導電性
碍子。
【請求項１５】前記導電層の表面抵抗率を１０〜３０
ＭΩ、前記サンド部の表面抵抗率を０．５〜３ＭΩ、前
記導電性被膜の表面抵抗率を１０ＭΩ以下に設定した請
求項１乃至７のいずれかの請求項に記載の導電性碍子。
【請求項１６】前記金具が端部閉止構造を有し、金具
の閉止端部に対応する前記碍子本体の表面に絶縁層を設
けた請求項１乃至１５のいずれかの請求項に記載の導電
性碍子。