(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが組み込まれた繊維強化樹脂筒及び笠付有機絶縁体を有する光ファイバ内蔵碍子において、前記繊維強化樹脂筒が複数の繊維強化樹脂筒単体を接続部材により接続して構成され、前記接続部材が複数の繊維強化樹脂筒単体の端部を両端から嵌挿し、内向き環状突起に当接した状態で固定することにより繊維強化樹脂筒単体同士を接続する中空スリーブで構成され、かつ前記繊維強化樹脂筒の少なくとも繊維強化樹脂筒単体の外周に前記笠付有機絶縁体が設けられ、前記繊維強化樹脂筒に光ファイバが組み込まれており、
前記笠付有機絶縁体が、前記繊維強化樹脂筒の繊維強化樹脂筒単体の外周と、前記中空スリーブの端部の外周とに連続して設けられており、前記中空スリーブの両端部の間の途中部分の外周には設けられていないことを特徴とする光ファイバ内蔵碍子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非磁器製長幹型の光ファイバ内蔵碍子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、送配電線、発電所、変電所等では、落雷事故等により発生した故障箇所を速やかに検出して、故障箇所を早急に復旧する必要があり、この故障箇所の検出、監視制御のために、ファラデー効果、ポッケルス効果を利用した光学式センサと、高電圧部側の光学式センサで検出された光信号を接地側の監視制御システムに伝送するための光ファイバを内蔵した光ファイバ内蔵碍子が使用される。
【０００３】
従来、このような光ファイバ内蔵碍子としては、磁器製のものが使用されていたが、重くて据付作業に労力を要し、且つ、製法も複雑で高価なため、このような問題を解決する目的で非磁器（ノンセラミック）製の光ファイバ内蔵碍子が開発され、使用されつつある。
【０００４】
この種の光ファイバ内蔵碍子の基本構造は、図４に示すように、光ファイバ１が組み込まれる繊維強化樹脂筒２の外周に、シリコーンゴム等の弾性絶縁材料を、例えば、モールド成形することにより、外周面にその長手方向へ所定間隔を隔てて多数の笠３Ａを有する笠付有機絶縁体３が設けられ、且つ、繊維強化樹脂筒２には、棒状の繊維強化樹脂補強体４Ａの外周面に形成された螺旋溝４Ｂに光ファイバ１が収納された繊維強化樹脂ロッド４が内設されて、光ファイバ１が組み込まれる構成になっている。
【０００５】
また、繊維強化樹脂筒２及び笠付有機絶縁体３の両端部側には、繊維強化樹脂筒２から延出した光ファイバ１の余長分をループ状に形成して多角形箱内に収めた光ファイバ余長部６を収納する光ファイバ余長部収納ケース５、５が設けられている。この光ファイバ余長部収納ケース５、５は、繊維強化樹脂筒２の両端部外周に嵌挿されて接着又は締め付けにより固定されると共に笠付有機絶縁体３の両端部内に一部埋設される取付フランジ７と、この取付フランジ７に被せられるように取り付けられるキャップカバー８とからなる。
【０００６】
なお、９は取付フランジ７にキャップカバー８を締め付け固定して取り付けるためのボルト、１０は光ファイバ余長部収納ケース５、５内を密封シールして該ケース５内に塵や湿気等が侵入するのを防止するパッキング、１１は光ファイバ余長部収納ケース５を構成するキャップカバー８の側部に取り付けられた、光信号の入出力伝送を行う光コネクタで、光ファイバ余長部６の光ファイバ１に接続される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、送電効率を高めて送電容量を増大させるために、送配電線の使用電圧が高くなる傾向にあり、光ファイバ内蔵碍子の外表面の沿面距離を長くするために、光ファイバ内蔵碍子の全長を長くする必要がある。
光ファイバ内蔵碍子の全長が長くなると、前記繊維強化樹脂筒２、笠付有機絶縁体３及び繊維強化樹脂ロッド４の全長も必然的に長くなり長尺品となる。
【０００８】
ところで、前記繊維強化樹脂ロッド４及び笠付有機絶縁体３の長尺品は製造が比較的容易だが、前記繊維強化樹脂筒２の長尺品はその長さに相当する専用長尺円筒芯（マンドレル）を用意して、その長尺円筒芯の外周にガラスその他の補強繊維を巻き付け、樹脂をモールド成形しなければならず、補強繊維巻き付け工程等に手間と時間がかかるので、その長尺品の製造が容易でなく、光ファイバ内蔵碍子の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
