(57)【要約】【課題】  山火事時に発生しうるポリマー碍子の性能及び負荷を予測し、ポリマー碍子を適宜取替えまたは保守することによって、事故を未然に防止し、莫大な資源損失と人名及び財産被害を事前に防止することができるポリマー碍子の人工火炎試験装置を提供すること。【解決手段】  加熱炉の内部に備えられたポリマー碍子と離隔された下側から熱源を提供する加熱部と、前記ポリマー碍子の両端が固定ジグで固定された状態で引張力を与え、また、ポリマー碍子と同一線上に設けられる引張力付与部と、該引張力付与部から与えられる引張力によるポリマー碍子の変形量を電気抵抗に変換して荷重を測定するロードセルが、引張力付与部と同一線上の後方に設けられて、引張力を測定する引張力測定部と、前記加熱部の温度と、引張力測定部により測定されたデータ値を格納し出力するデータ格納／出力部と、を含んで構成されることを特徴とするポリマー碍子の人工火炎試験装置を提供する。【選択図】  図１
2006059787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉の内部に備えられたポリマー碍子と離隔された、下側から熱を与える加熱部と、
前記ポリマー碍子の両端が固定ジグで固定された状態で引張力を与え、また、ポリマー碍子と同一線上に設けられる引張力付与部と、
前記引張力付与部から与えられる引張力によるポリマー碍子の変形量を電気抵抗に変換して荷重を測定するロードセルが、引張力付与部と同一線上の後方に設けられて、引張力を測定する引張力測定部と、
前記加熱部の温度と、引張力測定部と、により測定されたデータ値を格納し出力するデータ格納／出力部と、
を含んで構成されることを特徴とするポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項２】
前記加熱部は、
複数個のノズルを上部に備え、これらのノズルから火炎が噴出するバーナーと、
前記バーナーが所定高さだけ昇降するように操作する昇降ハンドルと、
からなることを特徴とする、請求項１に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項３】
前記バーナーの所定箇所に複数個取り付けられて、このバーナーから噴出する火炎の温度を測定するセンサーと、
前記センサーにより測定された火炎温度と設定温度とを比較し、前記火炎温度が前記設定温度と同一になるように制御する火炎制御部と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項４】
前記センサーは、少なくとも３個であることを特徴とする、請求項３に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項５】
前記引張力付与部に予め入力された設定引張力に基づいて、前記ポリマー碍子に与えられる引張力を制御する引張力制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項６】
前記引張力付与部は、油圧シリンダーであることを特徴とする、請求項５に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項７】
前記引張力制御部は、前記油圧シリンダーの圧力を制御することによって、引張力を制御することを特徴とする、請求項５に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項８】
前記加熱部の温度と、引張力付与部の引張力と、を制御し、この引張力の測定値を出力装置に出力するメイン制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項９】
前記データ格納／出力部は、
前記メイン制御部により制御された加熱部の温度及び引張力付与部の引張力に対する出力値を演算処理し格納するコンピュータと、
前記コンピュータでの最終出力値を紙面で出力する出力装置と、
からなることを特徴とする、請求項１に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項１０】
前記データ格納／出力部は、作業者が作業要件を手動で入力するための操作部をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【請求項１１】
