(57)【要約】      （修正有）【課題】送電線用のポリマー碍子等において、長時間、屋外に曝されることに起因する端末金具の腐食をより抑えることができ、且つ、末端金具の錆落とし作業に必要なコストの低減に有利な碍子および避雷器を提供する。【解決手段】絶縁性を有するコア部材１１（または、複数の避雷素子を積み重ねたコア部材）と、前記コア部材を覆う絶縁性を有する被覆体１２と、コア部材の端部に設けられる端末金具１３とを備え、前記端末金具１３を導電性を有する樹脂製の外皮３１で覆うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性を有するコア部材と、
前記コア部材を覆う絶縁性を有する被覆体と、
前記コア部材の端部に設けられる端末金具と、
前記端末金具を覆う樹脂製の外皮と
を備えることを特徴とする碍子。
【請求項２】
前記外皮は、導電性を有することを特徴とする請求項１に記載の碍子。
【請求項３】
前記端末金具には、連結対象の他部品と連結するための連結部品が装着され、
前記連結部品と前記外皮との間に、摺動部品が介挿されることを特徴とする請求項１又は２に記載の碍子。
【請求項４】
前記外皮および前記摺動部品が導電性を有することを特徴とする請求項３に記載の碍子。
【請求項５】
前記外皮は、導電性シリコーンゴムで形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の碍子。
【請求項６】
複数の避雷素子を積み重ねたコア部材と、
前記コア部材を覆う絶縁性を有する被覆体と、
前記コア部材の端部に設けられる端末金具と、
前記端末金具を覆う樹脂製の外皮と
を備えることを特徴とする避雷器。
【請求項７】
前記外皮は、導電性を有することを特徴とする請求項６に記載の避雷器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア部材の端部に端末金具が設けられる碍子および避雷器に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線用の碍子には磁器硝子とポリマー碍子とがある。ポリマー碍子は、絶縁性を有するＦＲＰ製のコア部材と、コア部材を覆う絶縁性を有するシリコーンゴムと、コア部材の両端に設けられる端末金具とからなり、磁器硝子と比較して汚損したときの電気的特性が下がりにくい特徴がある。
端末金具は、軟鋼からなり亜鉛メッキ処理が施されているが、長時間風雨に曝されると亜鉛メッキが無くなり、錆びが生じて機械的強度の低下の原因となる。
この種の送電線関連の部品として、避雷器も知られている。避雷器は、コア部材がポリマー碍子と異なるものの、このコア部材の両端に端末金具を有する点は同じであり、長時間風雨に曝されると端末金具に錆びが生じて機械的強度が低下するおそれがある。
【０００３】
このため、碍子および避雷器のいずれであっても、端末金具に定期的に錆び止め材を塗る処置や、腐食が激しい場合に交換する処置が必要になる。この種の作業は手間がかかり、且つ、ポリマー硝子や避雷器は比較的高価な部品であるため、交換等は避けたい事情もある。
従来、この種の端末金具の腐食を回避するために、端末金具の開口端部の外周に亜鉛製の犠牲金具を設ける技術（例えば、特許文献１参照）や、鉄塔の上でエアーブラストガンを用いて錆びを落とす技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７２４６０号公報
【特許文献２】特開２００４−９２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、犠牲金具を設けた構成であっても、長時間、屋外に曝されることで犠牲金具がやせて無くなり、端末金具の腐食が始まってしまう。また、端末金具の犠牲金具と接触しない部分に雨水が付着し、そこから端末金具の腐食が始まってしまう。
また、エアーブラストガンを用いて錆びを落とす作業は、錆びを落とす対象を覆うシート、エアーブラストガン、タンクなどを全て高所に持ち運ぶ必要や定期的に作業を行う必要がある。しかも、作業時には電線の停止作業も行う必要があり、作業に手間がかかってしまう。このため、作業コストが嵩んでしまい、維持管理のためのコスト低減に不利である。