また、このような問題を解決するために、図５に示すように、前記構成の光ファイバ内蔵碍子を２段以上に積み重ねて接続することも考えられる。この場合には、複数の光ファイバ内蔵碍子を接続する箇所における光ファイバ余長部収納ケース５のキャップカバー８の底板８Ａ中央に、繊維強化樹脂ロッド４を挿入させる穴８Ｂを形成すると共に、該穴８Ｂと同心状に底板８Ａから外方へ突出するように筒状ボス８Ｃを形成し、繊維強化樹脂筒２の端部をその筒状ボス８Ｃ内に嵌挿し、接着又は締め付けにより筒状ボス８Ｃに固定させると共に、筒状ボス８Ｃの先端部を笠付有機絶縁体３の端部内に一部埋設させ、複数の光ファイバ内蔵碍子を光ファイバ余長部収納ケース５を介して相互に接続する構成になる。
【００１０】
しかしながら、このような構成の光ファイバ内蔵碍子は、複数の光ファイバ内蔵碍子を相互に接続する箇所に、光ファイバ余長部収納ケース５が介在され、内部に光ファイバ余長部６が収納されるため、光ファイバ内蔵碍子が過度に嵩張って、輸送、据付等が面倒である。また、不要な光ファイバ余長部６があるため光ファイバ内蔵碍子の製造及び組立が煩雑である。更に、この光ファイバ余長部６の部位で上下の碍子に内蔵されている光ファイバ１同士を接続しなければならず、光ファイバ接続部で光ファイバの断線や光伝送不良を生じる度合いが増加し、光信号伝送の信頼性が低下する恐れがある。
【００１１】
本発明の目的は、製造が容易で、製造コストを安くすることができ、また、必要以上に嵩張らず、輸送、据付等が容易になるほか、光接続個所が少なく、光信号伝送の信頼性を向上させることができる光ファイバ内蔵碍子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載された光ファイバ内蔵碍子は、光ファイバが組み込まれた繊維強化樹脂筒及び笠付有機絶縁体を有する光ファイバ内蔵碍子において、前記繊維強化樹脂筒が複数の繊維強化樹脂筒単体を接続部材により接続して構成され、前記接続部材が複数の繊維強化樹脂筒単体の端部を両端から嵌挿し、内向き環状突起に当接した状態で固定することにより繊維強化樹脂筒単体同士を接続する中空スリーブで構成され、かつ前記繊維強化樹脂筒の少なくとも繊維強化樹脂筒単体の外周に前記笠付有機絶縁体が設けられ、前記繊維強化樹脂筒に光ファイバが組み込まれており、
前記笠付有機絶縁体が、前記繊維強化樹脂筒の繊維強化樹脂筒単体の外周と、前記中空スリーブの端部の外周とに連続して設けられており、前記中空スリーブの両端部の間の途中部分の外周には設けられていないことを特徴とするものである。
【００１３】
このように、繊維強化樹脂筒が複数の繊維強化樹脂筒単体を接続部材により接続して構成されるので、繊維強化樹脂筒単体が短尺品となり、補強繊維巻き付け工程が簡単になって、その作業に要する負担が軽減される。従って、繊維強化樹脂筒の製造が容易になり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを低減させることができる。また、繊維強化樹脂筒単体が光ファイバ余長部収納ケースではなく、専用の接続部材により接続されるので、繊維強化樹脂筒単体の接続部の形状が嵩張らず、光ファイバ内蔵碍子の運搬、据付等が容易で施工性を向上させることができる。更に、複数の繊維強化樹脂筒単体を光ファイバ余長部を介して接続しないため、光接続個所が減少し、光信号伝送の信頼性を向上させることができる。また、このように、接続部材が中空スリーブという接続専用部材で構成されている場合には、複数の繊維強化樹脂筒単体を更に容易、確実に接続して繊維強化樹脂筒を形成することができ、接続構造もよりコンパクトになり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを更に低減させることができる。
また、笠付有機絶縁体が、繊維強化樹脂筒の繊維強化樹脂筒単体の外周と、中空スリーブの端部の外周とに連続して設けられている場合には、一種類の小型な成形金型等の形成装置を用いて各繊維強化樹脂筒単体の外周に笠付有機絶縁体を設けることが可能になる。そうすると、笠付有機絶縁体の形成が一層簡易になるほか、設備費用も安くなり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを更に低減させることができる。
