(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径笠と小径笠とからなる段違い笠を備えたブッシング用碍管であって、前記大径笠の先端に膨出部を備え、この膨出部の垂直断面における肉厚をＴとし笠先端部の最小肉厚をｔとしたとき、ｔ／Ｔ＝０．６〜０．８の範囲にあり、かつ前記膨出部の先端側の垂直断面形状が、曲率半径Ｒが５．５〜１１ｍｍの上下の円弧とその共通接線とからなることを特徴とするブッシング用碍管。
【請求項２】
大径笠の直径をＤとし、小径笠の直径をｄとしたとき、Ｄ／ｄ＝１.１〜１.８の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のブッシング用碍管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブッシング用碍管に関するものであり、特に５５０ｋＶ以上の高電圧用ブッシングに適したブッシング用碍管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブッシングはブッシング用碍管の内部中心に中心導体を貫通させたものであり、中心導体を流れる高圧電流によってその周囲に電界が発生する。特に碍管表面の電界分布が外部絶縁性能を左右する重要な要素となっており、碍管表面の電界分布が不適切であると雷インパルスや開閉インパルスなどの過電圧による閃絡や、運転電圧印加時の気中コロナ発生などの問題が生じる。
【０００３】
そこで従来から例えば特許文献１に示すように、中心導体の周囲にコンデンサコアを形成したり電極を配置したりすることによって電界を制御し、絶縁性能を高める工夫がなされている。ところが５５０ｋＶ以上の高電圧用ブッシング、特に１０００ｋＶ以上の超高電圧用ブッシングにおいてはその効果も限界に達しており、止むを得ずにブッシング用碍管自体を太くすることにより、碍管表面の電界強度を低下させている。しかし、ブッシング用碍管を太くすることは機器の大型化や重量増大につながり、製造原価も高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９２２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、碍管自体を太くすることなく耐電圧特性を向上させることができるブッシング用碍管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、外部絶縁性能を左右する碍管表面の電界分布は笠の先端形状を工夫することによって緩和することができ、機器の大型化につながる碍管胴部や笠の大径化を行わなくても、耐電圧特性の向上を図ることが可能であることを見出した。
【０００７】
本発明は上記した知見に基づいて完成されたものであり、大径笠と小径笠とからなる段違い笠を備えたブッシング用碍管であって、前記大径笠の先端に膨出部を備え、この膨出部の垂直断面における肉厚をＴとし笠先端部の最小肉厚をｔとしたとき、ｔ／Ｔ＝０．６〜０．８の範囲にあり、かつ前記膨出部の先端側の垂直断面形状が、曲率半径Ｒが５．５〜１１ｍｍの上下の円弧とその共通接線とからなることを特徴とするものである。なお、ここで言う垂直断面とは碍管の中心軸線を通る垂直断面を指す。また、肉厚Ｔは笠部上表面の断面線が先端膨出部断面の円弧と交わる点に於ける円弧の接線と、前記接線と平行であって膨出部断面の円弧の下側と接する線との間の距離で定義されるものとする。
【０００８】
なお請求項２のように、大径笠の直径をＤとし、小径笠の直径をｄとしたとき、Ｄ／ｄ＝１.１〜１.８の範囲とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のブッシング用碍管は、電界強度が最も大きくなる大径笠の先端に上記した特定形状の膨出部を形成することによって、碍管沿面の電界強度を従来品よりも低下させることができる。このため碍管胴部や笠の大径化を行うことなく、運転電圧印加時における気中コロナ放電を抑制することができるのみならず、雷インパルスや開閉インパルスなどの過電圧に対する絶縁性能も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来型のブッシング用碍管の笠形状を示す断面図である。
【図２】本発明の参考形態のブッシング用碍管の笠形状を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態のブッシング用碍管の笠形状を示す断面図である。
【図４】本発明のブッシング用碍管を用いた場合の等電位線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の参考形態及び実施形態を示す。
図１は従来型のブッシング用碍管の外周面に形成された笠形状を示す断面図であり、笠径が異なる３種類の笠１、２、３が示されている。１は大径笠、２は大径笠１よりも小径の小径笠であり、これらの大径笠１と小径笠２とが所定ピッチで組み合わされ、段違い笠を構成している。大径笠の直径をＤとし、小径笠の直径をｄとしたとき、Ｄ／ｄ＝１.１〜１.８の範囲とすることが好ましい。なお３は水切笠と呼ばれる最大径の笠であり、洗浄水や雨水が大径笠１や小径笠２の表面に沿って流下することを防止するために、１ｍ前後の間隔で配置されるのが普通である。
【００１２】