前記データ格納／出力部は、実時間別ヒーターの実際温度、設定温度のグラフ、ポリマー碍子の引張試験に関する試験値及び出力値及びこれによる破断グラフが、アルゴリズムで出力されるディスプレイ窓をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のポリマー碍子の人工火炎試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー碍子の人工火炎試験装置に関し、さらに詳細には、火災状況と同じ温度条件及び引張力を与えた状態で、送電線路に使用されるポリマー碍子(Polymer Insulator)の難燃性及び引張特性を同時に測定及び試験することによって、ポリマー碍子の性能及び負荷を予測し、この予測結果に基づいてポリマー碍子を適宜取り替えたり保守したりすることによって、事故を未然に防止し、莫大な資源損失と人名及び財産被害を事前に防止できるようにしたポリマー碍子の人工火炎試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、韓国内では、磁器材の碍子(Insulator)が９９％以上使用されているが、海外では、経済性、設置の容易性及び軽量などの点から、ポリマー碍子の使用が増えつつある。そこで、韓国でも送電用ポリマー碍子の使用を積極的に検討中にあるが、山岳地域が７０％以上を占める韓国地形の特性上、山火事の発生を考慮しなければならず、よって、山火事発生時のポリマー碍子の信頼性検証が至急な実情である。
【０００３】
しかも、韓国内で適用されている一般のポリマー碍子の性能試験は、単に引張荷重の試験に留まっており、難燃性試験は殆ど実施されていないのが現状である。また、火災時のポリマー碍子の引張強度及び破断荷重については測定されていなく、かつ、温度変化によるポリマー碍子の信頼性試験は、装置及び方法の不具合から、実施されていないため、ポリマー碍子の信頼度が劣る、という問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、山火事発生時と類似な温度変化(常温〜６００℃)及び引張力(０〜５０ton)を与えた状態で、送電線路に使用されるポリマー碍子の難燃性及び引張荷重を同時に測定及び試験することによって、山火事時に発生しうるポリマー碍子の性能及び負荷を予測し、この予測結果に基づいて事故を未然に防止し、資源損失、人名及び財産被害を防止できるようにしたポリマー碍子の人工火炎試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成すべく、本発明は、加熱炉の内部に備えられたポリマー碍子と離隔された、下側から熱を与える加熱部と、前記ポリマー碍子の両端が固定ジグで固定された状態で引張力を与え、また、ポリマー碍子と同一線上に設けられる引張力付与部と、前記引張力付与部から与えられる引張力によるポリマー碍子の変形量を電気抵抗に変換して荷重を測定するロードセルが、引張力付与部と同一線上の後方に設けられて、引張力を測定する引張力測定部と、前記加熱部の温度と、引張力測定部により測定されたデータ値を格納し出力するデータ格納／出力部と、を含んで構成することによって、ポリマー碍子を試験装置の固定ジグに固定させ、該ポリマー碍子の下側から熱を加えるとともに、側方から引張力を与えて、火災状況と同様な条件にした状態で模擬試験を実施することによって、ポリマー碍子の性能及び負荷を予測し、この予測結果に基づいて適宜取替え及び保守し、結果として事故を未然に防止できるので、好ましい。
【０００６】
前記加熱部は、複数個のノズルを上部に備え、これらのノズルから火炎を噴出するバーナーと、該バーナーが所定高さだけ昇降するように操作する昇降ハンドルと、からなることによって、火災状況と略同様の温度でポリマー碍子の難燃性及び引張特性に対する試験が可能なので、好ましい。
【０００７】
また、本発明の試験装置は、前記バーナーの所定箇所に複数個取り付けられて、このバーナーから発生する火炎の温度を測定するセンサーと、これらのセンサーにより測定された火炎温度と設定温度と、を比較し、前記火炎温度が前記設定温度と同一になるように制御する火炎制御部と、をさらに含み、ポリマー碍子に高温の温度を与えるバーナー内部の火炎温度を実時間測定するセンサーの出力値を平均し、この平均温度が前記火炎制御部により設定温度と同一に維持されるので、好ましい。
