(57)【要約】【課題】横振動や繰り返し曲げ荷重に強く、長年にわたりシール性能が劣化することのないブッシングを提供する。【解決手段】フランジ金具と上側碍管と下側碍管とをガスケットを介在させて中心導体により圧縮クランプしたセンタークランプ構造のブッシングにおいて、フランジ金具から上方に立設した側面支持金具を、上側碍管の側面下端部に、可撓性接着剤で接合し、フランジ金具の上面にガスケット溝を設け、側面支持金具と接合した上側碍管の下端面を、ガスケット溝よりも体積が大きく、かつ、ガスケットの圧縮変形ばね定数が可撓性接着剤の剪断変形ばね定数よりも大きいガスケットを介して、フランジ金具の上面から浮き上がり状態で支持した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ金具と上側碍管と下側碍管とをガスケットを介在させて中心導体により圧縮クランプしたセンタークランプ構造のブッシングにおいて、
フランジ金具から上方に立設した側面支持金具を、上側碍管の側面下端部に、可撓性接着剤で接合し、
フランジ金具の上面にガスケット溝を設け、側面支持金具と接合した上側碍管の下端面を、ガスケット溝よりも体積が大きく、かつ、ガスケットの圧縮変形ばね定数が可撓性接着剤の剪断変形ばね定数よりも大きいガスケットを介して、フランジ金具の上面から浮き上がり状態で支持したことを特徴とする可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシング。
【請求項２】
ガスケットの硬度が７０〜８０、可撓性接着剤の硬度が２０〜３０であることを特徴とする請求項1記載の可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシング。
【請求項３】
フランジ金具に水抜き穴を設けたことを特徴とする請求項1または２記載の可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシング。
【請求項４】
フランジ金具と側面支持金具を一体成型したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシング。
【請求項５】
フランジ金具と側面支持金具をボルトで結合したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧電力線等を絶縁支持するためのブッシングは、接地側金具と高圧側金具との間に磁器製の碍管を設け、その中心部に中心導体を貫通させると共に、絶縁ガスや絶縁油を内部に封入して絶縁性を確保した構造となっている。
【０００３】
図１には、本願出願人が開示した、絶縁油を内部に封入して絶縁性を確保したセンタークランプ構造のブッシングの断面説明図を示している（特許文献１）。図１において、１は上側碍管、２は下側碍管、３はそれらの中央に位置するフランジ金具、４は中心導体、５は中心導体４の外周の油浸紙コンデンサコアである。ブッシング本体の内部には絶縁油６が充填されている。７はブッシング頭部の膨張室であり、その内部に設けられたセンタークランプ用のスプリング８によって中心導体４に張力が加えられ、外部部品群すなわち上側碍管１、下側碍管２、フランジ金具３等を密着させるセンタークランプ構造となっている。外部部品群の各々の接合面にはガスケット溝１１が設けられ、そこにはガスケット溝の内容積よりも大きな体積を有するガスケット１２が嵌まっており、外部部品相互は直接密着せずに、ガスケットを介して圧縮状態にあり、摩擦力で保持されている。ガスケットと外部部品との間には常にセンタークランプ力による面圧がかかり続けるのでガスケットが経年劣化により反力を失ってもこの面圧によりシール性が保持される。中心導体４の上端には頂部端子９、下端には油中端子１０が接続されて、通電が行われる。
【０００４】
また、上側碍管１とフランジ金具３を密着させる手段として、前記センタークランプ構造の他に、図２に示すように、上側碍管１の外側面下端部にセメンチング金具１３をセメント１４により接合し、該セメンチング金具１３に対向配置されるフランジ金具３の上面にガスケット溝１１を設け、その中にガスケット溝の容積よりも体積が小さいが高さがカスケット溝深さよりも大きいガスケット１６を収納させ、セメンチング金具１３とこれに対向するフランジ金具３とをボルト１５で結合し、ガスケット１６自体の弾性により上側碍管１とフランジ金具３間のシール性を確保する構造（以下、セメンチング構造という）も知られている。