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、端末金具の腐食をより抑えることができ、且つ、コスト低減に有利な硝子および避雷器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、絶縁性を有するコア部材と、前記コア部材を覆う絶縁性を有する被覆体と、前記コア部材の端部に設けられる端末金具と、前記端末金具を覆う樹脂製の外皮とを備えることを特徴とする碍子を提供する。
この構成によれば、端末金具の一部に亜鉛製の犠牲金具を設けた従来のものと比べて、端末金具の腐食をより抑えることができ、かつ、犠牲金具に生じる消耗もないので、長期に亘って端末金具の腐食を抑えることができる。従って、端末金具の腐食をより抑えることができ、且つ、コスト低減に有利である。
【０００８】
上記構成において、前記外皮は、導電性を有するようにしても良い。この構成によれば、外部からの電流で外皮が破れてしまう事態を防ぐことができ、これによっても長期に亘って端末金具の腐食を抑えることが可能である。
また、上記構成において、前記端末金具には、連結対象の他部品と連結するための連結部品が装着され、前記連結部品と前記外皮との間に、摺動部品が介挿されるようにしても良い。この構成によれば、連結部品と外皮との間でずれが生じたとしても、外皮が破れてしまう事態を回避することができる。また、連結部品の交換によって摩耗に対応することができ、連結部品以外の部品を長期に亘って使用することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記外皮および前記摺動部品が導電性を有するようにしても良い。この構成によれば、連結部品から外皮への電流の流れを妨げず、電流による外皮の破れをより効果的に回避することができる。
また、上記構成において、前記外皮は、導電性シリコーンゴムで形成されるようにしても良い。この構成によれば、電流による外皮の破れを防ぐ効果に加え、シリコーンゴム自体の気密性、耐候性および柔軟性等の性質を利用して端末金具を適切に保護することができる。
【００１０】
また、本発明は、複数の避雷素子を積み重ねたコア部材と、前記コア部材を覆う絶縁性を有する被覆体と、前記コア部材の端部に設けられる端末金具と、前記端末金具を覆う樹脂製の外皮とを備えることを特徴とする避雷器を提供する。
この構成によれば、避雷器においても、上記の碍子と同様に、端末金具の腐食をより抑えることができ、且つ、コスト低減に有利である、といった効果を得ることができる。
上記構成において、前記外皮は、導電性を有するようにしても良い。この構成によれば、外部からの電流で外皮が破れてしまう事態を防ぐことができるとともに、外部からの電流を避雷器へ流す導通路を容易に確保することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、端末金具の腐食をより抑え、且つ、コスト低減に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る碍子の側断面を示した図である。
【図２】碍子の貫通孔を周辺構成と共に示した断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る避雷器を周辺構成と共に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る碍子の側断面を示した図である。
この碍子１０は、架空送電線と鉄塔等の送電線支持物との間を絶縁する送電線用碍子（送電機器部品）であり、絶縁体を構成するロッド状のコア部材１１と、コア部材１１の外周を覆う被覆体１２と、コア部材１１の両端に設けられる一対の端末金具１３とを備えている。また、この碍子１０は、コア部材１１をガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成したポリマー碍子に製作されている。
【００１４】
コア部材１１は、ＦＲＰをロッド状に成形加工して形成され、より具体的には、円断面で直線的に延びる円柱形状に形成されている。但し、円断面に限らず、また、中実構造、中空構造のいずれを採用しても良い。なお、図中、符号Ｌ１は、コア部材１１の中心を通る軸線を示している。
【００１５】
