(57)【要約】【課題】液状シリコーンゴムをモールドしてポリマー避雷器を製造する際に、ボイドが生じるのを防止する。【解決手段】金型１，２の内部空間８に、積層した酸化亜鉛素子３と、複数の平板状の絶縁板４とを略水平状態に保持し、液状シリコーンゴムを下方から内部空間８へ注入する際に、絶縁板４における隣り合うものどうしの間に間隙を設け、間隙を注入口６に対向させ、上部に略水平な絶縁板４を配置することになる場合は、酸化亜鉛素子３を水平方向から挟む絶縁板４の上端の高さ位置を酸化亜鉛素子３の上端の高さ位置よりもｈだけ低くして、液状シリコーンゴムが酸化亜鉛素子３の表面に沿って上昇し、略水平な絶縁板４の下面中央に先に到着するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の内部空間に、積層した酸化亜鉛素子と、当該酸化亜鉛素子を囲む複数の絶縁板とを略水平方向へ長い状態で保持し、前記酸化亜鉛素子および絶縁板をモールドするためのポリマー材料を下方から前記内部空間へ注入するポリマー形避雷器の製造方法において、
前記絶縁板における隣り合うものどうしの間に間隙を設け、前記ポリマー材料を注入する注入口にいずれかの前記間隙を対向させたことを特徴とするポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項２】
前記内部空間の上部に略水平に絶縁板を配置し、前記酸化亜鉛素子を水平方向から挟む両側に配置する絶縁板の上端の高さ位置を酸化亜鉛素子の上端の高さ位置よりも低くしたことを特徴とする請求項１に記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項３】
前記複数の絶縁板として、平板状または円弧状の絶縁板を４枚使用したことを特徴とする請求項１に記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項４】
前記複数の絶縁板として、平板状の絶縁板を３枚使用したことを特徴とする請求項２に記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項５】
前記間隙を１ｍｍ以上で２０ｍｍ未満に設定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項６】
前記ポリマー材料の注入量が略２．５リットルを超える場合は、前記金型に注入口を複数設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項７】
ポリマー材料の物性と注入量とから決まる注入時間が、ポリマー材料の一般物性ｔ（１０）を超えないように、前記注入口の大きさと数を設定したことを特徴とする請求項６に記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項８】
前記注入口は水平方向へ略等間隔に配置したことを特徴とする請求項７に記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【請求項９】
前記金型の上部にエア抜き孔を複数設けたことを特徴とする請求項８に記載のポリマー形避雷器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー形避雷器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、先行技術の調査を行なうことなく、公知・公用の技術をもとに開発した発明であるため、出願人が知っている先行技術は、文献公知発明に該当しない。以下、公知・公用のポリマー形避雷器の製造方法について説明する。
【０００３】
電力用として用いられるポリマー形避雷器は、酸化亜鉛素子を積層し、積層された酸化亜鉛素子の周囲をＦＲＰ等の絶縁材料からなる平板状または円弧状の絶縁板で覆った状態で、ポリマー部材としての例えば液状シリコーンゴムで酸化亜鉛素子および絶縁板をモールドして避雷器に必要な放圧性能と強度とを持たせて構成されている。
【０００４】
このようなポリマー形避雷器を製造する際の問題点としては、液状シリコーンゴムでモールドする際に、液状シリコーンゴムが内部空間に完全に充填されずに空間が残るという問題がある。この空間をボイドという。ボイドがあると、ポリマー形避雷器の運転時に、部分放電が生じたり、ボイドに水分が蓄積して耐電圧特性が低下するという問題がある。ボイドが生じる理由は、絶縁板と酸化亜鉛素子との間で空気を挟むように液状シリコーンゴムが両側から充填され、空気の逃げ道がなくなって残留するからである。
【０００５】
この問題を解決するには、絶縁平板どうしの間隙を十分に大きくして絶縁平板の内側への液状シリコーンゴムの流れを円滑にすることが有効であるが、間隙を大きくすると、避雷器の胴の外形寸法が大きくなってコスト高になると共に、想定される債務以上のサージ等を避雷器が処理して破壊した場合に酸化亜鉛素子が外部に飛散するのを防止する放圧特性の機能が低下し、一方を立てれば他方が立たない関係にあり、この相反する要求を如何にして両立させるかが問題となる。
【０００６】