【０００５】
図２に示すセメンチング構造では、ガスケット１６にセンタークランプ力は働かず、当該部分のシール性は、専らガスケット１６自身の反力により確保されている。しかし、経年変化によりシール用ガスケット１６が劣化して圧縮永久歪が生じると、ガスケット１６自身の反力が弱まり、当該部分のシール性が確保できなくなる問題があった。
【０００６】
一方、図１に示すセンタークランプ構造では、専ら中心導体４による圧縮力で生じる摩擦によってのみ、上側碍管１、下側碍管２、フランジ金具３等を保持させているため、地震・強風・地絡等による横振動に対して脆弱で、図３に示すように口開きを起こしたり、図４に示すように横ずれを起し、内部の絶縁油６が漏れる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３４６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は前記問題を解決し、横振動や繰り返し曲げ荷重に強く、長年にわたりシール性能が劣化することのないブッシングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の可撓性接着剤を使用したセンタークランプ型ブッシングは、フランジ金具と上側碍管と下側碍管とをガスケットを介在させて中心導体により圧縮クランプしたセンタークランプ構造のブッシングにおいて、フランジ金具から上方に立設した側面支持金具を、上側碍管の側面下端部に、可撓性接着剤で接合し、フランジ金具の上面にガスケット溝を設け、側面支持金具と接合した上側碍管の下端面を、ガスケット溝よりも体積が大きく、かつ、ガスケットの圧縮変形ばね定数が可撓性接着剤の剪断変形ばね定数よりも大きいガスケットを介して、フランジ金具の上面から浮き上がり状態で支持したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項1記載のブッシングにおいて、ガスケットの硬度が７０〜８０、可撓性接着剤の硬度が２０〜３０であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のブッシングにおいて、フランジ金具に水抜き穴を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のブッシングにおいて、フランジ金具と側面支持金具を一体成型したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のブッシングにおいて、フランジ金具と側面支持金具をボルトで結合したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
フランジ金具から上方に立設した側面支持金具を、上側碍管の側面下端部に、可撓性接着剤で接合し、フランジ金具の上面にガスケット溝を設け、側面支持金具と接合した上側碍管の下端面を、ガスケット溝よりも体積が大きく、かつ、ガスケットの圧縮変形ばね定数が可撓性接着剤の剪断変形ばね定数よりも大きいガスケットを介して、フランジ金具の上面から浮き上がり状態で支持する構成を有する本発明のブッシングにおいては、ガスケットの収縮に追従して、該接着部分を剪段破壊することなく変形させながら、碍管を沈み込ませることができる。したがって、当該構成を有する本発明のブッシングでは、経年変化によりガスケットが劣化して圧縮永久歪が生じ、ガスケット自身の反力が弱まった場合であっても、碍管とガスケットのシール性を長く維持することが可能となる
【００１５】
また、上側碍管を、可撓性接着剤により弾力性をもって側面支持金具と接着する構成を採用したので、ブッシングに地震・強風・地絡等に起因する横振動が作用した場合にも、傾いた碍管を、可撓性接着剤を介して側面支持金具の上端縁で強固に支えることができるため、側面支持金具を使用しない単純なセンタークランプ構造に比べて、曲げ荷重に強いブッシングが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のセンタークランプ構造のブッシングの説明図である。
【図２】従来のセメンチング構造の説明図である。
【図３】従来のセンタークランプ構造のブッシングにおける口開きの説明図である。
【図４】従来のセンタークランプ構造のブッシングにおける横ずれの説明図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態におけるブッシングの要部を示す断面説明図である。
