(57)【要約】【課題】汚損湿潤条件下であっても部分放電を抑制でき、トラッキングやエロージョンの発生を抑制できるポリマーがいしを提供することである。【解決手段】外被１２は、機械的荷重を分担するＦＲＰコア１１を被覆するとともに絶縁性能上必要な表面漏れ距離を確保するための笠１２Ａ、１２Ｂが形成されている。ＦＲＰコア１１の端部に設けられた端子金具１３は、鉄塔などの構造物や電線に接続される。そして、課電端側の端子金具から所定範囲において、笠径と胴径との比を２．８７以下とした構造である。または、外被の表面のうち笠部を除く胴体部の全表面に半導電性処理を施した構造である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的荷重を分担するＦＲＰコアと、
前記ＦＲＰコアを被覆するとともに絶縁性能上必要な表面漏れ距離を確保するための笠部が間隔を保って胴体部に形成された外被と、
前記ＦＲＰコアの端部に設けられ鉄塔などの構造物や電線に接続される端子金具とからなり、
課電端側の前記端子金具からの所定範囲において笠径と胴径との比を２．８７以下としたことを特徴とするポリマーがいし。
【請求項２】
機械的荷重を分担するＦＲＰコアと、
前記ＦＲＰコアを被覆するとともに絶縁性能上必要な表面漏れ距離を確保するための笠部が形成された外被と、
前記ＦＲＰコアの端部に設けられ鉄塔などの構造物や電線に接続される端子金具とからなり、
前記外被の表面のうち前記笠部を除く胴体部の全表面に半導電性処理を施したこと特徴とするポリマーがいし。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁材料として有機絶縁物を用いたポリマーがいしに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、がいしの絶縁材料としては磁器が用いられているが、軽量性や耐震性を考慮して有機絶縁物を用いたポリマーがいしも用いられるようになっている。図３は、従来の送電用のポリマーがいしの一例を示す構造図である。
【０００３】
図３に示すように、ポリマーがいしは、機械的荷重を分担するＦＲＰ（Fiber-glass  Reinforced Plastics）コア１１と、ＦＲＰコア１１を紫外線やオゾンなどから保護するゴム製の外被１２と、鉄塔などの構造物や電線など充電部と接続するための端子金具１３とから構成されている。そして、外被１２の胴体部には、汚損湿潤時の絶縁性能上必要な表面漏れ距離を確保するための複数の長短の笠部１２Ａ、１２Ｂが形成されている。笠部１２Ａは笠部１２Ｂより出張長さが大きく形成されている。このようなポリマーがいしは軽くて衝撃に強く、外被のゴム表面の撥水性のため汚損湿潤時の絶縁特性に優れるなどの特徴を有している。
【０００４】
ここで、外被に使用される高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物を改良し、過酷な大気汚染、塩害あるいは気候に晒された条件下でも、耐吸水性、耐候性、撥水性、防汚性、耐電圧性、耐トラッキング性、耐アーク性、耐エロージョン性等の高電圧電気特性に優れたポリマー碍子を与えるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８００４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、外被１２として、ゴムやエポキシ樹脂などの有機絶縁物を使っているため、紫外線やオゾン、水、放電などによる経年劣化が避けられない。特に、汚損湿潤時の放電による外被の劣化が懸念される。
【０００７】
すなわち、外被１２の表面に海塩などの汚損物が付着し湿潤すると、表面抵抗Rが下がり、課電下では漏れ電流Iが流れる。漏れ電流Iが流れると、ジュール熱RI２が発生し湿潤した表面は乾燥するが、一様には乾燥せず、電流密度が高い胴部など乾燥し易い箇所と、電流密度が低い笠部などの乾燥し難い箇所が生じる。漏れ電流Iは課電端から接地端まで同じ電流が流れるので、乾いて抵抗の高い箇所で発生するジュール熱RI２は、抵抗の低い他の部分より大きく、益々乾燥が進み、他の部分に比べ何桁も大きな抵抗になる。がいし全体に加わる電圧は、表面の抵抗分布に比例して分布するので、表面抵抗が高くなった乾燥帯の分担電圧は非常に高くなり、その部分の表面の空気の絶縁が破壊し部分放電が発生する。
