(57)【要約】      （修正有）【課題】高い牽引力強度を有する高電圧絶縁体用の誘電体素子を提供する。【解決手段】リブ付きかさ７によって延長される中空ヘッド６を有する、長手軸Ａを中心とする強化ガラス回転体を備えるタイプの、７００ｋＮより高い非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体用の誘電体素子２。誘電体素子２は、３８０ｍｍから４５０ｍｍの範囲にあるかさ７の外径ＤＪ、および２６０ｍｍから２９０ｍｍの範囲にあるピッチについて、５５０ｍｍから８００ｍｍの範囲にある表面漏れ距離を画定するプロファイル形状を有し、前記誘電体素子は、１０ｋｇから１３ｋｇの範囲にある重量も有する。【選択図】図２
0003192219.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
リブ付きかさ（７）によって延長される中空ヘッド（６）を備える、長手軸（Ａ）を中心とする強化ガラス回転体を備えるタイプの、非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体（１）用の誘電体素子（２）であって、３８０ｍｍから４５０ｍｍの範囲にある前記かさ（７）の外径（ＤＪ）、および２６０ｍｍから２９０ｍｍの範囲にあるピッチ（Ｐ）について、５５０ｍｍから８００ｍｍの範囲にある表面漏れ距離を画定するプロファイル形状を有し、１０ｋｇから１３ｋｇの範囲にある重量も有し、前記かさ（７）が、第１のリブ（Ｎ１）、長手軸に沿った第１のリブよりも短い第２のリブ（Ｎ２）、前記長手軸（Ａ）に垂直な平面内の第２のリブ（Ｎ２）と同一平面上にある第３のリブ（Ｎ３）、および長手軸（Ａ）に沿った前記第２および第３のリブ（Ｎ２、Ｎ３）よりも短い第４のリブ（Ｎ４）を含む４つの環状内部リブ（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）を有することを特徴とする、誘電体素子（２）。
【請求項２】
前記ヘッド（６）が、１００ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある、前記前記ヘッド（６）の頂部と前記かさ（７）との間で測定した高さと、１０５ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある外径と、５５ｍｍから６５ｍｍの範囲にある内径の内部空洞とを有することを特徴とする、請求項１に記載の誘電体素子（２）。
【請求項３】
前記ヘッド（６）が、１００ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある、前記前記ヘッド（６）の頂部と前記かさ（７）との間で測定した高さと、１０５ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある外径と、６５ｍｍから７５ｍｍの範囲にある内径の内部空洞とを有することを特徴とする、請求項１に記載の誘電体素子（２）。
【請求項４】
前記第１のリブ（Ｎ１）が、１９５ｍｍから２０５ｍｍの範囲にある、前記ヘッド（６）の頂部から測定した高さを有し、前記第２および第３のリブ（Ｎ２、Ｎ３）が、１７５ｍｍから１８０ｍｍの範囲にある、ヘッド（６）の頂部から測定した高さをそれぞれ有し、前記第４のリブ（Ｎ４）が、１６５ｍｍから１７０ｍｍの範囲にある、前記ヘッド（６）の頂部から測定した高さを有することを特徴とする、請求項１に記載の誘電体素子（２）。
【請求項５】
前記第１のリブ（Ｎ１）が、３１０ｍｍから３４０ｍｍの範囲にある直径（ＤＮ１）を有し、前記第２のリブ（Ｎ２）が、２５０ｍｍから２７０ｍｍの範囲にある直径（ＤＮ２）を有し、前記第３のリブ（Ｎ３）が、１９０ｍｍから２２０ｍｍの範囲にある直径（ＤＮ３）を有し、前記第４のリブ（Ｎ４）が、１４０ｍｍから１６０ｍｍの範囲にある直径（ＤＮ４）を有することを特徴とする、請求項４に記載の誘電体素子（２）。
【請求項６】
前記かさ（７）が、１１ｍｍから１８ｍｍの範囲にある壁厚を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の誘電体素子（２）。
【請求項７】
前記ヘッド（６）が、外側に７から１２個の起伏を有し、内側に７から１４個の起伏を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の誘電体素子（２）。
【請求項８】
