JP6644013B2 - High voltage distribution insulator - Google Patents
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Description
本発明は、例えば６．６ｋＶクラスの配電に用いられる高圧配電用がいしに関するものである。 The present invention relates to a high-voltage power distribution insulator used for 6.6 kV class power distribution, for example.
高圧配電用がいしとしては、高圧ピンがいし、高圧耐張がいしなどの、磁器製のがいし本体の中央に金属軸がセメンチングされたがいしが広く用いられている。 As insulators for high-voltage distribution, insulators having a metal shaft cemented at the center of a porcelain insulator body, such as a high-voltage pin insulator and a high-pressure tension insulator, are widely used.
高圧ピンがいしは、金属軸をアームに固定し、がいし本体の頭部の外周に形成された電線保持溝に絶縁電線を保持させて使用される。また高圧耐張がいしは、がいし本体に頭部金具を備えたものであり、高圧電線の引き止め箇所に使用される。これらの高圧配電用がいしには、次のような問題があった。 The high-voltage pin insulator is used by fixing a metal shaft to an arm and holding an insulated wire in a wire holding groove formed on an outer periphery of a head of the insulator body. The high-pressure tension insulator is provided with a head metal fitting on the insulator main body, and is used at a place where a high-voltage electric wire is stopped. These high-voltage distribution insulators have the following problems.
まず高圧ピンがいしについて説明する。高圧ピンがいしの磁器製のがいし本体の表面は親水性の釉薬で覆われている。このため塩害等で汚損が生じると、塩分の潮解性も加わり、比較的大きな漏れ電流が流れる。その結果、がいし本体の全体の温度が上がり、表面が乾燥して絶縁状態が復活する。これに対してがいし本体の頭部に取り付けられた絶縁電線はポリエチレンや架橋ポリエチレンの被覆で覆われていることが多く、これらは撥水性である。 First, the high voltage pin insulator will be described. The surface of the porcelain insulator body of the high-voltage pin insulator is covered with a hydrophilic glaze. Therefore, when pollution occurs due to salt damage or the like, deliquescence of salt is added, and a relatively large leakage current flows. As a result, the entire temperature of the insulator main body increases, the surface is dried, and the insulating state is restored. On the other hand, insulated wires attached to the head of the insulator main body are often covered with a coating of polyethylene or cross-linked polyethylene, and these are water-repellent.
高圧ピンがいしにおける一般的な漏れ電流は、絶縁電線の表面を伝わり、磁器製のがいし本体の表面から金属軸に流れていく。一般的には、最初に撥水性である絶縁電線を一周するドライバンドが形成され、その部分の絶縁抵抗が上昇すると線路電圧のほぼ全てがそのドライバンドの箇所に加わる。 The general leakage current of a high voltage pin insulator is transmitted along the surface of an insulated wire and flows from the surface of a porcelain insulator body to a metal shaft. Generally, a dryland is formed first around a water-repellent insulated wire, and when the insulation resistance at that portion increases, almost all of the line voltage is applied to the dryland.
絶縁電線は磁器製のがいし本体よりも小径であるから電流密度が高く、撥水性であることも加わって少ない漏れ電流でドライバンドが維持される。これに対して磁器製のがいし本体は漏れ電流が少なく、表面が濡れた状態であり、十分な絶縁ができていない状態となる。このように、線路電圧のほぼ全てが絶縁電線のドライバンドに加わることで、絶縁電線の表面で放電が生じる。放電状態が続くと、絶縁電線のドライバンド箇所でトラッキングが発生し、やがて絶縁電線の絶縁破壊が生じる。 Since the insulated wire has a smaller diameter than the insulator body made of porcelain, the current density is high and the dryness is maintained with a small leakage current in addition to the water repellency. On the other hand, the insulator body made of porcelain has a small leakage current, a wet surface, and a state where sufficient insulation is not achieved. As described above, almost all of the line voltage is applied to the dryland of the insulated wire, so that discharge occurs on the surface of the insulated wire. When the discharge state continues, tracking occurs at a dry land portion of the insulated wire, and eventually, insulation breakdown of the insulated wire occurs.