【０００８】
また、本発明では、前記センサーが少なくとも３個取り付けられ、これらのセンサーは、バーナー内部の先端、中間、後端の箇所にそれぞれ配置され、これら各センサーにより測定される火炎温度を平均して設定温度と同一に維持するので、好ましい。
【０００９】
また、本発明の試験装置は、引張力付与部に予め入力された設定引張力に基づいて、前記ポリマー碍子に与えられる引張力を制御する引張力制御部をさらに含むことによって、ポリマー碍子の引張特性の試験のための引張力測定範囲を一定に維持できるので、好ましい。
【００１０】
また、本発明のデータ格納／出力部は、メイン制御部により制御された加熱部の温度及び引張力付与部の引張力に対する出力値を演算処理し格納するコンピュータと、該コンピュータでの最終出力値を紙面で出力する出力装置と、からなることによって、ポリマー碍子に対する難燃性及び引張特性に対する試験値を実時間で演算し文書で出力するので、好ましい。
【００１１】
また、本発明のデータ格納／出力部が、実時間別ヒーターの実際温度、設定温度のグラフ、ポリマー碍子の引張試験に関する試験値及び出力値及びこれによる破断グラフが、アルゴリズム(algorism)で出力されるディスプレイ窓をさらに含むことによって、作業者は、前記ディスプレイ窓を通して測定値に関する情報を一目瞭然に認識できるので、好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるポリマー碍子の人工火炎試験装置は、ポリマー碍子に火災時に適用される温度と引張力を同時に与えた状態で、難燃性及び引張特性を同時に測定及び試験することによって、山火事のときに発生しうるポリマー碍子の性能及び負荷を予測し、ポリマー碍子を適宜取替えまたは保守することによって、事故を未然に防止し、莫大な資源損失と人名及び財産被害を事前に防止するができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によるポリマー碍子の人工火炎試験装置は、図１に示すように、ポリマー碍子１３２の難燃性及び引張特性に対する試験が実施されるチャンバー１１２が備えられた加熱炉１１０が、ベース１００に設置され、この加熱炉１１０の内部に配置されたポリマー碍子１３２の下側から熱を加える加熱部１２０と、該加熱部１２０と連結されて火炎温度と設定温度と、を比較し、この火炎温度が設定温度と同一になるように制御する火炎制御部１６０と、ポリマー碍子１３２の両端を固定ジグ１３０に固定させた状態で引張力を与える引張力付与部１４０と、該引張力付与部１４０の引張力を制御する引張力制御部(図示せず)と、引張力付与部１４０により変形されたポリマー碍子１３２の引張量を、ロードセル(Load Cell)Ｌで測定する引張力測定部１５０と、加熱部１２０の温度と、引張力付与部１４０の引張力を制御してこの引張力の測定値とを、データ格納／出力部１７０に送信するメイン制御部(図示せず)と、前記加熱部１２０の温度と、引張力測定部１５０により測定されたデータ値と、を格納／出力するデータ格納／出力部１７０と、からなる。
【００１５】
加熱炉１１０は、ベース１００の上部に設置され、また、放火材質の特殊な材料を使って最大限の安全性確保及び最小限の温度変化が図られるようにに構成されており、その内部に設けられたチャンバー１１２内には、試験片のポリマー碍子１３２の両端を固定させる１対の固定ジグ１３０を備え、また、試験中にポリマー碍子１３２の変化を作業者が目視できるように開閉式放火ガラス窓１１４が一側に設置される。
【００１６】
また、加熱炉１１０内部の床面一側に立設されて固定される固定片１１６の両側に一端がそれぞれ取り付けられた横軸Ｓが、加熱炉１１０の外部まで延在し、この延在した横軸Ｓの他端は、他の固定片１１６に固定される。ここで、横軸Ｓの途中には、横軸Ｓに沿って摺動する移動片１１８が備えられる。また、この移動片１１８の一側面には、引張力付与部１４０が取り付けられる。
【００１７】
固定ジグ１３０は、１対で構成され、図面において左側に配置された固定片１１６のローディングステージ１１９及び引張力付与部１４０のピストンロッド１４２の先端と接触するローディングステージ１１９にそれぞれ備えられる。ここで、固定ジグ１３０は、ピストンロッド１４２と同一線上に位置しなければならない。