非常に高い牽引力強度を有するキャップアンドピンタイプの高電圧絶縁体（１）であって、その上に金属キャップ（３）および金属ロッド（４）が接着された請求項１から７のいずれかに記載の誘電体素子（２）を含み、７００ｋＮより高い牽引力強度を有することを特徴とする、高電圧絶縁体（１）。
【請求項９】
非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体のチェーンであって、互いに直列に係合する、請求項８に記載の高電圧絶縁体を複数備えることを特徴とする、高電圧絶縁体のチェーン。
【請求項１０】
請求項９に記載の非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体のチェーンによって空中で保持される電気エネルギー伝送ケーブルを含む、電気設備。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、空中の高架電気エネルギー伝送線路を保持する高電圧絶縁体の分野に関する。より詳細には、本考案は、水平方向または鉛直方向に牽引力を加えることによって空中の高電圧電源ケーブルを保持する（懸垂）のに適した絶縁体の絶縁チェーンを形成するために互いに直列に係合するのに適した「キャップアンドピン」タイプの高電圧絶縁体に関する。
【０００２】
より詳細には、本考案は、このタイプの絶縁体内に含まれる誘電体素子または部品に関する。この素子は一般に、スカートまたは「かさ」を形成するフレア部分によって延長される中空ヘッドを有する強化ガラスボディの形状である。その頂部に凹みを有する金属キャップが、ヘッドの外面に接着され、絶縁体のチェーン内の隣接する絶縁体のキャップの頂部と係合するのに適した端部を有する金属ピンが、ヘッドの内部空洞で接着される。
【０００３】
一般に、誘電体素子は幾何学的に、かさの外径およびピッチ（絶縁体間間隔）によって特徴付けられ、ピッチは、絶縁体のチェーンの２つの連続する誘電体素子上の２つの同一の点の間の鉛直距離に相当する。さらに、誘電体素子の絶縁能力は、誘電体素子の外部プロファイルによって画定される誘電体素子の表面漏れ距離を測定することによって特徴付けられ、すなわち、表面漏れ距離は、キャップと金属ピンとの間の誘電体素子の表面に沿って移動することのできる最短経路に等しい。最後に、絶縁体は、牽引力強度によって機械的に特徴付けられる。
【０００４】
誘電体素子それ自体、絶縁体、および絶縁体のチェーンは全体として、有効な規格、具体的には国際規格ＩＥＣ  ６０８１５に準拠することを可能にするために、電気的、機械的、および化学的性質の要件だけでなく、寸法に関する要件もすべて準拠しなければならない。したがって、各絶縁体の誘電体を適切な方式でプロファイリングし、十分な数の絶縁体をチェーンで使用することが必要であるが、３次元制約を考慮に入れることも必要である。絶縁チェーンが配置されると、絶縁チェーンは通常、取り付けられる鉄塔から鉛直に懸垂し、したがって実際には鉄塔に対して平行に延び、または半水平式に鉄塔に固定される。しかし、どちらの構成でも、風や雪などの極度な大気条件下であっても最大レベルの安全を維持するために、チェーンと鉄塔との間、さらにはチェーンと地面との間の最小安全距離が指定される。このことは、汚染のレベルに関わらず、使用する絶縁体の数に直接関連付けられるチェーンの長さを制限なしに増加させることは不可能であり、誘電体素子のかさの外径によって直接画定されるチェーンの幅を制限なしに増加させることも不可能であることを意味する。
【０００５】
したがって、高電圧および高レベル汚染向けの新しい絶縁体を設計するために、具体的には誘電体のプロファイルに関する、多数の条件を満たさなければならないことがわかり、誘電体のプロファイルはしばしば、十分に長い表面漏れ距離を有することと、十分にコンパクトな３次元サイズとの間の折合いの結果であり、前記サイズは、かさ直径と、絶縁体のピッチの両方によって規定される。
【背景技術】
【０００６】
特許文献ＦＲ  ２  ６８０  ０４１は、ガラス製の、９０キロボルト（ｋＶ）より高い高電圧のケーブル用のチェーンを絶縁するのに適した誘電絶縁体を開示し、絶縁体は、３２０ミリメートル（ｍｍ）から３５０ｍｍの範囲にある直径、１４０ｍｍから１５０ｍｍの範囲にあるピッチのかさを有し、５５０ｍｍから５７５ｍｍの範囲にある表面漏れ距離を形成する誘電体素子を備える。
【０００７】
本考案は、上記のように定義されるが、超高電圧または極超高電圧で使用するように構成されたキャップアンドピンタイプ絶縁体を提供することを試みる。この電圧の範囲では、ケーブルは直径が標準よりも大きく、したがって非常に重く、絶縁体のチェーンで支持することが必要となる。