次に高圧耐張がいしについて説明する。高圧耐張がいしは磁器製のがいし本体に頭部金具を備えた構造であり、この頭部金具は亜鉛メッキされている。しかし高圧電線引き止め箇所に使用する高圧耐張がいしは絶縁電線の絶縁被覆を剥いだ電線を直接把持するクランプとがいし本体の金属軸を直接連結して使用されるため、漏れ電流が多く、頭部金具と連結金具との接合箇所に酸化亜鉛による絶縁皮膜が形成されるとギャップが生じ、電波障害を発生させることがあった。 Next, the high-pressure tension insulator will be described. The high-pressure tension insulator has a structure in which a porcelain insulator body is provided with a head fitting, and the head fitting is galvanized. However, high-voltage tension insulators used for retaining high-voltage wires are directly connected to the metal shaft of the insulator and the main body of the insulator, which directly grips the wires with the insulation coating of the insulated wires removed. When an insulating film made of zinc oxide is formed at the joint between the metal fitting and the connecting metal, a gap is generated, which may cause radio wave interference.
また、金属軸側に充電部の露出箇所があるため、塩分を含む雪ががいし全体を覆ったり、がいし本体の内部に入ると、地絡・短絡事故に至る塩雪害が発生していた。また、漏れ電流が多いことから、引止めグリップなど絶縁被覆を剥かずに把持するものを利用するとトラッキングが発生するため、クランプなど被覆を剥いて把持する方法に限定されていた。 In addition, since there is an exposed portion of the charged portion on the metal shaft side, if the snow insulator containing salt covers the whole insulator or enters the inside of the insulator main body, salt snow damage leading to ground fault or short circuit accident has occurred. In addition, since a large amount of leakage current causes tracking to occur if a grip such as a retaining grip is used without peeling off the insulating coating, the method has been limited to a method of stripping and gripping the coating such as a clamp.
上記のような高圧配電用がいしの問題点を解決するために、特許文献１には、高圧耐張がいしの金属軸のうち、がいし本体から露出した部分とがいし本体の内側に入った部分までシリコーン樹脂コーティングを形成することが提案されている。しかしこの構造では磁器部の汚損を遅らせる効果は得られるものの、親水性の磁器がいしと撥水性のシリコーン樹脂では漏れ電流のレベルが１０倍ほど異なるため、トラッキングを抑制する効果は皆無である。 In order to solve the above-mentioned problems of the insulator for high-voltage distribution, Patent Document 1 discloses that a metal shaft of a high-pressure tension insulator includes a portion exposed from the insulator main body and a portion inside the insulator main body. It has been proposed to form a resin coating. However, in this structure, although the effect of delaying the contamination of the porcelain portion can be obtained, there is no effect of suppressing the tracking since the level of the leakage current is about 10 times different between the hydrophilic porcelain insulator and the water-repellent silicone resin.
またこの特許文献１では、絶縁樹脂コーティングの長さを短くすることによって、雷サージを受けたときには金属軸に閃絡し、絶縁樹脂コーティングにピンホールが生じないようにしてある。しかし、金属軸のうちがいし本体の内側に入った部分、及び金属軸をがいし本体にセメンチングしているセメント表面は絶縁されていないため、がいし本体の内部に雪が入り込むと絶縁破壊のおそれがあった。更にがいし本体が汚損湿潤し、表面抵抗が低下した場合、漏れ電流経路は金属軸からセメント表面を経由し、磁器表面から頭部金具となるため、一部の金属軸をシリコーン樹脂で覆う構造ではトラッキングを抑制する効果は無い。 Further, in Patent Document 1, by shortening the length of the insulating resin coating, when a lightning surge is received, flashing occurs on the metal shaft so that pinholes do not occur in the insulating resin coating. However, the portion of the metal shaft inside the insulator main body and the cement surface cementing the metal shaft to the insulator main body are not insulated, so there is a risk of dielectric breakdown when snow enters the inside of the insulator main body. . Furthermore, if the insulator body becomes dirty and wet, and the surface resistance decreases, the leakage current path will pass from the metal shaft through the cement surface, and from the porcelain surface to the head metal fittings. There is no effect of suppressing tracking.
このほか特許文献２には、がいし本体に金属軸をセメンチングしているセメンチング部の表面に、シリコーン樹脂コーティングを形成することが提案されている。しかしがいし本体の内部に塩分が入りセメンチング部の表面に付着すると漏れ電流が増加し、短期間で効果が失われることとなる。 In addition, Patent Document 2 proposes forming a silicone resin coating on the surface of a cemented portion in which a metal shaft is cemented on an insulator body. However, if salt enters the inside of the insulator body and adheres to the surface of the cementing portion, the leakage current increases, and the effect is lost in a short period of time.