【００２０】
笠付有機絶縁体２４、２４は、繊維強化樹脂筒２２の各繊維強化樹脂筒単体２６、２６の外周に、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム等の弾性絶縁材料を、例えば、モールド成形することにより、外周面にその長手方向へ所定間隔を隔てて多数の笠２４Ａが一体に形成されるように設けられる。なお、この実施形態のものでは、笠付有機絶縁体２４、２４が、前記繊維強化樹脂筒単体２６、２６同士を接続する接続部材である中空スリーブ２８の外周の一部には設けられない。
【００２１】
また、繊維強化樹脂筒２２には、それを構成する繊維強化樹脂筒単体２６、２６内へ、棒状の繊維強化樹脂補強体３０Ａの外周面に形成された螺旋溝３０Ｂに１本若しくは複数本の光ファイバ２０が巻き付け収納された繊維強化樹脂ロッド３０を挿着することにより、光ファイバ２０が組み込まれる。図示するものでは、該螺旋溝３０Ｂは１条形成されているが、必要に応じて複数条形成し、各螺旋溝３０Ｂに光ファイバ２０を収納するようにしてもよい。
【００２２】
更に、繊維強化樹脂筒２２及び笠付有機絶縁体２４、２４の両端部側には、繊維強化樹脂筒２２から延出した光ファイバ２０の余長分をループ状に形成して多角形箱内に収めた光ファイバ余長部３４を収納する光ファイバ余長部収納ケース３２、３２が設けられている。この光ファイバ余長部収納ケース３２、３２は、繊維強化樹脂筒２２の両端部外周に嵌挿されて接着、圧着又は螺合等により固定されると共に笠付有機絶縁体２４、２４の両端部内に一部埋設される取付フランジ３６と、この取付フランジ３６に被せられるように取り付けられるキャップカバー３８とからなる。
【００２３】
なお、４０は取付フランジ３６にキャップカバー３８を締め付け固定して取り付けるためのボルト、４２は光ファイバ余長部収納ケース３２、３２内を密封シールして光ファイバ余長部収納ケース３２、３２内に塵や湿気等が侵入するのを防止するパッキング、４４は光ファイバ余長部収納ケース３２を構成するキャップカバー３８の側部に取り付けられた、光信号の入出力伝送を行う光コネクタで、光ファイバ余長部３４の光ファイバ２０に接続される。
【００２４】
第１実施形態の光ファイバ内蔵碍子は上記のように構成されている。このような構成によると、繊維強化樹脂筒２２は短尺な繊維強化樹脂筒単体２６、２６を接続して形成するので、その製造が容易になり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを低減させることができる。また、繊維強化樹脂筒単体２６、２６の接続は光ファイバ余長部収納ケース３２ではなく、専用の接続部材で行うので、碍子がコンパクトになり、その運搬、据付等に便利である。
【００２５】
なお、複数の繊維強化樹脂筒単体２６、２６を接続する接続部材が前記中空スリーブ２８で構成されていると、複数の繊維強化樹脂筒単体２６、２６を更に容易、確実に接続して繊維強化樹脂筒２２を形成することができ、接続構造もよりコンパクトになり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを更に低減させることができる。
【００２６】
この光ファイバ内蔵碍子を製造する場合には、予め、各繊維強化樹脂筒単体２６、２６の一端部に光ファイバ余長部収納ケース３２を構成する取付フランジ３６を固定した後、前記繊維強化樹脂筒単体２６、２６の他端部を中空スリーブ２８により接続して繊維強化樹脂筒２２を形成する。
【００２７】
次に、このように形成された繊維強化樹脂筒２２の各繊維強化樹脂筒単体２６、２６の外周に、笠付有機絶縁体２４を、取付フランジ３６の一部（筒状ボス部）及び中空スリーブ２８の一部を覆うように、成形金型等の形成装置でモールド成形等することにより設ける。
【００２８】
次に、前記繊維強化樹脂筒２２内に、棒状の繊維強化樹脂補強体３０Ａの外周面に形成された螺旋溝３０Ｂに１本若しくは複数本の光ファイバ２０が巻き付け収納された繊維強化樹脂ロッド３０を挿着して光ファイバ２０を組み込む。
【００２９】