【０００８】
このような部分放電が発生すると、外被１２の表面ゴムなどが酸素の不足した条件で過熱されることがあり、トラッキング（導電性の通路）が発生する。また、酸素が充分供給されているとエロージョン（絶縁性の侵食）などを引き起こす恐れがある。トラッキングが生じると、がいしの絶縁機能が失われ、エロージョンが生じ進展しＦＲＰコア１１が露出すると、脆性破壊によりがいしが離断する場合がある。
【０００９】
本発明の目的は、汚損湿潤条件下であっても部分放電を抑制でき、トラッキングやエロージョンの発生を抑制できるポリマーがいしを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係るポリマーがいしは、機械的荷重を分担するＦＲＰコアと、前記ＦＲＰコアを被覆するとともに絶縁性能上必要な表面漏れ距離を確保するための笠部が間隔を保って胴体部に形成された外被と、前記ＦＲＰコアの端部に設けられ鉄塔などの構造物や電線に接続される端子金具とからなり、課電端側の前記端子金具からの所定範囲において前記外被の笠部の径（笠径）と前記外被の胴体部の径（胴径）との比を２．８７以下としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係るポリマーがいしは、機械的荷重を分担するＦＲＰコアと、前記ＦＲＰコアを被覆するとともに絶縁性能上必要な表面漏れ距離を確保するための笠部が形成された外被と、前記ＦＲＰコアの端部に設けられ鉄塔などの構造物や電線に接続される端子金具とからなり、前記外被の表面のうち前記笠部を除く胴体部の全表面に半導電性処理を施したこと特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明よれば、課電端側の端子金具から所定範囲において、笠径と胴径との比を２．８７以下としたので、汚損湿潤条件下であっても部分放電電圧を高く保持できる。従って、放電を抑制できトラッキングやエロージョンの発生を抑制できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、外被の表面のうち前記笠部を除く胴体部の全表面に半導電性処理を施したので、外被表面のうち胴体部の電位分布の集中を緩和でき、これにより部分放電電圧を高く保持できる。従って、放電を抑制できトラッキングやエロージョンの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係るポリマーがいしの一例を示す構造図。
【図２】本発明の実施形態２に係るポリマーがいしの一例を示す構造図。
【図３】従来の送電用のポリマーがいしの一例を示す構造図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明に至った経緯について説明する。出願人は、同じ長さの送電用ポリマーがいしと磁器長幹がいしの表面に、同じシリコーンゴムを塗布し、人工加速劣化試験を行った。その結果、送電用ポリマーがいしが放電を発生し易く劣化し易いことを把握した。
【００１６】
ポリマーがいしが劣化しやすい要因としては、胴径の違いと笠部形状の違いが考えられる。そこで、各種のポリマーがいし類と磁器がいし類とを用意し、全表面に同じシリコーンゴムを塗布し、人工加速劣化試験を行った。
【００１７】
表１は、３種類のポリマーがいし（送電用ポリマーがいし、ＳＰがいし（ステーションポストがいし）、ポリマーがい管）、２種類の磁器がいし（磁器エアロ長幹がいし、磁器ＪＩＳ長幹がいし）の寸法及び形状を示した表である。
【表１】
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【００１８】
人工加速劣化試験の結果、同じ笠部形状、同じ外被材、同じ長さでも送電用ポリマーがいしのみが劣化し易いことが判った。
【００１９】
表１に基づいて、放電を発生しやすい送電用ポリマーがいしが他のがいしと構造上異なる点を抽出することとした。その結果、送電用ポリマーがいしは他のがいしと比較して、胴径が細いという知見を得た。
【００２０】
