(57)【要約】【課題】碍子機器の形状や材料を変更することなく、地震時の破損や転倒などを効果的に防止可能な耐震パッド、碍子機器取付構造、及び変電設備用機器を得る。【解決手段】変圧器本体１６に、耐震パッド１２を介在させて碍子１４が取り付けられる、耐震パッド１２は、ゴムリング２０と、このゴムリング２０の軸方向の両端面にそれぞれ取り付けられた上連結フランジ２２、下連結フランジ２４及び、取付ボルト２６によって取り付けられた取付フランジ２８で構成される。ゴムリング２０は、耐震パッド１２と碍子１４との総体での固有振動数が、変圧器本体１６の固有振動数と異なるように、その物理的性質が決められており、変圧器本体１６が振動しても、碍子１４の共振が防止される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変電設備を構成する機器本体と、この機器本体に取り付けられる碍子機器との間に介在される耐震パッドであって、
碍子機器の振動周期をみかけ上長周期化する弾性部材を含んで構成されていることを特徴とする耐震パッド。
【請求項２】
前記弾性部材が、せん断弾性率０．４〜１．０（ＭＰａ）のゴムにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震パッド。
【請求項３】
請求項２に記載の耐震パッドであって、
前記ゴムに、前記機器本体及び／又は前記碍子機器への取り付け用とされる取り付け部材が備えられていることを特徴とする耐震パッド。
【請求項４】
変電設備を構成する機器本体に碍子機器を取り付けるための碍子機器取付構造であって、
前記機器本体と前記碍子機器との間に介在された請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐震パッド、
を有することを特徴とする碍子機器取付構造。
【請求項５】
変電設備を構成する機器本体と、
前記機器本体に取り付けられる碍子機器と、
前記機器本体と前記碍子機器との間に介在された請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐震パッドと、
を有することを特徴とする変電設備用機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震パッド、碍子機器取付構造、及び変電設備用機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、たとえば変電所などの変電設備では、絶縁機器として、種々の碍子機器が用いられている。たとえば、変圧器、ガス遮断機、避雷器などにおいて、変圧器本体などの機器本体に対し碍子機器が取り付けられて使用されている。
【０００３】
ところで、従来では、上記した機器本体と碍子機器とは、これらの固有振動数が近接していることがあった。このような場合に、機器本体に対したとえば地震等により振動が作用すると、機器本体と碍子機器とが共振するので、碍子機器の破損、転倒、あるいは内部に充填された油の漏れなどが発生するおそれがある。
【０００４】
このような事態の発生を防止するためには、碍子機器の固有振動数が、機器本体の固有振動数と大きく異なるようにすることが考えられる。しかし、碍子機器の固有振動数の変更には、材料や形状の変更を伴うため、取り付け位置の制約を受けたり、コストの上昇を招いたりすることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、碍子機器の形状や材料を変更することなく、地震時の破損や転倒などを効果的に防止可能な耐震パッド、碍子機器取付構造、及び変電設備用機器を得ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、変電設備を構成する機器本体と、この機器本体に取り付けられる碍子機器との間に介在される耐震パッドであって、碍子機器の振動周期をみかけ上長周期化する弾性部材を含んで構成されていることを特徴とする。
【０００７】
したがって、変電設備を構成する機器本体に対し、この耐震パッドを介在させて碍子機器が取り付けられる。耐震パッドは弾性部材を含んで構成されており、碍子機器の振動周期がみかけ状長周期化される。換言すれば、碍子機器と弾性部材とを全体で考えたときの固有振動数が、機器本体の固有振動数と異なる。したがって、地震等により聞き本体が振動しても、碍子機器は共振することはなく、碍子機器の破損や脱落（さらには、碍子機器の内部に油などの液体が充填されている場合には液体漏れ）が防止される。