次に、繊維強化樹脂筒２２の両端側に光ファイバ余長部３４、３４を形成し、取付フランジ３６にキャップカバー３８を被せて、光ファイバ余長部３４、３４を光ファイバ余長部収納ケース３２、３２に収納する。
【００３０】
このように、笠付有機絶縁体２４、２４を繊維強化樹脂筒２２の各繊維強化樹脂筒単体２６、２６の方だけ全体に設け、接続部材である中空スリープ２８の外周の一部には設けられていない場合には、一種類の小型な成形金型等の形成装置を用いて笠付有機絶縁体２４、２４を設けることが可能になる。そうすると、笠付有機絶縁体２４、２４の形成がより簡易になるほか、設備費用も安くなり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを更に低減させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態のものは、繊維強化樹脂筒２２を、２個の短尺な繊維強化樹脂筒単体２６、２６を接続して形成したが、３個以上の繊維強化樹脂筒単体２６を接続して形成するようにしてもよい。この場合は笠付有機絶縁体２４が３段以上に積み重ねられることになる。
【００３２】
（第２実施形態）
図２は本発明に係る光ファイバ内蔵碍子の第２実施形態を示す縦断面図である。この実施形態の光ファイバ内蔵碍子は、笠付有機絶縁体３０が、前記繊維強化樹脂筒２２の繊維強化樹脂筒単体２６、２６及び接続部材である中空スリーブ２８の両外周に連続的に形成して設けられている。その他の構成は図１に示す第１実施形態ものと実質的に同じなので説明を省略する。
【００３３】
この実施形態の光ファイバ内蔵碍子を製造する場合には、前記第１実施形態の光ファイバ内蔵碍子を製造する場合と同様に、予め、各繊維強化樹脂筒単体２６、２６の一端部に光ファイバ余長部収納ケース３２を構成する取付フランジ３６を固定した後、前記繊維強化樹脂筒単体２６、２６の他端部を中空スリーブ２８により接続して繊維強化樹脂筒２２を形成する。
【００３４】
次に、各繊維強化樹脂筒単体２６、２６及び中空スリーブ２８の両方の外周に、笠付有機絶縁体２４を、取付フランジ３６、３６の一部（筒状ボス部）を覆うように、成形金型等の形成装置でモールド成形等することにより連続して設ける。
【００３５】
次に、前記繊維強化樹脂筒２２内に、光ファイバ２０が収納された繊維強化樹脂ロッド３０を挿着して光ファイバ２０を組み込む。その後の製造工程は第１実施形態の光ファイバ内蔵碍子を製造する工程と実質的に同じなので説明を省略する。
【００３６】
この実施形態の光ファイバ内蔵碍子のように、笠付有機絶縁体２４が繊維強化樹脂筒２２の外周全体を覆うように設けられていると、光ファイバ内蔵碍子の長さ当たりの沿面距離を長く取ることが可能になり、光ファイバ内蔵碍子の高電圧性能及び信頼性を向上させ、寿命を伸ばすことができる。
【００３７】
（第３実施形態）
図３は本発明に係る光ファイバ内蔵碍子の第３実施形態を示す縦断面図である。この実施形態の光ファイバ内蔵碍子の特徴は、繊維強化樹脂筒２２、５２に光ファイバ２０を組み込む手段として、前記第１乃至第３実施形態のような、繊維強化樹脂筒２２、５２を構成する繊維強化樹脂筒単体２６、２６内へ、外周に光ファイバ２０が螺旋状に巻き付け収納された繊維強化樹脂ロッド３０を挿着して組み込む手段とは異なる手段を採用していることである。
【００３８】
即ち、この実施形態のものでは、例えば、図２に示す第２実施形態の光ファイバ内蔵碍子における繊維強化樹脂筒２２の繊維強化樹脂筒単体２６、２６内に、少なくとも１本の光ファイバ２０を挿通させ、その樹脂単体２６、２６内に、液状のシリコーンゴム、エポキシ樹脂等の有機絶縁充填材５４を加圧又は吸引等して注入充填させ、加熱硬化させることにより、光ファイバ２０を組み込むものである。なお、繊維強化樹脂筒２２内に充填された有機絶縁充填材５４が漏出する恐れがある場合には、繊維強化樹脂筒２２の両端部又は取付フランジ３６、３６の光ファイバ２０を挿通させ、且つ、有機絶縁充填材５４を注入する穴口部分に、必要に応じてシール部材（図示せず）を設けることが望ましい。
【００３９】
このような手段で光ファイバ２０を組み込むことにより、光ファイバ２０の移動を防止して保護することができるほか、繊維強化樹脂筒２２、５２内に水分が侵入するのを防止し、更に、繊維強化樹脂筒２２、５２内を漏洩電流が流れて地絡事故を引き起こすのを防止することができる。なお、このような光ファイバ２０の組み込み手段は、第１実施形態の光ファイバ内蔵碍子にも適用することができる。