【０００８】
現在のところ、そのようなケーブルを支持するために、上述のタイプの複数の絶縁体のチェーンが使用されている。例えば、そのような極超高電圧線路では、２、３、または４つの絶縁体のチェーンが使用され、各絶縁体は５５０キロニュートン（ｋＮ）程度の牽引力強度を有する。４つの絶縁体のチェーンが使用される状況もあり、各絶縁体は、約３００ｋＮの牽引力強度を有し、それによって約１２００ｋＮの牽引力強度を有するアセンブリを形成する。
【０００９】
そのような複数のチェーンは、複数の締付け金具および接続金具を必要とするので、重く、複雑で、コストが高い。さらに、チェーンのセットが複雑になるほど、保守操作または活線での作業に関係する困難が増大する。
【００１０】
磁器製の誘電絶縁体の開発が想定されたが、強化ガラス誘電体を使用する絶縁体よりも重く、さらに、磁器製の誘電絶縁体は、強化ガラス誘電体を有する絶縁体よりも長いピッチを有するので、大きい。このことは具体的には、磁器によって受け入れることのできる最大応力が、強化ガラスによって受け入れることのできるものよりも小さいことによって説明され、したがって、絶縁体の誘電体のヘッドのサイズは、磁器を使用するときは常により大きく見える。
【００１１】
したがって、強化ガラス誘電体を使用する絶縁体が現在実現する牽引力強度は、５５０ｋＮに制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】仏国特許第２  ６８０  ０４１号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
本考案の目的は、７００ｋＮより高い、９００ｋＮまでの非常に高い牽引力強度を有することができ、超高電圧または極超高電圧応用分野の要件を満たすことのできると共に、重量およびピッチを最小限に抑える強化ガラス誘電体を有する絶縁体解決策を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的で、本考案は、リブ付きかさによって延長される中空ヘッドを備える、長手軸を中心とする強化ガラス回転体を備えるタイプの、非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体用の誘電体素子であって、３８０ｍｍから４５０ｍｍの範囲にあるかさの外径、および２６０ｍｍから２９０ｍｍの範囲にあり、好ましくは２７０ｍｍから２８０ｍｍの範囲にあるピッチについて、５５０ｍｍから８００ｍｍの範囲にある表面漏れ距離を画定するプロファイル形状を有し、１０キログラム（ｋｇ）から１３ｋｇの範囲にある重量も有し、かさが、第１のリブ、長手軸に沿った第１のリブよりも短い第２のリブ、長手軸に垂直な平面内の第２のリブと同一平面上にある第３のリブ、および長手軸に沿った前記第２および第３のリブよりも短い第４のリブを含む４つの環状内部リブを有し、それによって最長の表面漏れ距離を達成することが可能となることを特徴とする誘電体素子を提供する。この構成では、最大の表面漏れ距離、最小のピッチ、および最大の機械的強度を同時に有することが可能である。このようにして性能を最大にすることは特に、最大の機械的負荷が課される位置であるほぼ水平な位置で固定することによって装着される絶縁体のチェーンに対して適用可能である。
【００１５】
本考案の誘電体素子は、以下の特徴を有することができる。
【００１６】
前記ヘッドは、１００ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある、その頂部と前記かさとの間で測定した高さと、１０５ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある外径と、５５ｍｍから６５ｍｍの範囲にある内径の内部空洞とを有する。
【００１７】
前記ヘッドは、１００ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある、その頂部と前記かさとの間で測定した高さと、１０５ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある外径と、６５ｍｍから７５ｍｍの範囲にある内径の内部空洞とを有する。
【００１８】