【図６】図５において、ガスケットの収縮に追従して上部碍管が下方に沈み込む説明図である。
【図７】図５において、ブッシングに曲げが作用した場合に上部碍管が側面支持金具に支えられる説明図である。
【図８】他の実施形態における要部の断面説明図である。
【図９】非線形特性の材料と線形特性の材料の撓み特性を示すグラフである。
【図１０】非線形特性の材料のばね定数の定義を説明するグラフである。
【図１１】実施例のブッシングの要部構成説明図である。
【図１２】実施例における、ガスケットおよび可撓性樹脂の荷重−変位曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
【００１８】
図５は本発明の好ましい実施形態におけるブッシングの要部を示すもので、３はフランジ金具、１は気中側の碍管、１１はこれらの両者間に介在させたガスケットであり、１７はフランジ金具３から上方に立設した側面支持金具である。フランジ金具３と側面支持金具１７は、図５、６に示すように、溶接等の手段によって一体化されたものでもよいし、図８に示すようにボルトで結合したものでもよい。
【００１９】
碍管の中心には図示しない中心導体、その周囲はコンデンサコアがあり、頭部に設けられたスプリングによって中心導体に引張力を与え、その反力であるセンタークランプ力によりフランジ金具３と碍管１とをガスケット１２とともに圧縮クランプし、シールを行なわせていることは従来と同様である。
【００２０】
フランジ金具３の上面に全周にわたって環状のガスケット溝１１が形成されており、このガスケット溝１１にはその容積よりも十分に大きい容積のガスケット１２を取り付けてある。このガスケット１２は、硬度が７０〜８０の例えば合成ゴム、繊維素材とゴムや合成樹脂を合わせて形成したジョイントシート等からなるものである。
【００２１】
ガスケット１２をガスケット溝１１から上方に突出させ、碍管１の下端面をフランジ金具３の上面から浮き上がらせて、センタークランプ力を直接ガスケット１２に伝達する構造としている。当該構造によれば、ガスケット１２には常にセンタークランプ力が加わり、磁器との間で強い面圧を生じるため、シールの信頼性を安定的に確保することができる。
【００２２】
気中側の碍管１の側面下端部には、可撓性接着剤１８によって側面支持金具１７が接着されている。可撓性接着剤１８は硬化した状態で２０〜３０の硬度を示すものであればよく、例えばＲＴＶゴム等を使用することができる。可撓性接着剤１８には水分が含有されるが、該水分はフランジ金具３に設けた水抜き穴１９から排出することができる。
【００２３】
本発明にかかるブッシングは、該可撓性接着剤１８の硬化後に中心導体に引張力を与え、センタークランプ力によりフランジ金具３と碍管１とをガスケット１２とともに圧縮クランプしてシール性を確保するように組み立てられる。
【００２４】
本発明において、ガスケット１２の圧縮変形ばね定数は、可撓性接着剤の剪断変形ばね定数よりも大きくなるように設計されており、これにより本発明の作用を実現している。なお、ガスケット１２に使われるゴムや、可撓性接着剤に使われる樹脂などは非線形特性の材料である。図９に示すように、非線形特性の材料と線形特性の材料とでは撓み特性が異なり、線形特性の材料のばね定数が下記の（１）式に示す単純な関数で定義されるのに対し、非線形特性の材料のばね定数は、（１）式で定義することができない。
線形特性の材料のばね定数＝材料のヤング率×圧縮面積／厚み ----------（１）
【００２５】
そこで、本発明のブッシングにおいては、非線形特性の材料のばね定数を次の通り定義している。図１０には、非線形特性の材料のばね定数の定義を説明するグラフを示している。
非線形材料で構成されるガスケットおよび可撓性接着剤のばね定数＝(F2 − F1)／Δy---------- (２)
（２）式において、F1は使用最高温度におけるセンタークランプ力、F2は使用最低温度におけるセンタークランプ力、y１はF1における撓み量、y２はF２における撓み量、Δy＝y２−y１
を意味している。
【００２６】
センタークランプ構造のブッシングにあっては、中心導体の熱膨張収縮が外郭部品のそれよりも大きいので、高温時にはセンタークランプ力が緩み、低温時には強くなる。使用最低温度とは、規格により定まっていて、-４０℃, -３０℃, -２０℃の３種類がある。使用最高温度としては同様に+４０℃, +３０℃がある。