【００４０】
前記各実施形態のものでは、繊維強化樹脂筒２２、５２を構成する繊維強化樹脂筒単体２６、２６が中空スリーブ２８の接続部材で接続されているが、これのみに限定されない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載された光ファイバ内蔵碍子によると、繊維強化樹脂筒が複数の繊維強化樹脂筒単体を接続部材により接続して構成されるので、繊維強化樹脂筒単体が短尺品となり、従って、繊維強化樹脂筒の製造が容易になり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを低減させることができる。また、繊維強化樹脂筒単体が専用の接続部材により接続されるので、繊維強化樹脂筒単体の接続部の形状が嵩張らず、光ファイバ内蔵碍子の運搬、据付等が容易で施工性を向上させることができる。更に、複数の繊維強化樹脂筒単体を光ファイバ余長部を介して接続しないので、光接続個所が減少し、光信号伝送の信頼性を向上させることができる。また、繊維強化樹脂筒を構成する複数の繊維強化樹脂筒単体の接続部材が、複数の繊維強化樹脂筒単体の端部を両端から嵌挿し、内向き環状突起に当接した状態で固定することにより繊維強化樹脂筒単体同士を接続する中空スリーブという接続専用部材で構成されているので、複数の繊維強化樹脂筒単体を更に容易、確実に接続して繊維強化樹脂筒を形成することができ、接続構造もよりコンパクトになり、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを更に低減させることができる。
【００４２】
本発明の請求項２に記載された光ファイバ内蔵碍子によると、前記笠付有機絶縁体が、前記繊維強化樹脂筒の繊維強化樹脂筒単体の外周に設けられ、前記繊維強化樹脂筒単体を接続する接続部材の方の一部には設けられないので、一種類の小型な成形金型等の形成装置を用いて各繊維強化樹脂筒単体の外周に笠付有機絶縁体を設けることが可能になる。そうすると、笠付有機絶縁体の形成がより簡易になるほか、設備費用も安くなるので、光ファイバ内蔵碍子の製造コストを更に低減させることができる。
【００４３】
本発明の請求項３に記載された光ファイバ内蔵碍子によると、前記笠付有機絶縁体が、前記繊維強化樹脂筒の繊維強化樹脂筒単体及び接続部材の両外周に連続して設けられるので、光ファイバ内蔵碍子の長さ当たりの沿面距離を長く取ることが可能になり、光ファイバ内蔵碍子の高電圧性能及び信頼性を向上させ、寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】  本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図３】  本発明の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図４】  従来の光ファイバ内蔵碍子の縦断面図である。
【図５】  従来の他の光ファイバ内蔵碍子を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２０    光ファイバ
２２    繊維強化樹脂筒
２４    笠付有機絶縁体
２４Ａ  笠
２６    繊維強化樹脂筒単体
２８    中空スリーブ
２８Ａ  内向き環状突起
３０    繊維強化樹脂ロッド
３０Ａ  繊維強化樹脂補強体
３０Ｂ    螺旋溝
３２    光ファイバ余長部収納ケース
３４    光ファイバ余長部
３６    取付フランジ
３８    キャップカバー
４０    ボルト
４２    パッキング
４４    光コネクタ
４６    接続フランジ
４８    ねじ締め付け部材
５０    パッキング
５２    繊維強化樹脂筒
５４    有機絶縁充填材
【図１】
0004460043.tif 000002
【図２】
0004460043.tif 000003
【図３】
0004460043.tif 000004
【図４】
0004460043.tif 000005
【図５】
0004460043.tif 000006