従来のポリマー形避雷器の製造方法を、従来例１・２として図７・８に示す。図７は３枚の平板状の絶縁板を用いたものであり、図８は４枚の平板状の絶縁板を用いたものである。いずれも左右の金型１，２の内部空間８に、酸化亜鉛素子３を囲むようにして３枚あるいは４枚の絶縁板４が配置され、下部の絶縁板４が水平状態に配置されると共に、当該絶縁板４の下方に液状シリコーンゴム５の注入口６が設けられている。注入口６から液状シリコーンゴム５を注入すると、上部にエア抜き孔７があるので、図７，８の（ａ）〜（ｄ）の順に液状シリコーンゴム５が下から順に充填されてモールドされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７，８のいずれも下部の水平な絶縁板４の上面中央部にボイド７ａが生じ、図８の場合は上部の水平な絶縁板４の下面中央部にもボイド７ｂが生じる。
【０００８】
そこで本発明は、斯かる課題を解決したポリマー形避雷器の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るポリマー形避雷器の製造方法は、金型の内部空間に、積層した酸化亜鉛素子と、当該酸化亜鉛素子を囲む複数の絶縁板とを略水平方向へ長い状態で保持し、前記酸化亜鉛素子および絶縁板をモールドするためのポリマー材料を下方から前記内部空間へ注入するポリマー形避雷器の製造方法において、前記絶縁板における隣り合うものどうしの間に間隙を設け、前記ポリマー材料を注入する注入口にいずれかの前記間隙を対向させたことを特徴とする。
【００１０】
斯かるポリマー形避雷器の製造方法では、注入口から金型の内部空間に注入したポリマー材料は、注入口に前記間隙が対向することから、酸化亜鉛素子を囲む絶縁板の内部および外部へ入り込む。このため、ボイドが生じることはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態を説明する。
【００１２】
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１（ａ）（ｂ）に示す。金型１，２を結合させた状態で、その内部には内部空間８が形成されている。内部空間８は、略円柱形の胴部８ａと複数の笠部８ｂとで構成されている。夫々の笠部８ｂの下部には、ポリマー材料としての液状シリコーンゴムを金型１，２の下方から注入するための注入口６が形成され、夫々の笠部８ｂの上部にはエア抜き孔７が個別に形成されている。これらの注入口６およびエア抜き孔７は、笠部８ｂが等間隔に設けられているために、必然的に一定間隔で設けられている。
【００１３】
内部空間８の両端に一対の電極９，１０を収容し、一対の電極９，１０の間に水平方向へ積層して複数の酸化亜鉛素子３等を並べ、図１（ｂ）に示すように積層した酸化亜鉛素子３を囲むようにして３枚の平板状の絶縁板４が水平方向へ長く配置され、図示しない保持手段により保持されている。詳細に説明すると、３枚の絶縁板４における隣り合うものどうしの間に間隙が設けられ、内部空間８の下部には略水平な絶縁板４を配置せず、下部の絶縁板４は逆「ハ」の字状に配置されている。一方、３枚の絶縁板４を用いることから、必然的に上部には略水平な絶縁板４を配置することになる。これにより、絶縁板４どうしの間隙のうちの下部のものが注入口６と対向する。
【００１４】
隣り合う絶縁板４どうしの間隙をａとしたときに、ａの値を変化させて実験をしてみたところ、以下のような結果が得られたことがわかっている。
［１］ａ＜１ｍｍ      ・・・ボイドが生じる。
［２］５≦ａ≦１０ｍｍ・・・大電流放圧試験時に酸化亜鉛素子の飛散なし。
［３］ａ＝１５ｍｍ    ・・・試験条件（電流値，第一波波高値）によっては、酸化亜鉛素子の飛散あり。
［４］ａ＝２０ｍｍ    ・・・試験によるばらつきはあるが、酸化亜鉛素子の飛散する場合が多い。
【００１５】
以上のようなことから、本実施の形態では、ａの値を１≦ａ＜２０の範囲に設定した。このような設定にすると、結果的として、酸化亜鉛素子３を水平方向から挟むようにして両側に配置する絶縁板４の上端の高さ位置は、酸化亜鉛素子３の上端の高さ位置よりも低くなっていることになる。
【００１６】
上記のような設定にした状態で、液状シリコーンゴムを注入口６から注入すると、エア抜き孔７が形成されているので、内部空間８の下から順に液状シリコーンゴムが注入されて充填される。具体的には図４（ａ）〜（ｄ）の順番に液状シリコーンゴムが流れる。下方から金型１，２の内部空間に注入した液状シリコーンゴム５は、図４（ａ）に示すように、絶縁板４の傾斜面および酸化亜鉛素子３の円弧面に沿って上方へ流れ、下部には略水平な面がないのでボイドが生じない。上部に略水平な絶縁板４が存在するが、酸化亜鉛素子３の上端の位置が酸化亜鉛素子３を水平方向から挟む両側に配置されている絶縁板４の上端の高さ位置よりも高いので、液状シリコーンゴム５は酸化亜鉛素子３の円弧面に沿って上端まで先に上昇して略水平な絶縁板４の中央部の下面に付着した後に、絶縁板４の下面の中央から外側へ順番に付着して広がることになる。このため、略水平な絶縁板４の下面中央に存在していたエアは順次に外側へ押し出されることになり、ボイドが生じることはない。
【００１７】
注入口は必ずしも複数は必要ないが、複数設ける場合は略等間隔に配置する必要がある。注入口は笠部８ｂに代えて胴部８ａに形成しても良い。液状シリコーンゴムの注入量が略２．５リットルを超える場合は、経験則上から、金型１，２に注入口６を複数設けるのが望ましい。注入口６を複数設けることにより、液状シリコーンゴムの注入時間が短縮される。
【００１８】
液状シリコーンゴムの性状によって注入時間や硬化時間が異なるため、注入口６の数や設置間隔は特定できないが、液状シリコーンゴムの粘度と注入量によって注入時間が定まる。液状シリコーンゴムの物性と注入量とから決まる注入時間が、ポリマー材料の一般物性ｔ（１０）を超えないように、注入口６の大きさと数とが設定される。ここで、一般物性ｔ（１０）とは、レオメータもしくはキュラストメータで測定したゴムの硬化特性であり、加硫開始点あるいは成形可能時間、つまりは硬化が始まるまでの時間をいう。ポリマー材料の一般物性ｔ（１０）を超えないように注入口６の大きさと数とが設定されるので、液状シリコーンゴムの注入時間が短縮される。