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、漏れ電流を小さくしてトラッキングや絶縁破壊を防止することができ、塩分を含む雪ががいし全体を覆ったり、がいし本体の内部に入った場合にも地絡・短絡事故に至ることがない高圧配電用がいしを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, to reduce the leakage current, prevent tracking and dielectric breakdown, cover the entire snow insulator containing salt, or enter the inside of the insulator body. It is an object of the present invention to provide a high-voltage power distribution insulator that does not cause a ground fault or short circuit accident in some cases.
上記の課題を解決するためになされた本発明は、磁器製のがいし本体の中央に金属軸がセメンチングされた高圧配電用がいしであって、撥水性のシリコーン樹脂皮膜が磁器製のがいし本体から始まり、セメンチング部すべてを覆い、金属軸の表面のがいし本体の外側に露出する位置まで連続して形成されていることを特徴とするものである。 The present invention made to solve the above-mentioned problem is a high-voltage power distribution insulator in which a metal shaft is cemented at the center of a porcelain insulator body, and a water-repellent silicone resin film starts from the porcelain insulator body. , Covering the entire cementing portion and being continuously formed to a position exposed on the outside of the insulator body on the surface of the metal shaft.
なお請求項２のように、磁器製のがいし本体が頭部の外周に電線保持溝を備えた構造である高圧ピンがいしの場合、シリコーン樹脂皮膜を金属軸のアーム取付部まで形成することが好ましい。また請求項３のように、磁器製のがいし本体がピン連結用の頭部金具を備えた構造である高圧耐張がいしの場合、シリコーン樹脂皮膜を金属軸のピン連結部の直上位置まで形成することが好ましい。
In the case where the insulator body made of porcelain is a high-voltage pin insulator having a structure in which an electric wire holding groove is provided on the outer periphery of the head, it is preferable to form a silicone resin film up to the arm attachment portion of the metal shaft. . Further, in the case of a high-pressure tensile insulator in which the porcelain insulator main body has a pin fitting head fitting as in
本発明の高圧配電用がいしは、セメンチング部の表面及び金属軸の表面に、撥水性のシリコーン樹脂皮膜を連続して形成したものであり、シリコーン樹脂部分が最も径の細い金属軸の部分にあるため、漏れ電流はシリコーン樹脂部分で最も電流密度が高くなる。このためシリコーン樹脂部分でドライバンドが形成され、少ない漏れ電流で絶縁が維持される。また、撥水性のシリコーン樹脂皮膜が、磁器製のガイシ本体から始まり、セメンチング部すべてを覆い、金属軸の表面のがいし本体の外側に露出する位置まで連続して形成されている構造であるので、セメンチング部の耐汚損特性を強化することにより、耐久性及び耐汚損特性をさらに向上させることができる。 The insulator for high-voltage distribution according to the present invention is formed by continuously forming a water-repellent silicone resin film on the surface of the cementing portion and the surface of the metal shaft, and the silicone resin portion is located on the thinnest metal shaft portion. Therefore, the leakage current has the highest current density in the silicone resin portion. Therefore, a dry land is formed in the silicone resin portion, and insulation is maintained with a small leakage current. In addition, since the water-repellent silicone resin film starts from the porcelain insulator body, covers the entire cementing part, and is formed continuously to a position exposed on the outside of the insulator body on the surface of the metal shaft, By strengthening the stain resistance of the cemented portion, the durability and the stain resistance can be further improved.
また本発明を高圧耐張がいしに適用すれば、同様に漏れ電流を抑制できるほか、シリコーン樹脂皮膜を金属軸の表面の長い部分にわたって連続して形成しているので、塩分を含む雪ががいし全体を覆ったり、がいし本体の内部に入った場合にも地絡・短絡事故に至ることがない。 Further, if the present invention is applied to a high-pressure tensile insulator, the leakage current can be similarly suppressed, and since the silicone resin film is formed continuously over a long portion of the surface of the metal shaft, the entire snow insulator containing salt can be used. It will not cause a ground fault or short circuit accident even if it is covered or entered inside the insulator body.