【００１８】
ここで、ローディングステージ１１９の離隔された空間に取り付けられる１対の固定ジグ１３０は、図２に示すように、水平に固定ジグ１３０を連結させた取っ手Ｈにより加熱炉１１０の内部と外部へ移動自在になっている。すなわち、ポリマー碍子１３２の着脱時には、取っ手Ｈを引っ張って固定ジグ１３０を加熱炉１１０の外部に位置づけ、ポリマー碍子１３２の性能試験に際しては取っ手Ｈを押し付けて固定ジグ１３０を加熱炉１１０の内部に位置づける構成となっているので、ポリマー碍子１３２の着脱が容易となる。
【００１９】
加熱部１２０は、加熱炉１１０のチャンバー１１２の下部に配置されて、火災発生時の火炎と略同一の熱を与えるものであって、ＬＰＧガスを燃焼させるバーナー１２２と、このバーナー１２２の上部に設けられて火炎を噴出するノズル１２４と、バーナー１２２の一側壁に取り付けられてバーナー１２２の高さを上下調節する昇降ハンドル１２６と、から構成される。
【００２０】
また、バーナー１２２内部の先端、中間、後端の箇所にそれぞれセンサー(図示せず)が取り付けられ、これらセンサーの取り付けられた各箇所で測定された火炎の温度は、メイン制御部(図示せず)とデータ格納／出力部１７０に出力される。
【００２１】
火炎制御部１６０は、加熱部１２０のバーナー１２２の温度を制御できるように連結され、バーナー１２２内の所定箇所に取り付けられたセンサーにてセンシング(Sensing)された火炎温度を平均し、この火炎温度が、火災状況時の温度に合わせて予め入力した設定温度と同一に維持されるように制御する。
【００２２】
引張力付与部１４０は、油圧シリンダーであって、先端が固定ジグ１３０に固定されてシリンダー内部で直線往復動し、途中には移動片１１８が固定されるピストンロッド１４２を含む。ここで、ピストンロッド１４２の後方にはロードセルＬが設けられ、該ロードセルＬによって、ポリマー碍子１３２の変形量を電気抵抗に変換して引張荷重を測定し、ポリマー碍子１３２を引っ張る油圧シリンダーの圧力を制御することによって引張力を制御する引張力制御部(図示せず)がさらに備えられる。
【００２３】
ピストンロッド１４２の途中には、引張力測定部１５０が取り付けられるが、該引張力測定部１５０は、ロードセルＬと電気的に接続されて、このロードセルＬが認知した引張荷重値を、データ格納／出力部１７０に出力する機能を担う。
【００２４】
メイン制御部(図示せず)は、加熱部１２０の火炎温度が設定温度と同一に維持されるように制御し、引張力付与部１４０から与えられた引張力がポリマー碍子１３２に加えられて得た引張力測定値を検出し、この測定値をデータ格納／出力部１７０に出力する。
【００２５】
データ格納／出力部１７０は、加熱部１２０の温度と、引張力測定部１５０によるデータ値を演算処理して格納するコンピュータ１７２と、該コンピュータ１７２の最終出力値を紙面で出力する、プリンタ(Printer)の機能を担う出力装置１７４と、ヒーター１２２の実時間温度及びポリマー碍子１３２の引張試験に従う試験値と出力値を画面出力するディスプレイ窓１７６と、作業者が試験要件を手動で入力する操作部１７８と、から構成される。
【００２６】
ディスプレイ窓１７６は、図４に示すように、アルゴリズム(algorism)によりプログラム化し、実時間でヒーター１２２の温度と引張試験に従う試験値及び出力値を提供するものの、人為的に作業者が設定する設定温度と、ヒーター１２２に取り付けられた３個のセンサーによりセンシングされた火炎温度を、数字とグラフで出力し、引張力付与部１４０に設定される設定張力、引張力制御部により与えられる引張時間、引張荷重、破断荷重、及びポリマー碍子１３２のモデル（Model）名が数字で出力され、ポリマー碍子１３２を伸張させて破断される際の応力変形率に対する線図が出力される。
【００２７】
ここで、固定ジグ１３０、引張力付与部１４０及び引張力測定部１５０は、相互に同一の線上に配置しなければならない。
【００２８】
次に、上記のように構成された本発明のポリマー碍子の人工火炎試験装置を使用してポリマー碍子１３２の難燃性及び引張荷重を測定する過程について説明する。図１ないし図３に示すように、ポリマー碍子１３２の難燃性及び引張荷重を測定するために、作業者は、まず、データ格納／出力部１７０の操作部１７８を通して、望む設定温度、設定張力、引張時間及び引張荷重値をそれぞれ入力する。