被覆体１２は、コア部材１１の外周面に沿って延びる筒状の胴部１２Ａと、胴部１２Ａの長手方向に間隔を空けて突設された複数の笠部１２Ｂとを一体に有し、シリコーンゴム（絶縁性シリコーンゴム）をコア部材１１にモールド成形することによって形成されている。
このシリコーンゴムは、シリコーンゴム自体の絶縁性によりコア部材１１と同様に絶縁体として機能し、その耐候性等によりコア部材１１を保護する。また、笠部１２Ｂを有するため、被覆体１２表面の絶縁距離（沿面距離に相当）を長くすることができ、当該碍子１０の絶縁性能の向上に寄与する。なお、被覆体１２は、シリコーンゴム以外の絶縁性を有する樹脂材を用いて形成しても良い。
【００１６】
一対の端末金具１３は、アルミニウム合金等の金属材で形成され、コア部材１１にかしめ結合によって各々連結されている。より具体的には、一対の端末金具１３は、同じ部品が適用され、コア部材１１が挿入される筒部１３Ａを一体に有する袋形状に各々形成され、コア部材１１を挿入した状態で外周側から圧縮することによってコア部材１１と結合される。また、端末金具１３は、筒部１３Ａと反対側に、この碍子１０を、連結対象の他部品と連結するための被連結部１３Ｂを一体に備えており、この被連結部１３Ｂは、コア部材１１の軸線Ｌ１に対して垂直方向に延びる単一の貫通孔１３Ｃを有している。
ここで、図２は、貫通孔１３Ｃを周辺構成と共に示した断面図である。
この図２に示すように、貫通孔１３Ｃには、連結部品として機能する締結ボルト２１が通され、この締結ボルト２１を介して端末金具１３が他部品と連結される。
【００１７】
図１および図２に示すように、端末金具１３は、樹脂製の外皮３１で覆われている。
この外皮３１は、端末金具１３の外気に暴露される部分を全て覆うシート状部材であり、シリコーンゴムで形成されている。より具体的には、外皮３１は、端末金具１３の外表面全てを覆う略袋状シートに形成されており、端末金具１３の外表面（貫通孔１３Ｃの表面も含む）、および、端末金具１３とコア部材１１を覆う被覆体１２との連結部分とを覆い、これらを外気に曝さない。このため、雨水等の水分が入り込む隙間が少なく、且つ、シリコーンゴム自体が気密性を有するので、端末金具１３に雨滴が付着し錆びが生じる事態を効果的に防ぐことができる。
【００１８】
この外皮３１を構成するシリコーンゴムは、カーボンを混ぜることによって導電性を有するシリコーンゴム（導電性シリコーンゴム）に形成されている。このため、架空送電線側からの電流で、端末金具１３を覆っている外皮３１が破れてしまう事態を効果的に避けることができる。また、シリコーンゴム自体が柔軟性を有するので、外皮３１に飛散物が衝突したとしても、外皮３１を破れ難くすることができる。
なお、カーボン以外の導電性材料を混ぜることで、外皮３１に導電性を持たせても良い。
【００１９】
また、図２に示すように、外皮３１の貫通孔１３Ｃの表面を覆う部分（以下、「孔覆い部」と言う）３１Ｘ内には、筒状のカラー３５が介挿され、このカラー３５内を、貫通孔１３Ｃに挿入される締結ボルト２１が通るように構成されている。このため、締結ボルト２１が外皮３１に直接接触せず、締結ボルト２１による外皮３１の破れを防止することができる。
カラー３５は、アルミ若しくは鉄等の剛性を有する金属材で形成されており、締結ボルト２１が外皮３１に直接接触しないようにする介挿部材として機能するだけでなく、締結ボルト２１が摺動する摺動面を形成する摺動部材としても機能する。
【００２０】
すなわち、架空送電線等は風等の影響により揺れるため、この揺れにより生じる力の一部が、締結ボルト２１を端末金具１３に対して回動させる力として作用する。この場合に、締結ボルト２１がカラー３５に対して摺動することによって、締結ボルト２１を端末金具１３に対して回動させることができ、風等による揺れに起因して締結ボルト２１が外皮３１を直接擦って外皮を破ってしまう事態を回避することができる。
また、締結ボルト２１の回動によってカラー３５が集中的に摩耗し、外皮３１の損傷を回避することができる。つまり、カラー３５は、連結部品である締結ボルト２１と外皮３１との間の相対ずれで生じる摩擦で摩耗する犠牲部品として機能しており、定期的なカラー３５の交換によって、カラー３５以外の碍子部品を長期間使用することが可能になる。
【００２１】