このような従来型のブッシング用碍管の中心導体に１２００ｋＶを印加した場合、碍管を構成する磁器の誘電率が６.８であるのに対して空気の誘電率は１.０であるから、笠の先端部では空気側の電界が高くなる。図１の場合には、大径笠１の先端の電位傾度は２.１５ｋＶ／ｍｍ、小径笠２の先端の電位傾度は１.７５ｋＶ／ｍｍであり、気中コロナが発生するおそれのある２.１５ｋＶ／ｍｍに達している。
【００１３】
そこで本発明では図２、図３に示すように、段違い笠のうちの大径笠１の先端に膨出部４を形成することによって、大径笠１の先端の電位傾度を低下させる。後述する図４では水切笠３の先端にも膨出部５が形成されている。水切笠を設置する場合、その形状は、大径笠１の先端形状と相似形状にする必要がある。曲率半径が大きくなっても、枚数が少ないことからコストへの悪影響は少ない。
【００１４】
図２は膨出部４の参考形態を示す垂直断面図であり、膨出部４の先端側の垂直断面形状が、単一曲率半径の円弧からなる場合である。膨出部４の垂直断面における肉厚をＴとし笠先端部の最小肉厚をｔとしたとき、ｔ／Ｔ＝０．６〜０．８の範囲にあり、かつ垂直断面における曲率半径Ｒが５．５〜１１ｍｍの範囲にあるものとする。なお図２の場合には、Ｔは曲率半径Ｒの２倍である。
【００１５】
ここでｔ／Ｔの値が０．８を越えるとコストアップにつながるので好ましくない。逆にｔ／Ｔの値が０．６未満であると相対的に膨出部４が大型化し、成形、乾燥、焼成等の製造工程の困難性が増大し、製造コストの増加につながるので好ましくない。
【００１６】
また、垂直断面における曲率半径Ｒが５．５ｍｍ未満であると従来の笠に近付き、電位傾度緩和効果が低下する。逆に曲率半径Ｒを１１ｍｍ超とすると製造コストの増加につながるので好ましくない。
【００１７】
図３は膨出部４の実施形態を示す垂直断面図であり、膨出部４の先端側の垂直断面形状が、上下の円弧とその共通接線とからなる場合である。ここで上下の円弧の曲率半径Ｒは同一であっても異なっていてもよいが、上記した理由により上下の円弧の曲率半径Ｒは５．５〜１１ｍｍの範囲とする。またｔ／Ｔは０．６〜０．８の範囲にあるものとする。
【００１８】
なお、実施形態ではＴは全て２２ｍｍである。このため上下の円弧の曲率半径Ｒがともに５．５ｍｍである場合には共通接線（ストレート部）の長さは１１ｍｍとなるが、上下の円弧の曲率半径Ｒがともに１１ｍｍである場合には共通接線（ストレート部）の長さは０になる。このように上下の円弧の曲率半径Ｒに応じて共通接線の長さは変化する。
次に具体的なデータによって本発明の根拠を示す。
【００１９】
【表１】
0006002949.tif 000002
【００２０】
表１はパラメータを変化させた様々な笠形状を持つ超高電圧ブッシングに１２００ｋＶを印加した場合の、笠先端の磁器面の電位傾度を示すものである。ただし何れも水切笠３の先端にも膨出部を設けた場合のデータである。従来品１、２はｔ／Ｔが１.０であるから膨出部がない笠形状であり、その電位傾度は１.８ｋＶ/ｍｍを超えている。本発明品１〜１０は、電位傾度は１.７５ｋＶ/ｍｍ以下である。
【００２１】
本発明品１、２と本発明品６、７、１０は笠先端が図２に示した単一曲率半径（Ｒ）のものである。なお、これらの単一曲率半径（Ｒ）のものは、参考形態品である。本発明品１よりもＲの大きい本発明品２の方が電位傾度は低下している。また曲率半径が同一の場合、大径笠の笠出張りの大きい本発明品６、７の方が更に電位傾度は低下している。本発明品３、４と８、９は笠先端が図３に示した上下の円弧とその共通接線とからなるものである。本発明品３、４よりも８、９の方が大径笠の笠出張りが大きいため、電位傾度は低下している。本発明品５は上側の曲率半径が１１ｍｍ、下側の曲率半径が８ｍｍである。なお、本実施例では本発明品３、４の共通接線は碍管中心軸と略平行としたが、共通接線の傾きはこれに限定されるものではなく、碍管中心軸に対して傾斜していても差し支えない。
【００２２】
図４は本発明のブッシング用碍管を採用した超高電圧ブッシングに１２００ｋＶを印加した場合の等電位線図である。図示のように電界は大径笠１の先端で高くなり、それよりも内側にある小径笠２の先端では緩和されるので、大径笠１の先端形状のみを工夫すれば実用的な耐電圧向上の効果を得ることができる。
【００２３】
本発明のブッシング用碍管は、油浸紙ブッシング、ガスブッシングの何れにも用いることができる。特に５５０ｋＶ以上の電圧階級では、碍管表面の電界が高くなるためにその効果が大きい。
【００２４】
また運転電圧印加時の気中コロナの抑制だけではなく、過電圧に対する絶縁特性の改善も可能である。インパルス過電圧が印加された場合は、荷電側、接地側の金具、シールド等の金属部品からストリーマーが発生し閃絡する傾向にあるが、降雨時には碍管沿面の水滴の影響によって低い電圧でコロナ放電が開始することがある。この現象は、碍管沿面の電界が絶縁性能に影響していることを示しており、本発明を適用することによって絶縁特性の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００２５】
１  大径笠
２  小径笠
３  水切笠
【図１】
0006002949.tif 000003
【図２】
0006002949.tif 000004
【図３】
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【図４】
0006002949.tif 000006