(57)【要約】【課題】降雨等の過酷な湿潤条件の下でも、高い汚損耐電圧特性を示し、かつ、放電の発生を抑制し得る懸垂碍子を提供する。【解決手段】碍子本体１０ａと、碍子本体１０ａの頭部１１の外周に嵌合固着されているキャップ金具１０ｂと、碍子本体１０ａの頭部１１の内側凹部に嵌合固着されているピン金具１０ｃを備える懸垂碍子であって、碍子本体１０ａの下面における略全ての部位を、表面抵抗が少なくとも２０ＭΩである抵抗帯域に形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
碍子本体と、前記碍子本体の頭部の外周に嵌合固着されているキャップ金具と、前記碍子本体の頭部の内側凹部に嵌合固着されているピン金具を備える懸垂碍子であり、前記碍子本体の下面における略全ての部位が、表面抵抗が少なくとも２０ＭΩである抵抗帯域に形成されていることを特徴とする懸垂碍子。
【請求項２】
碍子本体と、前記碍子本体の頭部の外周に嵌合固着されているキャップ金具と、前記碍子本体の頭部の内側凹部に嵌合固着されているピン金具を備える懸垂碍子であり、前記碍子本体の下面における前記ピンからの漏れ距離が１０ｍｍまでを最小とし５０ｍｍまでを最大とする部位が、表面抵抗０．１ＭΩ〜５００ＭΩである低抵抗帯域に形成され、かつ、前記低抵抗帯域より外周側の部位が、表面抵抗１００ＭΩ〜１０ＧΩである高抵抗帯域に形成されていることを特徴とする懸垂碍子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の懸垂碍子は、前記碍子本体が内周側に前記ピン金具を中心とする同心的に位置する複数のリブを備えるリブ付き懸垂碍子であって、前記抵抗帯域は所定の抵抗値を有する導電釉を施して形成されていることを特徴とする懸垂碍子。
【請求項４】
請求項１または２に記載の懸垂碍子は、前記碍子本体が前記頭部の根元部から外側へ水平状またはわずかに下降傾斜して延びる円盤状の上笠部と同上笠部の下面の途中から下降傾斜して延びる裾拡がりの円錐状の下笠部を有して、内周面が滑らかな曲面状または平面状を呈する外ひだ懸垂碍子であって、前記抵抗帯域は所定の抵抗値を有する導電釉を施して形成されていることを特徴とする懸垂碍子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧送電用の懸垂碍子に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧送電用の懸垂碍子の一形式として、碍子本体と、前記碍子本体の頭部の外周に嵌合固着されているキャップ金具と、前記碍子本体の頭部の内側凹部に嵌合固着されているピン金具を備える形式の懸垂碍子がある。また、当該形式の懸垂碍子は、形態の相違から、前記碍子本体の内周側に互いに同心的に位置する複数のリブを有するリブ付き懸垂碍子と、前記碍子本体が円盤状の上笠部とこれと一体の円錐状の下笠部を有する外ひだ懸垂碍子とに大別できる。
【０００３】
当該形式の懸垂碍子においては、高電圧送電用の送電設備に設置された状態では、その碍子本体の周面に、風雨によって運ばれる海水の塩分、工場等の排煙中の塵埃、その他の空気中に浮遊する浮遊粉塵等の汚損物が付着し易すい。当該形式の懸垂碍子における碍子本体の周面に当該汚損物が付着している場合、付着している汚損物が雨水、雪、霧等によって湿潤状態になると、碍子本体の表面の絶縁抵抗が低下してフラッシオーバが発生する等、耐電圧特性が大きく低下するという問題がある。このため、送電設備の絶縁設計に当たっては、当該形式の懸垂碍子における汚損物の付着に起因する耐電圧特性の低下が問題になり、これを解決することが重要な技術的課題となっている。
【０００４】