前記第１のリブは、１９５ｍｍから２０５ｍｍの範囲にある、前記ヘッドの頂部から測定した高さを有し、前記第２および第３のリブは、１７５ｍｍから１８０ｍｍの範囲にある、ヘッドの頂部から測定した高さをそれぞれ有し、前記第４のリブは、１６５ｍｍから１７０ｍｍの範囲にある、ヘッドの頂部から測定した高さを有する。
【００１９】
前記第１のリブは、３１０ｍｍから３４０ｍｍの範囲にある直径を有し、前記第２のリブは、２５０ｍｍから２７０ｍｍの範囲にある直径を有し、前記第３のリブは、１９０ｍｍから２２０ｍｍの範囲にある直径を有し、前記第４のリブは、１４０ｍｍから１６０ｍｍの範囲にある直径を有する。
【００２０】
前記かさは、１１ｍｍから１８ｍｍの範囲にある壁厚を有する。
【００２１】
前記ヘッドは、外側に７から１２個の起伏を有し、内側に７から１４個の起伏を有する。
【００２２】
本考案はまた、非常に高い牽引力強度を有するキャップアンドピンタイプの高電圧絶縁体であって、その上に金属キャップおよび金属ロッドが接着されたそのような誘電体素子を含み、７００ｋＮより高い牽引力強度を有することを特徴とする高電圧絶縁体を提供する。
【００２３】
本考案はまた、非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体のチェーンであって、互いに直列に係合する、上記で定義される複数の高電圧絶縁体を備えることを特徴とする高電圧絶縁体のチェーンを提供する。
【００２４】
本考案はまた、上記で定義される非常に高い牽引力強度の高電圧絶縁体のチェーンによって空中で保持される電気エネルギー伝送ケーブルを含む電気設備を提供する。
【００２５】
非限定的な例として与えられ、添付の図面に示される実施形態の以下の詳細な説明を読むとき、本考案をより良く理解することができ、他の利点がさらに明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】非常に高い牽引力強度の、本考案の誘電体素子を含む高電圧絶縁体の概略図である。
【図２】図１の誘電体素子の断面図である。
【図３】本考案の非常に高い牽引力強度を有する高電圧絶縁体のチェーンを備える本考案の電気設備の非常に簡略化した図である。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照すると、本考案の高電圧絶縁体１が、（例えば、「ポルトランド」、またはアルミナ、またはカルシウムスルホアルミナタイプの）セメントまたはモルタルでその上に接着された金属キャップ３および金属ピン４を有する誘電体素子２を備え、キャップはその頂部に凹みを有する。
【００２８】
図１からわかるように、直列に接続された絶縁体のチェーンを構築するために相互に挿入することが可能となるように、金属キャップ３の頂部の凹みは金属ピン４の自由端と相補的な形状である。
【００２９】
本考案によれば、高電圧絶縁体１は、７００ｋＮよりも高い、非常に高い牽引力強度を有するように設計され、その金属キャップ３は約１１ｋｇの重さでよく、金属ピン４は、約２．５ｋｇの重さでよく、接着セメントの重量は約０．８５ｋｇである。
【００３０】
図２に詳細に示す高電圧絶縁体１の誘電体素子２は、強化ガラス製であり、軸Ａを中心とする円筒形である中空ヘッド６と、同軸フレア形状にヘッド６から延びるリブ付きスカートまたは「かさ」７とを有する長手軸Ａを中心とする回転体である。
【００３１】
例えば、ヘッド６は、約１０５ｍｍから１２０ｍｍの範囲にある、この場合は１１７ｍｍの外径と、約５５ｍｍから約６５ｍｍの範囲にある内径（その内部円筒形空洞の直径）とを有する。好ましくは、ヘッド６は、約６５ｍｍから７５ｍｍの範囲にある内径を有し、この例では±１ｍｍ以内で６７．５ｍｍに等しく、最良の機械的特性を達成することを可能にする。この特定の値の範囲で、十分な長さの表面漏れ距離、小さい全体積、および良好な機械的強度の間の折合いが最適化される。ヘッド６の頂部の仕上がり壁の厚さは約２０ｍｍであり、この例では１９ｍｍに等しい。
【００３２】
図２からわかるように、十分な数の起伏が、金属キャップ３に接着されるヘッド６の外面と、金属ピン４に接着されるヘッド６の空洞の内面のどちらにも設けられる。図２の例では、ヘッドの外側に７から１２個の起伏を有し、ヘッド６の内側に７から１４個の起伏がある。ヘッド６の頂部とかさ７の頂部との間で測定したヘッド６の高さｈは、約１００ｍｍから約１２０ｍｍの範囲にあり、好ましくは約１０５ｍｍから約１１５ｍｍの範囲にあり、この例では、１１１ｍｍに等しい。
【００３３】
ヘッド６とかさ７との間の接合では、補強突起８がかさ７の内側に延びる。
【００３４】