以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明を高圧ピンがいしに適用した第１の実施形態を示す図であり、１は磁器製のがいし本体、２はがいし本体１の中央にセメンチング部３によって固定された金属軸である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a view showing a first embodiment in which the present invention is applied to a high-voltage pin insulator, wherein 1 is an insulator main body made of porcelain, and 2 is a metal shaft fixed to a center of the insulator main body 1 by a cementing
がいし本体１は頭部の外周に電線保持溝４を備えており、絶縁被覆された絶縁電線（図示せず）をバインド線などによって保持することができる。またがいし本体１の裏面（下側面）には複数の環状リブ５が突設されており、沿面絶縁距離を確保している。がいし本体１の裏面中央には縦孔６が形成されており、金属軸２の上端が挿入され、セメントで固定されている。
The insulator main body 1 is provided with an electric wire holding groove 4 on the outer periphery of the head, and can hold an insulated electric wire (not shown) coated with insulation by a bind wire or the like. A plurality of
金属軸２の下部には雄ねじ７が形成されている。またその上方には、高圧ピンがいしをアームの取付孔に取り付けるための鍔８が設けられている。この鍔８をアームの上端面に載せ、下側からナット９を締めることにより固定することができる。
A
セメンチング部３の表面及び金属軸２の表面には、撥水性のシリコーン樹脂皮膜１０が連続して形成されている。シリコーン樹脂皮膜１０の下端は、金属軸２のアーム取付部である鍔８まで達している。このようなシリコーン樹脂皮膜１０は、金属軸２にシリコーンチューブを被せ、セメンチングして固定した後に、上下を反転させてセメンチング部３の上にもシリコーンを充填する方法で製造することができる。なお図示されるように、シリコーン樹脂皮膜１０が磁器製のガイシ本体１から始まり、セメンチング部３のすべてを覆い、金属軸２の表面まで連続して形成されている構造とした。このような構造とすることによってセメンチング部３の耐汚損特性を強化し、耐久性及び耐汚損特性を向上させることができる。
A water-repellent
一般の磁器がいしの表面は親水性であり、がいしが汚損されると漏れ電流が流れ、その発熱で絶縁を維持する性質を持つ。しかしこの高圧ピンがいしでは最も径の細い金属軸２の部分にシリコーン樹脂皮膜１０が形成されているため、漏れ電流の密度はこの部分で最大となってドライバンドが形成される。このため少ない漏れ電流で絶縁を維持することができる。
The surface of a general porcelain insulator is hydrophilic. When the insulator is contaminated, a leakage current flows, and the heat generated by the insulator keeps insulation. However, in this high-voltage pin insulator, since the
また、絶縁電線の径と金属軸２のシリコーン樹脂皮膜１０の径とは大差がないうえ、絶縁電線においてはがいしの両側から漏れ電流が流れてくるのに対して、金属軸２の部分では漏れ電流は一か所に纏まる。このためドライバンドは金属軸２のシリコーン樹脂皮膜１０の部分に形成され、絶縁電線上には形成されにくい。従って絶縁電線上のトラッキングは発生しにくくなり、電線寿命を延ばすことができる。なお、シリコーン樹脂は漏れ電流により劣化しても炭化物を表面に抽出しないので、絶縁電線に比べて劣化の進行は遅い。
In addition, there is not much difference between the diameter of the insulated wire and the diameter of the
さらにこの高圧ピンがいしは、元の磁器がいしに比べて電線取付部と接地部（アーム）との沿面距離が増加するため、放電開始電圧が上昇する。これにより、避雷器などと組み合わせた場合の保護範囲を広げることができる。 Further, in this high-voltage pin insulator, the creepage distance between the wire attachment portion and the grounding portion (arm) is increased as compared with the original porcelain insulator, so that the discharge starting voltage is increased. Thereby, the protection range when combined with a lightning arrester can be extended.
なお、表面をシリコーンで覆ったポリマーがいしは、芯材に用いるグラスファイバーの曲げ強度が金属軸２よりも小さいので曲がり易く、金属軸２と同等の強度を持たせるためには軸径を太くしなければならない。この結果、軸部分の電流密度が下がりドライバンドを維持するに要する電流が増加するから、軸部よりも絶縁電線上でドライバンドが形成されることとなり、トラッキングを防止することができない。 In addition, polymer insulators whose surfaces are covered with silicone are easy to bend because the glass fiber used for the core has a bending strength smaller than that of the metal shaft 2, and the shaft diameter must be increased to have the same strength as the metal shaft 2. There must be. As a result, the current density of the shaft portion decreases and the current required to maintain the dryland increases, so that the dryland is formed on the insulated wire rather than the shaft portion, and tracking cannot be prevented.
また、ポリマーがいしはエロージョンによる経年劣化が発生し、取り換え時期を誤ると事故につながる可能性があったが、この高圧ピンがいしはシリコーン樹脂皮膜１０が劣化した場合にも磁器製のがいし本体１が絶縁を保つので、事故発生につながることがない。
Further, aging of the polymer insulator due to erosion occurs, and if the replacement time is incorrect, there is a possibility of causing an accident. However, even when the
図２は本発明を磁器耐張がいしに適用した第２の実施形態を示す図である。２０は磁器製のがいし本体であり、その頭部には金属キャップ２１がセメントにより固定されている。金属キャップ２１には連結孔２２が形成されている。またがいし本体２０の外周には環状溝２３が形成され、がいし本体２０の裏面には環状リブ２４が形成されている。
FIG. 2 is a view showing a second embodiment in which the present invention is applied to a porcelain tensile insulator.