当該形式の懸垂碍子において、耐電圧特性の低下を防止する手段としては、大別して、汚損された碍子本体の所定の部位に乾燥領域が形成されるように碍子本体を構成する手段と、碍子本体の周面に汚損物が付着し難くかつ付着した汚損物が雨水等によって洗い流され易いような形状および構造に碍子本体を構成する手段とがある。前者の手段を採用した懸垂碍子についてはすでに提案済みであり（特許文献１を参照）また、後者の手段を採用した懸垂碍子についてもすでに提案済みである（特許文献２を参照）。
【０００５】
特許文献１にて提案されている懸垂碍子は、碍子本体の内周側にピン金具を中心とする同心的に位置する複数のリブを備えるリブ付き懸垂碍子であって、碍子本体の下面の内周面における所定の部位に表面抵抗が４ＭΩ以下の抵抗帯域、または、表面抵抗が４ＭΩ以下の抵抗帯域、および、表面抵抗がこれより１／２以下である導電帯域を設けているものである。
【０００６】
当該リブ付き懸垂碍子によれば、電力密度の高い部位を外側に移動させて低電圧で安定した乾燥帯域を形成することができ、結果として、汚損耐電圧特性を向上させ、かつ、フラッシオーバの発生を防止しているものである。当該懸垂碍子においては、高湿度の環境や霧の環境の下では、良好な汚損耐電圧特性を示し、フラッシオーバ等の放電の発生を抑制することができる。しかしながら、降雨等の過酷な湿潤環境の下では、通常の懸垂碍子と同等の放電が発生することが判明した。
【０００７】
また、特許文献２にて提案されている懸垂碍子は、碍子本体を、その頭部の根元部から外側へ水平状またはわずかに下降傾斜して延びる円盤状の上笠部と同上笠部の下面の途中から下降傾斜して延びる裾拡がりの円錐状の下笠部を有して、下面の内周面が滑らかな曲面状または平面状を呈する外ひだ懸垂碍子であって、碍子本体の周面に汚損物が付着し難くかつ付着した汚損物が雨水等によって容易に洗い流されるような形状および構造に碍子本体を構成しているものである。
【０００８】
当該外ひだ懸垂碍子においては、碍子本体に対する汚損物の付着や累積付着を、碍子本体の形状および構造の面から抑制して、付着する汚損物に起因する耐電圧特性の低下を防止するものである。しかしながら、かかる手段による耐電圧特性の低下には自ずと限界がある。当該外ひだ懸垂碍子においては、その設置場所によっては、海水中の塩分や排煙中の微粒子状物等の極めて付着し易くかつ脱離し難い汚損物による汚損は、十分には避けられない。また、当該外ひだ懸垂碍子において、その碍子本体の下面の内周面に、上記したリブ付き懸垂碍子と同様に抵抗帯域、または、抵抗帯域および導電帯域を設けた場合には、降雨等の過酷な湿潤環境の下では、上記したリブ付き懸垂碍子と同様の結果を得ている。
【特許文献１】特開２００２−１５０８６２号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、降雨等の過酷な湿潤条件の下でも、高い汚損耐電圧特性を示し、かつ、フラッシオーバ等の放電の発生を抑制し得る懸垂碍子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、高電圧送電用の懸垂碍子に関する。本発明に係る第１の懸垂碍子は、碍子本体と、前記碍子本体の頭部の外周に嵌合固着されているキャップ金具と、前記碍子本体の頭部の内側凹部に嵌合固着されているピン金具を備える懸垂碍子であって、前記碍子本体の下面における略全ての部位が、表面抵抗が少なくとも２０ＭΩである抵抗帯域に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係る第２の懸垂碍子は、碍子本体と、前記碍子本体の頭部の外周に嵌合固着されているキャップ金具と、前記碍子本体の頭部の内側凹部に嵌合固着されているピン金具を備える懸垂碍子であって、前記碍子本体の下面における前記ピンからの漏れ距離が１０ｍｍまでを最小とし５０ｍｍまでを最大とする範囲の部位が、表面抵抗０．