ヘッド６の頂部とかさ７の最も低い点との間で測定した誘電体素子２の高さＨは、約１９０ｍｍから２１０ｍｍの範囲にあり、この例では２０１ｍｍに等しい。かさ７は、３５０ｍｍより短くはない、平面ＰＪ内の外径ＤＪを有し、好ましくは３８０ｍｍから４５０ｍｍの範囲にあり、この例では４００ｍｍに等しい。
【００３５】
誘電体素子２のかさ７は、互いに同軸であり、かさ７の周辺縁部７Ａと同軸である内部環状リブＮ１、Ｎ２、Ｎ３、およびＮ４を有する。誘電体素子２の特定のプロファイルでは、かさ７は、４つの環状内部リブＮ１、Ｎ２、Ｎ３、およびＮ４を有し、２つの隣接するリブは、軸Ａに対して垂直な平面内で同一平面上にある。
【００３６】
リブＮ１−Ｎ４は、わずかに先細りになるプロファイルを有する区間を有する。平面ＰＮ１内の第１のリブＮ１の直径ＤＮ１は、３１０ｍｍから３４０ｍｍの範囲にあり、この例では３２３ｍｍに等しい。平面ＰＮ２内の第２のリブＮ２の直径ＤＮ２は、２５０ｍｍから２７０ｍｍの範囲にあり、この例では２６３ｍｍに等しい。平面ＰＮ３内の第３のリブＮ３の直径ＤＮ３は、１９０ｍｍから２２０ｍｍの範囲の範囲にあり、この例では２０３ｍｍに等しい。平面ＰＮ４内の第４のリブＮ４の直径ＤＮ４は、１４０ｍｍから１６０ｍｍの範囲にあり、この例では１４８．５ｍｍに等しい。
【００３７】
かさ７の壁厚は、１１ｍｍから１８ｍｍの範囲にある。周辺縁部７ＡからリブＮ１までは、かさの厚さは１１ｍｍである。リブＮ１とＮ２の間では、かさの厚さは１２ｍｍである。リブＮ２およびＮ３の領域では、かさの厚さは１３ｍｍである。リブＮ３とＮ４の間では、かさの厚さは１５ｍｍである。リブＮ４と突起８の間では、かさの厚さは１８ｍｍである。
【００３８】
図２に示すように、リブＮ２は、軸Ａに沿ってリブＮ１よりも短く、リブＮ３はリブＮ２と同一の長さを有し、リブＮ４はリブＮ２およびＮ３よりも短い。
【００３９】
リブＮ１は、１９５ｍｍから２０５ｍｍの範囲にある、ヘッド６の頂部から測定した高さを有し、この例では２０１ｍｍに等しい。リブＮ２およびＮ３は、１７５ｍｍから１８０ｍｍの範囲にある、ヘッド６の頂部から測定した共通の高さを有し、この例では１７５．５ｍｍに等しい。全体的に、これら２つのリブは異なる長さでよいが、それでも、最大表面漏れ距離、最小ピッチ、および最大牽引力強度の基準を同時に探さないとしても、この範囲内にある。リブＮ４は、１６５ｍｍから１７０ｍｍの範囲にある、ヘッド６の頂部から測定した高さを有し、この例では１６７ｍｍに等しい。
【００４０】
図２では、かさ７の外縁７ＡがリブＮ２およびＮ３と平面ＰＪ内で同一平面上にあることもわかる。したがって、ヘッド６の頂部から測定したかさ７の縁部７Ａの高さは、１７５ｍｍから１８０ｍｍの範囲にあり、この例では１７５．５ｍｍに等しい。
【００４１】
リブＮ１からＮ４のこの構成、ヘッド６の構成、およびかさ７の周辺縁部７Ａの構成では、高電圧絶縁体１の誘電体素子２が、５５０ｍｍから８００ｍｍの範囲、好ましくは６５０ｍｍから７００ｍｍの範囲にあり、この例では６８０ｍｍに等しい表面漏れ距離を有する。絶縁体のピッチＰは、２６０ｍｍから２９０ｍｍの範囲にあり、好ましくは２７０ｍｍから２８０ｍｍの範囲にある。
【００４２】
この構成での強化ガラス誘電体素子２の重量は、１０ｋｇから１３ｋｇの範囲にあり、それによって既存のツーリングで成形および強化することを可能にし、したがって物理的性能の維持および製造品質の維持を保証する。
【００４３】
金属ピン４、金属キャップ３、およびセメント５の重量を考慮に入れると、高電圧絶縁体１の重量は、２４ｋｇから３０ｋｇの範囲、好ましくは２５ｋｇから２８ｋｇの範囲でよい。
【００４４】
図３は、互いに連続的に共に直列に接続される高電圧絶縁体１のチェーン１２によって鉄塔型支持物１３上に保持される導電性ケーブル１１を備える電気設備１０を示す。
【００４５】
かさ外径４００ｍｍについて表面漏れ距離６８０ｍｍおよびピッチ２７０ｍｍ、および１１ｋｇの強化ガラスを含む全重量２６．１６５ｋｇを有する、本考案に従って最適化される高電圧絶縁体１では、６３個の絶縁体を使用して１７．１メートル（ｍ）の長さである絶縁体のチェーンを設けることが可能であり、合計表面漏れ距離４２，８８０ｍｍを与える。このタイプの絶縁体のチェーンは、電圧８００ｋＶの直流（ＤＣ）で動作するように設計された線路と完全に互換性がある。
【図１】
0003192219.tif 000003
【図２】
0003192219.tif 000004
【図３】
0003192219.tif 000005