がいし本体２０の裏面中央には、金属軸２５の上端がセメンチング部２６によって固定されている。この金属軸２５の先端部は段差のあるピン連結部２７であり、高圧電線引止め用の孔２８が形成されており、図示しない適宜の金具によって高圧電線が固定される。
At the center of the back surface of the
前記した実施形態１と同様に、セメンチング部２６の表面及び金属軸２５の表面には、撥水性のシリコーン樹脂皮膜２９が連続して形成されている。このシリコーン樹脂皮膜２９も磁器製のガイシ本体２０から始まり、セメンチング部２６のすべてを覆い、金属軸２５の表面まで連続して形成されており、この実施形態ではシリコーン樹脂皮膜２９の下端は、ピン連結部２７の直上位置まで形成されている。このシリコーン樹脂皮膜２９も前記と同様の方法で形成することができる。
As in the first embodiment, a water-repellent
このように構成された高圧耐張がいしは多くの場合、横向きに使用されるものであり、塩分を含む雪ががいし全体を覆ったり、がいし本体２０の裏面内部に入ることがあるが、充電部である金属軸２５の表面がシリコーン樹脂皮膜２９によって覆われ、シリコーン樹脂皮膜２９のない箇所は絶縁性のクランプカバーで覆われているため充電部の露出部分がなくなり、地絡・短絡事故に至ることがない。
In many cases, the high-pressure tension insulator configured as described above is used sideways, and the snow insulator containing salt may cover the entire insulator or may enter the inside of the back surface of the
またこの高圧耐張がいしの場合にも、高圧ピンがいしの場合と同様に漏れ電流が大幅に減少し、電波障害を防止することができる。また漏れ電流が大幅に減少することから、引止めグリップなど被覆を剥かずに把持するものを利用することが可能となる。 Also, in the case of the high-voltage tensile insulator, the leakage current is greatly reduced as in the case of the high-voltage pin insulator, and the radio wave interference can be prevented. In addition, since the leakage current is greatly reduced, it is possible to use a gripper such as a retaining grip that does not peel off the coating.
なお、実験による検証を行ったところ、金属軸２５の表面に形成されたシリコーン樹脂皮膜２９の長さががいし本体２０内に隠れるほど短い場合には、シリコーン樹脂皮膜２９に付着した海水がシリコーン樹脂皮膜２９に発生するドライバンドにより乾燥し、表面に結晶が形成される。海水の成分には潮解性のある塩化マグネシウムや塩化カルシウムがあるため、空中の水分により漏れ電流を増加させる。そのためシリコーン樹脂皮膜２９による漏れ電流抑制効果は比較的短期間で消滅する。これに対して実施形態のようにシリコーン樹脂皮膜２９の長さを長くしてがいし本体２０の外側に露出させておけば、降雨により洗浄される部分ができ、漏れ電流抑制効果が長期間維持されることを確認した。
In addition, as a result of verification by an experiment, when the length of the
以上に説明したように、本発明の高圧配電用がいしは、漏れ電流を小さくしてトラッキングや絶縁破壊を防止することができ、塩分を含む雪ががいしがいし全体を覆ったり、がいし本体の内部に入った場合にも地絡・短絡事故に至ることがない利点がある。 As described above, the high-voltage power distribution insulator of the present invention can reduce the leakage current to prevent tracking and dielectric breakdown, and can cover the entirety of the snow-containing insulator containing salt or enter the inside of the insulator body. In this case, there is an advantage that a ground fault or short circuit accident does not occur.
１ 磁器製のがいし本体
２ 金属軸
３ セメンチング部
４ 電線保持溝
５ 環状リブ
６ 縦孔
７ 雄ねじ
８ 鍔
９ ナット
１０ シリコーン樹脂皮膜
２０ 磁器製のがいし本体
２１ 金属キャップ
２２ 連結孔
２３ 環状溝
２４ 環状リブ
２５ 金属軸
２６ セメンチング部
２７ ピン連結部
２８ 高圧電線引止め用の孔
２９ シリコーン樹脂皮膜
Reference Signs List 1 insulator body made of porcelain 2
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