【０００８】
しかも、耐震パッドを機器本体と碍子機器との間に間に介在させるだけなので、碍子機器の材料や形状を変更する必要がない。このため、碍子機器の取り付け位置に制限が生じたり、コストの上昇を招いたりすることもない。
【０００９】
請求項１に係る弾性部材としては、上記したように、この弾性部材と碍子機器との全体での固有振動数が、機器本体の固有振動数と異なるようなものであれば特に限定されないが、たとえば、請求項２に記載のように、前記弾性部材が、せん断弾性率０．４〜１．０（ＭＰａ）のゴムにより構成されていると、より確実に碍子機器の共振を防止できる。
【００１０】
また、この耐震パッドは、弾性部材が機器本体や碍子機器に直接的に接触して取り付けられる構成であってもよいが、請求項３に記載のように、前記ゴムに、前記機器本体及び／又は前記碍子機器への取り付け用とされる取り付け部材が備えられている構成とすると、機器本体及び／又は碍子機器に対し弾性部材を容易に取り付けることが可能になる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、変電設備を構成する機器本体に碍子機器を取り付けるための碍子機器取付構造であって、前記機器本体と前記碍子機器との間に介在された請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐震パッド、を有することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、この碍子機器取付構造では、変電設備を構成する機器本体と碍子機器との間に、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐震パッドが介在されており、碍子機器の振動周期がみかけ状長周期化されている。碍子機器と耐震パッドとを全体で考えたときの固有振動数が、機器本体の固有振動数と異なっているので、地震等により機器本体が振動しても、碍子機器は共振することはなく、碍子機器の破損や脱落（さらには、碍子機器の内部に油などの液体が充填されている場合には、液体漏れ）が防止される。
【００１３】
しかも、耐震パッドを機器本体と碍子機器との間に介在させるだけなので、碍子機器の材料や形状を変更する必要がない。このため、碍子機器の取り付け位置に制限が生じたり、コストの上昇を招いたりすることもない。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、変電設備を構成する機器本体と、前記機器本体に取り付けられる碍子機器と、前記機器本体と前記碍子機器との間に介在された請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐震パッドと、を有することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、機器本体に対し碍子機器が取り付けられるので、碍子機器によって、電気導体（送配電線など）を絶縁し、支持することができる。
【００１６】
機器本体と碍子機器との間には、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐震パッドが介在されており、碍子機器の振動周期がみかけ状長周期化されている。碍子機器と耐震パッドとを全体で考えたときの固有振動数が、機器本体の固有振動数と異なっているので、地震等により聞き本体が振動しても、碍子機器は共振することはなく、碍子機器の破損や脱落（さらには、碍子機器の内部に油などの液体が充填されている場合には、液体漏れ）が防止される。
【００１７】
しかも、耐震パッドを機器本体と碍子機器との間に介在させるだけなので、碍子機器の材料や形状を変更する必要がない。このため、碍子機器の取り付け位置に制限が生じたり、コストの上昇を招いたりすることもない。
【００１８】
なお、上記請求項１〜請求項５の記載において、「機器本体」は、変電設備を構成する機器であれば特に限定されないが、たとえば、変圧器、ガス遮断機、避雷器などを挙げることができる。この「機器本体」によって構成される「変電設備」としても特に限定されず、いわゆる変電所が含まれるのはもちろんであるが、さらには、工場や各種プラント内の変電設備、鉄道に電力を供給するための変電設備、発電所内の変電設備などが広く含まれる。また、「碍子機器」としても、上記「機器本体」に取り付けられ、電気導体を絶縁して支持するものであれば限定されない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の一実施形態の耐震パッド１２を介在させることにより、碍子１４が取り付けられた変圧器本体１６が示されている。また、図２には、本実施形態の碍子取付構造（碍子機器取付構造）によって変圧器本体１６に取り付けられた碍子１４が、図３（Ａ）及び（Ｂ）には耐震パッド１２がそれぞれ拡大して示されている。