【００１９】
注入口６は避雷器の長さ方向に略等間隔に複数配置されているので、避雷器の長さ方向での液状シリコーンゴムの注入が均等に行なわれ、注入作業が安定する。
【００２０】
金型１，２に設けるエア抜き孔７を夫々の笠部８ｂに設けて複数にするとボイドが生じにくいことが経験則上から解っている。
【００２１】
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図２に示す。実施の形態２は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００２２】
この実施の形態２は、図２に示すように、笠部８ｂの全てに注入口６を設けることなく、ひとつおきに注入口６を設けたものである。
【００２３】
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００２４】
（ｃ）実施の形態３
次に、実施の形態３を図３に示す。実施の形態３は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００２５】
図３に示すように、本実施の形態は、平板状の絶縁板４を４枚用いたものである。平板状の絶縁板４を４枚用いると四角形になるので、内部空間８の下部に逆「ハ」の字状に絶縁板４を配置すると、上部には「ハ」の字状に配置することになり、絶縁板４が略水平に配置されることはない。このため、実施の形態１のようにａの値を１≦ａ＜２０の範囲に設定してもよいが、ａの値は特に設定しなくても液状シリコーンゴムが通過できる大きさであれば良い。つまり、絶縁板４が略水平に配置されることがない場合は、ａの値は特定されない。
【００２６】
上記のような設定にした状態で、液状シリコーンゴムを注入口６から注入すると、エア抜き孔７が形成されているので、内部空間８の下から順に液状シリコーンゴムが注入されて充填される。具体的には図５（ａ）〜（ｄ）の順番に液状シリコーンゴムが流れる。下方から金型１，２の内部空間８に注入した液状シリコーンゴム５は、図５（ａ）に示すように、絶縁板４の傾斜面および酸化亜鉛素子３の円弧面に沿って上方へ流れ、内部空間８の下部にも上部にも略水平な面がないのでボイドは生じない。
【００２７】
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００２８】
（ｄ）実施の形態４
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４は実施の形態３の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００２９】
この実施の形態４は、実施の形態３における笠部８ｂの全てに注入口６を設けることなく、図２と同様に、ひとつおきに注入口６を設けたものである。
【００３０】
その他の構成，作用は実施の形態３と同じなので、説明を省略する。
【００３１】
（ｅ）実施の形態５，６
最後に、実施の形態５，６について説明する。これらの実施の形態は、図６に示すように、図３（ｂ）における平板状の４枚の絶縁板に代えて円弧状の４枚の絶縁板を用いたものである。この場合も実施の形態３，４と同様であって、内部空間８の下部にも上部にも略水平な面がないのでボイドは生じない。
【００３２】
その他の構成，作用は実施の形態３，４と同じなので説明を省略する。
【００３３】
なお、ポリマー材料としては、液状シリコーンゴムに限らず種々のものを用いることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、本発明に係るポリマー形避雷器の製造方法によれば、絶縁板における隣り合うものどうしの間に間隙を設け、ポリマー材料を注入する注入口にいずれかの前記間隙を対向させたので、ポリマー材料をモールドしたポリマー形避雷器にボイドが生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態１に係り、（ａ）は金型の正面断面図、（ｂ）は側面断面図。
【図２】本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態２を示す正面断面図。
【図３】本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態３に係り、（ａ）は金型の正面断面図、（ｂ）は側面断面図。
【図４】本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態１の作用説明図。
【図５】本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態３の作用説明図。
【図６】本発明によるポリマー形避雷器の製造方法の実施の形態５，６を示す金型の側面断面図
【図７】従来例１に係るポリマー形避雷器の製造方法の説明図。
【図８】従来例２に係るポリマー形避雷器の製造方法の説明図。
【符号の説明】
１，２…金型
３…酸化亜鉛素子
４…絶縁板
８…内部空間
【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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