１ＭΩ〜５００ＭΩである低抵抗帯域に形成され、かつ、前記低抵抗帯域より外周側の部位が、表面抵抗１００ＭΩ〜１０ＧΩである高抵抗帯域に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、前記碍子本体の内周側に前記ピン金具を中心とする同心的に位置する複数のリブを備えるリブ付き懸垂碍子に適用することができるとともに、前記碍子本体が前記頭部の根元部から外側へ水平状またはわずかに下降傾斜して延びる円盤状の上笠部と同上笠部の下面の途中から下降傾斜して延びる裾拡がりの円錐状の下笠部を有して、内周面が滑らかな曲面状または平面状を呈する外ひだ懸垂碍子にも適用することができる。これらの場合には、前記抵抗帯域は所定の抵抗値を有する導電釉を施して形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る懸垂碍子は、基本的には、碍子本体の内周面に抵抗帯域、または、抵抗帯域および導電帯域を設けた場合と同様、沿面方向の電界を大幅に緩和するものであるが、本発明に係る懸垂碍子においては、碍子本体の内周面に形成している抵抗帯域の表面抵抗を、少なくとも２０ＭΩという極めて高い抵抗値に設定している。このため、沿面電界は顕著に緩和される。この結果、本発明に係る懸垂碍子においては、降雨等の過酷な湿潤環境においても、高い汚損耐電圧特性を示し、かつ、放電の発生も大幅に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、高電圧送電用の懸垂碍子に関する。本発明の第１の実施形態に係る懸垂碍子は、図１に示すリブ付き懸垂碍子であり、本発明の第２の実施形態に係る懸垂碍子は、図２に示す外ひだ懸垂碍子である。
【００１５】
本発明の第１の実施形態に係るリブ付き懸垂碍子１０は、図１に示すように、碍子本体１０ａと、キャップ金具１０ｂと、ピン金具１０ｃにて構成されている。碍子本体１０ａは磁器製品であって、中央部に位置する頭部１１と、頭部１１の根元から外側へ延びる円形椀状の笠部１２と、笠部１２の内周側にて互いに同心的に位置する４本の円筒状の環状リブ１３ａ〜１３ｄおよび環状コブ１３ｅとを備えている。
【００１６】
碍子本体１０ａにおいては、頭部１１は頂部を有して下方に開口する筒体であり、笠部１２はわずかに下降傾斜して外側へ延びている。環状コブ１３ｅを中心にしてその外周側に位置する各環状リブは、内側から第１環状リブ１３ａ、第２環状リブ１３ｂ、第３環状リブ１３ｃ、第４環状リブ１３ｄと称する。各環状リブ１３ａ〜１３ｄにおいては、第１環状リブ１３ａから第４環状リブ１３ｄまで漸次縦長に形成されている。
【００１７】
碍子本体１０ａにおいては、ポルトランドセメント１４ａを介してキャップ金具１０ｂが嵌合している。キャップ金具１０ｂは、この嵌合状態では、ポルトランドセメント１４ａを介して頭部１１の外周に固着している。また、碍子本体１０ａの頭部１１の凹所１１ａには、ピン金具１０ｃがポルトランドセメント１４ｂを介して嵌合している。ピン金具１０ｃは、この嵌合状態では、ポルトランドセメント１４ｂを介して頭部１１の内周に固着していて、碍子本体１０ａの軸心上を下方に所定長さ延びている。
【００１８】
当該リブ付き懸垂碍子においては、キャップ金具１０ｂは接地側金具であり、かつ、ピン金具１０ｃは課電側金具である。キャップ金具１０ｂは、図示しない直上の他のリブ付き懸垂碍子におけるピン金具１０ｃの下端部に嵌合して、同リブ付き懸垂碍子に連結される。また、ピン金具１０ｃは、図示しない直下の他のリブ付き懸垂碍子におけるキャップ金具１０ｂの頭部凹所に嵌合して、同リブ付き懸垂碍子に連結される。この連結状態では、各リブ付き懸垂碍子は設定された個数だけ互いに直列して連を構成する。
【００１９】