なお、このカラー３５は、外皮３１を介して端末金具１３の貫通孔１３Ｃに嵌め込まれて摩擦係止している。摩擦係止によって、カラー３５が外皮３１に対して相対回転し難くなっており、カラー３５が外皮３１と擦れ難くなっている。
また、カラー３５の外周面は、図２では平滑面の場合を示しているが、カラー３５の外周面を凹凸形状にしたり、カラー３５の外周面に高摩擦部材を取り付けたり等の外皮３１に対するカラー３５の回り止め構造を積極的に設けても良い。
【００２２】
また、本実施形態では、端末金具１３、外皮３１およびカラー３５が導電性を有するため、コア部材１１と被覆体１２とを除く部分が導電性を有する点で、従来の碍子と同様の構造になる。
このため、碍子１０に必要とされる絶縁長等の絶縁に関する設計方法については、従来の硝子と同様の設計方法を適用することが可能である。また、カラー３５が導電性を有するため、架空送電線側からの電流が締結ボルト２１を介して外皮３１へ円滑に流れるので、これによっても外皮３１の破れを回避することができる。
【００２３】
次に、外皮３１の製造方法を説明する。
外皮３１は、液状のシリコーンゴムが入った釜の中に端末金具部分を浸し、引き抜いて乾燥させる第１製造方法、或いは、液状のシリコーンゴムを直接、端末金具部分に塗布する第２製造方法によって製造される。
第１製造方法は、大量生産に好適であり、また、端末金具１３の形状が異なる場合であっても外皮３１を容易に作成でき、多品種生産にも向く。
第２製造方法は、少量生産に好適であり、また、場所を選ばず、実際に使われている碍子に、外皮３１を後付けすることが可能である。
【００２４】
続いて、本発明の実施例と比較例の耐食性試験を説明する。
この試験は、ＪＩＳ  Ｈ８５０２の試験に準拠して、中性塩水の噴霧と乾燥とからなるサイクルを繰り返し行う中性塩水噴霧サイクル試験である。比較例には、端末金具１３に防塵の処理を施していない従来のポリマー碍子を用いた。
この試験結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１に示すように、実施例および比較例ともに、端末金具１３の亜鉛メッキ膜厚は、初期の状態では７５μｍであり、比較例では、１００サイクルで３０ｕｍに減り、２００サイクル後に亜鉛メッキ膜厚は無くなり、赤錆が生じることが確認された。
一方、実施例では、５００サイクルでも亜鉛めっき膜厚の減少は確認されず、腐食は確認されなかった。この結果から、実施例は、耐腐食性に優れるポリマー碍子であることが確認された。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の碍子１０は、コア部材１１の端部に設けられる端末金具１３を覆う樹脂製の外皮３１を設けたため、端末金具１３の防水および防錆が可能である。仮に、端末金具１３の一部に亜鉛製の犠牲金具を設けた従来のものと比べても、端末金具１３の腐食をより抑えることができ、かつ、犠牲金具に生じる消耗もないので、長期に亘って端末金具１３の腐食を抑えることが明らかである。
しかも、亜鉛製の犠牲金具と比べて、本実施形態の外皮３１は低コストで作成し易く、また、従来のエアーブラストガンを用いて錆びを落とす作業も不要であり、維持管理に関するコストも低減することが可能である。
従って、本実施形態の碍子１０は、端末金具１３の腐食をより抑えることができ、且つ、維持や管理のためのコスト低減に有利である。
【００２８】
また、外皮３１が導電性を有するので、外部からの電流で外皮３１が破れてしまう事態を防ぐことができ、これによっても長期に亘って端末金具１３の腐食を抑えることが可能である。
さらに、締結ボルト（連結部品）２１と外皮３１との間に、カラー（摺動部品）３５を介挿するので、締結ボルト２１が外皮３１を直接擦ることがなく、締結ボルト２１と外皮３１との間でずれが生じたとしても、外皮３１が破れてしまう事態を回避することができる。しかも、締結ボルト２１に擦られてカラー３５が摩耗しても、カラー３５の交換によって容易に摩耗対応することができ、それ以外の部品を長期に亘って使用することができる。
【００２９】
また、外皮３１およびカラー３５の両方が導電性を有するため、従来の碍子と同様に、コア部材１１と被覆体１２とを除く部分が導電性を有し、従来の碍子と同じ設計方法を適用することができる。また、この構成では、締結ボルト２１から外皮３１への電流の流れを妨げないので、電流による外皮３１の破れをより効果的に回避することができる。