【００２９】
続いて、一対のローディングステージ１１９の間に備えられた固定ジグ１３０を互いに連結した取っ手Ｈを、作業者が自分の方に引っ張り、これにより、固定ジグ１３０がローディングステージ１１９から摺動して移動しアンローディングされると、これら固定ジグ１３０にポリマー碍子１３２をクランプさせ、その後、加熱炉１１０の内部温度が設定値に維持されると、加熱炉１１０のチャンバー１１２内にポリマー碍子１３２をローディングさせる。
【００３０】
このときに、加熱炉１１０の内部にポリマー碍子１３２がローディングされたという信号が送られると、引張力付与部１４０を制御する引張力制御部は、ロードセルＬに定められた荷重に対応する設定張力が加えられ、設定された引張時間だけ維持されるように制御する。一方、設定荷重が維持されている状態で、ポリマー碍子１３２の下側に配置された加熱部１２０のバーナー１２２を点火させ、火炎制御部１６０によりバーナー１２２の火炎温度を調節して設定温度に維持させ、かつ、バーナー１２２の高さを、昇降ハンドル１２６を使って調節することによって、火炎の状態を調節する。すなわち、バーナー１２２の内部に取り付けられたセンサーにより実時間で測定される火炎温度を平均し、この平均した火炎温度を設定温度に合わせる。
【００３１】
その後、引張力付与部１４０のピストンロッド１４２を用いてポリマー碍子１３２に加えられる引張力を増加させ、この引張力を引張力制御部によって維持させ、設定された引張時間と設定張力に到達すると、ロードセルＬに連結された引張力測定部１５０により測定される。この引張試験に対する結果値及び火炎温度の測定値は、メイン制御部で比較処理された後に、データ格納／出力部１７０のディスプレイ窓１７６に画面出力される。
【００３２】
また、引張試験に対する結果値及び火炎温度の測定値は、データ格納／出力部１７０に設定時間が完了するまで実時間で格納され、コンピュータ１７２での比較演算による結果値が、出力装置１７４により文書として出力される。
【００３３】
このときに格納されたデータは、試験成績書として出力され、使用者の要請時にはいつでも出力可能になっている。
【００３４】
このように、本発明は、ポリマー碍子１３２の信頼性及び性能を検証するために模擬的な状況を作り、ポリマー碍子１３２の難燃性及び引張荷重を同時に測定及び試験可能に構成したため、山火事時に発生しうるポリマー碍子１３２の性能劣化及び負荷を予測することができ、したがって、重大な事故を未然に防止して資源損失、人名及び財産被害を防止する、という利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に従うポリマー碍子の人工火炎試験装置のシステムを示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に従うポリマー碍子の人工火炎試験装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に従うポリマー碍子の人工火炎試験装置の工程の流れ図である。
【図４】本発明の実施形態に従うポリマー碍子の人工火炎試験装置の試験データを実時間測定し表示した画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  ベース
１１０  加熱炉
１１２  チャンバー
１１４  開閉式放火ガラス窓
１１６  固定片
１１８  移動片
１２０  加熱部
１２２  バーナー
１２４  ノズル
１２６  昇降ハンドル
１３０  固定ジグ
１３２  ポリマー碍子
１４０  引張力付与部
１４２  ピストンロッド
１５０  引張力測定部
１６０  火炎制御部
１７０  データ格納／出力部
１７２  コンピュータ
１７４  出力装置
１７６  ディスプレイ窓
１７８  操作部
Ｌ  ロードセル
Ｈ  取っ手
Ｓ  横軸
【図１】
2006059787.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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