当該リブ付き懸垂碍子においては、碍子本体１０ａの下面の表面抵抗を各種の抵抗値に設定する構成を採っている。第１には、碍子本体１０ａにおける全ての下面の表面抵抗を２０ＭΩ（碍子１），１００ＭΩ（碍子２），２ＧΩ（碍子３）に設定する構成を採っている。第２には、碍子本体１０ａにおける全ての下面を、表面抵抗を２００ＭΩに設定する構成（碍子４）、および、碍子本体１０ａの下面のうち、ピン金具１０ｃの周辺から漏れ距離３０ｍｍの範囲における下面（下面内周側面１５ａ）の表面抵抗を２００ＭΩに設定し、かつ、下面内周側面１５ａより外側の全ての下面（下面外周側面１５ｂ）における表面抵抗を１ＧΩに設定する構成（碍子５）を採っている。但し、各表面抵抗値の領域は、所定の抵抗値を有する導電釉を塗布することにより形成している。
【００２０】
これらの構成の各懸垂碍子について、碍子単体に１５ｋＶの電圧が印加された場合の沿面電界を算出し、算出された沿面電界とピン金具１０ｃからの漏れ距離との関係を得ている。得られた結果を、碍子１〜３および通常釉の碍子６については図３に示し、かつ、碍子４，５については図４に示す。
【００２１】
本発明の第２の実施形態に係る外ひだ懸垂碍子２０は、図２に示すように、碍子本体２０ａと、キャップ金具２０ｂと、ピン金具２０ｃにて構成されている。碍子本体２０ａは磁器製品であって、中央部に位置する頭部２１と、頭部２１の根元から外側へ延びる円盤状の上笠部２２と、上笠部２２の下面の途中から下降傾斜して外側へ延びる裾拡がりの円錐状の下笠部２３と、上笠部２２と下笠部２３の中間部からわずかに下降傾斜して外側へ延びる円盤状の中間笠部２４を備えている。
【００２２】
碍子本体２０ａにおいては、頭部２１は頂部を有して下方に開口する筒体であり、また、上笠部２２はわずかに下降傾斜して外側へ延びている。上笠部２２の上面の下降傾斜角度は、４度〜１５度の範囲で適宜設定される。下笠部２３は、上笠部２２の下面の略中央部から下降傾斜して裾拡がり状に延びている。下笠部２３の上面の下降傾斜角度は、１５度〜３５度の範囲で適宜設定される。中間笠部２４は、下笠部２３の上面の略中央部から下降傾斜して外側へ延びている。中間笠部２４の下降傾斜角度は、上下両笠部２２，２３の中間の下降傾斜角度であって、５度〜２０度の範囲で適宜設定される。
【００２３】
当該碍子本体２０ａは、この状態では、頭部２１の凹所２１ａの内周から開口縁部である環状コブ２１ｂの根元の外周側に至る下面（下面内周側面２５ａ）と、環状コブ２１ｂの根元の外周側から下笠部２３の先端に至る下面（下面外周側面２５ｂ）を備えている。下面外周側面２５ｂは、裾拡がり状の滑らかな曲面を呈している。
【００２４】
碍子本体２０ａにおいては、ポルトランドセメント２６ａを介してキャップ金具２０ｂが嵌合している。キャップ金具２０ｂは、この嵌合状態では、ポルトランドセメント２６ａを介して頭部２１の外周に固着している。また、碍子本体２０ａの頭部２１の凹所２１ａには、ピン金具２０ｃがポルトランドセメント２６ｂを介して嵌合している。ピン金具２０ｃは、この嵌合状態では、ポルトランドセメント２６ｂを介して頭部２１の内周に固着していて、碍子本体２０ａの軸心上を下方に所定長さ延びている。
【００２５】
当該外ひだ懸垂碍子においては、キャップ金具２０ｂは接地側金具であり、かつ、ピン金具２０ｃは課電側金具である。キャップ金具２０ｂは、図示しない直上の他の外ひだ懸垂碍子におけるピン金具２０ｃの下端部に嵌合して、同外ひだ懸垂碍子に連結される。また、ピン金具２０ｃは、図示しない直下の他の外ひだ懸垂碍子におけるキャップ金具２０ｂの頭部凹所に嵌合して、同外ひだ懸垂碍子に連結される。この連結状態では、各外ひだ懸垂碍子は設定された個数だけ互いに直列して連を構成する。
【００２６】
当該外ひだ懸垂碍子においては、碍子本体２０ａの下面のうち、下面内周側面２５ａの表面抵抗と、下面外周側面２５ｂの表面抵抗を異なる抵抗値に設定されている。第１には、下面内周側面２５ａの表面抵抗を３０ＭΩに、下面外周側面２５ｂの表面抵抗を３００ＭΩに設定する構成（碍子７）を採っている。第２には、下面内周側周面２５ａの表面抵抗を２００ＭΩに、下面外周側面２５ｂの表面抵抗を２ＧΩに設定する構成（碍子８）を採っている。これらの表面抵抗値を有する領域については、当該部位に所定の抵抗値を有する導電釉を塗布することによって形成している。