表１に示すように、送電用ポリマーがいしの笠径／胴径は４．０８、ＳＰがいしの笠径／胴径は２．３４、ポリマーがい管の笠径／胴径は１．２５、磁器エアロ長幹がいしの笠径／胴径は２．８７、磁器ＪＩＳ長幹がいしの笠径／胴径は２．００であり、放電を発生しやすい送電用ポリマーがいしの笠径／胴径は４．０８であるのに対し、放電を発生し難い他のがいしの笠径／胴径は２．８７以下である。
【００２１】
そこで、本発明では、胴径を太くして、笠径／胴径の比を２．８７以下にすることを検討するとともに、がいしの課電端に電位が集中し放電が発生し易いことを考慮に入れ、がいしの課電端への電位分布の集中を緩和することを検討した。
【００２２】
以上の検討結果を踏まえ、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態１に係るポリマーがいしの一例を示す構造図である。この実施形態１に係るポリマーがいしは、図３に示した従来の送電用ポリマーがいしに対し、課電端側の端子金具１３から所定範囲において、笠径と胴径との比を２．８７以下としたものである。図３と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２３】
図１に示すように、送電用ポリマーがいしは両端に端子金具１３を有する棒状がいしであり、図中の下側が電線を支持する課電端である。この課電端側の端子金具１３から所定範囲において、胴径を太くし、笠径と胴径との比が２．８７以下となるようにしている。これは、ポリマーがいしは棒状形状のため、電線を支持する課電端に電位が集中するので、課電端でも特に劣化が生じ易い胴部への、乾燥による更なる電位の集中を緩和するためである。
【００２４】
このように実施形態１では、課電端胴部の電界を緩和すれば、ポリマーがいしの寿命を左右するような劣化を抑えることができると考え、送電用ポリマーがいしの課電端側の笠部１２Ａ、１２Ｂの５ピッチ分（約３０ｃｍ分）の胴径を、約２６ｍｍから約４６ｍｍにして、胴径に対する笠径の比を約２．３にした。笠径／胴径が約２．３である場合には、放電が発生し難いＳＰがいし（笠径／胴径２．３４）や磁器エアロ長幹がいし（笠径／胴径２．８７）より笠径／胴径が小さい値となっており、胴径が太くなっている。従って、放電を発生し難くできる。ここで、笠径／胴径の値は、本発明の実施の形態では、２．８７以下とする。これは、部分放電が発生し難かった磁器エアロ長幹がいしの笠径／胴径２．８７以下とするためである。
【００２５】
図２は本発明の実施形態２に係るポリマーがいしの一例を示す構造図である。この実施形態２に係るポリマーがいしは、図３に示した従来の送電用ポリマーがいしに対し、外被の表面のうち笠部１２Ａ、１２Ｂを除く胴体部の全表面に半導電性処理１４を施したものである。図３と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２６】
図２に示すように、ポリマーがいしの外被の表面のうち、笠部１２Ａ、１２Ｂを除く胴体部の全表面に半導電性処理１４を施す。
【００２７】
本発明の実施形態１、実施形態２、従来例の各ポリマーがいしについて、汚損湿潤条件下で部分放電試験を行い部分放電開始電圧を調査した。その結果を表２に示す。
【表２】
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【００２８】
表２に示すように、従来の送電用ポリマーがいしでは電圧７０ｋＶで課電端において部分放電を開始した。実施形態１のポリマーがいしでは電圧１２０ｋＶで胴径の細い箇所において部分放電を開始し、実施形態２のポリマーがいしでは電圧１００ｋＶで課電端半導電化処理端部において部分放電を開始した。
【００２９】
このように、実施形態１の胴部太径化したポリマーがいしの場合は１．７倍以上となり、実施形態２の胴部半導電化したポリマーがいしの場合は１．４倍以上となり、優れた部分放電抑制効果が認められ、ポリマーがいしの劣化防止効果が確認できた。
【符号の説明】
【００３０】
１１…ＦＲＰコア、１２…外被、１２Ａ、１２Ｂ…笠部、１３…端子金具、１４…半導電性材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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