【００２０】
図２に示すように、碍子１４は、柱状の碍子本体１８を備えており、この碍子本体１８の頂部１８Ｔに、送電線４０などの電気導体が絶縁状態で支持される。
【００２１】
碍子本体１８の略中間部には、フランジ１８Ｆが取り付けられている。このフランジ１８Ｆと、変圧器本体１６の取り付け部１６Ｃとの間に、耐震パッド１２が介在され、碍子１４が変圧器本体１６に取り付けられている。
【００２２】
図３に示すように、耐震パッド１２は、環状に形成されたゴムリング２０と、このゴムリング２０の軸方向の両端面にそれぞれ取り付けられた鋼製の上連結フランジ２２、下連結フランジ２４とを備え、さらに、下連結フランジ２４には、取付ボルト２６によって、鋼製の取付フランジ２８が取り付けられている。上連結フランジ２２には、所定の位置に雌ネジ３０が形成されており、図２に示すように、取付ボルト３２によって、碍子１４のフランジ１８Ｆに取り付けられる。また、取付フランジ２８には、ボルト孔３４が形成されている。変圧器本体１６の取り付け部１６Ｃに形成された取付孔３６と、取付フランジ２８のボルト孔３４とを一致させて取付ボルト３８を挿通しナット締めすることで、耐震パッド１２が変圧器本体１６の取り付け部１６Ｃに取り付けられる。
【００２３】
ゴムリング２０は、耐震パッド１２と碍子１４との総体での固有振動数が、変圧器本体１６の固有振動数と異なるようにすることで、碍子１４がみかけ状長周期化されるように、その物理的性質が決められている。したがって、変圧器本体１６が、たとえば地震などによって振動した場合であっても、碍子１４の共振が防止され、応答加速度及び地震外力が低減される。
【００２４】
そして、本実施形態では、変圧器本体１６、碍子１４、及び変圧器本体１６と碍子１４との間に介在された耐震パッド１２により、本発明の変電設備用機器が構成されている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
変圧器本体１６に耐震パッド１２を介在させて取り付けられた碍子１４は、その頂部１８Ｔで、送電線４０などの電気導体を絶縁状態で支持できる。
【００２７】
耐震パッド１２を構成しているゴムリング２０は、耐震パッド１２と碍子１４との総体での固有振動数が、変圧器本体１６の固有振動数と異なるように、その物理的性質が決められており、碍子１４がみかけ状長周期化されている。したがって、変圧器本体１６が、たとえば地震などによって振動した場合であっても、碍子１４の共振が防止され、応答加速度及び地震外力が低減される。
【００２８】
このように、碍子１４の共振が防止されるため、破損や、変圧器本体１６からの脱落、転倒などが防止される。碍子１４には、内部に油が充填されたものがあるが、このような碍子の場合には、油漏れも防止できる。
【００２９】
しかも、碍子１４自体の固有振動数が、変圧器本体１６の固有振動数と近接している場合でも、碍子１４と耐震パッド１２（ゴムリング２０）とを総体で考えた場合には、この固有振動数が変圧器本体１６の固有振動数と大きく異なるようにできる。したがって、碍子１４の共振を防止するために、碍子１４自体の固有振動数を特定の値にする必要はなく、碍子１４の材料や形状に制限が生じない。このため、碍子１４を低コストで構成でき、碍子１４の取付位置などにも制限が生じない。
【００３０】
本発明の耐震パッド１２を構成するゴムリング２０としては、このように、碍子１４と耐震パッド１２（ゴムリング２０）との総体での固有振動数を、変圧器本体１６の固有振動数と異なるようにするものであれば限定されないが、たとえば、天然ゴム材料又は高減衰ゴム材料で構成された、せん断弾性率０．４〜１．０（ＭＰａ）のものを使用すると、より確実に碍子１４の共振を防止できるので、好ましい。
【００３１】
また、ゴムリング２０によって、振動のエネルギーをより効果的に減衰（散逸）させるためには、損失係数が０．０４〜０．４０の範囲のものが好ましい。この損失係数とは、ゴムリング２０に作用する応力とひずみの位相差をδとしたときにｔａｎ（δ）で表され、この数値が大きいほど、ゴムの内部摩擦が大きい。このため、せん断変形よって振動エネルギーの多くが熱エネルギーに変換され、大きな横揺れ等の振動エネルギーを確実に吸収して、振動を減衰することができる。