さらに、外皮３１は、導電性シリコーンゴムで形成されるので、電流による外皮３１の破れを防ぐ効果に加え、シリコーンゴム自体の気密性、耐候性および柔軟性等の優れた性質を利用して端末金具１３を適切に保護することができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る避雷器を周辺構成と共に示した図である。
図３中、符号５０は避雷器であり、符号６０は鉄塔側に固定された固定金具であり、符号７０は碍子連（本実施形態では懸垂碍子連）である。また、図１に示した碍子１０と同様の構成は同一の符号を付して示している。
この避雷器５０は、送電線用避雷器（送電機器部品）であり、避雷器５０の一端（図３中、上端）は、締結ボルト（締結部材）２１を介して固定金具６０に固定され、他端（図３中、下端）には、締結ボルト（締結部材）２１を介してギャップ放電電極５１が取り付けられる。
碍子連７０の下端には、固定金具６２を介して課電側のアーキングホーン（アークホーンとも言う）６４が取り付けられ、アーキングホーン６４とギャップ放電電極５１とは間隔を空けて配置される。
【００３１】
落雷があり電位が上昇すると、避雷器５０の非直線抵抗素子を構成するコア部材１１Ｘが導通状態に変わり、避雷器５０に設けたギャップ放電電極５１と課電側のアーキングホーン６４との間でギャップ放電し電位上昇を低減させる。そして、雷サージ通過後は非直線抵抗素子の特性により瞬時に無続流となる。この結果、架空送電線の電位上昇による電気的事故を有効に防止することができる。
【００３２】
この避雷器５０は、コア部材１１Ｘが複数の避雷素子を積み重ねて非直線抵抗素子を構成するポリマー型避雷器であり、より具体的には、コア部材１１Ｘは、避雷素子を構成する酸化亜鉛素子を、シリコーンゴムに直接モールドして小型に形成されている。この避雷器５０は、コア部材１１Ｘ以外の構成は、図１に示した碍子１０と同様であり、重複する説明は省略する。
この避雷器５０においても、コア部材１１Ｘの端部に設けられる端末金具１３を覆う樹脂製の外皮３１を設けたため、第１実施形態と同様に、端末金具１３の腐食をより抑えることができ、且つ、コスト低減に有利である、といった様々な効果を得ることができる。
【００３３】
また、避雷器５０においては、鉄塔側に固定された固定金具６０と避雷器５０の端末金具１３との間の導通、および、ギャップ放電電極５１と避雷器５０の端末金具１３との間の導通を確保する必要があるが、外皮３１が導電性を有するため、雷等の外部からの電流を避雷器５０に流す導通路を容易に確保することができる。
なお、避雷器５０においても、締結ボルト（連結部品）２１と外皮３１との間に、カラー（摺動部品）３５を介挿することが望ましいが、接地環境等の条件に応じてカラー３５を省略しても良い。
【００３４】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述の実施形態では、送電線用碍子や送電線用避雷器に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、変電所用碍子や配電線用碍子等の公知の様々な碍子や避雷器に適用しても良い。
また、上述の実施形態では、端末金具１３が、コア部材１１，１１Ｘにかしめ結合される場合を説明したが、これに限らず、くさび結合等の公知の他の結合方法を適用しても良い。
また、上述の実施形態では、外皮３１を導電性シリコーンゴムで形成する場合を説明したが、求められる仕様に応じて、通常の絶縁性を有するシリコーンゴムで形成しても良いし、また、シリコーンゴム以外の材料を用いても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１０  碍子
１１，１１Ｘ  コア部材
１２  被覆体
１３  端末金具
２１  締結ボルト（連結部品）
３１  外皮
３５  カラー（摺動部品）
５０  避雷器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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