【００２７】
一例として、図１１に示すブッシングを例に-４０℃から４０℃まで使用温度が変化する環境を想定して検討を行い、その際の、ガスケットおよび可撓性樹脂の荷重−変位曲線を図１２に示している。
【００２８】
該ブッシングは２０℃でセンタークランプ力２１０００ kgで組付けられ、高温時(４０℃)膨張してセンタークランプ力がF1 = ２０２０６ kgになる。一方、低温時(-４０℃)には収縮してセンタークランプ力はF2 = ２４２８１kgになり、高温時との差は４０７５ kgである。
【００２９】
この時、ガスケットのバネ定数は以下のように求められる。外径４０５mm、幅１５mm、厚み６mmのガスケット(面積A = １８０００ mm2)についてそれぞれに対応した撓み量を求めると、高温時x1 = ０．８２８mm、低温時x2= ０．７９２mmとなり撓み量の差はΔx = ０．０３６mmとなる。したがって、ガスケットの圧縮変形ばね定数k1はk1 =(F2−F1) / (x2−x1) = １１３０００ kg / mmとなる。
【００３０】
一方、可撓性樹脂の剪断変形ばね定数は以下のように求められる。可撓性樹脂としては、信越化学工業製RTVゴム：KE-44(硬さ(デュロメータA)：２５度)を選定し、硬さ２５度を初期圧縮弾性係数４ＭＰaに換算した。ポアソン比をn = ０．５とすると横弾性係数はＧ＝Ｅ/２（１＋ν）＝１．３３ＭＰaとなる。可撓性樹脂の厚みをt = １０ mm、幅をD = １３０mm、ガイ管外径をF = ４３５ mmとすると接触面積はS = １７８０００ mm2となり、可撓性樹脂の剪断変形ばね定数はk２＝ＧＳ/ｔ＝２４００ｋｇ/ｍｍとなる。
【００３１】
このように、可撓性樹脂の剪断変形ばね定数は、ガスケットの圧縮変形ばね定数k1の約５０分の1となっている。
【００３２】
２０℃での可撓性樹脂硬化時には剪断応力は加わらず、センタークランプ力を与える際に約０．８mm変形して１９３０kgの荷重を受け持つ。-４０℃から４０℃までの温度変化で可撓性樹脂が受け持つ荷重は１９０１kgから１９８７kgまで変化する。なお、エポキシ樹脂接着では硬すぎて、そのような条件の達成は困難である。
【００３３】
（本発明の作用）
ブッシングの組み立てに伴う圧縮クランプ時には、ガスケット１２が撓んで気中側の碍管１が沈み込み、可撓性接着剤１８には垂直方向の剪断力が加わって変形するが、当該変形によっては、２０〜３０の硬度を示す可撓性接着剤１８が剪断破壊を生じることはない。
【００３４】
ブッシングの使用時には、温度変化に伴いセンタークランプ力が変動し、これに伴い、図６に示すようにガスケット１２が伸縮する。ガスケットの伸縮１２に伴って可撓性接着剤１８には垂直方向に繰り返し性の剪断力が加わるが、本発明ではセメント等従来の接着剤に比べて柔らかい可撓性接着剤１８を使用しているため、当該接着部分から剪断疲労破壊が生じることはない。
【００３５】
ブッシングの経年変化によりガスケット１２が劣化して圧縮永久歪が生じ、ガスケット１２自身の反力が弱まった場合には、ガスケット１２が収縮する。しかし、碍管１は可撓性接着剤１８により弾力性をもって側面支持金具１７と接着されているため、ガスケット１２の収縮に追従して碍管１を沈み込ませることができ、碍管１とフランジ金具３のシール性を永く維持することができる。
【００３６】
更に、本発明のブッシングでは、地震・強風・地絡等に起因する横振動が作用した場合には、図７に示すように、傾いた碍管１を、可撓性接着剤１８を介して側面支持金具１７の上端縁で支えることができるため、側面支持金具１７を使用しない単純なセンタークランプ構造に比べて、曲げ荷重に非常に強い構造となっている。
【符号の説明】
【００３７】
１  上側碍管
２  下側碍管
３  フランジ金具
４  中心導体
５  油浸紙コンデンサコア
６  絶縁油
７  膨張室
８  スプリング
９  頂部端子
１０  油中端子
１１  ガスケット溝
１２  ガスケット溝よりも体積の大きいガスケット
１３  セメンチング金具
１４  セメント
１５  ボルト
１６  ガスケット溝よりも体積の小さいガスケット
１７  側面支持金具
１８  可撓性接着剤
１９  水抜き穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１１】
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