【００３２】
さらに、ゴムリング２０に作用した外力でゴムリング２０が破断されないようにするためには、破断伸びが５００％以上、破断強度が８．０ＭＰａ以上のものが好ましい。
【００３３】
上記説明では、本発明の耐震パッドとして、ゴムリング２０に上連結フランジ２２、下連結フランジ２４及び取付フランジ２８が取り付けられたものを例に挙げたが、これらのフランジの一部又は全部がない構成でもよい。但し、一般的には、これらのフランジを備えた構成とすると、変圧器本体１６や碍子１４への取付が容易になるので、好ましい。
【００３４】
本発明において、変電設備を構成する機器本体としても、上記したものに限定されない。機器本体としては、変圧器、ガス遮断機、避雷器などを挙げることができる。この機器本体によって構成される変電設備としては、変電所の他、工場や各種プラント内の変電設備、鉄道に電力を供給するための変電設備、発電所内の変電設備などが広く含まれる。また、本発明に係る碍子機器としても、上記機器本体に取り付けられ、電気導体を絶縁して支持するものであれば限定されない。したがって、これらの適切な組み合わせによって、本発明の変電設備用機器を構成することができる。
【００３５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
【００３６】
図４には、上記実施形態の耐震パッド１２を使用した場合と、使用しない場合とを比較した、振動台実験の概略が示されている。実施例としては、固有振動数１２．５Ｈｚに調整された鋼製のフレーム台座４２に、上記実施形態の耐震パッド１２を介在させて、固有振動数１３Ｈｚ程度の碍子１４を取り付けた。耐震パッド１２のゴムリング２０は、天然ゴム材料製で、せん断弾性率が０．４ＭＰａ、損失係数（ｔａｎ（δ））が０．０６、破断伸びが６００％、破断強度が１７ＭＰａのものを使用した。この耐震パッド１２を介在させたことで、碍子１４のみかけ状の固有振動数は３．０Ｈｚになった。
【００３７】
また、比較例として、フレーム台座４２に、耐震パッド１２を介在させることなく直接的に、碍子１４を取り付けた。
【００３８】
そして、いずれの場合においても、ＩＥＥＥ６９３−１９９７の設計応答スペクトルを基に、ランダム位相で作成された人工波を、目標最大加速度振幅０．２５０ｇおよび０．３７５ｇでフレーム台座４２に入力し、碍子１４の取り付け部（フランジ１８Ｆ）及び頂上（頂部１８Ｔ）において、応答加速度を測定した。結果を図５に示す。
【００３９】
図５から分かるように、本発明の実施例では、測定位置が碍子１４の取り付け部（フランジ１８Ｆ）であっても頂上（頂部１８Ｔ）であっても、比較例よりも応答加速度が小さくなっている。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記の構成としたので、碍子機器の形状や材料を変更することなく、地震時の破損や転倒などを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の耐震パッドを介在させることにより碍子が取り付けられた変圧器本体を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の碍子取付構造（碍子機器取付構造）によって変圧器本体に取り付けられた碍子を拡大して示す一部破断正面図である。
【図３】本発明の一実施形態の耐震パッドを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部破断正面図である。
【図４】本発明の実施例における振動台実験の概略構成を示す正面図である。
【図５】本発明の実施例の振動台実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１２　　耐震パッド
１４　　碍子
１６　　変圧器本体（機器本体）
２０　　ゴムリング（ゴム）
２２　　上連結フランジ（取り付け部材）
２４　　下連結フランジ（取り付け部材）
２８　　取付フランジ（取り付け部材）
【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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