【実施例１】
【００２７】
本実施例では、本発明に係る第１の実施形態であるリブ付き懸垂碍子１０における上記した碍子５（碍子本体１０ａの下面のうち、ピン金具１０ｃの周辺から漏れ距離３０ｍｍの範囲における下面内周側面１５ａの表面抵抗を２００ＭΩに設定し、かつ、下面外周側面１５ｂにおける表面抵抗を１ＧΩに設定する構成）、および、碍子６（碍子本体１０ａの全ての下面に通常釉を塗布する構成）について、汚損耐電圧特性を確認する実験を行った（実験１）。
【００２８】
また、本実施例では、本発明に係る第２の実施形態である外ひだ懸垂碍子２０における上記した碍子７（碍子本体２０ａにおける下面内周側面２５ａの表面抵抗を３０ＭΩに下面外周側面２５ｂの表面抵抗を３００ＭΩに設定する構成）、および、碍子８（碍子本体２０ａにおける下面内周側面２５ａの表面抵抗を２００ＭΩに、下面外周側面２５ｂの表面抵抗を２ＧΩに設定する構成）について、汚損耐電圧特性を確認する実験を行った（実験２）。
【００２９】
各実験に供する碍子（供試碍子）には、人工的に汚損した。実験１に供する碍子については、碍子本体１０ａの上下両面を平等に汚損した。当該平等汚損状態では、等価塩分付着密度については０．５ｍｇ／ｃｍ２とし、不溶性物質付着密度については０．１ｍｇ／ｃｍ２とした。人工汚損させた供試碍子については、上記した碍子５を供試碍子１、上記した碍子６を供試碍子２と称する。
【００３０】
また、実験２に供する碍子については、碍子本体２０ａの上下両面を不平等に汚損した。当該不平等汚損状態では、等価塩分付着密度については上面を０．１７ｍｇ／ｃｍ２、下面を０．５ｍｇ／ｃｍ２とし、不溶性物質付着密度については上面を０．５ｍｇ／ｃｍ２、下面を１．４ｍｇ／ｃｍ２とした。人工的に汚損させた供試碍子については、上記した碍子７を供試碍子３、上記した碍子８を供試碍子４、および、通常釉の碍子６を供試碍子５と称する。
【００３１】
これらの供試碍子の各実験結果については、実験１の結果については表１に示し、実験２の結果については表２に示す。これらの結果から、供試碍子１および供試碍子３は、同一形状の通常釉碍子に比較して約１．５倍の耐電圧になることが判る。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る一実施形態であるリブ付き懸垂碍子の一部縦断側面図である。
【図２】本発明に係る他の一実施形態である外ひだ懸垂碍子の一部縦断側面図である。
【図３】本発明に係る各種リブ付き懸垂碍子におけるピン金具からの漏れ距離と沿面電界との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る他の各種リブ付き懸垂碍子におけるピン金具からの漏れ距離と沿面電界との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１０…リブ付き懸垂碍子、１０ａ…碍子本体、１０ｂ…キャップ金具、１０ｃ…ピン金具１０ｃ、１１…頭部、１１ａ…凹所、１２…笠部、１３ａ〜１３ｄ…環状リブ、１３ｅ…環状コブ、１４ａ，１４ｂ…ポルトランドセメント、１５ａ…下面内周側面、１５ｂ…下面外周側面、２０…外ひだ懸垂碍子、２０ａ…碍子本体、２０ｂ…キャップ金具、２０ｃ…ピン金具、２１…頭部、２１ａ…凹所、２２…上笠部、２３…下笠部、２４…中間笠部、２５ａ…下面内周側面、２５ｂ…下面外周側面、２６ａ，２６ｂ…ポルトランドセメント。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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